KR102479574B1 - 차륜 회전을 이용한 와전류 에너지 하베스팅 장치 - Google Patents

차륜 회전을 이용한 와전류 에너지 하베스팅 장치 Download PDF

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임동현
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Abstract

본 발명은 차륜 회전을 이용한 와전류 에너지 하베스팅 장치에 관한 것으로, 회전에 의해 와전류가 발생되는 재질로 구비된 차륜의 일측에 배치되어 있으며, 비접촉되는 근접위치에 설치된 하우징부; 상기 하우징부의 타측 일부에 바깥 방향으로 돌출 배치된 코어지지부; 상기 하우징부의 한쪽에 위치하여 상기 하우징부와 상기 코어지지부의 한쪽 방향을 개폐하는 커버부; 상기 하우징부의 내부에 배치되어 있으며, 상기 하우징부의 내부에서 회전 가능하게 위치하여 회전되는 상기 차륜에 와전류가 발생되도록 자력을 발생시키면서 회전되는 자석부; 상기 코어지지부에 다른쪽이 지지되어 있으며, 상기 자석부의 바깥 둘레에 방사상의 위치와 한쪽의 일부를 감싸면서 전류를 유도하여 발전을 실시하는 코어부; 및 상기 코어부에 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 코어부에서 발전된 전력을 변환하여 충전하는 변환충전부;를 포함한다..

Description

차륜 회전을 이용한 와전류 에너지 하베스팅 장치 {Eddy Current Energy Havesting by Using Rotation of Car Wheel}
본 발명은 상용차 차륜에 회전으로 발생되는 와전류 에너지를 하베스팅하는 기술에 관한 것이다.
최근 세계적으로 에너지 고갈의 현실에 직면하여 새로운 대체에너지의 개발과 에너지 순환시 효과적인 에너지보존을 위한 다양한 방식과 장치가 활발하게 개발되고 있는 실정이다.
예컨대, 대표적으로 중점 개발되고 있는 대체 에너지로 태양광을 이용한 전압발생장치가 개발되었으며, 이는 태양광을 직접 수광하는 태양전지를 구성하고, 그 태양전지로부터 발생되는 전압을 균일하게 유지해주는 정전압 회로를 매개로 하여 축전지에 태양전지로부터의 전압을 충전시켜 필요시 보조전원으로 사용할 수 있게 한다.
또한, 조력과 풍력, 수력발전으로 인한 에너지 생성장치는 자연조건이 적합한 지역에서 보조전원으로 사용되고 있다.
이러한 추세에 힘입어, 최근에는 에너지 하베스팅이 널리 각광받고 있다.
에너지 하베스팅은 태양광, 진동, 열, 풍력 등과 같이 자연적인 에너지원으로부터 발생하는 에너지를 전기 에너지로 전환시켜 수확하는 기술을 말한다.
특히, 일상적으로 버려지거나 사용하지 않은 작은 에너지를 수확하여 사용 가능한 전기 에너지로 변환해주는 기술로, 신재생 에너지 원천 기술로 각광 받고 있다.　 에너지 하베스팅 기술의 구성은 발생된 에너지를 변환 수집하는 부분과 에너지를 축적하는 부분으로 구성되며 에너지 발생에서 소비까지의 기본 과정은 다음과 같다.
이러한 에너지 하베스팅은 자연에서 직접 전기 에너지를 획득할 수 있기 때문에 에너지 공급의 안정성, 보안성 및 지속 가능성을 유지할 수 있고, 환경공해를 줄일 수 있는 친환경 에너지 활용 기술로 각광받고 있다.
신체 에너지 하베스팅은 신체의 움직임을 통해 발생하는 체온, 정전기, 운동에너지 등을 이용하는 기술이고, 광 에너지 하베스팅은 태양광으로부터 에너지를 하베스팅하며, 진동 에너지 하베스팅은 진동이나 압력을 가해 압전 소자를 발전시키는 기술에 해당한다.
또한, 열 에너지 하베스팅은 산업 현장에서 발생하는 수많은 폐열을 이용하는 기술이며, 전자파 에너지 하베스팅은 방송전파나 휴대전화 전파 등의 전자파 에너지를 이용하는 기술에 해당한다.
한편, 중력 에너지 하베스팅은 도로의 과속 방지턱, 횡단보도 일시 정지선 등에 공기 압력 펌프를 설치하여 차량의 중량을 이용해 공기를 압축시킨 후 압축 공기 발전을 하는 기술에 해당한다.
위치 에너지 하베스팅은 수력발전소의 방수구 및 화력발전소 냉각수 방수로에서 발생하는 위치에너지 차이를 이용하는 기술에 해당한다.
이 밖에도, 다양한 환경에서 에너지를 수집하기 위한 기술이 널리 개발되고 있는 추세이다.
상술된 다양한 환경에서 에너지를 수집하는 중에서 주행되는 차량의 차륜의 회전력을 이용하는 기술도 개발되어 사용되고 있다.
종래 기술의 차량의 하베스팅 장치는 차륜을 회전시키는 회전축에 직접 연결되어 회전력에 의한 에너지를 이용하는 기술을 제시하고 있다.
그러나, 종래 기술의 차량의 하베스팅 장치는 차륜의 회전부분에 설치하여야 함에 따라 설치가 어렵고, 회전부분에 간섭이 발생되거나, 접촉에 의한 마모에 의해 고장이 발생되는 문제점이 있었다.
선행기술 문헌 : (특허문헌 1) KR 10-18883799 B1
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 차량의 회전되는 차륜과 비접촉된 상태에서 회전에 의한 와전류가 발생시켜 에너지를 하베스팅하는 장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 와전력에 의해 하베스팅하는 구성에 와전력에 의해 발생되는 회전력으로 이차로 하베스팅하는 구성을 추가하고, 회전력을 기어비로 증속시켜 효율이 향상시킴에 따라 하베스팅 효율이 향상시키는 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명이 일 실시예에 따른 차륜 회전을 이용한 와전류 에너지 하베스팅 장치는 회전에 의해 와전류가 발생되는 재질로 구비된 차륜의 일측에 배치되어 있으며, 비접촉되는 근접위치에 설치된 하우징부; 상기 하우징부의 타측 일부에 바깥 방향으로 돌출 배치된 코어지지부; 상기 하우징부의 한쪽에 위치하여 상기 하우징부와 상기 코어지지부의 한쪽 방향을 개폐하는 커버부; 상기 하우징부의 내부에 배치되어 있으며, 상기 하우징부의 내부에서 회전 가능하게 위치하여 회전되는 상기 차륜에 와전류가 발생되도록 자력을 발생시키면서 회전되는 자석부; 상기 코어지지부에 다른쪽이 지지되어 있으며, 상기 자석부의 바깥 둘레에 방사상의 위치와 한쪽의 일부를 감싸면서 전류를 유도하여 발전을 실시하는 코어부; 및상기 코어부에 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 코어부에서 발전된 전력을 변환하여 충전하는 변환충전부;를 포함한다.
또한, 상기 차륜은 상기 자석부의 자력이 작용된 상태에서 회전에 의해 와전류가 발생되는 알루미늄 재질로 구비될 수 있다.
그리고, 상기 하우징부는, 상기 차륜의 일측에 배치되어 있으며, 상기 차륜에 비접촉되는 근접위치에 내부에 상기 자석부가 위치하는 몸체공간을 가지고, 상기 자석부를 보호하는 범퍼 형태로 구비된 하우징몸체; 및 상기 하우징몸체의 다른쪽면에 구비되어 있으며, 중앙에 상기 자석부의 회전부분이 삽입되는 회전통공을 가지면서 상기 하우징몸체의 다른쪽을 폐쇄하여 상기 자석부를 지지하는 자석지지브라켓;를 포함할 수 있다.
아울러, 상기 코어지지부는, 상기 하우징부의 타측 일부에 바깥 방향으로 돌출 배치되어 있으며, 원통형의 상기 하우징부에 바깥 둘레에 반호 형태로 돌출되어 상기 코어부의 다른쪽을 지지하도록 돌출 구비된 코어지지몸체; 상기 코어지지몸체의 상기 코어부의 설치 위치에 홈 형태로 구비되어 상기 코어부가 삽입 지지되는 코어삽입홈; 상기 코어지지몸체의 상기 코어삽입홈의 바깥방향으로 떨어진 위치에 홈 형태로 구비되어 상기 코어부에서 유도되는 자력이 손실되는 것을 방지하도록 차폐하는 차폐홈; 및 상기 코어지지몸체의 바깥 둘레에 적어도 하나 이상으로 돌출 구비되어 있으며, 상기 커버부가 다른쪽 차단 시 고정되는 지지고정돌기;를 포함할 수 있다.
더불어, 상기 커버부는, 상기 하우징부와 상기 코어지지부의 개방된 다른쪽을 개폐하도록 구비된 커버몸체; 및 상기 커버몸체의 바깥 둘레에 적어도 하나 이상으로 돌출되어 상기 코어지지부에 고정되도록 구비된 커버고정돌기;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 자석부는, 상기 하우징부의 내부에 배치되어 있으며, 중앙으로 회전을 지지하는 통공 형태의 자석통공을 가지고, N극과 S극을 상호 순차 배열한 영구자석 형태로 구비되어 회전되는 상기 차륜에 와전류를 발생시키는 자력을 제공하는 자석체; 및 상기 자석체의 중앙에 삽입 배치되어 있으며, 상기 자석통공에 삽입되어 함께 회전되는 자석회전축;을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 코어부는, 상기 코어지지부의 안쪽으로 삽입 지지되도록 배치되어 있으며, 반원통형상으로 상기 자석부의 한쪽 바깥 둘레를 감싸면서 회전되는 상기 자석부에서 발전된 전력을 상기 변환충전부로 유도하는 코어몸체; 상기 코어몸체의 방사상의 복수 위치에 바 형태로 다른쪽으로 돌출 구비되어 내부에 전력을 발생시키는 코일이 감겨져 있어 발생된 전력을 상기 코어몸체로 공급하는 코어유도체; 및 상기 코어유도체의 돌출된 다른쪽 끝에서 중심 방향으로 일부 돌출되어 있으며, 상기 자석부의 다른쪽 면에 방사상의 복수 위치에서 돌출되어 회전되는 상기 자석부의 자속을 전력을 발생시키는 상기 코어유도체로 집속하는 유도돌출체;를 포함할 수 있다.
아울러, 상기 변환충전부는, 상기 코어부에 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 자석부의 회전에 의해 발전된 전력을 충전이 가능한 전력으로 변환하는 변환모듈; 및 상기 변환모듈과 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 변환모듈에서 변환된 전력으로 충전하는 충전모듈;을 포함할 수 있다.
더불어, 상기 하우징부의 한쪽에 배치되어 있으며, 상기 자석부의 회전되는 부분에 연결되어 기어비에 따라 속도를 증속한 상태에서 회전력을 발전력으로 변경하여 상기 변환충전부의 충전부분으로 충전시키는 증속발전부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 증속발전부는, 상기 자석부의 회전되는 부분의 다른쪽에 삽입 지지되어 있으며, 복수의 서로 다른 기어비를 가지는 기어가 상호 체결되어 회전 속도를 증속시키는 증속기어모듈; 및 상기 증속기어모듈에 연결 배치되어 있으며, 상기 자석부에서 발생된 회전력을 상기 증속기어모듈에서 증속한 상태에서 발전되는 발전 전력으로 변환하여 상기 변환충전부로 전송하는 발전모터;를 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 사항들은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술된 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 하나에 의하면, 차량의 회전되는 차륜과 비접촉된 상태에서 회전에 의한 와전류가 발생시켜 에너지를 하베스팅함에 따라 차륜과 비접촉되어 상호 영향을 최소화하면서 하베스팅 효율을 향상시키는 효과를 제공한다.
본 발명은 와전력에 의해 하베스팅하는 구성에 와전력에 의해 발생되는 회전력으로 이차로 하베스팅하는 구성을 추가하고, 회전력을 기어비로 증속시켜 효율이 향상시킴에 따라 하베스팅 효율이 향상되는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차륜 회전을 이용한 와전류 에너지 하베스팅 장치를 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 차륜 회전을 이용한 와전류 에너지 하베스팅 장치를 나타내는 정면도이다.
도 3은 도 1의 차륜 회전을 이용한 와전류 에너지 하베스팅 장치에 주요 구성인 하우징부와 코어지지부를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 1의 차륜 회전을 이용한 와전류 에너지 하베스팅 장치에 발전전력이 발생되어 유도되는 원리를 나타내는 구성도이다.
도 5는 도 1의 차륜 회전을 이용한 와전류 에너지 하베스팅 장치에 하베스팅 구조를 나타내는 구성도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차륜 회전을 이용한 와전류 에너지 하베스팅 장치를 나타내는 분해 사시도이다.
도 7은 도 6의 차륜 회전을 이용한 와전류 에너지 하베스팅 장치를 나타내는 정면도이다.
도 8은 도 6의 차륜 회전을 이용한 와전류 에너지 하베스팅 장치에 하베스팅 구조를 나타내는 구성도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 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. 또한, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며, 도면들에 있어서 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조부호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차륜 회전을 이용한 와전류 에너지 하베스팅 장치를 나타내는 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 차륜 회전을 이용한 와전류 에너지 하베스팅 장치를 나타내는 정면도이며, 도 3은 도 1의 차륜 회전을 이용한 와전류 에너지 하베스팅 장치에 주요 구성인 하우징부와 코어지지부를 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 1의 차륜 회전을 이용한 와전류 에너지 하베스팅 장치에 발전전력이 발생되어 유도되는 원리를 나타내는 구성도이며, 도 5는 도 1의 차륜 회전을 이용한 와전류 에너지 하베스팅 장치에 하베스팅 구조를 나타내는 구성도이다.
도 1 내지 도 5를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차륜 회전을 이용한 와전류 에너지 하베스팅 장치(100)는 회전되는 도체가 자력 분위기에서 회전하게 되면 와전류(eddy current,　渦電流)가 발생되고, 발생된 와전류에 의해 자석체(141)를 회전시키며, 회전되는 자석체(141)에서 발전 전력을 유도하는 하베스팅 장치에 있어 차량의 주행에 의해 회전되는 차륜을 도체로 하고, 회전에 의해 발전되는 하베스팅 장치이다.
여기서, 차륜은 자력이 작용된 상태에서 회전에 의해 와전류가 발생되는 알루미늄 재질로 구비되는 것이 바람직하다.
이런, 차륜 회전을 이용한 와전류 에너지 하베스팅 장치(100)는 하우징부(110), 코어지지부(120), 커버부(130), 자석부(140), 코어부(150), 및 변환충전부(160)를 포함한다.
하우징부(110)는 회전에 의해 와전류가 발생되는 재질로 구비된 차륜의 일측에 배치되어 있으며, 비접촉되는 근접위치에 설치된다.
이런, 하우징부(110)는 하우징몸체(111), 및 자석지지브라켓(113)을 포함한다.
하우징몸체(111)는 차륜의 일측에 배치되어 있으며, 차륜에 비접촉되는 근접위치에 내부에 자석부가 위치하는 몸체공간(112)을 가지고, 자석부(140)를 보호하는 범퍼 형태로 구비된다.
자석지지브라켓(113)은 하우징몸체(111)의 다른쪽면에 구비되어 있으며, 중앙에 자석부(140)의 회전부분이 삽입되는 회전통공(114)을 가지면서 하우징몸체(111)의 다른쪽을 폐쇄하여 자석부(140)를 지지하도록 구비된다.
코어지지부(120)는 하우징부(110)의 타측 일부에 바깥 방향으로 돌출 배치된다.
이런, 코어지지부(120)는 코어지지몸체(121), 코어삽입홈(122), 차폐홈(123), 및 지지고정돌기(124)를 포함한다.
코어지지몸체(121)는 하우징몸체(111)의 타측 일부에 바깥 방향으로 돌출 배치되어 있으며, 원통형의 하우징몸체(111)에 바깥 둘레에 반호 형태로 돌출되어 코어부(150)의 다른쪽을 지지하도록 돌출 구비된다.
코어삽입홈(122)은 코어지지몸체(121)의 코어부(150) 설치 위치에 홈 형태로 구비되어 코어부(150)가 삽입 지지되도록 구비된다.
차폐홈(123)은 코어지지몸체(121)의 코어삽입홈(122)의 바깥방향으로 떨어진 위치에 홈 형태로 구비되어 코어부(150)에서 유도되는 자력이 손실되는 것을 방지하도록 차폐한다.
지지고정돌기(124)는 코어지지몸체(121)의 바깥 둘레에 적어도 하나 이상으로 돌출 구비되어 있으며, 커버부가 다른쪽 차단 시 고정되도록 구비된다.
커버부(130)는 하우징부(110)의 한쪽에 위치하여 하우징부(110)와 코어지지부(120)의 한쪽 방향을 개폐하도록 구비된다.
이런, 커버부(130)는 커버몸체(131), 및 커버고정돌기(132)를 포함한다.
커버몸체(131)는 하우징몸체(111)와 코어지지몸체(121)의 개방된 다른쪽을 개폐하도록 구비된다.
커버고정돌기(132)는 커버몸체(131)의 바깥 둘레에 적어도 하나 이상으로 돌출되어 지지고정돌기(124)에 고정되도록 구비된다.
자석부(140)는 하우징부(110)의 내부에 배치되어 있으며, 하우징부(110)의 내부에서 회전 가능하게 위치하여 회전되는 차륜에 와전류가 발생되도록 자력을 발생시키면서 회전되도록 구비된다.
이런, 자석부(140)는 자석체(141), 및 자석회전축(143)을 포함한다.
자석체(141)는 하우징몸체(111)의 내부에 배치되어 있으며, 중앙으로 회전을 지지하는 통공 형태의 자석통공(142)을 가지고, N극과 S극을 상호 순차 배열한 영구자석 형태로 구비되어 회전되는 차륜에 와전류를 발생시키도록 구비된다.
자석회전축(143)은 자석체(141)의 중앙에 삽입 배치되어 있으며, 자석통공(142)에 삽입되어 함께 회전되도록 구비된다.
코어부(150)는 코어지지부(120)에 다른쪽이 지지되어 있으며, 자석부(140)의 바깥 둘레에 방사상의 위치와 한쪽의 일부를 감싸면서 전류를 유도하여 발전을 실시하도록 구비된다.
이런, 코어부(150)는 코어몸체(151), 코어유도체(152), 및 유도돌출체(153)를 포함한다.
코어몸체(151)는 코어지지몸체(121)의 안쪽으로 코어삽입홈(122)에 삽입 지지되도록 배치되어 있으며, 반원통형상으로 자석체(141)의 한쪽 바깥 둘레를 감싸면서 회전되는 자석체(141)에서 발전된 전력을 변환충전부(160)로 유도하도록 구비된다.
코어유도체(152)는 코어몸체(151)의 방사상의 복수 위치에 바 형태로 다른쪽으로 돌출 구비되어 내부에 전력을 발생시키는 코일이 감겨져 있어 발생된 전력을 코어몸체(151)로 공급하도록 구비된다.
유도돌출체(153)는 코어유도체(152)의 돌출된 다른쪽 끝에서 중심 방향으로 일부 돌출되어 있으며, 자석체(141)의 다른쪽 면에 방사상의 복수 위치에서 돌출되어 회전되는 자석체(141)의 자속을 전력을 발생시키는 코어유도체(152)로 집속하도록 구비된다.
즉, 코어유도체(152) 및 유도돌출체(153)에 자속이 집속되어 최종적으로는 코어유도체(152)에 감겨진 코일에 의해 전력이 발생한다.
변환충전부(160)는 코어부(150)에 전기적으로 연결되어 있으며, 코어부(150)에서 발전된 전력을 변환하여 충전하도록 구비된다.
이런, 변환충전부(160)는 변환모듈(161), 및 충전모듈(162)을 포함한다.
변환모듈(161)은 코어지지몸체(121)에 전기적으로 연결되어 있으며, 자석체(141)의 회전에 의해 발전된 전력을 충전이 가능한 전력으로 변환하도록 구비된다.
즉, 변환모듈(161)은 코어지지몸체(121)에서 유도된 발전 전력을 충전에 적합한 형태로 변환하도록 구비된다.
충전모듈(162)은 변환모듈(161)과 전기적으로 연결되어 있으며, 변환모듈(161)에서 변환된 전력으로 충전하도록 구비된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차륜 회전을 이용한 와전류 에너지 하베스팅 장치를 나타내는 분해 사시도이고, 도 7은 도 6의 차륜 회전을 이용한 와전류 에너지 하베스팅 장치를 나타내는 정면도이며, 도 8은 도 6의 차륜 회전을 이용한 와전류 에너지 하베스팅 장치에 하베스팅 구조를 나타내는 구성도이다.
도 6 내지 도 8를 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차륜 회전을 이용한 와전류 에너지 하베스팅 장치(100)는 하우징부(110), 코어지지부(120), 커버부(130), 자석부(140), 코어부(150), 변환충전부(160), 및 증속발전부(170)를 포함한다.
여기서, 하우징부(110), 코어지지부(120), 커버부(130), 자석부(140), 코어부(150), 및 변환충전부(160)의 구성은 도 1 내지 도 5에서 나타내는 차륜 회전을 이용한 와전류 에너지 하베스팅 장치(100)와 동일함에 따라 차이가 있는 증속발전부(170)의 구성을 설명하면 다음과 같다.
증속발전부(170)는 하우징부(110)의 한쪽에 배치되어 있으며, 자석부(140)의 회전되는 부분에 연결되어 기어비에 따라 속도를 증속한 상태에서 회전력을 발전력으로 변경하여 변환충전부(160)의 충전부분으로 충전시키도록 구비된다.
이런, 증속발전부(170)는 증속기어모듈(171), 및 발전모터(172)를 포함한다.
증속기어모듈(171)은 자석회전축(143)의 다른쪽에 삽입 지지되어 있으며, 복수의 서로 다른 기어비를 가지는 기어가 상호 체결되어 회전 속도를 증속시키도록 구비된다.
발전모터(172)는 증속기어모듈(171)에 연결 배치되어 있으며, 자석체(141)에서 발생된 회전력을 증속기어모듈(171)에서 증속한 상태에서 발전되는 발전 전력으로 변환하여 충전모듈(162)로 전송하도록 구비된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 하베스팅 장치 110 : 하우징부
111 : 하우징몸체 112 : 몸체공간
113 : 자석지지브라켓 114 : 회전통공
120 : 코어지지부 121 : 코어지지몸체
122 : 코어삽입홈 123 : 차폐홈
124 : 지지고정돌기 130 : 커버부
131 : 커버몸체 132 : 커버고정돌기
140 : 자석부 141 : 자석체
142 : 자석통공 143 : 자석회전축
150 : 코어부 151 : 코어몸체
152 : 코어유도체 153 : 유도돌출체
160 : 변환충전부 161 : 변환모듈
162 : 충전모듈 170 : 증속발전부
171 : 증속기어모듈 172 : 발전모터

Claims (10)

  1. 회전에 의해 와전류가 발생되는 재질로 구비된 차륜의 일측에 배치되어 있으며, 비접촉되는 근접위치에 설치된 하우징부;
    상기 하우징부의 타측 일부에 바깥 방향으로 돌출 배치된 코어지지부;
    상기 하우징부의 한쪽에 위치하여 상기 하우징부와 상기 코어지지부의 한쪽 방향을 개폐하는 커버부;
    상기 하우징부의 내부에 배치되어 있으며, 상기 하우징부의 내부에서 회전 가능하게 위치하여 회전되는 상기 차륜에 와전류가 발생되도록 자력을 발생시키면서 회전되는 자석부;
    상기 코어지지부에 다른쪽이 지지되어 있으며, 상기 자석부의 바깥 둘레에 방사상의 위치와 한쪽의 일부를 감싸면서 전류를 유도하여 발전을 실시하는 코어부; 및
    상기 코어부에 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 코어부에서 발전된 전력을 변환하여 충전하는 변환충전부;를 포함하되,
    상기 코어지지부는,
    상기 하우징부의 타측 일부에 바깥 방향으로 돌출 배치되어 있으며, 원통형의 상기 하우징부에 바깥 둘레에 반호 형태로 돌출되어 상기 코어부의 다른쪽을 지지하도록 돌출 구비된 코어지지몸체;
    상기 코어지지몸체의 상기 코어부의 설치 위치에 홈 형태로 구비되어 상기 코어부가 삽입 지지되는 코어삽입홈;
    상기 코어지지몸체의 상기 코어삽입홈의 바깥방향으로 떨어진 위치에 홈 형태로 구비되어 상기 코어부에서 유도되는 자력이 손실되는 것을 방지하도록 차폐하는 차폐홈; 및
    상기 코어지지몸체의 바깥 둘레에 적어도 하나 이상으로 돌출 구비되어 있으며, 상기 커버부가 다른쪽 차단 시 고정되는 지지고정돌기;를 포함하는
    차륜 회전을 이용한 와전류 에너지 하베스팅 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 차륜은 상기 자석부의 자력이 작용된 상태에서 회전에 의해 와전류가 발생되는 알루미늄 재질로 구비된
    차륜 회전을 이용한 와전류 에너지 하베스팅 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징부는,
    상기 차륜의 일측에 배치되어 있으며, 상기 차륜에 비접촉되는 근접위치에 내부에 상기 자석부가 위치하는 몸체공간을 가지고, 상기 자석부를 보호하는 범퍼 형태로 구비된 하우징몸체; 및
    상기 하우징몸체의 다른쪽면에 구비되어 있으며, 중앙에 상기 자석부의 회전부분이 삽입되는 회전통공을 가지면서 상기 하우징몸체의 다른쪽을 폐쇄하여 상기 자석부를 지지하는 자석지지브라켓;를 포함하는
    차륜 회전을 이용한 와전류 에너지 하베스팅 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버부는,
    상기 하우징부와 상기 코어지지부의 개방된 다른쪽을 개폐하도록 구비된 커버몸체; 및
    상기 커버몸체의 바깥 둘레에 적어도 하나 이상으로 돌출되어 상기 코어지지부에 고정되도록 구비된 커버고정돌기;를 포함하는
    차륜 회전을 이용한 와전류 에너지 하베스팅 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 자석부는,
    상기 하우징부의 내부에 배치되어 있으며, 중앙으로 회전을 지지하는 통공 형태의 자석통공을 가지고, N극과 S극을 상호 순차 배열한 영구자석 형태로 구비되어 회전되는 상기 차륜에 와전류를 발생시키는 자력을 제공하는 자석체; 및
    상기 자석체의 중앙에 삽입 배치되어 있으며, 상기 자석통공에 삽입되어 함께 회전되는 자석회전축;을 포함하는
    차륜 회전을 이용한 와전류 에너지 하베스팅 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 코어부는,
    상기 코어지지부의 안쪽으로 삽입 지지되도록 배치되어 있으며, 반원통형상으로 상기 자석부의 한쪽 바깥 둘레를 감싸면서 회전되는 상기 자석부에서 발전된 전력을 상기 변환충전부로 유도하는 코어몸체;
    상기 코어몸체의 방사상의 복수 위치에 바 형태로 다른쪽으로 돌출 구비되어 내부에 전력을 발생시키는 코일이 감겨져 있어 발생된 전력을 상기 코어몸체로 공급하는 코어유도체; 및
    상기 코어유도체의 돌출된 다른쪽 끝에서 중심 방향으로 일부 돌출되어 있으며, 상기 자석부의 다른쪽 면에 방사상의 복수 위치에서 돌출되어 회전되는 상기 자석부의 자속을 전력을 발생시키는 상기 코어유도체로 집속하는 유도돌출체;를 포함하는
    차륜 회전을 이용한 와전류 에너지 하베스팅 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 변환충전부는,
    상기 코어부에 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 자석부의 회전에 의해 발전된 전력을 충전이 가능한 전력으로 변환하는 변환모듈; 및
    상기 변환모듈과 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 변환모듈에서 변환된 전력으로 충전하는 충전모듈;을 포함하는
    차륜 회전을 이용한 와전류 에너지 하베스팅 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징부의 한쪽에 배치되어 있으며, 상기 자석부의 회전되는 부분에 연결되어 기어비에 따라 속도를 증속한 상태에서 회전력을 발전력으로 변경하여 상기 변환충전부의 충전부분으로 충전시키는 증속발전부;를 더 포함하는
    차륜 회전을 이용한 와전류 에너지 하베스팅 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 증속발전부는,
    상기 자석부의 회전되는 부분의 다른쪽에 삽입 지지되어 있으며, 복수의 서로 다른 기어비를 가지는 기어가 상호 체결되어 회전 속도를 증속시키는 증속기어모듈; 및
    상기 증속기어모듈에 연결 배치되어 있으며, 상기 자석부에서 발생된 회전력을 상기 증속기어모듈에서 증속한 상태에서 발전되는 발전 전력으로 변환하여 상기 변환충전부로 전송하는 발전모터;를 포함하는
    차륜 회전을 이용한 와전류 에너지 하베스팅 장치.
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