KR101705974B1 - Energy harvester for generating frictional electric of polyphase - Google Patents
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Abstract
다상 마찰전기 에너지 발전소자가 개시된다. 다상 마찰전기 에너지 발전소자는 서로 다른 복수 개의 전극들; 및 상기 복수 개의 전극들과 각각 마찰하는 마찰부재를 포함하고, 상기 마찰부재는 상기 전극들 중 하나의 전극과 마찰하면서 인접하게 배치되어 있는 다른 하나의 전극의 일부분과 마찰하고, 상기 마찰부재는 상기 전극들과 마찰한 후 다시 상기 하나의 전극과 마찰할 수 있도록 구성되어 상기 마찰부재가 상기 전극들과 반복적으로 마찰할 수 있다. 이러한 반복적인 마찰에 의하여 다상 마찰전기가 연속적으로 발생하게 됨으로써 다상 마찰전기 에너지 발전소자에서 발생되는 마찰전기의 상(phase)이 증가될 수 있고, 마찰전기의 상이 증가될수록 발생되는 마찰 전기간의 위상 차가 줄어들기 때문에 직류(DC) 형태의 연속적인 전기 발생이 가능하다. Polyphase friction electric energy power plant is initiated. The polyphase friction electric energy plant includes a plurality of electrodes different from each other; And a friction member which rubs with the plurality of electrodes, wherein the friction member rubs against one electrode of the electrodes and rubs against a portion of another electrode disposed adjacent to the electrodes, And rubbing against the electrodes and then rubbing against the one electrode so that the friction member can repeatedly rub against the electrodes. Since the polyphase triboelectricity is generated continuously by the repetitive friction, the phase of the triboelectricity generated in the polyphase triboelectric energy generation device can be increased, and the phase difference between the triboelectric phases generated as the phase of the triboelectricity increases It is possible to generate continuous electricity in the form of DC (DC).
Description
본 발명은 마찰전기 에너지 발전소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마찰에 의하여 다상(polyphase) 전기를 발전할 수 있는 다상 마찰전기 에너지 발전소자에 관한 것이다.
The present invention relates to a triboelectric energy generating device, and more particularly, to a multiphase triboelectric energy generating device capable of generating polyphase electricity by friction.
마찰전기 에너지 발전소자는 기존의 태양전지, 풍력, 연료전지 등과 같은 에너지와는 달리 주변에 존재하는 미세진동이나 인간의 움직임으로부터 발생된 소모성의 기계적 에너지를 전기에너지로 무한히 추출할 수 있는 새로운 개념의 친환경 에너지 발전 소자에 해당한다. 이러한 정전유도 현상을 이용한 에너지 변환 방식은 변환 효율이 크고 소형 및 경량화가 가능하며 나노기술과의 융합을 통하여 획기적인 기술 도약을 이끌 새로운 기술로 평가받고 있으며 응용분야에 대한 파급효과가 큰 기술로 평가받고 있다. Unlike conventional solar cells, wind power, fuel cells, etc., triboelectric energy power plants have a new concept of eco-friendly technology that can extract the mechanical energy of consumptions generated from human vibrations and human vibrations infinitely It corresponds to the energy generation element. The energy conversion method using the electrostatic induction phenomenon is considered to be a new technology leading to a breakthrough of technology through convergence with nanotechnology, which can be made compact and lightweight with high conversion efficiency, and is evaluated as a technology having a large ripple effect on the application field have.
정전유도 현상을 이용하여 에너지를 수확하는 기존의 마찰전기 에너지 발전 소자는 마찰되는 소재에서 발생된 정전유도 현상에 의한 변위 차이에 따른 전위차에 의하여 마찰전기가 발생된다. 이에 따라 출력되는 마찰전기는 교류(AC) 형태의 마이크로 초 단위의 짧은 시간 동안 발생하고 사라지기 때문에 다시 마찰되어 마찰전기가 발생하기 까지에 시간 차가 존재하게 된다. 따라서, 이러한 마찰전기를 이용하는 것만으로는 전기기기 또는 전자 기기를 연속적으로 구동시키지 못하고, 발생된 마찰전기를 충전기에 저장하는 경우에도 저장 효율이 떨어진다는 문제점이 있다.
Conventional triboelectric energy generation devices that harvest energy using electrostatic induction phenomenon generate triboelectricity due to potential difference due to displacement difference caused by electrostatic induction phenomenon generated from friction material. As a result, the triboelectricity that occurs is generated and disappears for a short period of microseconds in the form of alternating current (AC), and therefore there is a time difference until friction occurs again. Therefore, the use of such triboelectricity can not continuously drive the electric or electronic devices, and even when the generated triboelectricity is stored in the charger, the storage efficiency is lowered.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 마찰에 의하여 다상(polyphase) 전기를 발전할 수 있고, 연속적인 직류(DC)의 마찰전기를 발생시킬 수 있는 다상 마찰전기 에너지 발전소자를 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a polyphase friction electric energy plant capable of generating polyphase electricity by friction and generating continuous DC (dc) triboelectricity.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자는 서로 다른 복수 개의 전극들; 및 상기 복수 개의 전극들과 각각 마찰하는 마찰부재를 포함하고, 상기 마찰부재는 상기 전극들 중 하나의 전극과 마찰하면서 인접하게 배치되어 있는 다른 하나의 전극의 일부분과 마찰하고, 상기 마찰부재는 상기 전극들과 마찰한 후 다시 상기 하나의 전극과 마찰할 수 있도록 구성되어 상기 마찰부재가 상기 전극들과 반복적으로 마찰할 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a polyphase friction electric energy plant comprising: a plurality of electrodes; And a friction member which rubs with the plurality of electrodes, wherein the friction member rubs against one electrode of the electrodes and rubs against a portion of another electrode disposed adjacent to the electrodes, And rubbing against the electrodes and then rubbing against the one electrode so that the friction member can repeatedly rub against the electrodes.
본 발명의 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자는 상기 복수 개의 전극들과 각각 전기적으로 연결된 복수 개의 인출선들; 상기 인출선들과 각각 전기적으로 연결된 부하(load); 상기 인출선들과 각각 전기적으로 연결되고 상기 부하의 (+)극으로 전류가 흐르도록 하는 복수 개의 제1 다이오드들; 및 상기 인출선들과 각각 전기적으로 연결되고 상기 부하의 (-)극으로 전류가 흐르지 않도록 하는 복수 개의 제2 다이오드들을 더 포함할 수 있다. A polyphase friction electric energy plant according to an embodiment of the present invention includes a plurality of lead wires electrically connected to the plurality of electrodes, respectively; A load electrically connected to the lead wires; A plurality of first diodes electrically connected to the lead wires, respectively, for causing a current to flow to the (+) pole of the load; And a plurality of second diodes electrically connected to the lead wires, respectively, for preventing a current from flowing to the (-) pole of the load.
하나의 실시예로 상기 마찰부재는 복수 개일 수 있고, 상기 복수 개의 마찰부재가 순차적으로 상기 하나의 전극과 마찰하면서 인접하게 배치되어 있는 다른 하나의 전극의 일부분과 마찰하고, 상기 복수 개의 마찰부재는 상기 전극들과 마찰한 후 다시 상기 하나의 전극과 마찰할 수 있도록 구성될 수 있다. In one embodiment, there may be a plurality of the friction members, and the plurality of friction members sequentially rub against the one electrode and rub against a portion of the other electrode disposed adjacently, and the plurality of friction members And may rub against the electrodes and then rub against the one electrode.
하나의 실시예로 상기 복수 개의 마찰부재는 각각 서로 다른 대전 특성을 가지는 물질로 이루어질 수 있다. In one embodiment, the plurality of friction members may be made of materials having different charging characteristics.
하나의 실시예로 상기 복수 개의 마찰부재는 각각 폴링되어 있을 수 있다. In one embodiment, the plurality of friction members may each be polled.
본 발명의 다른 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자는 서로 다른 복수 개의 전극들; 상기 전극들 상에 배치된 제1 마찰부재; 및 상기 제1 마찰부재의 대전특성과 반대의 대전특성을 갖는 재질로 형성된 제2 마찰부재를 포함하고, 상기 제2 마찰부재가 상기 제1 마찰부재와 마찰하면서 상기 제2 마찰부재는 상기 전극들 중 하나의 전극 및 상기 하나의 전극과 인접하게 배치되어 있는 다른 하나의 전극의 일부분 상에 위치하게 되며, 상기 제2 마찰부재는 상기 제1 마찰부재와 마찰하면서 다시 상기 하나의 전극 상에 위치할 수 있도록 구성되어 상기 제2 마찰부재가 상기 전극들 상에 반복적으로 위치할 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a polyphase triboelectric energy plant comprising: a plurality of electrodes different from each other; A first friction member disposed on the electrodes; And a second friction member formed of a material having a charging property opposite to the charging property of the first friction member, wherein the second friction member is in friction with the first friction member, And the second friction member is positioned on the one electrode while rubbing against the first friction member, and the second friction member is positioned on one electrode of the first friction member and a portion of the other electrode disposed adjacent to the one electrode, And the second friction member may be repeatedly positioned on the electrodes.
본 발명의 다른 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자는 상기 복수 개의 전극들과 각각 전기적으로 연결된 복수 개의 인출선들; 상기 인출선들과 각각 전기적으로 연결된 부하(load); 상기 인출선들과 각각 전기적으로 연결되고 상기 부하의 (+)극으로 전류가 흐르도록 하는 복수 개의 제1 다이오드들; 및 상기 인출선들과 각각 전기적으로 연결되고 상기 부하의 (-)극으로 전류가 흐르지 않도록 하는 복수 개의 제2 다이오드들을 더 포함할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a polyphase friction electric energy generator comprising: a plurality of lead wires electrically connected to the plurality of electrodes; A load electrically connected to the lead wires; A plurality of first diodes electrically connected to the lead wires, respectively, for causing a current to flow to the (+) pole of the load; And a plurality of second diodes electrically connected to the lead wires, respectively, for preventing a current from flowing to the (-) pole of the load.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자는 원판 형상을 가지고, 제1 절반부분과 제2 절반부분으로 이루어진 제1 기판; 반원판 형상을 가지고, 상기 제1 절반부분의 상면에 배치된 제1 마찰부재; 반원판 형상을 가지고, 상기 제1 마찰부재와 이격된 상태로 상기 제2 절반부분의 상면에 배치된 제2 마찰부재; 원판 형상을 가지고, 제3 절반부분과 제4 절반부분으로 이루어진 제2 기판; 반원판 형상을 가지고, 상기 제1 마찰부재가 배치된 상태에 대응하도록 상기 제3 절반부분의 하면에 배치되고, 상기 제1 마찰부재 및 상기 제2 마찰부재 중 하나 이상과 마찰하는 제1 전극; 반원판 형상을 가지고, 상기 제1 전극과 이격된 상태로 상기 제4 절반부분의 상면에 배치된 제2 전극; 원판 형상을 가지고, 제5 절반부분과 제6 절반부분으로 이루어진 제3 기판; 반원판 형상을 가지고, 상기 제2 전극이 배치된 상태와 교차되도록 상기 제5 절반부분의 하면에 배치되며, 상기 제2 전극과 마찰하거나 마찰하지 않는 제3 마찰부재; 및 반원판 형상을 가지고, 상기 제3 마찰부재와 이격된 상태로 상기 제6 절반부분의 하면에 배치되며, 상기 제2 전극과 마찰하거나 마찰하지 않는 제4 마찰부재를 포함하고, 상기 제1 기판 및 상기 제3 기판이 동시에 회전하거나 제2 기판이 회전할 수 있도록 구성될 수 있다. A polyphase friction electric energy plant according to another embodiment of the present invention includes: a first substrate having a disk shape and including a first half portion and a second half portion; A first friction member having a semi-disc shape and disposed on an upper surface of the first half portion; A second friction member having a semi-disc shape and disposed on an upper surface of the second half portion in a state of being separated from the first friction member; A second substrate having a disk shape and comprising a third half portion and a fourth half portion; A first electrode disposed on the lower surface of the third half portion and corresponding to at least one of the first friction member and the second friction member so as to correspond to a state in which the first friction member is disposed; A second electrode disposed on the upper surface of the fourth half portion in a state of being separated from the first electrode and having a semi-disc shape; A third substrate having a disk shape and comprising a fifth half portion and a sixth half portion; A third friction member having a semi-disc shape and disposed on the lower surface of the fifth half portion so as to intersect the state where the second electrode is disposed, the third friction member not rubbing or rubbing against the second electrode; And a fourth friction member which has a semi-disc shape and is disposed on a lower surface of the sixth half portion in a state of being separated from the third friction member and does not rub or rub against the second electrode, And the third substrate may be rotated simultaneously or the second substrate may be rotated.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 각각 전기적으로 연결된 복수 개의 인출선들; 상기 인출선들과 각각 전기적으로 연결된 부하(load); 상기 인출선들과 각각 전기적으로 연결되고 상기 부하의 (+)극으로 전류가 흐르도록 하는 복수 개의 제1 다이오드들; 및 상기 인출선들과 각각 전기적으로 연결되고 상기 부하의 (-)극으로 전류가 흐르지 않도록 하는 복수 개의 제2 다이오드들을 더 포함할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, a polyphase tractive electric energy plant includes a plurality of lead wires electrically connected to the first electrode and the second electrode, respectively; A load electrically connected to the lead wires; A plurality of first diodes electrically connected to the lead wires, respectively, for causing a current to flow to the (+) pole of the load; And a plurality of second diodes electrically connected to the lead wires, respectively, for preventing a current from flowing to the (-) pole of the load.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자는 복수 개의 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자들이 적층되어 있을 수 있다.
The polyphase tractive electric energy generating device according to another embodiment of the present invention may include a plurality of polyphase tractive electric energy generating devices according to another embodiment of the present invention.
상기와 같은 본 발명은, 마찰에 의하여 발생하는 다상 마찰전기가 연속적으로 발생하기 때문에 직류(DC) 형태의 연속적인 마찰전기를 출력할 수 있는 효과가 있다. The present invention as described above has an effect of outputting continuous triboelectricity of a DC (DC) form because multiphase triboelectricity generated by friction occurs continuously.
발생하는 다상 마찰전기의 위상차를 줄임으로써 연속적인 직류(DC)의 마찰전기를 발생시킬 수 있는 효과가 있다. Thereby reducing the phase difference of the generated polyphase triboelectricity, thereby generating continuous dc triboelectricity.
발생된 연속적인 직류(DC)의 마찰전기에 의하여 부하 예를 들면 전기기기 또는 전자기기를 연속적으로 구동시킬 수 있고, 충전기의 충전 효율도 대폭 향상시킬 수 있다. It is possible to continuously drive a load, for example, an electric device or an electronic device by the generated triboelectricity of the direct current (DC), and the charging efficiency of the charger can be greatly improved.
직류와 같은 또는 직류의 다상 마찰전기를 발생시킴으로써 안정적인 전기에너지를 공급할 수 있는 효과가 있다.
It is possible to supply stable electrical energy by generating polyphase triboelectricity such as direct current or direct current.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자에서 두 개의 전극을 사용한 경우를 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자(2000)을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자에서 두 개의 전극을 사용한 경우를 나타낸 개념도이다.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자를 원판 형상으로 구성한 도면이다.
도 5b 및 도 5c는 본 발명의 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자를 원기둥 형상으로 구성한 단면도이다.
도 6a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자를 원판 형상으로 구성한 도면이다.
도 6b 및 도 6c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자를 원기둥 형상으로 구성한 단면도이다.
도 7은 마찰부재가 복수 개이고 전극이 복수 개인 경우에 원판 형상으로 배치할 수 있는 다양한 형태를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자를 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 도 8의 다상 마찰전기 에너지 발전소자가 적층된 구조를 갖는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자에서 발생하는 마찰전기를 측정한 그래프이다. 1 is a conceptual diagram for explaining a polyphase friction electric energy plant according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram showing a case where two electrodes are used in a polyphase friction electric energy generating device according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram for explaining a polyphase friction electric energy generating
4 is a conceptual diagram showing a case where two electrodes are used in a polyphase friction electric energy generating device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5A is a diagram of a polyphase friction electric energy plant according to an embodiment of the present invention in a disc shape. FIG.
5B and 5C are cross-sectional views of a polygonal tactile electric energy plant according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6A is a view showing a polyphase friction electric energy plant according to another embodiment of the present invention in a disc shape. FIG.
6B and 6C are cross-sectional views illustrating a polygonal tactile electric energy plant according to another embodiment of the present invention.
7 is a view showing various forms in which a plurality of friction members are provided and a plurality of electrodes are arranged in a disk shape.
FIG. 8 is a view for explaining a polyphase friction electric energy plant according to another embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a view for explaining a case where the polyphase friction electric energy plant of FIG. 8 has a self-laminated structure.
10 is a graph showing the triboelectricity of a polyphase friction electric energy generating device according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자를 설명하기 위한 개념도이다. 1 is a conceptual diagram for explaining a polyphase friction electric energy plant according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자(1000)는 복수 개의 전극들(1100a, 1100b, 1100c, 1100d, … 1100n), 마찰부재(1200), 복수 개의 인출선들(1300a, 1300b, 1300c, 1300d, … 1300n), 부하(load, 1400), 복수 개의 제1 다이오드들(1500a, 1500b, 1500c, 1500d, … 1500n), 복수 개의 제2 다이오드들(1600a, 1600b, 1600c, 1600d, … 1600n)을 포함할 수 있다.1, a polyphase friction electric
복수 개의 전극들(1100a, 1100b, 1100c, 1100d, … 1100n)은 서로 이격된 상태로 배치될 수 있고, 복수 개의 전극들(1100a, 1100b, 1100c, 1100d, … 1100n)은 각각 서로 다른 전도성의 물질로 이루어질 수 있다. 일 예로 전도성의 물질로는 금속계열의 금, 은, 알루미늄, 크롬 등이 사용될 수 있고, 전도성을 갖는 ITO, 전도성 폴리머물질이 사용될 수 있으나 전도성을 가지는 물질이라면 복수 개의 전극들(1100a, 1100b, 1100c, 1100d, … 1100n)을 이루는 물질이 위에 나열한 물질로 한정되는 것은 아니다. The plurality of
마찰부재(1200)는 복수 개의 전극들(1100a, 1100b, 1100c, 1100d, … 1100n)과 각각 마찰할 수 있고, 마찰부재(1200)는 복수 개의 전극들(1100a, 1100b, 1100c, 1100d, … 1100n) 중 하나의 전극과 마찰하면서 인접하게 배치되어 있는 다른 하나의 전극의 일부분과 마찰할 수 있다. 이를 위하여 일 예로 복수 개의 전극들(1100a, 1100b, 1100c, 1100d, … 1100n)은 동일한 형상을 가질 수 있고, 마찰부재(1200)는 복수 개의 전극들(1100a, 1100b, 1100c, 1100d, … 1100n) 중 하나의 전극의 길이와 상기 전극들(1100a, 1100b, 1100c, 1100d, … 1100n)이 서로 이격된 거리를 합한 길이보다 더 긴 길이를 갖도록 하여 마찰부재(1200)가 복수 개의 전극들(1100a, 1100b, 1100c, 1100d, … 1100n) 중 하나의 전극과 마찰하면서 인접하게 배치되어 있는 다른 하나의 전극의 일부분과 마찰할 수 있도록 할 수 있다. The
마찰부재(1200)는 복수 개의 전극들(1100a, 1100b, 1100c, 1100d, … 1100n)과 마찰하면서 복수 개의 전극들(1100a, 1100b, 1100c, 1100d, … 1100n) 각각의 대전 특성과 반대의 대전 특성을 갖는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 일 예로 마찰부재(1200)는 공지된 마찰전기 시리즈(triboelectric series)를 참고하여 선택될 수 있고, 복수 개의 전극들(1100a, 1100b, 1100c, 1100d, … 1100n)과 마찰에 의한 대전 특성을 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 구체적으로는 폴리에스터(polyester)계 물질, 나일론(nylone), 불소수지계열 물질, 폴리테트라 플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE), 불소화에틸렌프로필렌(fluorinated ethylene propylene, FEP), 강유전 및 압전특성을 갖는 폴리비닐덴플루오라이드(polyvinylidenefluoride, PVDF), P(VDF-TrFE), P(VDF-TrFE-CFE), PTO, BTO, BFO, KNbO3, ZnO, ZnSnO3, GaN, Cytop, Al2O3, TiO2, PbMgNbO3-PbTiO3(PMN-PT), PbLaZrTiO3, BaSrTiO3 또는 고유전(high dielectric) 물질로 이루어질 수 있다. The
마찰부재(1200)는 복수 개의 전극들(1100a, 1100b, 1100c, 1100d, … 1100n)과 각각 마찰한 후 다시 상기 하나의 전극과 마찰할 수 있도록 구성될 수 있고, 이러한 구성을 통하여 마찰부재(1200)가 복수 개의 전극들(1100a, 1100b, 1100c, 1100d, … 1100n)과 반복적으로 마찰할 수 있다. 마찰부재(1200)가 복수 개의 전극들(1100a, 1100b, 1100c, 1100d, … 1100n) 중 하나의 전극과 마찰하는 동시에 상기 하나의 전극과 인접한 전극과 마찰하고 이러한 마찰과정이 반복될 수 있기 때문에 본 발명의 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자(1000)는 다상의 마찰 전기를 발생시킬 수 있다. The
또한, 마찰부재(1200)가 하나의 전극과 마찰한 후 마찰한 전극과 다시 마찰되기까지에는 일정 시간이 소요될 수 있기 때문에 마찰부재(1200)를 복수 개로 구성하고 마찰부재들이 복수 개의 전극들이 순차적으로 하나의 전극과 반복적으로 마찰하도록 구성함으로써 하나의 전극과 반복적으로 마찰하는데 걸리는 시간을 최대한 줄이고 발생하는 다상 마찰전기가 연속적으로 발생될 수 있도록 할 수 있다. In addition, since it takes a certain time to rub the
이러한 반복적인 마찰에 의하여 다상 마찰전기가 연속적으로 발생하는 경우에는, 마찰전기의 상(phase)이 증가될 수 있고, 마찰전기의 상이 증가될수록 발생되는 마찰 전기간의 위상 차가 줄어들기 때문에 연속적인 전기 발생이 가능하다. When the polyphase triboelectricity is continuously generated by such repetitive friction, the phase of the triboelectricity can be increased and the phase difference between the triboelectricity generated as the phase of the triboelectricity is increased, This is possible.
각각의 마찰부재들은 각각 서로 다른 대전 특성을 가지는 물질로 이루어질 수 있고 이에 의하여 발생되는 다상 마찰전기의 출력을 조절할 수 있다. 또한 각각의 마찰부재들이 강유전 물질로 이루어진 경우에는 각각의 마찰부재들을 폴링함으로써 각각의 마찰부재들이 복수 개의 전극들(1100a, 1100b, 1100c, 1100d, … 1100n)과 서로 대전될 수 있는 전하량을 조절함으로써 발생되는 마찰전기의 출력을 향상시킬 수도 있다. Each of the friction members can be made of a material having different charging characteristics and can control the output of the polyphase triboelectricity generated thereby. When each of the friction members is made of a ferroelectric material, each of the friction members is polled to adjust the amount of charge that can be charged with the plurality of
다상의 마찰전기 예를 들면 3상의 마찰전기를 발생시키기 위하여는 두 개의 전극 및 하나의 마찰부재가 사용되고, 5상의 마찰전기를 발생시키기 위하여는 다섯 개의 전극 및 네 개의 마찰부재들이 사용될 수 있다. 즉, n상의 마찰전기를 발생시키기 위하여는 n개의 전극 및 n-1개 이하의 마찰부재들이 사용될 수 있으나 연속적인 다상 마찰전기를 발생시키기 위하여는 n-1개 이하의 마찰부재들이 것이 바람직하다. For example, two electrodes and one friction member are used to generate triboelectricity of three phases, and five electrodes and four friction members can be used to generate triboelectricity of five phases. That is, n electrodes and n-1 or less friction members may be used to generate n-phase triboelectric forces, but n-1 or less friction members are preferred to generate continuous polyphase triboelectricity.
복수 개의 인출선들(1300a, 1300b, 1300c, 1300d, … 1300n)은 복수 개의 전극들(1100a, 1100b, 1100c, 1100d, … 1100n)과 각각 전기적으로 연결될 수 있고, 복수 개의 인출선들(1300a, 1300b, 1300c, 1300d, … 1300n)은 각각 부하(load, 1400)와 전기적으로 연결될 수 있다. The plurality of
복수 개의 제1 다이오드들(1500a, 1500b, 1500c, 1500d, … 1500n)은 복수 개의 인출선들(1300a, 1300b, 1300c, 1300d, … 1300n)과 각각 전기적으로 연결되고 부하(1400)의 (+)극으로 전류가 흐르도록 할 수 있고, 복수 개의 제2 다이오드들(1600a, 1600b, 1600c, 1600d, … 1600n)은 복수 개의 제1 다이오드들(1500a, 1500b, 1500c, 1500d, … 1500n)과 각각 전기적으로 연결되고 부하(1400)의 (-)극으로 전류가 흐르지 않도록 할 수 있다. 이러한 제1 다이오드들(1500a, 1500b, 1500c, 1500d, … 1500n)과 제2 다이오드들(1600a, 1600b, 1600c, 1600d, … 1600n)에 의하여 마찰부재(1200)와 복수 개의 전극들(1100a, 1100b, 1100c, 1100d, … 1100n)들 사이의 전위차에 따라 발생하는 전류가 한 방향으로만 흐를 수 있다.
The plurality of
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자에서 두 개의 전극을 사용한 경우를 나타낸 개념도이다. 2 is a conceptual diagram showing a case where two electrodes are used in a polyphase friction electric energy generating device according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 서로 다른 전도성 물질로 이루어진 두 개의 전극(1100a, 1100b) 상의 마찰부재(1200)가 전극(1100a)과 마찰함과 동시에 전극(1100b)의 일부분과 마찰하고, 마찰부재(1200)가 이동되어 전극(1100a)일 부분과 마찰함과 동시에 전극(1100b)과 마찰하며, 다시 마찰부재(1200)가 전극(1100a)과 마찰함과 동시에 전극(1100b)의 일부분과 마찰되도록 구성될 수 있다.
2, a
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자(2000)을 설명하기 위한 개념도이다. 3 is a conceptual diagram for explaining a polyphase friction electric energy generating
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자(2000)는 복수 개의 전극들(2100a, 2100b, 2100c, 2100d, … 2100n), 제1 마찰부재(2200), 제2 마찰부재(2300), 복수 개의 인출선들(2400a, 2400b, 2400c, 2400d, … 2400n), 부하(load, 2500), 복수 개의 제1 다이오드들(2600a, 2600b, 2600c, 2600d, … 2600n), 복수 개의 제2 다이오드들(2700a, 2700b, 2700c, 2700d, … 2700n)을 포함할 수 있다. 도 1을 참조하여 설명한 다상 마찰전기 에너지 발전소자(1000)의 복수 개의 전극들(1100a, 1100b, 1100c, 1100d, … 1100n), 마찰부재(1200), 복수 개의 인출선들(1300a, 1300b, 1300c, 1300d, … 1300n), 부하(load, 1400), 복수 개의 제1 다이오드들(1500a, 1500b, 1500c, 1500d, … 1500n), 복수 개의 제2 다이오드들(1600a, 1600b, 1600c, 1600d, … 1600n)은 각각 다상 마찰전기 에너지 발전소자(2000)의 복수 개의 전극들(2100a, 2100b, 2100c, 2100d, … 2100n), 제2 마찰부재(2300), 복수 개의 인출선들(2400a, 2400b, 2400c, 2400d, … 2400n), 부하(load, 2500), 복수 개의 제1 다이오드들(2600a, 2600b, 2600c, 2600d, … 2600n), 복수 개의 제2 다이오드들(2700a, 2700b, 2700c, 2700d, … 2700n)에 대응하는 구성이므로 동일한 구성에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 3, a polyphase friction electric
제1 마찰부재(2200)는 유전체일 수 있고, 제2 마찰부재(2300)가 제1 마찰부재(2200)와 마찰하면서 제2 마찰부재(2300)는 복수 개의 전극들(2100a, 2100b, 2100c, 2100d, … 2100n) 중 하나의 전극 및 상기 하나의 전극과 인접하게 배치되어 있는 다른 하나의 전극의 일부분 상에 위치할 수 있다. 이를 위하여 일 예로 복수 개의 전극들(2100a, 2100b, 2100c, 2100d, … 2100n)은 동일한 형상을 가질 수 있고, 제2 마찰부재(2300)는 복수 개의 전극들(2100a, 2100b, 2100c, 2100d, … 2100n) 중 하나의 전극의 길이와 상기 전극들(2100a, 2100b, 2100c, 2100d, … 2100n)이 서로 이격된 거리를 합한 길이보다 더 긴 길이를 갖도록 하여 마찰부재(2300)가 하나의 전극 및 상기 하나의 전극과 인접하게 배치되어 있는 다른 하나의 전극의 일부분 상에 위치할 수 있도록 할 수 있다. The
또한, 제2 마찰부재(2300)는 제1 마찰부재(2200)와 마찰하면서 다시 상기 하나의 전극 상에 위치할 수 있도록 구성되어 제2 마찰부재(2300)가 상기 전극들(2100a, 2100b, 2100c, 2100d, … 2100n) 상에 반복적으로 위치할 수 있다. 제2 마찰부재(2300)가 제1 마찰부재(2200)와 마찰하면서 복수 개의 전극들(2100a, 2100b, 2100c, 2100d, … 2100n) 중 하나의 전극과 인접한 전극 상에 동시에 위치할 수 있고, 이러한 마찰과정이 반복될 수 있기 때문에 본 발명의 다른 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자(2000)는 다상의 마찰 전기를 발생시킬 수 있다.
The
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자에서 두 개의 전극을 사용한 경우를 나타낸 개념도이다. 4 is a conceptual diagram showing a case where two electrodes are used in a polyphase friction electric energy generating device according to another embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 서로 다른 전도성 물질로 이루어진 두 개의 전극(2100a, 2100b) 상에 제1 마찰부재(2200)가 배치되어 있고, 제2 마찰부재(2300)가 제1 마찰부재(2200)와 마찰하면서 전극(2100a) 및 전극(2100b)의 일부분 상에 위치할 수 있고, 제2 마찰부재(2300)가 제1 마찰부재(2200)와 마찰하면서 이동되어 전극(2100a)의 일부분 및 전극(2100b) 상에 위치할 수 있으며, 다시 제2 마찰부재(2300)가 제1 마찰부재(2200)와 마찰하면서 이동되어 전극(2100a) 및 전극(2100b)의 일부분 상에 위치할 수 있도록 구성될 수 있다.
4, a
실시예Example 1 One
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자를 원판 형상으로 구성한 도면이고, 도 7은 마찰부재가 복수 개이고 전극이 복수 개인 경우에 원판 형상으로 배치할 수 있는 다양한 형태를 도시한 도면이다. FIG. 5A is a diagram showing a multiphase frictional electric energy plant according to an embodiment of the present invention in the shape of a disk, FIG. 7 is a view showing various forms in which a plurality of friction members and a plurality of electrodes are arranged in a disk shape to be.
도 5a를 참조하면, 원판 형상의 제1 기판(10) 상에 각각 반원판 형상의 두 개의 전극(1100a, 1100b)이 서로 이격되도록 배치되어 있고, 두 개의 전극(1100a, 1100b) 중 하나의 전극 및 다른 하나의 전극 일부분과 마찰될 수 있도록 구성된 마찰부재(1200)는 원판 형상의 제2 기판(20) 상에 배치되어 있다. 제1 기판(10) 및 제2 기판(20) 중 하나 이상은 회전이 가능하도록 구성될 수 있고, 회전에 의하여 두 개의 전극(1100a, 1100b)이 마찰부재(1200)와 마찰될 수 있다. 마찰부재(1200)가 다른 하나의 전극 일부분과 마찰되는 면적을 조절함으로써 다상 마찰전기가 발생되는 시간 간격을 조절하는 것이 가능하다. 마찰부재(1200)가 복수 개인 경우에는 도 7과 같은 형태로 복수 개의 마찰부재(1200)와 복수 개의 전극(1100a, 1100b, …)들을 구성함으로서 다상 마찰전기를 발생시킬 수 있다.
5A, two
실시예Example 2 2
도 5b 및 도 5c는 본 발명의 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자를 원기둥 형상으로 구성한 단면도이다. 5B and 5C are cross-sectional views of a polygonal tactile electric energy plant according to an embodiment of the present invention.
도 5b를 참조하면, 회전축(30)의 둘레에 두 개의 전극(1100a, 1100b)이 서로 이격되도록 배치되어 있고, 두 개의 전극(1100a, 1100b) 중 하나의 전극 및 다른 하나의 전극 일부분과 마찰될 수 있도록 구성된 마찰부재(1200)는 회전축(30)과 두 개의 전극(1100a, 1100b)을 내부에 수용하는 하우징(40)의 내면에 배치되어 있다. 회전축(30) 및 하우징(40) 중 하나 이상은 회전이 가능하도록 구성될 수 있고, 회전축(30) 및 하우징(40)이 모두 회전하는 경우에는 서로 반대 방향으로 회전되는 것이 바람직하다. 회전에 의하여 두 개의 전극(1100a, 1100b)이 마찰부재(1200)와 마찰될 수 있다. 마찰부재(1200)가 상기 다른 하나의 전극 일부분과 마찰되는 면적을 조절함으로써 다상 마찰전기가 발생되는 시간 간격을 조절하는 것이 가능하다. 도 5c는 두 개의 전극(1100a, 1100b)과 마찰부재(1200)의 배치만을 서로 바꾸어준 것으로서 자세한 설명은 생략하기로 한다. 5B, two
실시예 1 내지 실시예 3에서는 설명의 편의를 위하여 두 개의 전극과 하나의 마찰부재로 한정하여 설명하였지만 전극의 개수에 제한이 있는 것은 아니고, 마찰부재 또한 복수 개의 마찰부재들로 구성될 수 있음은 당업자에게는 자명하다고 할 것 이다.
In the first to third embodiments, for convenience of explanation, the description has been made of only two electrodes and one friction member. However, the number of electrodes is not limited, and the friction member may also be composed of a plurality of friction members It will be obvious to those skilled in the art.
실시예Example 3 3
도 6a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자를 원판 형상으로 구성한 도면이다. FIG. 6A is a view showing a polyphase friction electric energy plant according to another embodiment of the present invention in a disc shape. FIG.
도 6a를 참조하면, 원판 형상의 제1 기판(10) 상에 각각 반원판 형상의 두 개의 전극(2100a, 2100b)이 서로 이격되도록 배치되어 있고, 두 개의 전극(2100a, 2100b) 상에는 원판 형상의 제1 마찰부재(2200)가 배치되어 있다. 6A, two
원판 형상의 제1 마찰부재(2200)와 마찰할 수 있고, 두 개의 전극(2100a, 2100b) 중 하나의 전극 및 다른 하나의 전극 일부분 상에 위치할 수 있도록 구성된 제2 마찰부재(2300)는 원판 형상의 제2 기판(20) 상에 배치되어 있다. 제1 기판(10) 및 제2 기판(20) 중 하나 이상은 회전이 가능하도록 구성될 수 있고, 제1 기판(10) 및 제2 기판(20)이 모두 회전하는 경우에는 서로 반대 방향으로 회전되는 것이 바람직하다. 회전에 의하여 제2 마찰부재(2300)가 제1 마찰부재(2200)와 마찰될 수 있다. 제2 마찰부재(2300)가 상기 다른 하나의 전극 일부분 상에 위치되는 면적을 조절함으로써 다상 마찰전기가 발생되는 시간 간격을 조절하는 것이 가능하다.
A
실시예Example 4 4
도 6b 및 도 6c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자를 원기둥 형상으로 구성한 단면도이다. 6B and 6C are cross-sectional views illustrating a polygonal tactile electric energy plant according to another embodiment of the present invention.
도 6b를 참조하면, 회전축(30)의 둘레에 두 개의 전극(2100a, 2100b)이 서로 이격되도록 배치되어 있고, 두 개의 전극(2100a, 2100b) 상에는 제1 마찰부재(2200)이 배치되어 있다. 제1 마찰부재(2200)와 마찰하고, 두 개의 전극(2100a, 2100b) 중 하나의 전극 및 다른 하나의 전극 일부분 상에 위치할 수 있도록 구성된 제2 마찰부재(2000)는 회전축(30), 두 개의 전극(2100a, 2100b) 및 제1 마찰부재(2200)를 수용하는 하우징(40)의 내면에 배치되어 있다. 회전축(30) 및 하우징(40) 중 하나 이상은 회전이 가능하도록 구성될 수 있고, 회전축(30) 및 하우징(40)이 모두 회전하는 경우에는 서로 반대 방향으로 회전되는 것이 바람직하다. 회전에 의하여 제2 마찰부재(2300)가 제1 마찰부재(2200)와 마찰될 수 있다. 제2 마찰부재(2300)가 상기 다른 하나의 전극 일부분 상에 위치되는 면적을 조절함으로써 다상 마찰전기가 발생되는 시간 간격을 조절하는 것이 가능하다. 도 6c는 두 개의 전극(2100a, 2100b)과 제2 마찰부재(2300)의 배치만을 서로 바꾸어준 것으로서 자세한 설명은 생략하기로 한다. Referring to FIG. 6B, two
실시예 1 내지 실시예 3에서는 설명의 편의를 위하여 두 개의 전극과 제1 마찰부재 및 제2 마찰부재로 한정하여 설명하였지만 전극의 개수에 제한이 있는 것은 아니고, 제1 마찰부재 및 제2 마찰부재가 복수 개의 마찰부재들로 구성될 수 있음은 당업자에게는 자명하다고 할 것이다.
In the first to third embodiments, the two electrodes and the first friction member and the second friction member have been described for convenience of explanation. However, the number of electrodes is not limited, and the first friction member and the second friction member It will be obvious to those skilled in the art that the friction member may be composed of a plurality of friction members.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자를 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 도 8의 다상 마찰전기 에너지 발전소자가 적층된 구조를 갖는 경우를 설명하기 위한 도면이다. FIG. 8 is a view for explaining a polyphase friction electric energy plant according to another embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a view for explaining a case where the polyphase friction electric energy plant of FIG. 8 has a self-laminated structure.
도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자(3000)는 제1 기판(3100), 제1 마찰부재(3200), 제2 마찰부재(3300), 제2 기판(3400), 제1 전극(3500), 제2 전극(3600), 제3 기판(3700), 제3 마찰부재(3800), 제4 마찰부재(3900), 복수 개의 인출선들(미도시), 부하(load, 미도시), 복수 개의 제1 다이오드들(미도시) 및 복수 개의 제2 다이오드들(미도시)을 포함할 수 있다. 8, a polyphase friction electric
제1 기판(3100)은 원판 형상을 가지고, 제1 절반부분과 제2 절반부분으로 이루어질 수 있다. 또한 제1 기판(3100)은 회전이 가능하도록 구성되거나 고정될 수 있도록 구성될 수 있다. The
제1 마찰부재(3200)는 반원판 형상을 가지고, 상기 제1 절반부분의 상면에 배치될 수 있고, 제2 마찰부재(3300)는 반원판 형상을 가지고, 제1 마찰부재(3200)와 이격된 상태로 상기 제2 절반부분의 상면에 배치될 수 있다. 제1 마찰부재(3200)와 제2 마찰부재(3300)는 제1 전극(3500)의 대전 특성과 반대의 대전 특성을 갖는 서로 다른 재질로 이루어질 수 있다. The
제2 기판(3400)은 원판 형상을 가지고, 제3 절반부분과 제4 절반부분으로 이루어질 수 있다. 또한 제2 기판(3400)은 회전이 가능하도록 구성되거나 고정될 수 있도록 구성될 수 있다.The
제1 전극(3500)은 반원판 형상을 가지고, 제1 마찰부재(3200)가 배치된 상태에 대응하도록 제3 절반부분의 하면에 배치되고, 제1 마찰부재(3200) 및 제2 마찰부재(3300) 중 하나 이상과 마찰할 수 있다. 일 예로 제1 전극(3500)은 제1 마찰부재(3200) 또는 제2 마찰부재(3300)와 동일한 형상을 가질 수 있다. The
제2 전극(3600)은 반원판 형상을 가지고, 제1 전극(3500)과 이격된 상태로 제4 절반부분의 상면에 배치될 수 있다. 위에서 설명한 실시예들은 어느 한 면에 제1 전극과 제2 전극이 배치되어 있는 구조이나 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자(3000)에서의 제1 전극(3500)과 제2 전극(3600)은 각각 서로 반대되는 면에 배치된 구조이다. 일 예로 제2 전극(3600)은 제1 전극(3500)과 동일한 형상을 가질 수 있다. The
제3 기판(3700)은 원판 형상을 가지고, 제5 절반부분과 제6 절반부분으로 이루어질 수 있다. 또한 제3 기판(3700)은 회전이 가능하도록 구성되거나 고정될 수 있도록 구성될 수 있다.The
제3 마찰부재(3800)는 반원판 형상을 가지고, 제2 전극(3300)이 배치된 상태와 교차되도록 제5 절반부분의 하면에 배치되며, 제2 전극(3300)과 마찰하거나 마찰하지 않을 수 있다. 제4 마찰부재(3900)는 반원판 형상을 가지고, 제3 마찰부재(3800)와 이격된 상태로 제6 절반부분의 하면에 배치되며, 제2 전극(3300)과 마찰하거나 마찰하지 않을 수 있다. 제3 마찰부재(3800)와 제4 마찰부재(3900)는 제2 전극(3600)의 대전 특성과 반대의 대전 특성을 갖는 서로 다른 재질로 이루어질 수 있다. 일 예로 제3 마찰부재(3800)와 제4 마찰부재(3900)는 제2 전극(3600)과 각각 동일한 형상을 가질 수 있다. The
복수 개의 인출선들은 제1 전극(3500) 및 제2 전극(3600)과 각각 전기적으로 연결될 수 있고, 부하(load)는 상기 인출선들과 각각 전기적으로 연결될 수 있으며, 복수 개의 제1 다이오드들은 상기 인출선들과 각각 전기적으로 연결되고 부하의 (+)극으로 전류가 흐르도록 하고, 복수 개의 제2 다이오드들은 상기 인출선들과 각각 전기적으로 연결되고 부하의 (-)극으로 전류가 흐르지 않도록 할 수 있다. 이러한 인출선들, 부하(load), 제1 다이오드들 및 제2 다이오드들은 위에서 설명한 것과 방식과 동일하게 적용되는 것으로서 자세한 설명은 생략하기로 한다. The plurality of outgoing lines may be electrically connected to the
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자(3000)는 제1 기판(3100) 및 제3 기판(3700)이 동시에 회전하거나 제2 기판(3400)이 회전할 수 있도록 구성될 수 있고 이러한 회전에 의하여 마찰이 일어날 수 있다. 이러한 마찰에 의하여 다상 마찰전기가 발생할 수 있다. The multiphase frictional electric
도 9를 참조하면, 복수 개의 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자(3000)를 적층하기 위하여 하나의 다상 마찰전기 에너지 발전소자(3000)의 제3 기판(3700)을 적층되는 다른 하나의 다상 마찰전기 에너지 발전소자(3000)의 제1 기판(3100)으로 사용될 수 있도록 구성하고 이러한 방식을 반복하여 적층함으로써 적층 구조를 가지는 다상 마찰전기 에너지 발전소자(3000)를 구성할 수 있다. 또한, 복수 개의 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자(3000)들을 적층함으로써 적층 구조를 가지는 다상 마찰전기 에너지 발전소자(3000)를 구성할 수도 있다.
Referring to FIG. 9, a
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자에서 발생하는 마찰전기를 측정한 그래프이다. 10 is a graph showing the triboelectricity of a polyphase friction electric energy generating device according to an embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 발생되는 마찰전기의 상(phase)이 증가될수록 발생되는 마찰 전기간의 위상 차가 줄어드는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 다상 마찰 전기를 연속적으로 발생시키기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 다상 마찰전기 에너지 발전소자에서 사용되는 전극의 개수를 증가시키고, 전극의 개수 증가에 대응하도록 마찰부재의 개수도 증가시키는 것이 바람직하다.
Referring to FIG. 10, it can be seen that as the phase of the generated triboelectricity increases, the phase difference between the triboelectric currents generated decreases. Therefore, in order to continuously generate polyphase triboelectricity, the number of electrodes used in the polyphase triboelectric energy generating device according to the embodiment of the present invention is increased and the number of friction members is also increased corresponding to the increase in the number of electrodes desirable.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.
1000: 다상 마찰전기 에너지 발전소자
1100a, 1100b, 1100c, 1100d, … 1100n: 복수 개의 전극들
1200: 마찰부재
1300a, 1300b, 1300c, 1300d, … 1300n: 복수 개의 인출선들
1400: 부하(load)
1500a, 1500b, 1500c, 1500d, … 1500n: 복수 개의 제1 다이오드들
1600a, 1600b, 1600c, 1600d, … 1600n: 복수 개의 제2 다이오드들1000: Multiphase friction electric energy generating element
1100a, 1100b, 1100c, 1100d, ... 1100n: a plurality of electrodes
1200: Friction member
1300a, 1300b, 1300c, 1300d, ... 1300n: a plurality of outgoing lines
1400: load
1500a, 1500b, 1500c, 1500d, ... 1500n: a plurality of first diodes
1600a, 1600b, 1600c, 1600d, ... 1600n: a plurality of second diodes
Claims (10)
상기 n개의 전극들과 마찰하는 (n-1)개 이하의 마찰부재;
상기 n개의 전극들과 순서대로 각각 전기적으로 연결된 n개의 인출선들;
상기 n개의 인출선들과 각각 전기적으로 연결된 부하(load);
상기 n개의 인출선들과 순서대로 각각 전기적으로 연결되고 상기 부하의 (+)극으로 전류가 흐르도록 하는 n개의 제1 다이오드들; 및
상기 n개의 인출선들과 순서대로 각각 전기적으로 연결되고 상기 부하의 (-)극으로 전류가 흐르지 않도록 하는 n개의 제2 다이오드들을 포함하고,
n번째 전극은 n번째 인출선과 연결되고, n번째 인출선은 n번째 제 1 다이오드; 및 n번째 제 2 다이오드를 통해 상기 부하와 연결되며,
상기 n개의 전극은 상기 부하에 대해 병렬로 연결되고,
상기 마찰부재는 상기 전극들 중 하나의 전극과 마찰하면서 동시에 인접하게 배치되어 있는 다른 하나의 전극의 일부분과 마찰할 수 있도록 구성되어 있어 상기 마찰부재가 상기 전극들과 연속적으로 마찰함에 의해 다상 마찰전기가 연속적으로 발생되며,
상기 n은 2이상의 정수인,
다상 마찰전기 에너지 발전소자.
n electrodes;
(N-1) or less friction members that rub against the n electrodes;
N outgoing lines electrically connected to the n electrodes in order;
A load electrically connected to the n outgoing lines, respectively;
N first diodes electrically connected to the n outgoing wires in order and allowing current to flow to the (+) pole of the load; And
And n second diodes electrically connected to the n outgoing lines in order and preventing current from flowing to the (-) pole of the load,
an nth electrode is connected to an nth outgoing line, an nth outgoing line is connected to an nth first diode; And an n-th second diode,
The n electrodes are connected in parallel to the load,
Wherein the friction member is configured to friction with one electrode of the electrodes while simultaneously rubbing against a portion of another electrode disposed adjacent to the friction member, and the friction member continuously rubs with the electrodes, Is continuously generated,
Wherein n is an integer of 2 or more,
Multiphase Friction Electric Energy Generation Device.
상기 마찰부재가 복수 개인 경우 상기 복수 개의 마찰부재는 각각 서로 다른 대전 특성을 가지는 물질로 이루어진, 다상 마찰전기 에너지 발전소자.
The method according to claim 1,
Wherein when the plurality of friction members are plural, the plurality of friction members are made of materials having different charging characteristics, respectively.
상기 복수 개의 마찰부재는 각각 폴링되어 있는, 다상 마찰전기 에너지 발전소자.
5. The method of claim 4,
Wherein the plurality of friction members are respectively polled.
반원판 형상을 가지고, 상기 제1 절반부분의 상면에 배치된 제1 마찰부재;
반원판 형상을 가지고, 상기 제1 마찰부재와 이격된 상태로 상기 제2 절반부분의 상면에 배치된 제2 마찰부재;
원판 형상을 가지고, 제3 절반부분과 제4 절반부분으로 이루어진 제2 기판;
반원판 형상을 가지고, 상기 제1 마찰부재가 배치된 상태에 대응하도록 상기 제3 절반부분의 하면에 배치되고, 상기 제1 마찰부재 및 상기 제2 마찰부재 중 하나 이상과 마찰하는 제1 전극;
반원판 형상을 가지고, 상기 제1 전극과 이격된 상태로 상기 제4 절반부분의 상면에 배치된 제2 전극;
원판 형상을 가지고, 제5 절반부분과 제6 절반부분으로 이루어진 제3 기판;
반원판 형상을 가지고, 상기 제2 전극이 배치된 상태와 교차되도록 상기 제5 절반부분의 하면에 배치되며, 상기 제2 전극과 마찰하거나 마찰하지 않는 제3 마찰부재; 및
반원판 형상을 가지고, 상기 제3 마찰부재와 이격된 상태로 상기 제6 절반부분의 하면에 배치되며, 상기 제2 전극과 마찰하거나 마찰하지 않는 제4 마찰부재를 포함하고,
상기 제1 기판 및 상기 제3 기판이 동시에 회전하거나 제2 기판이 회전할 수 있도록 구성된, 다상 마찰전기 에너지 발전소자.
A first substrate having a disk shape and comprising a first half portion and a second half portion;
A first friction member having a semi-disc shape and disposed on an upper surface of the first half portion;
A second friction member having a semi-disc shape and disposed on an upper surface of the second half portion in a state of being separated from the first friction member;
A second substrate having a disk shape and comprising a third half portion and a fourth half portion;
A first electrode disposed on the lower surface of the third half portion and corresponding to at least one of the first friction member and the second friction member so as to correspond to a state in which the first friction member is disposed;
A second electrode disposed on the upper surface of the fourth half portion in a state of being separated from the first electrode and having a semi-disc shape;
A third substrate having a disk shape and comprising a fifth half portion and a sixth half portion;
A third friction member having a semi-disc shape and disposed on the lower surface of the fifth half portion so as to intersect the state where the second electrode is disposed, the third friction member not rubbing or rubbing against the second electrode; And
And a fourth friction member which has a semi-disc shape and is disposed on the lower surface of the sixth half portion in a state of being separated from the third friction member and does not friction or rub against the second electrode,
Wherein the first substrate and the third substrate are configured to rotate at the same time or the second substrate can rotate.
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 각각 전기적으로 연결된 복수 개의 인출선들;
상기 인출선들과 각각 전기적으로 연결된 부하(load);
상기 인출선들과 각각 전기적으로 연결되고 상기 부하의 (+)극으로 전류가 흐르도록 하는 복수 개의 제1 다이오드들; 및
상기 인출선들과 각각 전기적으로 연결되고 상기 부하의 (-)극으로 전류가 흐르지 않도록 하는 복수 개의 제2 다이오드들을 더 포함하는, 다상 마찰전기 에너지 발전소자.
9. The method of claim 8,
A plurality of lead lines electrically connected to the first electrode and the second electrode, respectively;
A load electrically connected to the lead wires;
A plurality of first diodes electrically connected to the lead wires, respectively, for causing a current to flow to the (+) pole of the load; And
Further comprising a plurality of second diodes electrically connected to the lead lines, respectively, to prevent current from flowing to the (-) pole of the load.
A polyphase friction electric energy generating element comprising a plurality of the polyphase friction electric energy generating elements according to claim 8 laminated.
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