ПОРТАТИВНОЕ УСТРОЙСТВО ХРАНЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ С САМОГЕНЕРАЦИЕЙ И СТРУКТУРОЙ ХРАНЕНИЯ НА ОСНОВЕ НАНОКОНДЕНСАТОРА Российский патент 2024 года по МПК H02K7/08 H01G11/36 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

В данной заявке испрашивается приоритет заявки на патент Кореи № 10-2022-0126864, поданной 5 октября 2022 г., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к портативному устройству хранения электроэнергии, а более конкретно, к портативному устройству хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора, которое является портативным и содержит: противоположные неподвижные пластины с магнитами, расположенные с обеих сторон основного корпуса и имеющие множество радиально расположенных основных частей в виде индукционных магнитов; и вращающуюся пластину с катушками, расположенную между противоположными неподвижными пластинами с магнитами и имеющую множество радиально расположенных основных частей в виде катушек, вследствие чего, когда происходит заданная операция вращательного или возвратно-поступательного движения, основная часть в виде индукционного магнита и основная часть в виде катушки могут совершать взаимное индукционное действие, чтобы генерировать индуцированный ток для вырабатывания таким образом электроэнергии, и выработанная электроэнергия может храниться в блоке хранения электроэнергии и подаваться для использования электрического устройства.

2. Описание известного уровня техники

В общем, устройство хранения электроэнергии содержит аккумуляторную батарею, которая хранит электроэнергию, генерируемую с помощью обычной генерации на основе солнечной энергии, генерации на основе ветровой энергии, генерации на основе энергии электромагнитной индукции и т.п., или портативную вспомогательную батарею, которая может хранить и использовать электроэнергию по мере необходимости.

Между тем с распространением в последние годы различных портативных электрических устройств, таких как мобильный телефон, электрический вентилятор или подобных, использование электрического устройства, которое может снабжаться электроэнергией от портативной вспомогательной батареи даже вне помещения, возрастает. В этой ситуации, поскольку такая портативная вспомогательная батарея может многократно заряжаться и разряжаться, в ней может храниться электроэнергия заданной емкости, и пользователь может носить ее и использовать по мере необходимости.

Однако у портативной вспомогательной батареи, как описано выше, есть проблема, заключающаяся в том, что портативное электрическое устройство больше не может использоваться, когда вся хранимая в нем энергия израсходована.

Кроме того, для повторного хранения электроэнергии портативная вспомогательная батарея, как описано выше, должна заряжаться посредством отдельного общего средства подачи электроэнергии. Поэтому, когда источник электропитания отсутствует, портативная вспомогательная батарея не может быть заряжена, и, таким образом, использование портативного электрического устройства ограничено.

Документ известного уровня техники

Патентный документ

(Патентный документ 1) Выложенная публикация патента Кореи № 10-2020-0142234.

(Патентный документ 2) Публикация о регистрации патента Кореи № 10-1518819.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение создано для решения различных проблем, как описано выше, и его целью является предложить портативное устройство хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора, которое содержит: противоположные неподвижные пластины с магнитами, расположенные с обеих сторон основного корпуса и имеющие множество радиально расположенных основных частей в виде индукционных магнитов; и вращающуюся пластину с катушками, расположенную между противоположными неподвижными пластинами с магнитами и имеющую множество радиально расположенных основных частей в виде катушек, чтобы совершать взаимное индукционное действие с основными частями в виде индукционных магнитов, вследствие чего, когда вращающаяся пластина с катушками совершает вращательное или возвратно-поступательное движение, основные части в виде индукционных магнитов индуцируют электрические заряды в основных частях в виде катушек, чтобы генерировать ток, таким образом, электроэнергия может легко генерироваться и использоваться в любое время независимо от местонахождения.

Кроме того, другой целью настоящего изобретения является предложить портативное устройство хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора, которое хранит генерируемую электроэнергию в блоке хранения электроэнергии, имеющем структуру на основе наноконденсатора, которая может заряжаться с высокой эффективностью, так что хранимая электроэнергия может выдаваться и использоваться в портативном электрическом устройстве по мере необходимости.

Более того, другой целью настоящего изобретения является предложить портативное устройство хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора, в котором блок хранения электроэнергии выполнен во вращающейся пластине с катушками эксцентрично относительно ее центра к одной стороне, вследствие чего вращающаяся пластина с катушками может совершать вращательное или возвратно-поступательное движение вокруг роторного вала даже при небольшом перемещении и, таким образом, легко производить электроэнергию и хранить ее в блоке хранения электроэнергии при ношении и перемещении устройства согласно изобретению.

Для достижения вышеуказанных целей согласно аспекту настоящего изобретения предлагается портативное устройство хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора, содержащее: вал в сборе, который содержит непроводящий роторный вал, имеющий часть для соединения инструмента, выполненную на его конце, и проводящие неподвижные стержни, расположенные обращенными друг к другу с обеих сторон роторного вала в положениях на расстоянии от его центра, при этом между роторным валом и неподвижными стержнями установлены подшипники; вращающуюся пластину с катушками, которая изготовлена из непроводящего материала и соединена с роторным валом между неподвижными стержнями, при этом между ее внутренней окружностью и внешними окружностями неподвижных стержней установлены подшипники так, чтобы обеспечить возможность свободного вращения вращающейся пластины с катушками, при этом во вращающейся пластине с катушками радиально расположены множество основных частей в виде катушек, имеющих конструкцию катушечной обмотки без сердечника; пару противоположных неподвижных пластин с магнитами, которые изготовлены из алюминиевого материала, чтобы иметь проводимость, и установлены на противоположных неподвижных стержнях так, чтобы располагаться на расстоянии от обеих сторон вращающейся пластины с катушками, при этом в них радиально расположены множество основных частей в виде индукционных магнитов, соответствующих основным частям в виде катушек, и между соседними основными частями в виде индукционных магнитов поочередно выполнены множество частей в виде отверстий, при этом соответствующие внешние периферии неподвижных пластин с магнитами соединены друг с другом посредством зажимного кольца; блок хранения электроэнергии, который установлен во вращающейся пластине с катушками и соединен с основными частями в виде катушек посредством выпрямительного элемента и блока постоянного напряжения для хранения генерируемой электроэнергии, при этом блок хранения электроэнергии выполнен с возможностью проводить электроэнергию с неподвижными пластинами с магнитами посредством вывода, чтобы принимать электроэнергию от неподвижных пластин с магнитами; и основной корпус, в котором оба конца роторного вала выходят наружу, и он выполнен с возможностью окружать и вмещать вращающуюся пластину с катушками и неподвижные пластины с магнитами, так что неподвижные стержни и неподвижные пластины с магнитами крепятся в нем, при этом в нем установлен выходной разъем, который соединен с неподвижными пластинами с магнитами, чтобы принимать электроэнергию и выдавать ее на внешнее устройство, при этом при вращении вращающейся пластины с катушками электроэнергия генерируется за счет индукционного действия между основными частями в виде катушек и основными частями в виде индукционных магнитов неподвижных пластин с магнитами, и генерируемая электроэнергия хранится в блоке хранения электроэнергии, и при этом блок хранения электроэнергии установлен в положение, в котором он эксцентричен относительно центра вращающейся пластины с катушками в одну сторону, так что центр тяжести вращающейся пластины с катушками всегда располагается в ее нижней части.

Предпочтительно основные части в виде катушек, установленные во вращающейся пластине с катушками, проходят сквозь обе стороны вращающейся пластины с катушками, чтобы осуществлять взаимное индукционное действие с основными частями в виде индукционных магнитов, установленными в противоположных неподвижных пластинах с магнитами.

Предпочтительно основные части в виде катушек вращающейся пластины с катушками имеют конструкцию обмотки, в которой направление обмотки катушки основной части в виде катушки противоположно направлению обмотки катушки другой основной части в виде катушки, расположенной рядом с ней, а основные части в виде индукционных магнитов неподвижных пластин с магнитами выполнены так, что они имеют противоположные полярности в положениях, в которых они обращены друг к другу.

Предпочтительно противоположные неподвижные пластины с магнитами дополнительно содержат щетки, которые установлены на поверхности, соответствующей вращающейся пластине с катушками, чтобы проводить электроэнергию, и щетки соединены с выводом блока хранения электроэнергии, чтобы проводить электроэнергию.

Предпочтительно блок хранения электроэнергии содержит наноконденсатор. Как описано выше, в соответствии с портативным устройством хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора настоящего изобретения можно достигнуть следующих эффектов. Благодаря устройству неподвижных пластин с магнитами и вращающейся пластины с катушками при вращении вращающейся пластины с катушками основные части в виде индукционных магнитов индуцируют электрические заряды в основных частях в виде катушек, чтобы генерировать ток, таким образом, электроэнергия может легко генерироваться и использоваться в любое время независимо от местонахождения.

Кроме того, благодаря конфигурации блока хранения электроэнергии, имеющего структуру на основе наноконденсатора, который может заряжаться с высокой эффективностью, можно обеспечить быструю и превосходную эффективность зарядки произведенной электроэнергии и использовать электроэнергию высокой мощности.

Кроме того, поскольку блок хранения электроэнергии выполнен во вращающейся пластине с катушками эксцентрично, даже если происходит небольшое перемещение во вращающейся пластине с катушками под воздействием ее собственного веса по направлению к нижней части, вращающаяся пластина с катушками может вращаться или вращается, или совершает возвратно-поступательное движение, чтобы генерировать электроэнергию, и можно генерировать электроэнергию и заряжать ей всегда, даже во время действия, такого как ходьба, при ношении устройства в соответствии с изобретением.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Вышеуказанные и другие цели, признаки и прочие преимущества настоящего изобретения будут более ясно понятны из приведенного далее подробного описания, рассматриваемого совместно с сопроводительными графическими материалами, на которых:

на фиг. 1 представлен вид в перспективе, иллюстрирующий портативное устройство хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора настоящего изобретения;

на фиг. 2 представлен вид в разрезе, иллюстрирующий портативное устройство хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора настоящего изобретения;

на фиг. 3 представлен покомпонентный вид в перспективе, иллюстрирующий основные компоненты портативного устройства хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора настоящего изобретения;

на фиг. 4 представлен вид в перспективе в сборе, иллюстрирующий основной компонент портативного устройства хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора настоящего изобретения;

на фиг. 5 представлено схематическое изображение, иллюстрирующее другой основной компонент портативного устройства хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора настоящего изобретения;

на фиг. 6 представлен вид в перспективе, иллюстрирующий портативное устройство хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 7 представлен вид в перспективе, иллюстрирующий портативное устройство хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 8 представлен вид в разрезе, иллюстрирующий портативное устройство хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 9 представлен вид в разрезе, иллюстрирующий рабочее состояние генерирования электроэнергии в портативном устройстве хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора настоящего изобретения; и

на фиг. 10 представлен вид в перспективе, иллюстрирующий состояние, в котором портативное устройство хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора настоящего изобретения используется в электрическом устройстве.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Перед подробным описанием настоящего изобретения термины и слова, используемые в настоящем раскрытии и формуле изобретения, которые будут описаны ниже, не должны истолковываться как ограничивающиеся традиционным или лексическим значением и должны пониматься как целесообразные понятия, принятые автором изобретения, исходя из того, что он/она могут определить термины для описания его/ее изобретения наилучшим образом, чтобы они были понятны другим.

Соответственно, варианты осуществления, описанные в настоящем раскрытии, и конфигурации, проиллюстрированные в графических материалах, являются лишь наиболее предпочтительным вариантом осуществления и не отражают все технические идеи настоящего изобретения, и будет понятно, что могут быть созданы различные модификации и эквиваленты вместо вариантов осуществления на момент подачи настоящей заявки.

Далее в данном документе будут подробно описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на сопроводительные графические материалы.

На фиг. 1 представлен вид в перспективе, иллюстрирующий портативное устройство хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора настоящего изобретения, на фиг. 2 представлен вид в разрезе, иллюстрирующий портативное устройство хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора настоящего изобретения, на фиг. 3 представлен покомпонентный вид в перспективе, иллюстрирующий основные компоненты портативного устройства хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора настоящего изобретения, на фиг. 4 представлен вид в перспективе в сборе, иллюстрирующий основные компоненты портативного устройства хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора настоящего изобретения, и на фиг. 5 представлено схематическое изображение, иллюстрирующее другой основной компонент портативного устройства хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора настоящего изобретения.

Ссылаясь на фиг. 1-5, портативное устройство 1 хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора настоящего изобретения содержит вал в сборе 100, вращающуюся пластину 200 с катушками, неподвижные пластины 300 и 300' с магнитами, блок 400 хранения электроэнергии и основной корпус 500.

Во-первых, в портативном устройстве 1 хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора настоящего изобретения вал в сборе 100 выполнен с возможностью вращать вращающуюся пластину 200 с катушками, которая будет описана ниже, посредством роторного вала 110, чтобы обеспечить вращательную силу, тогда как неподвижные пластины 300 и 300' с магнитами крепятся к основному корпусу 500 и выполнены с возможностью поддерживать при вращении роторный вал 110.

Для этого вал в сборе 100, прежде всего, содержит роторный вал 110. Роторный вал 110 изготовлен из непроводящего материала, выполнен с возможностью приводить во вращение вращающуюся пластину 200 с катушками, которая будет описана ниже, и содержит части 111 для соединения инструмента, выполненные на обоих его концах, с которыми может соединяться обычный инструмент или рычаг. В настоящем изобретении часть для соединения инструмента предпочтительно выполнена в форме шестигранного паза.

Кроме того, вал в сборе 100 содержит пару противоположных неподвижных стержней 120 и 120', расположенных обращенными друг к другу с обеих сторон роторного вала 110 в положениях на расстоянии от его центра в продольном направлении. Каждый из неподвижных стержней 120, 120' изготовлен из проводящего алюминиевого материала. Подшипники 121 установлены между внешней окружностью роторного вала 110 и внутренними окружностями неподвижных стержней 120 и 120', так что неподвижные стержни 120 и 120' служат для поддержания при вращении роторного вала 110, будучи прикрепленными к основному корпусу 500.

В портативном устройстве 1 хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора настоящего изобретения вращающаяся пластина 200 с катушками выполнена с возможностью вращаться вместе с роторным валом 110 во время работы и принимать электрические заряды от неподвижных пластин 300 и 300' с магнитами, которые будут описаны ниже, чтобы производить электроэнергию.

Для этого вращающаяся пластина 200 с катушками выполнена в форме диска с использованием непроводящего материала, через который электроэнергия не проводится, и расположена в центре роторного вала 110, чтобы вращаться посредством роторного вала 110 во время работы. Подшипники 201 установлены между внешней окружностью роторного вала 110 и внутренними окружностями неподвижных стержней 120 и 120', чтобы позволить вращающейся пластине 200 с катушками свободно вращаться.

Кроме того, вращающаяся пластина 200 с катушками содержит множество основных частей 210 в виде катушек, расположенных в ней радиально так, чтобы по существу генерировать электрическую энергию. На данный момент в настоящем изобретении каждая из основных частей 210 в виде катушек соединена с другой и выполнена так, чтобы иметь конструкцию катушечной обмотки без сердечника, а не конструкцию обмотки с общим сердечником.

В частности, в настоящем изобретении основные части 210 в виде катушек, установленные во вращающейся пластине 200 с катушками, проходят сквозь обе стороны вращающейся пластины 200 с катушками, чтобы производить взаимное индукционное действие с основными частями 310 и 310' в виде индукционных магнитов, установленными в противоположных неподвижных пластинах 300 и 300' с магнитами, которые будут описаны ниже.

В портативном устройстве 1 хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора настоящего изобретения неподвижные пластины 300 и 300' с магнитами производят индукционное действие с вращающейся пластиной 200 с катушками, чтобы индуцировать электрические заряды.

Для этого неподвижные пластины 300 и 300' с магнитами выполнены из проводящего материала в форме диска и имеют конструкцию, в которой пара пластин обращены друг к другу с обеих сторон. При расположении на расстоянии от вращающейся пластины 200 с катушками с обеих сторон их центральная часть установлена на противоположных неподвижных стержнях 120 и 120'. Предпочтительно неподвижные пластины 300 и 300' с магнитами имеют больший диаметр, чем таковой вращающейся пластины 200 с катушками, и их внешние периферии соединены друг с другом посредством зажимного кольца 330 с обеих сторон.

Кроме того, каждая из неподвижных пластин 300 и 300' с магнитами содержит множество основных частей 310 и 310' в виде индукционных магнитов, расположенных в них радиально, чтобы взаимодействовать с основными частями 210 в виде катушек вращающейся пластины 200 с катушками, и множество частей 320 и 320' в виде отверстий, расположенных поочередно между соседними основными частями 310 и 310' в виде индукционных магнитов. Основные части 310 и 310' в виде индукционных магнитов, расположенные на поверхности, соответствующей основным частям 210 в виде катушек, выполнены в количестве, соответствующем 1/2 от количества основных частей 210 в виде катушек. То есть для двух основных частей 210 в виде катушек каждая из основных частей 310, 310' в виде индукционных магнитов расположена поочередно.

На данный момент в настоящем изобретении, как описано выше, если количество основных частей 310 и 310' в виде индукционных магнитов сконфигурировано так, чтобы соответствовать 1/2 от количества основных частей 210 в виде катушек, основные части 310 и 310' в виде индукционных магнитов расположены так, что магниты, имеющие разную полярность, расположены обращенными друг к другу с уменьшением их количества за счет частей 320 и 320' в виде отверстий, расположенных между ними. Таким образом, поскольку в частях 320 и 320' в виде отверстий создается новый магнетизм, может быть достигнут эффект, получаемый при увеличении количества основных частей 310 и 310' в виде индукционных магнитов.

Следовательно, когда вращающаяся пластина 200 с катушками вращается, основные части 210 в виде катушек взаимодействуют с основными частями 310 и 310' в виде индукционных магнитов неподвижных пластин 300 и 300' с магнитами, чтобы индуцировать электрические заряды в основной части 210 в виде катушки, и основные части 210 в виде катушек принимают электрические заряды, чтобы генерировать электроэнергию.

Между тем, как описано выше, устройство согласно изобретению снабжено основными частями 210 в виде катушек вращающейся пластины 200 с катушками и основными частями 310, 310' в виде индукционных магнитов неподвижных пластин 300 и 300' с магнитами, так что возможно демонстрировать превосходные показатели выработки электроэнергии.

Для этого, во-первых, основные части 210 в виде катушек вращающейся пластины 200 с катушками имеют конструкцию обмотки, в которой направление обмотки катушки основной части в виде катушки противоположно направлению обмотки катушки другой основной части 210 в виде катушки, расположенной рядом с ней.

Кроме того, основные части 310 и 310' в виде индукционных магнитов противоположных неподвижных пластин 300 и 300' с магнитами выполнены с возможностью иметь разные полярности в положениях, когда они обращены друг к другу.

То есть, в настоящем изобретении направления обмотки катушек в секции S и секции N основных частей 210 в виде катушек выполнены отличающимися друг от друга, чтобы соответствовать генерируемой электроэнергии, и, таким образом, полярности основных частей 310 и 310' в виде индукционных магнитов предусмотрены так, что фаза стабильно формируется даже в виртуальной магнитной секции.

В портативном устройстве 1 хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора настоящего изобретения блок 400 хранения электроэнергии выполнен с возможностью хранения электроэнергии, генерируемой основными частями 210 в виде катушек.

Для этого блок 400 хранения электроэнергии выполнен с возможностью соединения с основными частями 210 в виде катушек вращающейся пластины 200 с катушками посредством обычного выпрямительного элемента 410 переменного тока в постоянный ток и блока 420 постоянного напряжения, предусматривающего полупроводниковую интегральную схему или подобное.

На данный момент в настоящем изобретении блок 400 хранения электроэнергии содержит выводы 401 для положительного (+) и отрицательного (-) полюсов, выполненные на обеих его сторонах. В этом случае выводы 401 выполнены с возможностью проводить электроэнергию с противоположными неподвижными пластинами 300 и 300' с магнитами.

Кроме того, как описано выше, в настоящем изобретении в качестве средства для проведения электроэнергии между блоком 400 хранения электроэнергии и неподвижными пластинами 300 и 300' с магнитами неподвижные пластины 300 и 300' с магнитами дополнительно содержат щетки 340 и 340', которые установлены на поверхности, соответствующей вращающейся пластине 200 с катушками, чтобы проводить электроэнергию, и соединены с выводами 401. Следовательно, можно достичь стабильной электрической проводимости между компонентами.

Между тем, блок 400 хранения электроэнергии, применяемый в настоящем изобретении, может содержать обычную аккумуляторную батарею, которая может хранить электроэнергию, и в настоящем изобретении предпочтительно содержит наноконденсатор. На данный момент, как известно в данной области техники, наноконденсатор выполнен в виде ультратонкой пленки, благодаря чему он имеет 90 % скорость зарядки и полупостоянный срок службы без невзрывной самопроизвольной разрядки. Следовательно, возможно использовать устройство согласно изобретению с высокой эффективностью.

Кроме того, при установке блока 400 хранения электроэнергии во вращающуюся пластину 200 с катушками в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно размещать его в положении эксцентрично относительно центра вращающейся пластины 200 с катушками в одну сторону. Целью этой конфигурации является расположить центр тяжести вращающейся пластины 200 с катушками в ее нижней части.

То есть, когда центр тяжести расположен в нижней части, даже если происходит небольшое перемещение при ношении портативного устройства 1 хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора настоящего изобретения, вращающаяся пластина 200 с катушками совершает возвратно-поступательное движение или движется из стороны в сторону соответственно перемещению центра тяжести.

В портативном устройстве 1 хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора настоящего изобретения основной корпус 500 выполнен с возможностью окружать и вмещать вращающуюся пластину 200 с катушками и неподвижные пластины 300 и 300' с магнитами, имеющие описанную выше конструкцию.

Для этого роторный вал 110 расположен так, что оба его конца выступают по обе стороны основного корпуса 500, а неподвижные стержни 120 и 120' и неподвижные пластины 300 и 300' с магнитами расположены внутри основного корпуса 500 для крепления к нему. На данный момент вращающаяся пластина 200 с катушками поддерживается таким образом, чтобы свободно вращаться внутри основного корпуса 500 относительно неподвижных стержней 120 и 120' посредством подшипников 201.

Кроме того, основной корпус 500 содержит выходной разъем 510, установленный с одной его стороны для подсоединения к противоположным неподвижным пластинам 300 и 300' с магнитами, чтобы подавать и выдавать электроэнергию на внешнее устройство. В этом случае выходной разъем 510 может предусматривать ряд обычных USB-портов или портов для зарядки мобильных телефонов, но не ограничивается ими.

Более того, в настоящем изобретении основной корпус 500, естественно, может быть снабжен ручкой или крючком (не показаны на графических материалах), чтобы устройство согласно изобретению можно было держать в руке или подвешивать.

Между тем, портативное устройство хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора настоящего изобретения может быть выполнено с возможностью заряжаться и использоваться посредством различных конструкций, как описано ниже со ссылкой на фиг. 6-8.

Для этого, ссылаясь на фиг. 6, прежде всего, поворотный рабочий рычаг 600 может быть разъемно соединен с частью 111 для соединения инструмента роторного вала 110 и прикладывать вращательное усилие к роторному валу 110 во время работы. При вращении поворотного рабочего рычага 600 роторный вал 110 и соединенная с ним вращающаяся пластина 200 с катушками вращаются так, что может генерироваться электроэнергия.

Кроме того, ссылаясь на фиг. 7, крыльчатка 700 может быть разъемно соединена с частью 111 для соединения инструмента роторного вала 110, чтобы преобразовывать ветровую энергию во вращательное движение во время работы. Когда крыльчатка 700 вращается во время работы, роторный вал 110 и соединенная с ним вращающаяся пластина 200 с катушками вращаются, так что может генерироваться электроэнергия.

Кроме того, ссылаясь на фиг. 8, вращающаяся пластина 200 с катушками может дополнительно содержать пилообразные зубцы 250, содержащие линейные части 251 и наклонные части 252, непрерывно и поочередно выполненные на ее внешней окружности.

Кроме того, основной корпус 500 может дополнительно содержать сопло 800 для нагнетания воздуха, которое может быть разъемно соединено с обычным воздушным инжектором. Сопло 800 для нагнетания воздуха вставляется в зажимное кольцо 330 неподвижных пластин 300 и 300' с магнитами и может быть выполнено таким образом, что его внутренний конец расположен обращенным к линейным частям 251 пилообразных зубцов 250, а его внешний конец выступает наружу относительно основного корпуса 500.

Таким образом, при впуске воздуха в сопло 800 для нагнетания воздуха после подсоединения к нему воздушного инжектора впускаемый воздух подается на линейные части 251 пилообразных зубцов 250, и вращающаяся пластина 200 с катушками вращается под действием сжатого воздуха, так что может генерироваться электроэнергия.

Далее в данном документе будет подробно описана работа портативного устройства хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора в соответствии с настоящим изобретением, имеющего конфигурацию, как описано выше, со ссылкой на сопроводительные графические материалы.

Ссылаясь повторно на фиг. 1-5, портативное устройство 1 хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора настоящего изобретения может легко генерировать и использовать электроэнергию в любое время в любом месте посредством самогенерации электроэнергии без зарядки с использованием отдельного источника питания. В частности, даже в процессе его ношения и перемещения может легко производиться генерирование электроэнергии и зарядка.

Прежде всего, будет описан процесс генерирования электроэнергии посредством самогенерации.

Портативное устройство 1 хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора настоящего изобретения может генерировать электроэнергию посредством операции вращательного или возвратно-поступательного движения вращающейся пластины 200 с катушками.

То есть, когда вращающаяся пластина 200 с катушками совершает вращательное или возвратно-поступательное движение, происходит мгновенное переключение на положительный знак или отрицательный знак и его индуцирование в момент прохождения основной части 210 в виде катушки между основными частями 310 и 310' в виде индукционных магнитов. Основная часть 210 в виде катушки генерирует электроэнергию, принимая электрические заряды от основных частей 310 и 310' в виде индукционных магнитов. Генерируемая таким образом электроэнергия накапливается в блоке 400 хранения электроэнергии посредством выпрямительного элемента 410 и блока 420 постоянного напряжения.

В частности, в настоящем изобретении, как описано выше, благодаря использованию наноконденсатора, который может заряжаться и выдавать электроэнергию с высокой эффективностью для хранения выработанной электроэнергии, может достигаться быстрая зарядка, а также высокая выходная мощность.

Между тем, как описано выше, портативное устройство 1 хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора в соответствии с настоящим изобретением может побуждать различные действия вращающейся пластины 200 с катушками, такие как вращательное или возвратно-поступательное движение.

Во-первых, во вращающейся пластине 200 с катушками блок 400 хранения электроэнергии установлен в положение, в котором он эксцентричен относительно центра вращающейся пластины 200 с катушками в одну сторону, так что центр тяжести всегда направлен вниз и расположен с нижней стороны.

Соответственно, ссылаясь на фиг. 9, когда портативное устройство 1 хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора настоящего изобретения переносят в сумке или перемещают, держа в руке, возвратно-поступательное движение, например, маятниковое движение, может происходить под воздействием веса блока 400 хранения электроэнергии. В этом процессе вращающаяся пластина 200 с катушками совершает возвратно-поступательное движение или перемещается из стороны в сторону в направлении, указанном стрелками, таким образом, электроэнергия может генерироваться посредством взаимного индукционного действия между основными частями 210 в виде катушек, основными частями 310 и 310' в виде индукционных магнитов и частями 320 и 320' в виде отверстий.

То есть, в течение времени, пока устройство согласно изобретению постоянно носят и перемещают, генерация электроэнергии происходит естественным образом, таким образом, электроэнергия может легко заряжаться и производиться в любое время в любом месте.

Кроме того, в другом варианте осуществления, показанном на фиг. 6, в состоянии, когда устройство хранения согласно изобретению неподвижно, то есть в состоянии, когда основной корпус 500 размещен на столе или подобном, при присоединении поворотного рабочего рычага 600 к части 111 для соединения инструмента роторного вала 110 и последующем вращении поворотного рабочего рычага 600 вращающаяся пластина 200 с катушками может вращаться для генерирования электроэнергии.

Кроме того, в другом варианте осуществления, показанном на фиг. 7, устройство согласно изобретению может использоваться в месте, где образуется ветер, при использовании вращающейся крыльчатки 700, имеющей вращательное усилие под действием ветра. То есть, когда дует ветер и крыльчатка 700 вращается, тогда как основной корпус 500 расположен на земле, электроэнергия может генерироваться в то время, когда вращающаяся пластина 200 с катушками вращается крыльчаткой. Иными словами, электроэнергия может также использоваться посредством некоторой формы ветровой энергии.

Кроме того, в другом варианте осуществления, показанном на фиг. 8, в случае использования пилообразных зубцов 250, выполненных на внешней окружности вращающейся пластины 200 с катушками, и сопла 800 для нагнетания воздуха, установленного в зажимном кольце 330 основного корпуса 500, при впуске воздуха в состоянии, когда обычный воздушный инжектор соединен с соплом 800 для нагнетания воздуха, впускаемый воздух прикладывает давление к линейным частям 251 пилообразных зубцов 250 для вращения вращающейся пластины 200 с катушками. Таким образом, вращающаяся пластина 200 с катушками может вращаться для генерирования электроэнергии.

Таким образом, портативное устройство 1 хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора настоящего изобретения может генерировать и хранить электроэнергию посредством самогенерации электроэнергии, как описано выше. Таким образом, возможно выдавать и использовать электроэнергию в любое время и в любом месте по мере необходимости.

Для этого, как показано на фиг. 10, используется выходной разъем 510, выполненный в основном корпусе 500. То есть, портативное электрическое устройство 10, подлежащее использованию посредством выходного разъема 510, к примеру, обычный мобильный телефон или портативный электрический вентилятор, может подсоединяться к устройству согласно изобретению и использоваться.

То есть при подключении обоих концов кабеля к выходному разъему 510 и разъему электрического устройства 10 электроэнергия, хранящаяся в блоке 400 хранения электроэнергии, может выдаваться и использоваться. В этом случае, поскольку вывод 401 блока 400 хранения электроэнергии удерживается в контакте с неподвижными пластинами 300 и 300' с магнитами или щетками 340, 340', изготовленными из проводящего материала, к примеру, алюминия, электроэнергия, хранящаяся в блоке 400 хранения электроэнергии, может выдаваться на выходной разъем 510 посредством неподвижных пластин 300 и 300' с магнитами, чтобы, таким образом, удобно использоваться в электрическом устройстве 10.

Между тем, при выдаче и использовании электроэнергии, как описано выше в настоящем изобретении, блок 400 хранения электроэнергии, выполненный во вращающейся пластине 200 с катушками, всегда удерживается в контакте с неподвижными пластинами 300 и 300' с магнитами или щетками 340 и 340' посредством вывода 401 во время вращения вращающейся пластины 200 с катушками. Таким образом, даже в процессе генерирования электроэнергии путем вращения вращающейся пластины 200 с катушками электроэнергия может естественным образом выдаваться и использоваться в электрическом устройстве 10.

Как описано выше, в соответствии с портативным устройством хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора согласно настоящему изобретению его легко переносить, и электроэнергия может генерироваться и храниться различными способами без ограничения времени и места, и хранимая электроэнергия может выдаваться и использоваться, так что эффективность ее использования может далее повышаться.

Описание позиционных обозначений

100 вал в сборе;

110 роторный вал;

120,120' втулка;

200 вращающаяся пластина с катушками;

210 основная часть в виде катушки;

250 пилообразные зубцы;

251 линейная часть;

252 наклонная часть;

300, 300' неподвижная пластина с магнитами;

310, 310' основная часть в виде индукционного магнита;

320, 320' часть в виде отверстия;

330 зажимное кольцо;

340, 340' щетка;

400 блок хранения электроэнергии;

401 вывод;

410 выпрямительный элемент;

420 блок постоянного напряжения;

500 основной корпус;

510 выходной разъем;

600 поворотный рабочий рычаг;

700 крыльчатка;

800 сопло для нагнетания воздуха.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к портативному устройству с самогенерацией электроэнергии, в котором установлено устройство для хранения энергии на основе наноконденсатора. Повышение эффективности работы портативного устройства с самогенерацией энергии является техническим результатом, который достигается за счет выполнения устройства хранения энергии в виде наноконденсатора из ультратонкой пленки, которая позволяет обеспечить быструю и превосходную эффективность зарядки произведенной электроэнергии и использовать электроэнергию высокой мощности. Устройство самогенерации электроэнергии содержит множество радиально расположенных основных частей в виде индукционных магнитов, вращающуюся пластину с катушками, расположенную между противоположными неподвижными пластинами с магнитами, имеющую множество радиально расположенных основных частей в виде катушек, вследствие чего, когда происходит заданная операция вращательного или возвратно-поступательного движения, основная часть в виде индукционного магнита и основная часть в виде катушки могут совершать взаимное индукционное действие, чтобы генерировать индуцированный ток, заряжающий наноконденсатор, который посредством выпрямителя соединен с блоком постоянного напряжения. 6 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Портативное устройство хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора, содержащее:

вал в сборе (100), который содержит непроводящий роторный вал (110), имеющий часть (111) для соединения инструмента, выполненную на его конце, и проводящие неподвижные стержни (120) и (120'), расположенные обращенными друг к другу с обеих сторон роторного вала (110) на расстоянии от его центра, при этом между роторным валом и неподвижными стержнями установлены подшипники (121);

вращающуюся пластину (200) с катушками, которая изготовлена из непроводящего материала и соединена с роторным валом (110) между неподвижными стержнями (120) и (120'), при этом между ее внутренней окружностью и внешними окружностями неподвижных стержней (120) и (120') установлены подшипники (201), чтобы позволить вращающейся пластине с катушками свободно вращаться, при этом во вращающейся пластине с катушками радиально расположены множество основных частей (210) в виде катушек, имеющих конструкцию катушечной обмотки без сердечника;

пару противоположных неподвижных пластин (300) и (300') с магнитами, которые изготовлены из алюминиевого материала, чтобы иметь проводимость, и установлены на противоположных неподвижных стержнях (120) и (120'), чтобы располагаться на расстоянии от обеих сторон вращающейся пластины (200) с катушками, при этом в них радиально расположены множество основных частей (310) и (310) в виде индукционных магнитов, соответствующих основным частям (210) в виде катушек, и между соседними основными частями в виде индукционных магнитов поочередно выполнены множество частей (320) и (320') в виде отверстий, при этом соответствующие внешние периферии неподвижных пластин с магнитами соединены друг с другом посредством зажимного кольца (330);

блок хранения генерируемой электроэнергии, выполненный в виде наноконденсатора (400), соединенного последовательно с блоком (420) постоянного напряжения и выпрямительным элементом (410), которые установлены во вращающейся пластине (200) с катушками и соединены с основными частями (210) в виде катушек, при этом блок наноконденсатора (400) хранения генерируемой электроэнергии выполнен с возможностью накапливать электроэнергию с неподвижными пластинами (300) и (300') с магнитами посредством вывода (401), чтобы принимать электроэнергию от неподвижных пластин (300) и (300') с магнитами; и

основной корпус (500), в котором оба конца роторного вала (110) выходят наружу, и который выполнен с возможностью окружать и вмещать вращающуюся пластину (200) с катушками и неподвижные пластины (300) и (300') с магнитами, так что неподвижные стержни (120) и (120') и неподвижные пластины (300) и (300') с магнитами крепятся в нем, при этом в нем установлен выходной разъем (510), который соединен с неподвижными пластинами (300) и (300') с магнитами, чтобы принимать электроэнергию и выдавать ее на внешнее устройство;

в котором при вращении вращающейся пластины (200) с катушками электроэнергия генерируется за счет индукционного действия между основными частями (210) в виде катушек и основными частями (310) и (310') в виде индукционных магнитов неподвижных пластин (300) и (300') с магнитами, и генерируемая электроэнергия хранится в блоке (400) хранения электроэнергии, и

в котором блок (400) хранения электроэнергии установлен в положение, в котором он эксцентричен относительно центра вращающейся пластины (200) с катушками в одну сторону,

так что центр тяжести вращающейся пластины с катушками всегда располагается в ее нижней части.

2. Портативное устройство хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора по п. 1, отличающееся тем, что основные части (210) в виде катушек, установленные во вращающейся пластине (200) с катушками, проходят сквозь обе стороны вращающейся пластины (200) с катушками, чтобы производить взаимное индукционное действие с основными частями (310) и (310') в виде индукционных магнитов, установленными в противоположных неподвижных пластинах (300) и (300') с магнитами.

3. Портативное устройство хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора по п. 1,

отличающееся тем, что основные части (210) в виде катушек вращающейся пластины (200) с катушками имеют конструкцию обмотки, в которой направление обмотки катушки основной части в виде катушки противоположно направлению обмотки катушки другой основной части в виде катушки, расположенной рядом с ней, и

основные части (310) и (310') в виде индукционных магнитов неподвижных пластин (300) и (300') с магнитами выполнены так, что они имеют противоположные полярности в положениях, в которых они обращены друг к другу.

4. Портативное устройство хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора по п. 1, отличающееся тем, что противоположные неподвижные пластины (300) и (300') с магнитами дополнительно содержат щетки (340) и (340'), которые установлены на поверхности, соответствующей вращающейся пластине (200) с катушками, чтобы проводить электроэнергию, и

щетки (340) и (340') соединены с выводом (401) блока (400) хранения электроэнергии, чтобы проводить электроэнергию.

5. Портативное устройство хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит поворотный рабочий рычаг (600), разъемно соединенный с частью (111) для соединения инструмента роторного вала (110), чтобы прикладывать вращательное усилие к роторному валу (110) во время работы.

6. Портативное устройство хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит крыльчатку (700), разъемно соединенную с частью (111) для соединения инструмента роторного вала (110), чтобы преобразовывать ветровую энергию во вращательное движение во время работы для приложения, таким образом, вращательного усилия к роторному валу (110).

7. Портативное устройство хранения электроэнергии с самогенерацией и структурой хранения на основе наноконденсатора по п. 1, отличающееся тем, что вращающаяся пластина (200) с катушками дополнительно содержит пилообразные зубцы (250), содержащие линейные части (251) и наклонные части (252), непрерывно и поочередно выполненные на ее внешней окружности,

при этом основной корпус (500) дополнительно содержит сопло (800) для нагнетания воздуха, вставленное в зажимное кольцо (330) неподвижных пластин (300) и (300') с магнитами таким образом, что его внутренний конец расположен обращенным к линейным частям (251) пилообразных зубцов (250), и

при этом вращательное усилие прикладывается к роторному валу с помощью воздуха, подаваемого через сопло (800) для нагнетания воздуха.