KR20090024238A - 에너지 회수 시스템 - Google Patents

Abstract

에너지 회수 시스템은 운송수단에 장착되며 자기장을 생성하는 자기장 생성장치 및 운송수단의 경로에 또는 경로에 인접하게 배치되는 고정 컨덕터를 포함하며, 운송수단이 컨덕터를 지나가는 경우 자기장은 컨덕터를 통해 전류를 유도한다. 자기장 생성장치는 고정 컨덕터에 근접하는 작동 위치와 고정 컨덕터로부터 멀리 떨어진 수용 위치 사이에서 이동될 수 있다.

에너지 회수 시스템, 컨덕터, 자기장, 전류, 운송수단

Description

에너지 회수 시스템{ENERGY RECOVERY SYSTEM}

본 발명은 운송수단과 같은 움직이는 물체로부터 에너지를 회수하는 시스템 및 장치에 관한 것이다.

비재생 자원(non-renewable resource)의 에너지 소비 및 에너지의 생산시 발생하는 환경오염뿐만 아니라 에너지 소비에 의한 환경오염은 오랫동안 주요 관심사였었다. 예를 들면 운송수단에서 비재생 에너지원의 소비를 제한하고 효율을 증대시키기 위한 노력은 전기 운송수단 및/또는 하이브리드 운송수단을 발전시켰다. 전기 및 하이브리드 운송수단이 몇몇 비재생 자원의 소비를 감소시키고 적은 환경오염을 발생시키는 반면, 재충전이 필요한 전기 운송수단의 사용은 운송수단과 발전소(power plant) 사이에서 환경오염의 위치를 단순히 옮기거나 재배치하고, 게다가 에너지 소비의 적어도 일부를 하나의 비재생 자원으로부터 다른 비재생 자원으로, 예를 들어 가솔린으로부터 석탄(coal)으로 이동시킨다. 그러나 두 가지 타입의 운송수단들에 의해 소비되는 에너지의 총량은 일반적으로 변화되지 않고 유지된다.

운송수단의 에너지 효율을 증가시키는 대단한 발전이 진행되는 반면, 고유의 에너지 비능률 및 열적(thermodynamic) 카르노 사이클(carnot cycle) 제한 및 낭비(waste)가 여전히 존재하며, 이들은 현재 다루어 지고 있지 않고 있다. 예를 들면, 운송수단이 어떤 속도로부터 완전히 정지되거나 또는 언덕이나 경사면을 타고 이동되는 경우, 에너지는 현재 회수가능하지 않기 때문에 낭비가 된다.

따라서, 운송수단과 같은 것으로부터 낭비된 에너지를 회수할 수 있으며 낭비된 에너지를 즉시 또는 추후에 이용하기 위한 이용가능한 에너지원으로 변환할 수 있는 시스템에 대한 필요성이 있다.

이에 따라서, 본 발명은 운송수단과 같은 움직이는 물체로부터 지금 이용되거나 추후에 이용하기 위해 저장될 수 있는 에너지를 회수하는 에너지 회수 시스템을 제공한다.

본 발명의 일 형상에서, 에너지 회수 시스템은 운송수단에 장착되며 자기장을 생성하는 자석 및 운송수단의 경로에 또는 경로에 인접하게 배치되는 고정 컨덕터를 포함하며, 운송수단이 컨덕터를 지나가는 경우 자기장은 컨덕터를 통해 전류를 유도하고, 전류는 즉시 이용되거나 추후에 사용되도록 저장된다. 자석은 운송수단에 장착된 하우징에 장착되며 상대적으로 고정 컨덕터에 근접하는 작동 위치와 운송수단이 이동하는 도포의 표면과 하우징 사이의 충돌 가능성을 줄이도록 운송수단에 더 근접하는 수축된 위치 사이에서 이동될 수 있다.

일 양태에서, 에너지 회수 시스템은 센서 및 작동 위치와 수용 위치 사이에서 하우징을 선택적으로 움직이는 구동 메커니즘을 포함한다. 센서는 고정 컨덕터에 운송수단이 근접하는 것을 감지하며 운송수단이 상기 고정 컨덕터에 근접한 것을 감지하는 경우 작동 위치로 하우징을 움직이도록 구동 메커니즘에 신호를 생성한다.

선택적으로, 하우징은 자석을 하우징으로 수축시키는 두 번째 구동 메커니즘을 포함한다.

다른 양태에서, 자석은 전자석을 포함하며, 운송수단은 전자석을 작동시키기 위한 제어기를 선택적으로 포함한다. 더불어, 운송수단은 운송수단이 고정 컨덕터에 근접하는 것을 감지하고 전자석을 작동시키도록 제어기에 구동 신호를 생성하는 센서를 포함할 수 있다.

또 다른 양태에서, 고정 컨덕터는 다수개의 전기 전도성 와이어들의 루프들을 포함한다. 예를 들면, 전기 전도성 와이어들의 루프들은 프레임에 장착될 수 있으며, 프레임은 금속 차폐체와 같은 자기 차폐체에 의해 분리되는 상측 배전관과 하측 배전관을 갖는다. 예를 들면, 프레임은 상측 및 하측 배전관이 형성된 H형 프레임을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 형상에서, 에너지 회수 시스템은 운송수단, 운송수단에 장착되며 자기장을 생성하는 자기장 생성장치 및 회로를 포함한다. 회로는 운송수단의 경로에 배치되는 고정 컨덕터를 포함하고, 자기장은 운송수단이 컨덕터를 지나는 경우 회로를 통해 전류를 유도한다. 자기장 생성장치는 자기장이 회로에 근접된 작동 위치와 자기장 생성장치가 운송수단에 더 가깝게 이동된 수용 위치 사이에서 이동되도록 구성된다.

일 양태에서, 컨덕터는 다수개의 전기 전도성 와이어들의 루프들을 포함한다. 예를 들면, 전기 전도성 와이어들은 DC회로 또는 AC회로를 형성한다. 다른 양태에서, 와이어들은 프레임에 장착된다. 또한, 프레임은 도로의 표면에 안착되도록 구성된다. 이와 달리, 와이어들은 콘크리트 또는 다른 내구 소비재와 같은 재료의 슬래브에 장착되며, 슬래브는 도로의 표면에 안착되도록 구성된다.

다른 양태에서, 한 그룹의 루프들은 통로를 형성하게 배열되고, 운송수단이 통로를 통과하는 경우 자기장은 한 그룹의 와이어를 통해 전류를 유도한다.

또 다른 양태에서, 컨덕터는 부하 제어기 및/또는 에너지 저장장치에 결합될 수 있다.

본 발명의 또 다른 형상에서, 에너지 회수 방법은, 자기장 생성장치를 운송수단에 이동가능하게 장착하는 단계와, 운송수단의 경로에 또는 경로에 인접하게 고정 컨덕터를 제공하는 단계와, 그리고 수용 위치와 자기장 생성장치가 고정 컨덕터에 근접하는 작동 위치 사이에서 자기장 생성장치를 움직이는 단계를 포함하며, 자기장은 운송수단이 고정 컨덕터를 통과하는 경우 고정 컨덕터에 전류를 생성한다.

일 양태에서, 컨덕터는 에너지 저장장치, 전송 시스템 또는 에너지 변환 시스템에 연결되어 운송수단으로부터 회수된 에너지는 운송수단으로부터 분리되어 사용될 수 있다.

다른 양태에서, 고정 컨덕터는 도로의 표면에 위치된다.

또 다른 양태에 따르면, 센서 및 자기장 생성장치가 고정 컨덕터에 근접하는 작동 위치와 자기장 생성장치가 고정 컨덕터로부터 멀리 떨어진 수용 위치 사이에서 자기장 생성장치를 움직이는 구동메커니즘이 구비된다. 센서는 운송수단이 고정 컨덕터에 근접하는 것을 감지하며 운송수단이 고정 컨덕터에 근접하면 자기장 생성장치를 작동 위치로 이동시키도록 구동 메커니즘을 작동한다.

다른 양태에서, 자기장 생성장치는 운송수단에 장착된 하우징에 수용된다.

따라서, 본 발명의 에너지 회수 시스템은 운송수단과 같은 움직이는 물체로부터 낭비될 수 있는 에너지를 회수하여 즉시 또는 추후에 사용하도록 에너지 공급기로 변환하는 것으로 이해될 수 있다.

이러한 본 발명의 목적, 장점, 목표 및 특성들은 도면을 참조로 다음 상세한 설명으로부터 더욱 명백할 것이다.

도 1은 본 발명의 에너지 회수 시스템의 개략도;

도 2는 운송수단에 전자기장 생성기가 장착된 것을 나타내는 개략도;

도 3은 본 발명의 일 실시예의 컨덕터 모듈을 나타내는 개략도;

도 4는 본 발명의 다른 실시예의 컨덕터 모듈을 나타내는 개략적인 단면도;

도 5는 도 4의 컨덕터 모듈의 측면도;

도 5A는 와이어가 부분 제거된 도 5의 컨덕터 모듈의 개략도;

도 6은 하우징이 제거된 도 4의 컨덕터 모듈의 와이어의 측면도;

도 6A는 도 6의 와이어 다발의 개략도;

도 7은 DC회로를 제공하도록 배열된 다수개의 와이어 루프 형태인 다른 실시예의 컨덕더의 개략도;

도 8은 도 7에서 와이어 연결부가 제거된 것을 나타낸 개략도;

도 9는 DC회로에 배열된 다수개의 와이어로부터 형성되며 한 그룹의 와이어가 통로를 형성하도록 배열된 또 다른 실시예의 컨덕터를 나타내는 개략도;

도 10은 DC회로에 배열된 다수개의 와이어 루프로부터 형성된 본 발명의 또 다른 실시예의 컨덕터를 나타내는 개략도;

도 11은 DC회로를 형성하도록 다이오드를 통해 부하 제어기에 연결된 다수개의 컨덕터 모듈로부터 형성된 본 발명의 또 다른 실시예의 컨덕터를 나타내는 개략도;

도 12는 평면에 배열된 다수개의 서브 모듈로부터 형성된 컨덕터 모듈의 사시도;

도 13은 AC회로를 형성하도록 배열된 다수개의 와이어 루프를 포함하는 본 발명의 다른 실시예의 컨덕터의 개략도;

도 14는 슬래브에 결합된 본 발명의 다른 실시예의 컨덕터의 AC회로를 나타내는 개략도;

도 15는 본 발명의 자기장 생성장치 어셈블리의 입면도;

도 16은 도 15의 자기장 생성장치 어셈블리의 측면도;

도 17은 도 15의 하우징이 작동 위치로 이동된 자기장 생성장치 어셈블리의 측면도;

도 18은 다른 실시예의 자기장 생성장치 어셈블리의 입면도;

도 19는 도 18의 자기장 생성장치 어셈블리의 측면도;

도 20은 도로의 표면과 같은 아내 표면과 접촉된 지면 맞물림 요소가 구비된 도 18의 하우징의 하측부를 나타낸 개략도;

도 20A는 도 20의 자기장 생성장치 어셈블리의 측면도;

도 21은 본 발명의 다른 실시예의 자기장 생성장치 어셈블리의 개략도;

도 22는 본 발명의 또 다른 실시예의 자기장 생성장치 어셈블리의 개략도;

도 23은 도 22의 하우징 및 바퀴가 제거된 개략도;

도 24는 도 23 및 도 24에 지표면과 맞물리는 지면 맞물림 요소를 구비한 또 다른 실시예의 자기장 생성장치 어셈블리의 측면도;

도 25는 본 발명의 다른 실시예의 자기장 생성장치 어셈블리의 개략도;

도 26은 수축된 위치에서의 도 25의 자기장 생성장치 어셈블리를 나타내는 개략도;

도 27은 본 발명의 다른 실시예의 자기장 생성장치 어셈블리의 개략도;

도 28은 도 27의 자기장 생성장치 어셈블리의 측면도;

도 29는 본 발명의 또 다른 실시예의 자기장 생성장치 어셈블리의 개략도;

도 30은 도 29의 자기장 생성장치 어셈블리의 측면도;

도 31은 본 발명의 또 다른 실시예의 자기장 생성장치 어셈블리의 개략도;

도 32는 연장된 작동 위치에서의 도 31의 자기장 생성장치 어셈블리를 나타 내는 개략도;

도 33은 하우징 내의 수축된 위치에서의 도 32의 자기장 생성장치 어셈블리를 나타내는 개략도; 및

도 34는 운송수단의 속도에 대하여 본 발명의 컨덕터를 지나는 자기장 생성장치에 의해 생성된 전압량을 나타내는 그래프이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 참조번호 10은 전체적으로 본 발명의 에너지 회수 시스템을 지시한다. 아래에서 더 자세히 설명될, 본 발명의 에너지 회수 시스템은 즉시 사용하거나 추후에 사용하기 위해 저장될 수 있거나 또는 물체로부터 멀리 떨어진 위치로 선택적으로 전달될 수 있는 에너지 및/또는 에너지원을 생성하기 위하여 움직이는 물체의 움직임을 이용한다. 설명을 용이하게 하기 위하여, 이후 움직이는 물체는 운송수단으로 참조될 것이다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것으로 이해되어야 한다.

에너지 회수 시스템(10)은 자기장 생성기(12), 폐루프 회로(closed loop circuit)의 형상을 갖는 한 다발의 전기 전도성 와이어와 같은 컨덕터(14) 및 회로를 통해 흐르는 전류에 의해 생성된 에너지를 저장하는 배터리나 커패시터와 같은 에너지 저장장치 또는 그리드(grid)에 직접 공급하기 위하여 DC전압을 전화하는 변압기(transformer) 또는 인버터(inverter)를 포함한 에너지 공급기(16)를 포함한다. 자기장 생성기(12)는 영구자석 또는 전자석을 포함할 수 있으며 승용차, SUV, 트럭, 버스, 기차 등과 같은 운송수단(V)에 장착된다. 예를 들면, 자기장 생성기(12)는 소결 및 접착된 네오디뮴-철-붕소, 또는 사마륨-코발트, 또는 알니코(alnico), 또는 세라믹과 같은 재료로 상업적으로 제조된 영구자석을 포함할 수 있다. 자석의 치수는 운송수단의 크기 및 컨덕터 표면에서의 희망하는 최고 자기장 세기(ultimate magnetic field strength)에 의해 결정된다. 일례로서 1.93인치×1.93인치의 정방형 단면 치수와 5.75인치의 폭을 갖는 소결 및 접착된 네오디뮴 합금의 영구자석이 있다. 이 영구자석의 예는 컨덕터를 향하는 5.75인치의 표면으로부터 1인치의 거리에 약 2300가우스의 자기장 힘을 전달할 수 있다. 더 큰 자력의 영구자석이 설계될 수 있으나 시속 25마일의 운송수단의 교대 컨덕터 회로 설계에서 자기장 힘은 120볼트 교류에서 약 10암페어의 전류를 생성할 수 있다.

컨덕터(14)는 운송수단의 경로에 배치되어 자기장 생성기(12)가 컨덕터(14)를 통과하면 컨덕터(14)에 전류가 유도되고 이는 저장 및 추후 사용을 위하여 에너지 공급기(16)에 전달되며, 이는 아래에서 더 자세히 설명될 것이다. 상술한 바와 같이, 컨덕터 회로들은 전류 및 전압 생성에 대하여 다양한 목표를 갖게 설계될 수 있다. 그러나 기본적으로 컨덕터 회로들은 교류 또는 직류 회로 중 하나일 수 있다. 최종 컨덕터 설계는 희망하는 특정 전압과 전류 및 저장 방법 및/또는 생성된 전기를 사용하는 것에 의해 결정된다. 예를 들면, 수소 생성을 희망하는 경우 희망하는 컨덕터 설계는 직류 회로이나, 교류 회로가 고려될 수 있다.

상술한 바와 같이, 자기장 생성기(12)는 운송수단에 장착되어 운송수단이 컨덕터(14)를 지나거나 통과하는 경우, 자기장 생성기(12)는 컨덕터(14)에 전류를 유 도할 것이다. 아래에 기재된 바와 같이, 자기장 생성기(12)는 비회전 자기장 생성기(12a) 또는 회전 자기장 생성기(12b)를 포함할 수 있다. 패러데이의 유도 법칙에 따르면, 자석 또는 컨덕터가 서로 상대적으로 이동하면, 예를 들어 컨덕터가 자기장을 가로질러 이동하면, 전류가 컨덕터에서 순환된다. 게다가, 자력이 증가하거나 감소하는 경우, 전기가 생성된다; 자력이 더 빠르게 증가하거나 감소하면, 더 많은 전기가 생성된다. 다시 말해, 컨덕터에 유도된 전압량은 자속의 변화율에 비례한다. 또한, 패러데이의 법칙과 맥스웰의 방정식에 기초하여, 더 빠른 자기장의 변화는 더 큰 전압량을 유도한다. 따라서, 운송수단이 컨덕터(14)를 더 빠르게 지나가면 더 큰 전류가 발생하고, 이로 인해 더 많은 양의 에너지가 저장 장치에 저장되거나 에너지 공급기(16)에 의해 전달된다.

렌츠의 법칙에서 알려진 바와 같이, 컨덕터(14)에 전류가 유도되면 컨덕터(14)에 자기장이 생성되며, 이는 자기장 생성기(12)에 의해 생성된 외부 자기장의 변화를 방해한다. 결과적으로, 운송수단의 전방 운동은 느려질 것이다; 전방 운동이 느려지는 정도는 개별 자기장의 크기에 따라 변화될 것이다. 따라서, 에너지를 회수하는 목적을 달성하기 위하여, 컨덕터(14)는, 운송수단이 가장 비능률적(예를 들어 운송수단이 에너지를 낭비하는)이고 운송수단이 가장 높은 속도를 갖는 운송수단의 경로를 따라 배치되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 컨덕터(14)는 내리막 경사면, 예를 들어 언덕 또는 산 등의 내리막길에 배치될 수 있으며, 여기서 운송수단의 속도는 엔진 발생 속도에 더하여 중력을 받아 증대될 것이다. 중력으로 인해 운송수단의 속도가 증가되는 내리막 경사면에서, 운전자는 종종 제한 속도 내에서 속도를 유지하도록 운송수단을 느리게 하는 제동을 할 것이다. 보통 운송수단의 엔진은 연속적으로 구동되어 이로 인해 에너지가 낭비되며, 이러한 에너지는 본 발명의 시스템에서 회수된다. 두 개의 자기장들 사이의 상호작용으로 인한 운송수단의 속도의 감소는 중력에 의한 속도의 증가를 넘어서지 않도록 제공됨에 따라, 운송수단으로부터의 에너지 회수는 운송수단에 의해 소비되는 에너지를 증대시키지 않는다. 그러므로, 다른 방식으로 낭비된 에너지는 운송수단으로부터 회수된다. 비록 컨덕터가 운송수단의 경로를 따라 다른 위치에 배치될 수 있는 것으로 이해될 수 있을지라도, 이는 운송수단이 제동되거나 느려져야만 하는 위치를 포함한다.

상술한 바와 같이, 컨덕터(14)는 한 다발의 전기 전도성 와이어들을 포함하는 것이 바람직하며, 이는 운송수단의 경로에(또는 경로에 인접하게) 배치된다. 바람직하게는, 와이어들은 경로를 가로지르게, 예를 들어 운송수단의 이동방향에 직교하도록 도로를 가로지르게 연장되어, 운송수단은 와이어 다발을 통과한다. 더 바람직하게는, 와이어들은 도로의 표면에 박히거나 매몰될 수 있으며, 선택적으로 도로에 박히거나 매몰되는 몸체가 캡슐화될 수 있다. 예를 들면, 와이어들을 캡슐화하는 몸체를 형성하는 재료는 와이어를 외부 원소 및 도로의 파편으로부터 절연하고 보호하도록 비전도성 및/또는 비자성 재료, 예를 들어 플라스틱이나 고무 등인 것이 바람직하다.

도 1을 참조로, 에너지 저장장치(16)는 제어시스템(18)에 연결되며, 제어시스템은 에너지 저장장치(16)가 저장 에너지의 한계 수준에 도달하거나 넘어서는지 를 관찰 및/또는 검출한다. 바람직하게는, 제어시스템(18)은 에너지 저장장치(16)의 에너지 레벨이 한계 수준에 도달하는 경우에 에너지 저장장치(16)로부터 에너지를 전달하도록 구성되고, 더불어 에너지를 전송 시스템 또는 에너지 변환 시스템 등으로 전달하도록 구성되며, 전달된 에너지는 에너지의 공급원으로 사용되거나 운송수단의 구동 이외의 다른 목적을 위한 에너지원을 생성하도록 사용될 수 있다.

예를 들면, 제어시스템(18)은 에너지를 다른 에너지원, 예를 들어 산소, 수소 또는 다른 소비재로 변환하도록 에너지를 에너지 변환 시스템(20)으로 전달할 수 있다. 또한, 하나 이상의 이런 소비재들은 차례로 아래에 기재한 바와 같이 더 많은 에너지를 생성하도록 사용될 수 있다. 도시된 실시예의 에너지 변환 시스템(20)은 전기분해 시스템(22)을 포함하며, 이는 예를 들어 물을 산소 및 수소로 변환하는 데 전달된 에너지를 사용하고, 산소는 실험실이나 병원 등으로 전달될 수 있다. 상술한 바와 같이, 수소는 에너지 전달 연료로 사용될 수 있다. 수소는 운송수단의 동력원, 빌딩을 위한 열 및 전기를 생성하는 터빈 또는 전기를 생산하는 연료전지(fuel cell)의 구동원을 포함하는 연료 및 에너지 공급원으로 사용될 수 있다. 도시된 실시예에서, 수소는 수소 연료전지를 구동하는 데 사용되며, 수소 연료전지는 수소 및 산소를 전기로 변환하고 다른 운송수단의 동력을 제공하는 데 사용되거나 빌딩에 전기와 열을 제공하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 컨덕터(12)의 전류는 에너지를 생성하고 생산품을 생산하는 데 사용될 수 있다.

상술한 바와 같이, 자기장 생성기(12)는 영구자석 또는 전자석을 포함할 수 있다. 전자석을 사용하는 경우, 자기장은 선택적으로 발생될 수 있다. 예를 들 면, 운송수단은 전자석을 작동시키기 위한 제어기를 포함할 수 있다. 또한, 에너지 회수 시스템(10)은 운송수단이 컨덕터(14)에 근접할 때 운송수단의 제어기로 신호를 생성하여 전자석을 작동시키도록 제어기를 구동하는 센서(24)를 포함할 수 있다. 센서(24)는 운송수단에 장착되거나 컨덕터에 또는 컨덕터의 근처에 장착될 수 있다.

도 2를 참조로, 참조번호 30은 전체적으로 운송수단을 지시한다. 비록 운송수단(30)이 자동차로 도시되었으나, 여기에서 사용되는 운송수단이라는 용어는 물체를 운반하거나 운송하는 수단을 포함하는 가장 넓은 의미로 이해되어야 하며, 운송수단은 기차, 버스, 트럭, 자전거 또는 비행기 등을 포함한다. 상술한 바와 같이, 자기장 생성기(12)의 속도가 빠르면 빠를수록 에너지 생성률은 더 커진다. 도 2는 두 개의 선택적인 자기장 생성기를 도시하며, 하나의 생성기(12a)는 자동차의 하측, 예를 들어 후방 범퍼의 아래 또는 근처에 장착되고, 다른 생성기(12b)는 바퀴, 예를 들어 바퀴(32)의 허브에 장착되어 바퀴와 함께 회전된다. 이와 달리, 자기장 생성기는 예를 들어 운송수단의 엔진에 의해 구동되는 플라이휠(flywheel) 등에 장착될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 회전 자기장 생성기(12b)의 음극(N)들은 바퀴 장치의 중심으로부터 외측을 향할 수 있어, 음극들은 운송수단의 고정된 위치에 장착되는 것보다 더 높은 속도로 이동될 것이다. 따라서, 운송수단이 컨덕터(14)를 지나게 또는 인접하게 구동되는 경우, 자기장 생성기(12b)의 회전율은 컨덕터를 지나게 또는 인접하게 통과함에 의한 전기 생성률을 현저히 증가시킨다. 이와 같은 증가된 에너지 생성은 기차 바퀴 장치에 장착된 자기장 생성기와 함께 사용될 수 있다.

또한, 회전 자기장 생성기(12b)는 다수개의 영구자석으로부터 형성된 원통형 구조를 포함할 수 있으며, 원통형 구조는 원통형 부재의 주변을 향하는 하나의 극과 원통형 부재의 중심을 향하는 다른 극을 갖는다. 이는 컨덕터 내의 유도 전류의 방향성에 대해 렌츠의 보존법칙을 보장할 것이다.

이와 유사하게, 자기장 생성기(12a)는 하나의 자석 또는 다수개의 자석들로부터 형성될 수 있다. 예를 들면, 하나의 큰 자석이 운송수단에 장착될 수 있다. 일례로서 2인치×8인치×2인치의 치수를 갖는 자석이 포함될 수 있다. 이와 달리, 다수개의 더 작은 자석들이 장착될 수 있다. 예를 들면, 네 개의 2인치×2인치×2인치의 자석들이 2인치×8인치×2인치의 자석을 대신하여 사용될 수 있다. 그러나, 자석의 크기 및 수량은 특정 응용예에 따라 변화될 수 있음이 이해되어야 한다.

다양한 자석들이 제공되는 경우, 자석들은 동일 평면에 배치되고 서로 근접하게 위치되는 것이 바람직하다. 자석들은 각 자석에 의해 유도된 전파(electric wave)의 진폭이 누적되는 나란한 구성으로 배열될 수 있다. 이와 달리, 자석들은 이동 방향 및 N극과 정렬되는 공통축을 따라, 예를 들어 모두 동일 방향을 향하거나 모두 운송수단의 이동 방향을 향하거나 또는 모두 운송수단의 이동방향의 반대방향을 향하도록 배열될 수 있다. 자석들은 서로 인접되도록, 예를 들어 각각의 N극이 동일 방향, 예를 들어 운송수단의 이동방향을 향하도록 배열될 수 있다. 이러한 방식에서, 첫 번째 자석이 컨덕터를 통과하면, 첫 번째 자석은 컨덕터에 전파 를 생성한다. 다음번 자석은 유사하게 컨덕터에 전파를 생성하나, 이 자석에 의해 생성된 전파는 약간의 딜레이를 가질 것이다.

다른 배열 방식에서, 자석들은 엇갈리게 배치될 수 있고 운송수단의 이동방향을 따라 정렬된 평행축들을 따라 정렬될 수 있다. 이러한 배열에서 자석들은 자석들에 의해 생성된 전파가 중첩되어 증대된 위상을 갖는 전파를 형성하게 누적되도록 배열될 수 있다. 그 결과, 이와 같은 엇갈린 배치는 생성된 전파가 영(zero)으로 폭락되는 것을 방지하고, 이는 생성된 힘을 증가시킨다.

도 3을 참조로, 참조번호 114는 전체적으로 본 발명의 컨덕터를 지시한다. 도시된 실시예에서, 컨덕터(114)는 회로(142)를 통하여 전류를 유도하도록 운송수단에 장착된 자기장 생성기(12)가 지나가는 DC회로(142)를 형성하도록 배열되는 다수개의 컨덕터 모듈(140)들을 포함한다. 상술한 바와 같이, 회로(142)는 에너지 저장장치 또는 전압을 그리드에 직접 전달하는 변압기 또는 인버터와 같은 에너지 공급기(16)에 연결될 수 있다. 예를 들면, 에너지 저장장치는 그리드에 연결하는 데 사용될 수 있고 상술한 수소를 만드는 데 사용될 수 있는 커패시터 뱅크(bank of capacitor)를 포함할 수 있다. 또한 에너지 저장장치는 말단 부하(end load)에서의 힘 사용의 변화로 인하여 에너지 회수 시스템이 연결될 수 있는 생성기의 부하의 변동(load variation)을 감소시키는 스위치 커패시터 회로(switch capacitor circuit)에 연결될 수 있다.

스위치 커패시터 회로는 공지되어 있으며 일반적으로 적어도 두 개의 커패시터 및 생성기와 커패시터에 연결되어 두 개의 커패시터 사이를 스위치하는 논리 제 어기(logic controller)를 포함한다. 두 번째 제어기는 커패시터를 통해 첫 번째 제어기에 연결된다. 인버터는 두 번째 제어기를 말단 부하에 연결한다. 커패시터 중 하나가 포화상태가 되면 첫 번째 제어기는 두 개의 커패시터 사이를 스위치한다. 이러한 방식에서, 생성기는 말단 부하에서 부하의 변동으로부터 분리된다.

각 모듈(140)은 DC회로를 형성하도록 연속하여 연결된 각 모듈과 루프를 형성하도록 배열된 다수개의 전기 전도성 와이어들을 포함한다. 도시된 실시예에서, 컨덕터 모듈(140)들은 조립식 슬래브와 같은 슬래브(slab;144)에 위치되고 바람직하게는 캡슐화된다. 예를 들면, 슬래브(144)는 콘크리트 또는 합성수지재료(polymeric material) 또는 복합재료(composite material)로 제작될 수 있고 슬래브의 상측 표면(144a)이 실질적으로 도로의 표면(S)에 이음매가 없이 평평하도록 도로의 표면에 매몰될 수 있다.

도 4를 참조로, 각 컨덕터 모듈(140)은 프레임(148)의 둘레에 인접한 루프를 형성하도록 배열된 구리 와이어와 같은 다수개의 전기 전도성 와이어(146)들을 포함한다. 예를 들면, 적절한 전기 전도성 와이어는 구리 와이어, 예를 들어 10 게이지의 구리 와이어를 포함한다. 프레임(148)은 와이어들이 루프를 형성하는 상측 배전관(150)과 하측 배전관(152)을 형성한다. 또한, 프레임(148)은 한 쌍의 측벽(154,156) 및 함께 상/하측 배전관을 형성하고 와이어를 프레임에 유지하는 중앙부재 또는 코어부재(158)를 포함하는 것이 바람직하다. 측벽(154,156)들과 코어부재(158) 각각은 강화 폴리머, 나무 또는 복합재료를 포함하는 폴리머와 같은 비전도성 재료로 형성된다.

도 4, 도 5 및 도 5A에 도시한 바와 같이, 프레임(148)은 자기 차폐체(160)를 포함할 수 있으며, 이는 자기장 생성기(12)에 의해 생성된 자기장(162)이 하측 배전관을 관통하여 하측 와이어들의 전류와 간섭하는 것을 방해하도록 상측 배전관과 하측 배전관 사이에 위치된다. 도시된 실시예에서, 자기 차폐체(160)는 금속판을 포함하며, 금속판은 코어부재(158)의 아래쪽이나 하측 와이어의 위쪽에 배치된다. 예를 들면, 적절한 금속판은 예를 들어 0.03인치 정도의 두께를 갖는 금속 또는 니켈 시트를 포함한다. 관련 기술의 당업자에게 이해되는 바와 같이, 에너지 저장장치와 같은 에너지 공급기(16)에서 생성된 전압량(voltage)은 운송수단의 속도 및 각 루프의 수 및 길이의 기능을 한다.

도 5 및 도 5A를 참조로 상술한 바와 같이, 프레임(148)은 한 쌍의 측벽(154,156) 및 코어부재(158)로 형성되고, 코어부재는 측벽(154)과 측벽(156)을 연결하고 와이어들이 권선되는 프레임(148)의 코어를 형성한다. 코어부재(158)는 상측 배전관(150)과 하측 배전관(152) 사이에 통로를 제공하도록 측벽(154,156)들의 외측 말단부(154a,154b,156a,156b)의 내측으로 말단을 형성하며, 와이어(146)들이 코어부재(158) 주변에 감기는 경우, 와이어들은 프레임(148)에 실질적으로 유지된다. 또한, 도 5에 더 자세히 도시한 바와 같이, 자기 차폐체(160)는 코어부재(158)의 전체 길이에서 연장되는 것이 바람직하며, 이로 인해 상측 및 하측 배전관의 전체 길이에 걸쳐 실질적으로 자기 차폐체가 제공된다.

도 6 및 도 6a를 참조로, 와이어(146)는 프레임(148)에 복수의 레이어(146a,146b)들로 배열되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 적절한 와이어 다발들 은 3인치의 폭, 24인치의 길이 및 1.5인치의 깊이를 가질 수 있다. 이러한 치수들은 단지 일례이고 본 발명의 권리 범위를 제한하지 않는 것으로 이해되어야 하며, 이는 본 발명의 특정 응용예에 따라 상당히 변화될 것이다.

도 7 및 도 8을 참조로, 참조번호 214는 본 발명의 다른 실시예의 컨덕터를 지시한다. 컨덕터(214)는 구리 와이어와 같은 전기 전도성 와이어(246)의 다수개의 포개진 루프들을 포함하며, 이는 DC회로를 형성하도록 배열된다. 도시된 실시예에서, 루프들은 전기 연결부(247)에 의해 서로 연결되는 와이어 부분들로부터 형성된다. 또한, 루프들은 연결부(248)에 의해 서로 다발로 형성될 수 있다. 루프들의 수 및 길이는 응용에 따라 변화될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 상술한 바와 같이, 와이어(246)들은 에너지 저장장치와 같은 에너지 공급기(16)에 연결하기 위한 DC회로(242)를 형성하도록 배열된다. 도 8을 참조로, 와이어들은 다발로 형성될 필요가 없는 것이 이해될 수 있으며, 이는 연결부(248)의 필요성을 배제한다.

도 9를 참조로, 참조번호 314는 본 발명의 또 다른 실시예의 DC 버전의 컨덕터를 지시한다. 컨덕터(114)와 유사하게, 컨덕터(314)는 슬래브(344)에 매몰된 다수개의 컨덕터 모듈(340)들을 포함한다. 컨덕터는 슬래브(344)에 매몰된 개별 와이어 루프들로부터 형성될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

도시된 실시예에서, 컨덕터(314)는 두 그룹의 컨덕터 모듈 또는 루프들을 포함하며, 첫 번째 그룹의 컨덕터 모듈(340a)들은 슬래브(344)에 매몰되고 두 번째 그룹의 컨덕터 모듈 또는 루프(340b)들은 슬래브(344)의 외부에, 예를 들어 첫 번 째 세트의 컨덕터 모듈 또는 루프들에 직교하도록 배열된다. 또한, 컨덕터 모듈 또는 루프(340b)들은 통로(350)를 형성하는 방식, 예를 들어 움직이는 물체가 통로를 통과하여 양 그룹의 컨덕터 모듈 또는 루프(340a,340b)들에 전류가 유도되도록 통로(350)를 형성하는 방식으로 배열될 수 있다. 예를 들면, 루프 또는 모듈(340b)들은 와이어가 자동차의 위쪽에서 연장되는 도로 매표소, 신호등 프레임 또는 육교에 장착될 수 있다.

도 10을 참조로, 다른 실시예의 DC 컨덕터(414)가 도시되며, 와이어 루프(416)들은 수평으로 엇갈리게 배치되고, 연결부(448)에 의해 서로 다발로 형성된다. 유사하게, 각 루프는 전기 연결부(447)에 의해 서로 전기적으로 연결되는 와이어 부분들로부터 형성될 수 있다.

도 11을 참조로, 참조번호 515는 본 발명의 다른 실시예의 컨덕터를 참조한다. 컨덕터(515)는 도 4 내지 도 6a를 참조로 상술된 것과 같은 다수개의 컨덕터 모듈(540)들을 포함하며, 이는 회로(542)에 의해 전기적으로 서로 연결된다. 각 모듈(540)들은 각 컨덕터 모듈(540)이 개별적으로 실행하며 독립적으로 전류를 회로(542)에 전달하도록 다이오드(544)를 통해 회로에 연결되며, 차례로 부하 제어 에너지 저장장치(546)에 연결되는 것이 바람직하다.

도 12를 참조로, 참조번호 640은 다수개의 컨덕터 서브모듈(642)로부터 형성된 다른 실시예의 컨덕터 모듈을 지시한다. 서브모듈(642)들은 공통 평면에 배열되며, 각 서브모듈(642)은 DC 회로를 형성하도록 리드선(642a)에 의해 서로 연결될 수 있는 구리 와이어와 같은 다수개의 루프된 전기 전도성 와이어들로부터 형성된 다. 서브모듈들을 제공함에 따라, 각 모듈(640)의 크기는 단순히 추가의 서브모듈들을 더하거나 서브모듈들을 제거함으로써 증가되거나 감소될 수 있다.

도 13을 참조로, 컨덕터(714)는 AC 회로를 형성하도록 배열된 다수개의 루프된 전기 전도성 와이어(746)들로부터 형성된 AC 컨덕터를 포함한다. 도 14를 참조로, 와이어 루프(746)들은 슬래브(744)에 배열되고 위치될 수 있으며, 공통 평면에 배열될 수 있다. 또한, 슬래브(744)는 슬래브(744)에 배열된 다수개의 컨덕터(714)를 포함할 수 있고 각 컨덕터(714)는 에너지 공급기(16)에 연결된다.

도 15 내지 도 17을 참조로, 참조번호 812는 자기장 생성기 어셈블리를 지시한다. 자기장 생성기 어셈블리(812)는 운송수단에, 구체적으로는 운송수단의 몸체에, 더 구체적으로는 자동차의 몸체에 장착되기에 특히 적합하다. 도 2를 참조로 기술한 바와 같이, 하나의 적절한 위치는 자동차의 후방, 예를 들어 후방 범퍼나 그 근처가 된다.

도 15 및 도 17에서 가장 잘 이해될 수 있는 바와 같이, 자기장 생성기 어셈블리(812)는 하우징(814)과 자석(영구자석이나 전자석)과 같은 자기장 생성기(816)를 포함한다. 또한, 상술한 다양한 실시예들 중 어느 하나의 경우에 있어서, 자기장 생성기 어셈블리(816)는 상술한 바와 같이, 하나의 자석 또는 복수의 자석들을 포함할 수 있다.

하우징(814)은 통상의 고정수단, 예를 들어 나사 결합수단, 볼트 또는 리벳, 용접과 같은 고정수단에 의해 몸체(B)에 장착되는 장착부(818) 및 가동부(820)를 포함한다. 가동부(820)는 힌지(822)에 의해 장착부(818)에 회전가능하게 결합되 며, 힌지는 수평축(822a)에 대한 회전 운동을 제공한다. 아래에서, 자석(816)이 참조될 것이나, 다른 자기장 생성 장치가 사용될 수 있음이 이해되어야 한다. 자석(816)은 가동부(820)에 위치되며, 가동부는 도 15의 수용 위치와 도 17에 도시한 작동 위치 사이에서 이동되어, 자석(816)은 예를 들어 도 4에 도시한 바와 같이 컨덕터에 밀접한 위치로 이동될 수 있다.

하우징(814)은 플라스틱 또는 알루미늄, 스틸(steel), 또는 니켈과 같은 비자성 재료를 포함한 다양한 다른 재료로부터 형성될 수 있으며, 자석(816)의 주변의 덮개를 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 하우징(814)의 말단부(814a)는 개방되거나 커버에 의해 폐쇄될 수 있으며, 커버는 자석(816)의 자기장과 간섭되지 않도록 비전도성 재료로 형성된다.

힌지(822)는 도 16의 로터리 모터(824)와 같은 구동 메커니즘에 의해 수평축(822a)에 대해 구동될 수 있으며, 로터리 모터는 운송수단의 오퍼레이터에 의해 제어될 수 있거나 또는 아래에서 더 구체적으로 설명될 제어 시스템에 의해 제어될 수 있다. 비록 하우징(814)의 외부에 대해 적어도 부분적으로 도시되었으나, 모터(824)는 하우징(814)에 장착될 수 있다. 다음의 실시예를 참조로 설명되는 바와 같이, 어셈블리(812)는 운송수단 또는 자기장 생성기 어셈블리에 제공된 제어 시스템과 통신하는 근접센서(proximity sensor)를 포함할 수 있으며, 이는 운송수단이 컨덕터에 접근하는 것을 감지하고 제어 시스템으로 전달되는 신호를 생성하며, 운송수단이 컨덕터에 접근하거나 인접할 때 모터(824)를 작동시킨다.

다시, 도 15 및 도 17을 참조로, 자석(816)은 하우징(814)의 내부에 이동가 능하게 장착될 수 있다. 예를 들면, 자석(816)은 드라이브 모터(826)와 같은 두 번째 구동 메커니즘에 의해 움직일 수 있으며, 드라이브 모터도 하우징(814)에 수용된다. 모터(826)는 자석(816)이 선택적으로 장착되며 하우징 내의 수축된 위치와 연장된 위치 사이에서 연장 및 수축되는 드라이브 로드(828)를 포함하며, 이는 하우징의 내부에 배치되는 것이 바람직하나 하우징의 하측 말단부(814a)에 또는 말단부에 인접하게 배치될 수 있다. 선택적으로, 도시되지는 않았으나, 자석(816)은 하우징(814)으로부터 적어도 부분적으로 돌출되게 연장될 수 있다. 이는 하우징의 말단이 개방된 경우 자석의 이동으로 개방된 말단부(814a)를 통해 하우징(814)에 잠재적으로 쌓이는 잔해를 어셈블리(812)로부터 제거하는 자동 제거 기능(self-shedding function)을 제공하기에 적합할 수 있다.

도 18 내지 도 20A를 참조로, 참조번호 912는 본 발명의 다른 실시예의 자기장 생성기 어셈블리를 지시한다. 어셈블리(912)는 어셈블리(812)와 유사한 구조를 가지며 하우징(914) 및 자석(916)과 같은 자기장 생성기를 포함한다. 하우징(914)은 유사하게 장착부(918)와 가동부(920)를 포함하며, 가동부는 힌지(922)에 의해 장착부(918)에 이동가능하게 장착된다. 힌지(922)는 회전식 모터(924)와 같은 구동 메커니즘에 의해 구동된다. 어셈블리(912)의 더 구체적인 구성은 이전의 실시예에를 참조한다.

도시된 실시예에서, 어셈블리(912)는 한 쌍의 지면 맞물림 요소 또는 바퀴(930)를 더 포함하며, 이는 하우징(914)의 가동부(920)가 작동 또는 연장된 위치로 이동되는 경우, 가동부(920)의 양 측부를 지표면(G)에 선택적으로 맞물리게 한 다(도 20A). 바퀴(930)는 바퀴가 구동되는 지표면의 표면 위상에서의 진동을 바퀴가 흡수하도록 하우징에 스프링에 의해 장착되는 것이 바람직하다.

도 21을 참조로, 참조번호 1012는 전체적으로 본 발명의 또 다른 실시예의 자기장 생성기 어셈블리를 지시한다. 어셈블리(1012)는 이전의 실시예와 유사하다(따라서 이전의 실시예를 참조한다); 그러나 가동부(1020)은 힌지(1022)와 수평축(1022a)에 대해 실린더(1024)와 같은 연장가능한 구동 메커니즘에 의해 이동되며, 실린더는 연장된 위치와 수축된 위치 사이에서 가동부(1020)를 이동시키도록 연장되거나 수축된다. 어셈블리(912)와 유사하게, 어셈블리(1012)는 바퀴와 같은 지면 맞물림 요소를 포함하며, 이는 하우징(1014)의 가동부(1020)의 하측 말단부에 장착된다.

실린더(1024)는 유압 실린더 또는 가스식 실린더를 포함하는 공압 실린더를 포함할 수 있으며, 이는 아래에서 더 자세히 기재될 제어 시스템에 의해 수축되거나 연장되게 작동될 수 있다. 실린더(1024)는 스프링의 필요성을 제거하거나 또는 스프링을 보완하도록 충격 흡수 기능을 제공할 수 있으며 바퀴(1030)와 하우징(1014) 사이에 장착된다.

도 22를 참조로, 참조번호 1112는 전체적으로 다른 실시예의 자기장 생성장치 어셈블리를 지시한다. 어셈블리(1112)는 자석(가상선으로 도시됨, 도 23 참조)과 같은 자기장 생성기를 수용하는 하우징(1114)을 포함한다. 하우징(1114)은 자석을 수용하는 가동부(1120)와 예를 들어 가동부를 운송수단의 하부에 장착시키는 장착부(미도시)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 하우징(1114)은 자석이 연장된 위치에 있을 때 자석(1116) 주위를 덮는 삼각형 모양의 하단부(1122)를 갖는 사다리꼴 모양의 하우징을 포함한다. 자석(1116)은 하우징(114)의 브라켓(1116a)에 장착되며, 브라켓은 자석(1116)을 모터(1126)의 연장가능한 샤프트(1128)에 장착시켜 자석은 이전의 실시예와 유사한 방식으로 하우징(114)의 내부에서 수축될 수 있다.

도 24를 참조로, 어셈블리(1112)는 바퀴와 같은 한 쌍의 지면 맞물림 부재(1130)가 구비된다. 이전의 실시예를 참조로 기재되는 바와 같이, 지면 맞물림 부재(1130)는 충격 흡수 기능을 제공하도록 스프링에 의해 하우징(1114)에 장착되는 것이 바람직할 것이다.

도 25를 참조로, 참조번호 1212는 본 발명의 다른 실시예의 자기장 생성장치 어셈블리를 지시한다. 이전 실시예들과 유사하게, 자기장 생성장치(1212)는 하우징(1214) 및 자석(1216)과 같은 자기장 생성기를 포함하며, 자석은 하우징(1214)의 내부에 모터(1226)에 의해 이동가능하게 장착된다. 하우징(1214)은 유사하게 운송수단의 하부에 장착되며 바람직하게는 하우징(1214)이 도 25에 도시한 바와 같은 작동 위치와 운송수단에 더 가까운 수용 위치 사이에서 이동되는 방식으로 장착된다. 이전 실시예들과 유사하게, 어셈블리(1212)는 하우징(1214)을 이전 실시예를 참조로 기술된 것과 유사한 수평 피봇축과 같은 피봇축에 대하여 수축된 위치로 이동시키는 모터(1224)를 포함한다. 적절한 장착 설비에 대한 상세한 사항은 이전 실시예들을 참조한다.

도시된 실시예에서, 모터(1226)는 스크류 드라이브 샤프트(1228)의 말단에 장착된 자석(1216)을 갖는 스크류 드라이브 모터를 포함한다. 이러한 방식에서, 샤프트(1228)는 모터(1226)에 의해 회전되기 때문에 자석(1216)은 하우징(1214)의 내부로 수축될 수 있다.

상술한 바와 같이, 어셈블리(1212)는 근접센서와 같은 한 쌍의 센서(1232)들을 포함할 수 있으며, 센서는 운송수단이 컨덕터에 근접하는 것을 감지한다. 또한, 도시된 실시예에서, 어셈블리(1212)는 회로기판(1234)을 포함하며, 회로기판은 자석의 위치 및 하우징의 위치를 제어하도록 센서(1232)들, 모터(1226), 및 선택적으로 모터(1224)와 통신한다. 회로기판(1234)은 선택적으로 마이크로프로세서를 포함하거나 운송수단의 기판의 마이크로프로세서와 통신할 수 있다. 예를 들면, 마이크로프로세서는 센서(1232)로부터의 신호를 수신하거나 센서의 상태를 감지하도록 구성될 수 있으며, 컨덕터에 운송수단이 근접함을 나타내는 신호가 감지되거나 수신되면, 모터를 구동하도록 모터(1226)에 작동 신호를 생성하고, 이로 인해 자석(1216)은 하우징(1214) 내부의 수축된 위치 또는 수용 위치로부터 도 25에 도시한 연장된 위치 또는 작동 위치로 이동된다. 또한, 자석(1216)의 이동 이전에 또는 이동과 동시에, 마이크로프로세서는 컨덕터의 접근을 감지하는 센서(1232)와 마찬가지로 하우징의 수축된 위치 또는 수용 위치와 연장된 위치 또는 작동 위치 사이에서 하우징(1214)을 이동시키도록 모터(1224)를 작동시킬 수 있다. 이러한 기능들은 동시에 수행되거나 또는 설정 딜레이를 가질 수 있다. 여기에 기재된 실시예들 중 하나는 동일하거나 또는 유사한 제어 시스템을 포함할 수 있음이 이해되어야 한다. 또한, 제어 시스템의 적어도 일부는 상기한 바와 같이 자기장 생성장치 어셈블리에 포함될 수 있거나 또는 자기장 생성장치 어셈블리의 외부에 배치되 어 예를 들어 운송수단에 장착될 수 있다. 추가의 기능 및 특성들이 추가될 수 있음이 이해되어야 한다.

도 27 및 도 28을 참조로, 참조번호 1312는 본 발명의 또 다른 실시예의 자기장 생성장치 어셈블리를 지시한다. 어셈블리(1312)는 하우징(1314)를 포함하며, 하우징은 운송수단의 하부에 장착된 고정부(1318) 및 가동부(1320)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 가동부(1320)는 장착부(1318)에 상대적으로 선형운동되고 래크(rack)/피니언(pinion) 구동 어셈블리(1324)에 의해 구동된다. 예를 들면, 래크(1324a)는 하우징부(1318)에 장착될 수 있는 한편, 피니언(1324b)들과 피니언들을 구동하는 모터(1324c)는 가동부(1320)에 장착될 수 있다. 그러나 구성요소들의 위치가 바뀔 수 있음이 이해되어야 한다.

이전의 실시예들과 유사하게, 자석(1316)은 가동부(1320)에 이동가능하게 장착되고 스크류 드라이드 어셈블리(1326)에 의해 구동된다. 이에 더불어, 자석(1316)은, 가동부(1320)의 벽을 통해 돌출되어 길게 연장된 슬롯(1344)에서 안내되는 한 쌍의 핀(1342)들에 의해 가동부(1320)에 안내되는 프레임(1340)에 의해 스크류(1328)에 장착된다. 프레임(1340)은 비자성 재료로 형성되는 것이 바람직하고, 알루미늄과 같은 경량의 비자성 재료로 형성되는 것이 더 바람직하다. 자석(1316)은 철판과 같은 비자성 플레이트에 의해 프레임(1340)에 장착된다. 선택적으로, 자석(1316)은 플레이트(1340a)에 예를 들어 접착제 등에 의해 장착될 수 있다.

이에 더불어, 어셈블리(1312)는 근접센서(1346)를 포함하며, 유사하게 근접 센서는 운송수단이 컨덕터에 근접하는 것을 감지하도록 제공된다. 근접센서(1346)의 사용에 대한 구체적인 사항은 이전의 실시예들을 참조한다.

상술한 것으로부터 이해되어야 하는 바와 같이, 모터(1324c)가 작동되는 경우, 가동부(1320)는 가동부(1320)가 운송수단에 더 가까운 수축된 위치와 도 27에 도시한 연장된 위치 사이에서 장착부(1318)에 대해 상대적으로 이동될 것이다. 또한, 래크/피니언 구동 어셈블리(1326)의 모터가 작동되는 경우, 프레임(1340)은 가동부(1320)의 내부로 이동될 것이다. 선택적으로, 가동부(1320)는 판형 배리어(1348)를 포함하며, 이는 스틸 델린(steel delrin)으로 형성될 수 있고, 자석(1316)에 의해 생성된 자기장이 하우징(1314) 전체를 통해 연장되는 것을 방지하고 운송수단 내부의 시스템과의 어떤 잠재적인 간섭을 제한한다.

도 29 및 도 30을 참조로, 참조번호 1412는 본 발명의 다른 실시예의 자기장 생성장치 어셈블리를 지시한다. 어셈블리(1412)는 유사하게 하우징(1414)과 자석(1416)을 포함하며, 자석은 하우징(1414)에 수용된다. 도시된 실시예에서, 자석(1416)은 한 쌍의 트러니언(trunnion;1416a,1416b)들에 의해 하우징(1414)에 장착되며, 트러니언들은 하우징(1414)의 벽에 회전가능하게 장착된다. 이전 실시예들과 유사하게, 하우징(1414)은 장착부(1418) 및 자석(1416)을 수용하는 하측부(1420)를 포함한다. 모터(1426)는 하측부(1420)에 배치되고 톱니벨트와 같은 구동벨트(1428)를 통해 자석(1416)을 회전시키며, 구동벨트는 모터 샤프트(1426b)와 자석(1416)을 하우징(1414)에 회전되게 장착하는 트러니언(1416b)에 대해 연장된다.

도시된 실시예에서, 하우징(1414)의 하측부(1420)는 스틸과 같은 외측 비전도성 벽 또는 플레이트(1430) 및 델린(delrin)으로 형성된 내측 플레이트 또는 벽(1432)을 포함한다. 트러니언(1416a,1416b)들은 플레이트(1432)에 회전가능하게 지지되며, 플레이트(1432)는 자석(1416) 주위에 비자성 덮개를 형성한다.

상술한 바와 같이, 자석(1416)은 한 쌍의 트러니언(1416a,1416b)들에 의해 하우징(1414)에 지지되다. 도시된 실시예에서, 트러니언(1416a,1416b)들은 하우징(1417)에 부착되고 하우징은 자석(1416)을 지지한다. 예를 들면, 하우징(1417)에 대한 적절한 재료는 알루미늄이 된다. 선택적으로, 하우징(1417)은 하나의 자성 표면을 제공하도록 자석의 적어도 3개의 측면을 감쌀 수 있으며, 자석은 자성 표면이 하우징을 향하게 회전된 도 29에 도시한 비작동 위치와 자성 표면(1416c)이 하우징(1414)의 외측을 향하도록 회전된 작동 위치 사이에서 회전되거나 이동될 수 있다. 또한, 이와 같은 구성으로 자석에 의해 생성된 자기장의 범위는 운송수단의 시스템과의 간섭을 최소화하도록 제한될 수 있다.

도 31 내지 도 33을 참조로, 참조번호 1512는 본 발명의 다른 실시예의 자기장 생성장치 어셈블리를 지시한다. 어셈블리(1512)는 하우징(1514)과 자석(1516)을 포함하며, 자석은 스크류 드라이브 어셈블리(1526)에 의해 하우징(1514)에 이동가능하게 장착되고 어셈블리(1312)와 유사하게 프레임(1540)에 의해 스크류 드라이브 로드(1528)에 장착되는 것이 바람직하다. 어셈블리(1312)와 유사하게, 자석(1516)은 비전도성 플레이트(1540a)에 장착되고, 플레이트는 자석(1516)을 프레임(1540)에 장착한다. 또한, 도시된 실시예에서, 어셈블리(1512)는 하우징(1514) 의 개방단(1514a)에 커버(1550)를 포함한다. 적절한 커버는 비전도성이어야 하고 자석(1516)에 의해 생성된 자기장과 간섭되지 않으며 예를 들어 플라스틱 커버를 포함할 수 있다.

도 34를 참조로, 본 발명의 에너지 회수 시스템에 의해 생성된 전압량이 자기장 생성장치가 장착된 물체 또는 운송수단의 속도와 함께 선형으로 증가되는 것은 관련 기술의 당업자에게 이해될 것이다. 예를 들면, 시속 5마일의 속도에서, 20볼트의 DC 전압량이 획득된다. 유사하게, 시속 10마일의 속도에서, 40볼트의 DC 전압량이 획득된다. 시속 15마일의 속도에서, 60볼트의 DC 전압량이 획득된다. 시속 20마일의 속도에서, 80볼터의 DC 전압량이 획득된다.

비록 운송수단에 장착된 자기장 생성장치와 운송수단의 외부에 위치된 컨덕터를 참조로 설명하였으나, 자기장 생성장치는 운송수단에 컨덕터가 구비된 운송수단의 외부에 장착될 수 있다. 예를 들면, 이러한 변형예는 통상적으로 운송수단의 배터리 또는 배터리들의 재충전이 필요한 경우 운송수단 속도의 범위를 넘어 운송수단을 움직이는 데 전기가 사용되는 하이브리드 자동차에 적용하기에 특히 적절할 수 있다. 이러한 구성에서, 컨덕터는 적어도 운송수단이 자기장 생성장치를 통과하는 경우 배터리(또는 배터리들)를 충전하도록 배터리(또는 배터리들)와 폐회로를 형성한다. 상술한 컨덕터들과 유사하게, 자기장 생성장치는 운송수단의 경로에 또는 경로에 인접하게 장착된 하나 이상의 자석들을 포함할 수 있다. 또한, 자석 또는 자석들은 도로 표면의 위에 또는 그 내부에 장착될 수 있고 도로 표면의 하우징에 또는 그 내부에 장착될 수 있으며 또는 콘크리트 슬래브나 폴리머 슬래브와 같 은 슬래브에 매몰될 수 있다.

본 발명의 다양한 형태가 도시되고 기재되었으나, 다른 형태들은 이제 관련 기술의 당업자에게 명백하게 될 것이다. 예를 들면, 복수의 자기장 생성기 또는 복수의 자기장 생성기 어셈블리들이 상술한 적용예들 중 하나에 사용될 수 있으며, 이로 인해 에너지 회수가 더 향상된다. 이러한 시스템이 기차에 적용되는 경우, 각 열차는 하나 이상의 자기장 생성기 또는 자기장 생성기 어셈블리를 포함할 수 있으며, 각 열차는 열차 궤도 근처에 배치되는 것이 바람직한 컨덕터 또는 컨덕터들을 통과하며 에너지는 각 자기장 생성기로부터 생성된다. 구동 메커니즘의 다양한 형태들이 기재되었으나, 서보 모터와 같은 다른 구동 메커니즘들이 사용될 수 있으며, 구동 메커니즘들은 링키지(linkage) 등과 같은 다른 부하 전달부재와 결합될 수 있다. 또한 일 실시예의 어떤 특성이 다른 실시예들의 특성과 결합될 수 있다. 그러므로, 도면들에 도시된 실시예들과 위 상세한 설명들은 단지 본 발명의 진의만을 설명하는 것으로 본 발명의 권리범위를 한정하지 않으며, 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 의해 한정되고, 이는 균등론를 포함하여 특허법의 원칙하에서 해석되는 것으로 이해될 것이다.

본 발명에 따르면, 본 발명의 에너지 회수 시스템은 운송수단과 같은 움직이는 물체로부터 낭비될 수 있는 에너지를 회수하여 즉시 또는 추후에 사용하도록 에너지 공급기로 변환하거나 에너지 저장장치에 저장할 수 있다.

Claims (34)

1. 자기장을 생성하는 자기장 생성장치; 및

   컨덕터;를 포함하며,

   상기 자기장 생성장치와 상기 컨덕터 중 하나는 운송수단에 장착되고 상기 자기장 생성장치와 상기 컨덕터 중 다른 하나는 상기 운송수단의 경로에 또는 경로에 인접하게 배치되며,

   상기 운송수단이 상기 자기장 생성장치와 상기 컨덕터 중 다른 하나를 지나가는 경우 상기 자기장은 상기 컨덕터를 통해 흐르는 전류를 유도하는 것을 특징으로 하는 에너지 회수 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,

   운송수단에 장착된 하우징;

   상기 하우징에 장착된 상기 자기장 생성장치;를 더 포함하며,

   상기 컨덕터는 상기 운송수단의 경로에 또는 경로에 인접하게 배치된 고정 컨덕터를 포함하고, 상기 자기장은 상기 운송수단이 상기 컨덕터를 지나는 경우 상기 컨덕터를 통해 흐르는 전류를 유도하고,

   상기 하우징은 상기 자기장 생성장치가 상기 컨덕터에 상대적으로 근접한 작동 위치와 상기 하우징과의 충돌 가능성을 감소시키도록 상기 운송수단에 더 가까 운 수축된 위치 사이에서 이동되는 것을 특징으로 하는 에너지 회수 시스템.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 자기장 생성장치는 자석을 포함한 것을 특징으로 하는 에너지 회수 시스템.
4. 청구항 2에 있어서,

   상기 운송수단, 상기 운송수단에 장착된 상기 하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 회수 시스템.
5. 청구항 4에 있어서,

   센서 및 상기 하우징을 선택적으로 움직이는 구동 메커니즘을 더 포함하며,

   상기 센서는 상기 하우징이 상기 고정 컨덕터에 근접하는 것을 감지하는 것을 특징으로 하는 에너지 회수 시스템.
6. 청구항 5에 있어서,

   제어 시스템을 더 포함하며,

   상기 제어 시스템은 상기 센서를 포함하며, 상기 센서가 상기 고정 컨덕터에 상기 운송수단이 근접하는 것을 감지하는 경우, 상기 작동 위치로 상기 하우징을 움직이도록 상기 구동 메커니즘에 구동 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 에너지 회수 시스템.
7. 청구항 5에 있어서,

   상기 하우징은 상기 자석을 상기 하우징으로 수축시키는 두 번째 구동 메커니즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 회수 시스템.
8. 청구항 2에 있어서,

   상기 고정 컨덕터는 다수개의 전기 전도성 와이어들의 루프들을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 회수 시스템.
9. 청구항 8에 있어서,

   상기 전기 전도성 와이어들은 프레임에 장착되며,

   상기 프레임은 상측 배전관과 하측 배전관을 가지고, 상기 와이어들은 상기 상측 및 하측 배전관들을 통해 연장되는 것을 특징으로 하는 에너지 회수 시스템.
10. 청구항 9에 있어서,

    상기 상측 배전관은 자기 차폐체에 의해 상기 하측 배전관과 분리되는 것을 특징으로 하는 에너지 회수 시스템.
11. 청구항 10에 있어서,

    상기 상측 배전관과 하측 배전관 사이에 금속 차폐체를 더 포함하며,

    상기 금속 차폐체는 상기 자기 차폐체를 형성하는 것을 특징으로 하는 에너지 회수 시스템.
12. 청구항 9에 있어서,

    상기 프레임은 H형 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 회수 시스템.
13. 운송수단;

    상기 운송수단에 장착되며 자기장을 생성하는 자기장 생성장치; 및

    회로;를 포함하며,

    상기 회로는 상기 운송수단의 경로에 또는 경로에 인접하게 배치되는 고정 컨덕터를 포함하고, 상기 자기장은 상기 운송수단이 이동되어 상기 운송수단이 상기 컨덕터를 지나는 경우 상기 회로를 통해 흐르는 전류를 유도하며,

    상기 자기장 생성장치는 상기 자기장이 상기 회로에 근접된 작동 위치와 상기 자기장 생성장치가 상기 운송수단에 더 가깝게 이동된 수용 위치 사이에서 이동되도록 구성된 것을 특징으로 하는 에너지 회수 시스템.
14. 청구항 13에 있어서,

    상기 컨덕터는 다수개의 전기 전도성 와이어들의 루프들을 포함한 것을 특징으로 하는 에너지 회수 시스템.
15. 청구항 14에 있어서,

    상기 와이어들은 프레임에 장착된 것을 특징으로 하는 에너지 회수 시스템.
16. 청구항 15에 있어서,

    상기 프레임은 도로의 표면에 안착되도록 구성된 것을 특징으로 하는 에너지 회수 시스템.
17. 청구항 14에 있어서,

    상기 와이어들은 콘크리트 슬래브에 장착되며, 상기 슬래브는 도로의 표면에 안착되도록 구성된 것을 특징으로 하는 에너지 회수 시스템.
18. 청구항 14에 있어서,

    적어도 몇몇의 상기 루프들은 통로를 형성하고, 상기 운송수단이 상기 통로를 통과하는 경우 상기 자기장은 상기 와이어들을 통해 전류를 유도하는 것을 특징으로 하는 에너지 회수 시스템.
19. 청구항 13에 있어서,

    상기 회로는 부하 제어기에 결합된 것을 특징으로 하는 에너지 회수 시스템.
20. 청구항 13에 있어서,

    상기 회로는 DC회로를 형성하는 것을 특징으로 하는 에너지 회수 시스템.
21. 청구항 13에 있어서,

    상기 회로는 AC회로를 형성하는 것을 특징으로 하는 에너지 회수 시스템.
22. 청구항 13에 있어서,

    상기 회로는 에너지 저장장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 회수 시스템.
23. 청구항 22에 있어서,

    상기 에너지 저장장치는 선택적으로 에너지 변환 시스템에 결합되는 것을 특징으로 하는 에너지 회수 시스템.
24. 청구항 13에 있어서,

    상기 자기장 생성장치는 다수개의 자석들을 포함한 것을 특징으로 하는 에너지 회수 시스템.
25. 청구항 24에 있어서,

    상기 자석들은 서로 근접하게 배열되며, 상기 자석들에 의해 상기 고정 컨덕터에 유도된 전파들이 누적되는 것을 특징으로 하는 에너지 회수 시스템.
26. 청구항 25에 있어서,

    상기 자석들은 상기 운송수단의 이동방향을 따라 상기 자석들의 첫 번째 자석이 상기 자석들의 두 번째 자석에 대해 벗어나도록 엇갈리게 배열되며, 상기 첫 번째 및 두 번째 자석으로부터 생성된 전파들이 누적되며 상기 두 번째 자석이 상기 고정 컨덕터를 지나간 이후까지 상기 전파는 영(zero)으로 폭락되는 것이 방지되는 것을 특징으로 하는 에너지 회수 시스템.
27. 자기장 생성장치를 운송수단에 이동가능하게 장착하는 단계;

    상기 운송수단의 경로에서 상기 운송수단의 외부에 고정 컨덕터를 제공하는 단계; 및

    수용 위치와 상기 자기장 생성장치가 상기 고정 컨덕터에 근접하는 작동 위치 사이에서 상기 자기장 생성장치를 움직이는 단계;를 포함하며,

    상기 자기장 생성장치에 의해 생성된 자기장은 상기 운송수단이 상기 고정 컨덕터를 통과하는 경우 상기 고정 컨덕터에 전류를 생성하는 것을 특징으로 하는 에너지 회수 방법.
28. 청구항 27에 있어서,

    상기 고정 컨덕터를 에너지 저장장치, 전송 시스템 및 에너지 변환 시스템 중 적어도 하나에 연결하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 회수 방법.
29. 청구항 27에 있어서,

    상기 고정 컨덕터를 제공하는 단계는 도로의 표면에 상기 고정 컨덕터를 위치시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 회수 방법.
30. 청구항 27에 있어서,

    상기 작동 위치와 수용 위치 사이에서 상기 자기장 생성장치를 움직이는 구동 메커니즘을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 회수 방법.
31. 청구항 30에 있어서,

    상기 운송수단이 상기 고정 컨덕터에 근접하는 것을 감지하며 상기 운송수단이 상기 고정 컨덕터에 근접하면 상기 자기장 생성장치를 상기 작동 위치로 이동시키도록 상기 구동 메커니즘을 작동하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 회수 방법.
32. 청구항 27에 있어서,

    자기장 생성장치를 하우징에 수용하고 상기 하우징을 상기 운송수단에 장착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 회수 방법.
33. 청구항 32에 있어서,

    상기 하우징을 상기 운송수단에 이동가능하게 장착하는 단계를 더 포함하며,

    여기서 상기 하우징은 상기 자기장 생성장치가 작동 위치에 위치되는 연장된 위치와 수용 위치 사이에서 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 에너지 회수 방법.
34. 청구항 32에 있어서,

    상기 자기장 생성장치를 작동 위치와 수용 위치 사이에서 이동시키도록 상기 하우징에서 상기 자기장 생성장치를 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 회수 방법.

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