KR20220014484A - 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스터 - Google Patents

전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스터 Download PDF

Info

Publication number
KR20220014484A
KR20220014484A KR1020200094130A KR20200094130A KR20220014484A KR 20220014484 A KR20220014484 A KR 20220014484A KR 1020200094130 A KR1020200094130 A KR 1020200094130A KR 20200094130 A KR20200094130 A KR 20200094130A KR 20220014484 A KR20220014484 A KR 20220014484A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wire
substrate
external force
electromagnetic induction
energy harvester
Prior art date
Application number
KR1020200094130A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102409475B1 (ko
Inventor
성태현
아누루드흐 쿠마르
정세영
Original Assignee
한양대학교 산학협력단
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
Application filed by 한양대학교 산학협력단 filed Critical 한양대학교 산학협력단
Priority to KR1020200094130A priority Critical patent/KR102409475B1/ko
Publication of KR20220014484A publication Critical patent/KR20220014484A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102409475B1 publication Critical patent/KR102409475B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807—Rotary generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N11/00—Generators or motors not provided for elsewhere; Alleged perpetua mobilia obtained by electric or magnetic means
    • H02N11/002—Generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G1/00—Spring motors
    • F03G1/02—Spring motors characterised by shape or material of spring, e.g. helical, spiral, coil
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/16—Stator cores with slots for windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/278—Surface mounted magnets; Inset magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K35/00—Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit
    • H02K35/02—Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit with moving magnets and stationary coil systems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K35/00—Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit
    • H02K35/04—Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit with moving coil systems and stationary magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08—Structural association with bearings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1869—Linear generators; sectional generators
    • H02K7/1876—Linear generators; sectional generators with reciprocating, linearly oscillating or vibrating parts
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N1/00—Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier
    • H02N1/06—Influence generators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Harvesting Machines For Root Crops (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

상하 방향으로 인가되는 외력을 회전 운동으로 변환하여 전기 에너지를 생성하는 전자기 유도 기반의 에너지 하베스터가 개시된다. 개시된 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스터는 제1기판; 상기 제1기판의 가장자리 영역에서, 상기 제1기판에 수직한 방향으로 서로 이격되어 돌출되며, 와이어 배치 공간을 제공하는 복수의 돌출부; 상기 제1기판의 중앙 영역에 위치하며, 복수의 자석이 배치된 회전부; 상기 와이어 배치 공간에 삽입되어 배치되며, 상기 제1기판에 수직한 방향으로 인가되는 외력에 의해, 상기 회전부를 회전시키는 와이어; 상기 외력을, 상기 돌출부 사이에 위치하는 와이어로 전달하는 외력 전달부; 및 상기 회전부로부터 미리 설정된 거리만큼 이격되어 배치된 코일부를 포함한다.

Description

전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스터{ENERGY HARVESTER USING ELECTROMAGNETIC INDUCTION}
본 발명은 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상하 방향으로 인가되는 외력을 회전 운동으로 변환하여 전기 에너지를 생성하는 에너지 하베스터에 관한 것이다.
근래에는 에너지 자원의 부족에 따라 다양한 에너지 생산 방법들이 연구되고 있는데, 특히, 최근에는 에너지 하베스팅(energy harvesting)이라는 개념으로 일상 생활에서 버려지는 에너지를 회수하는 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
에너지 하베스팅 기술은 진동, 빛, 열, 전자파 등 일상 생활에서 버려지는 에너지를 모아 사용 가능한 전기 에너지로 변환하는 기술을 의미하며, 매우 다양한 분야에서 활발한 연구가 진행되고 있다.
특히, 전자기 유도를 이용하는, 에너지를 하베스팅 장치는 원리가 간단하고 구현이 용이하여, 다양한 제품에 응용되고 있다.
관련 선행문헌으로 대한민국 등록특허 제10-1959759호, 제10-2121981호가 있다.
본 발명은 동일한 횟수로 인가되는 외력으로부터 보다 많은 전기 에너지를 생성할 수 있는, 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스터를 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1기판; 상기 제1기판의 가장자리 영역에서, 상기 제1기판에 수직한 방향으로 서로 이격되어 돌출되며, 와이어 배치 공간을 제공하는 복수의 돌출부; 상기 제1기판의 중앙 영역에 위치하며, 복수의 자석이 배치된 회전부; 상기 와이어 배치 공간에 삽입되어 배치되며, 상기 제1기판에 수직한 방향으로 인가되는 외력에 의해, 상기 회전부를 회전시키는 와이어; 상기 외력을, 상기 돌출부 사이에 위치하는 와이어로 전달하는 외력 전달부; 및 상기 회전부로부터 미리 설정된 거리만큼 이격되어 배치된 코일부를 포함하는 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스터가 제공된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 수직 방향으로 인가되는 외력을 이용하여 자석이 배치된 회전체를 회전시키고, 와이어를 이용하여 회전체의 회전수를 증가시킴으로써, 발전량을 증가시킬 수 있다.
도 1은 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스터의 일반적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른, 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스터를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른, 와이어의 움직임에 따른 회전부의 회전을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 돌출부를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 외력 전달부의 연장부를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스터를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스터를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 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. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스터의 일반적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스터는 일반적으로, 코일(120)이 권선된 프레임(110)의 관통홀을 자석(130)이 왕복 운동할 수 있는 구조로 이루어진다. 자석(130)은 외부로부터 인가되는 외력에 의해 프레임(110)의 관통홀을 통과하고, 이 때 코일에 유도 기전력이 발생한다.
이러한 구조의 에너지 하베스터에서는 자석(130)이 관통홀을 통과하는 횟수가 증가할수록 많은 유도 기전력이 발생하는데, 일반적으로 자석(130)이 관통홀을 관통하는 횟수는 외력의 발생 횟수와 대응된다. 예컨대 자석(130)을 프레임(110) 방향으로 이동시키는 외력이 1회 발생하면, 자석(130)은 관통홀을 1회 통과한다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 스프링과 같은 탄성체를 자석의 반대 편에 배치하여, 탄성력으로 자석을 이동시키는 구조 등이 개발되었으나, 그럼에도 불구하고 발전량에는 한계가 있다.
이에 본 발명은, 에너지 하베스터에 수직 방향으로 인가되는 외력을 회전력으로 변환하여, 발전량을 높일 수 있는 전자기 유도 방식의 에너지 하베스터를 제안한다.
본 발명의 일실시예는, 에너지 하베스터에 수직 방향으로 인가되는 외력을 회전력으로 변환하기 위해, 와이어를 이용한다. 와이어가 회전체에 감긴 상태에서, 와이어에 수직 방향의 인가되면, 회전체에 감긴 와이어가 당겨지면서 회전체가 회전할 수 있다. 자석이 부착된 회전체 주변에 코일이 배치되면, 코일에 유도 기전력이 생성될 수 있다.
이 때, 회전체가 회전하는 횟수가 증가하면 보다 많은 전기 에너지가 생성될 수 있는데, 본 발명의 일실시예는, 수직 방향으로 인가되는 외력에 의해 와이어가 당겨지는 길이를 증가시킴으로써, 회전체의 회전 횟수를 증가시킬 수 있으며, 결국 보다 많은 전기 에너지를 생성할 수 있다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른, 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스터를 설명하기 위한 도면으로서, 도 3은 도 2에 도시된 외력 전달부가 제거된 도면이며, 도 4는 도 3의 코일부가 제거된 도면이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 하베스터는 제1기판(210), 돌출부(220), 회전부(230), 와이어(240), 외력 전달부(250) 및 코일부(260)를 포함한다.
제1기판(210)에는 복수의 돌출부(220)가 배치된다. 제1기판(210)은 다양한 형상일 수 있으나, 후술되는 와이어(240)가 마찰없이 움직일 수 있도록, 원형으로 형성될 수 있다.
돌출부(220)는 제1기판(210)의 가장자리 영역에서 제1기판(210)에 수직한 방향으로 돌출되며, 돌출부(120)에는 와이어 배치 공간이 형성되어 있다. 복수의 돌출부(220)가 서로 이격되어 제1기판(210)의 가장자리 영역에 배치될 수 있으며, 가장자리 영역은 제1기판(210)의 중심으로부터 미리 설정된 거리만큼 떨어진 제1기판(210)의 외곽 영역일 수 있다. 제1기판(210)이 원형으로 형성될 경우, 돌출부(220) 역시 제1기판(210)의 형상에 따라 원형으로 배치되며, 돌출부(220)는 제1기판(210)의 곡률에 따라 휘어진 형상일 수 있다.
회전부(230)는 제1기판(210)의 중앙 영역에 위치하며, 회전부(230)에는 복수의 자석(270)이 배치된다. 제1기판(210)의 중앙 영역에는, 회전부(230)의 중심축이 삽입되는 홀이 형성될 수 있다.
와이어(240)는 돌출부(220)에 형성된 와이어 배치 공간에 삽입되어 배치되며, 제1기판(210)에 수직한 방향으로 인가되는 외력에 의해, 회전부(230)를 회전시킨다. 와이어(240)의 움직임에 의해 회전부(230)가 회전될 수 있도록, 와이어(240)의 일단은 회전부(130)에 고정되며, 외력이 인가되지 않는 상태에서 와이어(240)의 일부가 회전부(230)에 감긴(winding) 상태일 수 있다. 또한 와이어(240)의 타단은 돌출부 중 하나 등에 고정될 수 있다.
외력 전달부(250)는, 제1기판(210)에 수직한 방향으로 인가되는 외력을, 돌출부(220) 사이에 위치하는 와이어(240)로 전달한다. 외력 전달부(250)는 외력에 의해 제1기판 방향 즉, 제1기판(210)과 가까워지는 방향으로 이동하며, 외력 전달부(250)에 의해, 돌출부(220) 사이에 위치하는 와이어 역시, 제1기판(210)과 가까워지는 방향으로 이동한다. 와이어(240)의 일단 및 타단이 고정된 상태에서, 돌출부(220) 사이에 위치하는 와이어의 일부가 제1기판(210)과 가까워지는 방향으로 이동하면, 회전부(230)에 감긴 와이어가 회전부(230)와 멀어지는 방향으로 당겨지면서, 회전부(230)는 회전 운동한다.
외력 전달부(250)는 일실시예로서, 외력에 의해 제1기판(210)에 수직한 방향으로 상하 운동하는 제2기판(251)과, 제2기판(251)으로부터 연장되어 돌출부(220) 사이에 삽입되는 연장부(252)를 포함할 수 있다. 연장부(252)는 제2기판(251)이 제1기판 방향으로 이동할 때 돌출부(220) 사이에 위치하는 와이어의 일부를 누름으로써, 와이어(240)로 외력을 전달한다. 연장부(252)는 도 1에 도시된 바와 같이, 플레이트 형상이거나 또는 실시예에 따라서 다른 형상일 수 있다.
또한 실시예에 따라서 외력 전달부(250)는 제2기판(251)의 일면에 수직하게 배치된 푸싱 로드(253, pushing rod)와, 푸싱 로드(253)에 수직하게 결합되는 압력 플레이트를 더 포함할 수 있다.
코일부(260)는 회전부(230)로부터 미리 설정된 거리만큼 이격되어 배치되며, 따라서 회전하는 자석(270)에 의해 코일부(260)에 유도 기전력이 발생할 수 있다.
코일부(260)는 자석(270)과 마주보도록 배치된 복수의 코일을 포함할 수 있으며, 코일의 개수는 회전부(230)에 배치된 자석의 개수와 대응될 수 있다. 코일은 철심이나 프레임에 권선된 상태에서, 자력이 통과되는 케이스의 내부에 배치될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른, 와이어의 움직임에 따른 회전부의 회전을 설명하기 위한 도면이다. 도 5(a)는 외력이 인가되지 않거나 소멸된 상태를 나타내며, 도 5(b)는 제1기판에 수직한 방향으로 외력이 인가된 상태를 나타낸다. 도 5에서는 이해를 돕기 위해, 돌출부, 연장부와 회전부만을 도시하였으며, 제1기판에 형성된 돌출부를 원형이 아닌 막대 형태로 도시하였다.
도 5(a)에 도시된 바와 같이, 와이어(240)의 일단은 돌출부(220)에 고정되고, 타단은 회전부(230)에 고정된다. 그리고 외력이 인가되지 않는 상황에서, 와이어(240)는 팽팽한 상태로 일부가 회전부(230)에 와인딩된다. 회전부(230)에 와인딩되는 와이어(240)의 길이는 실시예에 따라서 다양하게 결정될 수 있으며, 일실시예로서, 외력이 인가된 상태에서 회전부(230)의 회전 가능한 횟수에 따라서 결정될 수 있다. 그리고 회전부(230)의 회전 가능한 횟수는, 돌출부(220)의 돌출 길이, 와이어(240)의 총 길이 등에 따라서 결정될 수 있다.
회전부(230)는 풀리(231) 및 탄성체(232)를 포함할 수 있다. 풀리(231)에 와이어(240)가 와인딩되며, 풀리(231)의 외주면에는 자석(270)이 배치된다. 그리고 풀리의 중심축(233)은 제1기판(210)에 고정될 수 있다. 풀리(231)는 외력에 의해 움직이는 와이어(240)에 의해 제1방향(234)으로 회전하며, 탄성체(232)는 풀리(231)를 제1방향(134)과 반대 방향인 제2방향으로 회전시킨다. 일실시예로서, 제1방향(234)은 반시계 방향이며, 제2방향은 시계 방향일 수 있다.
도 5(b)와 같이, 외력이 인가되어 외력 전달부의 연장부(252)가 돌출부(220) 사이에서 제1기판 방향으로 이동하면, 풀리(231)에 감긴 와이어가 풀리(231)와 멀어지는 방향(500)으로 당겨지면서, 회전부(230)가 제1방향(234)으로 회전할 수 있다.
이 때, 돌출부(220)의 돌출 길이를 d, 제1기판(210)의 원주를 L라고 하면, 연장부(252) 각각에 의해 2d 길이 만큼씩 와이어가 제1기판 방향으로 움직이므로, 도 5와 같이 4개의 돌출부가 이용된다면, 와이어(240)의 총 길이는 L+6d 이상으로 결정될 수 있다. 그리고 회전부의 풀리(231)에는 6d 길이 이상의 와이어가 와인딩될 수 있다. 풀리(231)에 6d 길이의 와이어가 와인딩 상태에서, 외력(501)에 의해 연장부(252)가 제1기판(210)과 접촉하고 풀리(231)의 지름이 D라고 한다면, 풀리(231)의 회전수는
Figure pat00001
가 된다.
따라서 본 발명의 일실시예에 따르면, 돌출부(220)의 돌출 길이가 길어질수록, 또는 돌출부(220)의 개수가 많아질수록 회전부(230)의 회전수가 증가할 수 있으며, 발전량은 높아질 수 있다. 또한 와이어가 탄성 계수가 높고 신축성이 있으면, 와이어의 움직임에 의한 회전부의 회전수가 감소할 수 있으므로, 탄성 계수가 임계값 이하인 와이어가 본 발명의 일실시예에 이용될 수 있다.
외력이 소멸되면, 탄성체(232)에 의해 풀리(231)는 제2방향으로 회전하며 와이어(240)는 다시 도 5(a)와 같이 팽팽한 상태가 된다. 탄성체(232)는 일실시예로서 일단이 풀리의 중심축(233)에 연결되는 태엽 형상의 스프링일 수 있으며, 또는 풀리에 와인딩되는 탄성력이 높은 또다른 와이어일 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 돌출부를 설명하기 위한 도면이며, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 외력 전달부의 연장부를 설명하기 위한 도면이다. 그리고 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스터를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 돌출부(220)는, 격벽(221, 222) 및 서포팅 로드(223)를 포함할 수 있다.
제1 및 제2격벽(221, 222)은 서로 마주보며, 와이어 배치 공간(224)을 형성한다. 그리고 서포팅 로드(223, supporting rod)는 제1 및 제2격벽(221, 222)에 고정되며, 와이어(240)를 지지한다. 와이어(240)는 서포팅 로드(223)의 외주면에 접촉한 상태로 움직이며, 와이어(240)와 서포팅 로드(223) 사이의 마찰력을 줄이기 위해 서포팅 로드는 원기둥 형상일 수 있다.
그리고 돌출부(223)는 와이어(240)가 와이어 배치 공간(224)의 외부로 유출되는 것을 방지하기 위해, 제1 및 제2격벽(221, 222) 사이에 연결되는 제3격벽(225)을 더 포함할 수 있다.
한편, 돌출부(220)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 서포팅 로드(223)에 결합되어, 와이어(240)와 서포팅 로드(223) 사이의 마찰을 감소시키는 마찰 감소 유닛을 더 포함할 수 있으며, 마찰 감소 유닛은 일실시예로서, 풀리(226) 또는 베어링일 수 있다.
마찰 감소 유닛은, 와이어(240)가 움직일 때 와이어가 움직이는 방향으로 회전하면서, 와이어(240)와 서포팅 로드(223) 사이의 마찰을 감소시킬 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 연장부는 제2기판(251)으로부터 연장되어 돌출부(220) 사이에 삽입되는 서포팅 로드(810)와, 서포팅 로드(810)에 결합되며, 와이어(240)와 접촉하는 풀리(820)를 포함한다.
풀리(820)가 와이어(240)를 제1기판 방향으로 누를 수 있도록, 와이어(240)는 제1기판(210)과 풀리(820) 사이에 배치되며, 돌출부의 풀리(226)와 연장부의 풀리(820)를 서로 엇갈린 형태로 지나가며 배치된다.
풀리(820)는 와이어(240)로 외력을 전달하면서, 외력에 의해 움직이는 와이어(240)와 함께 회전하며, 이러한 회전에 의해 와이어(240)에서 발생하는 마찰력이 감소될 수 있다.
도 7의 돌출부와, 도 8의 연장부가 이용되는 에너지 하베스터가 도 9에 도시되고 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 와이어(240)는, 제1기판(210)에 배치되며, 돌출부(220) 사이에 위치하는 버티컬 로드(vertical rod, 900)에 의해 회전부 방향으로 휘어져, 회전부(230)에 와인딩될 수 있다.
또 다른 실시예로서, 외력 전달부(250)는, 외력이 소멸한 경우, 제2기판(251)을 제1기판(210)과 멀어지는 방향으로 이동시키는 탄성체(901)를 포함할 수 있으며, 탄성체는 제1기판(210)과 제2기판(251) 사이에 배치될 수 있다
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스터를 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 하베스터는, 외부 커버(1010) 및 압력 플레이트(1020)를 포함한다.
외부 커버(1010)의 내부에는 도 2에 도시된 에너지 하베스터가 배치되며, 에너지 하베스터를 외부 충격 등으로부터 보호한다.
압력 플레이트(1020)는 제2기판(251)에 수직하게 배치된 푸싱 로드와 수직하게 결합되며, 외부 압력을 제2기판(251)에 균일하게 전달하는 역할을 수행한다.
사용자는 발 또는 손으로 압력 플레이트(1020)를 눌러, 에너지 하베스터로 압력을 인가할 수 있으며, 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 하베스터는 사용자에 의해 인가된 압력을 이용하여 전기 에너지를 생성할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (10)

  1. 제1기판;
    상기 제1기판의 가장자리 영역에서, 상기 제1기판에 수직한 방향으로 서로 이격되어 돌출되며, 와이어 배치 공간을 제공하는 복수의 돌출부;
    상기 제1기판의 중앙 영역에 위치하며, 복수의 자석이 배치된 회전부;
    상기 와이어 배치 공간에 삽입되어 배치되며, 상기 제1기판에 수직한 방향으로 인가되는 외력에 의해, 상기 회전부를 회전시키는 와이어;
    상기 외력을, 상기 돌출부 사이에 위치하는 와이어로 전달하는 외력 전달부; 및
    상기 회전부로부터 미리 설정된 거리만큼 이격되어 배치된 코일부
    를 포함하는 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 돌출부는
    서로 마주보며 상기 와이어 배치 공간을 형성하는 제1 및 제2격벽; 및
    상기 제1 및 제2격벽에 고정되며, 상기 와이어를 지지하는 제1서포팅 로드
    를 포함하는 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스터.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 돌출부는
    상기 제1서포팅 로드에 결합되어, 상기 와이어와 상기 제1서포팅 로드 사이의 마찰을 감소시키는 마찰 감소 유닛
    을 포함하는 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스터.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 마찰 감소 유닛은
    베어링 또는 풀리인
    전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스터.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 와이어는
    탄성 계수가 임계값 이하인 와이어인
    전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스터.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 와이어의 일단은, 상기 돌출부 중 하나에 고정되며,
    상기 와이어의 타단은, 상기 회전체에 고정되는
    전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스터.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 회전부는
    상기 외력에 의해 움직이는 상기 와이어에 의해 제1방향으로 회전하며, 외주면에 상기 자석이 배치된 제1풀리; 및
    상기 제1풀리를 상기 제1방향과 반대 방향인 제2방향으로 회전시키는 탄성체
    를 포함하는 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스터.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 외력 전달부는
    상기 외력에 의해 상기 제1기판에 수직한 방향으로 상하 운동하는 제2기판; 및
    상기 제2기판으로부터 연장되어 상기 돌출부 사이에 삽입되며, 상기 와이어로 외력을 전달하는 연장부
    를 포함하는 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스터.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 연장부는
    상기 제2기판으로부터 연장되어 상기 돌출부 사이에 삽입되는 제2서포팅 로드; 및
    상기 제2서포팅 로드에 결합되며, 상기 와이어와 접촉하는 제2풀리
    를 포함하는 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스터.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 코일부는
    상기 자석과 마주보도록 배치된 복수의 코일
    을 포함하는 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스터.
KR1020200094130A 2020-07-29 2020-07-29 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스터 KR102409475B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200094130A KR102409475B1 (ko) 2020-07-29 2020-07-29 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스터

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200094130A KR102409475B1 (ko) 2020-07-29 2020-07-29 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스터

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220014484A true KR20220014484A (ko) 2022-02-07
KR102409475B1 KR102409475B1 (ko) 2022-06-14

Family

ID=80253232

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200094130A KR102409475B1 (ko) 2020-07-29 2020-07-29 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스터

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102409475B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030045339A (ko) * 2001-12-03 2003-06-11 주식회사 쿠텍 휴대기기용 자기충전장치
KR101245839B1 (ko) * 2011-10-27 2013-03-25 박동수 전기 에너지 발전 시스템
KR101428390B1 (ko) * 2013-05-20 2014-08-14 송경섭 자가발전장치
KR20180092519A (ko) * 2017-02-09 2018-08-20 송경섭 자가 발전 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030045339A (ko) * 2001-12-03 2003-06-11 주식회사 쿠텍 휴대기기용 자기충전장치
KR101245839B1 (ko) * 2011-10-27 2013-03-25 박동수 전기 에너지 발전 시스템
KR101428390B1 (ko) * 2013-05-20 2014-08-14 송경섭 자가발전장치
KR20180092519A (ko) * 2017-02-09 2018-08-20 송경섭 자가 발전 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR102409475B1 (ko) 2022-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8994238B2 (en) Energy conversion device
US8941273B2 (en) Vibration generation device
JP2018110516A (ja) 発電装置
US11497590B2 (en) Power toothbrush with added inertia resonant system
US8461729B2 (en) Linear vibrator
WO2012014649A1 (ja) 振動発電機
CN109560721A (zh) 一种复合式振动能量采集器
KR102409475B1 (ko) 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스터
KR101124077B1 (ko) 스테이터 코어 및 이를 포함하는 모터 장치
JP5796484B2 (ja) 振動発電機
JP7067788B2 (ja) 振動ダイナモ装置およびチャイム装置
KR102393595B1 (ko) 선형 동력발생장치
CN113890300B (zh) 基于非对称-双平面弹簧的宽范围振动能量收集器
JP6752159B2 (ja) アキシャルギャップ型回転電機
JP5742860B2 (ja) 振動発電機
CN211377858U (zh) 振动马达
KR102195849B1 (ko) 자기장을 이용하는 에너지 하베스팅 장치
US7605500B2 (en) Miniature generator
KR101136561B1 (ko) 작은 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 자가발전기
JP5817648B2 (ja) 振動発電機
WO2015019408A1 (ja) 美容装置
CN108696184A (zh) U型梁单元压电发电机
KR20200117698A (ko) 발전기용 회전자 및 발전기용 회전자의 제조장치
KR102497968B1 (ko) 할바흐 구조를 갖는 수평 리니어 진동 액추에이터
JP2010130728A (ja) リニアアクチュエータ

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant