KR20230135818A - Self-generating system for rotational scale - Google Patents
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Abstract
본 발명은 회전 운동하는 회전형 축계와, 전자기 코일과 자성체부로 구성되어 상기 회전형 축계의 회전에 따라 회전되는 전자기 유도부와, 상기 회전형 축계와 기 설정된 간격만큼 이격된 위치에 형성되고, 내주면에 기 설정된 간격으로 배치된 적어도 둘 이상의 적어도 둘 이상의 투자율이 상이한 시트 형태의 물질이 부착된 고정부를 포함하며, 상기 회전형 축계의 회전에 따라 상기 투자율이 상이한 시트 형태의 물질의 유무에 따라 전자기 코일의 자속이 변화되어 전기를 유도하는 회전형 축계용 자가 발전 시스템을 제공할 수 있다.The present invention relates to a rotary shaft system that rotates, an electromagnetic induction portion that is composed of an electromagnetic coil and a magnetic body portion and rotates according to the rotation of the rotary shaft system, and is formed at a position spaced apart from the rotary shaft system by a predetermined distance, and is located on the inner circumferential surface. An electromagnetic coil comprising a fixing part to which at least two or more sheet-shaped materials with different magnetic permeabilities are attached arranged at predetermined intervals, and the presence or absence of the sheet-shaped materials with different magnetic permeabilities according to the rotation of the rotary shaft system. It is possible to provide a self-power generation system for a rotating shaft system that induces electricity by changing the magnetic flux.
Description
본 발명은 회전형 축계용 자가 발전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a self-powering system for a rotary shaft system.
다양한 기계에는 기계 동작에 필요한 회전형 축계(샤프트)가 설치된다.Various machines are equipped with rotating axes (shafts) necessary for machine operation.
예를 들어, 선박의 엔진을 이용하여 선박의 이동을 위해 장착된 프로펠러를 동작시키기 위해 회전형 축계가 설치된다.For example, a rotating shaft system is installed to operate a propeller mounted to move the ship using the ship's engine.
한편, 최근에는 IT 기술의 발전에 따라 회전형 축계의 상태를 모니터링 및 진단하기 위해 센서 기술이 적용되고 있다.Meanwhile, recently, with the advancement of IT technology, sensor technology has been applied to monitor and diagnose the status of rotating shaft systems.
이러한 센서는 외부로부터 인가받은 전력을 통해 동작하는데, 일반적으로 회전형 축계가 설치된 부분은 구조적인 부분에 있어서 복잡하기 때문에 외부 전력을 센서에 직접 공급하기 위한 선 연결하는 부분에 있어서 어려움이 있다.These sensors operate through power received from the outside, and because the part where the rotary shaft system is installed is generally complex in structure, there is difficulty in connecting lines to directly supply external power to the sensor.
이런 이유, 스스로 에너지를 생산해내는 자가발전기 기술이 각광을 받고 있으며, 자가발전기의 기술을 다양한 분야에 적용하고자 하는 연구가 활발히 이루어지고 있다.For this reason, self-generator technology that produces energy on its own is receiving attention, and research is being actively conducted to apply self-generator technology to various fields.
본 발명은 회전형 축계의 회전력을 이용한 자가발전을 통해 회전형 축계 상에 구축된 시스템에 필요한 전원을 공급함으로써, 복잡한 배선 과정 없이 회전형 축계 상에 다양한 시스템의 구현이 가능한 회전 축계용 자가 발전 시스템을 제공한다.The present invention is a self-power generation system for a rotating shaft system that enables the implementation of various systems on a rotating shaft system without a complicated wiring process by supplying the necessary power to the system built on the rotating shaft system through self-generation using the rotational force of the rotating shaft system. provides.
또한, 본 발명은 회전형 축계의 주위 둘레에 영구자석을 배치 및 고정하고, 회전형 축계 상에 고정하는 다층 PCB(Printed Circuit Board, 인쇄회로기판)에 전기자 코일을 구성하여 전기를 유도하고, 동시에 커패시터를 동일 PCB 기판에 구성하여 부하의 리액턴스를 상쇄하여 전력손실을 개선하거나 부하에 전력 전달 효율을 향상시킬 수 있는 회전 축계용 자가 발전 시스템을 제공한다.In addition, the present invention arranges and fixes permanent magnets around the rotating shaft system and constructs an armature coil on a multi-layer PCB (Printed Circuit Board) fixed on the rotating shaft system to induce electricity, and at the same time By configuring a capacitor on the same PCB board, we provide a self-power generation system for a rotating shaft system that can offset the reactance of the load to improve power loss or improve power transfer efficiency to the load.
상기한 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위해서, 본 발명의 실시예에 따른 회전 축계용 자가 발전 시스템은 회전 운동하는 회전형 축계와, 전자기 코일과 자성체부로 구성되어 상기 회전형 축계의 회전에 따라 회전되는 전자기 유도부와, 상기 회전형 축계와 기 설정된 간격만큼 이격된 위치에 형성되고, 내주면에 기 설정된 간격으로 배치된 적어도 둘 이상의 투자율이 상이한 시트 형태의 물질이 일정한 간격을 두고 부착된 고정부를 포함하며, 상기 회전형 축계의 회전에 따라 상기 투자율이 상이한 시트 형태의 물질들의 유무에 따라 전자기 코일의 자속이 변화되어 전기를 유도할 수 있다.In order to achieve the problem to be solved above, the self-power generation system for a rotating shaft system according to an embodiment of the present invention is composed of a rotating shaft system that rotates, an electromagnetic coil, and a magnetic body portion, and rotates according to the rotation of the rotating shaft system. It includes an electromagnetic induction part and a fixing part formed at a position spaced apart from the rotary shaft system by a preset distance, and to which at least two sheet-shaped materials with different permeability are attached at regular intervals, arranged at preset intervals on the inner peripheral surface; , As the rotary shaft system rotates, the magnetic flux of the electromagnetic coil changes depending on the presence or absence of sheet-shaped materials with different permeability, thereby inducing electricity.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 전자기 유도부는 상기 회전형 축계의 외주면에 기 설정된 간격으로 적어도 둘 이상 결합되어 상기 회전형 축계의 회전에 따라 회전할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, at least two electromagnetic induction units are coupled to the outer peripheral surface of the rotary shaft system at preset intervals and can rotate according to the rotation of the rotary shaft system.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 전자기 유도부는 상기 회전형 축계의 회전에 따라 회전되도록 상기 회전형 축계에 결합되는 링 형상을 갖는 회전부의 외주면에 적어도 둘 이상 결합되어 상기 회전형 축계에 따라 회전되는 회전부의 회전에 따라 회전할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the electromagnetic induction unit is coupled to at least two outer peripheral surfaces of the rotating part having a ring shape coupled to the rotating shaft system to rotate according to the rotation of the rotating shaft system. It can rotate according to the rotation of the rotating part.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 자성체부는 상기 회전부의 외주면에 시트 형태로 부착되며, 상기 전자기 코일은 자성체부의 상부에 형성되되, PCB 기판에 형성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the magnetic body part is attached to the outer peripheral surface of the rotating part in a sheet form, and the electromagnetic coil is formed on the magnetic body part, but may be formed on a PCB board.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 회전부에 부착되는 자성체부는 46mm X 30mm X 10mm인 영구자석일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the magnetic body attached to the rotating part may be a permanent magnet measuring 46 mm x 30 mm x 10 mm.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 회전부와 고정부간의 간격은 3mm∼5mm일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the gap between the rotating part and the fixed part may be 3 mm to 5 mm.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 PCB 기판은 적어도 셋 이상의 레이어 각각에 형성된 복수의 유전체, 전자기 코일을 위한 금속 배선, 커패시터용 전극을 위한 금속 배선을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the PCB board may include a plurality of dielectrics formed on each of at least three or more layers, a metal wire for an electromagnetic coil, and a metal wire for an electrode for a capacitor.
전술한 본 발명의 실시예에 따르면, 회전형 축계의 회전력을 이용한 자가발전을 통해 회전형 축계 상에 구축된 시스템에 필요한 전원을 공급함으로써, 복잡한 배선 과정 없이 회전형 축계 상에 다양한 시스템의 구현이 가능한 잇점이 있다.According to the above-described embodiment of the present invention, the necessary power is supplied to the system built on the rotating shaft system through self-generation using the rotational force of the rotating shaft system, thereby enabling the implementation of various systems on the rotating shaft system without a complicated wiring process. There are possible advantages.
또한, 전술한 본 발명의 실시예에 따르면, 회전형 축계의 주위 둘레에 영구자석을 배치 및 고정하고, 회전형 축계 상에 고정하는 다층 PCB(Printed Circuit Board, 인쇄회로기판)에 전기자 코일을 구성하여 전기를 유도하고, 동시에 커패시터를 동일 PCB 기판에 구성하여 부하의 리액턴스를 상쇄하여 전력 손실을 개선하거나 부하에 전력 전달 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, according to the above-described embodiment of the present invention, permanent magnets are arranged and fixed around the rotating shaft system, and an armature coil is formed on a multilayer PCB (Printed Circuit Board) fixed on the rotating shaft system. This induces electricity, and at the same time, by constructing a capacitor on the same PCB board, the reactance of the load can be offset to improve power loss or improve power transfer efficiency to the load.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 회전 축계용 자가 발전 시스템의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 회전 축계용 자가 발전 시스템의 전체 구조를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 회전 축계용 자가 발전 시스템에서 고정부의 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 회전 축계용 자가 발전 시스템의 회전부의 구조를 도시한 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 PCB 기판 내 전기자 코일 및 커패시터의 구조를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 회전 축계형 자가 발전 시스템의 발전 특성을 실험한 결과를 도시한 도면이다.Figure 1 is a cross-sectional view of a self-power generation system for a rotating shaft system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a perspective view showing the overall structure of a self-power generation system for a rotating shaft system according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram showing the structure of a fixing part in a self-power generation system for a rotating shaft system according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a diagram showing the structure of a rotating part of a self-power generation system for a rotating shaft system according to an embodiment of the present invention.
5 to 7 are diagrams showing the structures of the armature coil and capacitor in the PCB board according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a diagram showing the results of testing the power generation characteristics of a rotating shaft-type self-power generation system according to an embodiment of the present invention.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The detailed description below is provided to provide a comprehensive understanding of the methods, devices and/or systems described herein. However, this is only an example and the present invention is not limited thereto.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이여서는 안 된다.In describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, the terms described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification. The terminology used in the detailed description is only for describing embodiments of the present invention and should in no way be limiting.
이하 첨부된 도면을 참조하여 회전 축계용 자가 발전 시스템과 이를 이용하여 전력을 공급하는 방법에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a self-power generation system for a rotating shaft system and a method of supplying power using the same will be described with reference to the attached drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 회전 축계용 자가 발전 시스템의 단면도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 회전 축계용 자가 발전 시스템의 전체 구조를 도시한 측면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 회전 축계용 자가 발전 시스템에서 고정부의 구조를 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 회전 축계용 자가 발전 시스템의 회전부의 구조를 도시한 도면이며, 도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 PCB 기판 내 전기자 코일 및 커패시터의 구조를 도시한 도면이며, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 회전 축계형 자가 발전 시스템의 발전 특성을 실험한 결과를 도시한 도면이다.Figure 1 is a cross-sectional view of a self-power generation system for a rotating shaft system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a side view showing the overall structure of a self-generating system for a rotating shaft system according to an embodiment of the present invention, and Figure 3 is a schematic diagram of the present invention. This is a diagram showing the structure of the fixing part in the self-power generation system for a rotating shaft system according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a diagram showing the structure of the rotating part of the self-generating system for a rotating shaft system according to an embodiment of the present invention, and Figure 5 Figures 7 to 7 are diagrams showing the structure of the armature coil and capacitor in the PCB board according to an embodiment of the present invention, and Figure 8 shows the results of testing the power generation characteristics of the rotating shaft-type self-power generation system according to an embodiment of the present invention. This is a drawing.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 회전 축계용 자가 발전 시스템은 회전형 축계(100), 예컨대 선박의 엔진을 구동시키기 위한 샤프트의 외주면에 설치된 적어도 둘 이상의 자성체부(102) 및 자성체부(102)의 상부에 설치된 전기를 유도하기 위한 전자기 코일(122)을 포함한 PCB 기판(10)으로 구성된 전자기 유도부(110)와 전자기 유도부(110)와 소정 간격만큼 이격된 위치에서 회전형 축계(100) 및 전자기 유도부(110)를 감싸는 구조로 형성된 고정부(120)로 구성될 수 있다.As shown in Figures 1 to 7, the self-power generation system for a rotating shaft system includes at least two magnetic body parts 102 and a magnetic body part ( An electromagnetic induction unit 110 consisting of a PCB board 10 including an
본 발명의 실시예에서 회전형 축계(100)는 회전 운동하는 샤프트로서, 회전에 따라 외주면에 설치된 전자기 유도부(110)를 회전시킬 수 있다. 이러한 전자기 유도부(110)의 회전에 따라 전자기 유도부(110)는 회전형 축계(100)와 동일한 속도로 회전하게 되고, 고정부(120)의 적어도 둘 이상의 투자율이 상이한 시트 형태의 물질(124)에 의해 PCB 기판(10) 내 전자기 코일(122)의 자속이 변화되어 전자기 코일(122)에 전기가 유도될 수 있다. 즉, 고정부(120)에 부착되는 시트 형태의 물질(124)은 투자율이 서로 상이한 물질, 예컨대 페라이트로 구성될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the rotary shaft system 100 is a shaft that rotates, and can rotate the electromagnetic induction unit 110 installed on the outer peripheral surface according to rotation. As the electromagnetic induction unit 110 rotates, the electromagnetic induction unit 110 rotates at the same speed as the rotary shaft system 100, and is attached to at least two sheet-shaped materials 124 with different permeability of the fixing unit 120. As a result, the magnetic flux of the
본 발명의 실시예에서, 전자기 코일(122)을 포함하는 PCB 기판(10)은 플렉서블한 재질을 구성되고 전자기 코일(122) 및 커패시터(123)를 포함하여 구성될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the PCB board 10 including the
본 발명의 실시예에서, 전자기 유도부(110)는 회전부(130)에 의해 회전형 축계(100)에 결합될 수 있다. 구체적으로, 회전부(130)는 회전형 축계(100)를 감싸는 구조, 즉 링 형상을 갖는 구조로서, 그 외주면에는 복수개의 전자기 유도부(110)가 부착될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the electromagnetic induction unit 110 may be coupled to the rotary shaft system 100 by the rotation unit 130. Specifically, the rotating part 130 has a structure surrounding the rotating shaft system 100, that is, has a ring shape, and a plurality of electromagnetic induction parts 110 may be attached to its outer peripheral surface.
본 발명의 실시예에서, 고정부(120)는 회전형 축계(100) 및 전자기 유도부(110)를 감싸는 구조로서, 링 형태의 구조를 가질 수 있다.In an embodiment of the present invention, the fixing part 120 surrounds the rotary shaft system 100 and the electromagnetic induction part 110 and may have a ring-shaped structure.
또한, 고정부(120)의 내주면에는 소정 간격으로 적어도 둘 이상의 투자율이 상이한 시트 형태의 물질(124)이 부착될 수 있다.In addition, at least two sheet-shaped materials 124 with different permeability may be attached to the inner peripheral surface of the fixing part 120 at predetermined intervals.
또한, 고정부(120)는 소정의 지지대(126)에 의해 지지될 수 있다.Additionally, the fixing part 120 may be supported by a predetermined support 126.
한편, 상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 전자기 유도부(110)가 회전형 축계(100)에 회전부(130)를 통해 결합되어 회전하는 것으로 예를 들어 설명하였지만, 전자기 유도부(110)가 회전형 축계(100)에 직접 결합되어 회전될 수도 있다.Meanwhile, according to the embodiment of the present invention as described above, it has been described as an example that the electromagnetic induction unit 110 is coupled to the rotary shaft system 100 through the rotary unit 130 and rotates, but the electromagnetic induction unit 110 It may be directly coupled to the rotary shaft system 100 and rotated.
본 발명의 실시예에 따른 PCB 기판(10)은 적어도 세 개 이상의 레이어를 이용하여 형성된 전기자 코일(122) 및 커패시터(123)로 구성될 수 있다. The PCB board 10 according to an embodiment of the present invention may be composed of an
PCB 기판(10)은 유전층으로 이루어지고 적층된 구조를 갖는 제 1, 제 2 및 제 3 레이어(410, 420, 430), 제 1 내지 제 3 레이어(410, 420, 430)의 일부 영역에 대한 패터닝을 통해 형성된 복수의 비아 콘택(440) 및 각 레이어(410, 420, 430) 상에 형성된 전자기 코일(122)의 형성을 위한 제 1 내지 제 3 코일 금속 배선(450, 452, 454), 각 레이어(410, 420, 430) 상에 형성된 제 1 내지 제 3 커패시터용 금속 전극(460, 462, 464), 제 1, 제 2 연결용 금속 패턴(470, 472) 등으로 구성될 수 있다.The PCB substrate 10 includes first, second, and
제 1 레이어(410)는 회로가 형성된 회로부(482)가 형성된 기판(480) 상에 형성될 수 있다.The
제 1 내지 제 3 레이어(410, 420, 430) 각각의 상부에는 제 1 내지 제 3 코일 금속 배선(450, 452, 454)이 형성될 수 있다.First to third
제 1 내지 제 3 코일 금속 배선(450, 452, 454) 각각은 시작 부분과 끝 부분은 비아 콘택(440)을 통해 상호 연결됨으로써, 전자기 코일(122)이 형성될 수 있다.The start and end portions of each of the first to third
이에 대해 구체적으로 설명하면, 제 1 코일 금속 배선(450)의 시작 부분은 제 1 레이어(410)에 형성된 비아 콘택(440)을 통해 기판(480)의 회로부(482)에 연결되고 끝 부분은 제 2 레이어(420)에 형성된 비아 콘택(440)을 통해 제 2 코일 금속 배선(452)의 끝 부분과 연결될 수 있다.To explain this in detail, the beginning of the first
또한, 제 2 코일 금속 배선(452)의 시작 부분은 제 3 레이어(413)에 형성된 비아 콘택(440)을 통해 제 3 코일 금속 배선(454)의 시작 부분과 연결될 수 있다.Additionally, the start of the second
한편, 제 3 레이어(430)의 상부에는 제 3 코일 금속 배선(454)과 이격되어 형성되고 제 1 내지 제 3 레이어(410, 420, 430)에 형성된 비아 콘택(440)을 통해 기판(480)과 연결되며, 제 2 연결용 금속 패턴(472)과 연결되는 제 1 연결용 금속 패턴(470)이 형성될 수 있다.Meanwhile, it is formed on the upper part of the
이러한 구조를 통해 PCB 기판(10)에는 전기자 코일(122)이 형성될 수 있다.Through this structure, the
한편, 제 1 내지 제 3 레이어(410, 420, 430) 각각의 상부에는 제 1 내지 제 3 커패시터용 금속 전극(460, 462, 464)이 형성될 수 있다.Meanwhile,
제 1 내지 제 3 커패시터용 금속 전극(460, 462, 464)은 제 1 내지 제 3 레이어(410, 420, 430)에 형성된 비아 콘택(440)을 통해 상호 연결될 수 있다.The first to third
구체적으로, 제 1 레이어(410) 상에 형성된 제 1 커패시터용 금속 전극(460)은 제 2 및 제 3 레이어(420, 430)에 형성된 비아 콘택(440)을 통해 제 3 커패시터용 금속 전극(464)에 연결되고, 제 2 레이어(420) 상에 형성된 제 2 커패시터용 금속 전극(462)은 제 3 레이어(430)에 형성된 비아 콘택(440)을 통해 제 2 연결용 금속 패턴(472)과 연결되고 제 1 및 제 2 레이어(410, 420)에 형성된 비아 콘택(440)을 통해 기판(480)의 회로부(482)에 연결될 수 있다.Specifically, the
이러한 구조를 이용하여 복수의 전기자 코일(122)과 복수의 커패시터(123)를 구성된 PCB 기판(10)이 형성될 수 있다.Using this structure, the PCB board 10 consisting of a plurality of armature coils 122 and a plurality of
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 세 개의 레이어를 이용하여 PCB 기판(10)을 구성하는 것으로 예를 들어 설명하였지만, 전자기 코일(122)의 총 회전수나 크기에 따라 소요되는 각 레이어 개수 및 각 층에 형성되는 코일 금속 배선의 회전수가 결정될 수도 있다.According to the embodiment of the present invention as described above, the PCB board 10 is configured using three layers, but the number of each layer required depending on the total number of rotations or size of the
또한, 코일 금속 배선의 배선간의 간격, 배선 폭 등은 필요한 설계 전력에 따라 달라질 수 있다.Additionally, the spacing between wires and the width of the coil metal wire may vary depending on the required design power.
또한, 커패시터(123)의 경우 부하(미도시됨), 예컨대 무선 센서 시스템에서 요구되는 용량에 의거하여 제 1 내지 제 3 커패시터용 금속 전극(460, 462, 464)의 면적, 각 레이어(410, 420, 430)를 구성하는 유전층의 유전율, 각 레이어(410, 420, 430)의 두께, 제 1 내지 제 3 커패시터용 금속 전극(460, 462, 464)의 병렬로 연결하는 구조가 결정될 수 있다.In addition, in the case of the
상술한 바와 같은 PCB 기판(10)은 회전형 축계(100)의 회전에 따라 전기를 유도하여 부하인 무선 센서 시스템에 공급할 수 있다.The PCB board 10 as described above can induce electricity according to the rotation of the rotary shaft system 100 and supply it to the wireless sensor system, which is a load.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 회전부(130)에서 자성체부(102)의 크기는 46mm X 30mm X 10mm이고, 링 형상의 회전부(130)의 외주면에서 상호 대칭되는 위치에 두 개 설치되는 것이 바람직할 수 있다.Meanwhile, in the rotating part 130 according to an embodiment of the present invention, the size of the magnetic body part 102 is 46 mm can do.
또한, PCB 기판(10) 내 전자기 코일(122)은 직경이 0.2mm인 구리선으로 권선수가 1120회로 전체 면적인 32.7mm X 16.85mm일 수 있다.Additionally, the
고정부(120)의 내주면에 설치되는 적어도 두 개 이상의 투자율이 상이한 시트 형태의 물질(124)은 6∼8개 설치되는 것이 바람직하며, 43mm X 28mm X 4mm의 크기를 갖는 것이 바람직할 수 있다.It is preferable that 6 to 8 sheet-shaped materials 124 with different magnetic permeabilities are installed on the inner peripheral surface of the fixing part 120, and may preferably have a size of 43 mm x 28 mm x 4 mm.
한편, 안정적인 발전 특성을 위해서 고정부(120)와 회전부(130)간의 간격이 3mm∼5mm인 것이 바람직할 수 있다.Meanwhile, for stable power generation characteristics, it may be desirable for the gap between the fixed part 120 and the rotating part 130 to be 3 mm to 5 mm.
이러한 크기와 구조로 형성된 전자기 유도부(110)를 통한 발전 특성을 고정부(120)와 회전부(130)간의 간격이 3mm일 때 회전속도별(즉, 회전형 축계(100)의 회전 속도별)별로 실험해 본 결과, 도 8에 도시된 바와 같이, 100rpm, 150rpm, 200rpm 및 300rpm별로 발전 특성이 보인다. 즉, 300rpm의 속도로 회전형 축계(100)가 회전될 때, 대략적으로 548mW의 전력이 생산되는 것으로 나타난 것을 알 수 있다.The power generation characteristics through the electromagnetic induction part 110 formed with this size and structure are measured by rotation speed (i.e., by rotation speed of the rotary shaft system 100) when the gap between the fixed part 120 and the rotating part 130 is 3 mm. As a result of the experiment, as shown in FIG. 8, power generation characteristics are shown at 100 rpm, 150 rpm, 200 rpm, and 300 rpm. That is, it can be seen that when the rotary shaft system 100 rotates at a speed of 300 rpm, approximately 548 mW of power is produced.
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명에 표현된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등하거나, 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations can be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Accordingly, the embodiments expressed in the present invention do not limit the technical idea of the present invention, but are for illustrative purposes, and the scope of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas that are equivalent or within the equivalent scope should be construed as being included in the scope of rights of the present invention.
10 : PCB 기판
100 : 회전형 축계
110 : 전자기 유도부
120 : 고정부
130 : 회전부10: PCB board
100: rotary shaft system
110: electromagnetic induction unit
120: fixing part
130: rotating part
Claims (7)
전자기 코일과 자성체부로 구성되어 상기 회전형 축계의 회전에 따라 회전되는 전자기 유도부와,
상기 회전형 축계와 기 설정된 간격만큼 이격된 위치에 형성되고, 내주면에 기 설정된 간격으로 배치된 적어도 둘 이상의 상이한 투자율을 갖는 시트 형태의 물질이 부착된 고정부를 포함하며,
상기 회전형 축계의 회전에 따라 상기 상이한 투자율을 갖는 시트 형태의 물질 유무에 따라 전자기 코일의 자속이 변화되어 전기를 유도하는 회전형 축계용 자가 발전 시스템.
A rotary shaft system that rotates,
An electromagnetic induction part composed of an electromagnetic coil and a magnetic body part and rotated according to the rotation of the rotary shaft system,
It is formed at a position spaced apart from the rotary shaft system by a preset interval, and includes a fixing part to which at least two sheet-shaped materials with different permeability are attached, arranged at preset intervals on the inner peripheral surface,
A self-power generation system for a rotary shaft system in which the magnetic flux of an electromagnetic coil changes depending on the presence or absence of sheet-shaped materials with different permeability according to the rotation of the rotary shaft system to induce electricity.
상기 전자기 유도부는,
상기 회전형 축계의 외주면에 기 설정된 간격으로 적어도 둘 이상 결합되어 상기 회전형 축계의 회전에 따라 회전하는 회전형 축계용 자가 발전 시스템.
According to paragraph 1,
The electromagnetic induction unit,
A self-power generation system for a rotary shaft system that is coupled to the outer peripheral surface of the rotary shaft system at a predetermined interval and rotates according to the rotation of the rotary shaft system.
상기 전자기 유도부는,
상기 회전형 축계의 회전에 따라 회전되도록 결합되고, 링 형상을 갖는 회전부의 외주면에 적어도 둘 이상 결합되어 상기 회전형 축계에 따라 회전되는 회전부의 회전에 따라 회전하는 회전형 축계용 자가 발전 시스템.
According to paragraph 1,
The electromagnetic induction unit,
A self-power generation system for a rotary shaft system that is coupled to rotate in accordance with the rotation of the rotary shaft system, and is coupled to at least two or more outer peripheral surfaces of the rotating portion having a ring shape and rotates in accordance with the rotation of the rotating portion that rotates in accordance with the rotary shaft system.
상기 자성체부는 상기 회전부의 외주면에 시트 형태로 부착되며,
상기 전자기 코일은 자성체부의 상부에 형성되되, PCB 기판에 형성되는 회전형 축계용 자가 발전 시스템.
According to paragraph 3,
The magnetic body portion is attached in the form of a sheet to the outer peripheral surface of the rotating portion,
The electromagnetic coil is formed on the upper part of the magnetic body and is formed on the PCB board.
상기 회전부에 부착되는 자성체부는 46mm X 30mm X 10mm인 영구자석인 회전형 축계용 자가 발전 시스템.
According to paragraph 3,
The magnetic part attached to the rotating part is a permanent magnet of 46mm
상기 회전부와 고정부간의 간격은 3mm∼5mm인 회전형 축계용 자가 발전 시스템.
According to paragraph 3,
A self-power generation system for a rotating shaft system where the gap between the rotating part and the fixed part is 3mm to 5mm.
상기 PCB 기판은,
적어도 셋 이상의 레이어 각각에 형성된 복수의 유전체, 전자기 코일을 위한 금속 배선, 커패시터용 전극을 위한 금속 배선으로 형성되는 회전 축계용 자가 발전 시스템.According to paragraph 3,
The PCB board is,
A self-generating system for a rotating shaft system formed of a plurality of dielectrics formed on each of at least three or more layers, metal wiring for an electromagnetic coil, and metal wiring for electrodes for a capacitor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220033262A KR20230135818A (en) | 2022-03-17 | 2022-03-17 | Self-generating system for rotational scale |
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| KR1020220033262A KR20230135818A (en) | 2022-03-17 | 2022-03-17 | Self-generating system for rotational scale |
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|---|---|
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| KR (1) | KR20230135818A (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101531366B1 (en) | 2014-06-23 | 2015-06-29 | 한정훈 | Car Assembled Electricity Generator Units Including Engine Speed Controller |
-
2022
- 2022-03-17 KR KR1020220033262A patent/KR20230135818A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
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| KR101531366B1 (en) | 2014-06-23 | 2015-06-29 | 한정훈 | Car Assembled Electricity Generator Units Including Engine Speed Controller |
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