KR102064980B1 - 에너지 하베스팅 기능을 갖는 공기 냉각 장치 및 이를 포함하는 탑재 장비 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르면, 발열원에 외부의 공기를 공급하는 적어도 하나 이상의 송풍부, 상기 송풍부를 수용하는 본체 및 상기 본체와 연결되어 상기 송풍부로부터 발생하는 기계적 진동을 수집하는 에너지 하베스팅 모듈을 포함하여 구조물 전달 소음을 저감하고, 수확한 에너지를 활용하여 장비의 소모 전력을 감소시키는 에너지 하베스팅 기능을 갖는 공기 냉각 장치 및 이를 포함하는 탑재 장비가 개시된다.

Description

에너지 하베스팅 기능을 갖는 공기 냉각 장치 및 이를 포함하는 탑재 장비 {Air Cooling Device having Energy Harvesting Function and Mounting Apparatus Including the same}
본 발명은 공기 냉각 장치 및 이를 포함하는 탑재 장비에 관한 것으로, 특히 함정에 설치되는 공기 냉각 장치 및 이를 포함하는 탑재 장비에 관한 것이다.
종래기술의 함정탑재장비의 환경제어 장치는 소음 감쇠 시스템을 적용하지 않거나, 고무 또는 실리콘 등 탄성 재질 기반의 패시브(Passive) 방식이기 때문에 감쇠가 가능한 주파수 밴드가 작아 소음 감쇠에 한계가 있어 함정의 은폐 및 은밀성에 악영향을 미친다.
또한, 함정탑재장비 내부에 발열원인 전자모듈을 장착하고 있으며, 이 발열원을 장비 외부의 공기로 냉각시키는 공기 냉각 방식은 송풍팬의 유량이 일정한 값 이상으로 커짐에 따라 소음 발생도 커지는 문제가 있다.
이에 따라, 강제 대류 방식의 냉각과정에서 냉각팬으로부터 발생하는 진동에너지를 이용하여 구조물 전달 소음을 저감하고, 장비의 소모전력을 감소할 수 있는 장치가 필요하다.
본 발명은 에너지 하베스팅 기능을 갖는 공기 냉각 장치 및 이를 포함하는 탑재 장비로 발열원에 외부의 공기를 공급하는 적어도 하나 이상의 송풍부, 상기 송풍부를 수용하는 본체 및 상기 본체와 연결되어 상기 송풍부로부터 발생하는 기계적 진동을 수집하는 에너지 하베스팅 모듈을 포함하여 구조물 전달 소음을 저감하는데 그 목적이 있다.
또한, 수확한 에너지를 활용하여 장비의 소모 전력을 감소시키는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하베스팅 기능을 갖는 공기 냉각 장치는, 적어도 하나의 전자 모듈을 구비할 수 있으며, 상기 전자 모듈의 발열원을 외부의 공기로 냉각시키는 공기 냉각 장치에 있어서, 상기 발열원에 외부의 공기를 공급하는 적어도 하나 이상의 송풍부, 상기 송풍부를 수용하는 본체 및 상기 본체와 연결되어 상기 송풍부로부터 발생하는 기계적 진동을 수집하는 에너지 하베스팅 모듈을 포함한다.
여기서, 상기 본체는, 상기 본체의 전면에 위치하며 개구부를 포함하는 외판 및 상기 본체의 후면에 위치하며 상기 본체를 외측에 고정하는 고정부를 포함하고, 상기 개구부의 내측에 상기 송풍부가 위치한다.
여기서, 상기 본체는, 상기 외판에 부착되며, 상기 송풍부를 장착하기 위한 틀 형태의 가진부 및 상기 고정부에 부착되며, 상기 에너지 하베스팅 모듈 측으로 연장 되는 지지부를 더 포함하며, 상기 에너지 하베스팅 모듈은, 상기 본체의 상기 가진부와 상기 지지부 사이에 결합한다.
여기서, 상기 송풍부는, 냉각팬 및 회전하는 상기 냉각팬의 가속도 또는 충격의 세기를 측정하는 센서부를 포함한다.
여기서, 상기 에너지 하베스팅 모듈은, 바닥이 있는 원통 형상의 하우징, 상기 하우징의 내부에 위치하는 스테이터, 상기 스테이터의 일부분에 감기는 코일 및 상기 코일과 이격되어 위치하는 자성체를 포함한다.
여기서, 상기 하우징의 중심축과 동일한 방향으로 상기 스테이터, 상기 코일이 감겨진 부분 및 상기 자성체로 둘러싸인 부분의 중심이 일치하게 장착되되, 상기 송풍부로부터 발생하는 기계적 진동 발생 시, 상기 코일은 상기 중심축을 중심으로 상하 방향의 병진 운동을 한다.
여기서, 상기 에너지 하베스팅 모듈은, 상기 하우징의 상단에 위치하며, 일단이 상기 스테이터와 연결되어 외부의 충전부와 전기적으로 연결되는 케이블 하네스를 더 포함하며, 상기 케이블 하네스는, 상기 코일의 병진 운동 시 생성되는 전기 에너지를 상기 외부의 충전부로 이동시킨다.
여기서, 상기 송풍부의 작동에 따라, 상기 에너지 하베스팅 모듈을 실행하여 상기 충전부를 충전시키는 하베스팅 제어부를 더 포함하며, 상기 하베스팅 제어부는, 상기 에너지 하베스팅 모듈을 실행하기 위한 임계값을 설정하는 임계값 설정부, 상기 센서부로부터 측정된 가속도 측정값을 입력 받는 측정값 입력부, 상기 가속도 측정값의 최대값과 상기 설정부에서 설정한 임계값을 비교하는 가속도 측정값 비교부를 포함한다.
여기서, 상기 하베스팅 제어부는, 상기 가속도 측정값의 최대값을 가진 주파수와 상기 설정부에서 설정한 임계값을 가진 주파수를 비교하는 주파수 비교부 및 상기 주파수 비교부의 비교 결과에 따라, 상기 에너지 하베스팅 모듈 작동 명령을 생성하는 작동 명령 생성부를 더 포함한다.
여기서, 상기 에너지 하베스팅 모듈은, 상기 하우징의 하면에 부착되며 소음 감쇠가 가능한 탄성체 및 상기 탄성체와 연결되며, 상기 지지부와 결합되는 홀더를 더 포함한다.
여기서, 상기 에너지 하베스팅 모듈은, 상기 홀더의 일측에 끼워지며, 기 설정된 순간 가속도 이상의 충격에서 상기 에너지 하베스팅 모듈을 보호하는 완충 모듈을 더 포함하며, 상기 완충 모듈은, 상기 홀더와 상기 탄성체가 접합한 면으로부터 연장된 부분의 양측을 가압하는 완충재 및 상기 홀더의 하단에 삽입되어 상기 하우징의 일부분에 고정되는 이탈 방지부재를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하베스팅 기능을 갖는 공기 냉각 장치를 포함하는 탑재 장비는, 전자 모듈, 상기 전자 모듈의 발열원을 외부의 공기로 냉각시키는 공기 냉각 장치 및 온도 센서를 포함하여 상기 탑재 장비의 내부 온도를 모니터링하는 모니터링부를 포함하며, 상기 공기 냉각 장치는, 상기 발열원에 외부의 공기를 공급하는 적어도 하나 이상의 송풍부, 상기 송풍부를 수용하는 본체, 상기 본체와 연결되어 상기 송풍부로부터 발생하는 기계적 진동을 수집하는 에너지 하베스팅 모듈 및 상기 송풍부의 작동에 따라, 상기 에너지 하베스팅 모듈을 실행하여 상기 충전부를 충전시키는 하베스팅 제어부를 포함한다.
여기서, 상기 본체는, 상기 본체의 전면에 위치하며 개구부를 포함하는 외판, 상기 본체의 후면에 위치하며 상기 본체를 외측에 고정하는 고정부, 상기 외판에 부착되며, 상기 송풍부를 장착하기 위한 틀 형태의 가진부 및 상기 고정부에 부착되며, 상기 에너지 하베스팅 모듈 측으로 연장 되는 지지부를 포함하며, 상기 에너지 하베스팅 모듈은, 상기 본체의 상기 가진부와 상기 지지부 사이에 결합한다.
여기서, 상기 에너지 하베스팅 모듈은, 바닥이 있는 원통 형상의 하우징, 상기 하우징의 내부에 위치하는 스테이터, 상기 스테이터의 일부분에 감기는 코일, 상기 코일과 이격되어 위치하는 자성체 및 상기 하우징의 상단에 위치하며, 일단이 상기 스테이터와 연결되어 외부의 충전부와 전기적으로 연결되는 케이블 하네스를 포함하며, 상기 하우징의 중심축과 동일한 방향으로 상기 스테이터, 상기 코일이 감겨진 부분 및 상기 자성체로 둘러싸인 부분의 중심이 일치하게 장착되되, 상기 송풍부로부터 발생하는 기계적 진동 발생 시, 상기 코일은 상기 중심축을 중심으로 상하 방향의 병진 운동을 하고, 상기 케이블 하네스는, 상기 코일의 병진 운동 시 생성되는 전기 에너지를 상기 외부의 충전부로 이동시킨다.
여기서, 상기 송풍부는, 냉각팬 및 회전하는 상기 냉각팬의 가속도 또는 충격의 세기를 측정하는 센서부를 포함하고, 상기 하베스팅 제어부는, 상기 에너지 하베스팅 모듈을 실행하기 위한 임계값을 설정하는 임계값 설정부, 상기 센서부로부터 측정된 가속도 측정값을 입력 받는 측정값 입력부, 상기 가속도 측정값의 최대값과 상기 설정부에서 설정한 임계값을 비교하는 가속도 측정값 비교부를 포함한다.
여기서, 상기 하베스팅 제어부는, 상기 가속도 측정값의 최대값을 가진 주파수와 상기 설정부에서 설정한 임계값을 가진 주파수를 비교하는 주파수 비교부 및 상기 주파수 비교부의 비교 결과에 따라, 상기 에너지 하베스팅 모듈 작동 명령을 생성하는 작동 명령 생성부를 더 포함한다.
여기서, 상기 에너지 하베스팅 모듈은, 상기 홀더의 일측에 끼워지며, 기 설정된 순간 가속도 이상의 충격에서 상기 에너지 하베스팅 모듈을 보호하는 완충 모듈을 더 포함하며, 상기 완충 모듈은, 상기 홀더와 상기 탄성체가 접합한 면으로부터 연장된 부분의 양측을 가압하는 완충재 및 상기 홀더의 하단에 삽입되어 상기 하우징의 일부분에 고정되는 이탈 방지부재를 포함한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 발열원에 외부의 공기를 공급하는 적어도 하나 이상의 송풍부, 상기 송풍부를 수용하는 본체 및 상기 본체와 연결되어 상기 송풍부로부터 발생하는 기계적 진동을 수집하는 에너지 하베스팅 모듈을 포함하여 구조물 전달 소음을 저감할 수 있다.
또한, 수확한 에너지를 활용하여 장비의 소모 전력을 감소시킬 수 있다.
이에 따라, 수확한 에너지를 활용해 장비의 소모전력을 감소시켜 제한된 에너지원으로 임무를 수행하는 함정의 작전운용 시간을 증대시키고, 함정선체 외부로 방사되는 구조물 전달 소음을 저감시켜 은밀작전 성능을 향상시킬 수 있다.
여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하베스팅 기능을 갖는 공기 냉각 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 냉각 장치의 에너지 하베스팅 모듈을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공기 냉각 장치의 에너지 하베스팅 모듈을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하베스팅 기능을 갖는 공기 냉각 장치의 구성과 에너지 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 냉각 장치의 하베스팅 제어부를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 냉각 장치의 에너지 하베스팅 순서를 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 에너지 하베스팅 기능을 갖는 공기 냉각 장치를 포함하는 탑재 장비를 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 에너지 하베스팅 기능을 갖는 공기 냉각 장치를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 냉각 장치의 에너지 하베스팅 효과를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명에 관련된 에너지 하베스팅 기능을 갖는 공기 냉각 장치 및 이를 포함하는 탑재 장비에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 “모듈” 및 “부”는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명은 에너지 하베스팅 기능을 갖는 공기 냉각 장치 및 이를 포함하는 탑재 장비에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하베스팅 기능을 갖는 공기 냉각 장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하베스팅 기능을 갖는 공기 냉각 장치(10)는 본체(100), 송풍부(200), 에너지 하베스팅 모듈(300), 하베스팅 제어부(400)를 포함한다.
공기 냉각 장치는 적어도 하나의 전자 모듈을 구비할 수 있으며, 상기 전자 모듈의 발열원을 외부의 공기로 냉각시키는 장치이다. 공기 냉각 장치는 탑재 장비의 내부에 장착된 고발열 전자모듈을 냉각시키기 위하여 인입부와 토출구에 장착된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하베스팅 기능을 갖는 공기 냉각 장치(10)는 장치는 외부의 찬 공기를 내부로 인입시켜 고온의 전자모듈을 냉각하고 뜨거워진 공기를 외부로 토출시킨다. 이 강제대류 방식의 냉각과정에서 냉각팬으로부터 발생하는 진동에너지를 전기에너지로 바꾸어주는 에너지 하베스팅 모듈을 포함하여, 함정 외부로 방사되는 구조물 전달 소음 저감하고 수확한 에너지를 활용한 장비의 소모전력 감소시킬 수 있다.
본체(100)는 송풍부를 수용한다.
본체(100)는 외판(110), 고정부(120), 가진부(130), 지지부(140)를 포함한다.
외판(110)은 상기 본체의 전면에 위치하며 개구부(113)를 포함하고, 상기 개구부의 내측에 상기 송풍부가 위치한다. 개구부(113)를 통해 공기의 유입이 가능하다. 개구부(113)는 송풍부가 안착될 수 있도록 본체와 연결되는 원형의 케이스를 포함할 수 있다.
고정부(120)는 상기 본체의 후면에 위치하며 상기 본체를 외측에 고정한다.
고정부(120)는 탑재 장비의 inlet/outlet부에 본체를 고정시킬 수 있으며, 별도의 배터리를 설치할 수 있다.
가진부(130)는 상기 외판에 부착되며, 상기 송풍부를 장착하기 위한 틀 형태인 것이 바람직하다.
가진부(130)는 본체의 상측에 위치하는 'ㄱ'자 형상의 가진부(130)일 수 있으며, 본체의 하측에 위치하여 'ㄴ'자 형상의 가진부로 구현될 수도 있다.
에너지 하베스팅 모듈(300)의 부착 위치에 따라 가진부의 형상을 선택할 수 있다.
지지부(140)는 상기 고정부에 부착되며, 상기 에너지 하베스팅 모듈 측으로 연장된다.
에너지 하베스팅 모듈(300)은, 상기 본체의 상기 가진부와 상기 지지부 사이에 결합한다.
송풍부(200)는 상기 발열원에 외부의 공기를 공급하도록 적어도 하나 이상 마련된다. 송풍부는 유동을 일으키는 날개차(impeller), 날개차로 들어가고 나오는 유동을 안내하는 케이싱(casing)을 포함한다.
송풍부(200)는 냉각팬(210) 및 회전하는 상기 냉각팬의 가속도 또는 충격의 세기를 측정하는 센서부(220)를 포함한다.
송풍부(200)는, 탑재 장비의 전자 모듈의 온도를 측정하는 온도 센서를 이용하여, 온도 센서의 온도가 기 설정된 임계 온도를 초과하는 경우 상기 발열원으로 상기 외부의 공기를 공급하도록 작동한다.
센서부(220)는 가속도 센서를 이용하여 구조 소음을 측정하고 냉각팬(210)의 중앙부에 장착되는 것이 바람직하다.
가속도 센서는 출력신호를 처리하여 물체의 가속도, 진동, 충격 등의 동적 힘을 측정하는 것이다. 관성식, 자이로식, 실리콘반도체식의 센서를 포함하여 구조 소음을 측정할 수 있다.
에너지 하베스팅 모듈(300)은 상기 본체와 연결되어 상기 송풍부로부터 발생하는 기계적 진동을 수집한다.
에너지 하베스팅 모듈(300)을 이용하여 자가발전하여 전력을 생산할 수 있다. 구체적으로, 공기 냉각 장치의 냉각팬의 작동에 따른 강제 대류에 의한 진동이 발생하게 되는데, 에너지 하베스팅 모듈은 기계적인 진동을 전기에너지로 변환하여 함정 방사 소음을 저감할 수 있다.
또한, 변환한 전기 에너지로 탑재 장비의 온도 센서를 작동시켜 내부 온도를 모니터링 할 수 있다.
에너지 하베스팅 모듈(300)은 본체의 양측에 2개씩 위치하는 것이 바람직하며, 송풍부의 후면에 부착되는 것이 바람직하다. 본체의 상단과 하단에 각각 한 개씩 위치한다.
하베스팅 제어부(400)는 송풍부의 작동에 따라, 에너지 하베스팅 모듈을 실행하여 충전부(500)를 충전시킨다. 충전부(500)는 본체에 탈부착 가능한 배터리로 구현되는 것이 바람직하다.
종래의 공기 냉각장치는 고무, 플라스틱 등의 탄성재질 기반의 진동 절연 모듈만을 구비하여, 진동을 감쇠시킨다.
고무, 플라스틱 등의 탄성재질은 저주파 대역에서 진동 절연 효과가 낮지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하베스팅 모듈은 저주파 대역에서 작동이 가능하므로, 저주파 대역의 진동 절연 효과가 있고, 소모 전력을 줄일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 냉각 장치의 에너지 하베스팅 모듈을 나타낸 도면이다.
도 2의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 냉각 장치의 에너지 하베스팅 모듈의 외형을 나타낸 것이고, 도 2의 (b)는 A-A축의 단면을 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하베스팅 모듈(300)은 하우징(310), 스테이터(320), 코일(330), 자성체(340), 케이블 하네스(350), 탄성체(360), 홀더(370)를 포함한다.
에너지 하베스팅 모듈(300)은 상기 본체와 연결되어 상기 송풍부로부터 발생하는 기계적 진동을 수집한다.
하우징(310)은 바닥이 있는 원통 형상인 것이 바람직하다.
스테이터(320)는 상기 하우징의 내부에 위치한다. 하우징의 중심에 위치하는 제1 스테이터(321)와 하우징의 상면에 축과 수직인 방향으로 위치하는 제2 스테이터(322)를 포함한다.
코일(330)은 상기 스테이터의 일부분에 감긴다. 코일은 상하 축방향의 병진운동을 통해 진동에너지를 전기에너지로 변환한다.
자성체(340)는 상기 코일과 이격되어 위치한다. 자성체(340)는 스테이터와 동일한 축을 중심으로 하우징 내에 설치된다.
하우징 내에는 자석, 스테이터, 코일이 축 방향으로 장착되며, 자석의 진동 방향은 코일 회전축과 일치한다.
구체적으로, 하우징의 중심축과 동일한 방향으로 상기 스테이터, 상기 코일이 감겨진 부분 및 상기 자성체로 둘러싸인 부분의 중심이 일치하게 장착되되, 상기 송풍부로부터 발생하는 기계적 진동 발생 시, 상기 코일은 상기 중심축을 중심으로 상하 방향의 병진 운동을 하게 된다.
기계적 진동 발생 시, 자성체 주변에 위치한 코일의 병진 운동에 의해 전자기 유도 현상이 일어나면서 전기 에너지가 발생하게 된다.
케이블 하네스(350)는 상기 하우징의 상단에 위치하며, 일단이 상기 스테이터와 연결되어 외부의 충전부와 전기적으로 연결된다.
하우징(310)의 상단에 위치하는 상단연결부(311)를 통해 케이블 하네스(350)가 모듈 밖으로 연장될 수 있다.
케이블 하네스(350)는 상기 코일의 병진 운동 시 생성되는 전기 에너지를 상기 외부의 충전부(500)로 이동시킨다. 충전부는 전기적 회로를 통해 캐퍼시터 또는 2차 전지(Battery)로 축전하여 활용되도록 구성되며, 케이블 하네스(350)는 에너지 하베스팅 모듈에서 수확된 전기에너지를 충전이 가능하도록 연결한다.
탄성체(360)는 상기 하우징의 하면에 부착되며 소음 감쇠가 가능하다.
탄성체는 하우징과 홀더를 연결하며, 탄성체는 400Hz 이상 주파수 대역에서 진동절연 효과를 가진다.
홀더(370)는 상기 탄성체와 연결되며, 상기 지지부와 결합된다.
홀더는 운동단과의 체결, 하우징은 고정단과의 체결이 가능토록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하베스팅 모듈(300)은 진동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 경우이며, 압전 소자를 이용하여 진동과 충격에 따른 기계 에너지를 전기 에너지로 변환하는 방법도 이용할 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공기 냉각 장치의 에너지 하베스팅 모듈을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하베스팅 모듈(301)은 하우징(310), 스테이터(320), 코일(330), 자성체(340), 케이블 하네스(350), 탄성체(361), 홀더(370), 완충 모듈(380)을 포함한다.
에너지 하베스팅 모듈(301)은 상기 본체와 연결되어 상기 송풍부로부터 발생하는 기계적 진동을 수집한다.
하우징(310)은 바닥이 있는 원통 형상인 것이 바람직하다.
스테이터(320)는 상기 하우징의 내부에 위치한다. 하우징의 중심에 위치하는 제1 스테이터(321)와 하우징의 상면에 축과 수직인 방향으로 위치하는 제2 스테이터(322)를 포함한다.
코일(330)은 상기 스테이터의 일부분에 감긴다. 코일은 상하 축방향의 병진운동을 통해 진동에너지를 전기에너지로 변환한다.
자성체(340)는 상기 코일과 이격되어 위치한다. 자성체(340)는 스테이터와 동일한 축을 중심으로 하우징 내에 설치된다.
하우징 내에는 자석, 스테이터, 코일이 축 방향으로 장착되며, 자석의 진동 방향은 코일 회전축과 일치한다.
하우징 내부의 모든 면에는 EMI 전자기 차폐를 위한 전도성 표면처리인 크로메이트 처리가 될 수 있다.
구체적으로, 하우징의 중심축과 동일한 방향으로 상기 스테이터, 상기 코일이 감겨진 부분 및 상기 자성체로 둘러싸인 부분의 중심이 일치하게 장착되되, 상기 송풍부로부터 발생하는 기계적 진동 발생 시, 상기 코일은 상기 중심축을 중심으로 상하 방향의 병진 운동을 하게 된다.
기계적 진동 발생 시, 자성체 주변에 위치한 코일의 병진 운동에 의해 전자기 유도 현상이 일어나면서 전기 에너지가 발생하게 된다.
진폭에 의한 자석의 진동 방향은 코일 회전축과 일치한다.
케이블 하네스(350)는 상기 하우징의 상단에 위치하며, 일단이 상기 스테이터와 연결되어 외부의 충전부와 전기적으로 연결된다.
하우징(310)의 상단에 위치하는 상단연결부(311)를 통해 케이블 하네스(350)가 모듈 밖으로 연장될 수 있다.
수밀재(313)는 케이블 하네스를 보호 및 수밀 역할을 하며, 아스팔트 계통의 충진재인 폴리멘트를 도포하여 그 성능을 강화시킬 수 있다.
케이블 하네스(350)는 상기 코일의 병진 운동 시 생성되는 전기 에너지를 상기 외부의 충전부(500)로 이동시킨다. 충전부는 전기적 회로를 통해 캐퍼시터 또는 2차 전지(Battery)로 축전하여 활용되도록 구성되며, 케이블 하네스(350)는 에너지 하베스팅 모듈에서 수확된 전기에너지를 충전이 가능하도록 연결한다.
탄성체(361)는 상기 하우징의 하면에 부착되며 소음 감쇠가 가능하다.
탄성체는 하우징과 홀더를 연결하며, 탄성체는 400Hz 이상 주파수 대역에서 진동절연 효과를 가진다.
홀더(370)는 상기 탄성체와 연결되며, 상기 지지부와 결합된다.
홀더는 운동단과의 체결, 하우징은 고정단과의 체결이 가능토록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하베스팅 모듈(300)은 진동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 경우이며, 압전 소자를 이용하여 진동과 충격에 따른 기계 에너지를 전기 에너지로 변환하는 방법도 이용할 수 있다.
완충 모듈(380)은 상기 홀더의 일측에 끼워지며, 기 설정된 순간 가속도 이상의 충격에서 상기 에너지 하베스팅 모듈을 보호한다.
하우징 하부에는 완충재가 홀더에 끼워져 결합되어 있으며, 홀더 사이에 낀 완충재를 충격 이탈 방지 나사가 있어, 함정 외부로부터 받는 순간가속도 30G 이상의 충격에 견딜 수 있도록 한다.
완충 모듈(380)은 상기 홀더와 상기 탄성체가 접합한 면(363)으로부터 연장된 부분의 양측을 가압하는 완충재(381, 382) 및 상기 홀더의 하단에 삽입되어 상기 하우징의 일부분에 고정되며 나사로 구현되는 이탈 방지부재(384)를 포함한다.
이탈 방지부재(384)는 하우징에 고정되는 고정부(384)를 포함하여, x축, y축, z축 전 방향으로 진동하는 상황에서도 완충 모듈의 이탈을 방지할 수 있다.
완충재(381, 382)는 순간가속도 30G 이상의 충격으로부터 모듈을 보호할 수 있는 재질인 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하베스팅 기능을 갖는 공기 냉각 장치의 구성과 에너지 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 냉각 장치에서 송풍부는 상기 발열원에 외부의 공기를 공급하도록 적어도 하나 이상 마련되며, 송풍부의 냉각팬에 의해 진동 에너지(E1)이 발생하게 된다.
발생한 진동 에너지(E1)가 송풍부를 장착하기 위한 틀 형태인 가진부(130)에 진동 에너지(E2)로 전달된다.
가진부(130)와 지지부(140) 사이에 결합된 에너지 하베스팅 모듈(300)에 의해 진동 에너지(E2)가 전기 에너지(E3)로 변환된다.
여기서, 에너지 하베스팅 모듈(300)는 가진부(130)와 결합되는 제1 결합부(131)와 지지부(140)와 결합되는 제2 결합부(141)를 포함할 수 있으며, 케이블 하네스는 제2 결합부(141)를 통해 고정부(120)에 위치한 충전부와 연결된다.
변환된 전기 에너지(E3)는 케이블 하네스를 통해 충전부로 전달되어 충전 에너지(E4)로 저장된다.
이에 따라, 진동으로 인한 에너지는 소멸되며, 지지부(140)에서 남은 진동 에너지(E5)만 송풍부의 외부로 나가게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 냉각 장치의 하베스팅 제어부를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하베스팅 제어부(400)는 임계값 설정부(410), 측정값 입력부(420), 가속도 측정값 비교부(430), 주파수 비교부(440), 작동 명령 생성부(450)를 포함한다.
하베스팅 제어부(400)는 송풍부의 작동에 따라, 에너지 하베스팅 모듈을 실행하여 충전부(500)를 충전시킨다.
하베스팅 제어부(400)는 제어보드를 이용하여 구현될 수 있다. 하베스팅 제어부는 에너지 하베스팅 모듈의 동작을 제어하고, 상기 에너지 하베스팅 모듈의 동작과 관련된 센싱 정보를 이용하여 상기 에너지 하베스팅 모듈들의 동작을 각각 제어할 수 있다.
임계값 설정부(410)는 상기 에너지 하베스팅 모듈을 실행하기 위한 임계값을 설정한다. 여기서, 임계값은 구조 소음에 해당하는 가속도의 측정값을 30G로 설정하고 (1G = 중력가속도 9.8 m/s²), 가속도의 주파수를 400Hz로 설정하는 것이 바람직하다.
측정값 입력부(420)는 상기 센서부로부터 측정된 가속도 측정값을 입력 받는다.
측정값 입력부(420)는 센서부로부터 상기 송풍부의 가속도 측정값을 구조 소음 정보로 수신 받는다.
가속도 측정값 비교부(430)는 상기 가속도 측정값의 최대값과 상기 설정부에서 설정한 임계값을 비교한다.
주파수 비교부(440)는 상기 가속도 측정값의 최대값을 가진 주파수와 상기 설정부에서 설정한 임계값을 가진 주파수를 비교한다.
작동 명령 생성부(450)는 상기 주파수 비교부의 비교 결과에 따라, 상기 에너지 하베스팅 모듈 작동 명령을 생성한다.
에너지 하베스팅 모듈 작동 단계에서, 제어보드는 에너지 하베스팅 모듈을 PWM 제어할 수 있다. 여기서, 변조 제어 패턴(PWM Duty Cycle)은 수학식 1로 구현된다.
Figure 112019065931705-pat00001
여기서, 허용 온도은 설정된 임계 온도이고, 온도 정보는 온도 센서로부터 입력받은 정보이며, 소음 정보 로그 평균값은 가속도 센서로부터 전달 받은 소음 정보의 로그 평균값이다.
구체적으로, 변조 제어 패턴은 허용온도, 온도정보, 및 소음정보의 관계식으로 표현되며, 온도정보를 허용 온도로 나누고 소음정보의 로그평균값을 곱한 관계식으로 산출되고, 온도정보를 허용 온도로 나누고 소음정보의 로그평균값을 곱한 값을 퍼센트 비율로 계산한 후 전체에서 온도정보를 허용 온도로 나누고 소음정보의 로그평균값을 곱한 값을 퍼센트 비율로 계산한 값을 제외한 비율로 나타낼 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 냉각 장치의 에너지 하베스팅 순서를 나타낸 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 냉각 장치의 에너지 하베스팅 방법은 송풍부의 냉각팬이 작동하는 단계(S110)에서 시작한다.
단계 S120에서 측정값 입력부(420)는 센서부로부터 측정된 가속도 측정값을 입력 받는다.
단계 S130에서 가속도 측정값 비교부(430)는 상기 가속도 측정값의 최대값과 상기 설정부에서 설정한 임계값을 비교한다.
구체적으로 가속도 측정값의 최대값이 30G 미만일 경우, 가속도 최대값을 가진 주파수와 임계값을 비교하며, 30G 이상일 경우 종료된다.
단계 S140에서 주파수 비교부(440)는 상기 가속도 측정값의 최대값을 가진 주파수와 상기 설정부에서 설정한 임계값을 가진 주파수를 비교한다.
구체적으로 가속도 측정값의 최대값을 가진 주파수가 400Hz 미만일 경우, 가속도 최대값을 가진 주파수와 임계값을 비교하며, 400Hz 이상일 경우 종료된다.
이에 따라, 종래의 경우 진동 절연이 힘든 약 200Hz 주파수 대역에서도 진동 절연이 가능하며, 최대량의 전기에너지를 수확 가능하다.
단계 S150에서 작동 명령 생성부(450)는 상기 주파수 비교부의 비교 결과에 따라, 상기 에너지 하베스팅 모듈 작동 명령을 생성하고, 에너지 하베스팅 모듈이 작동된다.
단계 S160에서 에너지 하베스팅 모듈의 작동에 따라 생성된 전기에너지에 의해 배터리가 충전되며, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 냉각 장치의 에너지 하베스팅 방법은 종료된다.
송풍부는 상기 발열원에 외부의 공기를 공급하도록 적어도 하나 이상 마련되며, 송풍부의 냉각팬에 의해 진동 에너지(E1)이 발생하게 된다.
발생한 진동 에너지(E1)가 송풍부를 장착하기 위한 틀 형태인 가진부(130)에 진동 에너지(E2)로 전달된다.
가진부(130)와 지지부(140) 사이에 결합된 에너지 하베스팅 모듈(300)에 의해 진동 에너지(E2)가 전기 에너지(E3)로 변환된다.
변환된 전기 에너지(E3)는 케이블 하네스를 통해 충전부로 전달되어 충전 에너지(E4)로 저장된다.
이에 따라, 진동으로 인한 에너지는 소멸되며, 지지부(140)에서 남은 진동 에너지(E5)만 송풍부의 외부로 나가게 된다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 에너지 하베스팅 기능을 갖는 공기 냉각 장치를 포함하는 탑재 장비를 나타낸 도면이다.
도 7의 (a)는 함정 탑재 장비가 콘솔 형태로 구성된 것을 나타낸 것이고, 도 7의 (b)는 함정 탑재 장비가 캐비닛 형태로 구성된 것을 나타낸 것이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 에너지 하베스팅 기능을 갖는 탑재 장비(1)는 공기 냉각 장치(10), 전자 모듈(20), 온도 센서(40)를 포함한다. 또한, 각각 콘솔 형태의 케이스(30), 캐비닛 형태의 케이스(50)를 더 포함할 수 있다.
공기 냉각 장치(10)는 전자 모듈(20)의 발열원을 외부의 공기로 냉각시킨다.
전자 모듈(20)은 각 형태의 장비 중심부에 장착되는 것이 바람직하며, 이를 냉각시키기 위하여 Inlet/Outlet부에 각각 공기 냉각장치가 설치된다.
모니터링부는 온도 센서(40)를 포함하여 상기 탑재 장비의 내부 온도를 모니터링한다.
전원이 공급된 공기 냉각 장치(10)는 냉각팬을 작동시켜 강제대류를 발생시키는 냉각과정에서 진동도 함께 발생시킨다.
공기 냉각장치에 구비된 에너지 하베스팅 모듈은 진동에너지를 전기에너지로 변환시켜 에너지를 수확하며, 이 에너지를 배터리로 구현되는 별도의 저장부에 저장한다.
수확한 전기에너지를 내부온도 모니터링을 위한 온도 센서(40) 작동에 사용한다.
결과적으로 함정 탑재 장비(1)는 에너지 하베스팅 시스템이 구비된 공기 냉각장치를 통해 함정방사 소음저감, 장비 소모전력 감소의 2가지 효과를 얻을 수 있다.
공기 냉각 장치의 냉각팬의 작동에 따른 강제 대류에 의한 진동이 발생하게 되는데, 에너지 하베스팅 모듈은 기계적인 진동을 전기에너지로 변환하여 함정 방사 소음을 저감할 수 있다.
또한, 변환한 전기 에너지로 탑재 장비의 온도 센서를 작동시켜 내부 온도를 모니터링 할 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 에너지 하베스팅 기능을 갖는 공기 냉각 장치를 나타낸 도면이다.
도 8의 (a), (b) 및 도 9의 (a), (b)에 나타난 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 에너지 하베스팅 기능을 갖는 공기 냉각 장치는 전자 모듈의 크기와 발열량에 따라 송풍부의 개수 조절이 가능하다.
탑재 장비의 크기와, 전자 모듈의 사양에 따라 송풍부의 개수를 조절할 수 있고, 측면에 에너지 하베스팅 모듈을 구비하여 기계적인 진동을 전기에너지로 변환하여 함정 방사 소음을 저감할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 냉각 장치의 에너지 하베스팅 효과를 나타낸 도면이다.
도 10에 나타난 바와 같이, 냉각팬의 PWM 제어에 따라 약 200Hz 주파수 대역에서 최대량의 전기에너지를 수확 가능함을 확인할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허 청구 범위에 기재된 내용과 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.
10: 에너지 하베스팅 기능을 갖는 공기 냉각 장치
100: 본체
200: 송풍부
300: 에너지 하베스팅 모듈
400: 하베스팅 제어부

Claims (15)

  1. 적어도 하나의 전자 모듈을 구비할 수 있으며, 상기 전자 모듈의 발열원을 외부의 공기로 냉각시키는 공기 냉각 장치에 있어서,
    상기 발열원에 외부의 공기를 공급하도록 적어도 하나 이상 마련되며, 냉각팬에 의해 기계적 진동이 발생하는 송풍부; 상기 송풍부를 수용하는 본체; 및 상기 송풍부의 후면에 위치하되, 상기 본체와 연결되어 상기 송풍부로부터 발생하는 기계적 진동을 수집하여, 전기 에너지로 변환하는 에너지 하베스팅 모듈;을 포함하며,
    상기 본체는, 상기 송풍부를 장착하기 위한 틀 형태의 가진부; 및 상기 본체를 외측에 고정하는 고정부에 부착되며, 상기 에너지 하베스팅 모듈 측으로 연장 되는 지지부;를 포함하고,
    상기 에너지 하베스팅 모듈은, 바닥이 있는 원통 형상의 하우징; 상기 하우징의 내부에 위치하는 스테이터; 상기 스테이터의 일부분에 감기는 코일; 상기 코일과 이격되어 위치하는 자성체; 상기 하우징의 일측과 연결되며 상기 가진부와 결합되는 제1 결합부; 및 상기 하우징의 타측과 연결되며 상기 지지부와 결합되는 제2 결합부;를 포함하여, 상기 송풍부로부터 발생하는 기계적 진동 발생 시, 상기 코일은 하우징의 중심축을 중심으로 상하 방향의 병진 운동을 하는 것을 특징으로 하는 공기 냉각 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 본체는,
    상기 본체의 전면에 위치하며 개구부를 포함하고, 상기 가진부를 부착시키는 외판;을 더 포함하며,
    상기 고정부는, 상기 본체의 후면에 위치하고, 상기 개구부의 내측에 상기 송풍부가 위치하는 것을 특징으로 하는 공기 냉각 장치.
  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서,
    상기 송풍부는,
    회전하는 상기 냉각팬의 가속도 또는 충격의 세기를 측정하는 센서부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 냉각 장치.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 하우징의 중심축과 동일한 방향으로 상기 스테이터, 상기 코일이 감겨진 부분 및 상기 자성체로 둘러싸인 부분의 중심이 일치하게 장착되는 것을 특징으로 하는 공기 냉각 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 에너지 하베스팅 모듈은,
    상기 하우징의 상단에 위치하며, 일단이 상기 스테이터와 연결되어 외부의 충전부와 전기적으로 연결되는 케이블 하네스;를 더 포함하며,
    상기 케이블 하네스는, 상기 코일의 병진 운동 시 생성되는 전기 에너지를 상기 외부의 충전부로 이동시키는 것을 특징으로 하는 공기 냉각 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 송풍부의 작동에 따라, 상기 에너지 하베스팅 모듈을 실행하여 외부의 충전부를 충전시키는 하베스팅 제어부;를 더 포함하며,
    상기 하베스팅 제어부는,
    상기 에너지 하베스팅 모듈을 실행하기 위한 임계값을 설정하는 임계값 설정부;
    상기 센서부로부터 측정된 가속도 측정값을 입력 받는 측정값 입력부;
    상기 가속도 측정값의 최대값과 상기 설정부에서 설정한 임계값을 비교하는 가속도 측정값 비교부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 냉각 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 하베스팅 제어부는,
    상기 가속도 측정값의 최대값을 가진 주파수와 상기 설정부에서 설정한 임계값을 가진 주파수를 비교하는 주파수 비교부; 및
    상기 주파수 비교부의 비교 결과에 따라, 상기 에너지 하베스팅 모듈 작동 명령을 생성하는 작동 명령 생성부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 냉각 장치.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 에너지 하베스팅 모듈은,
    상기 하우징의 하면에 부착되며 소음 감쇠가 가능한 탄성체; 및
    상기 탄성체와 연결되며, 상기 지지부와 결합되는 홀더;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 냉각 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 에너지 하베스팅 모듈은,
    상기 홀더의 일측에 끼워지며, 기 설정된 순간 가속도 이상의 충격에서 상기 에너지 하베스팅 모듈을 보호하는 완충 모듈;을 더 포함하며,
    상기 완충 모듈은,
    상기 홀더와 상기 탄성체가 접합한 면으로부터 연장된 부분의 양측을 가압하는 완충재; 및
    상기 홀더의 하단에 삽입되어 상기 하우징의 일부분에 고정되는 이탈 방지부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 냉각 장치.
  12. 탑재 장비에 있어서,
    전자 모듈;
    상기 전자 모듈의 발열원을 외부의 공기로 냉각시키는 공기 냉각 장치; 및
    온도 센서를 포함하여 상기 탑재 장비의 내부 온도를 모니터링하는 모니터링부;를 포함하며,
    상기 공기 냉각 장치는,
    상기 발열원에 외부의 공기를 공급하도록 적어도 하나 이상 마련되며, 냉각팬에 의해 기계적 진동이 발생하는 송풍부;
    상기 송풍부를 수용하는 본체;
    상기 송풍부의 후면에 위치하되, 상기 본체와 연결되어 상기 송풍부로부터 발생하는 기계적 진동을 수집하여, 전기 에너지로 변환하는 에너지 하베스팅 모듈; 및
    상기 송풍부의 작동에 따라, 상기 에너지 하베스팅 모듈을 실행하여 충전부를 충전시키는 하베스팅 제어부;를 포함하며,
    상기 본체는, 상기 송풍부를 장착하기 위한 틀 형태의 가진부; 및
    상기 본체를 외측에 고정하는 고정부에 부착되며, 상기 에너지 하베스팅 모듈 측으로 연장 되는 지지부;를 포함하고,
    상기 에너지 하베스팅 모듈은, 바닥이 있는 원통 형상의 하우징; 상기 하우징의 내부에 위치하는 스테이터; 상기 스테이터의 일부분에 감기는 코일; 상기 코일과 이격되어 위치하는 자성체; 상기 하우징의 일측과 연결되며 상기 가진부와 결합되는 제1 결합부; 및 상기 하우징의 타측과 연결되며 상기 지지부와 결합되는 제2 결합부;를 포함하여, 상기 송풍부로부터 발생하는 기계적 진동 발생 시, 상기 코일은 하우징의 중심축을 중심으로 상하 방향의 병진 운동을 하는 것을 특징으로 하는 탑재 장비.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 본체는,
    상기 본체의 전면에 위치하며 개구부를 포함하고, 상기 가진부를 부착시키는 외판;을 더 포함하며,
    상기 고정부는, 상기 본체의 후면에 위치하고, 상기 개구부의 내측에 상기 송풍부가 위치하는 것을 특징으로 하는 탑재 장비.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 에너지 하베스팅 모듈은,
    상기 하우징의 상단에 위치하며, 일단이 상기 스테이터와 연결되어 외부의 충전부와 전기적으로 연결되는 케이블 하네스; 를 포함하며,
    상기 하우징의 중심축과 동일한 방향으로 상기 스테이터, 상기 코일이 감겨진 부분 및 상기 자성체로 둘러싸인 부분의 중심이 일치하게 장착되되,
    상기 케이블 하네스는, 상기 코일의 병진 운동 시 생성되는 전기 에너지를 상기 외부의 충전부로 이동시키는 것을 특징으로 하는 탑재 장비.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 송풍부는,
    회전하는 상기 냉각팬의 가속도 또는 충격의 세기를 측정하는 센서부;를 포함하고,
    상기 하베스팅 제어부는,
    상기 에너지 하베스팅 모듈을 실행하기 위한 임계값을 설정하는 임계값 설정부;
    상기 센서부로부터 측정된 가속도 측정값을 입력 받는 측정값 입력부;
    상기 가속도 측정값의 최대값과 상기 설정부에서 설정한 임계값을 비교하는 가속도 측정값 비교부;
    상기 가속도 측정값의 최대값을 가진 주파수와 상기 설정부에서 설정한 임계값을 가진 주파수를 비교하는 주파수 비교부; 및
    상기 주파수 비교부의 비교 결과에 따라, 상기 에너지 하베스팅 모듈 작동 명령을 생성하는 작동 명령 생성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탑재 장비.
KR1020190076942A 2019-06-27 2019-06-27 에너지 하베스팅 기능을 갖는 공기 냉각 장치 및 이를 포함하는 탑재 장비 KR102064980B1 (ko)

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101354158B1 (ko) * 2012-09-28 2014-01-23 울산대학교 산학협력단 진동형 전자기식 에너지 하베스터
KR101549445B1 (ko) * 2014-07-18 2015-09-04 중앙대학교 산학협력단 에너지 하베스터
KR101844361B1 (ko) * 2016-11-28 2018-04-02 유니온라이트 주식회사 비상 조명 장치
KR101900009B1 (ko) * 2018-05-16 2018-09-18 엘아이지넥스원 주식회사 하이브리드 댐퍼를 이용한 공랭식 환경 제어 장치 및 제어 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101354158B1 (ko) * 2012-09-28 2014-01-23 울산대학교 산학협력단 진동형 전자기식 에너지 하베스터
KR101549445B1 (ko) * 2014-07-18 2015-09-04 중앙대학교 산학협력단 에너지 하베스터
KR101844361B1 (ko) * 2016-11-28 2018-04-02 유니온라이트 주식회사 비상 조명 장치
KR101900009B1 (ko) * 2018-05-16 2018-09-18 엘아이지넥스원 주식회사 하이브리드 댐퍼를 이용한 공랭식 환경 제어 장치 및 제어 방법

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