JP2010514387A - System and method for storing energy - Google Patents

System and method for storing energy Download PDF

Info

Publication number
JP2010514387A
JP2010514387A JP2009518154A JP2009518154A JP2010514387A JP 2010514387 A JP2010514387 A JP 2010514387A JP 2009518154 A JP2009518154 A JP 2009518154A JP 2009518154 A JP2009518154 A JP 2009518154A JP 2010514387 A JP2010514387 A JP 2010514387A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
magnetic
energy
energy storage
electrically conductive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009518154A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
エリック ジェー ヤーガー
ジョン モリソン
ジョン ジー リチャードソン
デイビッド エフ スペンサー
デール ダブリュー クリスチャンセン
Original Assignee
バテル エナジー アライアンス エルエルシー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to US11/475,564 priority Critical patent/US7688036B2/en
Priority to US11/475,842 priority patent/US20090295253A1/en
Priority to US11/475,858 priority patent/US20090295520A1/en
Priority to US11/475,389 priority patent/US20100013345A1/en
Application filed by バテル エナジー アライアンス エルエルシー filed Critical バテル エナジー アライアンス エルエルシー
Priority to PCT/US2007/014226 priority patent/WO2008002413A2/en
Publication of JP2010514387A publication Critical patent/JP2010514387A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/32Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from a charging set comprising a non-electric prime mover rotating at constant speed
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M10/4264Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing with capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44Methods for charging or discharging
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/46Accumulators structurally combined with charging apparatus
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/02Windings characterised by the conductor material
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K35/00Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit
    • H02K35/02Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit with moving magnets and stationary coil systems
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1869Linear generators; sectional generators
    • H02K7/1876Linear generators; sectional generators with reciprocating, linearly oscillating or vibrating parts
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/02Details of the magnetic circuit characterised by the magnetic material
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

【課題】自己充電バッテリーを提供する。
【解決手段】本バッテリーは、発電機と、バッテリーケース内に収容されたエネルギー蓄積装置とを備える。該発電機は、圧縮された磁界を生成するよう構成された磁性構造体と、コイルとを備え、該コイルはその電気伝導性要素内に該圧縮された磁界を集中させるよう構成されている。
【選択図】図33
A self-charging battery is provided.
The battery includes a generator and an energy storage device housed in a battery case. The generator includes a magnetic structure configured to generate a compressed magnetic field and a coil, the coil configured to concentrate the compressed magnetic field within the electrically conductive element.
[Selection] Figure 33

Description

本開示は、概ねエネルギーを蓄えるためのシステム及び方法に関し、特に、携帯してエネルギーを電流に変換し、そのエネルギーを蓄えるためのシステム及び方法に関する。
[政府権益に関する記述]
本発明は米国エネルギー省との契約第DE-AC07-05-ID14517の下に米国政府支援を受けてなされた。米国政府は本発明に権利を有する。
The present disclosure relates generally to systems and methods for storing energy, and more particularly to systems and methods for carrying and converting energy to electrical current and storing the energy.
[Description of government interests]
This invention was made with US Government support under Contract No. DE-AC07-05-ID14517 with the US Department of Energy. The US government has rights in the invention.
従来の携帯可能なエネルギー蓄積装置、例えばバッテリー、蓄電コンデンサーは使い捨てか、又はその装置を遠隔の電気エネルギー源に結合することで充電可能かである。使い捨て装置は、携帯可能で蓄積されユーザに提供可能なエネルギーの量が本質的に限られている。追加の使い捨て装置を持ち運ぶことはコストが高く、ユーザは関連する重量、収容スペース、処分要求条件を受け入れなければならない。また、使い捨て装置は環境に悪い。従来の充電可能な装置は充電可能でない装置より環境に優しいが、充電するために遠隔の電気エネルギー源が必要であり、遠隔の電気エネルギー源へのアクセスと次のアクセスの間に使用可能なエネルギーは限られている。また、充電はユーザの介入を必要とする。   Conventional portable energy storage devices, such as batteries, storage capacitors, are disposable or can be charged by coupling the device to a remote electrical energy source. Disposable devices are inherently limited in the amount of energy that is portable and can be stored and provided to the user. Carrying additional disposable devices is costly and the user must accept the associated weight, storage space and disposal requirements. Also, disposable devices are bad for the environment. Traditional rechargeable devices are more environmentally friendly than non-rechargeable devices, but require a remote electrical energy source to charge and energy available between access to the remote electrical energy source and the next access Is limited. Charging also requires user intervention.
従来の振る懐中電灯及び振って作動する装置は、短い時間、例えばLEDに電力を供給するのに十分な限定された量のエネルギーを蓄えることが可能であるが、通常、従来の懐中電灯電球、及び他の大電流を引き込む装置、例えば携帯電話、カメラ、GPSシステム、又は従来の懐中電灯に電力を供給するのに十分なエネルギーを生成しない。また、これらはかさ張り、明らかに装置を充電するための体の活動を必要とする。また、従来の振って作動する装置は別の携帯装置に電力を供給するのに容易には使用できない。また、これらの装置は、電子装置、例えば携帯電話、ペースメーカー等の医療機器の動作を妨げる可能性のある許容できないレベルの磁界を発生する。   Conventional swinging flashlights and swing-acting devices can store a limited amount of energy sufficient to power an LED for a short period of time, for example, but usually a conventional flashlight bulb, And other devices that draw large currents, such as cell phones, cameras, GPS systems, or conventional flashlights, do not generate enough energy. They are also bulky and obviously require body activity to charge the device. Also, conventional shake-acting devices cannot be easily used to supply power to another portable device. These devices also generate unacceptable levels of magnetic fields that can interfere with the operation of electronic devices such as mobile phones, pacemakers, and other medical devices.
従来のクランク動力の装置は、従来の振って作動する装置よりかなり高い蓄積能力を有しているが、同様にかさ張り、明らかに装置を充電するための体の活動を必要とし、別の携帯装置に電力を供給するのに容易には使用できず、許容できないレベルの磁界を発生する場合がある。   Conventional crank-powered devices have a much higher storage capacity than conventional swing-acting devices, but are also bulky and obviously require body activity to charge the device, which is another portable device May not be easily used to supply power, and may generate an unacceptable level of magnetic field.
モーター、発電機、交流発電機等の電磁装置と用途及び電気機械装置と用途は、通常、コイル及び/又は磁石を使用する。従来の磁性構造体は、1つの磁界を生成するために単一の磁石又は配列された複数の磁石を使用する。これらの磁石は通常、永久磁石又は電磁石である。多くの用途の効率は該磁性構造体が生成する磁界の勾配に依存する。   Electromagnetic devices and applications such as motors, generators, and alternators and electromechanical devices and applications typically use coils and / or magnets. Conventional magnetic structures use a single magnet or a plurality of arranged magnets to generate one magnetic field. These magnets are usually permanent magnets or electromagnets. The efficiency of many applications depends on the gradient of the magnetic field generated by the magnetic structure.
出力又は性能を増加させたい場合は、従来は、コイルのサイズ又は数を増加させるか、又は磁石のサイズ又は強さを増加させていた。これらの手法は重量、コスト、サイズ、及び耐久性の問題を引き起こし、多くの用途にとって実用的でない。従って、電磁装置と用途及び電気機械装置と用途において使用するための改善されたコイル及び磁石が必要であることが理解できる。   In the past, increasing the size or number of coils, or increasing the size or strength of the magnet, was desired to increase power or performance. These approaches cause weight, cost, size, and durability problems and are not practical for many applications. Thus, it can be seen that there is a need for improved coils and magnets for use in electromagnetic devices and applications and electromechanical devices and applications.
1つの実施形態では、コイルは電気伝導性巻線と、該電気伝導性巻線内に磁束を集中させるよう構成された磁気伝導性巻線とを備える。1つの実施形態では、該コイルは巻付枠を備える。1つの実施形態では、該巻付枠上の第1層は電気伝導性巻線の層である。1つの実施形態では、電気伝導性巻線の第2層は巻付枠上の該第1層に隣接する。1つの実施形態では、該磁気伝導性巻線の層は電気伝導性巻線の該第2層に隣接する。1つの実施形態では、該磁気伝導性巻線の層は巻付枠上の該第1層に隣接する。1つの実施形態では、巻付枠上の最後の層は電気伝導性巻線の層である。1つの実施形態では、巻付枠上の最後の層は電気伝導性巻線の層である。1つの実施形態では、該磁気伝導性巻線の層は電気伝導性巻線の2つの層の間にある。1つの実施形態では、該磁気伝導性巻線の複数の層が電気伝導性巻線の2つの層の間にある。1つの実施形態では、該磁気伝導性巻線は閉ループを形成する。1つの実施形態では、該コイルは台形部を有する。1つの実施形態では、該コイルはコアに巻かれている。1つの実施形態では、電気伝導性巻線と磁気伝導性巻線とで双導体巻線を構成する。1つの実施形態では、磁気伝導性巻線は銀/ニッケル合金でできている。1つの実施形態では、該コイルは絶縁体層を更に備え、該電気伝導性巻線は絶縁体層上に形成された配線である。   In one embodiment, the coil comprises an electrically conductive winding and a magnetically conductive winding configured to concentrate magnetic flux within the electrically conductive winding. In one embodiment, the coil comprises a winding frame. In one embodiment, the first layer on the winding frame is a layer of electrically conductive windings. In one embodiment, the second layer of electrically conductive winding is adjacent to the first layer on the winding frame. In one embodiment, the layer of magnetically conductive winding is adjacent to the second layer of electrically conductive winding. In one embodiment, the layer of magnetically conductive winding is adjacent to the first layer on the winding frame. In one embodiment, the last layer on the winding frame is a layer of electrically conductive windings. In one embodiment, the last layer on the winding frame is a layer of electrically conductive windings. In one embodiment, the layer of magnetically conductive winding is between the two layers of electrically conductive winding. In one embodiment, the multiple layers of the magnetically conductive winding are between two layers of the electrically conductive winding. In one embodiment, the magnetically conductive winding forms a closed loop. In one embodiment, the coil has a trapezoidal portion. In one embodiment, the coil is wound around a core. In one embodiment, the electrically conductive winding and the magnetically conductive winding constitute a double conductor winding. In one embodiment, the magnetically conductive winding is made of a silver / nickel alloy. In one embodiment, the coil further comprises an insulator layer, and the electrically conductive winding is a wiring formed on the insulator layer.
1つの実施形態では、巻線は電気伝導性線と、該電気伝導性線と絶縁されこれに固定され、該電気伝導性線内に磁束を集中させるよう構成された磁気伝導性線とを備える。1つの実施形態では、該磁気伝導性線は閉ループを形成する。1つの実施形態では、該磁気伝導性線は磁気伝導性線に絶縁体によって固定されている。1つの実施形態では、該磁気伝導性線は該巻線のコアを形成し、絶縁層によって囲われ、該電気伝導性線が該絶縁層を囲う。1つの実施形態では、該電気伝導性線は撚線である。   In one embodiment, the winding comprises an electrically conductive wire and a magnetically conductive wire that is insulated from and secured to the electrically conductive wire and configured to concentrate magnetic flux within the electrically conductive wire. . In one embodiment, the magnetically conductive line forms a closed loop. In one embodiment, the magnetic conductive wire is secured to the magnetic conductive wire by an insulator. In one embodiment, the magnetically conductive wire forms the core of the winding and is surrounded by an insulating layer, and the electrically conductive wire surrounds the insulating layer. In one embodiment, the electrically conductive wire is a stranded wire.
1つの実施形態では、システムは磁性構造体とコイルとを備え、該コイルは電気伝導性巻線と、該電気伝導性巻線内に磁束を集中させるよう構成された磁気伝導性巻線とを備える。1つの実施形態では、該システムはエネルギーを受け取り、エネルギーの受け取りに応答して電気信号を生成するよう構成される。1つの実施形態では、該システムはエネルギーを受け取るよう構成された機械動力伝達システムを更に備える。1つの実施形態では、該機械動力伝達システムは該磁性構造体に結合され、エネルギーの受け取りに応答して該磁性構造体をコイルに対して動かすよう構成される。1つの実施形態では、該機械動力伝達システムは該磁性構造体を直線的に動かすよう構成される。1つの実施形態では、該機械動力伝達システムは該磁性構造体を回転させるよう構成される。1つの実施形態では、該機械動力伝達システムは該磁性構造体を半径方向に動かすよう構成される。1つの実施形態では、該機械動力伝達システムは該コイルに結合され、エネルギーの受け取りに応答して該コイルを磁性構造体に対して動かすよう構成される。1つの実施形態では、該コイルは電気信号を受け取るよう構成され、該システムは電気信号の受け取りに応答して機械力を生成するよう構成される。1つの実施形態では、該システムは機械動力伝達システムを更に備える。   In one embodiment, the system comprises a magnetic structure and a coil, the coil comprising an electrically conductive winding and a magnetically conductive winding configured to concentrate magnetic flux within the electrically conductive winding. Prepare. In one embodiment, the system is configured to receive energy and generate an electrical signal in response to receiving the energy. In one embodiment, the system further comprises a mechanical power transmission system configured to receive energy. In one embodiment, the mechanical power transmission system is coupled to the magnetic structure and configured to move the magnetic structure relative to the coil in response to receiving energy. In one embodiment, the mechanical power transmission system is configured to move the magnetic structure linearly. In one embodiment, the mechanical power transmission system is configured to rotate the magnetic structure. In one embodiment, the mechanical power transmission system is configured to move the magnetic structure radially. In one embodiment, the mechanical power transmission system is coupled to the coil and is configured to move the coil relative to the magnetic structure in response to receiving energy. In one embodiment, the coil is configured to receive an electrical signal and the system is configured to generate mechanical force in response to receiving the electrical signal. In one embodiment, the system further comprises a mechanical power transmission system.
1つの実施形態では、システムは、電気信号を伝導する手段と電気信号を伝導する該手段内に磁束を集中させる手段とを備えるコイルと、磁性構造体とを備える。1つの実施形態では、磁束を集中させる該手段は、銀/ニッケル合金でできた巻線である。1つの実施形態では、電気信号を伝導する該手段は撚銅線である。1つの実施形態では、該コイルは第1絶縁基板を更に備え、電気信号を伝導する該手段は、該第1絶縁基板上に形成された電気伝導性配線である。1つの実施形態では、磁束を集中させる該手段は、該第1絶縁基板上に形成された磁気伝導性配線である。1つの実施形態では、該電気伝導性配線は該第1絶縁基板の第1面上に形成され、前記磁気伝導性配線は該第1絶縁基板の該第1面上に形成されている。1つの実施形態では、該コイルは複数の絶縁基板を更に備え、電気信号を伝導する該手段は、該複数の絶縁基板のうち選択された複数の基板上に形成された複数の電気伝導性配線からなり、磁束を集中させる該手段は、該複数の絶縁基板のうち選択された複数の基板上に形成された複数の磁気伝導性配線からなる。   In one embodiment, the system comprises a coil comprising means for conducting an electrical signal and means for concentrating magnetic flux in the means for conducting an electrical signal, and a magnetic structure. In one embodiment, the means for concentrating the magnetic flux is a winding made of a silver / nickel alloy. In one embodiment, the means for conducting electrical signals is a stranded copper wire. In one embodiment, the coil further comprises a first insulating substrate, and the means for conducting an electrical signal is an electrically conductive wiring formed on the first insulating substrate. In one embodiment, the means for concentrating the magnetic flux is a magnetic conductive wiring formed on the first insulating substrate. In one embodiment, the electrically conductive wiring is formed on the first surface of the first insulating substrate, and the magnetic conductive wiring is formed on the first surface of the first insulating substrate. In one embodiment, the coil further comprises a plurality of insulating substrates, and the means for conducting electrical signals is a plurality of electrically conductive wirings formed on a plurality of substrates selected from the plurality of insulating substrates. The means for concentrating the magnetic flux comprises a plurality of magnetic conductive wirings formed on a plurality of substrates selected from the plurality of insulating substrates.
1つの実施形態では、電気信号を生成する方法は、磁性構造体と電気伝導性巻線との相対的運動を引き起こすことと、磁性構造体によって生成された磁束を電気伝導性巻線内に、磁気伝導性巻線を使用して集中させることとを含む。1つの実施形態では、本方法は該磁気伝導性巻線で閉ループを形成することを更に含む。   In one embodiment, a method for generating an electrical signal includes causing relative movement between a magnetic structure and an electrically conductive winding, and a magnetic flux generated by the magnetic structure in the electrically conductive winding. Concentrating using magnetically conductive windings. In one embodiment, the method further includes forming a closed loop with the magnetically conductive winding.
1つの実施形態では、コイルは、複数の絶縁基板と、該複数の絶縁基板のうち選択された第1セットの基板上に形成された複数の電気伝導性配線と、該複数の絶縁基板のうち選択された第2セットの基板上に形成された複数の磁気伝導性配線とを備える。1つの実施形態では、該選択された第1セットの基板は、該複数の絶縁基板のうち1つおきの基板であり、該複数の電気伝導性配線は、該選択された第1セットの基板のそれぞれの上に形成された電気伝導性配線である。1つの実施形態では、該複数の電気伝導性配線は直列に電気的に結合されている。1つの実施形態では、該複数の磁気伝導性配線は電気的に結合され閉ループを形成する。   In one embodiment, the coil includes a plurality of insulating substrates, a plurality of electrically conductive wirings formed on a first set of substrates selected from the plurality of insulating substrates, and the plurality of insulating substrates. A plurality of magnetically conductive wirings formed on the selected second set of substrates. In one embodiment, the selected first set of substrates is every other substrate of the plurality of insulating substrates, and the plurality of electrically conductive wires is the selected first set of substrates. It is the electrically conductive wiring formed on each of these. In one embodiment, the plurality of electrically conductive wires are electrically coupled in series. In one embodiment, the plurality of magnetically conductive wires are electrically coupled to form a closed loop.
1つの実施形態では、機械力を生成する方法は、磁界を生成することと、電気伝導性要素内に該磁界を集中させることと、該電気伝導性要素を通して電流を伝導することとを含む。1つの実施形態では、該電流は交流である。1つの実施形態では、この方法は伝達システムの直線運動を生成するよう該機械力を加えることを更に含む。1つの実施形態では、この方法は伝達システムの回転運動を生成するよう該機械力を加えることを更に含む。1つの実施形態では、この方法は伝達システムの半径方向運動を生成するよう該機械力を加えることを更に含む。1つの実施形態では、該電流は直流である。1つの実施形態では、該電気伝導性要素は電気伝導性巻線の層からなり、電気伝導性巻線内に該磁界を集中させることは、電気伝導性巻線の2つの層の間に磁気伝導性巻線を挿入することを含む。1つの実施形態では、該磁気伝導性巻線は閉ループを形成する。   In one embodiment, a method for generating a mechanical force includes generating a magnetic field, concentrating the magnetic field within an electrically conductive element, and conducting current through the electrically conductive element. In one embodiment, the current is alternating current. In one embodiment, the method further includes applying the mechanical force to generate a linear motion of the transmission system. In one embodiment, the method further includes applying the mechanical force to generate a rotational motion of the transmission system. In one embodiment, the method further includes applying the mechanical force to generate a radial motion of the transmission system. In one embodiment, the current is direct current. In one embodiment, the electrically conductive element comprises a layer of electrically conductive winding, and concentrating the magnetic field in the electrically conductive winding is magnetic between the two layers of the electrically conductive winding. Including inserting a conductive winding. In one embodiment, the magnetically conductive winding forms a closed loop.
1つの実施形態では、システムは第1磁石ハウジング、該第1磁石ハウジング内に固定され第1極性の第1極と第2極性の第2極とを有する第1磁石と、該第1磁石ハウジング内に固定され第1極性の第1極と第2極性の第2極とを有する第2磁石とを備え、該第2磁石の第1極が該第1磁石の第1極と概ね対向し隔てて保持され、圧縮された磁界を生成する。1つの実施形態では、該第1磁石は希土磁石である。1つの実施形態では、該システムはコイルを更に備える。1つの実施形態では、該システムはエネルギーを受け取り、エネルギーの受け取りに応答して電気信号を生成するよう構成される。1つの実施形態では、該システムは電気信号を受け取り、該電気信号に応答して機械力を生成するよう構成される。1つの実施形態では、該システムは機械動力伝達システムを更に備える。1つの実施形態では、該機械動力伝達システムは該第1磁石ハウジングに結合され、エネルギーの受け取りに応答して該コイルに対して該第1磁石ハウジングを動かすよう構成される。1つの実施形態では、該機械動力伝達システムは該第1磁石ハウジングを直線的に動かすよう構成される。1つの実施形態では、該機械動力伝達システムは該第1磁石ハウジングを回転するよう構成される。1つの実施形態では、該システムは該第1磁石ハウジング内に固定され第1極性の第1極と第2極性の第2極とを有する第3磁石を更に備え、該第3磁石の第2極が該第1磁石の第2極と概ね対向し隔てて保持され、圧縮された磁界を生成する。1つの実施形態では、該第1磁石ハウジングを回転する時、該コイルは第1と第2磁石の間を通過するよう構成される。1つの実施形態では、該機械動力伝達システムは該コイルに結合され、エネルギーの受け取りに応答して該第1磁石ハウジングに対して該コイルを動かすよう構成される。1つの実施形態では、該機械動力伝達システムは反発磁石を備える。1つの実施形態では、該機械動力伝達システムは機械反発システムを備える。1つの実施形態では、該コイルは電気信号を受け取るよう構成され、該システムは該電気信号の受け取りに応答して該コイルに対して該第1磁石ハウジングを動かすよう構成される。1つの実施形態では、該システムはエネルギーを受け取り、該エネルギーの受け取りに応答して該コイルに対して該第1磁石ハウジングを動かすよう構成される。1つの実施形態では、該システムは第2のコイルを更に備える。1つの実施形態では、該コイルは、該コイルに相対的に該第1磁石ハウジングが沿って動く軸と少なくとも概ね整列した軸を有する。1つの実施形態では、該システムは第2磁石ハウジングと、該第2磁石ハウジング内に固定され第1極性の第1極と第2極性の第2極とを有する第3磁石と、該第2磁石ハウジング内に固定され第1極性の第1極と第2極性の第2極とを有する第4磁石とを更に備え、該第3磁石の第1極が該第4磁石の第1極と概ね対向し隔てて保持され、圧縮された磁界を生成する。1つの実施形態では、該第2磁石ハウジングは該第1磁石ハウジングにほぼ垂直である。1つの実施形態では、該システムは第2のコイルを更に備える。1つの実施形態では、該第1磁石ハウジングはジンバルで支えられる。1つの実施形態では、該電気信号はDC電流を含む。1つの実施形態では、該電気信号はAC電流を含み、該システムは該コイルに結合され、AC電流をDC電流に変換するよう構成された整流回路を更に備える。1つの実施形態では、該システムは、該整流回路に結合され該システムが生成した電力を蓄積するための電力蓄積装置を更に備える。1つの実施形態では、該システムは該電力蓄積装置に結合され、交流を配電システムに供給するよう構成されたインバータを更に備える。1つの実施形態では、該システムは波のエネルギーを電気信号に変換するよう構成される。   In one embodiment, the system includes a first magnet housing, a first magnet secured within the first magnet housing and having a first pole having a first polarity and a second pole having a second polarity, and the first magnet housing. And a second magnet having a first pole having a first polarity and a second pole having a second polarity, the first pole of the second magnet being substantially opposite to the first pole of the first magnet. Generate a magnetic field that is held apart and compressed. In one embodiment, the first magnet is a rare earth magnet. In one embodiment, the system further comprises a coil. In one embodiment, the system is configured to receive energy and generate an electrical signal in response to receiving the energy. In one embodiment, the system is configured to receive an electrical signal and generate mechanical force in response to the electrical signal. In one embodiment, the system further comprises a mechanical power transmission system. In one embodiment, the mechanical power transmission system is coupled to the first magnet housing and is configured to move the first magnet housing relative to the coil in response to receiving energy. In one embodiment, the mechanical power transmission system is configured to move the first magnet housing linearly. In one embodiment, the mechanical power transmission system is configured to rotate the first magnet housing. In one embodiment, the system further comprises a third magnet secured within the first magnet housing and having a first pole of a first polarity and a second pole of a second polarity, the second of the third magnet. A pole is held generally opposite the second pole of the first magnet to generate a compressed magnetic field. In one embodiment, the coil is configured to pass between the first and second magnets when rotating the first magnet housing. In one embodiment, the mechanical power transmission system is coupled to the coil and is configured to move the coil relative to the first magnet housing in response to receiving energy. In one embodiment, the mechanical power transmission system comprises a repelling magnet. In one embodiment, the mechanical power transmission system comprises a mechanical repulsion system. In one embodiment, the coil is configured to receive an electrical signal and the system is configured to move the first magnet housing relative to the coil in response to receiving the electrical signal. In one embodiment, the system is configured to receive energy and move the first magnet housing relative to the coil in response to receiving the energy. In one embodiment, the system further comprises a second coil. In one embodiment, the coil has an axis that is at least generally aligned with an axis along which the first magnet housing moves relative to the coil. In one embodiment, the system includes a second magnet housing, a third magnet secured within the second magnet housing and having a first pole having a first polarity and a second pole having a second polarity, and the second magnet. A fourth magnet fixed in the magnet housing and having a first pole of a first polarity and a second pole of a second polarity, wherein the first pole of the third magnet is connected to the first pole of the fourth magnet; Generates a compressed magnetic field that is held generally spaced apart. In one embodiment, the second magnet housing is substantially perpendicular to the first magnet housing. In one embodiment, the system further comprises a second coil. In one embodiment, the first magnet housing is supported by a gimbal. In one embodiment, the electrical signal includes a DC current. In one embodiment, the electrical signal includes an AC current, and the system further comprises a rectifier circuit coupled to the coil and configured to convert the AC current to a DC current. In one embodiment, the system further comprises a power storage device coupled to the rectifier circuit for storing the power generated by the system. In one embodiment, the system further comprises an inverter coupled to the power storage device and configured to supply alternating current to the power distribution system. In one embodiment, the system is configured to convert wave energy into an electrical signal.
1つの実施形態では、磁性構造体は磁石ハウジング、該磁石ハウジング内に固定され第1極性の第1極と第2極性の第2極とを有する第1磁石と、該磁石ハウジング内に固定され第1極性の第1極と第2極性の第2極とを有する第2磁石とを備え、該第2磁石の第1極が該第1磁石の第1極と概ね対向し隔てて保持され、圧縮された磁界を生成する。1つの実施形態では、該第1磁石は永久磁石である。1つの実施形態では、該第1磁石は希土磁石である。1つの実施形態では、該第1磁石は電磁石である。1つの実施形態では、該第1と第2磁石の間の空間は、非磁性物質でほぼ満たされている。1つの実施形態では、該非磁性物質は空気である。1つの実施形態では、該非磁性物質はフッ素重合体樹脂である。1つの実施形態では、該磁性構造体は、該磁石ハウジング内に固定され第1極性の第1極と第2極性の第2極とを有する第3磁石を更に備え、該第3磁石の第2極が該第1磁石の第2極と概ね対向し隔てて保持され、圧縮された磁界を生成する。1つの実施形態では、該第1極はN極である。1つの実施形態では、該第1磁石の第1極の面は少なくとも概ね平面である。1つの実施形態では、該第2磁石の第1極の面は少なくとも概ね平面である。1つの実施形態では、該第1磁石の第1極の面は少なくとも概ね凸面である。1つの実施形態では、該第1磁石の第1極の面は少なくとも概ね凹面である。1つの実施形態では、該第1磁石は概ね矩形である。1つの実施形態では、該第1磁石は概ね球形である。1つの実施形態では、該磁性構造体は吊り下げシステムを更に備える。1つの実施形態では、該吊り下げシステムはジンバルで支えられる。1つの実施形態では、重力が該磁性構造体を該吊り下げシステム内で位置決めするのに使用される。1つの実施形態では、該吊り下げシステムは該磁性構造体を位置決めするのにジャイロスコープの原理を使用するよう構成される。1つの実施形態では、該磁石ハウジングは真空に引かれ密封される。   In one embodiment, the magnetic structure is secured within the magnet housing, a first magnet secured within the magnet housing and having a first polarity first pole and a second polarity second pole, and the magnet housing. A second magnet having a first pole of a first polarity and a second pole of a second polarity, wherein the first pole of the second magnet is held substantially opposite to the first pole of the first magnet. Generate a compressed magnetic field. In one embodiment, the first magnet is a permanent magnet. In one embodiment, the first magnet is a rare earth magnet. In one embodiment, the first magnet is an electromagnet. In one embodiment, the space between the first and second magnets is substantially filled with a nonmagnetic material. In one embodiment, the non-magnetic material is air. In one embodiment, the non-magnetic material is a fluoropolymer resin. In one embodiment, the magnetic structure further comprises a third magnet fixed in the magnet housing and having a first pole of a first polarity and a second pole of a second polarity, Two poles are held generally opposite and spaced from the second pole of the first magnet to produce a compressed magnetic field. In one embodiment, the first pole is an N pole. In one embodiment, the surface of the first pole of the first magnet is at least generally planar. In one embodiment, the surface of the first pole of the second magnet is at least generally planar. In one embodiment, the surface of the first pole of the first magnet is at least generally convex. In one embodiment, the surface of the first pole of the first magnet is at least generally concave. In one embodiment, the first magnet is generally rectangular. In one embodiment, the first magnet is generally spherical. In one embodiment, the magnetic structure further comprises a suspension system. In one embodiment, the suspension system is supported by a gimbal. In one embodiment, gravity is used to position the magnetic structure within the suspension system. In one embodiment, the suspension system is configured to use gyroscope principles to position the magnetic structure. In one embodiment, the magnet housing is evacuated and sealed.
1つの実施形態では、磁性構造体は複数の磁石と、該複数の磁石を互いに隔てて保持し、圧縮された磁界を生成するよう構成された手段とを備える。1つの実施形態では、磁石を保持する該手段は、ねじが切られた内面を有する磁石ハウジングを備える。1つの実施形態では、磁石を保持する該手段は、該複数の磁石を互いに対して固定位置に保持するよう構成されたタブを備える。1つの実施形態では、該磁性構造体は、磁石を保持する該手段に結合され、機械エネルギーを伝達する手段を更に備える。   In one embodiment, the magnetic structure comprises a plurality of magnets and means configured to hold the plurality of magnets spaced apart from each other and generate a compressed magnetic field. In one embodiment, the means for holding the magnet comprises a magnet housing having a threaded inner surface. In one embodiment, the means for holding the magnet comprises a tab configured to hold the plurality of magnets in a fixed position relative to each other. In one embodiment, the magnetic structure further comprises means coupled to the means for holding a magnet and transmitting mechanical energy.
1つの実施形態では、電力を生成する方法は、互いに隔てられた複数の磁石を使用して圧縮された磁界を生成することと、電気伝導性巻線と該圧縮された磁界との相対的運動を発生させることとを含む。該圧縮された磁界を生成することは、該複数の磁石を互いに対して固定位置に隔てて、該磁石の同じ極が互いに対向するよう保持することで圧縮された磁界を生成することを含む。1つの実施形態では、該複数の磁石は2つの磁石からなり、該2つの磁石の間隔は周囲距離より小さい。1つの実施形態では、該方法は電気伝導性巻線に発生する電流を整流することを更に含む。1つの実施形態では、該方法は該整流された電流をエネルギー蓄積システムに蓄えることを更に含む。1つの実施形態では、該相対的運動を発生させることは、該電気伝導性巻線を該複数の磁石に対して動かすことを含む。1つの実施形態では、該相対的運動を発生させることは、該複数の磁石を該電気伝導性巻線に対して動かすことを含む。1つの実施形態では、該複数の磁石を該電気伝導性巻線に対して動かすことは、該複数の磁石を概ね直線路に沿って動かすことを含む。1つの実施形態では、該複数の磁石を該電気伝導性巻線に対して動かすことは、該複数の磁石を概ね半径方向路に沿って動かすことを含む。1つの実施形態では、該複数の磁石を該電気伝導性巻線に対して動かすことは、該複数の磁石を回転させることを含む。1つの実施形態では、該方法は該圧縮された磁界の勾配を最適化することを更に含む。   In one embodiment, a method of generating power includes generating a compressed magnetic field using a plurality of magnets spaced apart from each other, and relative movement between the electrically conductive winding and the compressed magnetic field. Generating. Generating the compressed magnetic field includes generating a compressed magnetic field by holding the plurality of magnets in a fixed position relative to each other and holding the same poles of the magnets opposite each other. In one embodiment, the plurality of magnets consists of two magnets, and the distance between the two magnets is less than the ambient distance. In one embodiment, the method further includes rectifying the current generated in the electrically conductive winding. In one embodiment, the method further includes storing the rectified current in an energy storage system. In one embodiment, generating the relative movement includes moving the electrically conductive winding relative to the plurality of magnets. In one embodiment, generating the relative motion includes moving the plurality of magnets relative to the electrically conductive winding. In one embodiment, moving the plurality of magnets relative to the electrically conductive winding includes moving the plurality of magnets along a generally linear path. In one embodiment, moving the plurality of magnets relative to the electrically conductive winding includes moving the plurality of magnets generally along a radial path. In one embodiment, moving the plurality of magnets relative to the electrically conductive winding includes rotating the plurality of magnets. In one embodiment, the method further comprises optimizing the gradient of the compressed magnetic field.
1つの実施形態では、機械力を生成する方法は、圧縮された磁界を生成することと、該圧縮された磁界内で電気伝導性巻線を通って電流を伝導することとを含む。1つの実施形態では、該圧縮された磁界を生成することは、複数の磁石を互いに対して固定位置に隔てて、該磁石の同じ極が互いに対向するよう保持することで圧縮された磁界を生成することを含む。1つの実施形態では、該複数の磁石は2つの磁石からなり、該2つの磁石の間隔は周囲距離より小さい。1つの実施形態では、該電流は交流である。1つの実施形態では、該電流は直流である。1つの実施形態では、該方法は機械力を加え、伝達システムに概ね直線運動を生じさせることを更に含む。1つの実施形態では、該方法は機械力を加え、伝達システムに概ね回転運動を生じさせることを更に含む。   In one embodiment, a method for generating mechanical force includes generating a compressed magnetic field and conducting current through an electrically conductive winding within the compressed magnetic field. In one embodiment, generating the compressed magnetic field generates a compressed magnetic field by holding a plurality of magnets in a fixed position relative to each other and holding the same poles of the magnets opposite each other. Including doing. In one embodiment, the plurality of magnets consists of two magnets, and the distance between the two magnets is less than the ambient distance. In one embodiment, the current is alternating current. In one embodiment, the current is direct current. In one embodiment, the method further includes applying a mechanical force to cause the transmission system to generate a generally linear motion. In one embodiment, the method further includes applying a mechanical force to cause the transmission system to generate a generally rotational motion.
1つの実施形態では、システムは電気伝導性巻線と、該電気伝導性巻線内に磁束を集中させるよう構成された磁気伝導性巻線とを備えるコイルと、圧縮された磁界を生成するよう構成された磁性構造体とを備える。1つの実施形態では、該磁性構造体は第1磁石ハウジング、該第1磁石ハウジング内に固定され第1極性の第1極と第2極性の第2極とを有する第1磁石と、該第1磁石ハウジング内に固定され第1極性の第1極と第2極性の第2極とを有する第2磁石とを備え、該第2磁石の第1極が該第1磁石の第1極と概ね対向し隔てて保持され、圧縮された磁界を生成する。1つの実施形態では、該システムはエネルギーを受け取り、該エネルギーの受け取りに応答して電気信号を生成するよう構成される。1つの実施形態では、該電気信号はAC電流を含み、該システムは該コイルに結合され、AC電流をDC電流に変換するよう構成された整流回路を更に備える。1つの実施形態では、該電気信号はDC電流を含む。1つの実施形態では、該システムは電気信号を受け取り、該電気信号の受け取りに応答して機械力を生成するよう構成される。1つの実施形態では、該システムは機械動力伝達システムを更に備える。1つの実施形態では、該機械動力伝達システムは該磁性構造体に結合され、エネルギーの受け取りに応答して該コイルに対して該磁性構造体を動かすよう構成される。1つの実施形態では、該機械動力伝達システムは該磁性構造体を直線的に動かすよう構成される。1つの実施形態では、該機械動力伝達システムは該磁性構造体を回転するよう構成される。1つの実施形態では、該機械動力伝達システムは該磁性構造体を半径方向路に沿って動かすよう構成される。1つの実施形態では、該機械動力伝達システムは該コイルに結合され、エネルギーの受け取りに応答して該磁性構造体に対して該コイルを動かすよう構成される。1つの実施形態では、該コイルは電気信号を受け取るよう構成され、該システムは該電気信号の受け取りに応答して該コイルに対して該磁性構造体を動かすよう構成される。1つの実施形態では、該システムはエネルギーを受け取り、該エネルギーの受け取りに応答して該コイルに対して該磁性構造体を動かすよう構成される。1つの実施形態では、該システムはエネルギーを受け取り、該エネルギーの受け取りに応答して該磁性構造体に対して該コイルを動かすよう構成される。1つの実施形態では、該コイルは、該コイルに相対的に該磁性構造体が沿って動く軸と少なくとも概ね整列した軸を有する。1つの実施形態では、該システムはジンバルで支えられた吊り下げシステムを更に備える。1つの実施形態では、該システムは波のエネルギーを電気信号に変換するよう構成される。1つの実施形態では、該磁気伝導性巻線は閉ループとして構成される。1つの実施形態では、該システムは、該システムを人に結合するよう構成された衣服を更に備える。1つの実施形態では、該システムは該コイルを送電線網に結合するよう構成された結合器を更に備える。   In one embodiment, the system generates a compressed magnetic field with a coil comprising an electrically conductive winding and a magnetically conductive winding configured to concentrate magnetic flux within the electrically conductive winding. And a structured magnetic structure. In one embodiment, the magnetic structure includes a first magnet housing, a first magnet fixed in the first magnet housing and having a first pole having a first polarity and a second pole having a second polarity, and the first magnet. A second magnet having a first pole of a first polarity and a second pole of a second polarity fixed in the one magnet housing, wherein the first pole of the second magnet and the first pole of the first magnet Generates a compressed magnetic field that is held generally spaced apart. In one embodiment, the system is configured to receive energy and generate an electrical signal in response to receiving the energy. In one embodiment, the electrical signal includes an AC current, and the system further comprises a rectifier circuit coupled to the coil and configured to convert the AC current to a DC current. In one embodiment, the electrical signal includes a DC current. In one embodiment, the system is configured to receive an electrical signal and generate mechanical force in response to receiving the electrical signal. In one embodiment, the system further comprises a mechanical power transmission system. In one embodiment, the mechanical power transmission system is coupled to the magnetic structure and configured to move the magnetic structure relative to the coil in response to receiving energy. In one embodiment, the mechanical power transmission system is configured to move the magnetic structure linearly. In one embodiment, the mechanical power transmission system is configured to rotate the magnetic structure. In one embodiment, the mechanical power transmission system is configured to move the magnetic structure along a radial path. In one embodiment, the mechanical power transmission system is coupled to the coil and is configured to move the coil relative to the magnetic structure in response to receiving energy. In one embodiment, the coil is configured to receive an electrical signal and the system is configured to move the magnetic structure relative to the coil in response to receiving the electrical signal. In one embodiment, the system is configured to receive energy and move the magnetic structure relative to the coil in response to receiving the energy. In one embodiment, the system is configured to receive energy and move the coil relative to the magnetic structure in response to receiving the energy. In one embodiment, the coil has an axis that is at least generally aligned with an axis along which the magnetic structure moves relative to the coil. In one embodiment, the system further comprises a suspension system supported by a gimbal. In one embodiment, the system is configured to convert wave energy into an electrical signal. In one embodiment, the magnetically conductive winding is configured as a closed loop. In one embodiment, the system further comprises a garment configured to couple the system to a person. In one embodiment, the system further comprises a coupler configured to couple the coil to a power grid.
1つの実施形態では、電力を生成する方法は、互いに隔てられた複数の磁石を使用して圧縮された磁界を生成することと、電気伝導性巻線を該圧縮された磁界に対して動かすことと、磁気伝導性巻線を使用して該電気伝導性巻線内に磁束を集中させることとを含む。該圧縮された磁界を生成することは、該複数の磁石を互いに対して固定位置に隔てて、該磁石の同じ極が互いに対向するよう保持することで圧縮された磁界を生成することを含む。1つの実施形態では、該複数の磁石は2つの磁石からなり、該2つの磁石の間隔は周囲距離より小さい。1つの実施形態では、該方法は電気伝導性巻線に発生する電流を整流することを更に含む。1つの実施形態では、該方法は該整流された電流をエネルギー蓄積システムに蓄えることを更に含む。1つの実施形態では、該電気伝導性巻線を該圧縮された磁界に対して動かすことは、該電気伝導性巻線を該複数の磁石に対して動かすことを含む。1つの実施形態では、該電気伝導性巻線を該圧縮された磁界に対して動かすことは、該複数の磁石を該電気伝導性巻線に対して動かすことを含む。1つの実施形態では、該複数の磁石を該電気伝導性巻線に対して動かすことは、該複数の磁石を概ね直線路に沿って動かすことを含む。1つの実施形態では、該複数の磁石を該電気伝導性巻線に対して動かすことは、該複数の磁石を回転させることを含む。1つの実施形態では、該方法は該圧縮された磁界の勾配を最適化することを更に含む。1つの実施形態では、該磁気伝導性巻線は閉ループを形成する。1つの実施形態では、該方法は該電気伝導性巻線を送電線網に結合することを更に含む。1つの実施形態では、該方法は該電気伝導性巻線に交流を生成することを更に含む。1つの実施形態では、該方法は該電気伝導性巻線に直流を生成することを更に含む。   In one embodiment, a method of generating electrical power includes generating a compressed magnetic field using a plurality of magnets spaced apart from each other and moving an electrically conductive winding relative to the compressed magnetic field. And concentrating the magnetic flux in the electrically conductive winding using a magnetically conductive winding. Generating the compressed magnetic field includes generating a compressed magnetic field by holding the plurality of magnets in a fixed position relative to each other and holding the same poles of the magnets opposite each other. In one embodiment, the plurality of magnets consists of two magnets, and the distance between the two magnets is less than the ambient distance. In one embodiment, the method further includes rectifying the current generated in the electrically conductive winding. In one embodiment, the method further includes storing the rectified current in an energy storage system. In one embodiment, moving the electrically conductive winding relative to the compressed magnetic field includes moving the electrically conductive winding relative to the plurality of magnets. In one embodiment, moving the electrically conductive winding relative to the compressed magnetic field includes moving the plurality of magnets relative to the electrically conductive winding. In one embodiment, moving the plurality of magnets relative to the electrically conductive winding includes moving the plurality of magnets along a generally linear path. In one embodiment, moving the plurality of magnets relative to the electrically conductive winding includes rotating the plurality of magnets. In one embodiment, the method further comprises optimizing the gradient of the compressed magnetic field. In one embodiment, the magnetically conductive winding forms a closed loop. In one embodiment, the method further includes coupling the electrically conductive winding to a power grid. In one embodiment, the method further includes generating an alternating current in the electrically conductive winding. In one embodiment, the method further includes generating a direct current in the electrically conductive winding.
1つの実施形態では、機械力を生成する方法は、圧縮された磁界を生成することと、磁気伝導性巻線を使用して該電気伝導性巻線内に磁束を集中させることと、該圧縮された磁界内で電気伝導性巻線を通って電流を伝導することとを含む。1つの実施形態では、該圧縮された磁界を生成することは、複数の磁石を互いに対して固定位置に隔てて、該磁石の同じ極が互いに対向するよう保持することで圧縮された磁界を生成することを含む。1つの実施形態では、該複数の磁石は2つの磁石からなり、該2つの磁石の間隔は周囲距離より小さい。1つの実施形態では、該電流は交流である。1つの実施形態では、該電流は直流である。1つの実施形態では、該方法は機械力を加え、伝達システムに概ね直線運動を生じさせることを更に含む。1つの実施形態では、該方法は機械力を加え、伝達システムに概ね回転運動を生じさせることを更に含む。1つの実施形態では、該磁気伝導性巻線は閉ループを形成する。   In one embodiment, a method of generating mechanical force includes generating a compressed magnetic field, using a magnetically conductive winding to concentrate magnetic flux in the electrically conductive winding, and Conducting current through the electrically conductive winding in a generated magnetic field. In one embodiment, generating the compressed magnetic field generates a compressed magnetic field by holding a plurality of magnets in a fixed position relative to each other and holding the same poles of the magnets opposite each other. Including doing. In one embodiment, the plurality of magnets consists of two magnets, and the distance between the two magnets is less than the ambient distance. In one embodiment, the current is alternating current. In one embodiment, the current is direct current. In one embodiment, the method further includes applying a mechanical force to cause the transmission system to generate a generally linear motion. In one embodiment, the method further includes applying a mechanical force to cause the transmission system to generate a generally rotational motion. In one embodiment, the magnetically conductive winding forms a closed loop.
1つの実施形態では、衣服は電気伝導性巻線と、該電気伝導性巻線内に磁束を集中させるよう構成された磁気伝導性巻線とを備えるコイルと、圧縮された磁界を生成するよう構成された磁性構造体とを備える。1つの実施形態では、該磁性構造体は第1磁石ハウジング、該第1磁石ハウジング内に固定され第1極性の第1極と第2極性の第2極とを有する第1磁石と、該第1磁石ハウジング内に固定され第1極性の第1極と第2極性の第2極とを有する第2磁石とを備え、該第2磁石の第1極が該第1磁石の第1極と概ね対向し隔てて保持され、圧縮された磁界を生成する。1つの実施形態では、該磁気伝導性巻線は閉ループを形成する。1つの実施形態では、該磁性構造体と該コイルはバッテリーケース内に収容される。   In one embodiment, the garment generates a compressed magnetic field with a coil comprising an electrically conductive winding and a magnetically conductive winding configured to concentrate magnetic flux within the electrically conductive winding. And a structured magnetic structure. In one embodiment, the magnetic structure includes a first magnet housing, a first magnet fixed in the first magnet housing and having a first pole having a first polarity and a second pole having a second polarity, and the first magnet. A second magnet having a first pole of a first polarity and a second pole of a second polarity fixed in the one magnet housing, wherein the first pole of the second magnet and the first pole of the first magnet Generates a compressed magnetic field that is held generally spaced apart. In one embodiment, the magnetically conductive winding forms a closed loop. In one embodiment, the magnetic structure and the coil are housed in a battery case.
1つの実施形態では、システムは、磁束の変化に応答して電流を伝導する手段と電流を伝導する該手段内に磁束を集中させる手段とを備えるコイルと、圧縮された磁界を生成する手段とを備える。1つの実施形態では、電流を伝導する該手段は電気伝導性巻線であり、磁束を集中させる該手段は、磁気伝導性巻線である。1つの実施形態では、該磁気伝導性巻線は閉ループを形成する。1つの実施形態では、圧縮された磁界を生成する該手段は第1磁石ハウジング、該第1磁石ハウジング内に固定され第1極性の第1極と第2極性の第2極とを有する第1磁石と、該第1磁石ハウジング内に固定され第1極性の第1極と第2極性の第2極とを有する第2磁石とを備え、該第2磁石の第1極が該第1磁石の第1極と概ね対向し隔てて保持され、圧縮された磁界を生成する。   In one embodiment, the system comprises a coil comprising means for conducting current in response to changes in magnetic flux and means for concentrating the magnetic flux within the means for conducting current, and means for generating a compressed magnetic field. Is provided. In one embodiment, the means for conducting current is an electrically conductive winding and the means for concentrating magnetic flux is a magnetically conductive winding. In one embodiment, the magnetically conductive winding forms a closed loop. In one embodiment, the means for generating a compressed magnetic field includes a first magnet housing, a first pole fixed within the first magnet housing and having a first pole of a first polarity and a second pole of a second polarity. A magnet, and a second magnet fixed in the first magnet housing and having a first pole of a first polarity and a second pole of a second polarity, the first pole of the second magnet being the first magnet And is held generally opposite and spaced from the first pole of the first to produce a compressed magnetic field.
バッテリーは、ケースと、該ケース内に収容され、該バッテリーが受け取ったエネルギーを電気エネルギーに変換するよう構成された第1発電機と、該ケース内に収容された第1エネルギー蓄積装置と、該ケース内に収容された第2エネルギー蓄積装置と、該ケース内に収容され、該第1と第2エネルギー蓄積装置に結合され、該第1エネルギー蓄積装置から該第2エネルギー蓄積装置への電気エネルギーの移送を制御するよう構成された制御モジュールと、複数の接触端子とを備える。1つの実施形態では、前記第1エネルギー蓄積装置はウルトラコンデンサーを備え、前記第2エネルギー蓄積装置はリチウム電池を備える。1つの実施形態では、該バッテリーは第3エネルギー蓄積装置を更に備える。1つの実施形態では、前記第3エネルギー蓄積装置は前記第2エネルギー蓄積装置と直列に結合されている。1つの実施形態では、前記第3エネルギー蓄積装置は前記第1エネルギー蓄積装置と並列に結合されている。1つの実施形態では、該バッテリーは前記複数の接触端子を収容するコネクターを更に備える。1つの実施形態では、前記ケース及び前記接触端子は単2電池の構成を有する。1つの実施形態では、前記第1発電機は、コイルと、磁性構造体とを備える。1つの実施形態では、前記磁性構造体は圧縮された磁界を生成するよう構成されている。1つの実施形態では、前記コイルは、電気伝導性要素と、磁気伝導性要素とを備える。1つの実施形態では、前記磁性構造体は圧縮された磁界を生成するよう構成されている。1つの実施形態では、前記複数の接触端子は前記制御モジュールに電気的に結合されている。1つの実施形態では、該バッテリーは該ケース内に収容された第2発電機を更に備え、前記第1発電機は第1方向を向き、該第2発電機は該第1方向と異なる第2方向を向く。1つの実施形態では、前記制御モジュールは前記第2エネルギー蓄積装置と前記接触端子の間のエネルギーの移送を制御するよう更に構成されている。1つの実施形態では、前記第1エネルギー蓄積装置と前記接触端子の間のエネルギーの移送は、前記接触端子から前記第2エネルギー蓄積装置へのエネルギーの移送を含む。1つの実施形態では、前記第1エネルギー蓄積装置と前記接触端子の間のエネルギーの移送は、前記接触端子から前記第1エネルギー蓄積装置へのエネルギーの移送を含む。1つの実施形態では、前記制御モジュールは前記第1エネルギー蓄積装置と前記接触端子の間のエネルギーの移送を制御するよう更に構成されている。1つの実施形態では、該バッテリーは前記発電機に結合された吊り下げシステムを更に備える。1つの実施形態では、前記吊り下げシステムは、予期されるパターンの運動の電気エネルギーへの変換を最適化するよう調整される。1つの実施形態では、該吊り下げシステムはジンバルで支えられる。1つの実施形態では、該吊り下げシステムはジャイロスコープシステムを備える。前記発電機は該バッテリーの運動を介して受け取ったエネルギーを変換するよう構成されている。1つの実施形態では、前記発電機は寄生的に受け取ったエネルギーを変換するよう構成されている。1つの実施形態では、前記ケースは磁気シールドを備える。   The battery includes a case, a first generator housed in the case and configured to convert energy received by the battery into electrical energy, a first energy storage device housed in the case, A second energy storage device housed in the case, and electrical energy from the first energy storage device to the second energy storage device housed in the case and coupled to the first and second energy storage devices A control module configured to control the transfer of the plurality of contact terminals and a plurality of contact terminals. In one embodiment, the first energy storage device comprises an ultracapacitor and the second energy storage device comprises a lithium battery. In one embodiment, the battery further comprises a third energy storage device. In one embodiment, the third energy storage device is coupled in series with the second energy storage device. In one embodiment, the third energy storage device is coupled in parallel with the first energy storage device. In one embodiment, the battery further includes a connector that houses the plurality of contact terminals. In one embodiment, the case and the contact terminal have an AA battery configuration. In one embodiment, the first generator includes a coil and a magnetic structure. In one embodiment, the magnetic structure is configured to generate a compressed magnetic field. In one embodiment, the coil comprises an electrically conductive element and a magnetically conductive element. In one embodiment, the magnetic structure is configured to generate a compressed magnetic field. In one embodiment, the plurality of contact terminals are electrically coupled to the control module. In one embodiment, the battery further comprises a second generator housed in the case, wherein the first generator is oriented in a first direction and the second generator is different from the first direction. Turn to the direction. In one embodiment, the control module is further configured to control the transfer of energy between the second energy storage device and the contact terminal. In one embodiment, transferring energy between the first energy storage device and the contact terminal includes transferring energy from the contact terminal to the second energy storage device. In one embodiment, the transfer of energy between the first energy storage device and the contact terminal includes the transfer of energy from the contact terminal to the first energy storage device. In one embodiment, the control module is further configured to control the transfer of energy between the first energy storage device and the contact terminal. In one embodiment, the battery further comprises a suspension system coupled to the generator. In one embodiment, the suspension system is tuned to optimize the conversion of the expected pattern of movement into electrical energy. In one embodiment, the suspension system is supported by a gimbal. In one embodiment, the suspension system comprises a gyroscope system. The generator is configured to convert energy received through movement of the battery. In one embodiment, the generator is configured to convert parasitically received energy. In one embodiment, the case includes a magnetic shield.
1つの実施形態では、バッテリーはケースと、該ケース内に収容されたコイルと、該ケース内に収容され、圧縮された磁界を生成するよう構成された磁性構造体と、該ケース内に収容された第1エネルギー蓄積装置と、該ケースに結合された複数の接触端子と、該ケース内に収容され、該コイルと該第1エネルギー蓄積装置に結合された制御モジュールとを備える。1つの実施形態では、前記磁性構造体は複数の互いに隔てられた希土磁石を備え、該複数の希土磁石のうち隣り合う磁石の同じ極が互いに対向するよう配列されている。1つの実施形態では、前記複数の磁石は互いに対して適正な位置に保持されている。1つの実施形態では、前記複数の磁石のうち2つの磁石の間の空間は、非磁性物質でほぼ満たされている。1つの実施形態では、前記非磁性物質は空気である。1つの実施形態では、前記非磁性物質はフッ素重合体樹脂である。1つの実施形態では、前記ケースは真空に引かれ密封されている。1つの実施形態では、該バッテリーは前記磁性構造体に結合された吊り下げシステムを更に備える。1つの実施形態では、前記吊り下げシステムは、予期されるパターンの運動の電気エネルギーへの変換を最適化するよう調整される。1つの実施形態では、前記コイルは、電気伝導性要素と、磁気伝導性要素とを備える。1つの実施形態では、前記磁気伝導性要素は前記電気伝導性要素内に磁束を集中させるよう構成されている。   In one embodiment, the battery is housed in a case, a coil housed in the case, a magnetic structure housed in the case and configured to generate a compressed magnetic field, and housed in the case. A first energy storage device, a plurality of contact terminals coupled to the case, and a control module housed in the case and coupled to the coil and the first energy storage device. In one embodiment, the magnetic structure includes a plurality of rare earth magnets separated from each other, and the same poles of adjacent magnets of the plurality of rare earth magnets are arranged to face each other. In one embodiment, the plurality of magnets are held in proper positions relative to each other. In one embodiment, the space between two magnets of the plurality of magnets is substantially filled with a nonmagnetic material. In one embodiment, the non-magnetic material is air. In one embodiment, the nonmagnetic material is a fluoropolymer resin. In one embodiment, the case is evacuated and sealed. In one embodiment, the battery further comprises a suspension system coupled to the magnetic structure. In one embodiment, the suspension system is tuned to optimize the conversion of the expected pattern of movement into electrical energy. In one embodiment, the coil comprises an electrically conductive element and a magnetically conductive element. In one embodiment, the magnetically conductive element is configured to concentrate magnetic flux within the electrically conductive element.
1つの実施形態では、バッテリーはケースと、該ケース内に収容され、電気伝導性要素と磁気伝導性要素とを有するコイルと、磁性構造体と、該ケース内に収容された第1エネルギー蓄積装置と、該ケースに結合された複数の接触端子と、該ケース内に収容され、該コイルと該第1エネルギー蓄積装置に結合された制御モジュールとを備える。1つの実施形態では、前記磁気伝導性要素は前記電気伝導性要素内に磁束を集中させるよう構成されている。1つの実施形態では、前記電気伝導性要素は多線巻線の中の電気伝導性線であり、前記磁気伝導性要素は該多線巻線の中の磁気伝導性線である。1つの実施形態では、前記電気伝導性要素は電気伝導性巻線であり、前記磁気伝導性要素は磁気伝導性巻線である。1つの実施形態では、前記電気伝導性要素は第1絶縁基板上に形成された電気伝導性配線である。1つの実施形態では、前記磁気伝導性要素は前記第1絶縁基板上に形成された磁気伝導性配線である。1つの実施形態では、前記電気伝導性配線は前記第1絶縁基板の第1面上に形成され、前記磁気伝導性配線は該第1絶縁基板の該第1面上に形成されている。1つの実施形態では、該バッテリーは複数の絶縁基板を更に備え、前記電気伝導性要素は該複数の絶縁基板のうち選択された複数の基板上に形成された複数の電気伝導性配線からなり、前記磁気伝導性要素は該複数の絶縁基板のうち選択された複数の基板上に形成された複数の磁気伝導性配線からなる。1つの実施形態では、前記磁性構造体は圧縮された磁界を生成するよう構成されている。1つの実施形態では、前記複数の接触端子の1つは、外部バッテリーの接触端子に電気的に結合されている。1つの実施形態では、該バッテリーは第1の向きを有し、該外部バッテリーは該第1の向きと異なる第2の向きを有する。   In one embodiment, the battery is a case, a coil housed in the case, having an electrically conductive element and a magnetic conductive element, a magnetic structure, and a first energy storage device housed in the case. And a plurality of contact terminals coupled to the case, and a control module housed in the case and coupled to the coil and the first energy storage device. In one embodiment, the magnetically conductive element is configured to concentrate magnetic flux within the electrically conductive element. In one embodiment, the electrically conductive element is an electrically conductive wire in a multi-wire winding and the magnetically conductive element is a magnetic conductive wire in the multi-wire winding. In one embodiment, the electrically conductive element is an electrically conductive winding and the magnetically conductive element is a magnetically conductive winding. In one embodiment, the electrically conductive element is an electrically conductive wiring formed on a first insulating substrate. In one embodiment, the magnetically conductive element is a magnetically conductive wiring formed on the first insulating substrate. In one embodiment, the electrically conductive wiring is formed on the first surface of the first insulating substrate, and the magnetic conductive wiring is formed on the first surface of the first insulating substrate. In one embodiment, the battery further comprises a plurality of insulating substrates, and the electrically conductive element comprises a plurality of electrically conductive wirings formed on a plurality of substrates selected from the plurality of insulating substrates, The magnetic conductive element includes a plurality of magnetic conductive wirings formed on a plurality of substrates selected from the plurality of insulating substrates. In one embodiment, the magnetic structure is configured to generate a compressed magnetic field. In one embodiment, one of the plurality of contact terminals is electrically coupled to a contact terminal of an external battery. In one embodiment, the battery has a first orientation and the external battery has a second orientation that is different from the first orientation.
1つの実施形態では、バッテリーはケースと、該バッテリーの運動を電流に変換する手段と、該ケース内に収容され、エネルギーを蓄える第1手段と、該ケース内に収容され、エネルギーを蓄える第2手段と、運動を変換する該手段から該ケース内に収容されエネルギーを蓄える該第1手段へのエネルギーの移送を制御する手段と、エネルギーを蓄える該第1手段に蓄えられたエネルギーにアクセスする手段とを備える。1つの実施形態では、該バッテリーは前記ケース内に収容され、エネルギーを蓄える第3手段を更に備える。1つの実施形態では、運動を変換する前記手段は、電流を伝導する手段と、磁界を生成する手段とを備える。1つの実施形態では、磁界を生成する前記手段は、圧縮された磁界を生成するよう構成されている。1つの実施形態では、該バッテリーは磁束を伝導する手段を更に備える。1つの実施形態では、該バッテリーは、磁界を生成する前記手段に対する、電流を伝導する前記手段の相対的運動を容易にする手段を更に備える。   In one embodiment, the battery has a case, means for converting the battery motion into current, first means for storing energy stored in the case, and second means for storing energy stored in the case. Means for controlling the transfer of energy from the means for converting motion to the first means for storing energy stored in the case; and means for accessing energy stored in the first means for storing energy With. In one embodiment, the battery is further housed in the case and further comprises third means for storing energy. In one embodiment, the means for converting motion comprises means for conducting current and means for generating a magnetic field. In one embodiment, the means for generating a magnetic field is configured to generate a compressed magnetic field. In one embodiment, the battery further comprises means for conducting magnetic flux. In one embodiment, the battery further comprises means for facilitating relative movement of the means for conducting current relative to the means for generating a magnetic field.
1つの実施形態では、バッテリーを動作させる方法は、該バッテリーを動かすことと、該バッテリーの運動を介して受け取ったエネルギーを電流に変換することと、該バッテリー内に収容された複数のエネルギー蓄積装置へのエネルギーの移送を制御することとを備える。1つの実施形態では、前記エネルギーの移送を制御することは、前記電流のエネルギーを前記複数のエネルギー蓄積装置のうち第1エネルギー蓄積装置に蓄えることと、該第1エネルギー蓄積装置から該複数のエネルギー蓄積装置のうち第2エネルギー蓄積装置へのエネルギーの移送を制御することとを含む。1つの実施形態では、前記エネルギーの移送を制御することは、前記電流を整流することを含む。1つの実施形態では、該方法は前記バッテリーから負荷へのエネルギーの移送を制御することを更に含む。1つの実施形態では、該方法は前記バッテリーに電流を提供することと、前記提供された電流のエネルギーを該バッテリーに蓄えるのを制御することとを更に含む。1つの実施形態では、前記バッテリーの運動を介して受け取ったエネルギーを電流に変換することは、圧縮された磁界を生成することを含む。1つの実施形態では、前記バッテリーの運動を介して受け取ったエネルギーを電流に変換することは、電気伝導性巻線内に前記圧縮された磁界を集中させることを更に含む。1つの実施形態では、前記圧縮された磁界を生成することは、同じ極同士が対向する互いに隔てられた2つの磁石を周囲距離より近い間隔に保持することを含む。1つの実施形態では、前記バッテリーの運動を介して受け取ったエネルギーを電流に変換することは、電気伝導性要素内に磁界を集中させることを含む。1つの実施形態では、前記電気伝導性要素内に磁界を集中させることは、磁気伝導性要素を該電気伝導性要素に対して、前記磁界を集中させるように配置することを含む。1つの実施形態では、前記バッテリーの運動を介して受け取ったエネルギーを電流に変換することは、該バッテリー内に収容された発電機を方向付けすることを含む。1つの実施形態では、前記バッテリーの運動を介して受け取ったエネルギーを電流に変換することは、該エネルギーを電気伝導性巻線と磁界との相対的運動に変換することを含む。1つの実施形態では、前記相対的運動は概ね直線的である。1つの実施形態では、前記相対的運動は概ね回転である。   In one embodiment, a method of operating a battery includes moving the battery, converting energy received through movement of the battery into current, and a plurality of energy storage devices housed within the battery. Controlling the transfer of energy to. In one embodiment, controlling the transfer of energy includes storing energy of the current in a first energy storage device among the plurality of energy storage devices and from the first energy storage device to the plurality of energy sources. Controlling the transfer of energy to a second energy storage device of the storage device. In one embodiment, controlling the transfer of energy includes rectifying the current. In one embodiment, the method further comprises controlling the transfer of energy from the battery to the load. In one embodiment, the method further includes providing a current to the battery and controlling storing energy of the provided current in the battery. In one embodiment, converting the energy received through the movement of the battery into a current includes generating a compressed magnetic field. In one embodiment, converting energy received via movement of the battery into current further comprises concentrating the compressed magnetic field in an electrically conductive winding. In one embodiment, generating the compressed magnetic field includes maintaining two spaced apart magnets with the same poles facing each other closer to the ambient distance. In one embodiment, converting energy received via movement of the battery into current includes concentrating a magnetic field within the electrically conductive element. In one embodiment, concentrating the magnetic field within the electrically conductive element includes positioning the magnetically conductive element with respect to the electrically conductive element to concentrate the magnetic field. In one embodiment, converting energy received via movement of the battery into current includes directing a generator contained within the battery. In one embodiment, converting the energy received through the movement of the battery into a current includes converting the energy into a relative movement between the electrically conductive winding and the magnetic field. In one embodiment, the relative motion is generally linear. In one embodiment, the relative movement is generally rotational.
1つの実施形態では、システムは、第1の向きを有し、エネルギーを第1電気信号に変換する手段を備える第1バッテリーと、該第1バッテリーに電気的に結合され、第2の向きを有し、エネルギーを第2電気信号に変換する手段を備える第2バッテリーとを備える。1つの実施形態では、該第2の向きはほぼ該第1の向きに垂直である。1つの実施形態では、エネルギーを第1電気信号に変換する該手段は、第1エネルギー蓄積装置から第2エネルギー蓄積装置へ電気エネルギーの移送を制御するよう構成された制御モジュールを備える。1つの実施形態では、エネルギーを第1電気信号に変換する該手段は、圧縮された磁界を生成する手段を備える。1つの実施形態では、エネルギーを第1電気信号に変換する該手段は、電気伝導性巻線と、該電気伝導性巻線内に磁束を集中させるよう構成された磁気伝導性巻線とを備える。   In one embodiment, the system has a first battery having a first orientation and comprising means for converting energy into a first electrical signal, electrically coupled to the first battery, and having a second orientation. And a second battery comprising means for converting energy into a second electrical signal. In one embodiment, the second orientation is substantially perpendicular to the first orientation. In one embodiment, the means for converting energy into a first electrical signal comprises a control module configured to control the transfer of electrical energy from the first energy storage device to the second energy storage device. In one embodiment, the means for converting energy into a first electrical signal comprises means for generating a compressed magnetic field. In one embodiment, the means for converting energy into a first electrical signal comprises an electrically conductive winding and a magnetically conductive winding configured to concentrate magnetic flux within the electrically conductive winding. .
図面内の要素のサイズ及び相対的位置は必ずしも一様な倍率で描かれていない。例えば、様々な要素の形及び角度は一様な倍率で描かれておらず、幾つかの要素は図面の見易さを改善するために拡大され配置されている。また、これらの要素の描かれた特定の形は、必ずしも実際の形についての情報を伝えることを意図されておらず、理解のし易さのためだけに選択されている。   The sizes and relative positions of elements in the drawings are not necessarily drawn to scale. For example, the shapes and angles of the various elements are not drawn to scale, and some elements are enlarged and arranged to improve the readability of the drawings. Also, the particular shapes depicted of these elements are not necessarily intended to convey information about the actual shapes, but are selected only for ease of understanding.
従来のコイルの直径に沿った断面図である。It is sectional drawing along the diameter of the conventional coil. 本発明に係るコイルの実施形態の直径に沿った断面図である。It is sectional drawing along the diameter of embodiment of the coil which concerns on this invention. 本発明に係るコイルの別の実施形態の直径に沿った断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view along the diameter of another embodiment of a coil according to the present invention. 図3のコイルの実施形態で使用するのに適した双導体巻線の実施形態の直径に沿った断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view along the diameter of an embodiment of a double conductor winding suitable for use in the coil embodiment of FIG. 3. 本発明に係るコイルの別の実施形態の直径に沿った断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view along the diameter of another embodiment of a coil according to the present invention. 本発明に係るコイルの別の実施形態の直径に沿った断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view along the diameter of another embodiment of a coil according to the present invention. 本発明に係るコイルの別の実施形態の平面図である。It is a top view of another embodiment of a coil concerning the present invention. 図7のコイルの実施形態の底面図である。FIG. 8 is a bottom view of the embodiment of the coil of FIG. 7. 図7のコイルの実施形態の側面図である。FIG. 8 is a side view of the embodiment of the coil of FIG. 7. 本発明に係るコイルの別の実施形態の平面図である。It is a top view of another embodiment of a coil concerning the present invention. 本発明に係るコイルの別の実施形態の側面図である。It is a side view of another embodiment of the coil which concerns on this invention. 従来の磁性構造体によって生成された磁束を例示する図である。It is a figure which illustrates the magnetic flux produced | generated by the conventional magnetic structure. 同じ極同士が互いに対向し周囲距離だけ隔てられた2つの永久磁石によって生成された磁束を例示する図である。It is a figure which illustrates the magnetic flux produced | generated by the two permanent magnets which the same poles mutually opposed and separated by surrounding distance. 同じ極同士が互いに対向し周囲距離だけ隔てられた2つの永久磁石によって生成された磁束を例示する図である。It is a figure which illustrates the magnetic flux produced | generated by the two permanent magnets which the same poles mutually opposed and separated by surrounding distance. 同じ極同士がほぼ接触した2つの永久磁石によって生成された磁束を例示する図である。It is a figure which illustrates the magnetic flux produced | generated by the two permanent magnets which the same poles substantially contacted. 同じ極同士がほぼ接触した2つの永久磁石によって生成された磁束を例示する図である。It is a figure which illustrates the magnetic flux produced | generated by the two permanent magnets which the same poles substantially contacted. 同じ極同士が互いに対向し周囲距離とほぼ接触位置の間の距離だけ隔てられた2つの永久磁石によって生成された磁束を例示する図である。It is a figure which illustrates the magnetic flux produced | generated by the two permanent magnets where the same poles mutually opposed and separated by the distance between the surrounding distance and the contact position. 同じ極同士が互いに対向し周囲距離とほぼ接触位置の間の距離だけ隔てられた2つの永久磁石によって生成された磁束を例示する図である。It is a figure which illustrates the magnetic flux produced | generated by the two permanent magnets where the same poles mutually opposed and separated by the distance between the surrounding distance and the contact position. 本発明に係る磁性構造体の実施形態の断面図である。1 is a cross-sectional view of an embodiment of a magnetic structure according to the present invention. 本発明に係る磁性構造体の実施形態の断面図である。1 is a cross-sectional view of an embodiment of a magnetic structure according to the present invention. 本発明に係る磁性構造体の実施形態の断面図である。1 is a cross-sectional view of an embodiment of a magnetic structure according to the present invention. 本発明に係る磁性構造体の実施形態の断面図である。1 is a cross-sectional view of an embodiment of a magnetic structure according to the present invention. 本発明に係る磁性構造体の別の実施形態の直径に沿った側断面図である。It is a sectional side view along the diameter of another embodiment of the magnetic structure concerning this invention. 本発明に係る磁性構造体の実施形態の側面図である。1 is a side view of an embodiment of a magnetic structure according to the present invention. 電力発電機システムの実施形態の概略前面図である。1 is a schematic front view of an embodiment of a power generator system. 図22のシステムの異なる時点における概略前面図である。FIG. 23 is a schematic front view of the system of FIG. 22 at different points in time. 図22のシステムに含まれる電機子の側断面図である。FIG. 23 is a side cross-sectional view of an armature included in the system of FIG. 発電機の別の実施形態に係るシステムの概略前面図である。It is a schematic front view of the system which concerns on another embodiment of a generator. 図25のシステムに含まれる電機子の側断面図である。FIG. 26 is a side cross-sectional view of an armature included in the system of FIG. 25. 本発明に係るシステムの実施形態の側断面図である。1 is a side sectional view of an embodiment of a system according to the present invention. 本発明に係るシステムの別の実施形態の側断面図である。FIG. 4 is a side cross-sectional view of another embodiment of a system according to the present invention. 本発明に係るシステムの平面図である。1 is a plan view of a system according to the present invention. 図29のシステムの直径線30‐30に沿った側断面図である。FIG. 30 is a side cross-sectional view of the system of FIG. 29 taken along diameter line 30-30. 図7〜図9、図17に示した実施形態を使用するシステムの実施形態の直径に沿った側断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional side view along the diameter of an embodiment of a system using the embodiment shown in FIGS. 図11〜図16に示した実施形態を使用するシステムの実施形態の直径に沿った側断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional side view along the diameter of an embodiment of a system using the embodiment shown in FIGS. バッテリーの実施形態の直径に沿った断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view along the diameter of an embodiment of a battery. バッテリーの別の実施形態の直径に沿った断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view along the diameter of another embodiment of a battery. バッテリーの別の実施形態の側断面図である。FIG. 6 is a side cross-sectional view of another embodiment of a battery. 図33〜図36に示した実施形態において使用するのに適したリニア発電機の直径に沿った断面図である。FIG. 37 is a cross-sectional view along the diameter of a linear generator suitable for use in the embodiment shown in FIGS. 携帯エネルギー蓄積装置を充電する方法の実施形態の高位フロー図である。FIG. 6 is a high level flow diagram of an embodiment of a method for charging a portable energy storage device. 携帯エネルギー蓄積装置を動作させる方法の実施形態の高位フロー図である。FIG. 6 is a high level flow diagram of an embodiment of a method for operating a portable energy storage device. 電力発電機の実施形態の実用途を例示する斜視図である。It is a perspective view which illustrates an actual use of an embodiment of a power generator. 電力を生成するシステムの実施形態のブロック図である。1 is a block diagram of an embodiment of a system for generating power. 自己動力装置の実施形態のブロック図である。1 is a block diagram of an embodiment of a self-powered device. 本発明に係るシステムの実施形態を例示する。1 illustrates an embodiment of a system according to the present invention. 本発明に係るシステムの別の実施形態を例示する。6 illustrates another embodiment of a system according to the present invention. 本発明に係る衣服の実施形態を例示する。1 illustrates an embodiment of a garment according to the present invention. 本発明に係るシステムの実施形態の側面図である。1 is a side view of an embodiment of a system according to the present invention. 図45に示したシステムの実施形態において使用するのに適した回転子の実施形態の平面図である。FIG. 46 is a plan view of an embodiment of a rotor suitable for use in the embodiment of the system shown in FIG.
下記の記載において、装置、方法、及び物品の様々な実施形態の完全な理解を提供するために特定の細部が説明される。しかし、当業者は、これらの細部を備えていない他の実施形態が実施可能であることを理解するであろう。それら以外には、実施形態の説明を不必要に分かりにくくするのを避けるために、バッテリー、リニア発電機、及び制御システムに関連する周知の構造と方法は詳細には記載されていない。   In the following description, specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of various embodiments of apparatus, methods, and articles. However, those skilled in the art will appreciate that other embodiments without these details can be implemented. In other instances, well-known structures and methods relating to batteries, linear generators and control systems have not been described in detail in order to avoid unnecessarily obscuring the description of the embodiments.
文脈から他の意味であると考えられるのでなければ、下記の説明と請求項において、「を備える」とその変形「からなる」等は、「をこれらに限定されないが含む」と解釈されるべきである。   Unless otherwise considered in context, in the following description and claims, “comprising” and variations thereof “consisting of” should be interpreted as “including but not limited to” It is.
本明細書において、「1つの実施形態」はその実施形態に関して説明される特定の特徴、構造、又は特色が1つ以上の実施形態に含まれることを意味する。従って、本明細書中の様々な箇所の「1つの実施形態において」は、必ずしも同じ実施形態、又は全ての実施形態を指してはいない。また、1つ以上の実施形態の様々な特定の特徴、構造、又は特色は適切に組合されて、他の実施形態を形成してもよい。
各見出しは便宜のためだけに提供され、本開示または本発明の範囲又は意味を説明してはいない。
As used herein, “an embodiment” means that a particular feature, structure, or characteristic described in connection with that embodiment is included in one or more embodiments. Thus, “in one embodiment” at various places in the specification does not necessarily refer to the same embodiment, or all embodiments. In addition, various specific features, structures, or characteristics of one or more embodiments may be combined appropriately to form other embodiments.
Each heading is provided for convenience only and does not explain the scope or meaning of the present disclosure or the present invention.
図1は、従来のコイル100の直径に沿った断面図である。コイル100は非磁性巻付枠102と、非磁性電気伝導性巻線104とを備える。巻線は伝導性材料のコイル状の1つ以上の一巻きからなり、1つ以上の層からなっていてもよい。例示のように、巻線104は9つの一巻きと3つの層からなる。例示のように、電気伝導性巻線104は一繋がりになっている。他の従来のコイルでは、電気的に直列又は並列に接続されていてもよい複数の電気伝導性巻線が使用されてもよい。電気伝導性巻線104は任意の適切な電気伝導性材料、例えば金属材料、例えば銅、銀又はスズが被覆された銅、アルミニウム、銀、金、及び/又は合金でできていてよい。電気伝導性巻線104は、例えば単線からなっていてもよい(例えばフラット線、束線、撚線、又はシートを含む)。電気伝導性巻線104は図示したものとサイズが大きく異なり、ずっと小さくても、ずっと大きくてもよい。電気伝導性巻線104は通常、絶縁材料120で被覆されている。電気伝導性巻線104はリード122、124に結合され、コイル100となる。   FIG. 1 is a cross-sectional view along the diameter of a conventional coil 100. The coil 100 includes a nonmagnetic winding frame 102 and a nonmagnetic electrically conductive winding 104. The winding consists of one or more windings of a conductive material and may consist of one or more layers. As illustrated, the winding 104 consists of nine turns and three layers. As illustrated, the electrically conductive windings 104 are connected together. In other conventional coils, a plurality of electrically conductive windings that may be electrically connected in series or in parallel may be used. The electrically conductive winding 104 may be made of any suitable electrically conductive material, such as a metal material, such as copper, aluminum, silver, gold, and / or an alloy coated with copper, silver or tin. The electrically conductive winding 104 may be made of, for example, a single wire (including, for example, a flat wire, a bundle wire, a stranded wire, or a sheet). The electrically conductive winding 104 is significantly different in size from that shown, and may be much smaller or much larger. The electrically conductive winding 104 is typically coated with an insulating material 120. The electrically conductive winding 104 is coupled to the leads 122 and 124 to form the coil 100.
図2は、バイメタルコイル200の実施形態の直径に沿った断面図である。コイル200は非磁性巻付枠202と、非磁性電気伝導性巻線204と、磁気伝導性巻線206とを備える。電気伝導性巻線204等の電気伝導性巻線を磁気伝導性巻線206等の磁気伝導性巻線と一緒に使用することは、コイルの電気伝導性巻線、例えばコイル200の巻線204を通過するか、又はそれによって生成された磁界の集中を容易にする。磁界の集中はコイル200の効率をずっと高めることができる。例えば、コイル200が発電機に使用されると、磁石がコイル200内を通過する時、電気伝導性巻線204は電子流を生成し、一方、磁気伝導性巻線206は電気伝導性巻線204内に磁束を集中させ、コイル200から出力される電力を増加させる。   FIG. 2 is a cross-sectional view along the diameter of an embodiment of the bimetal coil 200. The coil 200 includes a nonmagnetic winding frame 202, a nonmagnetic electrically conductive winding 204, and a magnetic conductive winding 206. The use of an electrically conductive winding, such as the electrically conductive winding 204, with a magnetically conductive winding, such as the magnetically conductive winding 206, may result in an electrically conductive winding of the coil, eg, the winding 204 of the coil 200. Facilitates the concentration of the magnetic field passing through or produced thereby. The concentration of the magnetic field can greatly increase the efficiency of the coil 200. For example, if the coil 200 is used in a generator, when the magnet passes through the coil 200, the electrically conductive winding 204 generates an electron current while the magnetically conductive winding 206 is an electrically conductive winding. The magnetic flux is concentrated in 204, and the electric power output from the coil 200 is increased.
電気伝導性巻線204の第1層208と第2層210は巻付枠202に巻かれている。1つの実施形態において、電気伝導性巻線204は一繋がりになっている。他の実施形態では、電気伝導性巻線204は電気的に直列又は並列に接続されていてもよい複数の巻線からなっていてもよい。磁気伝導性巻線206の第1層212は、電気伝導性巻線204の第2層210の上に巻かれている。電気伝導性巻線204の第3層214と第4層216は、磁気伝導性巻線206の第1層212の上に巻かれている。磁気伝導性巻線206の第2層218は、電気伝導性巻線204の第4層216の上に巻かれている。電気伝導性巻線204の第5層219は、磁気伝導性巻線206の第2層218の上に巻かれている。   The first layer 208 and the second layer 210 of the electrically conductive winding 204 are wound around the winding frame 202. In one embodiment, the electrically conductive windings 204 are connected together. In other embodiments, the electrically conductive winding 204 may comprise a plurality of windings that may be electrically connected in series or in parallel. The first layer 212 of the magnetic conductive winding 206 is wound on the second layer 210 of the electrically conductive winding 204. The third layer 214 and the fourth layer 216 of the electrically conductive winding 204 are wound on the first layer 212 of the magnetically conductive winding 206. The second layer 218 of the magnetic conductive winding 206 is wound on the fourth layer 216 of the electrically conductive winding 204. The fifth layer 219 of the electrically conductive winding 204 is wound on the second layer 218 of the magnetically conductive winding 206.
電気伝導性巻線204は任意の適切な電気伝導性材料、例えば金属材料、例えば銅、銀又はスズが被覆された銅、アルミニウム、銀、金、及び/又は合金でできていてよい。電気伝導性巻線204は、例えば単線、束線、撚線、又はシートからなっていてもよい。電気伝導性巻線204は図示したものとサイズが大きく異なり、ずっと小さくても、ずっと大きくてもよい。電気伝導性巻線204は通常、絶縁材料220で被覆されている。電気伝導性巻線204はリード222、224に結合され、コイル200となる。   The electrically conductive winding 204 may be made of any suitable electrically conductive material, such as a metallic material such as copper, aluminum, silver, gold, and / or an alloy coated with copper, silver or tin. The electrically conductive winding 204 may be composed of, for example, a single wire, a bundled wire, a stranded wire, or a sheet. The electrically conductive winding 204 differs greatly in size from that shown, and may be much smaller or much larger. The electrically conductive winding 204 is typically coated with an insulating material 220. Electrically conductive winding 204 is coupled to leads 222 and 224 to form coil 200.
磁気伝導性巻線206は任意の適切な磁気伝導性材料、例えば磁気遮蔽材料、例えばニッケル、ニッケル/鉄合金、ニッケル/スズ合金、ニッケル/銀合金、プラスチック磁気遮蔽材、及び/又はニッケル/鉄/銅/モリブデン合金でできていてよい。磁気遮蔽材料は、MuMetal(登録商標)、Hipernom(登録商標)、HyMu 80(登録商標)、及びPermalloy(登録商標)を含む幾つかの商標のものが商業上入手可能である。磁気伝導性巻線206は、例えば単線、束線、撚線、又はシートからなっていてもよい。磁気伝導性巻線206は図示したものとサイズが大きく異なり、ずっと小さくても、ずっと大きくてもよい。磁気伝導性巻線206は通常、絶縁材料226で被覆されている。磁気伝導性巻線206は、接続228で示されるように閉ループを形成し、図示のように接地230に接続されている。   The magnetic conductive winding 206 may be any suitable magnetic conductive material, such as a magnetic shielding material, such as nickel, nickel / iron alloy, nickel / tin alloy, nickel / silver alloy, plastic magnetic shielding material, and / or nickel / iron. It may be made of / copper / molybdenum alloy. Magnetic shielding materials are commercially available in several trademarks including MuMetal®, Hipernom®, HyMu 80®, and Permalloy®. The magnetic conductive winding 206 may be composed of, for example, a single wire, a bundled wire, a stranded wire, or a sheet. The magnetic conductive winding 206 differs greatly in size from that shown, and may be much smaller or much larger. The magnetic conductive winding 206 is typically coated with an insulating material 226. The magnetically conductive winding 206 forms a closed loop as indicated by connection 228 and is connected to ground 230 as shown.
電気伝導性巻線と磁気伝導性巻線の層の他の構成を使用してもよい。例えば、例示のように2層の電気伝導性巻線が1層の磁気伝導性巻線と交互になっている代わりに、m、nを正の整数としてm個の層の電気伝導性巻線がn個の層の磁気伝導性巻線と交互になっていてもよい。別の実施例では、m、nは一定である必要はない。例えば、層の数は増加しても、又は減少してもよい。層パターンの例は、2E、1M、3E、2M、4Eであり、Eは電気伝導性層を、Mは磁気伝導性層を表す。   Other configurations of layers of electrically conductive windings and magnetically conductive windings may be used. For example, instead of two layers of electrically conductive windings alternating with one layer of magnetically conductive windings as illustrated, m and n are positive integers and m layers of electrically conductive windings. May alternate with n layers of magnetically conductive windings. In another embodiment, m and n need not be constant. For example, the number of layers may be increased or decreased. Examples of layer patterns are 2E, 1M, 3E, 2M, 4E, where E represents an electrically conductive layer and M represents a magnetically conductive layer.
通常、第1層と最終層は電気伝導性巻線204の層である。1つの実験では、第1層と最終層が電気伝導性巻線204である構成は、発電機の用途において、最終層が磁気伝導性巻線206である場合より良好な性能を示した。別の例では、複数の電気伝導性巻線を使用してよい。   Usually, the first and final layers are the layers of the electrically conductive winding 204. In one experiment, the configuration where the first and final layers were electrically conductive windings 204 showed better performance in generator applications than when the final layer was magnetically conductive windings 206. In another example, multiple electrically conductive windings may be used.
図3は、バイメタルコイル300の別の実施形態の直径に沿った断面図である。コイル300は巻付枠302と、例示のようにバイメタル巻線304の形態の双導体巻線とを備える。双導体巻線304はワイヤ306の形態の電気伝導性巻線と、ワイヤ308の形態の磁気伝導性巻線と、電気伝導性ワイヤ306と磁気伝導性ワイヤ308の間の絶縁材料からなる内層310と、絶縁材料からなる外層312とを備える。絶縁材料からなる外層312と絶縁材料からなる内層310は一体であってもよい。双導体巻線304は図示したものとサイズが大きく異なり、ずっと小さくても、ずっと大きくてもよい。例示のように、電気伝導性ワイヤ306と磁気伝導性ワイヤ308はほぼ同じサイズである。幾つかの実施形態では、電気伝導性ワイヤ306と磁気伝導性ワイヤ308はサイズが異なってもよい。   FIG. 3 is a cross-sectional view along the diameter of another embodiment of the bimetallic coil 300. The coil 300 comprises a winding frame 302 and a double conductor winding in the form of a bimetal winding 304 as illustrated. The double-conductor winding 304 is an electrically conductive winding in the form of a wire 306, a magnetically conductive winding in the form of a wire 308, and an inner layer 310 made of an insulating material between the electrically conductive wire 306 and the magnetically conductive wire 308. And an outer layer 312 made of an insulating material. The outer layer 312 made of an insulating material and the inner layer 310 made of an insulating material may be integrated. The double conductor winding 304 is significantly different in size from that shown, and may be much smaller or much larger. As illustrated, the electrically conductive wire 306 and the magnetically conductive wire 308 are approximately the same size. In some embodiments, the electrically conductive wire 306 and the magnetically conductive wire 308 may be different in size.
電気伝導性ワイヤ306は任意の適切な電気伝導性材料でできていてよい。例えば、図2の電気伝導性巻線204に関して説明した材料と構成(例えば単線又は撚線)を使用してもよい。電気伝導性ワイヤ306はリード314、316に結合され、コイル300となる。磁気伝導性ワイヤ308は任意の適切な磁気伝導性材料でできていてよい。例えば、図2の磁気伝導性巻線206に関して説明した材料と構成(例えば単線又は撚線)を使用してもよい。磁気伝導性ワイヤ308は接続318で示されるように閉ループを形成し、接地320に接続されていてもよい。例示のように、電気伝導性ワイヤ306が巻付枠302の内面322に最も近くなり、磁気伝導性ワイヤ308が巻付枠302の内面322から最も遠くなるように巻線304は巻かれている。例示のように、電気伝導性ワイヤ306と磁気伝導性ワイヤ308を分離する絶縁層310は、内面322にほぼ平行である。幾つかの実施形態では、電気伝導性ワイヤ306と磁気伝導性ワイヤ308を分離する絶縁層310は、内面322に対して斜めになっていてもよい。例えば、幾つかの実施形態では、絶縁層310は、内面322にほぼ垂直である。例示のように、双導体巻線304は3つの一巻きからなる単一層である。幾つかの実施形態では、この巻線は多層になっていてもよい。幾つかの実施形態では、追加の巻線を使用してもよい。   The electrically conductive wire 306 may be made of any suitable electrically conductive material. For example, the materials and configurations described with respect to the electrically conductive winding 204 of FIG. 2 (eg, single wire or stranded wire) may be used. Electrically conductive wire 306 is coupled to leads 314 and 316 to form coil 300. The magnetic conductive wire 308 may be made of any suitable magnetic conductive material. For example, the materials and configurations described with respect to the magnetic conductive winding 206 of FIG. 2 (eg, single wire or stranded wire) may be used. The magnetically conductive wire 308 may form a closed loop as indicated by connection 318 and be connected to ground 320. As illustrated, the winding 304 is wound such that the electrically conductive wire 306 is closest to the inner surface 322 of the winding frame 302 and the magnetic conductive wire 308 is furthest from the inner surface 322 of the winding frame 302. . As illustrated, the insulating layer 310 separating the electrically conductive wire 306 and the magnetically conductive wire 308 is substantially parallel to the inner surface 322. In some embodiments, the insulating layer 310 that separates the electrically conductive wire 306 and the magnetically conductive wire 308 may be oblique to the inner surface 322. For example, in some embodiments, the insulating layer 310 is substantially perpendicular to the inner surface 322. As illustrated, the double conductor winding 304 is a single layer of three turns. In some embodiments, this winding may be multi-layered. In some embodiments, additional windings may be used.
図4は、図3に例示したコイル300の実施形態に使用するのに適切な双導体巻線404の1つの実施形態の直径に沿った断面図である。双導体巻線404はワイヤ406の形態の電気伝導性巻線と、ワイヤ408の形態の磁気伝導性巻線と、電気伝導性ワイヤ406と磁気伝導性ワイヤ408の間の絶縁材料からなる内層410と、絶縁材料からなる外層412とを備える。電気伝導性ワイヤ406は任意の適切な電気伝導性材料でできていてよい。例えば、図2の電気伝導性巻線204に関して説明した材料と構成(例えば単線又は撚線)を使用してもよい。電気伝導性ワイヤ406は図示したものとサイズが大きく異なり、ずっと小さくても、ずっと大きくてもよい。磁気伝導性ワイヤ408は任意の適切な磁気伝導性材料でできていてよい。例えば、図2の磁気伝導性巻線206に関して説明した材料と構成(例えば単線又は撚線)を使用してもよい。磁気伝導性ワイヤ408は図示したものとサイズが大きく異なり、ずっと小さくても、ずっと大きくてもよい。   FIG. 4 is a cross-sectional view along the diameter of one embodiment of a dual conductor winding 404 suitable for use in the embodiment of the coil 300 illustrated in FIG. The double conductor winding 404 is an electrically conductive winding in the form of a wire 406, a magnetic conductive winding in the form of a wire 408, and an inner layer 410 made of an insulating material between the electrically conductive wire 406 and the magnetic conductive wire 408. And an outer layer 412 made of an insulating material. The electrically conductive wire 406 may be made of any suitable electrically conductive material. For example, the materials and configurations described with respect to the electrically conductive winding 204 of FIG. 2 (eg, single wire or stranded wire) may be used. The electrically conductive wire 406 differs greatly in size from that shown, and may be much smaller or much larger. The magnetic conductive wire 408 may be made of any suitable magnetic conductive material. For example, the materials and configurations described with respect to the magnetic conductive winding 206 of FIG. 2 (eg, single wire or stranded wire) may be used. The magnetic conductive wire 408 differs greatly in size from that shown, and may be much smaller or much larger.
図5は、バイメタルコイル500の別の実施形態の直径に沿った断面図である。コイル500は巻付枠502を有する。第1電気伝導性巻線504aは巻付枠502に2層に巻きつけられている。第1磁気伝導性巻線506aは巻付枠502上の第1電気伝導性巻線504aの該2層の外側に巻きつけられている。第1電気伝導性巻線504aはリード508a、510aに結合され、第1電気伝導性巻線504aとなる。第1磁気伝導性巻線506aは第1接続ループ512aで示されるように閉ループを形成する。第2電気伝導性巻線504bは巻付枠502に2層に第1電気伝導性巻線504aに隣接して巻きつけられている。第2磁気伝導性巻線506bは巻付枠502上の第2電気伝導性巻線504bの該2層の外側に第1磁気伝導性巻線506aに隣接して巻きつけられている。第2電気伝導性巻線504bはリード508b、510bに結合され、第2電気伝導性巻線504bとなる。第2磁気伝導性巻線506bは第2接続ループ512bで示されるように閉ループを形成する。リード508n、510nに結合されている電気伝導性巻線504nと、接続512nで示される閉ループを形成する磁気伝導性巻線506nで示されるように、追加の巻線をコイル500に加えてもよい。幾つかの実施形態では、電気伝導性巻線(例えば巻線504a、504b、・・・504n)は電気的に並列又は直列に、又はそれらの様々な組合せで結合されてもよい。   FIG. 5 is a cross-sectional view along the diameter of another embodiment of a bimetal coil 500. The coil 500 has a winding frame 502. The first electrically conductive winding 504a is wound around the winding frame 502 in two layers. The first magnetic conductive winding 506 a is wound around the outer side of the two layers of the first electrically conductive winding 504 a on the winding frame 502. The first electrically conductive winding 504a is coupled to the leads 508a and 510a to form the first electrically conductive winding 504a. The first magnetic conductive winding 506a forms a closed loop as indicated by the first connection loop 512a. The second electrically conductive winding 504b is wound around the winding frame 502 in two layers adjacent to the first electrically conductive winding 504a. The second magnetic conductive winding 506b is wound adjacent to the first magnetic conductive winding 506a outside the two layers of the second electrically conductive winding 504b on the winding frame 502. The second electrically conductive winding 504b is coupled to the leads 508b and 510b to form the second electrically conductive winding 504b. The second magnetic conductive winding 506b forms a closed loop as indicated by the second connection loop 512b. Additional windings may be added to the coil 500, as shown by the electrically conductive winding 504n coupled to the leads 508n, 510n and the magnetically conductive winding 506n forming a closed loop indicated by connection 512n. . In some embodiments, the electrically conductive windings (eg, windings 504a, 504b,... 504n) may be coupled electrically in parallel or in series, or various combinations thereof.
電気伝導性巻線504a、504b、・・・504nは任意の適切な電気伝導性材料でできていてよい。例えば、図2の電気伝導性巻線204に関して説明した材料と構成(例えば単線又は撚線)を使用してもよい。電気伝導性巻線504a、504b、・・・504nは図示したものとサイズが大きく異なり、ずっと小さくても、ずっと大きくてもよい。磁気伝導性巻線506a、506b、・・・506nは任意の適切な電気伝導性材料でできていてよい。例えば、図2の磁気伝導性巻線206に関して説明した材料と構成(例えば単線又は撚線)を使用してもよい。磁気伝導性巻線506a、506b、・・・506nは図示したものとサイズが大きく異なり、ずっと小さくても、ずっと大きくてもよい。図3のバイメタル巻線304、又は図4のバイメタル巻線404等のバイメタル巻線を使用してもよい。典型的には、コイル500は各巻線の追加の層(外層は巻線504a等の電気伝導性巻線の層である)を有するが、図示を容易にするために追加の層は省略されている。   The electrically conductive windings 504a, 504b,... 504n may be made of any suitable electrically conductive material. For example, the materials and configurations described with respect to the electrically conductive winding 204 of FIG. 2 (eg, single wire or stranded wire) may be used. The electrically conductive windings 504a, 504b,... 504n differ greatly in size from those shown, and may be much smaller or much larger. The magnetically conductive windings 506a, 506b,... 506n may be made of any suitable electrically conductive material. For example, the materials and configurations described with respect to the magnetic conductive winding 206 of FIG. 2 (eg, single wire or stranded wire) may be used. The magnetic conductive windings 506a, 506b,... 506n are significantly different in size from those shown and may be much smaller or much larger. Bimetal windings such as bimetal winding 304 of FIG. 3 or bimetal winding 404 of FIG. 4 may be used. Typically, the coil 500 has an additional layer for each winding (the outer layer is a layer of an electrically conductive winding such as winding 504a), but the additional layers are omitted for ease of illustration. Yes.
図6は、バイメタルコイル600の別の実施形態の直径に沿った断面図である。コイル600は非磁性巻付枠602と、非磁性電気伝導性巻線604と、磁気伝導性巻線606と備える。電気伝導性巻線604の第1層608と第2層610は非磁性巻付枠602に巻きつけられている。磁気伝導性巻線606の層612は電気伝導性巻線604の第2層610の上に巻きつけられている。   FIG. 6 is a cross-sectional view along the diameter of another embodiment of a bimetal coil 600. The coil 600 includes a nonmagnetic winding frame 602, a nonmagnetic electrically conductive winding 604, and a magnetic conductive winding 606. The first layer 608 and the second layer 610 of the electrically conductive winding 604 are wound around the nonmagnetic winding frame 602. The layer 612 of the magnetic conductive winding 606 is wound over the second layer 610 of the electrically conductive winding 604.
電気伝導性巻線604は任意の適切な電気伝導性材料でできていてよい。例えば、図2の電気伝導性巻線204に関して説明した材料と構成(例えば単線又は撚線)を使用してもよい。電気伝導性巻線604は、典型的には絶縁材料614で被覆されている。電気伝導性巻線604はリード616、618に結合され、コイル600となる。磁気伝導性巻線606は任意の適切な磁気伝導性材料でできていてよい。例えば、図2の磁気伝導性巻線206に関して説明した材料と構成(例えば単線又は撚線)を使用してもよい。磁気伝導性巻線606は、典型的には絶縁材料620で被覆されている。磁気伝導性巻線606は接続622で示されるように閉ループを形成し、接地に接続されていてよい(図2の接地230を参照)。幾つかの実施形態では、バイメタル又は双導体巻線を使用してもよい(図3の双導体巻線304を参照)。   The electrically conductive winding 604 may be made of any suitable electrically conductive material. For example, the materials and configurations described with respect to the electrically conductive winding 204 of FIG. 2 (eg, single wire or stranded wire) may be used. The electrically conductive winding 604 is typically coated with an insulating material 614. Electrically conductive winding 604 is coupled to leads 616 and 618 to form coil 600. The magnetic conductive winding 606 may be made of any suitable magnetic conductive material. For example, the materials and configurations described with respect to the magnetic conductive winding 206 of FIG. 2 (eg, single wire or stranded wire) may be used. The magnetic conductive winding 606 is typically coated with an insulating material 620. The magnetically conductive winding 606 forms a closed loop as shown by connection 622 and may be connected to ground (see ground 230 in FIG. 2). In some embodiments, bimetal or double conductor windings may be used (see double conductor winding 304 in FIG. 3).
巻付枠602は、内部長さ624と外部長さ626とが異なる。例示のように、内部長さ624は外部長さ626より短い。この長さの差は電気伝導性巻線604内に磁界を集中させるのを容易にする。   The winding frame 602 has an internal length 624 and an external length 626 that are different. As illustrated, the inner length 624 is shorter than the outer length 626. This length difference facilitates concentrating the magnetic field within the electrically conductive winding 604.
図7〜図9はバイメタルコイル700の別の実施形態を示す。図7〜図9は図示を容易にするために一様な倍率では描かれていない。図7はコイル700の上面図である。コイル700は上面704を有する絶縁体層702を備える。絶縁体層702は、例えば集積回路板、基板、又は絶縁体の薄膜又はシートからなる。商業上入手可能な絶縁材料は商標Mylar(登録商標)のものが販売されている。配線706の形態の電気伝導性巻線が絶縁体層702の上面704上に形成されている。電気伝導性配線706は任意の適切な電気伝導性材料、例えば銅、アルミニウム、金、銀、合金等でできていてよい。図2の電気伝導性巻線204に関して説明した材料を使用してもよい。基板上に配線を形成するための周知の技法、例えばRFID装置及びアンテナに関して使用される技法を使用してもよい。絶縁体層702は開口708を有する。   7-9 illustrate another embodiment of a bimetal coil 700. FIG. 7-9 are not drawn at a uniform magnification for ease of illustration. FIG. 7 is a top view of the coil 700. The coil 700 includes an insulator layer 702 having an upper surface 704. The insulator layer 702 is made of, for example, an integrated circuit board, a substrate, or a thin film or sheet of an insulator. Commercially available insulating materials are sold under the trademark Mylar®. An electrically conductive winding in the form of a wiring 706 is formed on the upper surface 704 of the insulator layer 702. The electrically conductive wiring 706 may be made of any suitable electrically conductive material, such as copper, aluminum, gold, silver, an alloy, or the like. The materials described with respect to the electrically conductive winding 204 of FIG. 2 may be used. Well-known techniques for forming wiring on the substrate may be used, such as those used for RFID devices and antennas. The insulator layer 702 has an opening 708.
図8は図7のコイル700の実施形態の底面図である。絶縁体層702は下面716を有する。配線718の形態の磁気伝導性巻線が絶縁体層702の下面716上に形成されている。磁気伝導性配線718は任意の適切な磁気伝導性材料、例えばニッケル、ニッケル/鉄合金、ニッケル/スズ合金、ニッケル/銀合金等でできていてよい。図2の磁気伝導性巻線206に関して説明した材料を使用してもよい。基板上に配線を形成するための周知の技法、例えばRFID装置及びアンテナに関して使用される技法を使用してもよい。図9は図7のコイル700の実施形態の側面図であり、コイル700の省略可能なコア730を示す。コア730は例えば鉄芯であってもよい。   FIG. 8 is a bottom view of the embodiment of the coil 700 of FIG. Insulator layer 702 has a lower surface 716. A magnetic conductive winding in the form of wiring 718 is formed on the lower surface 716 of the insulator layer 702. The magnetic conductive wiring 718 may be made of any suitable magnetic conductive material, such as nickel, nickel / iron alloy, nickel / tin alloy, nickel / silver alloy, and the like. The materials described with respect to the magnetically conductive winding 206 of FIG. 2 may be used. Well-known techniques for forming wiring on the substrate may be used, such as those used for RFID devices and antennas. FIG. 9 is a side view of the embodiment of the coil 700 of FIG. 7 and shows an optional core 730 of the coil 700. The core 730 may be an iron core, for example.
図10はバイメタルコイル1000の別の実施形態の上面図である。コイル1000は上面1004を有する絶縁体層1002を備える。絶縁体層1002は、例えば集積回路板、基板、又は絶縁体の薄膜からなる。配線1006の形態の電気伝導性巻線が絶縁体層1002の上面1004上に形成されている。電気伝導性配線1006は任意の適切な電気伝導性材料、例えば銅、アルミニウム、金、銀、合金等でできていてよい。図2の電気伝導性巻線204に関して説明した材料を使用してもよい。基板上に配線を形成するための周知の技法、例えばRFID装置及びアンテナに関して使用される技法を使用してもよい。絶縁体層1002は開口1008を有する。配線1018の形態の磁気伝導性巻線が絶縁体層1002の上面1004上に形成されている。磁気伝導性配線1018は任意の適切な磁気伝導性材料、例えばニッケル、ニッケル/鉄合金、ニッケル/スズ合金、ニッケル/銀合金等でできていてよい。例えば、図2の磁気伝導性巻線206に関して説明した材料を使用してもよい。基板上に配線を形成するための周知の技法、例えばRFID装置及びアンテナに関して使用される技法を使用してもよい。   FIG. 10 is a top view of another embodiment of the bimetal coil 1000. Coil 1000 includes an insulator layer 1002 having an upper surface 1004. The insulator layer 1002 is made of, for example, an integrated circuit board, a substrate, or an insulator thin film. An electrically conductive winding in the form of a wiring 1006 is formed on the upper surface 1004 of the insulator layer 1002. The electrically conductive wiring 1006 may be made of any suitable electrically conductive material, such as copper, aluminum, gold, silver, alloy, or the like. The materials described with respect to the electrically conductive winding 204 of FIG. 2 may be used. Well-known techniques for forming wiring on the substrate may be used, such as those used for RFID devices and antennas. The insulator layer 1002 has an opening 1008. A magnetic conductive winding in the form of wiring 1018 is formed on the top surface 1004 of the insulator layer 1002. The magnetic conductive wiring 1018 may be made of any suitable magnetic conductive material, such as nickel, nickel / iron alloy, nickel / tin alloy, nickel / silver alloy, and the like. For example, the materials described with respect to the magnetically conductive winding 206 of FIG. 2 may be used. Well-known techniques for forming wiring on the substrate may be used, such as those used for RFID devices and antennas.
図11はバイメタルコイル1100の別の実施形態の側面図である。コイル1100は複数の絶縁層1102を備える。電気伝導性材料の配線1106が、該複数の絶縁層1102の選択された面1130、1132、1134、1136上に形成されている。磁気伝導性材料の配線1118が、該複数の絶縁層1102の選択された面1138、1140上に形成されている。絶縁体層1102は開口1108を有する。例示のように、コイル1100は3つの絶縁体層1102を備える。より少ないか又は追加の絶縁体層1102を使用してもよい。また、幾つかの実施形態では、電気伝導性材料の配線1106と磁気伝導性材料の配線1118が複数の絶縁体層1102の選択された面上に異なるパターンで形成されてもよい。例えば、電気伝導性材料の配線1106と磁気伝導性材料の配線1118は複数の絶縁体層の交互の面上に形成されてもよい。別の実施例では、電気伝導性材料の配線1106と磁気伝導性材料の配線1118は1つの絶縁体層1102の同じ面上、又は1つの絶縁体層の各面上に形成されてもよい。異なる絶縁体層1102上の配線が互いに結合されてもよい。   FIG. 11 is a side view of another embodiment of the bimetal coil 1100. The coil 1100 includes a plurality of insulating layers 1102. A wiring 1106 of electrically conductive material is formed on selected surfaces 1130, 1132, 1134, 1136 of the plurality of insulating layers 1102. A wiring 1118 of magnetically conductive material is formed on selected surfaces 1138, 1140 of the plurality of insulating layers 1102. The insulator layer 1102 has an opening 1108. As illustrated, the coil 1100 includes three insulator layers 1102. Fewer or additional insulator layers 1102 may be used. In some embodiments, the electrically conductive material wiring 1106 and the magnetically conductive material wiring 1118 may be formed in different patterns on selected surfaces of the plurality of insulator layers 1102. For example, the wiring 1106 made of an electrically conductive material and the wiring 1118 made of a magnetic conductive material may be formed on alternate surfaces of a plurality of insulator layers. In another embodiment, the electrically conductive material wiring 1106 and the magnetically conductive material wiring 1118 may be formed on the same surface of one insulator layer 1102 or on each surface of one insulator layer. Wirings on different insulator layers 1102 may be coupled to each other.
上述したように、コイルは磁石と一緒に頻繁に装置と用途において使用される。バイメタルコイルはこのような用途と環境において従来の磁石と一緒に使用でき有利になる。図12は従来の磁性構造体1200によって生成される磁束を例示する図である。磁性構造体はN極とS極を有する磁石1202からなる。図12は磁性構造体1200の永久磁石1202により生成される磁界を例示するために代表的な磁束等ポテンシャル線1204を示す。領域内の等ポテンシャル線同士が近いほど、その領域の磁束密度が大きい。   As mentioned above, coils are frequently used in devices and applications with magnets. Bimetallic coils can be advantageously used with conventional magnets in such applications and environments. FIG. 12 is a diagram illustrating the magnetic flux generated by the conventional magnetic structure 1200. The magnetic structure includes a magnet 1202 having an N pole and an S pole. FIG. 12 shows representative magnetic flux equipotential lines 1204 to illustrate the magnetic field generated by the permanent magnet 1202 of the magnetic structure 1200. The closer the equipotential lines in a region are, the greater the magnetic flux density in that region.
しかし、従来の磁性構造体を改善することができる。多くの装置と用途において、磁束密度を増加させることで効率と性能を大きく改善することができる。例えば、磁束密度を増加させると、勾配がより大きくなり、発電機又はモーターの効率を増加させることができる。   However, the conventional magnetic structure can be improved. In many devices and applications, increasing the magnetic flux density can greatly improve efficiency and performance. For example, increasing the magnetic flux density can increase the slope and increase the efficiency of the generator or motor.
図13A、図13Bは、N極が互いに対向し周囲距離だけ離れた2つの永久磁石を有する磁性構造体により生成される磁束を例示する図である。図13Aは白黒表現であり、図13Bは濃淡陰影表現である。代表的な磁束等ポテンシャル線は、該磁性構造体によって生成される磁界を例示する。この磁束はN極同士の間の領域において、単一の磁石又は反対の極が対向する磁性構造体によって生成されるN極の周りの磁束より大きな勾配を有する。   FIG. 13A and FIG. 13B are diagrams illustrating magnetic flux generated by a magnetic structure having two permanent magnets with N poles facing each other and separated by a peripheral distance. FIG. 13A is a black and white representation, and FIG. 13B is a shading representation. A typical magnetic flux equipotential line illustrates the magnetic field generated by the magnetic structure. This magnetic flux has a greater gradient in the region between the N poles than the magnetic flux around the N poles produced by a single magnet or a magnetic structure with opposite poles facing each other.
図14A、図14Bは、N極が互いにほぼ接触した2つの永久磁石を有する磁性構造体により生成される磁束を例示する図である。代表的な磁束等ポテンシャル線は、該磁性構造体によって生成される磁界を例示する。類似の磁石の場合、図14A、図14Bに示した配列により生成されるほぼ接触したN極の近傍の磁束は、図13A、図13Bに示した配列により生成される磁束より大きな勾配を有する。これは図14A、図14Bにおけるより高密度の磁束線によって示されている。より大きな磁束勾配は図14A、図14Bの上方の磁石のS極の近傍にも存在する。   14A and 14B are diagrams illustrating a magnetic flux generated by a magnetic structure having two permanent magnets whose N poles are substantially in contact with each other. A typical magnetic flux equipotential line illustrates the magnetic field generated by the magnetic structure. In the case of similar magnets, the magnetic flux in the vicinity of the nearly contacted N pole generated by the arrangement shown in FIGS. 14A and 14B has a greater gradient than the magnetic flux generated by the arrangement shown in FIGS. 13A and 13B. This is illustrated by the denser flux lines in FIGS. 14A and 14B. A larger magnetic flux gradient is also present near the south pole of the upper magnet in FIGS. 14A and 14B.
図15A、図15Bは、同じ極が互いに対向し周囲距離とほぼ接触位置の間の距離に保持された2つの永久磁石を有する磁性構造体により生成される磁束を例示する図である。代表的な磁束等ポテンシャル線は、該磁性構造体によって生成される磁界を例示する。類似の磁石の場合、図15A、図15Bに示した配列により生成される磁束は、N極の近傍のより大きな領域に沿ったより密度の高い磁束線を生成し、この領域において図13A、図13B、図14A、図14Bに示した配列により生成される磁束より大きな勾配を有する。これは図15A、図15Bに示した永久磁石の側のより大きな領域に沿ったより密度の高い磁束線によって示されている。   FIGS. 15A and 15B are diagrams illustrating magnetic flux generated by a magnetic structure having two permanent magnets with the same poles facing each other and held at a distance between the ambient distance and approximately the contact position. A typical magnetic flux equipotential line illustrates the magnetic field generated by the magnetic structure. In the case of a similar magnet, the magnetic flux generated by the arrangement shown in FIGS. 15A and 15B generates a denser flux line along a larger area near the N pole, in which FIGS. 13A and 13B 14A and 14B have a larger gradient than the magnetic flux generated by the arrangement shown in FIGS. This is illustrated by the denser flux lines along the larger area on the permanent magnet side shown in FIGS. 15A and 15B.
例えば電力発電における効率の重要な改善は、2つの磁石を接触位置と周囲距離の間の最適な距離だけ離して同じ極が互いに対向するよう配置することで達成することができる。この最適な距離は磁性構造体を使用する構成(例えば、発電機/モーター構成に磁性構造体を使用する場合のコイルに対する磁性構造体の移動路)に依って異なる。図16は複数の圧縮された磁界を生成する多極磁性構造体1604の実施形態の断面図である。幾つかの用途では、複数の圧縮された磁界を生成することは、効率の更なる増加を提供することができる。磁性構造体1604を例えば発電機に使用する場合、圧縮された磁界はエネルギーの電気エネルギーへの変換効率を増加させる可能性がある。このような発電機は寄生的に受け取ったエネルギーを変換するよう構成されてもよい。典型的なエネルギー源は運動源、熱源、音響源、及び無線周波数源を含む。   For example, a significant improvement in efficiency in power generation can be achieved by placing the two magnets at an optimum distance between the contact location and the ambient distance so that the same poles face each other. This optimal distance depends on the configuration using the magnetic structure (eg, the path of travel of the magnetic structure relative to the coil when using the magnetic structure in the generator / motor configuration). FIG. 16 is a cross-sectional view of an embodiment of a multipolar magnetic structure 1604 that generates a plurality of compressed magnetic fields. In some applications, generating multiple compressed magnetic fields can provide a further increase in efficiency. When the magnetic structure 1604 is used, for example, in a generator, the compressed magnetic field can increase the conversion efficiency of energy into electrical energy. Such a generator may be configured to convert parasitically received energy. Typical energy sources include motion sources, heat sources, acoustic sources, and radio frequency sources.
磁性構造体1604は永久磁石1612、1614、1616を互いに対して適正な位置に保持するためにタブ1694を使用する。例示の実施形態は3つの永久磁石1612、1614、1616を使用するが、他の実施形態は異なる数、例えば2つ又は4つの永久磁石を使用してもよい。他の実施形態は永久磁石の代りに、又はこれに加えて電磁石を使用してもよい。永久磁石1612、1614、1616は例示のようにディスク型であるが、他の形状であってもよい。例えば矩形(例えば正方形)、球形、又は楕円形磁石を使用してもよい。同様に、磁石の面は平らでなくてもよい。例えば凸面、凹面、放射面、円錐面、又は菱形面を使用してもよい。様々な形状と面の組合せを使用してもよい。例示の実施形態はタブを使用するが、ねじ、スペーサ、接着剤、又はこれらの組合せ等の他の位置決め機構を使用してもよい。永久磁石1612、1614、1616は互いから離されて配置・保持され、隣接する永久磁石の同じ極同士が互いに対向するよう配列される。例えば、第1の永久磁石1612のN極1628は、第2の永久磁石1614のN極1630と対向し、第2の永久磁石1614のS極1632は、第3の永久磁石1616のS極1634と対向する。また、永久磁石1612、1614、1616は、圧縮された磁界を形成するのに十分近接して保持される(例えば周囲距離より近い距離だけ離されて)。幾つかの実施形態では、永久磁石1612、1614、1616の間のスペース1636、1638は材料1637でほぼ満たされている。材料1637は空気等の気体であってもよい。幾つかの実施形態では、材料1637は他のほぼ非磁性でほぼ非伝導性物質、例えばフッ素重合体樹脂又はプラスチックであってもよい。幾つかの実施形態では、これらの永久磁石間のスペース1636、1638は真空に引かれ密封されてもよい。   The magnetic structure 1604 uses tabs 1694 to hold the permanent magnets 1612, 1614, 1616 in place relative to each other. Although the exemplary embodiment uses three permanent magnets 1612, 1614, 1616, other embodiments may use a different number, for example two or four permanent magnets. Other embodiments may use electromagnets instead of or in addition to permanent magnets. The permanent magnets 1612, 1614, and 1616 are disk-shaped as illustrated, but may have other shapes. For example, rectangular (eg, square), spherical, or elliptical magnets may be used. Similarly, the magnet surface need not be flat. For example, a convex surface, a concave surface, a radiation surface, a conical surface, or a rhombus surface may be used. Various shapes and surface combinations may be used. The illustrated embodiment uses tabs, but other positioning mechanisms such as screws, spacers, adhesives, or combinations thereof may be used. The permanent magnets 1612, 1614, 1616 are arranged and held separately from each other, and are arranged so that the same poles of adjacent permanent magnets face each other. For example, the N pole 1628 of the first permanent magnet 1612 faces the N pole 1630 of the second permanent magnet 1614, and the S pole 1632 of the second permanent magnet 1614 is the S pole 1634 of the third permanent magnet 1616. Opposite. Also, the permanent magnets 1612, 1614, 1616 are held close enough to create a compressed magnetic field (eg, separated by a distance closer than the ambient distance). In some embodiments, the spaces 1636, 1638 between the permanent magnets 1612, 1614, 1616 are substantially filled with material 1637. The material 1637 may be a gas such as air. In some embodiments, material 1637 may be other substantially non-magnetic and substantially non-conductive materials such as fluoropolymer resins or plastics. In some embodiments, the spaces 1636, 1638 between these permanent magnets may be evacuated and sealed.
磁性構造体1604等の磁性構造体内の永久磁石の形状、位置、及び強さは、圧縮された磁界を生成することで、磁性構造体1604を使用する発電機等の装置又は用途の効率を増加させることができる。永久磁石1612、1614、1616の最適な強さと位置と数とを決定するためにガウスメータ(不図示)を使用してもよい。また、重量、電磁界の外部への影響の低減、複数の発電機の磁気相互作用の制御等の他の設計事項を考慮してもよい。   The shape, position, and strength of permanent magnets in magnetic structures such as magnetic structure 1604 increase the efficiency of devices or applications such as generators that use magnetic structure 1604 by generating a compressed magnetic field. Can be made. A gauss meter (not shown) may be used to determine the optimum strength, position and number of permanent magnets 1612, 1614, 1616. In addition, other design matters such as weight, reduction of the external influence of the electromagnetic field, and control of the magnetic interaction of a plurality of generators may be considered.
図17は圧縮された磁界を生成するよう構成された磁石構造体202の実施形態を例示する。磁石構造体202は、ケース204と、ケース204に収容され同じ極が互いに対向する複数の磁石とを含む。本実施形態では、ケース204は、第1極性の端30を有する第1磁石32と、端30に対向し端30と同じ極性の端34を有する第2磁石36とを収容する。本実施形態では、端30と端34はS極である。別の実施形態では、2つのN極が互いに対向する。本実施形態では、ケース204は内部円筒面205を有し、磁石32、36はそれぞれ外部円筒面を有する。磁石32、36はケース204内に摺動して受容される。本実施形態では、ケース204は、磁石32、36がそれを通って挿入(又は交換)されるねじが切られた開放端を有する。磁石組立体202は更にケース204のねじが切られた開放端を閉じるためのねじキャップ206を備える。本実施形態では、ねじキャップ206は磁石32、36が、磁界が生成する反発力が通常許す周囲距離より近くなるようにし、それにより圧縮された磁界を生成する。磁石を位置決めするための他の実施形態が可能である。例えば、内部円筒面205に磁石を嵌める凹所を設けてもよい。   FIG. 17 illustrates an embodiment of a magnet structure 202 configured to generate a compressed magnetic field. The magnet structure 202 includes a case 204 and a plurality of magnets housed in the case 204 and facing the same pole. In the present embodiment, the case 204 accommodates the first magnet 32 having the first polarity end 30 and the second magnet 36 facing the end 30 and having the end 34 having the same polarity as the end 30. In this embodiment, the end 30 and the end 34 are S poles. In another embodiment, the two north poles face each other. In this embodiment, the case 204 has an inner cylindrical surface 205, and the magnets 32 and 36 each have an outer cylindrical surface. Magnets 32 and 36 are slidably received in case 204. In this embodiment, case 204 has a threaded open end through which magnets 32, 36 are inserted (or replaced). The magnet assembly 202 further includes a screw cap 206 for closing the threaded open end of the case 204. In this embodiment, the screw cap 206 causes the magnets 32, 36 to be closer to the ambient distance that the repulsive force generated by the magnetic field normally allows, thereby generating a compressed magnetic field. Other embodiments for positioning the magnet are possible. For example, you may provide the recess which fits a magnet in the internal cylindrical surface 205. FIG.
図18は複数の圧縮された磁界を生成するよう構成された多極磁性構造体302の実施形態を例示する。磁性構造体302は、複数の磁石を互いに対して適正な位置に保持するタブ305を備えるケース304を有する。磁石には第1極性の第1端318と、反対の極性の第2端316とを有する第1磁石308が含まれる。磁石には第1極と同じ極性の第1端320と、第1極性と反対の極性の第2端322とを有する第2磁石310が更に含まれる。第2磁石310の第1端320は第1磁石308の第1端318から離されている。第2磁石310の第1端320は第1磁石308の第1端318に少なくとも概ね対向している。磁石には第1極性と反対の極性の第1端324と、第1極性と同じ極性の第2端326とを有する第3磁石312が更に含まれる。第3磁石312の第1端324は第2磁石310の第2端322から離されている。第3磁石312の第1端324は第2磁石310の第2端322に少なくとも概ね対向している。任意の数の磁石を追加可能である。例えば、本実施形態では、磁石には第1極性と同じ極性の第1端328と、第2端330とを有する第4磁石314が更に含まれる。磁石組立体302はケース304のねじが切られた開放端を閉じるねじキャップ306を更に備える。   FIG. 18 illustrates an embodiment of a multipolar magnetic structure 302 configured to generate a plurality of compressed magnetic fields. The magnetic structure 302 has a case 304 with tabs 305 that hold a plurality of magnets in proper positions relative to each other. The magnet includes a first magnet 308 having a first end 318 having a first polarity and a second end 316 having an opposite polarity. The magnet further includes a second magnet 310 having a first end 320 having the same polarity as the first pole and a second end 322 having a polarity opposite to the first polarity. The first end 320 of the second magnet 310 is separated from the first end 318 of the first magnet 308. The first end 320 of the second magnet 310 is at least generally opposed to the first end 318 of the first magnet 308. The magnet further includes a third magnet 312 having a first end 324 having a polarity opposite to the first polarity and a second end 326 having the same polarity as the first polarity. The first end 324 of the third magnet 312 is separated from the second end 322 of the second magnet 310. The first end 324 of the third magnet 312 is at least generally opposed to the second end 322 of the second magnet 310. Any number of magnets can be added. For example, in this embodiment, the magnet further includes a fourth magnet 314 having a first end 328 having the same polarity as the first polarity and a second end 330. The magnet assembly 302 further includes a screw cap 306 that closes the threaded open end of the case 304.
図19は複数の圧縮された磁界を生成するよう構成された多極磁石構造体1900の実施形態の直径に沿った側断面図である。磁石構造体1900は、凹面1908、1910、1912、1914を有する複数の磁石1902、1904、1906を備え、同じ極が選択された距離はなれて互いに対向して保持され、大きな勾配の又は圧縮された磁界を生成する。例示のように、凹面は円錐形である。他の形状の凹面が使用されてもよい。   FIG. 19 is a cross-sectional side view along the diameter of an embodiment of a multipole magnet structure 1900 configured to generate a plurality of compressed magnetic fields. The magnet structure 1900 comprises a plurality of magnets 1902, 1904, 1906 having concave surfaces 1908, 1910, 1912, 1914, the same pole being held at a selected distance and facing each other, with a large gradient or compressed Generate a magnetic field. As illustrated, the concave surface is conical. Other shaped concave surfaces may be used.
図20は複数の圧縮された磁界を生成するよう構成された多極磁石構造体2000の別の実施形態の直径に沿った側断面図である。磁石構造体2000は、凸面2008、2010、2012、2014を有する複数の磁石2002、2004、2006を備え、同じ極が選択された距離はなれて互いに対向して保持され、大きな勾配の又は圧縮された磁界を生成する。例示のように、凸面は曲面である。他の形状の凸面が使用されてもよい。   FIG. 20 is a cross-sectional side view along the diameter of another embodiment of a multipole magnet structure 2000 configured to generate a plurality of compressed magnetic fields. The magnet structure 2000 includes a plurality of magnets 2002, 2004, 2006 having convex surfaces 2008, 2010, 2012, 2014, and the same poles are held at selected distances away from each other, with large gradients or compressed Generate a magnetic field. As illustrated, the convex surface is a curved surface. Other shaped convex surfaces may be used.
図21は複数の圧縮された磁界を生成するよう構成された別の多極磁石構造体2100の実施形態の側面図である。この磁石構造体は、矩形磁石ハウジング2102と、ハウジング2102に収容された複数の矩形磁石2104、2106、2108とを備える。磁石2104、2106、2108は、同じ極が選択された距離はなれて互いに対向するよう保持され、所望の圧縮された磁界を生成する。   FIG. 21 is a side view of another multi-pole magnet structure 2100 embodiment configured to generate a plurality of compressed magnetic fields. This magnet structure includes a rectangular magnet housing 2102 and a plurality of rectangular magnets 2104, 2106, 2108 housed in the housing 2102. Magnets 2104, 2106, 2108 are held such that the same poles are opposite each other at a selected distance to produce the desired compressed magnetic field.
双導体又はバイメタルコイルの実施形態、及び/又は上述のような複数の圧縮された磁界を生成するよう構成された磁石構造体の実施形態は、複数の装置と用途において使用でき有利になる。例えば、双導体又はバイメタルコイルの実施形態、及び/又は複数の圧縮された磁界を生成するよう構成された磁石構造体の実施形態は、音響システム、制御システム等の様々な用途における様々な種類の発電機/モーターにおいて使用されてよい。発電機の実施例は、寄生的に受け取ったエネルギー、又は変換のために生成されたエネルギーを電気エネルギーに変換するよう構成されてもよい。典型的なエネルギー源は運動源、熱源、音響源、及び無線周波数源を含む。例えば、幾つかの実施形態は、ゼーベック効果を利用するために、圧縮された磁界を生成するよう構成された磁性構造体を非同類金属と一緒に使用してもよい。   Biconductor or bimetal coil embodiments and / or magnet structure embodiments configured to generate multiple compressed magnetic fields as described above can be advantageously used in multiple devices and applications. For example, embodiments of a double conductor or bimetal coil and / or an embodiment of a magnet structure configured to generate multiple compressed magnetic fields can be used in various types of applications such as acoustic systems, control systems, etc. It may be used in a generator / motor. Generator embodiments may be configured to convert parasitically received energy or energy generated for conversion into electrical energy. Typical energy sources include motion sources, heat sources, acoustic sources, and radio frequency sources. For example, some embodiments may use a magnetic structure configured to generate a compressed magnetic field with a non-congruent metal to take advantage of the Seebeck effect.
複数のこのような用途例を、装置と用途の例示の実施形態として下記に説明する。幾つかの実施形態は双導体又はバイメタルコイルと、圧縮された磁界を生成するよう構成された磁石構造体とを使用してもよい。一方、他の実施形態は双導体又はバイメタルコイルと、従来の磁性構造体とを使用するか又は磁性構造体はなくてもよい。他の実施形態は圧縮された磁界を生成するよう構成された磁性構造体と、従来のコイルとを使用するか又はコイルはなくてもよい。幾つかの実施形態は従来のコイルと、従来の磁性構造体とを本開示の他の特徴と組合わせて使用してもよい。   Several such application examples are described below as exemplary embodiments of the apparatus and application. Some embodiments may use a double conductor or bimetal coil and a magnet structure configured to generate a compressed magnetic field. On the other hand, other embodiments may use a double conductor or bimetal coil and a conventional magnetic structure or no magnetic structure. Other embodiments may use a magnetic structure configured to generate a compressed magnetic field and a conventional coil, or no coil. Some embodiments may use conventional coils and conventional magnetic structures in combination with other features of the present disclosure.
リニア発電機とモーターは当分野において周知である。リニア発電機は通常、固定子と、固定子に対して直線的に駆動され電気エネルギーを生成することができる電機子とを有する。リニア発電機は、例えば米国特許第6,759,755号と、米国特許第6,798,090号とに開示されている。これら両方の特許を本明細書に援用する。リニアモーターは通常、固定子と、典型的には電気信号の形態の電気エネルギーの印加に応答して固定子に対して直線的に駆動される電機子とを有する。   Linear generators and motors are well known in the art. Linear generators typically have a stator and an armature that can be driven linearly with respect to the stator to generate electrical energy. Linear generators are disclosed, for example, in US Pat. No. 6,759,755 and US Pat. No. 6,798,090. Both of these patents are incorporated herein by reference. Linear motors typically have a stator and an armature that is driven linearly relative to the stator in response to application of electrical energy, typically in the form of electrical signals.
直線運動の電力への変換は難しい問題である。本発明者らによる平面インダクターを使用する従来の直線変位型発電機の最近の評価は、悪い変換効率を示した。例えば米国特許第6,220,719号を参照。基本的な問題は、出力電力が磁界の導関数の平方に比例し、導関数の大きさは従来の装置では小さいということである。同様の問題は電力の直線運動への変換においても発生する。   Conversion of linear motion to electric power is a difficult problem. Recent evaluations of conventional linear displacement generators using planar inductors by the inventors have shown poor conversion efficiency. See, for example, US Pat. No. 6,220,719. The basic problem is that the output power is proportional to the square of the derivative of the magnetic field, and the magnitude of the derivative is small in conventional devices. Similar problems occur in the conversion of power to linear motion.
リニア発電機では、磁性構造体に対するコイルの相対的移動によって発生する出力電力は磁界の導関数の平方に比例する。電圧はコイルの巻線の巻き数と磁界の強さとによって決定される。磁性構造体内の永久磁石の形状、相対的位置、及び強さは、圧縮された磁界を生成することにより導関数の値を大きくすることができる。圧縮された磁界を使用することで、相対的に小さな割合の機械的変位の場合であっても、このクラスの発電機の効率の大きな増加を得ることができる。圧縮された磁界の生成に関係する着想は、実施例によって説明される(上記の図13〜図16の説明と下記の図22〜図25の説明を参照)。   In a linear generator, the output power generated by the relative movement of the coil with respect to the magnetic structure is proportional to the square of the derivative of the magnetic field. The voltage is determined by the number of turns of the coil and the strength of the magnetic field. The shape, relative position, and strength of the permanent magnet in the magnetic structure can increase the value of the derivative by generating a compressed magnetic field. By using a compressed magnetic field, a large increase in the efficiency of this class of generator can be obtained even in the case of a relatively small proportion of mechanical displacement. The idea relating to the generation of a compressed magnetic field is illustrated by examples (see the description of FIGS. 13-16 above and the description of FIGS. 22-25 below).
図22〜図24は、圧縮された磁界を生成するよう構成された磁性構造体2202の実施形態を使用するリニア発電機2200の実施形態を例示する。発電機2200は2つの磁石12、14の間に配置されたコイル11を備える。このコイルは従来のコイル、又は双導体又はバイメタルコイルであってよい。特に、発電機2200は第1極性の端13を有する第1磁石12と、第1極性と同じ極性の端15を有する第2磁石14とを備える。特に、本実施形態では、端13はN極で、端15もN極である。第2磁石14の端15は第1磁石12の端13から離れている。本実施形態では、端15は概ね平らな面22(図23)を有し、端13は概ね平らな面18を有する。第2磁石14の端面22は第1磁石12の端面18と少なくとも概ね対向している。   22-24 illustrate an embodiment of a linear generator 2200 that uses an embodiment of a magnetic structure 2202 configured to generate a compressed magnetic field. The generator 2200 includes a coil 11 disposed between the two magnets 12 and 14. This coil may be a conventional coil, or a double conductor or bimetal coil. In particular, the generator 2200 includes a first magnet 12 having a first polarity end 13 and a second magnet 14 having an end 15 having the same polarity as the first polarity. In particular, in this embodiment, the end 13 is an N pole, and the end 15 is also an N pole. The end 15 of the second magnet 14 is separated from the end 13 of the first magnet 12. In this embodiment, end 15 has a generally flat surface 22 (FIG. 23) and end 13 has a generally flat surface 18. The end surface 22 of the second magnet 14 is at least substantially opposed to the end surface 18 of the first magnet 12.
コイル11の休止位置は、第2磁石14の端15より第1磁石12の端13により近い。本実施形態では、磁石12、14は永久磁石である。他の実施形態は、電磁石を使用してもよい。コイル11を通過する静磁束密度は、図22のコイル11を通過する等ポテンシャル線16の密度によって示されているようにかなり高い。磁石12の面18の表面積を通過する磁束流は非常に大きい。磁石12と磁石14の間の中央20にほぼ位置する平面を通過する磁束流は小さい。   The rest position of the coil 11 is closer to the end 13 of the first magnet 12 than to the end 15 of the second magnet 14. In the present embodiment, the magnets 12 and 14 are permanent magnets. Other embodiments may use electromagnets. The static magnetic flux density passing through the coil 11 is quite high as shown by the density of the equipotential lines 16 passing through the coil 11 in FIG. The magnetic flux flow through the surface area of the face 18 of the magnet 12 is very large. The magnetic flux flowing through the plane approximately located at the center 20 between the magnets 12 and 14 is small.
図22のコイル11がある位置と、図23のコイル11がある位置との間に非常に大きな負磁界勾配が存在する。従って、コイル11(又は反対に磁石)のゆっくりした移動であっても大きな導関数を生成する。中央20を中心にしてコイル11が行ったり来たりすると磁束流が非常に大きく変化する。これは、磁石位置の小さな割合の物理的変位(空間微分)についても当てはまる。出力は導関数の平方に比例するので、電力生成の大きな増加が生じる。   A very large negative magnetic field gradient exists between the position where the coil 11 of FIG. 22 is located and the position where the coil 11 of FIG. 23 is located. Thus, even a slow movement of the coil 11 (or vice versa) produces a large derivative. When the coil 11 moves back and forth around the center 20, the magnetic flux flow changes greatly. This is also true for a small percentage of the physical displacement (spatial differentiation) of the magnet position. Since the output is proportional to the square of the derivative, a large increase in power generation occurs.
コイル11が、時間2Δtで、磁石12の面18から磁石14の面22へ動かされると、磁束は+Φmaxから−Φmaxに変化する。従って、dΦ/dtは近似的に:   When the coil 11 is moved from the surface 18 of the magnet 12 to the surface 22 of the magnet 14 at time 2Δt, the magnetic flux changes from + Φmax to −Φmax. Therefore, dΦ / dt is approximately:
で表わされ、符号は正である。
これは、線形速度の場合、磁界は非線形であるので導関数の値は期間Δtにおいて変化するので近似値である。
And the sign is positive.
This is an approximate value for linear velocities because the magnetic field is non-linear and the value of the derivative changes in the period Δt.
図24の実施形態では、コイル11は、ある長さとその長さに沿った軸26(図23の中央線20と一致する)とを持つコア24に巻かれている。図19の実施形態では、軸26は第1磁石12の端13から第2磁石14の端15への方向に垂直である。図22の実施形態では、第1磁石12の端面18は幅Wを有し、コア24は、第1磁石12の端面18の幅Wと少なくとも同じ、軸26に沿った長さを有する。本実施形態では、第2磁石14の端面22は端面18の幅に対応した幅を有する。他の実施形態が可能である。
本実施形態では、コイル11は、第1磁石12と第2磁石14の間を端面18と端面22の間の軸26に概ね垂直な経路に沿って駆動され往復するよう支えられている。
In the embodiment of FIG. 24, the coil 11 is wound around a core 24 having a length and an axis 26 along that length (coincident with the center line 20 of FIG. 23). In the embodiment of FIG. 19, the axis 26 is perpendicular to the direction from the end 13 of the first magnet 12 to the end 15 of the second magnet 14. In the embodiment of FIG. 22, the end face 18 of the first magnet 12 has a width W, and the core 24 has a length along the axis 26 that is at least as large as the width W of the end face 18 of the first magnet 12. In the present embodiment, the end surface 22 of the second magnet 14 has a width corresponding to the width of the end surface 18. Other embodiments are possible.
In the present embodiment, the coil 11 is driven and reciprocated between the first magnet 12 and the second magnet 14 along a path substantially perpendicular to the axis 26 between the end face 18 and the end face 22.
図25、図26に示す別の実施形態では、第1磁石32の端30はS極であり、第2磁石36の端34もS極である(端30と端34は少なくとも概ね互いに対向している)。コイル38は、図25の2つの磁石の間に示されているが、下記の発電機内において他のコイル配列も可能である。   In another embodiment shown in FIGS. 25 and 26, the end 30 of the first magnet 32 is the south pole and the end 34 of the second magnet 36 is also the south pole (the end 30 and the end 34 are at least generally opposite each other. ing). Coil 38 is shown between the two magnets of FIG. 25, but other coil arrangements are possible in the generator below.
磁石を離して、かつそれらの反発力が通常許す周囲距離より近づけて保持することは、大きな勾配の、又は圧縮された磁界を生成する。これは発電機から出力される電力を増加させる。多くの実施形態の場合、磁石を限界まで近づけて保持することは、出力電力を増加させる。例えば、別の実施形態では、面18と面22の距離は図22に示した距離aの2倍に等しい。   Holding the magnets apart and closer than the ambient distance their repulsive forces normally allow creates a large gradient or compressed magnetic field. This increases the power output from the generator. In many embodiments, holding the magnet close to the limit increases the output power. For example, in another embodiment, the distance between surfaces 18 and 22 is equal to twice the distance a shown in FIG.
図27は大きな勾配の、又は圧縮された磁界を生成するよう構成された磁石構造体202の実施形態を使用する発電機200の直径に沿った断面図である。例えば、図16〜図21に示した磁性構造体の実施形態は、図27に示した磁性構造体202として使用されてよい。発電機200は磁石構造体202が中に摺動可能に支持されたハウジング208を備える。本実施形態では、ケース204は外部円筒面を有し、ハウジング208は、ケース204の外部円筒面の直径より僅かに大きい直径の内部円筒面を有する。ケース204の外面とハウジング208の内面は非同類の材料でできているか、又は被覆され、ケース204とハウジング208との間の結合ポテンシャルを低減する。例えば、ケース204は非粘着被膜で被覆され、ハウジング208はABSプラスチックでできていてもよい。好例の非同類の材料は、それぞれ商標Teflon(登録商標)とLexan(登録商標)のものが入手可能である。   FIG. 27 is a cross-sectional view along the diameter of a generator 200 that uses an embodiment of a magnet structure 202 configured to generate a large gradient or compressed magnetic field. For example, the embodiment of the magnetic structure shown in FIGS. 16 to 21 may be used as the magnetic structure 202 shown in FIG. The generator 200 includes a housing 208 in which a magnet structure 202 is slidably supported. In this embodiment, the case 204 has an outer cylindrical surface, and the housing 208 has an inner cylindrical surface whose diameter is slightly larger than the diameter of the outer cylindrical surface of the case 204. The outer surface of the case 204 and the inner surface of the housing 208 are made of or dissimilar materials and reduce the coupling potential between the case 204 and the housing 208. For example, case 204 may be coated with a non-stick coating and housing 208 may be made of ABS plastic. Exemplary non-similar materials are available under the trademarks Teflon® and Lexan®, respectively.
発電機200は、ハウジング208の開放端を閉じる、例えばねじが切られたキャップであってもよい端210を更に備える。発電機200は、端210によって支持されたばね212を更に備え、ばね212は磁石組立体202によって押し縮められるか磁石組立体202を端210から遠ざけるか選択可能に構成されている。発電機200は、ねじが切られたキャップであるか、又は単に閉じた端であってもよい端214と、磁石組立体202によって押し縮められるか磁石組立体202を端214から遠ざけるか選択可能に構成されたばね216とを更に備える。幾つかの実施形態では、ばね212、216は押し縮められた状態であり続けるよう構成されてもよい。   The generator 200 further includes an end 210 that closes the open end of the housing 208, which may be, for example, a threaded cap. The generator 200 further includes a spring 212 supported by the end 210, and the spring 212 can be selected to be compressed by the magnet assembly 202 or to move the magnet assembly 202 away from the end 210. The generator 200 can be a threaded cap, or simply an end 214, which can be a closed end, and can be compressed by the magnet assembly 202 or move the magnet assembly 202 away from the end 214. And a spring 216 configured as described above. In some embodiments, the springs 212, 216 may be configured to remain in a compressed state.
発電機200は、該ハウジングによって支持された1つ以上のコイル218を更に備える。他のコイル位置が可能であるが、本実施形態では、ハウジング208は円筒形の外面を有し、該コイルはハウジング208の外面に巻かれている。コイル218はハウジング208とハウジング208内の磁石組立体202との半径方向外方に位置する。コイル218を、ハウジング208の接着剤、溝、切り欠き、又は突起、或いは任意の他の所望の方法により該ハウジングに対して縦方向移動しないよう保持することができる。或いはコイル218は該ハウジング内にモールドされ、該ハウジングの内壁等に支持されてもよい。コイル218は、磁性構造体202によって生成された圧縮された磁界がコイル218に働くよう配置される。   The generator 200 further comprises one or more coils 218 supported by the housing. While other coil positions are possible, in this embodiment, the housing 208 has a cylindrical outer surface that is wound around the outer surface of the housing 208. Coil 218 is located radially outward of housing 208 and magnet assembly 202 within housing 208. The coil 218 can be held against longitudinal movement relative to the housing by adhesive, grooves, notches, or protrusions in the housing 208, or any other desired method. Alternatively, the coil 218 may be molded in the housing and supported on the inner wall or the like of the housing. The coil 218 is arranged such that the compressed magnetic field generated by the magnetic structure 202 acts on the coil 218.
幾つかの実施形態では、組立体としての発電機200は、運動に曝される位置に単に支持される。他の実施形態では、機械的連結機構が組立体としての発電機200を運動に結合するために設けられる。例えば、底面214を運動又は移動源に結合することができる。幾つかの実施形態では、定期的保守を容易することができる。例えば、上端210は、清掃、保守、又は必要であれば磁石の交換のために取り外し可能であってもよい。幾つかの実施形態は保守不要であってもよい。例えば、バッテリー(図33〜図35参照)で使用される発電機200の実施形態は、バッテリーの寿命の間、定期的保守なしで持つよう設計されてもよい。例えば、幾つかの実施形態では、発電機200は真空に引かれ密封されてもよい。   In some embodiments, the generator 200 as an assembly is simply supported in a position that is exposed to motion. In other embodiments, a mechanical linkage is provided to couple the generator 200 as an assembly to motion. For example, the bottom surface 214 can be coupled to a motion or movement source. In some embodiments, regular maintenance can be facilitated. For example, the upper end 210 may be removable for cleaning, maintenance, or magnet replacement if necessary. Some embodiments may be maintenance free. For example, an embodiment of the generator 200 used with a battery (see FIGS. 33-35) may be designed to have no periodic maintenance for the life of the battery. For example, in some embodiments, the generator 200 may be evacuated and sealed.
幾つかの実施形態では、加速度計が設けられ、運動の周波数が検出される。次に、エネルギーが存在する時、磁石組立体202がハウジング208内で共振するように、ばねのばね定数と磁石の質量とを変更する。   In some embodiments, an accelerometer is provided to detect the frequency of motion. Next, the spring constant of the spring and the mass of the magnet are changed so that the magnet assembly 202 resonates within the housing 208 when energy is present.
図28は、複数のコイルを使用する以外は発電機200に類似した発電機300を示す。発電機300は、1つ以上の圧縮された磁界を生成するよう構成された磁性構造体又は組立体302を有する。多数の圧縮された磁界を生成するよう構成された多極磁性構造体、例えば図16、図18〜図21に示した磁性構造体を、発電機300の磁性構造体302として使用してもよく有利になる。磁石構造体302はケース304を備える。   FIG. 28 shows a generator 300 that is similar to the generator 200 except that multiple coils are used. The generator 300 has a magnetic structure or assembly 302 configured to generate one or more compressed magnetic fields. A multipolar magnetic structure configured to generate a number of compressed magnetic fields, such as the magnetic structure shown in FIGS. 16, 18-21 may be used as the magnetic structure 302 of the generator 300. Become advantageous. The magnet structure 302 includes a case 304.
発電機300は直線運動するように磁石構造体302が中に支持されるハウジング332を更に備える。本実施形態では、ケース304は外部円筒面を有し、ハウジング332はケース304の外部円筒面の直径より僅かに大きい直径の内部円筒面を有する。発電機300は、ハウジング332の開放端を閉じる、例えばねじが切られたキャップであってもよい端334を更に備える。発電機300は、端334によって支持されたばね346を更に備える。ばね346は磁石組立体302によって押し縮められるか磁石組立体302を端334から遠ざけるか選択可能に構成されている。発電機300は、ねじが切られたキャップであるか、又は単に閉じた端であってもよい端338を更に備え、ばね340は、磁石組立体302によって押し縮められるか磁石組立体302を端338から遠ざけるか選択可能に構成されている。   The generator 300 further includes a housing 332 in which the magnet structure 302 is supported for linear motion. In this embodiment, the case 304 has an outer cylindrical surface, and the housing 332 has an inner cylindrical surface whose diameter is slightly larger than the diameter of the outer cylindrical surface of the case 304. The generator 300 further includes an end 334 that closes the open end of the housing 332, which may be, for example, a threaded cap. The generator 300 further includes a spring 346 supported by the end 334. The spring 346 can be selected to be compressed by the magnet assembly 302 or to move the magnet assembly 302 away from the end 334. The generator 300 further includes an end 338 that may be a threaded cap or simply a closed end, and the spring 340 may be compressed by the magnet assembly 302 or end the magnet assembly 302. It is possible to select whether to move away from H.338.
発電機300は、少なくとも一対の対向する磁石端からの磁界が第1コイル336に働くか、磁石組立体302の移動に依っておそらく追加の対の対向する磁石端からの磁界が第1コイル336に働くか選択されるようにこれらの磁石に対して支持された第1コイル336を更に備える。発電機300は、少なくとも一対の対向する磁石端からの磁界が第2コイル342に働くか、磁石組立体302の移動に依っておそらく追加の対の対向する磁石端からの磁界が第2コイル342に働くか選択されるようにこれらの磁石に対して支持された第2コイル342を更に備える。本実施形態では、発電機300は、少なくとも一対の対向する磁石端からの磁界が第3コイル344に働くか、磁石組立体302の移動に依っておそらく追加の対の対向する磁石端からの磁界が第3コイル344に働くか選択されるようにこれらの磁石に対して支持された第3コイル344を更に備える。任意の数のコイルを使用してよい。1つ以上のコイルに働く任意の数の対の対向する磁石端を使用してよい。   The generator 300 has a magnetic field from at least one pair of opposing magnet ends acting on the first coil 336 or a magnetic field from an additional pair of opposing magnet ends is likely due to movement of the magnet assembly 302 to the first coil 336. It further comprises a first coil 336 supported against these magnets to be selected to work. In the generator 300, a magnetic field from at least one pair of opposing magnet ends acts on the second coil 342, or a magnetic field from an additional pair of opposing magnet ends is likely due to movement of the magnet assembly 302 to the second coil 342. And a second coil 342 supported against these magnets to be selected. In this embodiment, the generator 300 has a magnetic field from at least one pair of opposing magnet ends that acts on the third coil 344 or possibly due to movement of the magnet assembly 302 from an additional pair of opposing magnet ends. Further comprises a third coil 344 supported against these magnets such that is selected to act on the third coil 344. Any number of coils may be used. Any number of pairs of opposing magnet ends that act on one or more coils may be used.
図29は圧縮された大きな勾配の磁界を生成するよう構成された磁性構造体と、双導体又はバイメタルコイルとを使用するシステム2900の実施形態を示す。図30は、図29のシステム2900の直径線30‐30に沿った側断面図である。図30は、図示を容易にするために図29に対して一様な倍率ではなく、幾つかの細部が図30から省略されている。システム2900は、1つ以上のバイメタルコイル2904を備える回転子2902を備える。各バイメタルコイル2904は電気伝導性巻線2903と、磁気伝導性巻線2905とを備える。図2、図3及び図5〜図11に示したバイメタルコイルの実施形態は、図29のシステム2900の実施形態に使用されてもよく有利になる。幾つかの実施形態は圧縮された磁界を生成するよう構成された磁性構造体と、従来のコイルとを備える。他の実施形態はバイメタルコイルと、従来の磁性構造体とを備える。   FIG. 29 shows an embodiment of a system 2900 that uses a magnetic structure configured to generate a compressed large gradient magnetic field and a double conductor or bimetallic coil. 30 is a cross-sectional side view along the diameter line 30-30 of the system 2900 of FIG. 30 is not a uniform magnification with respect to FIG. 29 for ease of illustration, and some details have been omitted from FIG. System 2900 includes a rotor 2902 that includes one or more bimetallic coils 2904. Each bimetal coil 2904 includes an electrically conductive winding 2903 and a magnetically conductive winding 2905. The bimetal coil embodiments shown in FIGS. 2, 3 and 5-11 may be advantageously used in the system 2900 embodiment of FIG. Some embodiments comprise a magnetic structure configured to generate a compressed magnetic field and a conventional coil. Another embodiment comprises a bimetallic coil and a conventional magnetic structure.
また、システム2900は磁石支持体2908と複数の永久磁石2910、2912、2914とを備える固定子2906を備える。該複数の永久磁石のうち第1の磁石2910は、磁石支持体2908の中央部2916に結合されている。第1の磁石2910は、その極2918、2920が回転子2902の内周2922の両側に対向するように方向付けされている。該複数の永久磁石のうち第2の磁石2912は、磁石支持体2908の第1外縁部分2924に結合されている。第2の磁石2912は、その極2926が第1の磁石2910の同じ極2918に対向するように方向付けされている。例示のように、同じ極2918、2926は、それぞれ第1と第2の永久磁石2910、2912のS極である。該複数の永久磁石のうち第3の磁石2914は、磁石支持体2908の第2外縁部分2928に結合されている。第3の磁石2914は、その極2930が第1の磁石2910の同じ極2920に対向するように方向付けされている。例示のように、同じ極2920、2930は、それぞれ第1と第3の永久磁石2910、2914のN極である。磁石2910、2912、2914は複数の圧縮された磁界を生成するよう配置されている。本実施形態では、回転子2902は機械動力伝達システム2934に結合されている。幾つかの実施形態では、磁石支持体2906は該回転子の一部であり、バイメタルコイル2904は該固定子の一部であってもよい。   The system 2900 also includes a stator 2906 that includes a magnet support 2908 and a plurality of permanent magnets 2910, 2912, 2914. Of the plurality of permanent magnets, the first magnet 2910 is coupled to the central portion 2916 of the magnet support 2908. The first magnet 2910 is oriented so that its poles 2918, 2920 are opposed to both sides of the inner periphery 2922 of the rotor 2902. Of the plurality of permanent magnets, the second magnet 2912 is coupled to the first outer edge portion 2924 of the magnet support 2908. Second magnet 2912 is oriented so that its pole 2926 faces the same pole 2918 of first magnet 2910. As illustrated, the same poles 2918, 2926 are the south poles of the first and second permanent magnets 2910, 2912, respectively. A third magnet 2914 of the plurality of permanent magnets is coupled to the second outer edge portion 2928 of the magnet support 2908. Third magnet 2914 is oriented so that its pole 2930 faces the same pole 2920 of first magnet 2910. As illustrated, the same poles 2920, 2930 are the north poles of the first and third permanent magnets 2910, 2914, respectively. Magnets 2910, 2912, 2914 are arranged to generate a plurality of compressed magnetic fields. In this embodiment, the rotor 2902 is coupled to a mechanical power transmission system 2934. In some embodiments, the magnet support 2906 may be part of the rotor and the bimetallic coil 2904 may be part of the stator.
例示のように、システム2900はコイル2904群を高圧送電線網2952に結合するための結合器2950を備える。コイル2904と結合器2950の間の電気接続2954の細部は明瞭にするために省略する。電気伝導性巻線2903群に結合されたバスシステムをコイル2904群と結合器2950の間の電気接続2954として使用してもよい。結合器2950は制御モジュール及び/又は調節モジュール(不図示)を備えてもよい。   As illustrated, system 2900 includes a coupler 2950 for coupling coils 2904 to a high voltage power grid 2952. Details of electrical connection 2954 between coil 2904 and coupler 2950 are omitted for clarity. A bus system coupled to the electrically conductive windings 2903 may be used as an electrical connection 2954 between the coils 2904 and the coupler 2950. The coupler 2950 may comprise a control module and / or an adjustment module (not shown).
幾つかの実施形態では、システム2900は発電機として動作するよう構成されてもよい。そのような実施形態では、機械動力伝達システム2934によって回転子2902に加えられた力は、回転子2902を固定子2906に対して回転させる。回転子2902が、一点鎖線B‐Bで示した軸2932に沿った固定子2906に対して回転する時、システム2900は三相交流を生成する。   In some embodiments, the system 2900 may be configured to operate as a generator. In such an embodiment, the force applied to the rotor 2902 by the mechanical power transmission system 2934 causes the rotor 2902 to rotate relative to the stator 2906. When the rotor 2902 rotates relative to the stator 2906 along the axis 2932 indicated by the dashed line BB, the system 2900 generates a three-phase alternating current.
幾つかの実施形態では、システム2900はモーターとして動作するよう構成されてもよい。そのような実施形態では、コイル2904に印加された電気信号は回転子2902を固定子2906に対して回転させる。回転子2902が、一点鎖線B‐Bで示した軸2932に沿った固定子2906に対して回転する時、回転子2902によって力が機械動力伝達システム2934に加えられる。幾つかの実施形態では、システム2900はモーターとして、又は発電機として選択可能に動作するよう構成されてもよい。幾つかの実施形態では、システム2900は所望の電圧レベル、所望の電圧範囲、及び/又は所望の周波数で動作するよう構成されてもよい。例えば、システム2900はAC110〜120V、50/60Hz、又はAC220〜240V、50/60Hz、又はAC10kV、50/60Hz、又はAC100kV、50/60Hzを生成するよう構成されてもよい。幾つかの実施形態では、システム2900は交流及び/又は直流を生成するよう構成されてもよい。   In some embodiments, the system 2900 may be configured to operate as a motor. In such an embodiment, the electrical signal applied to the coil 2904 rotates the rotor 2902 relative to the stator 2906. When the rotor 2902 rotates relative to the stator 2906 along the axis 2932 indicated by the dashed line BB, force is applied to the mechanical power transmission system 2934 by the rotor 2902. In some embodiments, the system 2900 may be configured to selectively operate as a motor or as a generator. In some embodiments, the system 2900 may be configured to operate at a desired voltage level, a desired voltage range, and / or a desired frequency. For example, the system 2900 may be configured to generate AC 110-120 V, 50/60 Hz, or AC 220-240 V, 50/60 Hz, or AC 10 kV, 50/60 Hz, or AC 100 kV, 50/60 Hz. In some embodiments, the system 2900 may be configured to generate alternating current and / or direct current.
図31は双導体又はバイメタルコイル700と、圧縮された大きな勾配の磁界を生成するよう構成された磁性構造体202とを使用するシステム3100の実施形態の側断面図である。便宜上、システム3100を図7〜図9のバイメタルコイル700と図17の磁性構造体202を使って説明する。バイメタルコイルと圧縮された磁界を生成するよう構成された磁性構造体との他の実施形態をシステム3100の実施形態において使用してもよい。   FIG. 31 is a cross-sectional side view of an embodiment of a system 3100 that uses a double conductor or bimetal coil 700 and a magnetic structure 202 configured to generate a compressed large gradient magnetic field. For convenience, the system 3100 will be described using the bimetal coil 700 of FIGS. 7-9 and the magnetic structure 202 of FIG. Other embodiments of bimetallic coils and magnetic structures configured to generate a compressed magnetic field may be used in embodiments of system 3100.
図31は、図示を容易にするために必ずしも一様な倍率ではない。バイメタルコイル700は上面704を有する絶縁体層702を備える。絶縁体層702は例えば集積回路板、基板、又は絶縁体の薄膜又はシートからなる。商業上入手可能な絶縁材料は商標Mylar(登録商標)のものが販売されている。電気伝導性配線706が絶縁体層702の上面704上に形成されている。電気伝導性配線706は任意の適切な電気伝導性材料、例えば銅、アルミニウム、金、銀、合金等でできていてよい。図2の電気伝導性巻線204に関して説明した材料を使用してもよい。基板上に配線を形成するための周知の技法、例えばRFID装置及びアンテナに関して使用される技法を使用してもよい。絶縁体層702は磁性構造体202が通過可能な開口708を有する。吊り下げシステム714の上部712は磁性構造体202と、絶縁体層702の上面704とに結合されている。絶縁体層702は下面716を有する。磁気伝導性配線718が絶縁体層702の下面716に形成されている。磁気伝導性配線718は任意の適切な磁気伝導性材料、例えばニッケル、ニッケル/鉄合金、ニッケル/スズ合金、ニッケル/銀合金等でできていてよい。図2の磁気伝導性巻線206に関して説明した材料を使用してもよい。基板上に配線を形成するための周知の技法、例えばRFID装置及びアンテナに関して使用される技法を使用してもよい。吊り下げシステム714の下部720は磁性構造体202と、絶縁体層702の下面716とに結合されている。吊り下げシステム714は省略可能な機械動力伝達システム3102に結合されている。   FIG. 31 is not necessarily a uniform magnification for ease of illustration. Bimetal coil 700 includes an insulator layer 702 having an upper surface 704. The insulator layer 702 is made of, for example, an integrated circuit board, a substrate, or a thin film or sheet of an insulator. Commercially available insulating materials are sold under the trademark Mylar®. An electrically conductive wiring 706 is formed on the upper surface 704 of the insulator layer 702. The electrically conductive wiring 706 may be made of any suitable electrically conductive material, such as copper, aluminum, gold, silver, an alloy, or the like. The materials described with respect to the electrically conductive winding 204 of FIG. 2 may be used. Well-known techniques for forming wiring on the substrate may be used, such as those used for RFID devices and antennas. The insulator layer 702 has an opening 708 through which the magnetic structure 202 can pass. The upper portion 712 of the suspension system 714 is coupled to the magnetic structure 202 and the upper surface 704 of the insulator layer 702. Insulator layer 702 has a lower surface 716. A magnetic conductive wiring 718 is formed on the lower surface 716 of the insulator layer 702. The magnetic conductive wiring 718 may be made of any suitable magnetic conductive material, such as nickel, nickel / iron alloy, nickel / tin alloy, nickel / silver alloy, and the like. The materials described with respect to the magnetically conductive winding 206 of FIG. 2 may be used. Well-known techniques for forming wiring on the substrate may be used, such as those used for RFID devices and antennas. The lower portion 720 of the suspension system 714 is coupled to the magnetic structure 202 and the lower surface 716 of the insulator layer 702. The suspension system 714 is coupled to an optional mechanical power transmission system 3102.
幾つかの実施形態では、システム3100は発電機として動作するよう構成されてもよい。そのような実施形態では、機械動力伝達システム3102によって吊り下げシステム714に加えられた機械力は、磁性構造体202をバイメタルコイル700に対して直線的に移動させ、この結果、この装置は電流を生成する。幾つかの実施形態では、システム3100はモーターとして動作するよう構成されてもよい。そのような実施形態では、バイメタルコイル700に印加された電気信号は、磁性構造体202をバイメタルコイル700に対して直線的に移動させ、この結果、吊り下げシステム714は機械力を機械動力伝達システム3102に加える。幾つかの実施形態では、システム3100はモーターとして、又は発電機として選択可能に動作するよう構成されてもよい。   In some embodiments, the system 3100 may be configured to operate as a generator. In such an embodiment, the mechanical force applied to the suspension system 714 by the mechanical power transmission system 3102 causes the magnetic structure 202 to move linearly relative to the bimetallic coil 700 so that the device can conduct current. Generate. In some embodiments, the system 3100 may be configured to operate as a motor. In such an embodiment, the electrical signal applied to the bimetallic coil 700 moves the magnetic structure 202 linearly relative to the bimetallic coil 700 so that the suspension system 714 transmits mechanical force to the mechanical power transmission system. Add to 3102. In some embodiments, the system 3100 may be configured to selectably operate as a motor or as a generator.
図32は双導体又はバイメタルコイル1100と、圧縮された大きな勾配の磁界を生成するよう構成された磁性構造体1604とを使用するシステム3200の実施形態の側断面図である。便宜上、システム3200を図11のバイメタルコイル1100と図16の磁性構造体1604を使って説明する。バイメタルコイルと圧縮された磁界を生成するよう構成された磁性構造体との他の実施形態をシステム3200の実施形態において使用してもよい。   FIG. 32 is a cross-sectional side view of an embodiment of a system 3200 that uses a double conductor or bimetal coil 1100 and a magnetic structure 1604 configured to generate a compressed large gradient magnetic field. For convenience, the system 3200 will be described using the bimetallic coil 1100 of FIG. 11 and the magnetic structure 1604 of FIG. Other embodiments of bimetallic coils and magnetic structures configured to generate a compressed magnetic field may be used in embodiments of system 3200.
図32は、図示を容易にするために必ずしも一様な倍率ではない。バイメタルコイル1100は複数の絶縁層1102を備える。電気伝導性材配線1106が該複数の絶縁層1102の選択された面1130、1132、1134、1136上に形成されている。磁気伝導性材配線1118が該複数の絶縁層1102の選択された面1138、1140上に形成されている。吊り下げシステム1114は磁性構造体1900を該複数の絶縁層1102の開口1108内に移動可能に吊るす。例示のように、バイメタルコイル1100は3つの絶縁体層1102を備える。より少数の、又は追加の絶縁体層1102を使用してもよい。また、幾つかの実施形態では、電気伝導性材配線1106と磁気伝導性材配線1118とが該複数の絶縁体層1102の選択された面上に異なるパターンで形成されてよい。例えば、電気伝導性材配線1106と磁気伝導性材配線1118とは絶縁体層の交互の面上に形成されてよい。別の例では、電気伝導性材配線1106と磁気伝導性材配線1118とは1つの絶縁体層1102の同じ面、又は各面上に形成されてよい。異なる絶縁体層1102上の配線は互いに結合されてよい。吊り下げシステム1114は省略可能な機械動力伝達システム3202に結合されている。   FIG. 32 is not necessarily at a uniform magnification for ease of illustration. The bimetal coil 1100 includes a plurality of insulating layers 1102. Electrically conductive material wiring 1106 is formed on selected surfaces 1130, 1132, 1134, 1136 of the plurality of insulating layers 1102. Magnetic conductive material wiring 1118 is formed on selected surfaces 1138, 1140 of the plurality of insulating layers 1102. The suspension system 1114 suspends the magnetic structure 1900 movably within the openings 1108 of the plurality of insulating layers 1102. As illustrated, the bimetallic coil 1100 includes three insulator layers 1102. Fewer or additional insulator layers 1102 may be used. In some embodiments, the electrically conductive material wiring 1106 and the magnetically conductive material wiring 1118 may be formed in different patterns on selected surfaces of the plurality of insulator layers 1102. For example, the electrically conductive material wiring 1106 and the magnetic conductive material wiring 1118 may be formed on alternate surfaces of the insulator layer. In another example, the electrically conductive material wiring 1106 and the magnetic conductive material wiring 1118 may be formed on the same surface of one insulator layer 1102 or on each surface. Wirings on different insulator layers 1102 may be coupled together. The suspension system 1114 is coupled to an optional mechanical power transmission system 3202.
幾つかの実施形態では、システム3200は発電機として動作するよう構成されてもよい。そのような実施形態では、機械動力伝達システム3202によって吊り下げシステム1114に加えられた機械力は、磁性構造体1900をバイメタルコイル1100に対して直線的に移動させ、この結果、このシステムは電流を生成する。幾つかの実施形態では、システム3200は交流及び/又は直流を生成するよう構成されてもよい。幾つかの実施形態では、システム3200はモーターとして動作するよう構成されてもよい。そのような実施形態では、バイメタルコイル1100に印加された電気信号は、磁性構造体1900をバイメタルコイル1100に対して直線的に移動させ、この結果、吊り下げシステム1114は機械力を機械動力伝達システム3202に加える。幾つかの実施形態では、システム3200はモーターとして、又は発電機として選択可能に動作するよう構成されてもよい。   In some embodiments, the system 3200 may be configured to operate as a generator. In such an embodiment, the mechanical force applied to the suspension system 1114 by the mechanical power transmission system 3202 causes the magnetic structure 1900 to move linearly relative to the bimetallic coil 1100 so that the system conducts current. Generate. In some embodiments, system 3200 may be configured to generate alternating current and / or direct current. In some embodiments, system 3200 may be configured to operate as a motor. In such an embodiment, the electrical signal applied to the bimetallic coil 1100 moves the magnetic structure 1900 linearly relative to the bimetallic coil 1100 so that the suspension system 1114 transmits mechanical force to the mechanical power transmission system. Add to 3202. In some embodiments, system 3200 may be configured to selectively operate as a motor or as a generator.
バッテリー技術は、バイメタルコイル及び/又は圧縮された磁界を生成するよう構成された磁性構造体の実施形態を使用でき有利になる用途の一例である。幾つかの例を用いて説明する。   Battery technology is an example of an application that can advantageously use bimetallic coils and / or embodiments of magnetic structures configured to generate a compressed magnetic field. This will be described using some examples.
図33は、ケース102、発電機104、第1エネルギー蓄積装置106、制御モジュール108、第2エネルギー蓄積装置110、及び接触端子112、114を備えるバッテリー100の実施形態の直径に沿った断面図である。例示のケース102はバッテリー100の他の構成要素の図示を容易にするために切り取られている。ケース102は発電機104、第1エネルギー蓄積装置106、制御モジュール108、及び第2エネルギー蓄積装置110を収容する。接触端子112、114はバッテリー100のケース102の上部116と底部118にそれぞれ装着されている。   FIG. 33 is a cross-sectional view along the diameter of an embodiment of a battery 100 comprising a case 102, a generator 104, a first energy storage device 106, a control module 108, a second energy storage device 110, and contact terminals 112, 114. is there. The exemplary case 102 has been cut away to facilitate the illustration of the other components of the battery 100. Case 102 houses generator 104, first energy storage device 106, control module 108, and second energy storage device 110. The contact terminals 112 and 114 are attached to the upper part 116 and the bottom part 118 of the case 102 of the battery 100, respectively.
ケース102は磁気及び/又は電気シールドである外ケースシールド120を備えてもよい。ケースシールド120は、例えば、スズホイル層と、磁気遮蔽材料層とを備えてもよい。磁気遮蔽材料は、例えばニッケル、ニッケル/鉄合金、ニッケル/スズ合金、ニッケル/銀合金、ニッケル/鉄/銅/モリブデン合金であり、ホイルの形態であってもよい。このようなホイル層は、例えば0.002〜0.004インチの範囲の厚みを持つ。磁気遮蔽材料は、MuMetal(登録商標)、Hipernom(登録商標)、HyMu 80(登録商標)、及びPermalloy(登録商標)を含む幾つかの商標のものが商業上入手可能である。   Case 102 may include an outer case shield 120 that is a magnetic and / or electrical shield. The case shield 120 may include, for example, a tin foil layer and a magnetic shielding material layer. The magnetic shielding material is, for example, nickel, nickel / iron alloy, nickel / tin alloy, nickel / silver alloy, nickel / iron / copper / molybdenum alloy, and may be in the form of a foil. Such a foil layer has a thickness in the range of 0.002 to 0.004 inches, for example. Magnetic shielding materials are commercially available in several trademarks including MuMetal®, Hipernom®, HyMu 80®, and Permalloy®.
幾つかの実施形態では、ケース102と接触端子112、114は、単3電池、単4電池、単2電池、単1電池、9Vバッテリー、時計バッテリー、ペースメーカーバッテリー、携帯電話バッテリー、コンピュータバッテリー、及び他の標準と非標準のバッテリー等の従来のバッテリーのものと同じ外部構成をとってもよい。バッテリー100の実施形態は所望の電圧レベル、例えば1.5V、3.7V、7.1V、9V、又は他の標準又は非標準の電圧を提供するよう構成されてもよい。幾つかの実施形態は直流及び/又は交流を提供するよう構成されてもよい。   In some embodiments, the case 102 and the contact terminals 112, 114 are AA batteries, AAA batteries, AAA batteries, AAA batteries, 9V batteries, watch batteries, pacemaker batteries, cell phone batteries, computer batteries, and The same external configuration as that of a conventional battery such as other standard and non-standard batteries may be used. Embodiments of the battery 100 may be configured to provide a desired voltage level, such as 1.5V, 3.7V, 7.1V, 9V, or other standard or non-standard voltage. Some embodiments may be configured to provide direct current and / or alternating current.
発電機104は運動エネルギーを電気エネルギーに変換する。例示のように、発電機104は、バイメタルコイル122、磁性構造体124、及び吊り下げシステム126を備えるリニア発電機である。例示のように、バイメタルコイル122は電気伝導性巻線121と、磁気伝導性巻線123とを備える。例示のように、吊り下げシステム126は、磁性構造体キャリアガイド128と、磁性構造体124に一端132が結合された第1ばね130と、第1ばね130の他端136に結合された第1反発磁石134と、磁性構造体124に一端140が結合された第2ばね138と、第2ばね138の他端144に結合された第2反発磁石142とを備える。吊り下げシステム126は、バッテリー100の移動に応答する磁性構造体124の軸A‐Aに沿ったコイル122に対する移動を容易にする。磁性構造体124のコイル122に対する移動はコイル122に電流を発生させる。吊り下げシステム126は、例えば304/316ステンレス鋼ばね等のステンレス鋼ばねを備えてもよい。磁性構造体124は、例えばネオジム‐鉄‐ボロン永久磁石等の1つ以上の希土類磁石、1つ以上のセラミック磁石、1つ以上のプラスチック磁石、又は1つ以上の他の磁石を備えてもよい。反発磁石132、142は、例えば1つ以上の希土類磁石、1つ以上のセラミック磁石、1つ以上のプラスチック磁石、又は1つ以上の他の磁石を備えてもよい。例示のように、キャリアガイド128は、コイル122の1つ以上の巻線が巻かれた巻付枠146を備える。幾つかの実施形態では、別個の巻付枠が使用されてもよい。吊り下げシステム126は、磁性構造体124がコイル122の上面150と底面152とによって画定された領域148の外へ完全に出るのを許すよう構成されている。ばね130、138は通常、負荷状態にある。   The generator 104 converts kinetic energy into electrical energy. As illustrated, the generator 104 is a linear generator that includes a bimetallic coil 122, a magnetic structure 124, and a suspension system 126. As illustrated, the bimetal coil 122 includes an electrically conductive winding 121 and a magnetically conductive winding 123. As illustrated, the suspension system 126 includes a magnetic structure carrier guide 128, a first spring 130 having one end 132 coupled to the magnetic structure 124, and a first spring coupled to the other end 136 of the first spring 130. The repulsion magnet 134 includes a second spring 138 having one end 140 coupled to the magnetic structure 124, and a second repulsion magnet 142 coupled to the other end 144 of the second spring 138. The suspension system 126 facilitates movement of the magnetic structure 124 in response to movement of the battery 100 relative to the coil 122 along axis AA. The movement of the magnetic structure 124 relative to the coil 122 causes the coil 122 to generate a current. The suspension system 126 may comprise a stainless steel spring, such as a 304/316 stainless steel spring, for example. The magnetic structure 124 may comprise one or more rare earth magnets, such as a neodymium-iron-boron permanent magnet, one or more ceramic magnets, one or more plastic magnets, or one or more other magnets. . The repelling magnets 132, 142 may comprise, for example, one or more rare earth magnets, one or more ceramic magnets, one or more plastic magnets, or one or more other magnets. As illustrated, the carrier guide 128 includes a winding frame 146 around which one or more windings of the coil 122 are wound. In some embodiments, a separate winding frame may be used. The suspension system 126 is configured to allow the magnetic structure 124 to exit completely out of the region 148 defined by the top surface 150 and the bottom surface 152 of the coil 122. The springs 130, 138 are typically in a loaded state.
第1エネルギー蓄積装置106は発電機104によって生成された電気エネルギーを蓄えるよう構成されている。1つの実施形態では、第1エネルギー蓄積装置106は発電機104によって生成された電気エネルギーをほとんど又は全く調節なしで蓄えることができる。他の実施形態では、下記に例示するように、電気エネルギーは第1エネルギー蓄積装置106に蓄える前に調節されてもよい。第1エネルギー蓄積装置106は1つ以上のウルトラコンデンサーからなってもよい。図示を容易にするために、第1エネルギー蓄積装置106は1つの機能ブロックとして示されている。   The first energy storage device 106 is configured to store electrical energy generated by the generator 104. In one embodiment, the first energy storage device 106 can store the electrical energy generated by the generator 104 with little or no adjustment. In other embodiments, as illustrated below, the electrical energy may be adjusted before being stored in the first energy storage device 106. The first energy storage device 106 may comprise one or more ultracapacitors. For ease of illustration, the first energy storage device 106 is shown as one functional block.
制御モジュール108はバッテリー100内のエネルギーの移送を制御する。制御モジュール108は通常、例示のように全ブリッジ整流器109である整流器を備える。例えば、制御モジュール108は発電機104、第1エネルギー蓄積装置106、第2エネルギー蓄積装置110、接触端子112、114等のバッテリー100の様々な構成要素間でエネルギーの移送を制御するよう構成されてもよい。1つの実施形態では、制御モジュール108は発電機104から第1エネルギー蓄積装置106へのエネルギーの移送を制御してもよい。1つの実施形態では、制御モジュール108は第1エネルギー蓄積装置106に蓄えられたエネルギーの第2エネルギー蓄積装置110への移送を制御してもよい。例えば、制御モジュール108は第1エネルギー蓄積装置106から第2エネルギー蓄積装置110への電流の流れを制限してもよい。別の例では、第2エネルギー蓄積装置110の過充電を防ぐために、制御モジュール108は第1エネルギー蓄積装置106から第2エネルギー蓄積装置110へのエネルギーの移送を停止してもよい。1つの実施形態では、第1エネルギー蓄積装置106の過充電を防ぐために、制御モジュール108は第1エネルギー蓄積装置106へのエネルギーの移送を停止するよう構成されてもよい。1つの実施形態では、制御モジュール108は第1エネルギー蓄積装置106から接触端子112、114へのエネルギーの移送を制御するよう構成されてもよい。1つの実施形態では、制御モジュール108は発電機104から接触端子112、114へのエネルギーの移送を制御するよう構成されてもよい。1つの実施形態では、制御モジュール108は従来のバッテリー充電器(不図示)、環境エネルギー源等の外部電気エネルギー源から第1エネルギー蓄積装置106及び/又は第2エネルギー蓄積装置110への充電を検出、制御、許可、受容、調節、及び/又は容易にするよう構成されてもよい。1つの実施形態では、制御モジュール108はエネルギーを移送の間、調節するよう構成される。2つの好例の実施形態の制御モジュール108の動作を下記に図37、図38を参照してより詳細に説明する。   The control module 108 controls the transfer of energy within the battery 100. The control module 108 typically comprises a rectifier, which is a full bridge rectifier 109 as illustrated. For example, the control module 108 is configured to control the transfer of energy between various components of the battery 100 such as the generator 104, the first energy storage device 106, the second energy storage device 110, and the contact terminals 112, 114. Also good. In one embodiment, the control module 108 may control the transfer of energy from the generator 104 to the first energy storage device 106. In one embodiment, the control module 108 may control the transfer of energy stored in the first energy storage device 106 to the second energy storage device 110. For example, the control module 108 may limit the flow of current from the first energy storage device 106 to the second energy storage device 110. In another example, the control module 108 may stop transferring energy from the first energy storage device 106 to the second energy storage device 110 to prevent overcharging of the second energy storage device 110. In one embodiment, the control module 108 may be configured to stop the transfer of energy to the first energy storage device 106 to prevent overcharging of the first energy storage device 106. In one embodiment, the control module 108 may be configured to control the transfer of energy from the first energy storage device 106 to the contact terminals 112, 114. In one embodiment, the control module 108 may be configured to control the transfer of energy from the generator 104 to the contact terminals 112, 114. In one embodiment, the control module 108 detects charging of the first energy storage device 106 and / or the second energy storage device 110 from a conventional battery charger (not shown), an external electrical energy source such as an environmental energy source. May be configured to facilitate, control, allow, accept, adjust, and / or facilitate. In one embodiment, the control module 108 is configured to regulate energy during transfer. The operation of the control module 108 of two exemplary embodiments is described in more detail below with reference to FIGS.
制御モジュール108は様々な方法、例えば統合された制御システム又は個別のサブシステム群として実現されてよい。制御モジュール108はディスクリート回路、1つ以上のマイクロプロセッサー、デジタル信号プロセッサー(DSP)、特定用途集積回路(ASIC)等として、又はメモリーに記憶されコントローラによって実行される命令列として、又はこれらの組合せとして実現されてよい。幾つかの実施形態では、第1エネルギー蓄積装置106は制御モジュール108に一体化されてもよい。   The control module 108 may be implemented in various ways, for example as an integrated control system or as a group of individual subsystems. The control module 108 may be a discrete circuit, one or more microprocessors, a digital signal processor (DSP), an application specific integrated circuit (ASIC), etc., or as a sequence of instructions stored in memory and executed by a controller, or a combination thereof. May be realized. In some embodiments, the first energy storage device 106 may be integrated into the control module 108.
第2エネルギー蓄積装置110は、制御モジュール108の制御下で第1エネルギー蓄積装置106から移送された電気エネルギーを蓄えるよう構成される。第2エネルギー蓄積装置110は、例えば1つ以上の従来のバッテリー、例えば鉛酸蓄電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムポリマー電池又はリチウムイオン電池、ナトリウム/硫黄電池、又は任意の適切な充電式エネルギー蓄積装置であってもよい。   The second energy storage device 110 is configured to store electrical energy transferred from the first energy storage device 106 under the control of the control module 108. The second energy storage device 110 may be, for example, one or more conventional batteries, such as lead acid batteries, nickel cadmium batteries, nickel metal hydride batteries, lithium polymer batteries or lithium ion batteries, sodium / sulfur batteries, or any suitable rechargeable battery. It may be an energy storage device.
接触端子112、114はバッテリー100へ及び/又はバッテリー100から電気エネルギーを移送するためのアクセスを提供する。接触端子112、114は任意の電気伝導性材料、例えば金属材料、例えば銅、銀又はスズが被覆された銅、アルミニウム、金等でできていてよい。接触端子112、114は制御モジュール108に結合されている。幾つかの実施形態では、接触端子112、114は制御モジュール108に直接結合されるのでなく、第2エネルギー蓄積装置110に結合されてもよい。例示のように、接触端子112、114は従来の単2電池の接触端子に類似した物理的構成を持つ。上述のように、他の構成を使用してもよい。接触端子112、114はバッテリー100を、ラジオ、携帯電話、測位システム等の外部装置に容易に設置及び取り外しできるように構成されている。接触端子112、114は磁気シールドを使用してもよい。   Contact terminals 112, 114 provide access to transfer electrical energy to and / or from battery 100. The contact terminals 112, 114 may be made of any electrically conductive material, such as a metal material, such as copper, aluminum, gold coated with copper, silver or tin. Contact terminals 112, 114 are coupled to control module 108. In some embodiments, the contact terminals 112, 114 may be coupled to the second energy storage device 110 rather than directly coupled to the control module 108. As illustrated, the contact terminals 112, 114 have a physical configuration similar to that of a conventional AA battery contact terminal. Other configurations may be used as described above. The contact terminals 112 and 114 are configured so that the battery 100 can be easily installed and removed from an external device such as a radio, a mobile phone, or a positioning system. The contact terminals 112 and 114 may use magnetic shields.
バッテリー100の運動の結果としてエネルギーがバッテリー100に蓄えられる。例えば、磁性構造体124がコイル122に関して中立位置にあり、バッテリー100が下方に移動させられる場合、バッテリー100の下方移動に応答して磁性構造体124はコイル122に対して上へ移動する。磁性構造体124の相対的上方移動によって磁性構造体124がコイル150の上面の上方へ移動する時、コイル122に電流が発生する。磁性構造体124が第1反発磁石134に近づくと、第1ばね130と第1反発磁石134は下向きの力を磁性構造体124に加える。この下向きの力に応答して、磁性構造体124はコイル122に対して下方へ移動し始める。磁性構造体124は中立位置151、即ち150と152のほぼ中間を通過し、コイル122を再び通過して、磁性構造体124がコイル152の底面の下方へ移動する時、追加の電流が発生する。磁性構造体124が第2反発磁石142に近づくと、第2ばね138と第2反発磁石142は上向きの力を磁性構造体124に加える。この上向きの力が十分強いと、磁性構造体124はコイル122を再び通過して追加の電流が発生する。吊り下げシステム126内のエネルギーが磁性構造体124をコイル122に対して移動させ続けるのに十分でなくなるまで、振動往復移動は継続する。   Energy is stored in the battery 100 as a result of the movement of the battery 100. For example, if the magnetic structure 124 is in a neutral position with respect to the coil 122 and the battery 100 is moved downward, the magnetic structure 124 moves upward relative to the coil 122 in response to the downward movement of the battery 100. When the magnetic structure 124 moves above the upper surface of the coil 150 due to the relative upward movement of the magnetic structure 124, a current is generated in the coil 122. When the magnetic structure 124 approaches the first repelling magnet 134, the first spring 130 and the first repelling magnet 134 apply a downward force to the magnetic structure 124. In response to this downward force, the magnetic structure 124 begins to move downward relative to the coil 122. The magnetic structure 124 passes through the neutral position 151, that is, approximately halfway between 150 and 152, passes through the coil 122 again, and additional current is generated when the magnetic structure 124 moves down the bottom surface of the coil 152. . When the magnetic structure 124 approaches the second repulsive magnet 142, the second spring 138 and the second repulsive magnet 142 apply an upward force to the magnetic structure 124. If this upward force is strong enough, the magnetic structure 124 will again pass through the coil 122 to generate additional current. The oscillating reciprocation continues until the energy in the suspension system 126 is not sufficient to continue moving the magnetic structure 124 relative to the coil 122.
幾つかの実施形態では、吊り下げシステム126は、予期されるエネルギー源から生成される電気エネルギーを増加させるよう調整されてよい。例えば、バッテリー100が、エネルギーが既知の速度で歩く又は走る個人によって供給される環境に頻繁にいる場合、吊り下げシステム126をその速度に同調させてよい。従って、バッテリーは、ジョギングする人が生成すると期待されるエネルギーの電気エネルギーへの変換をほぼ最大限にするよう構成されてもよい。別の例では、バッテリー100が自動車内において交通渋滞、或いは航空機又は地上車両の不規則な運動を頻繁に経験する場合、吊り下げシステム126をその環境のエネルギーの電気エネルギーへの変換を最大限にするよう調整してもよい。別の例では、バッテリー100が流体波、例えば水又は海の波、又は風に頻繁に曝される環境において使用される場合、吊り下げシステム126をその環境のエネルギーの電気エネルギーへの変換を最大限にするよう調整してもよい。別の例では、バッテリー100が振動、例えば動いている車両内における振動を頻繁に経験する場合、吊り下げシステム126をその振動から受けるエネルギーの電気エネルギーへの変換を最大限にするよう調整してもよい。該吊り下げシステムは、例えば反発磁石の強さを変更するか、ばね等の反発デバイスの張力を調整するか、複数の機械反発デバイス(図36参照)を使用するか、該磁性構造体の移動経路の長さを変更するか、又はこれらの組合せによって調整されてよい。他の吊り下げシステム、例えば発電機をバッテリー内で異なる方向に向ける吊り下げシステムを使用してもよい。吊り下げシステム126は、エネルギーの電気エネルギーへの最適変換を容易にするために発電機を方向付けるのにジンバルを備え、及び/又はジャイロスコープの原理を使用してもよい。バッテリー内の異なる方向を向いた複数の発電機を使用してもよいし、複数のバッテリー構成を使用してもよい。   In some embodiments, the suspension system 126 may be adjusted to increase the electrical energy generated from the anticipated energy source. For example, if the battery 100 is frequently in an environment where energy is supplied by an individual walking or running at a known speed, the suspension system 126 may be tuned to that speed. Thus, the battery may be configured to substantially maximize the conversion of energy expected to be generated by a jogger to electrical energy. In another example, if the battery 100 frequently experiences traffic jams or irregular movement of aircraft or ground vehicles in the vehicle, the suspension system 126 maximizes the conversion of its environmental energy into electrical energy. You may adjust it. In another example, when the battery 100 is used in an environment that is frequently exposed to fluid waves, such as water or sea waves, or wind, the suspension system 126 maximizes the conversion of the environment's energy into electrical energy. It may be adjusted to be limited. In another example, if the battery 100 frequently experiences vibrations, such as vibrations in a moving vehicle, the suspension system 126 can be tuned to maximize the conversion of energy received from the vibrations into electrical energy. Also good. The suspension system can change the strength of the repulsion magnet, adjust the tension of a repulsion device such as a spring, use a plurality of mechanical repulsion devices (see FIG. 36), or move the magnetic structure. It may be adjusted by changing the length of the path or a combination thereof. Other suspension systems may be used, such as a suspension system that directs the generator in different directions within the battery. The suspension system 126 may include a gimbal to direct the generator and / or use gyroscope principles to facilitate optimal conversion of energy to electrical energy. A plurality of generators facing different directions in the battery may be used, or a plurality of battery configurations may be used.
幾つかの実施形態では、他の発電機構成、例えば放射状、回転、ゼーベック、音響、熱、又は無線周波数の発電機を使用してもよい。幾つかの実施形態では、他の吊り下げシステム、例えば発電機104がケース102に対して動き、得られるエネルギーを最大限に利用する吊り下げシステムを使用してもよい。例えば、発電機104はバッテリーケース102内で回転し移動軸に自身を整列させるよう構成されてもよい。別の例では、吊り下げシステム126はコイル122が磁性構造体124に対して動くのを可能にするよう構成されてもよい。   In some embodiments, other generator configurations may be used, such as radial, rotating, Seebeck, acoustic, thermal, or radio frequency generators. In some embodiments, other suspension systems may be used, for example, a generator system in which the generator 104 moves relative to the case 102 and takes full advantage of the resulting energy. For example, the generator 104 may be configured to rotate within the battery case 102 and align itself with the moving shaft. In another example, the suspension system 126 may be configured to allow the coil 122 to move relative to the magnetic structure 124.
図34は、ケース202、発電機204、第1エネルギー蓄積装置206、制御モジュール208、第2エネルギー蓄積装置210、第3エネルギー蓄積装置211、及び接触端子212、214を備えるバッテリー200の別の実施形態の直径に沿った断面図である。例示のケース202はバッテリー200の他の構成要素の図示を容易にするために切り取られている。ケース202は発電機204、第1エネルギー蓄積装置206、制御モジュール208、第2エネルギー蓄積装置210、及び第3エネルギー蓄積装置211を収容する。接触端子212、214はバッテリー200のケース202の上部216と底部218にそれぞれ装着されている。ケース202は磁気及び/又は電気シールドである外ケースシールド220を備えてもよい。幾つかの実施形態では、ケース202と接触端子212、214は、単3電池、単4電池、単2電池、単1電池、9Vバッテリー、時計バッテリー、ペースメーカーバッテリー、携帯電話バッテリー、コンピュータバッテリー、及び他の標準と非標準のバッテリー等の従来のバッテリーのものと同じ構成をとってもよい。バッテリー200の実施形態は、図33で例示した実施形態に関して説明したように所望の電圧レベルを提供するよう構成されてもよい。例えば、電圧レベルはコイル122の巻線の巻き数を変更することで変更できる(例えば、図36のコイル402の巻線410を参照)。   FIG. 34 shows another implementation of a battery 200 comprising a case 202, a generator 204, a first energy storage device 206, a control module 208, a second energy storage device 210, a third energy storage device 211, and contact terminals 212, 214. FIG. 6 is a cross-sectional view along the diameter of the form. The example case 202 has been cut away to facilitate the illustration of the other components of the battery 200. The case 202 houses the generator 204, the first energy storage device 206, the control module 208, the second energy storage device 210, and the third energy storage device 211. The contact terminals 212 and 214 are attached to the upper part 216 and the bottom part 218 of the case 202 of the battery 200, respectively. Case 202 may include an outer case shield 220 that is a magnetic and / or electrical shield. In some embodiments, the case 202 and the contact terminals 212, 214 include AA batteries, AAA batteries, AAA batteries, AAA batteries, 9V batteries, watch batteries, pacemaker batteries, cell phone batteries, computer batteries, and The same configuration as that of a conventional battery such as other standard and non-standard batteries may be adopted. The embodiment of battery 200 may be configured to provide a desired voltage level as described with respect to the embodiment illustrated in FIG. For example, the voltage level can be changed by changing the number of turns of the coil 122 winding (see, for example, winding 410 of coil 402 in FIG. 36).
発電機204は受け取ったエネルギーを電気エネルギーに変換する。例示のように、発電機204は、コイル222、磁性構造体224、及び吊り下げシステム226を備えるリニア発電機である。発電機204は、例えば図33で例示した発電機104に関して説明したように動作してもよい。   The generator 204 converts the received energy into electrical energy. As illustrated, the generator 204 is a linear generator that includes a coil 222, a magnetic structure 224, and a suspension system 226. The generator 204 may operate as described for the generator 104 illustrated in FIG. 33, for example.
第1エネルギー蓄積装置206は発電機204によって生成された電気エネルギーを蓄えるよう構成されている。1つの実施形態では、第1エネルギー蓄積装置206は発電機204によって生成された電気エネルギーをほとんど又は全く調節なしで蓄えることができる。第1エネルギー蓄積装置206は1つ以上のウルトラコンデンサーからなってもよい。   The first energy storage device 206 is configured to store electrical energy generated by the generator 204. In one embodiment, the first energy storage device 206 can store the electrical energy generated by the generator 204 with little or no adjustment. The first energy storage device 206 may comprise one or more ultracapacitors.
制御モジュール208は発電機204、第1エネルギー蓄積装置206、第2エネルギー蓄積装置210、第3エネルギー蓄積装置211、接触端子212、214等のバッテリー200の様々な構成要素間でエネルギーの移送を制御する。例えば、制御モジュール208は第1エネルギー蓄積装置206に蓄えられたエネルギーの第2エネルギー蓄積装置210と第3エネルギー蓄積装置211への移送を制御してもよい。1つの実施形態では、制御モジュール208は発電機204から第1エネルギー蓄積装置206へのエネルギーの移送を制御してもよい。例えば、制御モジュール208は第1エネルギー蓄積装置206から第2エネルギー蓄積装置210と第3エネルギー蓄積装置211への電流の流れを制限してもよい。別の例では、第2、第3エネルギー蓄積装置210、211の過充電を防ぐために、制御モジュール108は第1エネルギー蓄積装置206から第2エネルギー蓄積装置210と第3エネルギー蓄積装置211へのエネルギーの移送を停止してもよい。1つの実施形態では、制御モジュール208は接触端子212、214に結合された外部電気エネルギー源(不図示)から第1、第2、及び/又は第3エネルギー蓄積装置206、210、211への充電を検出、制御、許可、及び/又は容易にするよう構成されてもよい。   The control module 208 controls the transfer of energy between various components of the battery 200 such as the generator 204, the first energy storage device 206, the second energy storage device 210, the third energy storage device 211, and the contact terminals 212, 214. To do. For example, the control module 208 may control the transfer of energy stored in the first energy storage device 206 to the second energy storage device 210 and the third energy storage device 211. In one embodiment, the control module 208 may control the transfer of energy from the generator 204 to the first energy storage device 206. For example, the control module 208 may limit the flow of current from the first energy storage device 206 to the second energy storage device 210 and the third energy storage device 211. In another example, in order to prevent overcharging of the second and third energy storage devices 210, 211, the control module 108 transmits energy from the first energy storage device 206 to the second energy storage device 210 and the third energy storage device 211. The transfer may be stopped. In one embodiment, the control module 208 charges the first, second, and / or third energy storage devices 206, 210, 211 from an external electrical energy source (not shown) coupled to the contact terminals 212, 214. May be configured to detect, control, permit, and / or facilitate.
制御モジュール208は様々な方法で実現されてよい。例えば、制御モジュール208は、図33の制御モジュール108に関して説明したように実現されてよい。   The control module 208 may be implemented in various ways. For example, the control module 208 may be implemented as described with respect to the control module 108 of FIG.
第2、第3エネルギー蓄積装置210、211は、制御モジュール208の制御下で第1エネルギー蓄積装置206から移送された電気エネルギーを蓄えるよう構成される。第2、第3エネルギー蓄積装置210、211は、例えば従来の充電可能バッテリー、例えばニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムポリマー電池又はリチウムイオン電池、他のエネルギー蓄積装置、又はこれらの組合せであってもよい。第2、第3エネルギー蓄積装置210、211は制御モジュール208に、例えば別個に、又は直列又は並列に結合されてよい。例示のように、第2、第3エネルギー蓄積装置210、211は、座金型で、吊り下げシステム226が第2、第3エネルギー蓄積装置210、211の中空の中心209、213内に延在する。例示のように、第2、第3エネルギー蓄積装置210、211は、接触端子212、214間に直列に、かつ制御モジュール208に直列に接続されている。幾つかの実施形態は、ゼーベック効果を利用するために、非同類金属を使用してもよい。   The second and third energy storage devices 210 and 211 are configured to store electrical energy transferred from the first energy storage device 206 under the control of the control module 208. The second and third energy storage devices 210 and 211 are, for example, conventional rechargeable batteries, such as nickel cadmium batteries, nickel metal hydride batteries, lithium polymer batteries or lithium ion batteries, other energy storage devices, or combinations thereof. Also good. The second and third energy storage devices 210, 211 may be coupled to the control module 208, for example, separately or in series or in parallel. As illustrated, the second and third energy storage devices 210, 211 are washer molds and the suspension system 226 extends into the hollow centers 209, 213 of the second and third energy storage devices 210, 211. . As illustrated, the second and third energy storage devices 210, 211 are connected in series between the contact terminals 212, 214 and in series with the control module 208. Some embodiments may use non-similar metals to take advantage of the Seebeck effect.
接触端子212、214はバッテリー200へ及び/又はバッテリー200から電気エネルギーを移送するためのアクセスを提供する。接触端子212、214は任意の電気伝導性材料、例えば金属材料、例えば銅、銀又はスズが被覆された銅、アルミニウム、金等でできていてよい。接触端子212、214は第2、第3エネルギー蓄積装置210、211に結合される。第2、第3エネルギー蓄積装置210、211は該接触端子に並列又は直列に結合されてよい。幾つかの実施形態では、接触端子212、214は第2、第3エネルギー蓄積装置210、211に直接結合されるのでなく、制御モジュール208に結合されてもよい。例示のように、接触端子212、214は従来の単2電池の接触端子の物理的構成を有する。上述のように、他の構成を使用してもよい。接触端子212、214はバッテリー200を、ラジオ、携帯電話、測位システム等の外部装置に容易に設置及び取り外しできるように構成されている。接触端子212、214は磁気シールドを使用してもよい。   Contact terminals 212, 214 provide access to transfer electrical energy to and / or from battery 200. The contact terminals 212, 214 may be made of any electrically conductive material, such as a metal material, such as copper, aluminum, gold coated with copper, silver or tin. Contact terminals 212, 214 are coupled to the second and third energy storage devices 210, 211. The second and third energy storage devices 210 and 211 may be coupled in parallel or in series with the contact terminals. In some embodiments, the contact terminals 212, 214 may be coupled to the control module 208 rather than directly coupled to the second and third energy storage devices 210, 211. As illustrated, the contact terminals 212, 214 have the physical configuration of a conventional AA battery contact terminal. Other configurations may be used as described above. The contact terminals 212 and 214 are configured so that the battery 200 can be easily installed and removed from an external device such as a radio, a mobile phone, or a positioning system. The contact terminals 212 and 214 may use magnetic shields.
バッテリー200の運動の結果としてエネルギーがバッテリー200に蓄えられる。例えば、図33に関して説明した例と類似の方法でエネルギーを蓄えられるエネルギーに変換してもよい。   Energy is stored in the battery 200 as a result of the movement of the battery 200. For example, energy may be converted into energy that can be stored in a manner similar to the example described with reference to FIG.
上述したように、幾つかの実施形態では、吊り下げシステム226は、予期される運動エネルギー源から生成される電気エネルギーを最大にするよう調整されてよい。   As described above, in some embodiments, the suspension system 226 may be adjusted to maximize electrical energy generated from the expected kinetic energy source.
幾つかの実施形態では、他の発電機構成、例えば回転発電機を使用してもよい。幾つかの実施形態では、他の吊り下げシステム、例えば発電機204がケース202に対して動き、得られる運動エネルギーを最大限に利用する吊り下げシステムを使用してもよい。例えば、発電機204はバッテリーケース202内で回転し移動軸に自身を整列させるよう構成されてもよい。別の例では、吊り下げシステム226はコイル222が磁性構造体224に対して動くのを可能にするよう構成されてもよい。   In some embodiments, other generator configurations may be used, such as a rotary generator. In some embodiments, other suspension systems may be used, such as a generator system in which the generator 204 moves relative to the case 202 and takes full advantage of the resulting kinetic energy. For example, the generator 204 may be configured to rotate within the battery case 202 and align itself with the moving shaft. In another example, the suspension system 226 may be configured to allow the coil 222 to move relative to the magnetic structure 224.
図35は、ケース302、発電機304、第1エネルギー蓄積装置306、制御モジュール308、第2エネルギー蓄積装置310、及び接触端子312、314を備えるバッテリー300の別の実施形態の側断面図である。バッテリー300は図33のバッテリー100と異なる構成を有するが、バッテリー300の動作は図33のバッテリー100の動作と同様である。接触端子312、314は任意の電気伝導性材料、例えば金属材料、例えば銅、銀又はスズが被覆された銅、アルミニウム、金等でできていてよい。幾つかの実施形態では、接触端子312、314はプラスチックコネクター等のコネクター内に収容されていてもよい。   FIG. 35 is a cross-sectional side view of another embodiment of a battery 300 comprising a case 302, a generator 304, a first energy storage device 306, a control module 308, a second energy storage device 310, and contact terminals 312, 314. . The battery 300 has a configuration different from that of the battery 100 of FIG. 33, but the operation of the battery 300 is the same as the operation of the battery 100 of FIG. The contact terminals 312, 314 may be made of any electrically conductive material, such as a metal material, such as copper, aluminum, gold coated with copper, silver or tin. In some embodiments, the contact terminals 312, 314 may be housed in a connector, such as a plastic connector.
図36は、例えば図33〜図35に例示した実施形態において使用するのに適した発電機400の直径に沿った断面図である。図22〜図32に例示した実施形態等の他の発電機及び/又は装置が図33〜図35に例示した実施形態において使用されてもよい。この発電機は、コイル402と、圧縮された磁界を生成するよう構成された磁性構造体404(例えば図15〜図21を参照)と、吊り下げシステム406とを備える。吊り下げシステム406は磁性構造体404がいずれの方向にもコイル402を完全に通過できるように構成されている。例示のように、発電機400はリニア発電機である。   FIG. 36 is a cross-sectional view along the diameter of a generator 400 suitable for use, for example, in the embodiment illustrated in FIGS. Other generators and / or devices such as the embodiments illustrated in FIGS. 22-32 may be used in the embodiments illustrated in FIGS. The generator includes a coil 402, a magnetic structure 404 (see, eg, FIGS. 15-21) configured to generate a compressed magnetic field, and a suspension system 406. The suspension system 406 is configured to allow the magnetic structure 404 to pass completely through the coil 402 in either direction. As illustrated, the generator 400 is a linear generator.
コイル402は円筒形巻付枠408と1つ以上の巻線410とを備える。例示のように、巻付枠408は吊り下げシステム406のキャリアガイド409と一体になっている。例示のように、コイル402は巻線410を備える。巻線410は任意の電気伝導性で、ほぼ非磁気伝導性の材料、例えば銅、アルミニウム、金、銀、合金等でできていてよい。巻線410は通常、絶縁材料411で被覆されている。幾つかの実施形態では、磁気伝導性、又は非磁気伝導性の材料でできた追加の巻線を使用してもよい(例えば図2〜図11を参照)。巻線410は単線又は撚線であってもよい。幾つかの実施形態では、材料シートを使用してもよい。例えば銅層とMylar(登録商標)層からなるシートを巻付枠408に巻いてもよい。   The coil 402 includes a cylindrical winding frame 408 and one or more windings 410. As illustrated, the winding frame 408 is integral with the carrier guide 409 of the suspension system 406. As illustrated, the coil 402 includes a winding 410. Winding 410 may be made of any electrically conductive, substantially non-magnetically conductive material such as copper, aluminum, gold, silver, alloys, and the like. The winding 410 is usually covered with an insulating material 411. In some embodiments, additional windings made of magnetically conductive or non-magnetically conductive materials may be used (see, eg, FIGS. 2-11). The winding 410 may be a single wire or a stranded wire. In some embodiments, a sheet of material may be used. For example, a sheet made of a copper layer and a Mylar (registered trademark) layer may be wound around the winding frame 408.
磁性構造体404は、円筒形磁石ハウジング418内に収容された複数の永久磁石412、414、416を備える。本実施形態は3つの永久磁石412、414、416を使用するが、発電機400の他の実施形態は異なる数、例えば2つ又は4つ又は数百の永久磁石を使用してもよい。永久磁石412、414、416は例示のようにディスク型であるが、他の形状であってもよい。例えば矩形(例えば正方形)、球形、又は楕円形磁石を使用してもよい。同様に、磁石の面は平らでなくてもよい。例えば凸面、凹面、放射面、円錐面、又は菱形面を使用してもよい。様々な形状と面の組合せを使用してもよい。幾つかの実施形態では、電磁石を使用してもよい。磁石ハウジング418の内面420と永久磁石412、414、416の外面はねじが切られ、永久磁石412、414、416は磁石ハウジング418内で互いに対して適正な位置に固定される。タブ、ペーサ、接着剤、又はこれらの組合せ等の他の位置決め機構を使用してもよい。   The magnetic structure 404 includes a plurality of permanent magnets 412, 414, 416 housed in a cylindrical magnet housing 418. Although this embodiment uses three permanent magnets 412, 414, 416, other embodiments of the generator 400 may use a different number, eg, two or four or hundreds of permanent magnets. The permanent magnets 412, 414, and 416 are disk-shaped as illustrated, but may have other shapes. For example, rectangular (eg, square), spherical, or elliptical magnets may be used. Similarly, the magnet surface need not be flat. For example, a convex surface, a concave surface, a radiation surface, a conical surface, or a rhombus surface may be used. Various shapes and surface combinations may be used. In some embodiments, an electromagnet may be used. The inner surface 420 of the magnet housing 418 and the outer surfaces of the permanent magnets 412, 414, 416 are threaded, and the permanent magnets 412, 414, 416 are fixed in position relative to each other within the magnet housing 418. Other positioning mechanisms such as tabs, pacers, adhesives, or combinations thereof may be used.
永久磁石412、414、416は互いから離れて配置・保持され、隣接する永久磁石の同じ極同士が互いに対向するよう配列される。例えば、第1の永久磁石412のN極428は、第2の永久磁石414のN極430と対向し、第2の永久磁石414のS極432は、第3の永久磁石416のS極434と対向する。また、永久磁石412、414、416は、圧縮された磁界を形成するのに十分近接して保持される(図15、図16の説明を参照)。幾つかの実施形態では、永久磁石412、414、416の間のスペース436、438は材料437でほぼ満たされている。材料437は空気等の気体であってもよい。幾つかの実施形態では、材料437は他のほぼ非磁性でほぼ非伝導性物質、例えばフッ素重合体樹脂又はプラスチックであってもよい。幾つかの実施形態では、該磁性構造体は真空に引かれ密封されてもよい。   The permanent magnets 412, 414, and 416 are arranged and held away from each other, and are arranged so that the same poles of adjacent permanent magnets face each other. For example, the N pole 428 of the first permanent magnet 412 faces the N pole 430 of the second permanent magnet 414, and the S pole 432 of the second permanent magnet 414 is the S pole 434 of the third permanent magnet 416. Opposite. Also, the permanent magnets 412, 414, 416 are held close enough to form a compressed magnetic field (see description of FIGS. 15 and 16). In some embodiments, the spaces 436, 438 between the permanent magnets 412, 414, 416 are substantially filled with material 437. The material 437 may be a gas such as air. In some embodiments, material 437 may be other substantially non-magnetic and substantially non-conductive materials such as fluoropolymer resins or plastics. In some embodiments, the magnetic structure may be evacuated and sealed.
上述したように、磁性構造体404等の磁性構造体内の永久磁石の形状、位置、及び強さは、圧縮された磁界を生成することで、発電機400の効率を増加させることができる。第1の永久磁石412の上面442から第3の永久磁石416の底面444までの長さ440と、巻付枠408の内径448の長さ446との比も、コイル402に対する磁性構造体404の移動に応答して発生する電流に影響する。永久磁石412、414、416の最適な強さと位置と数と、長さ440とを決定するためにガウスメータ(不図示)を使用してもよい。   As described above, the shape, position, and strength of a permanent magnet in a magnetic structure such as magnetic structure 404 can increase the efficiency of generator 400 by generating a compressed magnetic field. The ratio of the length 440 from the upper surface 442 of the first permanent magnet 412 to the bottom surface 444 of the third permanent magnet 416 and the length 446 of the inner diameter 448 of the winding frame 408 is also the ratio of the magnetic structure 404 to the coil 402. Affects current generated in response to movement. A gauss meter (not shown) may be used to determine the optimum strength, position, number and length 440 of the permanent magnets 412, 414, 416.
重量、電磁界の外部への影響の低減、外部電磁界からの影響の低減等の他の設計事項を考慮してもよい。追加の設計事項の別の例では、巻付枠408の全体長さ450と、磁性構造体404の吊り下げシステム内の移動範囲とが、発電機400の安定性に影響する可能性がある。1つの実験では、第1の永久磁石412と第3の永久磁石416は450ガウスの強さを有し、第2の永久磁石は900ガウスの強さを有し、永久磁石412、414、416は2mm離されていた。所望の間隔を決定する要因に磁気B場強度が含まれる。反発磁石460、462はそれぞれ600ガウスの強さを有していた。別の実験では、第1の永久磁石412と第2の永久磁石414と第3の永久磁石416は12600ガウスの強さを有し、永久磁石412、414、416は4〜5mm離されていた。反発磁石460、462はそれぞれ9906ガウスの強さを有していた。これにより、約16800ガウスの強さの大きな勾配の磁界が得られた。   Other design matters such as weight, reduction of the external influence of the electromagnetic field, reduction of the influence of the external electromagnetic field may be considered. In another example of additional design considerations, the overall length 450 of the winding frame 408 and the range of movement of the magnetic structure 404 within the suspension system can affect the stability of the generator 400. In one experiment, the first permanent magnet 412 and the third permanent magnet 416 have a strength of 450 gauss, the second permanent magnet has a strength of 900 gauss, and the permanent magnets 412, 414, 416. Was 2 mm apart. Factors that determine the desired spacing include magnetic B field strength. The repulsion magnets 460 and 462 each had a strength of 600 gauss. In another experiment, the first permanent magnet 412, the second permanent magnet 414, and the third permanent magnet 416 had a strength of 12600 gauss, and the permanent magnets 412, 414, 416 were separated by 4-5 mm. . The repulsion magnets 460 and 462 each had a strength of 9906 gauss. As a result, a magnetic field with a large gradient of about 16800 gauss was obtained.
キャリアガイド409の内面452と磁石ハウジング418の外面454は非同類材料でできているか、又は被覆されて、巻付枠408と磁石ハウジング418の間を結合するためのポテンシャルを下げる。例えば、キャリアガイド409は非粘着性被膜で被覆され、磁石ハウジング418はABSプラスチックでできている。好例の非同類材料は、それぞれ商標Teflon(登録商標)、Lexan(登録商標)のものが商業上入手可能である。磁石ハウジング418は第1ねじ山付きキャップ456と第2ねじ山付きキャップ458とを更に備える。   The inner surface 452 of the carrier guide 409 and the outer surface 454 of the magnet housing 418 are made of a dissimilar material or coated to reduce the potential for coupling between the winding frame 408 and the magnet housing 418. For example, the carrier guide 409 is coated with a non-stick coating and the magnet housing 418 is made of ABS plastic. Exemplary non-similar materials are commercially available under the trademarks Teflon® and Lexan®, respectively. The magnet housing 418 further includes a first threaded cap 456 and a second threaded cap 458.
吊り下げシステム406は、コイル402に対して固定され磁性構造体404の移動軸464上の第1反発永久磁石460と第2反発永久磁石462とを備える。第1反発永久磁石460は、第1反発永久磁石460の1つの極が磁性構造体404内で最も近い永久磁石412の同じ極と対向するように配置されている。例示のように、第1反発永久磁石460のS極466は磁性構造体404の第1の永久磁石412のS極468と対向する。同様に、第2反発永久磁石462は、第2反発永久磁石462の1つの極が磁性構造体404内で最も近い永久磁石416の同じ極と対向するように配置されている。例示のように、第2反発永久磁石462のN極470は磁性構造体404の第3の永久磁石416のN極472と対向する。この配列は運動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機400の効率を増加させ、磁性構造体404が吊り下げシステム406内で停止する可能性を低減する。   The suspension system 406 includes a first repulsive permanent magnet 460 and a second repellent permanent magnet 462 that are fixed to the coil 402 and on the moving shaft 464 of the magnetic structure 404. The first repulsive permanent magnet 460 is arranged so that one pole of the first repellent permanent magnet 460 faces the same pole of the nearest permanent magnet 412 in the magnetic structure 404. As illustrated, the south pole 466 of the first repulsive permanent magnet 460 faces the south pole 468 of the first permanent magnet 412 of the magnetic structure 404. Similarly, the second repulsive permanent magnet 462 is arranged so that one pole of the second repellent permanent magnet 462 faces the same pole of the nearest permanent magnet 416 in the magnetic structure 404. As illustrated, the north pole 470 of the second repulsive permanent magnet 462 faces the north pole 472 of the third permanent magnet 416 of the magnetic structure 404. This arrangement increases the efficiency of the generator 400 to convert kinetic energy into electrical energy and reduces the likelihood that the magnetic structure 404 will stop in the suspension system 406.
また、吊り下げシステム406は第1ばね474、第2ばね476、第3ばね478、及び第4ばね480を備える。第1ばね474は第1反発磁石460と磁性構造体404の第1キャップ456とに結合されている。第1ばね474は通常、負荷状態にある。第2ばね476は第2反発磁石462と磁性構造体404の第2キャップ458とに結合されている。第2ばね476は通常、負荷状態にある。第1、第2ばね474、476は磁性構造体404を軸464に沿った所望の移動路の中心に保持するのを助け、移動軸464に沿った磁性構造体404の移動によって伸縮された時、磁性構造体404に力を加える。第3ばね478は第1反発磁石460に結合され、磁性構造体404が第1反発磁石460に近づくとそれが加える押し縮める力に応答して反発力を磁性構造体404に加える。第4ばね480は第2反発磁石462に結合され、磁性構造体404が第2反発磁石462に近づくとそれが加える押し縮める力に応答して反発力を磁性構造体404に加える。図33の説明において詳述したように、ばね474、476、478、480は、特定の用途と予期される環境において発電機400の効率を増加させるよう調整されてもよい。この調整は実験的に行われてもよい。他の実施形態では、ばねを使用しなくても、又はより少ない数の又はより多くのばねを使用してもよい。例えば、幾つかの実施形態では、ばね478、480は省略されてよい。   The suspension system 406 includes a first spring 474, a second spring 476, a third spring 478, and a fourth spring 480. The first spring 474 is coupled to the first repulsive magnet 460 and the first cap 456 of the magnetic structure 404. The first spring 474 is normally in a loaded state. The second spring 476 is coupled to the second repulsive magnet 462 and the second cap 458 of the magnetic structure 404. The second spring 476 is normally in a loaded state. The first and second springs 474, 476 help hold the magnetic structure 404 in the center of the desired travel path along the axis 464 and when it is expanded and contracted by the movement of the magnetic structure 404 along the travel axis 464. Then, force is applied to the magnetic structure 404. The third spring 478 is coupled to the first repulsion magnet 460 and applies a repulsive force to the magnetic structure 404 in response to the compressing force applied by the magnetic structure 404 as it approaches the first repulsion magnet 460. The fourth spring 480 is coupled to the second repulsion magnet 462 and applies a repulsive force to the magnetic structure 404 in response to the compressing force applied by the magnetic structure 404 as it approaches the second repulsion magnet 462. As detailed in the description of FIG. 33, the springs 474, 476, 478, 480 may be adjusted to increase the efficiency of the generator 400 in a particular application and expected environment. This adjustment may be done experimentally. In other embodiments, no springs may be used, or fewer or more springs may be used. For example, in some embodiments, the springs 478, 480 may be omitted.
図37は図33〜図35の実施形態で例示したバッテリー100、200、300等の携帯エネルギー蓄積装置をバッテリーの運動に応答して充電する方法1500の実施形態を例示する高位フロー図である。便宜上、方法1500を図33に例示したバッテリー100を使って説明する。   FIG. 37 is a high-level flow diagram illustrating an embodiment of a method 1500 for charging portable energy storage devices such as the batteries 100, 200, 300, etc., illustrated in the embodiments of FIGS. 33-35 in response to battery movement. For convenience, the method 1500 will be described using the battery 100 illustrated in FIG.
方法1500は1502で始まり、1504に進む。1504でバッテリー100はバッテリー100の運動の結果としてエネルギーを受け取る。方法1500は1506に進む。1506でバッテリー100はこのエネルギーをバッテリー100内のコイルに対する磁性構造体の運動に変換する。該コイルを通る磁性構造体の往復運動は交流信号を生成する。該磁性構造体は圧縮された磁界を生成するよう構成されてよい(図15〜図21、図36を参照)。該コイルは電気伝導性巻線と磁気伝導性巻線とを備えてよい(図2〜図11を参照)。方法1500は1506から1508に進む。1508でバッテリー100はコイルに対する磁性構造体の運動によって生成される前記交流信号を整流する。方法1500は1510に進む。1510でバッテリー100は該整流された交流信号の電気エネルギーをバッテリー100内の第1エネルギー蓄積装置に蓄える。方法1500は1510から1512に進む。1512でバッテリー100は第1エネルギー蓄積装置に蓄えられたエネルギーのバッテリー100内の第2エネルギー蓄積装置への移送を制御する。方法1500は1512から1514に進み、バッテリー100は停止する。   Method 1500 begins at 1502 and proceeds to 1504. At 1504, battery 100 receives energy as a result of battery 100 movement. The method 1500 proceeds to 1506. At 1506, the battery 100 converts this energy into motion of the magnetic structure relative to the coils in the battery 100. The reciprocating motion of the magnetic structure through the coil generates an alternating signal. The magnetic structure may be configured to generate a compressed magnetic field (see FIGS. 15-21, 36). The coil may comprise an electrically conductive winding and a magnetically conductive winding (see FIGS. 2-11). Method 1500 proceeds from 1506 to 1508. At 1508, the battery 100 rectifies the AC signal generated by the movement of the magnetic structure relative to the coil. The method 1500 proceeds to 1510. In 1510, the battery 100 stores the electric energy of the rectified AC signal in the first energy storage device in the battery 100. Method 1500 proceeds from 1510 to 1512. At 1512, the battery 100 controls the transfer of energy stored in the first energy storage device to the second energy storage device in the battery 100. The method 1500 proceeds from 1512 to 1514 and the battery 100 stops.
携帯エネルギー蓄積装置を充電する方法の実施形態は、図37に示していない他の動作を実行してもよいし、図37に示した動作の全ては実行しなくてもよいし、図37に示した動作を結合してもよいし、又は図37に示した動作を異なる順序で実行してもよい。例えば、図37に例示した方法1500の実施形態は、第1エネルギー蓄積装置から第2エネルギー蓄積装置にエネルギーを移送する前に、状態が第2エネルギー蓄積装置を充電するのに適切か否かを調べるよう変更されてもよい。   Embodiments of a method for charging a portable energy storage device may perform other operations not shown in FIG. 37, or may not perform all of the operations shown in FIG. The illustrated operations may be combined, or the operations illustrated in FIG. 37 may be performed in a different order. For example, the embodiment of the method 1500 illustrated in FIG. 37 may determine whether the condition is appropriate for charging the second energy storage device before transferring energy from the first energy storage device to the second energy storage device. It may be modified to check.
図38は図33〜図35の実施形態で例示したバッテリー100、200、300等の携帯エネルギー蓄積装置をバッテリーへの負荷又は充電信号に応答して動作させる方法1600の実施形態を例示する高位フロー図である。便宜上、方法1600を図33に例示したバッテリー100を使って説明する。   FIG. 38 is a high-level flow illustrating an embodiment of a method 1600 for operating a portable energy storage device, such as the battery 100, 200, 300 illustrated in the embodiment of FIGS. 33-35, in response to a load or charge signal on the battery. FIG. For convenience, the method 1600 will be described using the battery 100 illustrated in FIG.
方法1600は1602で始まり、1604に進む。1604でバッテリー100は負荷がバッテリー100に掛けられているか判断する。これは、例えばディスクリート回路を使用することで行われてもよい。1604で負荷がバッテリー100に掛けられていると判断すると、方法1600は1604から1606に進む。1604で負荷がバッテリー100に掛けられていないと判断すると、方法1600は1604から1620に進む。   Method 1600 begins at 1602 and proceeds to 1604. At 1604, the battery 100 determines whether a load is applied to the battery 100. This may be done, for example, using a discrete circuit. If it is determined at 1604 that a load is applied to the battery 100, the method 1600 proceeds from 1604 to 1606. If it is determined at 1604 that no load is applied to the battery 100, the method 1600 proceeds from 1604 to 1620.
1606でバッテリー100はその発電機からのエネルギーを調節し、調節されたエネルギーを該負荷に提供するか否かを判断する。この判断は、例えば発電機によって生成されるエネルギーが該負荷を駆動するのに十分かを判断することで行われてもよい。負荷履歴、バッテリー100内のエネルギー蓄積装置の充電及び放電サイクル等の他の要因もこの判断で考慮してよい。発電機から負荷へ調節されたエネルギーを供給するか否かを判断するために、ディスクリート回路及び/又は検索表を使用してもよい。1606で発電機からのエネルギーを調節し、調節されたエネルギーを負荷に提供することを判断すると、方法1600は1606から1608に進む。1606で調節されたエネルギーを発電機から負荷に提供しないことを判断すると、方法1600は1606から1610に進む。1608でバッテリー100は調節されたエネルギーを発電機から負荷に移送する。方法1600は1608から1604に進む。   At 1606, the battery 100 adjusts the energy from the generator and determines whether to provide the adjusted energy to the load. This determination may be made, for example, by determining whether the energy generated by the generator is sufficient to drive the load. Other factors such as load history, charging and discharging cycles of the energy storage device in battery 100 may also be considered in this determination. A discrete circuit and / or look-up table may be used to determine whether to supply regulated energy from the generator to the load. If at 1606 the energy from the generator is adjusted and it is determined to provide the adjusted energy to the load, the method 1600 proceeds from 1606 to 1608. If it is determined that the energy adjusted at 1606 is not provided from the generator to the load, the method 1600 proceeds from 1606 to 1610. At 1608, the battery 100 transfers the regulated energy from the generator to the load. Method 1600 proceeds from 1608 to 1604.
1610でバッテリー100は第1エネルギー蓄積装置から負荷にエネルギーを移送するか否かを判断する。この判断は、例えば第1エネルギー蓄積装置に蓄えられたエネルギーが該負荷を駆動するのに十分かを判断することで行われてもよい。負荷履歴、バッテリー100内のエネルギー蓄積装置の充電及び放電サイクル等の他の要因もこの判断で考慮してよい。第1エネルギー蓄積装置に蓄えられたエネルギーを負荷に供給するか否かを判断するために、ディスクリート回路及び/又は検索表を使用してもよい。1610で第1エネルギー蓄積装置に蓄えられたエネルギーを負荷に供給することを判断すると、方法1600は1610から1612に進む。1610で第1エネルギー蓄積装置に蓄えられたエネルギーを負荷に供給しないことを判断すると、方法1600は1610から1614に進む。1612でバッテリー100は第1エネルギー蓄積装置に蓄えられたエネルギーを負荷に供給する。方法1600は1612から1604に進む。   At 1610, the battery 100 determines whether to transfer energy from the first energy storage device to the load. This determination may be made, for example, by determining whether the energy stored in the first energy storage device is sufficient to drive the load. Other factors such as load history, charging and discharging cycles of the energy storage device in battery 100 may also be considered in this determination. A discrete circuit and / or a lookup table may be used to determine whether to supply the energy stored in the first energy storage device to the load. If it is determined at 1610 to supply energy stored in the first energy storage device to the load, the method 1600 proceeds from 1610 to 1612. If it is determined at 1610 that the energy stored in the first energy storage device is not supplied to the load, the method 1600 proceeds from 1610 to 1614. In 1612, the battery 100 supplies the energy stored in the first energy storage device to the load. Method 1600 proceeds from 1612 to 1604.
1614でバッテリー100は第2エネルギー蓄積装置から負荷にエネルギーを移送するか否かを判断する。この判断は、例えば第2エネルギー蓄積装置に蓄えられたエネルギーが該負荷を駆動するのに十分かを判断することで行われてもよい。負荷履歴、バッテリー100内のエネルギー蓄積装置の充電及び放電サイクル等の他の要因もこの判断で考慮してよい。第2エネルギー蓄積装置に蓄えられたエネルギーを負荷に供給するか否かを判断するために、ディスクリート回路及び/又は検索表を使用してもよい。1610で第2エネルギー蓄積装置に蓄えられたエネルギーを負荷に供給することを判断すると、方法1600は1614から1616に進む。1614で第2エネルギー蓄積装置に蓄えられたエネルギーを負荷に供給しないことを判断すると、方法1600は1614から1618に進む。1616でバッテリー100は第2エネルギー蓄積装置に蓄えられたエネルギーを負荷に供給する。方法1600は1616から1604に進む。   At 1614, the battery 100 determines whether to transfer energy from the second energy storage device to the load. This determination may be made, for example, by determining whether the energy stored in the second energy storage device is sufficient to drive the load. Other factors such as load history, charging and discharging cycles of the energy storage device in battery 100 may also be considered in this determination. A discrete circuit and / or a look-up table may be used to determine whether to supply the energy stored in the second energy storage device to the load. If it is determined at 1610 to supply energy stored in the second energy storage device to the load, the method 1600 proceeds from 1614 to 1616. If it is determined at 1614 that the energy stored in the second energy storage device is not supplied to the load, the method 1600 proceeds from 1614 to 1618. At 1616, the battery 100 supplies the energy stored in the second energy storage device to the load. Method 1600 proceeds from 1616 to 1604.
1618で負荷状態に関してエラー処理及び/又は安全処理を実行する。例えば、バッテリー100は、バッテリー100がその発電機又は外部エネルギー源によって再充電されるまでバッテリー100からエネルギーを移送することを禁止してもよい。方法1600は1618から1604に進む。   At 1618, error handling and / or safety handling is performed for the load condition. For example, the battery 100 may prohibit transferring energy from the battery 100 until the battery 100 is recharged by its generator or external energy source. Method 1600 proceeds from 1618 to 1604.
1620でバッテリー100は、充電信号がバッテリー100に提供されているかを判断する。この判断は、例えばディスクリート回路を使用することで行われてもよい。1620で充電信号がバッテリー100に提供されていると判断すると、方法1600は1620から1622に進む。1620で充電信号がバッテリー100に提供されていないと判断すると、方法1600は1620から1604に進む。   In 1620, the battery 100 determines whether a charging signal is provided to the battery 100. This determination may be made by using, for example, a discrete circuit. If it is determined at 1620 that a charging signal is provided to the battery 100, the method 1600 proceeds from 1620 to 1622. If it is determined at 1620 that the charging signal is not provided to the battery 100, the method 1600 proceeds from 1620 to 1604.
1622でバッテリー100は第1エネルギー蓄積装置を充電するか否かを判断する。この判断は、充電信号の特性、エネルギー蓄積装置に蓄えられたエネルギー、バッテリー100内のエネルギー蓄積装置の充電及び放電サイクル等の要因に基づいて行われてもよい。充電信号中のエネルギーを使用して第1エネルギー蓄積装置を充電するか否かを判断するために、ディスクリート回路及び/又は検索表を使用してもよい。1622で第1エネルギー蓄積装置を充電することを判断すると、方法1600は1622から1624に進む。1622で第1エネルギー蓄積装置を充電しないことを判断すると、方法1600は1622から1626に進む。1624でバッテリー100は受信する充電信号のエネルギーを使用して第1エネルギー蓄積装置を充電する。方法1600は1624から1604に進む。   At 1622, the battery 100 determines whether to charge the first energy storage device. This determination may be made based on factors such as the characteristics of the charging signal, the energy stored in the energy storage device, the charging and discharging cycles of the energy storage device in the battery 100, and the like. A discrete circuit and / or look-up table may be used to determine whether to use the energy in the charging signal to charge the first energy storage device. If it is determined at 1622 to charge the first energy storage device, the method 1600 proceeds from 1622 to 1624. If it is determined at 1622 not to charge the first energy storage device, method 1600 proceeds from 1622 to 1626. At 1624, the battery 100 charges the first energy storage device using the energy of the received charging signal. Method 1600 proceeds from 1624 to 1604.
1626でバッテリー100は第2エネルギー蓄積装置を充電するか否かを判断する。この判断は、充電信号の特性、エネルギー蓄積装置に蓄えられたエネルギー、バッテリー100内のエネルギー蓄積装置の充電及び放電サイクル等の要因に基づいて行われてもよい。充電信号中のエネルギーを使用して第2エネルギー蓄積装置を充電するか否かを判断するために、ディスクリート回路及び/又は検索表を使用してもよい。1626で第2エネルギー蓄積装置を充電することを判断すると、方法1600は1626から1628に進む。1626で第2エネルギー蓄積装置を充電しないことを判断すると、方法1600は1626から1630に進む。1628でバッテリー100は受信する充電信号のエネルギーを使用して第2エネルギー蓄積装置を充電する。方法1600は1628から1604に進む。   At 1626, the battery 100 determines whether to charge the second energy storage device. This determination may be made based on factors such as the characteristics of the charging signal, the energy stored in the energy storage device, the charging and discharging cycles of the energy storage device in the battery 100, and the like. A discrete circuit and / or look-up table may be used to determine whether to use the energy in the charging signal to charge the second energy storage device. If it is determined at 1626 to charge the second energy storage device, method 1600 proceeds from 1626 to 1628. If it is determined at 1626 not to charge the second energy storage device, method 1600 proceeds from 1626 to 1630. At 1628, the battery 100 charges the second energy storage device using the energy of the received charging signal. Method 1600 proceeds from 1628 to 1604.
1630でエラー処理を実行する。例えば、バッテリー100は、エネルギー蓄積装置の充電を一時的に禁止してもよい。方法1600は1630から1604に進む。   In 1630, error processing is executed. For example, the battery 100 may temporarily prohibit charging of the energy storage device. Method 1600 proceeds from 1630 to 1604.
携帯エネルギー蓄積装置を動作させる方法の実施形態は、図38に示していない他の動作を実行してもよいし、図38に示した動作の全ては実行しなくてもよいし、図38に示した動作を結合してもよいし、又は図38に示した動作を異なる順序で実行してもよい。例えば、図38に例示した方法1600の実施形態は、1つ以上のエネルギー蓄積装置から負荷にエネルギーを提供するよう変更されてもよい。図38に例示した方法1600の別の実施形態は、1つのエネルギー蓄積装置を充電し、同時に負荷にエネルギーを提供するよう変更されてもよい。   Embodiments of a method for operating a portable energy storage device may perform other operations not shown in FIG. 38, or may not perform all of the operations shown in FIG. The illustrated operations may be combined, or the operations illustrated in FIG. 38 may be performed in a different order. For example, the embodiment of the method 1600 illustrated in FIG. 38 may be modified to provide energy to the load from one or more energy storage devices. Another embodiment of the method 1600 illustrated in FIG. 38 may be modified to charge one energy storage device and simultaneously provide energy to the load.
別の用途例では、バイメタルコイル、圧縮された磁界を生成するよう構成された磁性構造体、及び/又は他の本開示の特徴を、流体波、例えば水又は海水の波を電気エネルギーに変換するために使用でき有利になる。これは潜在的に環境に優しい、再生可能なエネルギー源である。例えば米国特許第6,864,592号に開示された装置等の海の波の運動を電気エネルギーに変換するための装置(浮遊体及びリニア発電機への連結部の慣性質量を最小にした1つ以上の浮遊駆動リニア発電機を備える)を本開示に従って変更してもよい。発電機の可動部は、浮遊体自身及び連結部の重量と一緒に浮遊体に作用するその重量が、浮遊体の全浮力の半分にほぼ等しくなるようにサイズが決められる。波がない状態において、該浮遊体は半分が水につかっている。波の存在により、波の上昇の間、浮遊体によって排水された水の重量のほぼ半分に等しい上方推力が発電機に加えられる。波の下降の間、この組立体の総重量に等しい重力による下方推力が発電機に加えられる。従って、波の通過時、該リニア発電機はほぼ一貫した上方及び下方推力を経験し、これら両方の相における一貫した電力生成が実現される。上記米国特許の装置は、効率を向上させるためにバイメタルコイル、及び/又は圧縮された磁界を生成するよう構成された磁性構造体を組み込むよう変更することができ有利になる。   In another example application, bimetallic coils, magnetic structures configured to generate a compressed magnetic field, and / or other features of the present disclosure convert fluid waves, such as water or seawater waves, into electrical energy. Can be used to advantage. This is a potentially environmentally friendly and renewable energy source. For example, a device for converting sea wave motion into electrical energy such as the device disclosed in US Pat. No. 6,864,592 (minimizing the inertial mass of the connection to floating bodies and linear generators 1 With more than one floating drive linear generator) may be modified in accordance with the present disclosure. The movable part of the generator is sized so that its weight acting on the floating body together with the weight of the floating body itself and the connecting part is approximately equal to half the total buoyancy of the floating body. In the absence of waves, the float is half in water. Due to the presence of the wave, an upward thrust equal to approximately half the weight of the water drained by the floating body is applied to the generator during the wave rise. During the wave descent, a downward thrust due to gravity equal to the total weight of the assembly is applied to the generator. Thus, during wave passage, the linear generator experiences nearly consistent upward and downward thrust, and consistent power generation in both these phases is achieved. The apparatus of the above US patent can be modified to incorporate a bimetallic coil and / or a magnetic structure configured to generate a compressed magnetic field to improve efficiency.
海の波の電気エネルギーへの変換を開示する別の特許は、米国特許第6,791,205号である。この特許を本明細書に援用する。この特許は海洋ブイの下面に固定され海洋うねりから電力を生成する往復運動発電機を開示している。発電機コイルは海洋水面より低い安定な位置を維持し、磁界ハウジングは海洋水面のうねり及び波との相互作用に応答して該ブイの垂直運動と伴に往復運動する。該発電機コイルに取り付けられた制動板は発電機コイルの運動を妨げて、磁界ハウジングの運動に対して発電機コイルを安定な位置に保つ。磁界ハウジングは磁界を発電機コイルを通るよう集中させ、磁界ハウジングと発電機コイルの間の相対的な運動は該発電機コイルに起電力を発生させる。別の例では、効率を向上させるために上記米国特許の装置を本開示に従って変更してもよく有利になる。   Another patent that discloses the conversion of ocean waves to electrical energy is US Pat. No. 6,791,205. This patent is incorporated herein by reference. This patent discloses a reciprocating generator that is secured to the underside of an ocean buoy and generates electrical power from ocean swells. The generator coil maintains a stable position below the ocean water surface and the magnetic field housing reciprocates with the vertical motion of the buoy in response to ocean wave swell and wave interaction. A brake plate attached to the generator coil prevents the generator coil from moving and keeps the generator coil in a stable position relative to the movement of the magnetic field housing. The magnetic field housing concentrates the magnetic field through the generator coil, and the relative movement between the magnetic field housing and the generator coil generates an electromotive force in the generator coil. In another example, it may be advantageous to modify the apparatus of the above US patent in accordance with the present disclosure to improve efficiency.
幾つかの実施形態では、図39に示すように、発電機200を貨物コンテナ350内で使用してもよい。貨物コンテナの安全保護は関心事となってきている。電力が利用可能であれば、爆発物のガンマ線検出、人の赤外線検出、又は他の監視を行うことができる。発電機200又は300を貨物コンテナ350内又は上に支持することで、波の作用による船360の運動からリニア発電機によりエネルギーが生成される。このエネルギーを様々な監視又は検出システムに電力を供給するのに使用できる。発電機200又は300は、例えば横揺れ又は上下運動を捉えるよう構成できる。   In some embodiments, the generator 200 may be used in a cargo container 350 as shown in FIG. Cargo container safety has become a concern. If power is available, gamma radiation detection of explosives, human infrared detection, or other monitoring can be performed. By supporting the generator 200 or 300 in or on the cargo container 350, energy is generated by the linear generator from the movement of the ship 360 due to the action of waves. This energy can be used to power various monitoring or detection systems. The generator 200 or 300 can be configured to capture roll or vertical motion, for example.
別の例では、図40は上記種類の複数の電力発電機402を備え、水波を電気エネルギーに変換する電力設備400の一例を示す。電力設備400は発電機402に結合されたパドル又は連結器412を備える。1つの実施形態では、発電機402は上述したリニア発電機に類似し、パドル412は発電機200の底214、又は発電機300の底338に結合される。発電機402は水波によって動き、発電機402のコイル又は磁石が波に応答して動くように構成されている。幾つかの実施形態では、連結器を使用せず、発電機402は水に浮く。   In another example, FIG. 40 shows an example of a power facility 400 that includes a plurality of power generators 402 of the type described above and converts water waves into electrical energy. The power facility 400 includes a paddle or coupler 412 coupled to the generator 402. In one embodiment, the generator 402 is similar to the linear generator described above and the paddle 412 is coupled to the bottom 214 of the generator 200 or the bottom 338 of the generator 300. The generator 402 is moved by water waves, and the coils or magnets of the generator 402 are configured to move in response to the waves. In some embodiments, no coupler is used and the generator 402 floats in the water.
電力設備400は電力発電機402の巻線又はコイルに結合された1つ以上の整流回路404を更に備える。整流回路404は電力発電機402の巻線又はコイルに発生したAC電流をDC電流に変換する。電力発電機の巻線又はコイルはバイメタルコイルであってもよい。   The power facility 400 further includes one or more rectifier circuits 404 coupled to the windings or coils of the power generator 402. The rectifier circuit 404 converts the AC current generated in the winding or coil of the power generator 402 into a DC current. The winding or coil of the power generator may be a bimetal coil.
図40の実施形態では、電力設備400は整流回路404に結合され巻線又はコイルによって生成された電力を蓄積するための電力蓄積装置406を更に備える。電力蓄積装置406は1つ以上のバッテリー、コンデンサー、バッテリーとコンデンサーの組合せ、又は他の種類の電力蓄積装置であっても、又は備えてもよい。この電力蓄積装置は適当な電流と電圧をバッテリー、コンデンサー、又は他のエネルギー蓄積装置に提供する充電調節器を備える。   In the embodiment of FIG. 40, the power facility 400 further comprises a power storage device 406 coupled to the rectifier circuit 404 for storing power generated by the windings or coils. The power storage device 406 may be or comprise one or more batteries, a capacitor, a battery and capacitor combination, or other type of power storage device. The power storage device includes a charge regulator that provides the appropriate current and voltage to a battery, capacitor, or other energy storage device.
図40の実施形態では、電力設備400は電力蓄積装置406に結合され、交流を電気分配システム又は送電線網に供給するよう構成されたインバータ408を更に備える。本実施形態では、このインバータは変換器410を介して送電線網に結合されている。水波を電力(AC又はDC)に変換する1つ以上の電力発電機を備える他の実施形態が可能である。   In the embodiment of FIG. 40, the power installation 400 further comprises an inverter 408 coupled to the power storage device 406 and configured to supply alternating current to an electrical distribution system or power grid. In this embodiment, this inverter is coupled to the power grid via the converter 410. Other embodiments are possible with one or more power generators that convert water waves into electrical power (AC or DC).
他の用途、例えば生物運動システム、寄生電力取込自己動力装置(例えば自己動力安全保護装置及び自己動力情報収集装置)が可能である。例えば、1つの実施形態では、上述した電力発電機は歩行から電力を生成するために靴に設けられる。その電力を様々な電子装置に供給することができる。   Other applications are possible, such as biological motion systems, parasitic power capture self-powered devices (eg, self-powered safety protection devices and self-powered information gathering devices). For example, in one embodiment, the power generator described above is provided on a shoe to generate power from walking. The power can be supplied to various electronic devices.
靴装着型装置は、例えば、靴の踵に装着され、踵が地面を叩くたびに、その衝撃でコイルが磁石に対して動く上述の電力発電機を備える。靴装着型装置は、電力発電機のコイルに結合された整流回路(例えば全波整流器)と、この整流回路の出力に結合されたコンデンサー、バッテリー等の電力蓄積装置とを更に備える。電圧調整器を適当な電流と電圧を電力蓄積装置に提供するために備えてもよい。   The shoe-mounted type device includes, for example, the above-described power generator that is mounted on a shoe heel and the coil moves with respect to the magnet by the impact each time the heel hits the ground. The shoe-mounted device further includes a rectifier circuit (eg, full-wave rectifier) coupled to the power generator coil, and a power storage device such as a capacitor or battery coupled to the output of the rectifier circuit. A voltage regulator may be provided to provide the appropriate current and voltage to the power storage device.
例えば、図41は図22〜図32に関して上述した種類の電力発電機502を備える生物運動装置500の一例を示す。電力発電機502は靴の踵又は体の他のどこかに装着され、歩行により磁石が電力発電機502のコイルに対して動く。   For example, FIG. 41 shows an example of a biological exercise apparatus 500 that includes a power generator 502 of the type described above with respect to FIGS. The power generator 502 is mounted on a shoe heel or anywhere else on the body, and walking causes the magnet to move relative to the coil of the power generator 502.
装置500は、電力発電機502の巻線又はコイルに結合された整流回路504を更に備える。整流回路504は電力発電機502の巻線又はコイルに発生したAC電流をDC電流に変換する。   Apparatus 500 further includes a rectifier circuit 504 coupled to the windings or coils of power generator 502. The rectifier circuit 504 converts the AC current generated in the winding or coil of the power generator 502 into a DC current.
図41の実施形態では、装置500は整流回路504に結合され、巻線又はコイルによって生成された電力を蓄積するための電力蓄積装置506を更に備える。電力蓄積装置506は1つ以上のバッテリー、コンデンサー、バッテリーとコンデンサーの組合せ、又は他の種類の電力蓄積装置であっても、又は備えてもよい。   In the embodiment of FIG. 41, the apparatus 500 further comprises a power storage device 506 coupled to the rectifier circuit 504 for storing power generated by the windings or coils. The power storage device 506 may be or comprise one or more batteries, capacitors, battery and capacitor combinations, or other types of power storage devices.
図41の実施形態では、装置500は電力蓄積装置506に結合され、人が携帯する電子装置に安定な出力電圧を提供するよう構成された電圧調整器508を更に備える。他の実施形態が可能である。   In the embodiment of FIG. 41, the device 500 further comprises a voltage regulator 508 coupled to the power storage device 506 and configured to provide a stable output voltage to a human portable electronic device. Other embodiments are possible.
図42は、得られるエネルギーの電気エネルギーへの変換を容易にするためにジンバルを備えるシステム100の実施形態を例示する。システム100は発電機102、例えば図22〜図32に例示した発電機の1つ以上を備え、発電機102は所望の姿勢にするのを容易にする支持構造体104によって支持されている。幾つかの実施形態では、支持構造体104はジャイロスコープ技術を使用してもよい。   FIG. 42 illustrates an embodiment of a system 100 that includes a gimbal to facilitate conversion of the resulting energy into electrical energy. The system 100 includes a generator 102, such as one or more of the generators illustrated in FIGS. 22-32, which is supported by a support structure 104 that facilitates taking a desired posture. In some embodiments, the support structure 104 may use gyroscope technology.
図43は、支持構造体108に結合された複数の発電機102、104、106を備えるシステム100を例示する。第1の発電機102は支持構造体108に結合され、X軸110に沿って方向付けされている。第2の発電機104は支持構造体108に結合され、Y軸112に沿って方向付けされている。第3の発電機106は支持構造体108に結合されZ軸114に沿って方向付けされている。   FIG. 43 illustrates a system 100 that includes a plurality of generators 102, 104, 106 coupled to a support structure 108. The first generator 102 is coupled to the support structure 108 and is oriented along the X axis 110. The second generator 104 is coupled to the support structure 108 and is oriented along the Y axis 112. The third generator 106 is coupled to the support structure 108 and is oriented along the Z axis 114.
図44は、バッテリー102の実施形態、例えば図33〜図35に例示したバッテリー実施形態の1つと、発電機104の実施形態、例えば図22〜図32に例示した発電機の1つと、太陽光コレクター106と、アンテナシステム110と整流器112とを有する無線周波数エネルギーコレクター108とを備える衣服100を例示する。衣服100は様々な構成要素を結合するバスシステム114と、バスシステム100をバッテリー102に結合する結合器116とを更に備える。結合器116は発電機104、太陽光コレクター106、及び/又は無線周波数エネルギーコレクター108から受け取った電気エネルギーを調整又は加えるよう構成されるか、又はバッテリー102への接続118を衣服100の発電機104等の他の構成要素の1つ以上に接続するために切替えるよう構成されてもよい。また、結合器116は外部負荷及び/又はエネルギー源への接続を可能にするよう構成されてもよい。例示のように、衣服100はシャツであるが、他の実施形態は他の衣服を備えてもよい。バッテリー102、発電機104、太陽光コレクター106、無線周波数エネルギーコレクター108、バスシステム114、結合器116、及び接続118は該衣服に一体化されるか、又は取り外し可能に結合されるか、又はそれらの組合わせであってもよい。例えば、アンテナシステム110とバスシステム114が該シャツの布地に一体化され、バッテリー102は該シャツに結合可能であってもよい。別の例では、ボタン122が太陽光コレクター106を備えてもよい。幾つかの実施形態は上記構成要素の全ては備えなくてもよい。例えば、1つの実施形態はバッテリー102とアンテナシステム110とを備えてもよい。幾つかの実施形態では、バッテリー102内の制御モジュール(図34の制御モジュール208を参照)は、バスシステム114を介してバッテリー102が受け取ったエネルギーのバッテリーでの蓄積を制御してもよい。   44 illustrates an embodiment of the battery 102, such as one of the battery embodiments illustrated in FIGS. 33-35, an embodiment of the generator 104, such as one of the generators illustrated in FIGS. Illustrated is a garment 100 comprising a collector 106 and a radio frequency energy collector 108 having an antenna system 110 and a rectifier 112. The garment 100 further includes a bus system 114 that couples the various components and a coupler 116 that couples the bus system 100 to the battery 102. The coupler 116 is configured to condition or add electrical energy received from the generator 104, the solar collector 106, and / or the radio frequency energy collector 108, or connect the connection 118 to the battery 102 to the generator 104 of the garment 100. Etc. may be configured to switch to connect to one or more of the other components. The coupler 116 may also be configured to allow connection to an external load and / or energy source. Illustratively, the garment 100 is a shirt, but other embodiments may comprise other garments. The battery 102, generator 104, solar collector 106, radio frequency energy collector 108, bus system 114, coupler 116, and connection 118 are integrated into the garment or removably coupled, or they A combination of these may be used. For example, antenna system 110 and bus system 114 may be integrated into the shirt fabric and battery 102 may be coupled to the shirt. In another example, the button 122 may include a solar collector 106. Some embodiments may not include all of the above components. For example, one embodiment may comprise a battery 102 and an antenna system 110. In some embodiments, a control module in battery 102 (see control module 208 in FIG. 34) may control the storage in the battery of energy received by battery 102 via bus system 114.
図45はシステム100の実施形態の側断面図である。システム100は、圧縮された磁界を生成するよう構成された磁性構造体104を備える回転子102と、電気伝導性要素110と磁気伝導性要素112とからなる1つ以上のバイメタルコイル108を備える固定子106とを備える。図46は図45の回転子102の線46‐46に沿った平面断面図である。磁性構造体104は圧縮された磁界を生成するよう同じ極が互いに対向して隔てて保持された複数の磁石114を備える。   FIG. 45 is a cross-sectional side view of an embodiment of the system 100. System 100 includes a rotor 102 that includes a magnetic structure 104 that is configured to generate a compressed magnetic field, and a fixed that includes one or more bimetallic coils 108 that are comprised of an electrically conductive element 110 and a magnetically conductive element 112. And a child 106. 46 is a cross-sectional plan view of the rotor 102 of FIG. 45 taken along line 46-46. The magnetic structure 104 includes a plurality of magnets 114 in which the same poles are held in opposition to each other so as to generate a compressed magnetic field.
コイル、磁性構造体、装置、発電機/モーター、バッテリー、制御モジュール、エネルギー蓄積装置、及びエネルギーを生成し蓄積する方法の特定の実施形態及び例を例示の目的のために説明したが、当業者によって理解されるであろうように本開示の思想と範囲から逸脱することなく様々な変更が可能である。上述した様々な実施形態を組合わせて別の実施形態とすることができる。   Although specific embodiments and examples of coils, magnetic structures, devices, generators / motors, batteries, control modules, energy storage devices, and methods of generating and storing energy have been described for illustrative purposes, those skilled in the art Various modifications may be made without departing from the spirit and scope of the disclosure as will be understood by The various embodiments described above can be combined into another embodiment.
上記詳細な説明を考慮すると本発明の様々な変更が可能である。添付の請求項において、使用される用語は本発明を本明細書及び請求項に開示された特定の実施形態に限定すると理解されるべきでない。従って、本発明は本開示によって限定されないが、その範囲は添付の請求項によって完全に決定されるであろう。   In light of the above detailed description, various modifications of the present invention are possible. In the appended claims, the terms used should not be construed to limit the invention to the specific embodiments disclosed in the specification and the claims. Accordingly, the invention is not limited by the disclosure, but the scope thereof will be determined entirely by the appended claims.
100 バッテリー
102 ケース
104 発電機
106 第1エネルギー蓄積装置
108 制御モジュール
110 第2エネルギー蓄積装置
112、114 接触端子
121 電気伝導性巻線
122 コイル
123 磁気伝導性巻線
124 磁性構造体
130、138 ばね
134、142 反発磁石
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Battery 102 Case 104 Generator 106 1st energy storage device 108 Control module 110 2nd energy storage device 112,114 Contact terminal 121 Electrically conductive winding 122 Coil 123 Magnetically conductive winding 124 Magnetic structure 130, 138 Spring 134 142 Repulsive magnet

Claims (62)

  1. バッテリーであって、
    ケースと、
    該ケース内に収容され、該バッテリーが受け取ったエネルギーを電気エネルギーに変換するよう構成された第1発電機と、
    該ケース内に収容された第1エネルギー蓄積装置と、
    該ケース内に収容された第2エネルギー蓄積装置と、
    該ケース内に収容され、該第1と第2エネルギー蓄積装置に結合され、該第1エネルギー蓄積装置から該第2エネルギー蓄積装置への電気エネルギーの移送を制御するよう構成された制御モジュールと、
    複数の接触端子と
    を備えるバッテリー。
    A battery,
    Case and
    A first generator housed in the case and configured to convert the energy received by the battery into electrical energy;
    A first energy storage device housed in the case;
    A second energy storage device housed in the case;
    A control module housed in the case and coupled to the first and second energy storage devices and configured to control the transfer of electrical energy from the first energy storage device to the second energy storage device;
    A battery comprising a plurality of contact terminals.
  2. 前記第1エネルギー蓄積装置はウルトラコンデンサーを備え、前記第2エネルギー蓄積装置はリチウム電池を備える請求項1に記載のバッテリー。   The battery according to claim 1, wherein the first energy storage device includes an ultracapacitor, and the second energy storage device includes a lithium battery.
  3. 第3エネルギー蓄積装置を更に備える請求項1に記載のバッテリー。   The battery according to claim 1, further comprising a third energy storage device.
  4. 前記第3エネルギー蓄積装置は前記第2エネルギー蓄積装置と直列に結合されている請求項3に記載のバッテリー。   The battery of claim 3, wherein the third energy storage device is coupled in series with the second energy storage device.
  5. 前記第3エネルギー蓄積装置は前記第1エネルギー蓄積装置と並列に結合されている請求項3に記載のバッテリー。   The battery of claim 3, wherein the third energy storage device is coupled in parallel with the first energy storage device.
  6. 前記複数の接触端子を収容するコネクターを更に備える請求項1に記載のバッテリー。   The battery according to claim 1, further comprising a connector that accommodates the plurality of contact terminals.
  7. 前記ケース及び前記接触端子は単2電池の構成を有する請求項1に記載のバッテリー。   The battery according to claim 1, wherein the case and the contact terminal have a structure of an AA battery.
  8. 前記第1発電機は、
    コイルと、
    磁性構造体と
    を備える請求項1に記載のバッテリー。
    The first generator is
    Coils,
    The battery according to claim 1, comprising a magnetic structure.
  9. 前記磁性構造体は圧縮された磁界を生成するよう構成されている請求項8に記載のバッテリー。   The battery of claim 8, wherein the magnetic structure is configured to generate a compressed magnetic field.
  10. 前記コイルは、
    電気伝導性要素と、
    磁気伝導性要素と
    を備える請求項8に記載のバッテリー。
    The coil is
    An electrically conductive element;
    The battery according to claim 8, comprising a magnetically conductive element.
  11. 前記磁性構造体は圧縮された磁界を生成するよう構成されている請求項10に記載のバッテリー。   The battery of claim 10, wherein the magnetic structure is configured to generate a compressed magnetic field.
  12. 前記複数の接触端子は前記制御モジュールに電気的に結合されている請求項1に記載のバッテリー。   The battery of claim 1, wherein the plurality of contact terminals are electrically coupled to the control module.
  13. 前記制御モジュールは前記第2エネルギー蓄積装置と前記接触端子の間のエネルギーの移送を制御するよう更に構成されている請求項1に記載のバッテリー。   The battery of claim 1, wherein the control module is further configured to control the transfer of energy between the second energy storage device and the contact terminal.
  14. 前記第1エネルギー蓄積装置と前記接触端子の間のエネルギーの移送は、前記接触端子から前記第2エネルギー蓄積装置へのエネルギーの移送を含む請求項13に記載のバッテリー。   14. The battery according to claim 13, wherein the transfer of energy between the first energy storage device and the contact terminal includes transfer of energy from the contact terminal to the second energy storage device.
  15. 前記第1エネルギー蓄積装置と前記接触端子の間のエネルギーの移送は、前記接触端子から前記第1エネルギー蓄積装置へのエネルギーの移送を含む請求項13に記載のバッテリー。   The battery of claim 13, wherein the transfer of energy between the first energy storage device and the contact terminal includes transfer of energy from the contact terminal to the first energy storage device.
  16. 前記制御モジュールは前記第1エネルギー蓄積装置と前記接触端子の間のエネルギーの移送を制御するよう更に構成されている請求項1に記載のバッテリー。   The battery of claim 1, wherein the control module is further configured to control energy transfer between the first energy storage device and the contact terminal.
  17. 前記発電機に結合された吊り下げシステムを更に備える請求項1に記載のバッテリー。   The battery of claim 1, further comprising a suspension system coupled to the generator.
  18. 前記吊り下げシステムは、予期されるパターンの運動の電気エネルギーへの変換を最適化するよう調整される請求項17に記載のバッテリー。   The battery of claim 17, wherein the suspension system is tuned to optimize the conversion of expected pattern of movement into electrical energy.
  19. 前記発電機は該バッテリーの運動を介して受け取ったエネルギーを変換するよう構成されている請求項1に記載のバッテリー。   The battery of claim 1, wherein the generator is configured to convert energy received through movement of the battery.
  20. 前記発電機は寄生的に受け取ったエネルギーを変換するよう構成されている請求項1に記載のバッテリー。   The battery of claim 1, wherein the generator is configured to convert parasitically received energy.
  21. 前記ケースは磁気シールドを備える請求項1に記載のバッテリー。   The battery according to claim 1, wherein the case includes a magnetic shield.
  22. ケースと、
    該ケース内に収容されたコイルと、
    該ケース内に収容され、圧縮された磁界を生成するよう構成された磁性構造体と、
    該ケース内に収容された第1エネルギー蓄積装置と、
    該ケースに結合された複数の接触端子と、
    該ケース内に収容され、該コイルと該第1エネルギー蓄積装置に結合された制御モジュールと
    を備えるバッテリー。
    Case and
    A coil housed in the case;
    A magnetic structure housed in the case and configured to generate a compressed magnetic field;
    A first energy storage device housed in the case;
    A plurality of contact terminals coupled to the case;
    A battery housed in the case and comprising a control module coupled to the coil and the first energy storage device.
  23. 前記磁性構造体は複数の互いに隔てられた希土磁石を備え、該複数の希土磁石のうち隣り合う磁石の同じ極が互いに対向するよう配列されている請求項22に記載のバッテリー。   The battery according to claim 22, wherein the magnetic structure includes a plurality of rare earth magnets separated from each other, and the same poles of adjacent magnets of the plurality of rare earth magnets are arranged to face each other.
  24. 前記複数の磁石は互いに対して適正な位置に保持されている請求項23に記載のバッテリー。   The battery according to claim 23, wherein the plurality of magnets are held at appropriate positions with respect to each other.
  25. 前記複数の磁石のうち2つの磁石の間の空間は、非磁性物質でほぼ満たされている請求項23に記載のバッテリー。   24. The battery according to claim 23, wherein a space between two of the plurality of magnets is substantially filled with a nonmagnetic material.
  26. 前記非磁性物質は空気である請求項25に記載のバッテリー。   The battery according to claim 25, wherein the non-magnetic substance is air.
  27. 前記非磁性物質はフッ素重合体樹脂である請求項25に記載のバッテリー。   The battery according to claim 25, wherein the non-magnetic substance is a fluoropolymer resin.
  28. 前記ケースは真空に引かれ密封されている請求項22に記載のバッテリー。   The battery according to claim 22, wherein the case is vacuum-tightly sealed.
  29. 前記磁性構造体に結合された吊り下げシステムを更に備える請求項22に記載のバッテリー。   23. The battery of claim 22, further comprising a suspension system coupled to the magnetic structure.
  30. 前記吊り下げシステムは、予期されるパターンの運動の電気エネルギーへの変換を最適化するよう調整される請求項29に記載のバッテリー。   30. The battery of claim 29, wherein the suspension system is tuned to optimize the conversion of expected pattern of movement into electrical energy.
  31. 前記コイルは、
    電気伝導性要素と、
    磁気伝導性要素と
    を備える請求項29に記載のバッテリー。
    The coil is
    An electrically conductive element;
    30. The battery of claim 29, comprising a magnetically conductive element.
  32. 前記磁気伝導性要素は前記電気伝導性要素内に磁束を集中させるよう構成されている請求項31に記載のバッテリー。   32. The battery of claim 31, wherein the magnetically conductive element is configured to concentrate magnetic flux within the electrically conductive element.
  33. ケースと、
    該ケース内に収容され、電気伝導性要素と磁気伝導性要素とを有するコイルと、
    磁性構造体と、
    該ケース内に収容された第1エネルギー蓄積装置と、
    該ケースに結合された複数の接触端子と、
    該ケース内に収容され、該コイルと該第1エネルギー蓄積装置に結合された制御モジュールと
    を備えるバッテリー。
    Case and
    A coil housed in the case and having an electrically conductive element and a magnetically conductive element;
    A magnetic structure;
    A first energy storage device housed in the case;
    A plurality of contact terminals coupled to the case;
    A battery housed in the case and comprising a control module coupled to the coil and the first energy storage device.
  34. 前記磁気伝導性要素は前記電気伝導性要素内に磁束を集中させるよう構成されている請求項33に記載のバッテリー。   34. The battery of claim 33, wherein the magnetically conductive element is configured to concentrate magnetic flux within the electrically conductive element.
  35. 前記電気伝導性要素は多線巻線の中の電気伝導性線であり、前記磁気伝導性要素は該多線巻線の中の磁気伝導性線である請求項33に記載のバッテリー。   34. The battery of claim 33, wherein the electrically conductive element is an electrically conductive wire in a multi-wire winding, and the magnetically conductive element is a magnetic conductive wire in the multi-wire winding.
  36. 前記電気伝導性要素は電気伝導性巻線であり、前記磁気伝導性要素は磁気伝導性巻線である請求項33に記載のバッテリー。   34. The battery of claim 33, wherein the electrically conductive element is an electrically conductive winding and the magnetically conductive element is a magnetically conductive winding.
  37. 前記電気伝導性要素は第1絶縁基板上に形成された電気伝導性配線である請求項33に記載のバッテリー。   34. The battery according to claim 33, wherein the electrically conductive element is an electrically conductive wiring formed on a first insulating substrate.
  38. 前記磁気伝導性要素は前記第1絶縁基板上に形成された磁気伝導性配線である請求項37に記載のバッテリー。   38. The battery according to claim 37, wherein the magnetically conductive element is a magnetically conductive wiring formed on the first insulating substrate.
  39. 前記電気伝導性配線は前記第1絶縁基板の第1面上に形成され、前記磁気伝導性配線は該第1絶縁基板の該第1面上に形成されている請求項38に記載のバッテリー。   39. The battery according to claim 38, wherein the electrically conductive wiring is formed on a first surface of the first insulating substrate, and the magnetic conductive wiring is formed on the first surface of the first insulating substrate.
  40. 複数の絶縁基板を更に備え、
    前記電気伝導性要素は該複数の絶縁基板のうち選択された複数の基板上に形成された複数の電気伝導性配線からなり、
    前記磁気伝導性要素は該複数の絶縁基板のうち選択された複数の基板上に形成された複数の磁気伝導性配線からなる請求項33に記載のバッテリー。
    A plurality of insulating substrates;
    The electrically conductive element comprises a plurality of electrically conductive wirings formed on a plurality of substrates selected from the plurality of insulating substrates,
    34. The battery according to claim 33, wherein the magnetic conductive element includes a plurality of magnetic conductive wirings formed on a plurality of substrates selected from the plurality of insulating substrates.
  41. 前記磁性構造体は圧縮された磁界を生成するよう構成されている請求項33に記載のバッテリー。   34. The battery of claim 33, wherein the magnetic structure is configured to generate a compressed magnetic field.
  42. 前記複数の接触端子の1つは、外部バッテリーの接触端子に電気的に結合されている請求項33に記載のバッテリー。   34. The battery of claim 33, wherein one of the plurality of contact terminals is electrically coupled to an external battery contact terminal.
  43. バッテリーであって、
    ケースと、
    該バッテリーの運動を電流に変換する手段と、
    該ケース内に収容され、エネルギーを蓄える第1手段と、
    該ケース内に収容され、エネルギーを蓄える第2手段と、
    運動を変換する該手段から該ケース内に収容されエネルギーを蓄える該第1手段へのエネルギーの移送を制御する手段と、
    エネルギーを蓄える該第1手段に蓄えられたエネルギーにアクセスする手段と
    を備えるバッテリー。
    A battery,
    Case and
    Means for converting the movement of the battery into a current;
    A first means stored in the case and storing energy;
    A second means for storing energy stored in the case;
    Means for controlling the transfer of energy from the means for converting motion to the first means stored in the case for storing energy;
    Means for accessing the energy stored in the first means for storing energy.
  44. 前記ケース内に収容され、エネルギーを蓄える第3手段を更に備える請求項43に記載のバッテリー。   44. The battery according to claim 43, further comprising a third means stored in the case and storing energy.
  45. 運動を変換する前記手段は、
    電流を伝導する手段と、
    磁界を生成する手段と
    を備える請求項43に記載のバッテリー。
    The means for converting motion is:
    Means for conducting current,
    44. The battery of claim 43, comprising means for generating a magnetic field.
  46. 磁界を生成する前記手段は、圧縮された磁界を生成するよう構成されている請求項45に記載のバッテリー。   46. The battery of claim 45, wherein the means for generating a magnetic field is configured to generate a compressed magnetic field.
  47. 磁束を伝導する手段を更に備える請求項46に記載のバッテリー。   The battery of claim 46, further comprising means for conducting magnetic flux.
  48. 磁束を伝導する手段を更に備える請求項45に記載のバッテリー。   The battery of claim 45, further comprising means for conducting magnetic flux.
  49. 磁界を生成する前記手段に対する、電流を伝導する前記手段の相対的運動を容易にする手段を更に備える請求項45に記載のバッテリー。   46. The battery of claim 45, further comprising means for facilitating relative movement of the means for conducting current relative to the means for generating a magnetic field.
  50. バッテリーを動作させる方法であって、
    該バッテリーを動かすことと、
    該バッテリーの運動を介して受け取ったエネルギーを電流に変換することと、
    該バッテリー内に収容された複数のエネルギー蓄積装置へのエネルギーの移送を制御することと
    を備える方法。
    A method of operating a battery,
    Moving the battery;
    Converting energy received through movement of the battery into current;
    Controlling the transfer of energy to a plurality of energy storage devices housed in the battery.
  51. 前記エネルギーの移送を制御することは、
    前記電流のエネルギーを前記複数のエネルギー蓄積装置のうち第1エネルギー蓄積装置に蓄えることと、
    該第1エネルギー蓄積装置から該複数のエネルギー蓄積装置のうち第2エネルギー蓄積装置へのエネルギーの移送を制御することとを含む請求項50に記載の方法。
    Controlling the transfer of energy is
    Storing the energy of the current in a first energy storage device among the plurality of energy storage devices;
    51. The method of claim 50, comprising controlling the transfer of energy from the first energy storage device to a second energy storage device of the plurality of energy storage devices.
  52. 前記エネルギーの移送を制御することは、前記電流を整流することを含む請求項50に記載の方法。   51. The method of claim 50, wherein controlling the energy transfer includes rectifying the current.
  53. 前記バッテリーから負荷へのエネルギーの移送を制御することを更に含む請求項50に記載の方法。   51. The method of claim 50, further comprising controlling the transfer of energy from the battery to a load.
  54. 前記バッテリーに電流を提供することと、
    前記提供された電流のエネルギーを該バッテリーに蓄えるのを制御することとを更に含む請求項50に記載の方法。
    Providing current to the battery;
    51. The method of claim 50, further comprising controlling storing the provided current energy in the battery.
  55. 前記バッテリーの運動を介して受け取ったエネルギーを電流に変換することは、圧縮された磁界を生成することを含む請求項50に記載の方法。   51. The method of claim 50, wherein converting energy received through movement of the battery into current includes generating a compressed magnetic field.
  56. 前記バッテリーの運動を介して受け取ったエネルギーを電流に変換することは、電気伝導性巻線内に前記圧縮された磁界を集中させることを更に含む請求項55に記載の方法。   56. The method of claim 55, wherein converting energy received via movement of the battery into current further comprises concentrating the compressed magnetic field in an electrically conductive winding.
  57. 前記圧縮された磁界を生成することは、同じ極同士が対向する互いに隔てられた2つの磁石を周囲距離より近い間隔に保持することを含む請求項55に記載の方法。   56. The method of claim 55, wherein generating the compressed magnetic field includes maintaining two spaced apart magnets with the same poles facing each other at a distance closer to the ambient distance.
  58. 前記バッテリーの運動を介して受け取ったエネルギーを電流に変換することは、電気伝導性要素内に磁界を集中させることを含む請求項50に記載の方法。   51. The method of claim 50, wherein converting energy received via movement of the battery into current includes concentrating a magnetic field within the electrically conductive element.
  59. 前記電気伝導性要素内に磁界を集中させることは、磁気伝導性要素を該電気伝導性要素に対して、前記磁界を集中させるように配置することを含む請求項58に記載の方法。   59. The method of claim 58, wherein concentrating a magnetic field within the electrically conductive element includes positioning a magnetically conductive element with respect to the electrically conductive element to concentrate the magnetic field.
  60. 前記バッテリーの運動を介して受け取ったエネルギーを電流に変換することは、該エネルギーを電気伝導性巻線と磁界との相対的運動に変換することを含む請求項50に記載の方法。   51. The method of claim 50, wherein converting energy received via movement of the battery into current includes converting the energy into relative movement between an electrically conductive winding and a magnetic field.
  61. 前記相対的運動は概ね直線的である請求項60に記載の方法。   61. The method of claim 60, wherein the relative motion is generally linear.
  62. 前記相対的運動は概ね回転である請求項60に記載の方法。   61. The method of claim 60, wherein the relative motion is generally rotation.
JP2009518154A 2006-06-26 2007-06-14 System and method for storing energy Pending JP2010514387A (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/475,564 US7688036B2 (en) 2006-06-26 2006-06-26 System and method for storing energy
US11/475,842 US20090295253A1 (en) 2006-06-26 2006-06-26 Motor/generator
US11/475,858 US20090295520A1 (en) 2006-06-26 2006-06-26 Magnetic structure
US11/475,389 US20100013345A1 (en) 2006-06-26 2006-06-26 Bi-metal coil
PCT/US2007/014226 WO2008002413A2 (en) 2006-06-26 2007-06-14 System and method for storing energy

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010514387A true JP2010514387A (en) 2010-04-30

Family

ID=38720149

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009518154A Pending JP2010514387A (en) 2006-06-26 2007-06-14 System and method for storing energy

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP2033294A2 (en)
JP (1) JP2010514387A (en)
KR (1) KR20090046790A (en)
AU (1) AU2007265677A1 (en)
BR (1) BRPI0713302A2 (en)
CA (1) CA2655797A1 (en)
WO (1) WO2008002413A2 (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7847421B2 (en) 2007-01-19 2010-12-07 Willowview Systems, Inc. System for generating electrical energy from ambient motion
US8030786B2 (en) 2008-08-22 2011-10-04 Willowview Systems, Inc. System for generating electrical energy from ambient energy
WO2011107834A1 (en) * 2010-03-05 2011-09-09 Sci Innovations Limited Portable communication device
EP2367260A1 (en) * 2010-03-17 2011-09-21 SCI Innovations Limited Portable communication device
KR101361576B1 (en) * 2012-07-16 2014-02-13 울산대학교 산학협력단 Multi-frequency electromagnetic energy harvester
CN104753090B (en) * 2013-12-25 2017-09-15 国家无线电监测中心检测中心 portable power source management device based on digital signal processing
KR101673011B1 (en) 2015-04-01 2016-11-04 한국기계연구원 Electricity generating device having adjustable linear resonance frequency and linear resonance frequency control method for electricity generating device
KR101673010B1 (en) 2015-04-01 2016-11-04 한국기계연구원 Electricity generating device having adjustable non-linear vibration and non-linear vibration control method for electricity generating device
KR20160126707A (en) 2015-04-24 2016-11-02 한국기계연구원 bi-stable vibration energy havester design method

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69607823T2 (en) * 1996-01-29 2000-12-14 Labimex Ltd Hand-operated auxiliary power supply device for mobile telecommunication devices
DE19702056A1 (en) * 1997-01-22 1998-07-23 Gunther Dr Wulff Device for generating electricity on vehicle wheels
JP2000092783A (en) * 1998-09-11 2000-03-31 Calsonic Corp Dry cell-type power supply apparatus
GB2354646A (en) * 1999-09-22 2001-03-28 John Fagbola Battery housed kinetic generator
DE10016974A1 (en) * 2000-04-06 2001-10-11 Philips Corp Intellectual Pty Automated assembly coil
US6664759B1 (en) * 2002-08-14 2003-12-16 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Manually rechargeable power system

Also Published As

Publication number Publication date
AU2007265677A1 (en) 2008-01-03
KR20090046790A (en) 2009-05-11
BRPI0713302A2 (en) 2012-04-17
CA2655797A1 (en) 2008-01-03
WO2008002413A3 (en) 2008-02-21
EP2033294A2 (en) 2009-03-11
WO2008002413A2 (en) 2008-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7688036B2 (en) System and method for storing energy
JP2010514387A (en) System and method for storing energy
US20090295520A1 (en) Magnetic structure
JP4684106B2 (en) Power generation with combined magnets
US10432066B2 (en) Generating your own power
KR20080046613A (en) Multiple magnet moving coil reciprocating generator
US20090295253A1 (en) Motor/generator
US20090146508A1 (en) Reciprocating power generating module
JP2010514388A (en) Magnetic structure
WO2007121382A2 (en) Power generator having a plurality of arranged power generator units
US20100013345A1 (en) Bi-metal coil
KR101136561B1 (en) Self-generator for Transforming Tiny Kinetic Energy into Electric Energy
WO2008091275A2 (en) Magnetic structure
JPH06141524A (en) Charging shoe
RU165899U1 (en) ELECTRIC GENERATOR
KR20100102083A (en) Moverator (energy transfer machine which change kinetic energy into electric energy immediately using vibration of permanent magnet)
US10457545B2 (en) Magnetic inertial sensor energy harvesting and scavenging methods, circuits and systems
KR100779053B1 (en) Electric power generator and method of generating electricity using coupled magnets
CN112821708A (en) Bistable electromagnetic-piezoelectric hybrid vibration energy collector and self-powered sensing system