KR20190074451A - 에너지 하비스터를 포함하는 자기 부상 열차 및 자기 부상 열차가 주행하는 인프라시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 에너지 하비스터를 포함하는 자기 부상 열차는 열차의 본체; 상기 자기 부상 열차가 주행하는 방향를 따라 상기 본체의 좌우 측면에 배치된 전자석; 및 상기 본체에 배치되고, 본체의 진동에 기초하여 전력을 생성하는 하나 이상의 에너지 하비스터를 포함하되, 상기 에너지 하비스터는 본체의 진행 방향을 따라 발생하는 진동을 전기에너지로 변환하는 제 1 발전 모듈; 본체에 작용하는 안내력의 방향을 따라 발생하는 진동을 전기에너지로 변환하는 제 2 발전 모듈; 및 본체에 작용하는 부상력의 방향을 따라 발생하는 진동을 전기에너지로 변환하는 제 3 발전 모듈을 포함한다.
Description
본 발명은 에너지 하비스터를 포함하는 자기 부상 열차 및 자기 부상 열차가 주행하는 인프라 시스템에 관한 것이다.
자기 부상 추진은 전기 자기력을 이용하여, 궤도로부터 일정한 높이로 부상하여 추진하는 것을 말한다. 자기 부상 열차는 궤도와 궤도 상에서 비접촉으로 부상 및 추진하는 대차를 포함한다.
자기 부상 열차는 대차와 궤도 사이에서 전자석에 의한 인력 또는 반발력을 응용하여, 대차를 궤도로부터 이격시킨 상태로 추진한다. 이와 같이 자기 부상 시스템은 궤도와 비접촉 상태로 추진하므로 소음 및 진동이 적고 고속 추진이 가능하다.
자기 부상 열차에는 부상을 위한 자석이 설치되며, 부상 방법에 따라서는 자석의 인력을 이용하는 흡인식과, 자석의 반발력을 이용하는 유도반발식이 있다. 또한, 자기 부상자석의 종류는 초전도 전자석, 상전도 전자석, 그리고 영구자석 방식이 있다.
자기부상 열차를 구성하는 주요 힘 성분은 부상력, 추진력 그리고 안내력이며, 부상력은 부상용 자석이 담당하고, 추진력은 선형전동기의 종류에 따라 전자석, 영구자석, 또는 도체판에 의해 발생하며, 안내력은 안내용 자석이 부담한다.
자기부상 열차에 전력을 공급하기 위해서는 대용량의 배터리를 포함한 전원 공급기가 설치되는데, 전원 공급기가 안정적으로 제어되어야 부상력, 안내력 및 추진력을 안정적으로 생성할 수 있다.
한편, 이와 같은 자기 부상 열차를 활용하여 최근에는 아진공 상태가 유지되는 튜브형 터널에 자기 부상 열차가 주행하도록 하는 하이퍼튜브형 열차 개발이 진행되고 있다.
이와 관련하여 한국공개특허 10-2016-0103862호(발명의 명칭: 제어기를 포함하는 자기 부상 열차)에서는 자기력에 의하여 부상하여 이동하는 자기 부상열차에 관하여 개시하고 있다.
이러한 자기 부상 열차의 경우 비접촉 방식으로 운행되기 때문에 차량의 주행 중 상하 또는 좌우 방향으로 진동이 다량으로 발생하여, 이와 같은 진동을 저감하는 효과적은 수단을 제공하기 어려운 문제점이 있다.
또한, 자기 부상 열차의 주변에 설치된 지상 장치에는 차량에서 발생한 자기장을 포함한 여러 형태의 에너지가 공급되고 있기 때문에, 이러한 에너지원을 재활용하여 에너지 활용 효율성을 향상시킬 필요가 있다.
본 발명의 일부 실시예는 자기 부상 열차 또는 그 인프라 시스템에 다양한 에너지원을 수집하여 전력을 생산하는 에너지 하비스터를 배치하고, 이를 통해 전력 생산뿐만 아니라 열차의 주행 안정성까지 향상시킬 수 있는 에너지 하비스터를 포함하는 자기 부상 열차 및 자기 부상 열차가 주행하는 인프라 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 에너지 하비스터를 포함하는 자기 부상 열차는, 열차의 본체; 상기 자기 부상 열차가 주행하는 방향를 따라 상기 본체의 좌우 측면에 배치된 복수의 전자석; 및 상기 본체에 배치되고, 본체의 진동에 기초하여 전력을 생성하는 하나 이상의 에너지 하비스터를 포함하되, 상기 에너지 하비스터는 본체의 진행 방향을 따라 발생하는 진동을 전기에너지로 변환하는 제 1 발전 모듈; 본체에 작용하는 안내력의 방향을 따라 발생하는 진동을 전기에너지로 변환하는 제 2 발전 모듈; 및 본체에 작용하는 부상력의 방향을 따라 발생하는 진동을 전기에너지로 변환하는 제 3 발전 모듈을 포함한다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 인프라 시스템은 자기 부상 열차의 주행 경로를 따라 각 측면에 설치된 하나 이상의 부상용 코일, 부상용 코일에 유도된 전기 에너지를 저장하는 에너지 저장 장치 및 부상용 코일과 에너지 저장 장치의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되, 제어부는 상기 자기 부상 열차가 상기 부상용 코일을 통과함에 따라 발생하는 유도기전력이 상기 에너지 저장 장치에 저장되도록 제어한다.
본 발명은 자기 부상 열차 또는 그 인프라 시스템에 다양한 에너지원을 수집하여 전력을 생산하는 에너지 하비스터를 배치하고, 이를 통해 전력 생산뿐만 아니라 자기 부상 열차의 주행 안정성까지 향상시킬 있다. 이를 통해, 자기 부상 열차 또는 하이퍼튜브 시스템에서 낭비되는 에너지를 재활용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하비스터를 포함하는 자기 부상 열차를 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하비스터를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 발전 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 발전 모듈 및 제 3 발전 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인프라 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하비스터를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 발전 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 발전 모듈 및 제 3 발전 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인프라 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명은 에너지 하비스터를 포함하는 자기 부상 열차 및 자기 부상 열차가 주행하는 인프라 시스템에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하비스터를 포함하는 자기 부상열차를 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하비스터를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 발전 모듈을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 발전 모듈 및 제 3 발전 모듈을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인프라 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하비스터를 포함하는 자기 부상 열차(10)(이하, '자기 부상 열차(10)'라 함)에 대해서 설명한다.
도1을 참조하면, 자기 부상 열차(10)는 열차의 본체(11), 자기 부상 열차(10)가 주행하는 방향을 따라 본체(11)의 좌우측면에 배치된 복수의 전자석(12) 및 본체(11)에 배치되고, 본체(11)의 진동에 기초하여 전력을 생성하는 하나 이상의 에너지 하비스터(100)를 포함한다.
다시 말해, 자기 부상 열차(10)는 궤도(30) 상에서 자기력에 의하여 부상하여 이동한다. 또한, 궤도(30)는 일방향으로 길게 이어져 형성되며, 좌우측면에 부상용 코일(21)이 궤도의 길이 방향으로 이어져 형성될 수 있다. 아울러, 복수의 전자석(12)과 부상용 코일(21)은 서로 대향하도록 배치되어, 전자석(12)과 부상용 코일(21)의 작용으로 부상력 및 추진력이 발생할 수 있다. 하지만 이에 한하지 않고, 부상용 코일(21)은 자기 부상 열차(10)의 부상 및 안내를 하는 역할을 하며, 궤도(30) 상에 추진용 코일(29)을 추가로 배치하여, 추진용 코일(29)이 자기부상 열차에 추진력을 제공할 수 있다. 예시적으로 상술한 전자석(12)은 초전도 전자석 또는 영구자석일 수 있으나, 이에 한하지는 않는다.
예시적으로, 복수의 전자석(12)은 자기 부상 열차(10)가 주행하는 방향을 따라 일측면이 N극과 S극이 교번되도록 배치될 수 있으며, 후술되는 상부 전자석(13)과 하부 전자석(14)은 일측면이 서로 반대 극성을 가지도록 배치될 수 있다.
에너지 하비스터(100)는 본체(11)의 진행 방향을 따라 발생하는 진동을 전기에너지로 변환하는 제 1 발전 모듈(110), 본체(11)에 작용하는 안내력의 방향을 따라 발생하는 진동을 전기에너지로 변환하는 제 2 발전 모듈(120) 및 본체(11)에 작용하는 부상력의 방향을 따라 발생하는 진동을 전기에너지로 변환하는 제 3 발전 모듈(130)을 포함한다.
이하, 도 2 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하비스터(100)에 대해서 상세히 설명한다.
에너지 하비스터(100)는, 상술한 바와 같이, 제 1 발전 모듈(110), 제 2 발전 모듈(120), 및 제 3 발전 모듈(130)을 포함한다. 또한, 제 1 발전 모듈(110), 제 2 발전 모듈(120), 및 제 3 발전 모듈(130)은 자기 부상 열차(10)가 주행하는 방향를 따라 좌우 측면에 배치된 전자석(12)에 대응하여 배치될 수 있다. 또한, 에너지 하비스터(100)는 자기 부상 열차(10)의 진행 방향, 안내 방향, 및 부상 방향으로 진동함에 따라 전자기 유도에 의해 전기 에너지를 생성할 수 있다.
상세하게는, 제 1 발전 모듈(110)은, 도 2 및 도 3을 참조하면, 자기 부상 열차(10)의 진행 방향과 나란한 방향으로 연장 형성되고, 좌측에 배치된 전자석(12)의 상부 전자석(13)의 위치와 대응되도록 배치된 제 1 측 상부 철심(111); 자기 부상 열차(10)의 진행 방향과 나란한 방향으로 연장 형성되고, 좌측에 배치된 전자석(12)의 하부 전자석(14)의 위치와 대응되도록 배치된 제 1 측 하부 철심(112); 자기 부상 열차(10)의 진행 방향과 나란한 방향으로 연장 형성되고, 우측에 배치된 전자석(12)의 상부 전자석(13)의 위치와 대응되도록 배치된 제 2 측 상부 철심(113); 자기 부상 열차(10)의 진행 방향과 나란한 방향으로 연장 형성되고, 우측에 배치된 전자석(12)의 하부 전자석(14)의 위치와 대응되도록 배치된 제 2 측 하부 철심(114), 제 1 측 상부 철심(111)을 중심축으로 하여 권선된 하나 이상의 제 1 측 상부 코일 모듈(115); 제 1 측 하부 철심(112)을 중심축으로 하여 권선된 하나 이상의 제 1 측 하부 코일 모듈(116); 제 2 측 상부 철심(113)을 중심축으로 하여 권선된 하나 이상의 제 2 측 상부 코일 모듈(117); 및 제 2 측 하부 철심(114)을 중심축으로 하여 권선된 하나 이상의 제 2 측 하부 코일 모듈(118)을 포함한다.
다시 말해, 전자석(12)은 자기 부상 열차(10)의 좌측면과 우측면에 각각 자기 부상 열차(10)의 진행 방향을 따라 복수가 배치될 수 있다. 또한, 자기 부상 열차(10)의 좌측면 및 우측면에 각각 위치한 복수의 전자석(12)은 상하방향으로 이격되어 위치하는 상부 전자석(13) 및 하부 전자석(14)을 포함할 수 있다. 또한, 제 1 발전 모듈(110)은 좌측의 좌측면 및 우측면에 각각 배치된 상부 전자석(13) 및 하부 전자석(14)에 각각 대응되는 위치에 상부 및 하부 철심(111, 112, 113, 114)이 각각 위치하고, 상부 및 하부 철심(111, 112, 113, 114)에는 코일 모듈(115, 116, 117, 118)이 권선될 수 있다.
이에 따라, 제 1 발전 모듈(110)은 에너지 하비스터(100)가 자기 부상 열차(10)의 진행 방향을 따라 진동함에 따라 전자석(12)에 의하여 발생하는 자기선속에 의해 전기 에너지가 발생할 수 있다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 제 2 발전 모듈(120)은 제 1 측 상부 철심(111)으로부터 본체(11)의 좌측면을 향하여 연장 형성된 하나 이상의 제 1 측 상부 수평 철심(121), 제 1 측 하부 철심(112)으로부터 본체(11)의 좌측면을 향하여 연장 형성된 하나 이상의 제 1 측 하부 수평 철심(122), 제 2 측 상부 철심(113)으로부터 본체(11)의 우측면을 향하여 연장 형성된 하나 이상의 제 2 측 상부 수평 철심(123), 제 2 측 하부 철심(114)으로부터 본체(11)의 우측면을 향하여 연장 형성된 하나 이상의 제 2 측 하부 수평 철심(124), 제 1 측 상부 수평 철심(121)을 중심축으로 하여 권선된 하나 이상의 제 1 측 상부 수평 코일 모듈(125), 제 1 측 하부 수평 철심(122)을 중심축으로 하여 권선된 하나 이상의 제 1 측 하부 수평 코일 모듈(126), 제 2 측 상부 수평 철심(123)을 중심축으로 하여 권선된 하나 이상의 제 2 측 상부 수평 코일 모듈(127) 및 제 2 측 하부 수평 철심(124)을 중심축으로 하여 권선된 하나 이상의 제 2 측 하부 수평 코일 모듈(128)을 포함한다.
다시 말해, 제 2 발전 모듈(120)은 제 1 발전 모듈(110)의 상부 및 하부 철심(111, 112, 113, 114)으로부터 전자석(12) 방향으로 연장 형성된 복수의 상부 및 하부 수평 철심(121, 122, 123, 124)을 포함하고, 각각의 상부 및 하부 수평 철심(121, 122, 123, 124)에는 상부 및 하부 수평 코일 모듈(125, 126, 127, 128)이 권선될 수 있다.
이에 따라, 제 2 발전 모듈(120)은 에너지 하비스터(100)가 자기 부상 열차(10)의 안내 방향을 따라 진동함에 따라 전자석(12)에 의하여 발생하는 자기선속에 의해 전기 에너지가 발생할 수 있다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 제 3 발전 모듈(130)은 제 1 측 상부 철심(111)으로부터 제 1 측 하부 철심을 향하여 연장 형성된 하나 이상의 제 1 측 수직 철심(131), 제 2 측 상부 철심(113)으로부터 제 2 측 하부 철심(114)을 향하여 연장 형성된 하나 이상의 제 2 측 수직 철심(132), 제 1 측 수직 철심(131)을 중심축으로 하여 권선된 하나 이상의 제 1 측 수직 코일 모듈 및 제 2 측 수직 철심(132)을 중심축으로 하여 권선된 하나 이상의 제 2 측 수직 코일 모듈(134)을 포함한다. 또한, 제 3 발전 모듈(130)은 제 1 측 상부 철심(111)과 제 1 측 상부 수평 철심(121)의 접촉 지점과 그 하부에 위치한 제 1 측 하부 철심(112)과 제 1 측 하부 수평 철심(122)의 접촉 지점을 연결하는 하나 이상의 제 1 측 수직 철심(131), 제 2 측 상부 철심(113)과 제 2 측 상부 수평 철심(123)의 접촉 지점과 그 하부에 위치한 제 2 측 하부 철심(114)과 제 2 측 하부 수평 철심(124)의 접촉 지점을 연결하는 하나 이상의 제 2 측 수직 철심(132), 제 1 측 수직 철심(131)을 중심축으로 하여 권선된 하나 이상의 제 1 측 수직 코일 모듈(133) 및 제 2 측 수직 철심(132)을 중심축으로 하여 권선된 하나 이상의 제 2 측 수직 코일 모듈(134)을 포함한다.
다시 말해, 제 3 발전 모듈(130)은 상하방향 즉, 자기 부상 열차(10)가 부상력을 받는 방향으로 연장 형성된 복수의 수직 철심(131, 132)을 포함하고, 복수의 수직 철심(131, 132)에는 수직 코일 모듈(133, 134)이 권선될 수 있다.
이에 따라, 제 3 발전 모듈(130)은 에너지 하비스터(100)가 자기 부상 열차(10)의 부상 방향을 따라 진동함에 따라 전자석(12)에 의하여 발생하는 자기선속에 의해 전기 에너지가 발생할 수 있다.
자기 부상 열차(10)는 일반 열차와는 다르게 주파수 형태의 진동이 연속적으로 발생하며, 이러한 진동 주파수에 대응하여 에너지 하비스터(100)가 진동함에 따라 공진 주파수를 변조하여 진동을 저감할 수 있으며, 감쇠력이 증가하여 안정성을 높일 수 있는 효과가 있다. 또한, 자기 부상 열차(10)는 에너지 하비스터(100)를 이용하여 전기 에너지를 생산할 수 있어, 에너지 활용을 극대화 할 수 있는 효과가 있다.
이하, 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 부상 열차(10)가 주행하는 인프라 시스템(20)(이하, '인프라 시스템(20)'이라 함)에 대해서 설명한다.
인프라 시스템(20)은 자기 부상 열차(10)의 주행 경로를 따라 각 측면에 설치된 하나 이상의 부상용 코일(21), 부상용 코일(21)에 유도된 전기 에너지를 저장하는 에너지 저장 장치(22) 및 부상용 코일(21)과 에너지 저장 장치(22)의 동작을 제어하는 제어부(23)를 포함한다. 또한, 제어부(23)는 자기 부상 열차(10)가 부상용 코일(21)을 통과함에 따라 발생하는 유도기전력이 에너지 저장 장치(22)에 저장되도록 제어한다.
예시적으로, 부상용 코일(21)은 자기 부상 열차(10)의 효과적인 부상 및 안내를 위하여 상하 및 좌우 코일에 널 플러스(null flux) 접속을 적용할 수 있고, 이와 같은 부상용 코일(21)은 자기 부상 열차(10)의 이동 방향을 따라 측벽에 복수가 배치되는 구성을 가질 수 있다. 또한, 추진용 코일(29)은 부상용 코일(21)의 후면과 측벽 사이에 별도로 배치되거나, 부상용 코일(21)이 추진용 코일(29)의 기능을 하도록 구성될 수 있다.
아울러, 부상용 코일(21)을 전구간에 설치하고, 추진용 코일(29)을 일부 구간에만 설치할 경우, 추진용 코일(29)이 설치되지 않은 구간에서 후술되는 센서(26), 통신모듈, 제동 모듈(28)을 위한 전원공급 수단이 마련되어야 하므로, 설치비용이 상승하는 문제점이 있다. 하지만, 인프라 시스템(20)은 부상용 코일(21)에 유도된 전기 에너지를 저장하는 에너지 저장 장치(22)를 이용하여, 센서(26), 통신 모듈(27), 제동 모듈(28)에 전원을 공급할 수 있다.
또한, 인프라 시스템(20)은 별도의 에너지 생산모듈, 예시적으로 태양열, 압전소자, 열전소자 등을 더 포함하여, 에너지 생산모듈에서 생산된 전기 에너지를 에너지 저장 장치(22)로 공급할 수 있다. 다시 말해, 자기 부상 열차(10)가 밀폐된 저압 환경에서 운행되는 경우, 저압고온환경을 활용한 열전발전이나 외부 인프라에 설치된 태양열 발전을 이용하여 전기 에너지를 생산할 수 있다.
또한, 인프라 시스템(20)은 부상용 코일(21)의 출력단에 연결되어 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 정류회로(24) 및 정류회로(24)의 출력을 일정 수준의 값으로 조정하여 에너지 저장 장치(22)로 공급하는 레귤레이터(25)를 더 포함할 수 있다.
예시적으로, 인프라 시스템(20)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 부상용 코일(21)에 정류회로(24) 및 에너지 저장 장치(22)를 병렬 연결하여, 부상용 코일(21)에 유도된 전기 에너지를 저장할 수 있다.
또한, 인프라 시스템(20)은 에너지 저장 장치(22)로부터 전력을 공급받아 인프라 시스템(20) 동작 상태를 감지하는 하나 이상의 센서(26)를 더 포함할 수 있다. 상술한 센서(26)는 자기 부상 열차(10)의 위치를 검지하는 센서(26)일 수 있으나, 이에 한하지는 않는다.
또한, 인프라 시스템(20)은 에너지 저장 장치(22)로부터 전력을 공급받아 데이터 통신을 수행하는 통신 모듈(27)을 더 포함할 수 있다. 예시적으로, 통신 모듈(27)은 제어센터와 통신을 통해 센서(26)의 정보를 송출하고, 제어센터로부터 명령을 수신하여 제어부(23)로 전달할 수 있다.
또한, 인프라 시스템(20)은 에너지 저장 장치(22)로부터 전력을 공급받아 자기 부상 열차(10)의 비상 제동 동작을 수행하는 제동 모듈(28)을 더 포함할 수 있다. 예시적으로, 제동 모듈(28)은 저항력 상승 변환 스위치, 역상제어, 공기압 변화를 위한 밸브 등일 수 있으나, 이에 한하지는 않는다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 자기 부상 열차
11 : 본체 12 : 전자석
13 : 상부 전자석 14 : 하부 전자석
100 : 에너지 하비스터
110 : 제 1 발전 모듈
111 : 제 1 측 상부 철심 112 : 제 1 측 하부 철심
113 : 제 2 측 상부 철심 114 : 제 2 측 하부 철심
115 : 제 1 측 상부 코일 모듈 116 : 제 1 측 하부 코일 모듈
117 : 제 2 측 상부 코일 모듈 118 : 제 2 측 하부 코일 모듈
120 : 제 2 발전 모듈
121 : 제 1 측 상부 수평 철심 122 : 제 1 측 하부 수평 철심
123 : 제 2 측 상부 수평 철심 124 : 제 2 측 하부 수평 철심
125 : 제 1 측 상부 수평 코일 모듈 126 : 제 1 측 하부 수평 코일 모듈
127 : 제 2 측 상부 수평 코일 모듈 128 : 제 2 측 하부 수평 코일 모듈
130 : 제 3 발전 모듈
131 : 제 1 측 수직 철심 132 : 제 2 측 수직 철심
133 : 제 1 측 수직 코일 모듈 134 : 제 2 측 수직 코일 모듈
20 : 인프라 시스템
21 : 부상용 코일 22 : 에너지 저장 장치
23 : 제어부 24 : 정류회로
25 : 레귤레이터 26 : 센서
27 : 통신 모듈 28 : 제동 모듈
29 : 추진용 코일
11 : 본체 12 : 전자석
13 : 상부 전자석 14 : 하부 전자석
100 : 에너지 하비스터
110 : 제 1 발전 모듈
111 : 제 1 측 상부 철심 112 : 제 1 측 하부 철심
113 : 제 2 측 상부 철심 114 : 제 2 측 하부 철심
115 : 제 1 측 상부 코일 모듈 116 : 제 1 측 하부 코일 모듈
117 : 제 2 측 상부 코일 모듈 118 : 제 2 측 하부 코일 모듈
120 : 제 2 발전 모듈
121 : 제 1 측 상부 수평 철심 122 : 제 1 측 하부 수평 철심
123 : 제 2 측 상부 수평 철심 124 : 제 2 측 하부 수평 철심
125 : 제 1 측 상부 수평 코일 모듈 126 : 제 1 측 하부 수평 코일 모듈
127 : 제 2 측 상부 수평 코일 모듈 128 : 제 2 측 하부 수평 코일 모듈
130 : 제 3 발전 모듈
131 : 제 1 측 수직 철심 132 : 제 2 측 수직 철심
133 : 제 1 측 수직 코일 모듈 134 : 제 2 측 수직 코일 모듈
20 : 인프라 시스템
21 : 부상용 코일 22 : 에너지 저장 장치
23 : 제어부 24 : 정류회로
25 : 레귤레이터 26 : 센서
27 : 통신 모듈 28 : 제동 모듈
29 : 추진용 코일
Claims (11)
- 자기 부상 열차에 있어서,
열차의 본체;
상기 자기 부상 열차가 주행하는 방향을 따라 상기 본체의 좌우 측면에 배치된 전자석; 및
상기 본체에 배치되고, 본체의 진동에 기초하여 전력을 생성하는 하나 이상의 에너지 하비스터를 포함하되,
상기 에너지 하비스터는 본체의 진행 방향을 따라 발생하는 진동을 전기에너지로 변환하는 제 1 발전 모듈;
본체에 작용하는 안내력의 방향을 따라 발생하는 진동을 전기에너지로 변환하는 제 2 발전 모듈; 및
본체에 작용하는 부상력의 방향을 따라 발생하는 진동을 전기에너지로 변환하는 제 3 발전 모듈을 포함하는 자기 부상 열차. - 제 1항에 있어서,
상기 제 1 발전 모듈은
상기 자기 부상 열차의 진행 방향과 나란한 방향으로 연장 형성되고, 좌측에 배치된 전자석의 상부 전자석의 위치와 대응되도록 배치된 제 1 측 상부 철심;
상기 자기 부상 열차의 진행 방향과 나란한 방향으로 연장 형성되고, 좌측에 배치된 전자석의 하부 전자석의 위치와 대응되도록 배치된 제 1 측 하부 철심;
상기 자기 부상 열차의 진행 방향과 나란한 방향으로 연장 형성되고, 우측에 배치된 전자석의 상부 전자석의 위치와 대응되도록 배치된 제 2 측 상부 철심;
상기 자기 부상 열차의 진행 방향과 나란한 방향으로 연장 형성되고, 우측에 배치된 전자석의 하부 전자석의 위치와 대응되도록 배치된 제 2 측 하부 철심;
상기 제 1 측 상부 철심을 중심축으로 하여 권선된 하나 이상의 제 1 측 상부 코일 모듈;
상기 제 1 측 하부 철심을 중심축으로 하여 권선된 하나 이상의 제 1 측 하부 코일 모듈;
상기 제 2 측 상부 철심을 중심축으로 하여 권선된 하나 이상의 제 2 측 상부 코일 모듈; 및
상기 제 2 측 하부 철심을 중심축으로 하여 권선된 하나 이상의 제 2 측 하부 코일 모듈을 포함하는 것인 자기 부상 열차. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 발전 모듈은
상기 제 1 측 상부 철심으로부터 본체의 좌측면을 향하여 연장 형성된 하나 이상의 제 1 측 상부 수평 철심;
상기 제 1 측 하부 철심으로부터 본체의 좌측면을 향하여 연장 형성된 하나 이상의 제 1 측 하부 수평 철심;
상기 제 2 측 상부 철심으로부터 본체의 우측면을 향하여 연장 형성된 하나 이상의 제 2 측 상부 수평 철심;
상기 제 2 측 하부 철심으로부터 본체의 우측면을 향하여 연장 형성된 하나 이상의 제 2 측 하부 수평 철심;
상기 제 1 측 상부 수평 철심을 중심축으로 하여 권선된 하나 이상의 제 1 측 상부 수평 코일 모듈;
상기 제 1 측 하부 수평 철심을 중심축으로 하여 권선된 하나 이상의 제 1 측 하부 수평 코일 모듈;
상기 제 2 측 상부 수평 철심을 중심축으로 하여 권선된 하나 이상의 제 2 측 상부 수평 코일 모듈; 및
상기 제 2 측 하부 수평 철심을 중심축으로 하여 권선된 하나 이상의 제 2 측 하부 수평 코일 모듈을 포함하는 것인 자기 부상 열차. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 3 발전 모듈은
상기 제 1 측 상부 철심으로부터 상기 제 1 측 하부 철심을 향하여 연장 형성된 하나 이상의 제 1 측 수직 철심;
상기 제 2 측 상부 철심으로부터 상기 제 2 측 하부 철심을 향하여 연장 형성된 하나 이상의 제 2 측 수직 철심;
상기 제 1 측 수직 철심을 중심축으로 하여 권선된 하나 이상의 제 1 측 수직 코일 모듈; 및
상기 제 2 측 수직 철심을 중심축으로 하여 권선된 하나 이상의 제 2 측 수직 코일 모듈을 포함하는 자기 부상 열차. - 제 3 항에 있어서,
상기 제 3 발전 모듈은
상기 제 1 측 상부 철심과 상기 제 1 측 상부 수평 철심의 접촉 지점과 그 하부에 위치한 상기 제 1 측 하부 철심과 상기 제 1 측 하부 수평 철심의 접촉 지점을 연결하는 하나 이상의 제 1 측 수직 철심;
상기 제 2 측 상부 철심과 상기 제 2 측 상부 수평 철심의 접촉 지점과 그 하부에 위치한 상기 제 2 측 하부 철심과 상기 제 2 측 하부 수평 철심의 접촉 지점을 연결하는 하나 이상의 제 2 측 수직 철심;
상기 제 1 측 수직 철심을 중심축으로 하여 권선된 하나 이상의 제 1 측 수직 코일 모듈; 및
상기 제 2 측 수직 철심을 중심축으로 하여 권선된 하나 이상의 제 2 측 수직 코일 모듈을 포함하는 자기 부상 열차. - 자기 부상 열차가 주행하는 인프라 시스템에 있어서,
상기 자기 부상 열차의 주행 경로를 따라 각 측면에 설치된 하나 이상의 부상용 코일;
상기 부상용 코일에 유도된 전기 에너지를 저장하는 에너지 저장 장치; 및
상기 부상용 코일과 에너지 저장 장치의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되,
상기 제어부는 상기 자기 부상 열차가 상기 부상용 코일을 통과함에 따라 발생하는 유도기전력이 상기 에너지 저장 장치에 저장되도록 제어하는 것인 인프라 시스템. - 제 6 항에 있어서,
상기 부상용 코일의 출력단에 연결되어 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 정류회로,
상기 정류회로의 출력을 일정 수준의 값으로 조정하여 상기 에너지 저장 장치로 공급하는 레귤레이터를 더 포함하는 인프라 시스템. - 제 6 항에 있어서,
상기 에너지 저장 장치로부터 전력을 공급받아 상기 인프라 시스템 동작 상태를 감지하는 하나 이상의 센서를 더 포함하는 인프라 시스템. - 제 6 항에 있어서,
상기 에너지 저장 장치로부터 전력을 공급받아 데이터 통신을 수행하는 통신 모듈을 더 포함하는 인프라 시스템. - 제 6 항에 있어서,
상기 에너지 저장 장치로부터 전력을 공급받아 상기 자기 부상 열차의 비상 제동 동작을 수행하는 제동 모듈을 더 포함하는 인프라 시스템. - 제6항에 있어서,
상기 부상용 코일과 벽면 사이에 위치하는 하나 이상의 추진용 코일을 더 포함하는 인프라 시스템.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170175810A KR101999790B1 (ko) | 2017-12-20 | 2017-12-20 | 에너지 하비스터를 포함하는 자기 부상 열차 및 자기 부상 열차가 주행하는 인프라시스템 |
| EP18850177.9A EP3653462B1 (en) | 2017-08-29 | 2018-08-28 | Hypertube transport system |
| PCT/KR2018/009932 WO2019045422A1 (ko) | 2017-08-29 | 2018-08-28 | 하이퍼튜브 운송 시스템 |
| US16/636,475 US11787448B2 (en) | 2017-08-29 | 2018-08-28 | Hypertube transport system |
| ES18850177T ES2971303T3 (es) | 2017-08-29 | 2018-08-28 | Sistema de transporte de hipertubo |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170175810A KR101999790B1 (ko) | 2017-12-20 | 2017-12-20 | 에너지 하비스터를 포함하는 자기 부상 열차 및 자기 부상 열차가 주행하는 인프라시스템 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190074451A true KR20190074451A (ko) | 2019-06-28 |
| KR101999790B1 KR101999790B1 (ko) | 2019-07-12 |
Family
ID=67065751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020170175810A KR101999790B1 (ko) | 2017-08-29 | 2017-12-20 | 에너지 하비스터를 포함하는 자기 부상 열차 및 자기 부상 열차가 주행하는 인프라시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101999790B1 (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102289248B1 (ko) * | 2020-04-07 | 2021-08-12 | 한국철도기술연구원 | 아음속 캡슐트레인용 비상제동장치 |
| CN114199151A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-03-18 | 湖南凌翔磁浮科技有限责任公司 | 一种可回收电磁能量的磁浮车悬浮状态监测工装 |
| CN114337369A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-04-12 | 株洲国创轨道科技有限公司 | 一种电力机车转向架自供能振动能量收集系统 |
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-
2017
- 2017-12-20 KR KR1020170175810A patent/KR101999790B1/ko active IP Right Grant
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| CN114337369A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-04-12 | 株洲国创轨道科技有限公司 | 一种电力机车转向架自供能振动能量收集系统 |
| CN114337369B (zh) * | 2021-12-13 | 2024-04-09 | 株洲国创轨道科技有限公司 | 一种电力机车转向架自供能振动能量收集系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101999790B1 (ko) | 2019-07-12 |
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