WO2019189960A1 - 에너지 하비스터 및 이를 이용한 엔진 모니터링 시스템 - Google Patents

에너지 하비스터 및 이를 이용한 엔진 모니터링 시스템 Download PDF

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energy harvester
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김재훈
안다훈
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Korea Railroad Research Institute KRRI
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Definitions

  • the present application relates to an energy harvester and an engine monitoring system using the same.
  • a conventional monitoring system diagnoses a failure in accordance with condition detection information detected by a sensor installed in an industrial facility (pump, compressor, etc.) on the ground (or maintenance window), thereby detecting the status of the industrial facility only in a limited installation position. Diagnosis was possible. As a result, the reliability of the diagnostic results is low, and only after diagnosis has occurred, there is a limitation that it is impossible to predict and prevent failure through real-time monitoring of industrial facilities.
  • Energy harvesting technology is a technology that converts the energy discarded from the surroundings into electrical energy that can be harvested or scavenged.
  • Energy harvesting technology absorbs natural light energy, low temperature waste heat energy from human body or combustion engine, fine vibration energy of portable device mounting / attachment device, dissipation energy due to human physical activity, etc. Elements, electrochemical reactions, DC / AC generators, piezoelectric transducers, capacitor transducer photovoltaic cells, and the like.
  • the power levels available through energy harvesting techniques range from microwatts to milliwatts.
  • wireless sensors can be combined with industrial equipment and components to monitor the status of various systems such as industrial equipment and components, such as rolling stock, plants, large ship engines, power plants, refineries and chemical plants, and production equipment such as factories.
  • the sensed information may be transmitted through a wireless communication path.
  • Korean Patent Publication No. 10-2017-0080556 (Invention: Engine Monitoring System and Method) utilizes both static data and dynamic data on the state of the engine when monitoring the engine to diagnose the engine on the ground.
  • an engine monitoring system for performing stable and providing diagnostic information to a vessel provided with an engine, thereby enabling stable engine maintenance.
  • the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, an object of the present invention is to provide an energy harvester capable of self-generation and an engine monitoring system using the same.
  • the engine monitoring system using the energy harvester at least one self-produced electric energy using the energy harvester, and monitoring the engine Generating wireless sensor nodes; And a management server for receiving and managing sensing information received from the Mussen sensor node, wherein the self-powered wireless sensor node comprises at least one sensor module for monitoring an engine; A data processor for identifying and packaging sensing information received from the sensor module; A wireless communication unit for wirelessly transmitting the packaged sensing information received from the data processing unit to a management server; An energy harvester for converting vibration energy of an engine into electrical energy to produce electrical energy supplied to the sensor module, the data processor, and the wireless communication unit; And a power management unit controlling the electrical energy produced by the energy harvester and supplying the sensor module, the data processing unit, and the wireless communication unit.
  • the energy harvester includes an iron core, a coil wound on the iron core, a first internal magnetic conductor disposed on an upper side of the coil and coupled to surround an upper end of the iron core and the coil.
  • a power generation core including a second internal magnetic conductor disposed below and coupled to enclose a lower end of the iron core, and arranged to face an outer circumferential surface of the power generation core, and a plurality of magnet parts disposed along an extension direction of the iron core; And a first external magnetic conductor positioned above the magnet part and disposed to face the first internal magnetic conductor and a second external magnetic conductor positioned below the magnet part and disposed to face the second internal magnetic conductor.
  • the plurality of magnet portion, the first external magnetic conductor and the second external magnetic conductor is linear vibration along the power generation core by external vibration,
  • Each group inside the magnetic conductor and each of the outer magnetic conductor has a projection in the state that each of the opposite or contrary to each other during each comprising a plurality of protrusions projecting to the outside, and a stop.
  • the state of matching the upper iron core portion, lower iron core portion and the magnet portion of the energy harvester by the vibration of the engine is adjusted, thereby improving the rate of change of the magnetic flux even with a small vibration, the electrical energy Can be efficiently produced and the generated electrical energy can be used to transmit engine sensing and sensing information.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an engine monitoring system using an energy harvester according to an embodiment of the present application.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram of an energy harvester according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an operation of an energy harvester according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the energy harvester according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of an energy harvester according to a first embodiment of the present invention from another side.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of an energy harvester according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view for explaining the internal magnetic conductor and the external magnetic conductor of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of an energy harvester according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example in which an engine monitoring system using an energy harvester using an energy harvester according to an embodiment of the present invention is coupled to an engine.
  • the present invention relates to an energy harvester and an engine monitoring system using the same.
  • the engine monitoring system using the energy harvester of the present invention may be coupled to an existing engine as well as a new engine in an add-on manner, and the wireless sensor monitoring system may be conveniently configured through a procedure of registering with a management server.
  • a bracket configuration for coupling with an engine may be coupled to the outside of the engine motoring system.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an engine monitoring system using an energy harvester according to an embodiment of the present application
  • FIG. 2 is a conceptual diagram of an energy harvester according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is an embodiment of the present invention.
  • 4 is a cross-sectional view of an energy harvester according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of another energy harvester according to a first embodiment of the present invention.
  • 6 is a cross-sectional view of an energy harvester according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a view for explaining an internal magnetic conductor and an external magnetic conductor of the present invention
  • FIG. 8 is a third embodiment of the present invention.
  • 9 is a cross-sectional view of an energy harvester according to an example, and FIG. 9 illustrates an example in which an engine monitoring system using an energy harvester using an energy harvester according to an embodiment of the present invention is coupled to an engine. This is a drawing.
  • an engine monitoring system using an energy harvester generates electrical energy using the energy harvester 100 and at least one self-generating wireless sensor node for monitoring an engine.
  • the management server 60 for receiving and managing the sensing information received from the self-generated Mussen sensor node 1.
  • the self-powered wireless sensor node 1 includes a sensor module 10, a data processing unit 20, a wireless communication unit 30, an energy harvester 100, and a power management unit 40.
  • the data processing unit 20 and the wireless communication unit 30 may be integrally formed in one configuration, but are not limited thereto.
  • the data processing unit 20 and the wireless communication unit 30 may be formed separately from each other. Can be.
  • the sensor module 10 is a sensor for monitoring an engine, and may include a plurality of sensors to measure various physical quantity parameters such as vibration, temperature, pressure, displacement, and torque generated in the engine.
  • the plurality of sensors may be mounted at the site where the engine monitoring is required, and, for example, may be mounted at a high speed turbocharger, a shaft bearing, or the like of the engine.
  • the data processor 20 identifies and packages the received sensing information.
  • the wireless communication unit 30 wirelessly transmits the packaged sensing information received from the data processing unit 20 to the management server 60.
  • the management server 60 includes a wireless receiver 50 which wirelessly receives packaged sensing information wirelessly transmitted by the wireless communication unit 30, and processes the packaged sensing information wirelessly received by the wireless receiver 50. can do.
  • the energy harvester 100 converts vibration energy of the engine into electrical energy to produce electrical energy supplied to the sensor module 10, the data processing unit 20, and the wireless communication unit 30. Detailed description thereof will be described later.
  • the power manager 40 controls the electrical energy produced by the energy harvester 100 and supplies the sensor module 10, the data processor 20, and the wireless communication unit 30.
  • the power manager 40 may include a super capacitor or a battery that stores the collected electrical energy. In addition, when the voltage of the supercapacitor or battery reaches a preset threshold, the power manager 40 may supply power to the wireless communication unit 30 to transmit the collected data.
  • the power manager 40 may control whether to enter the operation and power saving mode according to the production power of the energy harvester.
  • the power management unit 40 enters a power saving mode when the power production amount does not reach the threshold value, and extends a transmission period for transmitting sensing information collected by the sensor module 10 to the management server. It is possible to minimize the power consumption generated during transmission.
  • the power management unit 40 may return to the normal mode again by returning to the normal mode. Accordingly, the engine monitoring system using the energy harvester may be prepared in case the energy harvester 100 does not perform the production of electrical energy smoothly.
  • the wireless communication unit 30 performs data transmission.
  • the wireless communication unit 30 waits until power for transmitting all the collected data is collected. Can be transmitted.
  • the energy harvester 100 of this invention may have a cross-sectional shape as an overall cross-sectional view, but is not limited thereto.
  • the energy harvester 100 includes an iron core 120, a plurality of magnets 130, and a coil 140.
  • the iron core 120 includes a central axis 123, an upper iron core 121 formed to extend in a horizontal direction from the central axis 123, and a lower iron core 122 formed to extend in a horizontal direction from the central axis 123. do.
  • the central shaft 123 is formed in a cylindrical shape, the upper iron core portion 121 of the disc shape is located at the upper end of the central axis 123, the lower iron core of the disc shape at the lower end of the central axis 123 ( 122 may be located, but is not limited thereto.
  • the plurality of magnets 130 may be disposed on the inner circumferential surface of the first housing 110 to face the outer circumferential surface of the iron core 120, and may be spaced apart by a predetermined interval along the extension direction of the central axis 123.
  • each of the magnet parts 131, 132, 133, and 134 may have a plurality of magnets positioned along the inner circumferential surface of the first housing 110, and the inner and outer circumferences may be formed to have opposite polarities.
  • the first housing 110 may be a magnetic material that is a material having a property of magnetizing in a magnetic field.
  • the coil 140 is wound around the central axis 123 of the iron core 120 or surrounds the iron core 120 and is disposed along the inner circumferential surface of the first housing 110 between the magnet parts 130.
  • the coil 140 is wound around the outer circumferential surface of the central axis 123 of the iron core 120, or as illustrated in FIG. 4, the second magnet part 132 described later. It may be disposed along the inner circumferential surface of the first housing 110 between the and third magnet portion 133.
  • the energy harvester 100 includes the upper core portion 121 and the lower core portion 122 and the magnet portion 130 of the iron core 120, depending on the degree of linear vibration of the iron core 120 or the plurality of magnet portions 130. ) To adjust the state, and to form a magnetic flux closed loop for the iron core 120 and the magnet portion 130 at the time of matching the upper core portion 121 and the lower iron core portion 122 and the magnet portion 130. It works. Detailed description thereof will be described later.
  • the plurality of magnet parts 130 may include a first magnet part 131, a second magnet part 132, a third magnet part 133, and a fourth magnet which are spaced apart along the extending direction of the central axis 123. It may include a portion 134. However, the present invention is not limited thereto, and the plurality of magnet parts 130 may include six, eight, or more magnet parts depending on vibration displacement.
  • the energy harvester 100 is the upper core portion 121 and the first magnet portion 131 when the iron core 120 is moved to the upper end in accordance with the vertical direction of the iron core 120 or the plurality of magnet portion 130 Face to face, the lower core portion 122 and the third magnet portion 133 are disposed to face each other, and if the iron core 120 moves to the bottom end, the upper iron core portion 121 and the second magnet portion 132 face each other.
  • the lower iron core 122 and the fourth magnet 134 may be disposed to face each other.
  • the iron core 120 is moved to the upper end means that the iron core 120 is moved upwards or the plurality of magnets 130 are moved downwards so that the iron core 120 is moved upward.
  • the iron core 120 is moved to the lower end, which means that the iron core 120 is moved downward or the plurality of magnets 130 are moved upward, so that the iron core 120 is moved downward. Can mean.
  • the inner and outer circumferences of the plurality of magnet parts 130 may have opposite polarities, and the inner circumferences of the first magnet part 131 and the inner circumferences of the third magnet part 133 may have opposite polarities.
  • the inner circumference of the second magnet part 132 and the inner circumference of the fourth magnet part 134 are formed to be opposite polarities, and the inner circumference of the first magnet part 131 and the second magnet part 132 are formed.
  • the inner circumference of the) may be formed opposite to each other.
  • the first magnet portion 131 may have an inner circumference as an S pole, and an outer circumference as an N pole
  • a second magnet portion 132 may have an inner circumference as an N pole, and an outer circumference as an S pole
  • the third magnet part 133 may have an inner circumferential edge as an N pole, and an outer circumferential edge as an S pole
  • the fourth magnet unit 134 may have an inner circumferential edge as an N pole, and an outer circumferential edge as an S pole.
  • the present disclosure is not limited thereto, and referring to FIGS.
  • each of the magnet parts 131, 132, 133, and 134 may include a plurality of magnets 131a and 131b, and a plurality of magnets ( 131a and 131b may be disposed along the inner circumferential surface of the first housing 110, and the inner circumferential edge and the outer circumferential edge may be formed to be opposite polarities.
  • the magnet 131a may have a trapezoidal or rectangular cross section.
  • each of the magnet parts 131, 132, 133, and 134 may be formed of one magnet 131c having a circular cross section, as shown in FIG. 5C.
  • the first housing 110 may be formed in a cylindrical shape, and a plurality of magnet parts 130 disposed along an extension direction of the central axis 123 may be disposed on an inner circumferential surface thereof.
  • the upper iron core portion 121 and the lower iron core portion 122 may be formed in a disc shape extending from the central axis 123, but is not limited thereto.
  • the energy harvester 100 may include a first spacer 191 and a third magnet 133 and a fourth magnet 134 positioned between the first magnet 131 and the second magnet 132. It may further include a second spacer 192 positioned between, the coil 140 may be located between the second magnet portion 132 and the third magnet portion 133.
  • the energy harvester 100 may include the first magnet part 131, the first housing 110, the third magnet part 133, and the lower core part 122. ), The central axis 123, and the magnetic flux passing through the upper iron core portion 121, and when the iron core 120 is positioned at the lowermost end, the fourth magnet portion 134, the first housing 110, A magnetic flux via the second magnet part 132, the upper iron core part 121, the central axis 123, and the lower iron core part 122 may be formed.
  • the coil 140 may be positioned between the second magnet part 132 and the third magnet part 133 to form a magnetic flux in the same direction as the magnetic flux of the central axis 123.
  • the energy harvester 100 may further include a mass body 160 positioned on an outer circumferential surface of the first housing 110. Accordingly, the first to fourth magnet parts 131, 132, 133, and 134 may be moved in the vertical direction more smoothly.
  • the energy harvester 100 is fixed to an upper portion of the central axis 123, and the upper spring portion elastically supported so that the first to fourth magnet portions 131, 132, 133, and 134 linearly vibrate vertically ( 151 and a lower spring portion 152 fixed to the lower portion of the central axis 123 and elastically supporting the first to fourth magnet portions 131, 132, 133, and 134 so as to linearly oscillate in the vertical direction.
  • the upper spring part 151 and the lower spring part 152 may be leaf springs, but are not limited thereto.
  • the energy harvester 100 includes linear vibrations of the first to fourth magnet parts 131, 132, 133, and 134 in the vertical direction by the upper spring part 151 and the lower spring part 152. can do.
  • the first to fourth magnet parts 131, 132, 133, and 134 move to the lowest end, the upper iron core part 121, the first magnet part 131, the first housing 110, and the third Closed loop magnetic flux is formed through the magnet part 133, the lower iron core part 122, and the central axis 123, and the first to fourth magnet parts 131, 132, 133, and 134 are formed.
  • the upper core part 121, the central shaft 123, the lower iron core part 122, the fourth magnet part 134, the first housing 110, and the second magnet part 132 are passed through.
  • a closed loop type magnetic flux can be formed.
  • the direction of the magnetic flux passing through the coil 140 may be changed to generate electrical energy. .
  • the upper stopper 171 is positioned on the upper inner circumferential surface of the second housing 180, and the lower stopper 172 is positioned on the lower inner circumferential surface, such that the first magnet part 131 to the fourth magnet part 134 are disposed.
  • the life of the upper and lower spring portions 151 and 152 can be increased, and the shock can be absorbed.
  • the energy harvester 200 includes a power generation core, at least one magnet unit 230, and external magnetic conductors 261 and 262.
  • the power generation core is disposed on the iron core 220, the coil 240 wound on the iron core 220, and the first internal magnetic conductor 221 coupled to surround the upper end of the iron core 220. And a second internal magnetic conductor 222 disposed below the coil 240 and coupled to surround the lower end of the iron core 220.
  • the magnet part 230 is disposed on the inner circumferential surface of the first housing 210 to face the outer circumferential surface of the power generation core.
  • the external magnetic conductors 261 and 262 are positioned on the upper portion of the magnet portion 230, and are positioned below the first external magnetic conductor 261 and the magnet portion 230 disposed to face the first internal magnetic conductor 221. And a second outer magnetic conductor 262 disposed to face the second inner magnetic conductor 222.
  • the plurality of magnets 230, the first external magnetic conductor 261, and the second external magnetic conductor 262 linearly vibrate along the power generation core by external vibration, thereby generating electrical energy. . Detailed description thereof will be described later.
  • Each of the inner magnetic conductors 221 and 222 and each of the outer magnetic conductors 261 and 262 respectively include a plurality of sawtoothes 221a and 261a which protrude outwards, and each of the protrusions 221a and 261a is vibrated. By shifting or opposing, a closed loop can be formed.
  • the protrusions 221a and 261a may have a state in which the protrusions 221a and 261a face each other or are displaced.
  • the outer magnetic conductors 261 and 262 and the inner magnetic conductors 221 and 222 each have a cylindrical shape, and the inner magnetic conductors 221 and 222 are included in the outer magnetic conductors 261 and 262. Have a relationship.
  • the inner magnetic conductors 221 and 222 are formed in a cylindrical shape, protrude from the outer circumferential surface, and are spaced a predetermined distance in the vertical direction to form a plurality of protrusions 221a, and the outer magnetic conductor.
  • 261 and 262 may be formed in a cylindrical shape, internal magnetic conductors 221 and 222 may be disposed therein, may protrude from the inner circumferential surface, and may be spaced apart by a predetermined distance in a vertical direction to form a plurality of protrusions 261a.
  • the protrusions 221a of the inner magnetic conductors 221 and 222 and the protrusions 261a of the outer magnetic conductors 261 and 262 may be five, but are not limited thereto. Or less than that.
  • the plurality of magnet parts 230 may include a first magnet part 231 and a second magnet part 232 spaced apart by a predetermined interval along the extending direction of the iron core 220.
  • the first external magnetic conductor 261 may be disposed above the first magnet part 231, and the second external magnetic conductor 262 may be disposed below the second magnet part 232.
  • the energy harvester 200 may further include a central magnetic conductor 290 disposed between the first magnet part 231 and the second magnet part 232 and having a shape extending toward the iron core 220. Can be.
  • the energy harvester 200 includes a closed loop magnetic flux passing through the first internal magnetic conductor 221, the first external magnetic conductor 261, the central magnetic conductor 290, and the iron core 220.
  • a closed loop magnetic flux through the second inner magnetic conductor 222, the second outer magnetic conductor 262, the central magnetic conductor 290, and the iron core 220 may be formed, respectively.
  • first magnet part 231 and the second magnet part 232 are formed in the opposite polarity of the upper and lower portions, and the upper portion of the first magnet portion 231 and the upper portion of the second magnet portion 232 are mutually opposite. It can be formed in the opposite polarity.
  • the plurality of magnets 230 may be formed in a circular ring shape, but is not limited thereto and may have a ring shape of square, hexagon, or octagonal shape. However, the present invention is not limited thereto, and the first magnet part 231 and the second magnet part 232 may each include a plurality of magnets, and the plurality of magnets may be formed in a circular shape.
  • the upper portion of the first magnet portion 231 may be formed as the N pole, and the lower portion may be formed as the S pole, and the third magnet portion 233 may be formed as the S pole and the lower portion thereof as the N pole.
  • the energy harvester 200 passes through the first magnet portion 231, the first external magnetic conductor 261, the first internal magnetic conductor 221, the iron core 220, and the central magnetic conductor 290. Closed loop magnetic flux and a closed loop via the second magnetic part 232, the second external magnetic conductor 262, the second internal magnetic conductor 222, the iron core 220, and the central magnetic conductor 290. Magnetic flux in the form can be formed.
  • the energy harvester 200 increases the change in magnetic flux even when the vibration is as small as the interval between the protrusions 221a and 261a, thereby increasing the power generation efficiency.
  • the energy harvester 200 according to the second embodiment of the present invention uses the energy harvester 100 according to the first embodiment through the internal magnetic conductors 221 and 222 and the external magnetic conductors 261 and 232 having protrusions. Compared to the above, there is an effect of efficiently producing electric energy at a small vibration.
  • the energy harvester 200 includes an upper magnetic spring 251 disposed above the first external magnetic conductor 261 and a lower magnetic spring 252 disposed below the second external magnetic conductor 262. can do. Since the magnetic spring is a general configuration, a detailed description thereof will be omitted.
  • the energy harvester 200 has a predetermined space therein and is positioned between the second housing 280 where the iron core 220 is fixed and the circumference of the first housing 210 and the second housing 280. At least one bearing portion 270 may be further included. In other words, the energy harvester 200 may further stabilize the plurality of movements through the bearing unit 270.
  • the iron core 320 may include a first internal magnetic conductor 321 formed to extend in a horizontal direction from the central axis 323, a central axis 323, and a second internal magnetic conductor formed to extend in a horizontal direction from the central axis 323 ( 322).
  • the central axis 323 is formed in a cylindrical shape, and a disc shaped first internal magnetic conductor 321 is positioned at an upper end of the central axis 323, and a disc shaped second is formed at a lower end of the central axis 323.
  • the internal magnetic conductor 322 may be located, but is not limited thereto.
  • the external magnetic conductors 361 and 362 are positioned on the upper portion of the magnet portion 330, and the lower portion of the first external magnetic conductor 361 and the magnet portion 330 disposed to face the first inner magnetic conductor 321. And a second outer magnetic conductor 362 disposed at and facing the second inner magnetic conductor 322.
  • the inner magnetic conductors 321 and 322 include a plurality of protrusions formed on the circumferential surface
  • the outer magnetic conductors 361 and 362 include a plurality of protrusions formed on the inner circumference, and each of the protrusions is in contact with each other in a stationary state. It has a state of opposing or shifting.
  • the magnet part 330, the first external magnetic conductor 361 and the second external magnetic conductor 362 linearly vibrate along the iron core 320 by external vibration, and at this time, the internal magnetic conductors 321 and 322
  • the amount of change in the magnetic flux passing through the internal magnetic conductors 321 and 322 and the external magnetic conductors 361 and 362 becomes large, The generation efficiency is increased.
  • the energy harvester 300 according to the third embodiment of the present invention uses the energy harvester 100 according to the first embodiment through the internal magnetic conductors 321 and 322 and the external magnetic conductors 361 and 332 having protrusions. Compared to the above, there is an effect of efficiently producing electric energy at a small vibration.
  • the coil 340 is wound around the central axis 323 and is positioned between the first inner magnetic conductor 321 and the second inner magnetic conductor 322.
  • the magnet part 330 may be disposed to face the outer circumferential surface of the iron core, and as illustrated in FIG. 8, the magnet part 330 may be disposed to face the outer circumferential surface of the coil 340, but is not limited thereto.
  • the magnet 330 may be configured as one magnet, but a plurality of magnets may be stacked in a vertical direction.
  • the energy harvester 300 includes a magnet part 330, a first external magnetic conductor 361, a first internal magnetic conductor 321, a central axis 323, and a second internal magnetic.
  • a closed loop magnetic flux via the conductor 322 and the second external magnetic conductor 362 may be formed.
  • the energy harvester 300 has a lower portion disposed below the upper leaf spring 353 and the second outer magnetic conductor 362 disposed above the first outer magnetic conductor 361.
  • Leaf spring 354 may be further included.
  • the upper leaf spring 353 may be formed in a disc shape having a hole in the center, and an outer circumference may be fixed to the first inner magnetic conductor 321, and an inner circumference may be fixed to the upper portion of the iron core 320.
  • the lower leaf spring 354 may be formed in a disc shape having a hole in the center, the outer circumference is fixed to the second internal magnetic conductor 322, the inner circumference may be fixed to the lower portion of the iron core (320).
  • the energy harvester 300 may be disposed below the upper magnetic spring portion 351 and the second external magnetic conductor 362 disposed on the first external magnetic conductor 361. It may further include a lower magnetic spring portion 352 is disposed.
  • the energy harvester 300 uses upper and lower leaf springs 353 and 354 made of leaf springs and upper and lower magnetic spring portions 351 and 352 using magnets.
  • the magnet 330 can be elastically supported.
  • first magnet portion 132,232 second magnet portion
  • first spacer 192 second spacer

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Abstract

본 발명은 에너지 하비스터 및 이를 포함하는 엔진 모니터링 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템은 에너지 하비스터를 이용하여 전기 에너지를 생산하고, 엔진을 모니터링하는 적어도 하나 이상의 자가 발전 무선 센서 노드; 및 상기 자가 발전 무센 센서 노드로부터 수신된 센싱 정보를 수신하여 관리하는 관리 서버를 포함하고, 상기 자가 발전 무선 센서 노드는 엔진을 모니터링하는 적어도 하나 이상의 센서 모듈; 상기 센서 모듈로부터 수신된 센싱 정보를 식별하고, 패키징하는 데이터 처리부; 상기 데이터 처리부로부터 수신된 패키징된 센싱 정보를 관리 서버로 무선 전송하는 무선 통신부; 엔진의 진동 에너지를 전기 에너지로 변환하여, 상기 센서 모듈, 데이터 처리부, 및 무선 통신부에 공급되는 전기 에너지를 생산하는 에너지 하비스터; 및 상기 에너지 하비스터에서 생산된 전기 에너지를 제어하여 상기 센서 모듈, 데이터 처리부, 및 무선 통신부에 공급하는 전력 관리부를 포함한다.

Description

에너지 하비스터 및 이를 이용한 엔진 모니터링 시스템
본원은 에너지 하비스터 및 이를 이용한 엔진 모니터링 시스템에 관한 것이다.
공장과 같은 산업시설이나 대형 교통 수단(선박, 항공기, 철도 차량 등)에 대한 각종 모니터링 시스템은 유선 센서 모니터링 기술에 의존하고 있어, 유지, 보수 및 관리 시 신뢰성 및 안정성 보장에 한계가 있었다.
예를 들어, 종래의 모니터링 시스템은 지상(또는 정비 창)의 산업 시설물(펌프, 컴프레셔 등)에 설치된 센서를 통해 감지된 상태 감지 정보에 따라 고장을 진단함으로써, 한정된 설치 위치에서만 산업 시설물의 상태에 대한 진단이 가능하였다. 이에 따라, 진단결과의 신뢰도가 떨어지며, 고장이 발생된 이후의 진단만 가능할 뿐 산업 시설물에 대한 실시간 감시를 통한 고장의 예측 및 방지가 불가능하다는 한계가 있었다.
특히, 철도차량, 플랜트, 대형 선박 엔진, 발전소, 정유 및 화학설비, 공장 등 생산기기 등과 같이 산업설비 및 부품에 대한 접근 및 유선 센서 설치에 제약이 있어, 주요 장치들에 대한 실시간 감시 데이터를 획득하기 어렵다는 문제가 있었다.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 산업 시설물과 같은 대상체의 각 구성요소의 동작 상태를 모니터링 하는 무선 센서를 결합시키는 연구가 진행 중에 있으나, 무선 센서의 경우 전력 공급이 원활하지 않아 산업 시설물에 존재하는 다양한 에너지원으로부터 자가 발전을 수행하는 자가 발전 모듈을 추가하려는 시도가 있었다.
자가 발전 모듈의 대표적인 기술 중 하나로 에너지 하비스팅(Energy Harvesting) 기술을 들 수 있다. 에너지 하비스팅 기술은 주변에서 버려지는 에너지를 수확(harvesting) 또는 폐이용(scavenge)하여 사용할 수 있는 전기 에너지로 변환하는 기술이다.
에너지 하비스팅 기술은 자연의 빛 에너지, 인간 신체 또는 연소형 엔진으로부터의 저온 폐열 에너지, 휴대용 기기 탑재/부착 장치의 미세 진동 에너지, 인간의 신체 활동으로 인한 소산 에너지 등을 흡수하고, 열전소자(Thermoelectric Element), 전기화학반응(Electrochemical Reaction), DC/AC 제너레이터, 피에조전기 트랜스듀서(Piezoelectric Transducer), 커패시터 트랜스듀서 광전지 셀(Photovoltaic Cell) 등과 같은 에너지 하비스팅 소자들을 이용할 수 있다.
일반적으로, 에너지 하비스팅 기술을 통해 얻을 수 있는 전력 수준은 대략 마이크로 와트(㎼)에서 밀리 와트(㎽) 급 정도이다.
이러한 에너지 하비스팅 기술은 다양한 산업 분야에 적용할 수 있다. 예를 들어, 철도차량, 플랜트, 대형 선박 엔진, 발전소, 정유 및 화학설비, 공장 등 생산기기 등과 같이 산업설비 및 부품 등 다양한 시스템의 상태를 모니터링하기 위한 무선 센서가 산업설비 및 부품과 결합될 수 있고, 센싱된 정보가 무선 통신 경로를 통해 전송될 수 있다.
한편, 대한민국공개특허 제 10-2017-0080556호(발명의 명칭: 엔진 모니터링 시스템 및 방법)에서는 엔진의 모니터링 시 엔진의 상태에 대한 정적인 데이터와 동적인 데이터를 모두 활용하여 육상 등에서 엔진의 진단을 수행하고 엔진이 마련된 선박 등으로 진단 정보를 제공하도록 하여, 안정적인 엔진의 유지 보수가 가능하도록 하는 엔진 모니터링 시스템을 개시하고 있다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 자기 발전이 가능한 에너지 하비스터 및 이를 이용한 엔진 모니터링 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제1 실시예에 따른 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템은, 에너지 하비스터를 이용하여 전기 에너지를 생산하고, 엔진을 모니터링하는 적어도 하나 이상의 자가 발전 무선 센서 노드; 및 상기 무센 센서 노드로부터 수신된 센싱 정보를 수신하여 관리하는 관리 서버를 포함하고, 상기 자가 발전 무선 센서 노드는 엔진을 모니터링하는 적어도 하나 이상의 센서 모듈; 상기 센서 모듈로부터 수신된 센싱 정보를 식별하고, 패키징하는 데이터 처리부; 상기 데이터 처리부로부터 수신된 패키징된 센싱 정보를 관리 서버로 무선 전송하는 무선 통신부; 엔진의 진동 에너지를 전기 에너지로 변환하여, 상기 센서 모듈, 데이터 처리부, 및 무선 통신부에 공급되는 전기 에너지를 생산하는 에너지 하비스터; 및 상기 에너지 하비스터에서 생산된 전기 에너지를 제어하여 상기 센서 모듈, 데이터 처리부, 및 무선 통신부에 공급하는 전력 관리부를 포함한다.
한편, 본원의 제2 실시예에 따른 에너지 하비스터는 철심, 상기 철심에 권선된 코일, 상기 코일의 상측에 배치되며 상기 철심의 상측 단부를 에워싸도록 결합된 제 1 내부 자기 도체 및 상기 코일의 하측에 배치되며 상기 철심의 하측 단부를 에워싸도록 결합된 제 2 내부 자기 도체를 포함하는 발전코어, 상기 발전코어의 외주면과 마주보도록 배치되고, 상기 철심의 연장 방향을 따라 배치된 복수의 자석부, 및 상기 자석부의 상부에 위치하고, 상기 제1 내부 자기 도체와 마주보도록 배치된 제1 외부 자기 도체와 상기 자석부의 하부에 위치하고, 상기 제 2 내부 자기 도체와 마주 보도록 배치되는 제 2 외부 자기 도체를 포함하되, 상기 복수의 자석부, 제 1 외부 자기 도체 및 제2 외부 자기 도체는 외부 진동에 의하여 상기 발전코어를 따라 선형 진동하고, 상기 각 내부 자기도체 및 각 외부 자기도체는 각각 외부로 돌출된 복수의 돌기를 포함하고, 정지 상태시에는 상기 각 돌기가 서로 대향하거나 어긋나는 상태를 갖는다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 엔진의 진동에 의해 에너지 하비스터의 상단 철심부 및 하단 철심부와 자석부와 매칭되는 상태가 조절되어, 작은 진동에도 자기 선속의 변화율을 향상시켜, 전기 에너지를 효율적으로 생산하고, 생산된 전기 에너지를 엔진 센싱 및 센싱 정보를 전송하는데 사용할 수 있다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하비스터의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하비스터의 작동 예시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 에너지 하비스터의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 에너지 하비스터를 다른 측면에서 바라본 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 에너지 하비스터의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 내부 자기 도체 및 외부 자기도체를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 에너지 하비스터의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하비스터를 이용한 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템이 엔진에 결합된 예시를 나타내는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 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.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본 발명은 에너지 하비스터 및 이를 이용한 엔진 모니터링 시스템에 관한 것이다. 예시적으로, 본 발명의 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템은 신규 엔진뿐만 아니라 기존의 엔진에도 애드온 방식으로 결합되고, 관리서버에 등록하는 절차를 통해 편리하게 무선 센서 모니터링 시스템을 구성할 수 있다.
예시적으로, 도 9에 도신된 바와 같이, 본 발명의 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템은 엔진과 결합을 위한 브라켓 구성이 엔진 모터링 시스템의 외부에 결합될 수 있다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템의 모식도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하비스터의 개념도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하비스터의 작동 예시도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 에너지 하비스터의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 에너지 하비스터의 다른 측면에서 바라본 단면도이고, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 에너지 하비스터의 단면도이고, 도 7은 본 발명의 내부 자기 도체 및 외부 자기도체를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 에너지 하비스터의 단면도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하비스터를 이용한 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템이 엔진에 결합된 예시를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템은 에너지 하비스터(100)를 이용하여 전기 에너지를 생산하고, 엔진을 모니터링하는 적어도 하나 이상의 자가 발전 무선 센서 노드(1) 및 자가 발전 무센 센서 노드(1)로부터 수신된 센싱 정보를 수신하여 관리하는 관리 서버(60)를 포함한다.
또한, 자가 발전 무선 센서 노드(1)는 센서 모듈(10), 데이터 처리부(20), 무선 통신부(30), 에너지 하비스터(100), 및 전력 관리부(40)를 포함한다. 예시적으로, 데이터 처리부(20) 및 무선 통신부(30)는 하나의 구성으로 일체형으로 형성될 수 있으나, 이에 한하지 않고, 데이터 처리부(20) 및 무선 통신부(30) 각각의 구성으로 분리되어 형성될 수 있다.
센서 모듈(10)은 엔진을 모니터링하는 센서로서, 엔진에서 발생하는 진동, 온도, 압력, 변위, 토크 등의 다양한 물리량 파라미터를 측정할 수 있도록, 복수의 센서를 포함할 수 있다. 또한, 복수의 센서는 엔진 모니터링이 필요한 부위에 각각 장착될 수 있으며, 예시적으로, 엔진의 고속 구동 터보 차저, 축 베어링 등에 장착될 수 있다.
데이터 처리부(20)는 수신된 센싱 정보를 식별하고, 패키징한다.
무선 통신부(30)는 데이터 처리부(20)로부터 수신된 패키징된 센싱 정보를 관리 서버(60)로 무선 전송한다. 다시 말해, 관리 서버(60)는 무선 통신부(30)에서 무선 전송된 패키징된 센싱 정보를 무선 수신하는 무선 수신기(50)를 포함하고, 무선 수신기(50)에서 무선 수신된 패키징된 센싱 정보를 처리할 수 있다.
에너지 하비스터(100)는 엔진의 진동 에너지를 전기에너지로 변환하여, 센서 모듈(10), 데이터 처리부(20) 및 무선 통신부(30)에 공급되는 전기 에너지를 생산한다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.
전력 관리부(40)는 에너지 하비스터(100)에서 생산된 전기 에너지를 제어하여, 센서 모듈(10), 데이터 처리부(20), 및 무선 통신부(30)에 공급한다.
예시적으로, 전력 관리부(40)는 수집된 전기 에너지를 저장하는 수퍼 커패시터 또는 배터리를 포함할 수 있다. 또한, 전력 관리부(40)는 수퍼 커패시터 또는 배터리의 전압이 미리 설정된 임계값에 도달할 경우, 무선 통신부(30)에 전력을 공급하여, 수집된 데이터의 전송을 수행할 수 있다.
또한, 전력 관리부(40)는 에너지 하비스터의 생산 전력에 따라 운영 및 절전 모드로 진입여부를 제어할 수 있다.
상세하게는, 전력 관리부(40)는 전력 생산량이 임계값에 미치지 못할 경우, 절전 모드로 진입하여, 센서 모듈(10)에서 수집되는 센싱 정보를 관리 서버로 전송하는 전송 주기가 연장되도록 하여, 데이터 전송 시 발생하는 전력 소모를 최소화할 수 있다. 또한, 전력 관리부(40)는 전력 생산량이 임계값 이상으로 회복된 경우, 다시 정상 모드로 복쉬하여, 데이터 무선 전송 주기를 다시 정상 주기로 복귀시킬 수 있다. 이에 따라, 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템은 에너지 하비스터(100)가 전기 에너지의 생산을 원활하게 수행하지 못하는 경우를 대비할 수 있다.
또한, 무선 통신부(30)는 전송할 데이터의 양이 미리 설정된 값만큼 수집된 경우, 데이터 전송을 수행하고, 전력 생산량이 부족한 경우, 수집된 데이터를 모두 전송할 수 있는 전력이 수집될 때까지 대기하여 데이터를 전송할 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여, 본 발명의 에너지 하비스터(100)의 개념에 대하여 설명한다. 참고로, 도 2의 에너지 하비스터(100)는 단면도를 도시한 것으로서 전체적으로 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 한하지는 않는다.
본 에너지 하비스터(100)는 철심(120), 복수의 자석부(130), 및 코일(140)을 포함한다.
철심(120)은 중심축(123), 중심축(123)으로부터 수평방향으로 연장되도록 형성된 상단 철심부(121) 및 중심축(123)으로부터 수평방향으로 연장되도록 형성된 하단 철심부(122)를 포함한다.
예시적으로, 중심축(123)은 원통형으로 형성되고, 중심축(123)의 상단에 원판형의 상단 철심부(121)가 위치하고, 중심축(123)의 하단에 원판형의 하단 철심부(122)가 위치할 수 있으나, 이에 한하지는 않는다.
복수의 자석부(130)는 제1 하우징(110)의 내주면에 철심(120)의 외주면과 마주보도록 배치되고, 중심축(123)의 연장 방향을 따라 일정 간격만큼 이격되어 배치될 수 있다. 예시적으로, 각각의 자석부(131, 132, 133, 134)은 복수의 자석이 제1 하우징(110)의 내주 둘레면을 따라 위치하고, 내주연과 외주연이 서로 반대극성으로 형성될 수 있으나, 이에 한하지는 않는다. 또한, 제1 하우징(110)은 자기장에서 자화하는 성질을 가진 물질인 자성체일 수 있다.
코일(140)은 철심(120)의 중심축(123)에 권선되거나 철심(120)을 에워싸며 자석부(130)들 사이에 제1 하우징(110)의 내주면을 따라 배치된다. 다시 말해, 코일(140)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 철심(120)의 중심축(123)의 외주면에 권취되거나, 도 4에 도시된 바와 같이, 후술되는 제2 자석부(132)와 제3 자석부(133) 사이에 제1 하우징(110)의 내주면을 따라 배치될 수 있다.
에너지 하비스터(100)는 철심(120) 또는 복수의 자석부(130)의 선형 진동의 정도에 따라, 철심(120)의 상단 철심부(121) 및 하단 철심부(122)와 자석부(130)와 매칭되는 상태가 조절되고, 상단 철심부(121) 및 하단 철심부(122)와 자석부(130) 매칭시에 철심(120)과 자석부(130)를 경우하는 자속 폐루프를 형성하도록 동작한다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.
복수의 자석부(130)는 중심축(123)의 연장 방향을 따라 이격되어 배치된 제1 자석부(131), 제2 자석부(132), 제3 자석부(133), 및 제4 자석부(134)를 포함할 수 있다. 하지만 이에 한하지 않고, 복수의 자석부(130)는 진동의 변위에 따라 6개, 8개 또는 그 이상의 자석부로 구성할 수 있다.
또한, 에너지 하비스터(100)는 철심(120) 또는 복수의 자석부(130)의 수직방향 운동에 따라 철심(120)이 최상단으로 이동하면 상단 철심부(121)와 제1 자석부(131)가 마주보고, 하단 철심부(122)와 제3 자석부(133)가 마주보도록 배치되고, 철심(120)이 최하단으로 이동하면 상단 철심부(121)와 제2 자석부(132)가 마주보고, 하단 철심부(122)와 제4 자석부(134)가 마주보도록 배치될 수 있다. 상술한, 철심(120)이 최상단으로 이동한다는 것은 철심(120)이 상부방향으로 이동되거나 복수의 자석부(130)가 하부방향으로 이동하여 상대적으로 철심(120)이 상부방향으로 이동되는 것을 의미할 수 있으며, 철심(120)이 최하단으로 이동한다는 것은 철심(120)이 하부방향으로 이동되거나 복수의 자석부(130)가 상부방향으로 이동하여 상대적으로 철심(120)이 하부방향으로 이동되는 것을 의미할 수 있다.
다시 말해, 철심(120)의 수직방향 운동에 따라 철심(120)이 최상단으로 이동하면 상단 철심부(121), 제 1 자석부(131), 제 3 자석부(133) 및 하단 철심부(122)를 경유하는 폐루프 형태의 자속이 형성되고, 철심(120)의 수직방향 운동에 따라 철심(120)이 최하단으로 이동하면 상단 철심부(121), 제2 자석부(132), 제4 자석부(134) 및 하단 철심부(122)를 경유하는 폐루프 형태의 자속이 형성될 수 있다.
예시적으로, 복수의 자석부(130)는 내주연과 외주연이 서로 반대극성으로 형성되고, 제1 자석부(131)의 내주연과 제3 자석부(133)의 내주연은 서로 반대극성으로 형성되고, 제2 자석부(132)의 내주연과 제4 자석부(134)의 내주연은 서로 반대극성으로 형성되며, 제1 자석부(131)의 내주연과 제2 자석부(132)의 내주연은 서로 반대극성으로 형성될 수 있다.
예시적으로, 제1 자석부(131)는 내주연이 S극으로 외주연이 N극으로 형성되고, 제2 자석부(132)는 내주연이 N극으로 외주연이 S극으로 형성되고, 제3 자석부(133)는 내주연이 N극으로 외주연이 S극으로 형성되고, 제4 자석부(134)는 내주연이 N극으로 외주연이 S극으로 형성될 수 있다. 하지만 이에 한하지 않고, 도 5의 (a) 및 (b)를 참조하면, 각각의 자석부(131, 132, 133, 134)는 복수의 자석(131a, 131b)으로 이루어지며, 복수의 자석(131a, 131b)이 제1 하우징(110)의 내주 둘레면을 따라 위치하고, 내주연과 외주연이 서로 반대극성으로 형성될 수 있다. 또한, 자석(131a)은, 도 5의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 단면이 사다리꼴 또는 사각형 형상으로 형성될 수 있다. 하지만 이에 한하지 않고, 각각의 자석부(131, 132, 133, 134)는, 도5의 (c)에 도시된 바와 같이, 단면이 원형인 하나의 자석(131c)로 형성될 수도 있다.
이에 따라, 도 3의 (a)를 참조하면, 철심(120)이 최상단에 위치하면, 철심(120)에서 상부방향으로 자기선속이 형성되고, 도 3의 (b)를 참조하면, 철심(120)이 최하단에 위치하면, 철심(120)에서 하부방향으로 자기 선속이 형성될 수 있다. 따라서, 코일(140)을 통과하는 자기선속의 방향이 정방향에서 역방향으로 바뀌며 전자기 유도 효율이 높아지며, 누설자속이 없는 폐루프에 의해 효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
도 4를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 에너지 하비스터(100)에 대해서 설명한다.
제1 하우징(110)은 원통형으로 형성되고, 내주면에 중심축(123)의 연장 방향을 따라 배치된 복수의 자석부(130)가 위치할 수 있다. 또한, 상단 철심부(121)와 하단 철심부(122)는 중심축(123)으로부터 연장된 원판형으로 형성될 수 있으나, 이에 한하지는 않는다.
또한, 에너지 하비스터(100)는 제1 자석부(131)와 제2 자석부(132) 사이에 위치하는 제1 스페이서(191) 및 제3 자석부(133) 및 제4 자석부(134) 사이에 위치하는 제2 스페이서(192)를 더 포함할 수 있으며, 제2 자석부(132)와 제3 자석부(133)의 사이에는 코일(140)이 위치할 수 있다.
이에 따라, 에너지 하비스터(100)는, 철심(120)이 최상단에 위치할 경우, 제1 자석부(131), 제1 하우징(110), 제3 자석부(133), 하단 철심부(122), 중심축(123), 및 상단 철심부(121)를 경유하는 자기선속이 형성되고, 철심(120)이 최하단에 위치할 경우, 제4 자석부(134), 제1 하우징(110), 제2 자석부(132), 상단 철심부(121), 중심축(123), 및 하단 철심부(122)를 경유하는 자기선속이 형성될 수 있다. 이때, 코일(140)은 제2 자석부(132)와 제3 자석부(133)의 사이에 위치하여 중심축(123)의 자기선속과 동일한 방향으로 자기선속이 형성될 수 있다.
에너지 하비스터(100)는 제1 하우징(110)의 외주면에 위치하는 질량체(160)를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 제1 자석부 내지 제4 자석부(131, 132, 133, 134)는 좀 더 원활히 수직방향으로 운동될 수 있다.
에너지 하비스터(100)는 중심축(123)의 상부에 고정되고, 제1 자석부 내지 제4 자석부(131, 132, 133, 134)가 상하방향으로 선형진동하도록 탄성지지하는 상부 스프링부(151) 및 중심축(123)의 하부에 고정되고, 제1 자석부 내지 제4 자석부(131, 132, 133, 134)이 수직방향으로 선형진동하도록 탄성지지하는 하부 스프링부(152)를 더 포함할 수 있다. 예시적으로, 상부 스프링부(151) 및 하부 스프링부(152)는 판 스프링일 수 있으나, 이에 한하지는 않는다.
상세하게는, 에너지 하비스터(100)는 상부 스프링부(151) 및 하부 스프링부(152)에 의해 제1 자석부 내지 제4 자석부(131, 132, 133, 134)가 상하방향으로 선형진동할 수 있다. 또한, 제1 자석부 내지 제4 자석부(131, 132, 133, 134)가 최하단으로 이동하면, 상단 철심부(121), 제1 자석부(131), 제1 하우징(110), 제3 자석부(133), 하단 철심부(122), 및 중심축(123)을 경유하는 폐루프 형태의 자속이 형성되고, 제1 자석부 내지 제4 자석부(131, 132, 133, 134)가 최상단으로 이동하면, 상단 철심부(121), 중심축(123), 하단 철심부(122), 제4 자석부(134), 제1 하우징(110), 및 제2 자석부(132)를 경유하는 폐루프 형태의 자속이 형성될 수 있다. 다시 말해, 제1 자석부 내지 제4 자석부(131, 132, 133, 134)이 상하방향으로 선형진동함에 따라, 코일(140)을 통과하는 자기선속의 방향이 바뀌어 전기 에너지가 생성될 수 있다.
경우에 따라, 제2 하우징(180)의 상부 내주면에는 상부 스토퍼(171)가 위치하고, 하부 내주면에는 하부 스토퍼(172)가 위치하여, 제1 자석부(131) 내지 제4 자석부(134)가 선형진동되는 거리를 제한하여, 상부 및 하부 스프링부(151, 152)의 수명을 증가시키며, 충격을 흡수할 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 에너지 하비스터(200)에 대해서 설명한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 에너지 하비스터(200)는 발전코어, 적어도 하나 이상의 자석부(230) 및 외부 자기 도체(261, 262)를 포함한다.
발전코어는 철심(220), 철심(220)에 권선된 코일(240), 코일(240)의 상측에 배치되며 철심(220)의 상측 단부를 에워싸도록 결합된 제 1 내부 자기 도체(221) 및 코일(240)의 하측에 배치되며 철심(220)의 하측 단부를 에워싸도록 결합된 제 2 내부 자기 도체(222)를 포함한다.
자석부(230)는 제1 하우징(210)의 내주면에 발전코어의 외주면과 마주보도록 배치된다.
외부 자기 도체(261, 262)는 자석부(230)의 상부에 위치하고, 제1 내부 자기 도체(221)와 마주보도록 배치된 제1 외부 자기 도체(261)와 자석부(230)의 하부에 위치하고, 제 2 내부 자기 도체(222)와 마주 보도록 배치된 제2 외부 자기 도체(262)를 포함한다. 또한, 복수의 자석부(230), 제1 외부 자기 도체(261), 및 제2 외부 자기 도체(262)는 외부 진동에 의해 발전코어를 따라 선형진동하며, 이에 따라 전기 에너지가 생산될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.
각 내부 자기 도체(221, 222) 및 각 외부 자기 도체(261, 262)는 각각 외부로 돌출된 복수의 돌기(sawtooth, 221a, 261a)를 포함하고, 진동 시, 각 돌기(221a, 261a)가 어긋나거나 대향하여, 폐루프를 형성할 수 있다. 또한, 정지 상태 시에 각 돌기(221a, 261a)가 서로 대향하거나 어긋나는 상태를 가질 수 있다. 또한, 외부 자기 도체(261, 262)와 내부 자기 도체(221, 222)는 각각 원기둥 형상을 가지며, 내부 자기도체(221, 222)가 외부 자기 도체(261, 262) 내부에 포함되는 형태의 동심원 관계를 갖는다.
예시적으로, 도 6을 참조하면, 내부 자기 도체(221, 222)는 원통형으로 형성되고, 외주면으로부터 돌출되고, 상하방향으로 소정의 거리 이격되어 복수의 돌기(221a)가 형성되며, 외부 자기 도체(261, 262)는 원통형으로 형성되고, 내부 자기 도체(221, 222)가 내부에 위치하며, 내주면으로부터 돌출되고, 상하방향으로 소정의 거리 이격되어 복수의 돌기(261a)가 형성될 수 있다. 또한, 도 6을 참조하면, 내부 자기 도체(221, 222)의 돌기(221a)와 외부 자기 도체(261, 262)의 돌기(261a)는 5개로 구성될 수 있으나, 이에 한하지 않고, 그 이상 또는 그 이하로 형성될 수 도 있다.
또한, 복수의 자석부(230)는 철심(220)의 연장 방향을 따라 일정 간격만큼 이격되어 배치된 제 1 자석부(231) 및 제2 자석부(232)를 포함할 수 있다. 또한, 제 1 외부 자기 도체(261)는 제 1 자석부(231)의 상부에 배치되고, 제 2 외부 자기 도체(262)는 제 2 자석부(232)의 하부에 배치될 수 있다.
또한, 에너지 하비스터(200)는 제1 자석부(231)와 제2 자석부(232) 사이에 배치되고, 철심(220)을 향하여 연장된 형상을 갖는 중앙 자기 도체(290)를 더 포함할 수 있다.
이에 따라, 에너지 하비스터(200)는 제1 내부 자기 도체(221), 제 1 외부 자기 도체(261), 중앙 자기 도체(290) 및 철심(220)을 경유하는 폐루프 형태의 자속과, 제 2 내부 자기 도체(222), 제 2 외부 자기 도체(262), 중앙 자기 도체(290) 및 철심(220)을 경유하는 폐루프 형태의 자속이 각각 형성될 수 있다.
또한, 제1 자석부(231) 및 제2 자석부(232)는 상부와 하부가 서로 반대극성으로 형성되고, 제1 자석부(231)의 상부와 제2 자석부(232)의 상부는 서로 반대극성으로 형성될 수 있다. 또한, 복수의 자석부(230)는 원형 고리 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 한하지 않고 사각, 육각 또는 팔각 이상의 고리 형상을 가질 수 있다. 하지만 이에 한하지 않고, 제1 자석부(231) 및 제2 자석부(232)는 각각 복수의 자석을 포함하고, 복수의 자석이 원형으로 배치되어 형성될 수 있다.
예시적으로, 제1 자석부(231)는 상부가 N극으로 하부가 S극으로 형성되고, 제3 자석부(233)는 상부가 S극으로 하부가 N극으로 형성될 수 있다.
이에 따라, 에너지 하비스터(200)는 제1 자석부(231), 제1 외부 자기 도체(261), 제1 내부 자기 도체(221), 철심(220), 및 중앙 자기 도체(290)를 경유하는 폐루프 형태의 자속 및 제2 자석부(232), 제2 외부 자기 도체(262), 제2 내부 자기 도체(222), 철심(220), 및 중앙 자기 도체(290)를 경유하는 폐루프 형태의 자속이 형성될 수 있다.
또한, 진동이 발생하면, 복수의 자석부(230)가 진동하게 되며, 이때 내부 자기 도체(221, 222)의 돌기(221a)와 외부 자기 도체(261, 262)의 돌기(261a)가 서로 어긋남에 따라 내부 자기 도체(221, 222)와 외부 자기도체(261, 262)를 통과하는 자속의 변화량이 커지게 될 수 있다. 다시 말해, 에너지 하비스터(200)는 돌기(221a, 261a) 사이의 간격만큼의 작은 진동에도 자속의 변화가 매우 커지게 되므로 전력 발생 효율이 증가하게 된다. 즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 에너지 하비스터(200)는 돌기가 형성된 내부 자기 도체(221, 222) 및 외부 자기 도체(261,232)를 통해 제1 실시예에 따른 에너지 하비스터(100)에 비해 작은 진동에서 전기 에너지를 효율적으로 생산할 수 있는 효과가 있다.
또한, 에너지 하비스터(200)는 제1 외부 자기 도체(261)의 상부에 배치되는 상부 자성 스프링(251) 및 제2 외부 자기 도체(262)의 하부에 배치되는 하부 자성 스프링(252)을 포함할 수 있다. 자성 스프링은 일반적인 구성이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
에너지 하비스터(200)는 내부에 소정의 공간이 형성되고, 철심(220)이 고정된 제2 하우징(280) 및 제1 하우징(210)의 둘레부와 제2 하우징(280)의 사이에 위치하는 적어도 하나 이상의 베어링부(270)를 더 포함할 수 있다. 다시 말해, 에너지 하비스터(200)는 베어링부(270)를 통해 복수의 움직임을 좀 더 안정화시킬 수 있다.
이하, 도 8을 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 에너지 하비스터(300)에 대해서 설명한다.
철심(320)은 중심축(323), 중심축(323)으로부터 수평방향으로 연장되도록 형성된 제1 내부 자기 도체(321) 및 중심축(323)으로부터 수평방향으로 연장되도록 형성된 제2 내부 자기 도체(322)를 포함한다. 예시적으로, 중심축(323)은 원통형으로 형성되고, 중심축(323)의 상단에 원판형의 제1 내부 자기 도체(321)가 위치하고, 중심축(323)의 하단에 원판형의 제2 내부 자기 도체(322)가 위치할 수 있으나, 이에 한하지는 않는다.
또한, 외부 자기 도체(361, 362)는 자석부(330)의 상부에 위치하고, 제1 내부 자기 도체(321)와 마주보도록 배치된 제1 외부 자기 도체(361)와 자석부(330)의 하부에 위치하고, 제 2 내부 자기 도체(322)와 마주 보도록 배치된 제2 외부 자기 도체(362)를 포함한다.
아울러, 내부 자기 도체(321, 322)는 둘레면에 형성된 복수의 돌기를 포함하고, 외부 자기 도체(361, 362)는 내주연에 형성된 복수의 돌기를 포함하며, 정지 상태시에는 각 돌기가 서로 대향하거나 어긋나는 상태를 갖는다.
또한, 자석부(330), 제1 외부 자기 도체(361) 및 제2 외부 자기 도체(362)는 외부 진동에 의해 철심(320)을 따라 선형 진동하며, 이때 내부 자기 도체(321, 322)의 돌기와 외부 자기 도체(361, 362)의 돌기가 서로 대향하거나 어긋난 상태를 반복하여, 내부 자기 도체(321, 322)와 외부 자기도체(361, 362)를 통과하는 자속의 변화량이 커지게 되며, 전력 발생 효율이 증가하게 된다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 에너지 하비스터(300)는 돌기가 형성된 내부 자기 도체(321, 322) 및 외부 자기 도체(361, 332)를 통해 제1 실시예에 따른 에너지 하비스터(100)에 비해 작은 진동에서 전기 에너지를 효율적으로 생산할 수 있는 효과가 있다.
코일(340)은 중심축(323)에 권선되고, 제1 내부 자기 도체(321)와 제2 내부 자기 도체(322)의 사이에 위치한다.
자석부(330)는 철심의 외주면과 마주보도록 배치되며, 예시적으로 도 8에 도시된 바와 같이, 코일(340)의 외주면과 마주보도록 배치될 수 있으나, 이에 한하지는 않는다. 아울러, 자석부(330)는 하나의 자석으로 구성될 수 있으나, 복수의 자석이 상하방향으로 적층되어 구성될 수도 있다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 에너지 하비스터(300)는 자석부(330), 제 1 외부 자기 도체(361), 제 1 내부 자기 도체(321), 중심축(323), 제2 내부 자기 도체(322), 및 제2 외부 자기 도체(362)를 경유하는 폐루프 형태의 자속이 형성될 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 에너지 하비스터(300)는 제1 외부 자기 도체(361)의 상부에 배치되는 상부 판 스프링(353) 및 제2 외부 자기 도체(362)의 하부에 배치되는 하부 판 스프링(354)을 더 포함할 수 있다.
예시적으로, 상부 판 스프링(353)은 중앙부에 홀이 형성된 원판형으로 형성되고, 외주연이 제1 내부 자기 도체(321)에 고정되고, 내주연이 철심(320)의 상부에 고정될 수 있다. 또한, 하부 판 스프링(354)은 중앙부에 홀이 형성된 원판형으로 형성되고, 외주연이 제2 내부 자기 도체(322)에 고정되고, 내주연이 철심(320)의 하부에 고정될 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 에너지 하비스터(300)는 제1 외부 자기 도체(361)의 상부에 배치되는 상부 자성 스프링부(351) 및 제2 외부 자기 도체(362)의 하부에 배치되는 하부 자성 스프링부(352)를 더 포함할 수 있다.
다시 말해, 본 발명의 제3 실시예에 따른 에너지 하비스터(300)는 판 스프링으로 된 상부 및 하부 판 스프링(353, 354) 및 자석을 이용한 상부 및 하부 자성 스프링부(351, 352)를 이용하여, 자석부(330)를 탄성지지할 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 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.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
[부호의 설명]
100, 200,300 : 에너지 하비스터
110, 210 : 제1 하우징
120, 220, 320 : 철심
121 : 상단 철심부 122 : 하단 철심부
123, 323 : 중심축
130, 230, 330 : 자석부
131,231 : 제1 자석부 132,232 : 제2 자석부
133 : 제3 자석부 134 : 제4 자석부
140,240, 340 : 코일
151 :상부 스프링부 152 : 하부 스프링부
251, 351 : 상부 자성 스프링 252, 352 : 하부 자성 스프링
353 : 상부 판 스프링 354 : 하부 판 스프링
160 : 질량체
171 : 상부 스토퍼 172 : 하부 스토퍼
180 : 제2 하우징
191 : 제1 스페이서 192 : 제2 스페이서
221, 321 : 제1 내부 자기 도체 222, 322 : 제2 내부 자기 도체
261, 361 : 제1 외부 자기도체 262, 362 : 제2 외부 자기도체
270 : 베어링부
290 :중앙 자기 도체
1 : 자가 발전 무선 센서 노드
10 : 센서 모듈
20 : 데이터 처리부
30 : 무선 통신부
50 : 무선 수신기
60 : 관리 서버

Claims (31)

  1. 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템에 있어서,
    에너지 하비스터를 이용하여 전기 에너지를 생산하고, 엔진을 모니터링하는 적어도 하나 이상의 자가 발전 무선 센서 노드; 및
    상기 자가 발전 무센 센서 노드로부터 수신된 센싱 정보를 수신하여 관리하는 관리 서버를 포함하고,
    상기 자가 발전 무선 센서 노드는
    엔진을 모니터링하는 적어도 하나 이상의 센서 모듈;
    상기 센서 모듈로부터 수신된 센싱 정보를 식별하고, 패키징하는 데이터 처리부;
    상기 데이터 처리부로부터 수신된 패키징된 센싱 정보를 관리 서버로 무선 전송하는 무선 통신부;
    엔진의 진동 에너지를 전기 에너지로 변환하여, 상기 센서 모듈, 데이터 처리부, 및 무선 통신부에 공급되는 전기 에너지를 생산하는 에너지 하비스터; 및
    상기 에너지 하비스터에서 생산된 전기 에너지를 제어하여 상기 센서 모듈, 데이터 처리부, 및 무선 통신부에 공급하는 전력 관리부를 포함하는 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전력 관리부는
    상기 에너지 하비스터의 생산 전력에 따라 운영 및 절전 모드로 진입 여부를 제어하는 것인 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 무선 통신부는
    전송할 데이터의 양이 미리 설정된 값만큼 수집된 경우, 데이터 전송을 수행하고, 전력 생산량이 부족한 경우, 수집된 데이터를 모두 전송할 수 있는 전력이 수집될 때까지 대기하여 데이터를 전송하는 것인 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 하비스터는
    중심축, 상기 중심축으로부터 수평방향으로 연장되도록 형성된 상단 철심부 및 상기 중심축으로부터 수평방향으로 연장되도록 형성된 하단 철심부를 포함하고, 보빈 형상인 철심;
    제1 하우징의 내주면에 상기 철심의 외주면과 마주보도록 배치되고, 상기 중심축의 연장 방향을 따라 배치된 복수의 자석부; 및
    상기 철심에 권선되거나 상기 철심을 에워싸며 상기 자석부들 사이에 상기 제1 하우징의 내주면을 따라 배치된 코일을 포함하고,
    상기 철심 또는 복수의 자석부의 선형 진동의 정도에 따라, 상기 철심의 상단 철심부 및 하단 철심부와 상기 자석부와 매칭되는 상태가 조절되고, 상기 상단 철심부 및 하단 철심부와 상기 자석부의 매칭시에 상기 철심과 자석을 경유하는 자속이 폐루프를 형성하도록 동작하는 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 자석부은 상기 중심축의 연장 방향을 따라 일정 간격만큼 이격되어 배치된 제 1 자석부 내지 제 4 자석부를 포함하되,
    상기 철심 또는 복수의 자석부의 수직방향 운동에 따라 상기 철심이 최상단으로 이동거나 복수의 자석부가 최하단으로 이동하면 상기 상단 철심부와 상기 제 1 자석부가 마주보고, 상기 하단 철심부와 상기 제 3 자석부가 마주 보도록 배치되고,
    상기 철심 또는 복수의 자석의 수직방향 운동에 따라 상기 철심이 최하단으로 이동거나 복수의 자석부가 최상단으로 이동하면 상기 상단 철심부와 상기 제 2 자석부가 마주보고, 상기 하단 철심부와 상기 제 4 자석부가 마주보도록 배치되는 것인 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 철심 또는 복수의 자석의 수직방향 운동에 따라 상기 철심이 최상단으로 이동거나 복수의 자석부가 최하단으로 이동하면 상기 상단 철심부, 상기 제 1 자석부, 상기 제 3 자석부 및 상기 하단 철심부를 경유하는 폐루프 형태의 자속이 형성되고,
    상기 철심 또는 복수의 자석부의 수직방향 운동에 따라 상기 철심이 최하단으로 이동거나 복수의 자석부가 최상단으로 이동하면 상기 상단 철심부, 상기 제 2 자석부, 상기 제 4 자석부 및 상기 하단 철심부를 경유하는 폐루프 형태의 자속이 형성되는 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 자석부는 내주연과 외주연이 서로 반대극성으로 형성되고,
    상기 제1 자석부의 내주연과 제3 자석부의 내주연은 서로 반대극성으로 형성되고, 상기 제2 자석부의 내주연과 제3 자석부의 내주연은 서로 반대극성으로 형성되며, 상기 제1 자석부의 내주연과 제2 자석부의 내주연은 서로 반대극성으로 형성되는 것인 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제1 자석부와 제2 자석부 사이에 위치하는 제1 스페이서 및
    상기 제3 자석부 및 제4 자석부 사이에 위치하는 제2 스페이서를 더 포함하는 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 제1 하우징의 외주면에 위치하는 질량체를 더 포함하는 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 중심축의 상부에 고정되고, 상기 제1 자석부 내지 제4 자석부가 수직방향으로 선형진동하도록 탄성지지하는 상부 스프링부 및
    상기 중심축의 하부에 고정되고, 상기 제1 자석부 내지 제4 자석부가 수직방향으로 선형진동하도록 탄성지지하는 하부 스프링부를 더 포함하는 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템.
  11. 제5항에 있어서,
    내부에 소정의 공간이 형성되고, 상기 중심축이 고정된 제2 하우징;
    상기 제2 하우징의 상부 내주면에 위치하는 상부 스토퍼; 및
    상기 제2 하우징의 하부 내주면에 위치하는 하부 스토퍼를 더 포함하는 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 하비스터는
    철심, 상기 철심에 권선된 코일, 상기 코일의 상측에 배치되며 상기 철심의 상측 단부를 에워싸도록 결합된 제 1 내부 자기 도체 및 상기 코일의 하측에 배치되며 상기 철심의 하측 단부를 에워싸도록 결합된 제 2 내부 자기 도체를 포함하는 발전코어,
    상기 발전코어의 외주면과 마주보도록 배치되고, 상기 철심의 연장 방향을 따라 배치된 복수의 자석부, 및
    상기 자석부의 상부에 위치하고, 상기 제1 내부 자기 도체와 마주보도록 배치된 제1 외부 자기 도체와 상기 자석부의 하부에 위치하고, 상기 제 2 내부 자기 도체와 마주 보도록 배치되는 제 2 외부 자기 도체를 포함하되,
    상기 복수의 자석부, 제 1 외부 자기 도체 및 제2 외부 자기 도체는 외부 진동에 의하여 상기 발전코어를 따라 선형 진동하고,
    상기 각 내부 자기도체 및 각 외부 자기도체는 각각 외부로 돌출된 복수의 돌기를 포함하고, 정지 상태시에는 상기 각 돌기가 서로 대향하거나 어긋나는 상태를 갖는 것인 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 자석부는 상기 철심의 연장 방향을 따라 일정 간격만큼 이격되어 배치된 제 1 자석부 및 제 2 자석부를 포함하고,
    상기 제 1 외부 자기 도체는 상기 제 1 자석부의 상부에 배치되고,
    상기 제 2 외부 자기 도체는 상기 제 2 자석부의 하부에 배치되는 것인 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 자석부와 제2 자석부 사이에 배치되고, 상기 철심을 향하여 연장된 형상을 갖는 중앙 자기 도체를 더 포함하는 것인 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 자석부, 상기 제 1 내부 자기 도체, 상기 제 1 외부 자기 도체, 상기 중앙 자기 도체 및 상기 철심을 경유하는 폐루프 형태의 자속과,
    상기 제2 자석부, 상기 제 2 내부 자기 도체, 상기 제 2 외부 자기 도체, 상기 중앙 자기 도체 및 상기 철심을 경유하는 폐루프 형태의 자속이 각각 형성되는 것이 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 자석부는 상부와 하부가 서로 반대극성으로 형성되고,
    상기 제1 자석부의 상부와 제2 자석부의 상부는 서로 반대극성으로 형성되는 것인 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 제1 외부 자기 도체의 상부에 배치되는 상부 자성 스프링부; 및
    상기 제2 외부 자기 도체의 하부에 배치되는 하부 자성 스프링부를 더 포함하는 것인 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템.
  18. 제13항에 있어서,
    내부에 소정의 공간이 형성되고, 상기 철심이 고정된 제2 하우징; 및
    상기 제1 하우징의 둘레부와 제2 하우징의 사이에 위치하는 적어도 하나 이상의 베어링부를 더 포함하는 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 하비스터는
    중심축, 상기 중심축으로부터 수평방향으로 연장되도록 형성된 제1 내부 자기 도체, 및 상기 중심축으로부터 수평방향으로 연장되도록 형성된 제2 내부 자기도체를 포함하는 철심;
    상기 중심축에 권선되고, 상기 제1 내부 자기 도체와 상기 제2 내부 자기 도체의 사이에 위치하는 코일;
    상기 철심의 외주면과 마주보도록 배치되는 적어도 하나 이상의 자석부, 및
    상기 자석부의 상부에 위치하고, 상기 제1 내부 자기 도체와 마주보도록 배치된 제1 외부 자기 도체와 상기 자석부의 하부에 위치하고, 상기 제 2 내부 자기 도체와 마주 보도록 배치되는 제 2 외부 자기 도체를 포함하되,
    상기 자석부, 제 1 외부 자기 도체 및 제2 외부 자기 도체는 외부 진동에 의하여 상기 철심을 따라 선형 진동하고,
    상기 각 내부 자기도체 및 각 외부 자기도체는 각각 외부로 돌출된 복수의 돌기를 포함하고, 정지 상태시에는 상기 각 돌기가 서로 대향하거나 어긋나는 상태를 갖는 것인 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 자석부, 상기 제 1 외부 자기 도체, 상기 제 1 내부 자기 도체, 상기 중심축, 제2 내부 자기 도체, 및 제2 외부 자기 도체를 경유하는 폐루프 형태의 자속이 각각 형성되는 것이 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 자석부는 상부와 하부가 서로 반대극성으로 형성되는 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 제1 외부 자기 도체의 상부에 배치되는 상부 판 스프링; 및
    상기 제2 외부 자기 도체의 하부에 배치되는 하부 판 스프링을 더 포함하는 것인 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제1 외부 자기 도체의 상부에 배치되는 상부 자성 스프링부; 및
    상기 제2 외부 자기 도체의 하부에 배치되는 하부 자성 스프링부를 더 포함하는 것인 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템.
  24. 제1항에 있어서,
    상기 관리서버는
    상기 무선 통신부로부터 패키징된 센싱 정보를 수신하고, 수신된 센싱 정보를 상기 관리 서버로 전달하는 무선 수신기를 포함하는 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템.
  25. 에너지 하비스터에 있어서,
    철심, 상기 철심에 권선된 코일, 상기 코일의 상측에 배치되며 상기 철심의 상측 단부를 에워싸도록 결합된 제 1 내부 자기 도체 및 상기 코일의 하측에 배치되며 상기 철심의 하측 단부를 에워싸도록 결합된 제 2 내부 자기 도체를 포함하는 발전코어,
    상기 발전코어의 외주면과 마주보도록 배치되고, 상기 철심의 연장 방향을 따라 배치된 복수의 자석부, 및
    상기 자석부의 상부에 위치하고, 상기 제1 내부 자기 도체와 마주보도록 배치된 제1 외부 자기 도체와 상기 자석부의 하부에 위치하고, 상기 제 2 내부 자기 도체와 마주 보도록 배치되는 제 2 외부 자기 도체를 포함하되,
    상기 복수의 자석부, 제 1 외부 자기 도체 및 제2 외부 자기 도체는 외부 진동에 의하여 상기 발전코어를 따라 선형 진동하고,
    상기 각 내부 자기도체 및 각 외부 자기도체는 각각 외부로 돌출된 복수의 돌기를 포함하고, 정지 상태시에는 상기 각 돌기가 서로 대향하거나 어긋나는 상태를 갖는 것인 에너지 하비스터
  26. 제25항에 있어서,
    상기 자석부는 상기 철심의 연장 방향을 따라 일정 간격만큼 이격되어 배치된 제 1 자석부 및 제 2 자석부를 포함하고,
    상기 제 1 외부 자기 도체는 상기 제 1 자석부의 상부에 배치되고,
    상기 제 2 외부 자기 도체는 상기 제 2 자석부의 하부에 배치되는 것인 에너지 하비스터.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 제1 자석부와 제2 자석부 사이에 배치되고, 상기 철심을 향하여 연장된 형상을 갖는 중앙 자기 도체를 더 포함하는 것인 에너지 하비스터.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 제1 자석부, 상기 제 1 내부 자기 도체, 상기 제 1 외부 자기 도체, 상기 중앙 자기 도체 및 상기 철심을 경유하는 폐루프 형태의 자속과,
    상기 제2 자석부, 상기 제 2 내부 자기 도체, 상기 제 2 외부 자기 도체, 상기 중앙 자기 도체 및 상기 철심을 경유하는 폐루프 형태의 자속이 각각 형성되는 것이 에너지 하비스터.
  29. 제27항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 자석부는 상부와 하부가 서로 반대극성으로 형성되고,
    상기 제1 자석부의 상부와 제2 자석부의 상부는 서로 반대극성으로 형성되는 것인 에너지 하비스터.
  30. 제26항에 있어서,
    상기 제1 외부 자기 도체의 상부에 배치되는 상부 자성 스프링부; 및
    상기 제2 외부 자기 도체의 하부에 배치되는 하부 자성 스프링부를 더 포함하는 것인 에너지 하비스터.
  31. 제26항에 있어서,
    내부에 소정의 공간이 형성되고, 상기 철심이 고정된 제2 하우징; 및
    상기 제1 하우징의 둘레부와 제2 하우징의 사이에 위치하는 적어도 하나 이상의 베어링부를 더 포함하는 에너지 하비스터.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112787371A (zh) * 2019-11-11 2021-05-11 斯凯孚公司 用于振动采集传感器的电力管理方案
CN114279712A (zh) * 2021-12-28 2022-04-05 长春职业技术学院 一种汽车发动机故障检测装置
CN116937807A (zh) * 2023-07-21 2023-10-24 广东悦学科技有限公司 一种电流电压功率的监测方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019208469A1 (de) 2019-06-11 2020-12-17 Aktiebolaget Skf Zustandsüberwachungsvorrichtung mit einem Leistungsschalter zwischen einer integrierten Energiegewinneinheit und ein Verfahren zum Betreiben des Leistungsschalters
DE102019219889B3 (de) * 2019-12-17 2021-03-25 Vega Grieshaber Kg Selbstlernender Sensor zum Erzeugen von Powermanagementdaten
US12283902B2 (en) * 2020-11-24 2025-04-22 Bruce Nixon Grulke Piezo thermal electric device to harvest energy for rail based transportation
US12196579B2 (en) * 2021-12-18 2025-01-14 Petróleo Brasileiro S.A.—Petrobras Continuous monitoring system of dynamic equipment condition

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120089299A1 (en) * 1999-12-15 2012-04-12 Automotive Technologies International, Inc. Wireless transmission system for vehicular component control and monitoring
KR20160120465A (ko) * 2015-04-08 2016-10-18 한국철도기술연구원 에너지 하비스터
KR20160135445A (ko) * 2015-05-18 2016-11-28 한국철도기술연구원 에너지 하비스터
US20170088072A1 (en) * 2015-09-14 2017-03-30 Pearl Automation Inc. System and method for sensor module power management
US20170151964A1 (en) * 2013-04-30 2017-06-01 Korea Railroad Research Institute Energy harvester and wireless sensor device having energy harvester
KR20170080556A (ko) 2017-06-27 2017-07-10 현대중공업 주식회사 엔진 모니터링 시스템 및 방법

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7705743B2 (en) * 2006-03-01 2010-04-27 L-3 Communications Corporation Self-assembling wireless network, vehicle communications system, railroad wheel and bearing monitoring system and methods therefor
US7948124B1 (en) * 2009-01-28 2011-05-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Electro-magnetic kinetic energy harvesting device using increased magnetic edge area
KR101251552B1 (ko) * 2011-10-13 2013-04-08 한국철도기술연구원 도전성 유체를 이용한 비접촉 급전 장치
US8866316B2 (en) 2012-06-21 2014-10-21 General Electric Company Tunable vibration energy harvester and method
US11323786B2 (en) * 2012-10-21 2022-05-03 Semitech Semiconductor Pty Ltd. General purpose single chip controller
US9624900B2 (en) * 2012-10-29 2017-04-18 Energystics, Ltd. Linear faraday induction generator for the generation of electrical power from ocean wave kinetic energy and arrangements thereof
US9419003B1 (en) * 2015-05-15 2016-08-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor devices and methods of manufacture thereof
KR20170088072A (ko) * 2016-01-22 2017-08-01 노재현 휴대용 독서등
US11362575B1 (en) * 2019-08-27 2022-06-14 Louisiana Tech Research Corporation Spring assisted magnetic energy harvester
JP7264088B2 (ja) * 2020-03-03 2023-04-25 トヨタ自動車株式会社 異音検知システム

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120089299A1 (en) * 1999-12-15 2012-04-12 Automotive Technologies International, Inc. Wireless transmission system for vehicular component control and monitoring
US20170151964A1 (en) * 2013-04-30 2017-06-01 Korea Railroad Research Institute Energy harvester and wireless sensor device having energy harvester
KR20160120465A (ko) * 2015-04-08 2016-10-18 한국철도기술연구원 에너지 하비스터
KR20160135445A (ko) * 2015-05-18 2016-11-28 한국철도기술연구원 에너지 하비스터
US20170088072A1 (en) * 2015-09-14 2017-03-30 Pearl Automation Inc. System and method for sensor module power management
KR20170080556A (ko) 2017-06-27 2017-07-10 현대중공업 주식회사 엔진 모니터링 시스템 및 방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3761254A4

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112787371A (zh) * 2019-11-11 2021-05-11 斯凯孚公司 用于振动采集传感器的电力管理方案
CN114279712A (zh) * 2021-12-28 2022-04-05 长春职业技术学院 一种汽车发动机故障检测装置
CN114279712B (zh) * 2021-12-28 2023-07-18 长春职业技术学院 一种汽车发动机故障检测装置
CN116937807A (zh) * 2023-07-21 2023-10-24 广东悦学科技有限公司 一种电流电压功率的监测方法
CN116937807B (zh) * 2023-07-21 2024-01-30 广东悦学科技有限公司 一种电流电压功率的监测方法

Also Published As

Publication number Publication date
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EP3761254B1 (en) 2025-12-24
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US11637488B2 (en) 2023-04-25
EP3761254A4 (en) 2022-01-19

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