KR102196930B1 - Portable electric light - Google Patents

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인하대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명에 따른 마찰발전 휴대용 전등에 의하면 내부에 공간이 형성되어 배터리가 구비되는 본체; 일측이 상기 본체의 외주면에 결합되고 상기 본체의 진동에 의하여 타측이 왕복이동하는 마찰필름과, 일측이 상기 본체의 외주면에 결합되고 상기 마찰필름의 이동에 의하여 대전되는 전극필름을 포함하고, 상기 배터리와 연결되는 복수개의 마찰발전부; 및 상기 본체의 일측에 배치되며 상기 배터리와 전기적으로 연결되어 상기 마찰발전부에 의하여 충전된 상기 배터리에 의하여 발광하는 발광부를 포함한다.
본 발명에 따른 마찰발전 휴대용 전등에 의하면, 본체를 흔들어 마찰발전부의 마찰필름과 전극필름이 접촉-분리가 반복되도록 왕복이동시켜 마찰전기를 생산함으로써, 간단한 방법으로 배터리 충전이 가능하여 전원공급 장치가 없는 야외활동 중에 배터리가 소진될 시 자가발전으로 충전시켜 사용할 수 있어 사용효율이 높다. 또한 마찰발전부의 마찰필름 및 전극필름이 가볍고 저렴하며 간단한 구조로 제작가능하여 제조효율이 높으며, 마찰필름이 쉽게 채택하여 사용할 수 있는 종이, 나뭇잎과 같은 천연 소재로 구성되어 고장나게되는 긴급상황에서도 용이하게 채용가능하여 사용효율이 증대될 수 있다.According to the friction-powered portable light fixture according to the present invention, the body is provided with a space formed inside the battery; One side is coupled to the outer circumferential surface of the main body and the other side reciprocates due to the vibration of the main body, and one side is coupled to the outer circumferential surface of the main body and includes an electrode film charged by the movement of the friction film, and the battery A plurality of frictional generating units connected to; And a light emitting part disposed on one side of the main body and electrically connected to the battery to emit light by the battery charged by the friction generator.
According to the triboelectric portable light according to the present invention, by shaking the main body to produce triboelectric electricity by reciprocating the friction film of the friction generating unit and the electrode film to repeat contact-separation, the battery can be charged by a simple method, so that the power supply device is When the battery runs out during no outdoor activities, it can be recharged with self-powered power, so the use efficiency is high. In addition, the friction film and electrode film of the friction power generation unit are light, inexpensive, and can be manufactured in a simple structure, so the manufacturing efficiency is high, and the friction film is made of natural materials such as paper and leaves that can be easily adopted and used, making it easy even in an emergency It can be adopted so that the use efficiency can be increased.

Description

마찰발전 휴대용 전등{PORTABLE ELECTRIC LIGHT}Friction Power Portable Light{PORTABLE ELECTRIC LIGHT}

본 발명은 마찰발전 휴대용 전등에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 마찰 발전원리를 이용하여 전력을 충전하여 사용할 수 있어 전원 공급을 위한 장치가 없는 장소에서도 자가발전으로 점등할 수 있는 마찰발전 휴대용 전등에 관한 것이다. The present invention relates to a triboelectric portable lamp, and more particularly, to a triboelectric portable lamp that can be turned on by self-powered power even in a place where there is no device for power supply since electric power can be charged and used by using the friction power generation principle. will be.

일반적으로, 마찰 발전은 마찰에 의하여 발생하는 정전기 현상을 이용하여 에너지를 생산하는 것으로, 서로 다른 두 물체가 접촉한 후 분리되었을 때 발생하는 정전기에 의한 대전(帶電)차이로 에너지가 발생된다. 즉, 마찰 발전은, 대전 차이로 발생되는 전하를 이용하여 에너지를 생산하는 것으로, 우리 주변에 존재하는 다양한 미세 진동으로부터 발생된 소모적 역학적 에너지를 전기 에너지로 변환하여 사용할 수 있다. 따라서 마찰 발전은 장소나 날씨 등 환경적 요인에 상대적으로 무관한 신개념의 친환경 에너지 발전방법이라 할 수 있으며, 주변에 존재하는 미세진동이나, 사람의 움직임으로부터 발생된 기계적에너지를 이용할 수 있는 친환경에너지로 파급효과가 큰 기술로 평가된다. In general, frictional power generation generates energy by using an electrostatic phenomenon generated by friction, and energy is generated by a difference in charge by static electricity that occurs when two different objects come into contact and then are separated. In other words, frictional power generation generates energy by using electric charges generated by a charge difference, and can be used by converting consumed mechanical energy generated from various micro-vibrations around us into electrical energy. Therefore, frictional power generation is a new concept of eco-friendly energy generation method that is relatively irrelevant to environmental factors such as place or weather, and it is an eco-friendly energy that can use mechanical energy generated from micro-vibration or human movement. It is evaluated as a technology with great ripple effect.

한편, 휴대용 전등은, 낚시, 캠핑, 등산 등 야외활동 시 점등하여 사용하기 위한 것으로 다양한 활동에서 이용되고 있다. 하지만, 종래의 휴대용 전등은, 건전지를 이용하거나 전원 공급장치를 이용하여 사용 전에 미리 배터리를 충전함으로써 사용할 수 있다. 따라서, 내장된 건전지 또는 배터리를 모두 소진 할 시 사용이 불가하여, 주기적으로 건전지를 교체하거나 배터리를 충전정도를 확인해야 사용할 수 있다는 불편함이 있다. 더욱이 휴대용 전등을 야외활동에서 사용하던 중 건전지 또는 배터리가 소진되는 경우에는 전원공급장치가 없어 더 이상의 사용이 불가하여 사용효율이 저하된다.On the other hand, portable lamps are intended to be turned on and used during outdoor activities such as fishing, camping, and mountaineering, and are used in various activities. However, a conventional portable lamp can be used by charging the battery before use using a battery or a power supply device. Therefore, it is inconvenient that it cannot be used when the built-in batteries or all of the batteries are exhausted, so that the batteries must be periodically replaced or the degree of charging of the batteries must be checked. Moreover, if the battery or battery is exhausted while using the portable light in outdoor activities, there is no power supply and no further use is possible, resulting in reduced use efficiency.

종래의 휴대용 전등에 관한 기술로는 대한민국 공개특허 10-2005-0109118호가 개시되어 있다.As a technology related to a conventional portable lamp, Korean Patent Application Publication No. 10-2005-0109118 is disclosed.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위하여 창출된 것으로, 전원 공급장치가 없어도 자체적으로 전력을 생산할 수 있어 사용효율이 높은 마찰발전 휴대용 전등을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been created in order to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a friction-powered portable lamp having high usage efficiency since it can generate power on its own without a power supply device.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 마찰발전 휴대용 전등은 내부에 공간이 형성되어 배터리가 구비되는 본체; 일측이 상기 본체의 외주면에 결합되고 상기 본체의 진동에 의하여 타측이 왕복이동하는 마찰필름과, 일측이 상기 본체의 외주면에 결합되고 상기 마찰필름의 이동에 의하여 대전되는 전극필름을 포함하고, 상기 배터리와 연결되는 복수개의 마찰발전부; 및 상기 본체의 일측에 배치되며 상기 배터리와 전기적으로 연결되어 상기 마찰발전부에 의하여 충전된 상기 배터리에 의하여 발광하는 발광부를 포함하고, 상기 마찰발전부는 상기 마찰필름과 상기 전극필름의 일측에 구비되고, 선택적으로 양단을 분리결합시키도록 구성되어 상기 본체에 상기 마찰필름과 상기 전극필름을 고정시키는 오링고정부를 더 포함한다.The triboelectric portable lamp according to the present invention for achieving the above object comprises: a body having a space formed therein and a battery; One side is coupled to the outer circumferential surface of the main body and the other side reciprocates due to vibration of the main body, and one side is coupled to the outer circumferential surface of the main body and includes an electrode film charged by the movement of the friction film, and the battery A plurality of frictional generating units connected to; And a light emitting part disposed on one side of the main body and electrically connected to the battery to emit light by the battery charged by the friction generating part, wherein the friction generating part is provided on one side of the friction film and the electrode film, It further comprises an O-ring fixing part configured to selectively separate and couple both ends to fix the friction film and the electrode film to the main body.

여기서 상기 마찰필름은, 테프론(PTFE), 폴리메타크릴산 메틸(PMMA) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하는 합성폴리머, 종이 또는, 식물의 잎으로 구성되는 것이 바람직하다.Here, the friction film is preferably composed of a synthetic polymer containing Teflon (PTFE), polymethyl methacrylate (PMMA) or polyethylene terephthalate (PET), paper, or plant leaves.

또한 상기 전극필름은, 플라스틱소재로 형성된 기판의 외측면에 카본 나노튜브를 코팅한 것으로 구성될 수 있다.In addition, the electrode film may be formed by coating carbon nanotubes on the outer surface of a substrate formed of a plastic material.

또한 상기 마찰발전부와 상기 배터리는, 정류회로에 의하여 병렬연결되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the friction generator and the battery are connected in parallel by a rectifier circuit.

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또한 상기 마찰발전 휴대용 전등은, 상기 본체의 타측에 구비되고, 상기 배터리와 전기적으로 연결되어 상기 마찰발전부에 의하여 충전된 상기 배터리의 전력을 외부로 출력하는 USB단자를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the triboelectric portable light may further include a USB terminal provided on the other side of the main body and electrically connected to the battery to output power of the battery charged by the triboelectric power unit to the outside.

또한 상기 배터리와, 상기 마찰발전부, 상기 발광부, 또는 상기 USB단자를 선택적으로 연결시키는 스위치를 더 포함할 수 있다.In addition, it may further include a switch for selectively connecting the battery, the friction generating unit, the light emitting unit, or the USB terminal.

본 발명에 따른 마찰발전 휴대용 전등에 의하면, 본체를 흔들어 마찰발전부의 마찰필름과 전극필름이 접촉-분리가 반복되도록 왕복이동시켜 마찰전기를 생산함으로써, 간단한 방법으로 배터리 충전이 가능하여 전원공급 장치가 없는 야외활동 중에 배터리가 소진될 시 자가발전으로 충전시켜 사용할 수 있어 사용효율이 높다. According to the triboelectric portable light according to the present invention, by shaking the main body to produce triboelectric electricity by reciprocating the friction film of the friction generating unit and the electrode film to repeat contact-separation, the battery can be charged by a simple method, so that the power supply device is When the battery runs out during no outdoor activities, it can be recharged with self-powered power, so the use efficiency is high.

또한 마찰발전부의 마찰필름 및 전극필름이 가볍고 저렴하며 간단한 구조로 제작가능하여 제조효율이 높으며, 마찰필름이 쉽게 채택하여 사용할 수 있는 종이, 나뭇잎과 같은 천연 소재로 구성되어 고장나게되는 긴급상황에서도 용이하게 채용가능하여 사용효율이 증대될 수 있다.In addition, the friction film and electrode film of the friction power generation unit are light, inexpensive, and can be manufactured in a simple structure, so the manufacturing efficiency is high, and the friction film is made of natural materials such as paper and leaves that can be easily adopted and used, making it easy even in emergency situations where failure occurs. It can be adopted so that the use efficiency can be increased.

그리고 오링고정부의 양단이 선택적으로 분리결합가능하도로 구성되어, 마찰필름과 전극필름을 본체로부터 쉽게 교체가능하다.And it is configured so that both ends of the O-ring fixing portion can be selectively separated and coupled, so that the friction film and the electrode film can be easily replaced from the main body.

더불어, USB단자를 통하여 전자기기를 연결시켜 배터리의 전력을 사용할 수 있도록 구성되어 전등 이외에 선풍기, 휴대폰 충전 등과 같이 다양한 용도로 사용가능하다.In addition, since it is configured to use the power of the battery by connecting electronic devices through the USB terminal, it can be used for various purposes such as electric fans and mobile phone charging.

도 1은, 본 발명의 일실시예에 따른 마찰발전 휴대용 전등의 사시도,
도 2 및 도 3은, 도 1의 마찰발전 휴대용 전등의 마찰발전부를 본체에 감은 상태를 도시한 사시도,
도 4는, 도 1의 마찰발전 휴대용 전등의 마찰발전부의 마찰발전과정을 개략적으로 도시한 구성도,
도 5는, 도 1의 마찰발전 휴대용 전등의 마찰발전부를 이용하여 실험한 배터리의 충전시간 및 전압을 나타내는 그래프,
도 6은, 도 1의 마찰발전 휴대용 전등의 오링고정부와 마찰발전부를 도시한 측면도,
도 7은, 도 1의 마찰발전 휴대용 전등의 연결구조를 도시한 회로도이다.1 is a perspective view of a portable triboelectric lamp according to an embodiment of the present invention,
2 and 3 are perspective views showing a state in which the friction generating part of the friction generating portable lamp of FIG. 1 is wound around a main body;
FIG. 4 is a schematic diagram showing a frictional power generation process of a friction power generation unit of the friction power portable light fixture of FIG. 1;
FIG. 5 is a graph showing the charging time and voltage of the battery tested using the friction generator of the portable lamp of FIG. 1;
6 is a side view showing an O-ring fixing portion and a friction generating portion of the friction-powered portable lamp of FIG. 1;
FIG. 7 is a circuit diagram showing a connection structure of the tribological power portable lamp of FIG. 1.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as being limited to their usual or dictionary meanings, and the inventors appropriately explain the concept of terms in order to explain their own invention in the best way. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all the technical ideas of the present invention, so at the time of application, they are equivalent to It should be understood that there may be variations.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 마찰발전 휴대용 전등(10)은 전원공급이 없는 야외활동 장소에서도 마찰전기를 이용하여 전력을 충전함으로써 점등이 가능한 휴대용 전등에 관한 것으로, 본체(100), 복수개의 마찰발전부(200), 발광부(300), USB단자(400), 스위치(500)를 포함한다.1 to 7, the friction-generated portable lamp 10 according to an embodiment of the present invention relates to a portable lamp that can be turned on by charging power using triboelectric electricity even in outdoor activities where there is no power supply, It includes a main body 100, a plurality of friction generators 200, a light emitting unit 300, a USB terminal 400, and a switch 500.

상기 본체(100)는 내부에 공간이 형성되어 내부 공간에 배터리(110)가 구비된다. 상기 본체(100)는 원통형상으로 형성되며, 대략 지름이 4(cm), 길이가 12 (cm)인 정도의 크기로 형성되어 휴대가 간편하도록 구성되는 것이 바람직하다. 상기 본체(100)는 사용자가 파지하여 흔들 수 있도록 구성된 것으로, 사용자는 상기 본체(100)를 상하 또는 좌우로 움직여 후술(後述) 할 복수개의 마찰발전부(200)를 이동시킬 수 있다. 상기 본체(100)는 플라스틱소재로 형성되는 것이 바람직하다.The body 100 has a space formed therein, and the battery 110 is provided in the internal space. The main body 100 is formed in a cylindrical shape, and is formed to have a size of approximately 4 (cm) in diameter and 12 (cm) in length, and is preferably configured to be portable. The main body 100 is configured to be gripped and shaken by the user, and the user may move the main body 100 up and down or left and right to move a plurality of friction generators 200 to be described later. It is preferable that the body 100 is formed of a plastic material.

상기 배터리(110)는 상기 본체(100)의 내부공간에 장착되며, 상기 복수개의 마찰발전부(200)의 이동에 의하여 전력이 충전될 수 있다. 상기 배터리(110)는 리튬배터리(Lithium battery)로 40m(Wh)의 용량을 가지는 것이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 본체(100)의 크기 또는 사용용도에 따라 용량을 적절하게 변경하여 적용할 수 있을 것이다.The battery 110 is mounted in the inner space of the main body 100, and electric power may be charged by the movement of the plurality of friction generators 200. The battery 110 is a lithium battery and preferably has a capacity of 40m (Wh), but is not limited thereto, and the capacity is appropriately changed according to the size or purpose of use of the main body 100. I will be able to do it.

도 4를 참조하면 상기 복수개의 마찰발전부(200)는 마찰전기를 발생시키기 위한 구성으로, 마찰전기를 발생시켜 상기 배터리(110)에 전력을 충전시킨다. 따라서 상기 복수개의 마찰발전부(200)는 상기 배터리(110)와 연결되며, 상기 본체(100)의 외주면에 구비된다. 상기 마찰발전부(200)는 복수개가 구비되며, 일측이 상기 본체(100)의 외주면에 선택적으로 고정될 수 있다. 상기 마찰발전부(200)는 마찰필름(210), 전극필름(220), 오링고정부(230)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4, the plurality of triboelectric generators 200 are configured to generate triboelectric, and generate triboelectric to charge electric power to the battery 110. Accordingly, the plurality of friction generators 200 are connected to the battery 110 and are provided on the outer circumferential surface of the main body 100. A plurality of friction generators 200 may be provided, and one side may be selectively fixed to the outer peripheral surface of the main body 100. The friction generator 200 may include a friction film 210, an electrode film 220, and an O-ring fixing part 230.

상기 마찰필름(210)은 일측이 상기 본체(100)의 외주면에 결합되고 상기 본체(100)의 진동에 의하여 타측이 왕복이동한다. 즉 상기 마찰필름(210)은 일측이 고정되어 사용자가 본체(100)를 파지하여 흔들게 되면 타측이 이동함으로써 후술(後述) 할 전극필름(220)과 마찰된다. 따라서 상기 마찰필름(210)은 타측이 왕복이동함으로써, 상기 전극필름(220)과 상기 마찰필름(210) 사이의 접촉-분리에 의하여 마찰대전을 발생시킬 수 있다. 이때 상기 마찰필름(210)은 음의 전하(-)가 대전되된다. 상기 마찰필름(210)은, 테프론(PTFE), 폴리메타크릴산 메틸(PMMA) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하는 합성폴리머, 종이 또는, 식물의 잎으로 구성된다. 따라서 상기 마찰필름(210)은 저렴하고, 쉽게 채택하여 사용할 수 있는 천연 소재로 형성되어 사용효율이 향상될 수 있다. 더욱이 나뭇잎과 같은 식물의 잎은, 잎이 완전하게 마르기 전에는 언제든지 사용이 가능하여 긴급상황에서도 재료를 쉽게 구할 수 있다는 장점이 있다.One side of the friction film 210 is coupled to the outer circumferential surface of the main body 100 and the other side reciprocates due to the vibration of the main body 100. That is, when one side of the friction film 210 is fixed and the user grips and shakes the body 100, the other side moves to rub against the electrode film 220, which will be described later. Accordingly, the other side of the friction film 210 reciprocates, and thus frictional charge may be generated by contact-separation between the electrode film 220 and the friction film 210. At this time, the friction film 210 is charged with a negative charge (-). The friction film 210 is composed of a synthetic polymer containing Teflon (PTFE), polymethyl methacrylate (PMMA) or polyethylene terephthalate (PET), paper, or plant leaves. Therefore, the friction film 210 is inexpensive, and is formed of a natural material that can be easily adopted and used, so that use efficiency can be improved. Moreover, the leaves of plants such as leaves can be used at any time until the leaves are completely dry, so materials can be easily obtained even in emergency situations.

상기 전극필름(220)은 일측이 상기 본체(100)의 외주면에 결합되고 상기 본체(100)의 진동에 의하여 타측이 왕복이동한다. 즉 상기 전극필름(220)은 상기 본체(100)의 진동에 의하여 상기 마찰필름(210)과 함께 이동함으로써 상기 마찰필름(210)과 접촉-분리되어 마찰대전될 수 있다. 부연하면 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 전극필름(220)과 상기 마찰필름(210)이 접촉-분리를 반복(도 4의 (a)(b)(c)(d)를 반복)함으로써, 대전열에 의하여 상기 마찰필름(210)는 음의 전하(-)로 대전되고, 상기 전극필름(220)는 양의 전하(+)로 대전되어 마찰전기가 발생될 수 있다. 즉 상기 전극필름(220)과 상기 마찰필름(210)이 접촉한 후, 분리되어 멀어짐으로써 전하가 이동하여 전류가 발생될 수 있으며, 상기 마찰필름(210)은 부도체로서 음의 전하(-)의 이동은 없고, 상기 전극필름(220)의 양의 전하(+)가 이동함으로써 상기 배터리(110)에 전력이 충전될 수 있다. 한편 상기 전극필름(220)은, 플라스틱(PET, PC)소재로 형성된 기판(221)의 외측면에 카본 나노튜브(222)를 코팅하여 구성되는 것이 바람직하며, 상기 카본 나노튜브(222)는 스프레이를 이용하여 코팅할 수 있다. 상기 전극필름(220)은 저렴하고 유연한 소재로 형성되어 오랜 부딪힘에도 깨지지 않고 사용가능하여 사용효율이 높다. 상기 전극필름(220)의 소재를 상기 카본나노튜브(222)에 한정하는 것은 아니며, 금이 코팅된 폴리이미드(PI) 필름 등으로 적절하게 변경하여 적용가능할 것이다. One side of the electrode film 220 is coupled to the outer circumferential surface of the main body 100 and the other side reciprocates due to the vibration of the main body 100. That is, the electrode film 220 may be frictionally charged by being contact-separated from the friction film 210 by moving together with the friction film 210 by vibration of the body 100. Incidentally, as shown in Fig. 4, the electrode film 220 and the friction film 210 repeat contact-separation (repeating (a) (b) (c) (d) of Fig. 4), The friction film 210 is charged with a negative charge (-) by charging heat, and the electrode film 220 is charged with a positive charge (+) to generate triboelectricity. That is, after the electrode film 220 and the friction film 210 come into contact, the electric charge may move and generate a current by being separated and separated from each other, and the friction film 210 is a non-conductor and has a negative charge (-). There is no movement, and power may be charged to the battery 110 by moving the positive charge (+) of the electrode film 220. Meanwhile, the electrode film 220 is preferably formed by coating a carbon nanotube 222 on the outer surface of a substrate 221 formed of a plastic (PET, PC) material, and the carbon nanotube 222 is sprayed. It can be coated using. The electrode film 220 is formed of an inexpensive and flexible material so that it can be used without being broken even when it is bumped for a long time, so that the use efficiency is high. The material of the electrode film 220 is not limited to the carbon nanotubes 222, and may be appropriately changed to a gold-coated polyimide (PI) film.

한편 상기 복수개의 마찰발전부(200)와 상기 배터리(110)는, 정류회로(111)에 의하여 병렬연결되는 것이 바람직하다. 즉 상기 복수개의 마찰발전부(200)에서 발생한 교류의 전압 및 전류가 상기 정류회로(111)에 의하여 직류로 변환되고, 정류된 직류가 상기 배터리(110)에 전달되어 상기 배터리(110)에 전력이 충전될 수 있다. 상기 복수개의 마찰발전부(200)와 상기 배터리(110)가 병렬연결됨으로써, 상기 복수개의 마찰발전부(200) 중 어느 하나가 고장남에도 상기 배터리(110)에 충전이 가능하여 파손에 대한 대응이 용이하다. 또한 상기 복수개의 마찰발전부(200)는 유연한 소재로 형성되어, 사용하지 않을 경우에는 상기 본체(100)의 외측둘레를 따라 감아 고정시키도록 구성되어 보관하기에 용이하며 휴대가 간편하도록 구성된다.Meanwhile, it is preferable that the plurality of friction generators 200 and the battery 110 are connected in parallel by a rectifier circuit 111. That is, the voltage and current of the alternating current generated by the plurality of friction generators 200 are converted to direct current by the rectifying circuit 111, and the rectified direct current is transmitted to the battery 110 to provide power to the battery 110. Can be charged. As the plurality of friction generators 200 and the battery 110 are connected in parallel, it is possible to charge the battery 110 even if any one of the plurality of friction generators 200 fails to respond to damage. This is easy. In addition, the plurality of friction generating units 200 are formed of a flexible material, and when not in use, they are configured to be wound and fixed along the outer circumference of the main body 100 so that they are easy to store and easy to carry.

도 6을 참조하면 상기 오링고정부(230)는 상기 마찰필름(210)과 상기 전극필름(220)을 상기 본체(100)에 고정시키기 위한 것으로, 상기 본체(100)의 일측에 구비된다. 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 오링고정부(230)는 양단을 선택적으로 분리결합시키도록 구성되어 상기 오링고정부(230)의 양단을 결합시켜 상기 본체(100)에 상기 마찰필름(210)과 상기 전극필름(220)을 고정시킬 수 있으며, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 오링고정부(230)의 양단을 분리시켜 상기 본체(100)에서 상기 마찰필름(210)과 상기 전극필름(220)을 이탈시킬 수 있다. 즉, 상기 오링고정부(230)에 의하여 상기 상기 마찰필름(210)과 상기 전극필름(220)의 교체 및 결합이 용이하여 사용효율이 증대될 수 있다.Referring to FIG. 6, the O-ring fixing part 230 is for fixing the friction film 210 and the electrode film 220 to the main body 100 and is provided on one side of the main body 100. As shown in (a) of Figure 6, the O-ring fixing part 230 is configured to selectively separate and couple both ends, so that the friction between the two ends of the O-ring fixing part 230 is coupled to the main body 100 The film 210 and the electrode film 220 may be fixed, and as shown in FIG. 6(b), both ends of the O-ring fixing part 230 are separated from the main body 100 to the friction film. 210 and the electrode film 220 may be separated. That is, the friction film 210 and the electrode film 220 can be easily replaced and combined by the O-ring fixing unit 230, thereby increasing use efficiency.

상기 발광부(300)는 복수개의 LED(Light emitting diode)로 구성되어 발광한다. 상기 발광부(300)는 상기 본체(100)의 일측에 배치되며 상기 배터리(110)와 전기적으로 연결되어 상기 마찰발전부(200)에 의하여 충전된 상기 배터리(110)에 의하여 발광할 수 있다. 상기 발광부(300)는 40m(Wh)의 리튬 배터리(110)를 이용할 경우, LED 1개는 약 4시간, 5개는 약 1시간, 그리고 10개는 약 30분 동안 발광가능하다.The light emitting unit 300 is composed of a plurality of light emitting diodes (LEDs) to emit light. The light emitting part 300 is disposed on one side of the main body 100 and is electrically connected to the battery 110 to emit light by the battery 110 charged by the friction generator 200. When the light-emitting unit 300 uses the 40m (Wh) lithium battery 110, one LED can emit light for about 4 hours, 5 for about 1 hour, and 10 for about 30 minutes.

상기 USB단자(400)는 상기 배터리(110)와 전기적으로 연결되어 상기 마찰발전부(200)에 의하여 충전된 상기 배터리(110)의 전력을 외부로 출력하기 위한 것으로, 상기 본체(100)의 타측에 구비된다. 즉 상기 USB단자(400)는 손선풍기, 휴대폰 등과 같이 전력이 필요한 다양한 전자기기를 연결시킬 수 있으며, 연결된 전자기기는 상기 배터리(110)의 전력을 이용하여 구동가능하다. 한편 40m(Wh)의 리튬 배터리(110)를 이용할 경우 상기 USB단자(400)에 연결시킨 손선풍기는 약 20분동안 작동가능하다.The USB terminal 400 is electrically connected to the battery 110 to output power of the battery 110 charged by the friction generator 200 to the outside, and the other side of the main body 100 It is equipped with. That is, the USB terminal 400 can connect various electronic devices that require power, such as a hand fan and a mobile phone, and the connected electronic devices can be driven using the power of the battery 110. Meanwhile, when using the 40m (Wh) lithium battery 110, the hand fan connected to the USB terminal 400 can operate for about 20 minutes.

상기 스위치(500)는 상기 마찰발전부(200), 상기 발광부(300), 또는 상기 USB단자(400)를 선택적으로 연결시키기 위한 것으로, 상기 배터리(110)와 연결되어 상기 배터리(110)를 상기 마찰발전부(200), 상기 발광부(300), 또는 상기 USB단자(400) 중 어느 하나로 선택적으로 연결시킨다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 스위치(500)를 이동시켜 A의 위치에 연결시키면 상기 배터리(110)와 상기 마찰발전부(200)가 연결되어, 상기 마찰발전부(200)를 이용하여 상기 배터리(110)를 충전시킬 수 있다. 또한 상기 스위치(500)를 이동시켜 B의 위치에 연결시키면 상기 배터리(110)와 상기 발광부(300)가 연결되어, 상기 배터리(110)에 충전된 전력을 이용하여 LED가 발광가능하다. 그리고 상기 스위치(500)를 이동시켜 C의 위치에 연결시키면 상기 배터리(110)와 상기 USB단자(400)가 연결되어, 상기 배터리(110)에 충전된 전력을 이용 상기 USB단자(400)에 연결된 전자기기에 전력을 출력시킬 수 있다. 따라서 상기 스위치(500)를 선택적으로 제어하여 상기 배터리(110)의 충전과 방전을 조절할 수 있으며, 용도에 따라 상기 발광부(300) 또는 USB단자(400)에 연결시켜 사용가능하여 상기 배터리(110)의 전력을 낭비하는 것을 방지할 수 있다.The switch 500 is for selectively connecting the friction generator 200, the light emitting unit 300, or the USB terminal 400, and is connected to the battery 110 to connect the battery 110. It is selectively connected to any one of the friction generator 200, the light emitting part 300, or the USB terminal 400. That is, as shown in FIG. 7, when the switch 500 is moved and connected to the position of A, the battery 110 and the friction generator 200 are connected, and the friction generator 200 is used. Thus, the battery 110 may be charged. In addition, when the switch 500 is moved and connected to the position B, the battery 110 and the light emitting unit 300 are connected, so that the LED can emit light using the electric power charged in the battery 110. And when the switch 500 is moved and connected to the position C, the battery 110 and the USB terminal 400 are connected, and the power charged in the battery 110 is used to connect the USB terminal 400. It can output power to electronic devices. Therefore, it is possible to selectively control the switch 500 to control charging and discharging of the battery 110, and it can be used by connecting to the light emitting unit 300 or the USB terminal 400 depending on the purpose. ) Can be prevented from wasting power.

한편 도 5는, 상기 마찰발전 휴대용 전등(10)의 마찰발전부(200)를 이용하여 실험한 배터리(110)의 충전 시간 및 전압을 나타내는 그래프이다. 상기 도 5의 실험은, 40m(Wh)의 리튬 배터리(110)를 사용하였으며, 약 4(Hz)의 진동수로 진폭 5(cm)로 본체(100)를 흔들어 실험하였다. 상기 도 5를 참조하면, 상기 배터리(110)는 약 85분 후에 3.57(V)까지 충전이 되는 것을 확인할 수 있다. 또한 3.57(V)가 충전된 상기 배터리(110)를 상기 발광부(300)에 연결시켰을 경우, 약 1시간 동안 발광되어 상기 배터리(110)가 방전되는 것을 확인 할 수 있다. Meanwhile, FIG. 5 is a graph showing the charging time and voltage of the battery 110 tested by using the friction generator 200 of the triboelectric portable lamp 10. In the experiment of FIG. 5, a lithium battery 110 of 40 m (Wh) was used, and the body 100 was shaken with an amplitude of 5 (cm) at a frequency of about 4 (Hz). Referring to FIG. 5, it can be seen that the battery 110 is charged to 3.57 (V) after about 85 minutes. In addition, when the battery 110 charged with 3.57 (V) is connected to the light emitting unit 300, it can be confirmed that the battery 110 is discharged by emitting light for about 1 hour.

본 발명에 따른 마찰발전 휴대용 전등에 의하면, 본체를 흔들어 마찰발전부의 마찰필름과 전극필름이 접촉-분리가 반복되도록 왕복이동시켜 마찰전기를 생산함으로써, 간단한 방법으로 배터리 충전이 가능하여 전원공급 장치가 없는 야외활동 중에 배터리가 소진될 시 자가발전으로 충전시켜 사용할 수 있어 사용효율이 높다. According to the triboelectric portable light according to the present invention, by shaking the main body to produce triboelectric electricity by reciprocating the friction film of the friction generating unit and the electrode film to repeat contact-separation, the battery can be charged by a simple method, so that the power supply device is When the battery runs out during no outdoor activities, it can be recharged with self-powered power, so the use efficiency is high.

또한 마찰발전부의 마찰필름 및 전극필름이 가볍고 저렴하며 간단한 구조로 제작가능하여 제조효율이 높으며, 마찰필름이 쉽게 채택하여 사용할 수 있는 종이, 나뭇잎과 같은 천연 소재로 구성되어 고장나게되는 긴급상황에서도 용이하게 채용가능하여 사용효율이 증대될 수 있다.In addition, the friction film and electrode film of the friction power generation unit are light, inexpensive, and can be manufactured in a simple structure, so the manufacturing efficiency is high, and the friction film is made of natural materials such as paper and leaves that can be easily adopted and used, making it easy even in an emergency It can be adopted so that the use efficiency can be increased.

그리고 오링고정부의 양단이 선택적으로 분리결합가능하도로 구성되어, 마찰필름과 전극필름을 본체로부터 쉽게 교체가능하다.And it is configured so that both ends of the O-ring fixing portion can be selectively separated and coupled, so that the friction film and the electrode film can be easily replaced from the main body.

더불어, USB단자를 통하여 전자기기를 연결시켜 배터리의 전력을 사용할 수 있도록 구성되어 전등 이외에 선풍기, 휴대폰 충전 등과 같이 다양한 용도로 사용가능하다.In addition, since it is configured to use the power of the battery by connecting electronic devices through the USB terminal, it can be used for various purposes such as electric fans and mobile phone charging.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely exemplary, and those of ordinary skill in the art will appreciate that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

10 : 마찰발전 휴대용 전등 100 : 본체
110 : 배터리 111 : 정류회로
200 : 마찰발전부 210 : 마찰필름
220 : 전극필름 221 : 기판
222 : 카본 나노튜브 230 : 오링고정부
300 : 발광부 400 : USB단자
500 : 스위치10: friction power portable light 100: main body
110: battery 111: rectifier circuit
200: friction generator 210: friction film
220: electrode film 221: substrate
222: carbon nanotube 230: O-ring government
300: light emitting part 400: USB terminal
500: switch

Claims (7)

내부에 공간이 형성되어 배터리가 구비되는 본체;
일측이 상기 본체의 외주면에 결합되고 상기 본체의 진동에 의하여 타측이 왕복이동하는 마찰필름과, 일측이 상기 본체의 외주면에 결합되고 상기 마찰필름의 이동에 의하여 대전되는 전극필름을 포함하고, 상기 배터리와 연결되는 복수개의 마찰발전부; 및
상기 본체의 일측에 배치되며 상기 배터리와 전기적으로 연결되어 상기 마찰발전부에 의하여 충전된 상기 배터리에 의하여 발광하는 발광부를 포함하고,
상기 마찰발전부는,
상기 마찰필름과 상기 전극필름의 일측에 구비되고, 선택적으로 양단을 분리결합시키도록 구성되어 상기 본체에 상기 마찰필름과 상기 전극필름을 고정시키는 오링고정부를 더 포함하는 마찰발전 휴대용 전등.A body with a battery formed therein;
One side is coupled to the outer circumferential surface of the main body and the other side reciprocates due to the vibration of the main body, and one side is coupled to the outer circumferential surface of the main body and includes an electrode film charged by the movement of the friction film, and the battery A plurality of frictional generating units connected to; And
A light emitting part disposed on one side of the main body and electrically connected to the battery to emit light by the battery charged by the frictional generator,
The friction generator,
The frictional power generation portable lamp further comprising an O-ring fixing part provided on one side of the friction film and the electrode film, and configured to selectively separate and couple both ends of the friction film and the electrode film. 청구항 1에 있어서,
상기 마찰필름은,
테프론(PTFE), 폴리메타크릴산 메틸(PMMA) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하는 합성폴리머, 종이 또는, 식물의 잎으로 구성되는 마찰발전 휴대용 전등.The method according to claim 1,
The friction film,
Teflon (PTFE), polymethyl methacrylate (PMMA) or a synthetic polymer containing polyethylene terephthalate (PET), a triboelectric portable light consisting of paper or plant leaves. 청구항 1에 있어서,
상기 전극필름은,
플라스틱소재로 형성된 기판의 외측면에 카본 나노튜브를 코팅한 마찰발전 휴대용 전등.The method according to claim 1,
The electrode film,
Tribological power portable lamps coated with carbon nanotubes on the outer surface of a plastic substrate. 청구항 1에 있어서,
상기 마찰발전부와 상기 배터리는,
정류회로에 의하여 병렬연결되는 마찰발전 휴대용 전등.The method according to claim 1,
The friction generator and the battery,
Tribological power portable lamps connected in parallel by a rectifier circuit. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 본체의 타측에 구비되고, 상기 배터리와 전기적으로 연결되어 상기 마찰발전부에 의하여 충전된 상기 배터리의 전력을 외부로 출력하는 USB단자를 더 포함하는 마찰발전 휴대용 전등.The method according to claim 1,
The triboelectric portable lamp further comprising a USB terminal provided on the other side of the main body and electrically connected to the battery to output power of the battery charged by the friction generator to the outside. 청구항 6에 있어서,
상기 배터리와,
상기 마찰발전부, 상기 발광부, 또는 상기 USB단자를 선택적으로 연결시키는 스위치를 더 포함하는 마찰발전 휴대용 전등.The method of claim 6,
With the battery,
The friction power generation portable lamp further comprising a switch selectively connecting the friction power generation unit, the light emitting unit, or the USB terminal.
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