KR101112492B1 - Generator using piezoelectric plement - Google Patents

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KR101112492B1 KR1020100036593A KR20100036593A KR101112492B1 KR 101112492 B1 KR101112492 B1 KR 101112492B1 KR 1020100036593 A KR1020100036593 A KR 1020100036593A KR 20100036593 A KR20100036593 A KR 20100036593A KR 101112492 B1 KR101112492 B1 KR 101112492B1
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Abstract

본 발명은 압전소자를 이용하여 전력을 효율적으로 생산하도록 구성한 압전소자를 이용한 발전기를 얻기 위한 것인 바,
바람이 부는 전방에 마찰을 줄이도록 돔커버와 회전날개와 방향키와 고정브라켓으로 구성되어 풍력에 의해 전력을 생산하는 발전기에 있어서, 회전날개의 축에 연결되어 방사형으로 배열된 다수개의 가압돌기가 구성된 회전체와, 상기 회전체의 외부면에 회전체의 가압돌기에 의해 가압이 순차적으로 반복하여 압전소자판에 가압되도록 배열된 압전소자뭉치; 상기 회전체와 압전소자뭉치를 포함한 압전소자발전부; 회전체에 의해 회전시 가압돌기이 순차적으로 압전소자판을 가압하여 발생되는 가압력과 복원력에서 발생되는 교류전원을 정류하고, 상기 정류된 전류를 병렬로 배열하여 전류모아 공급하는 전원조정부; 전원조정부의 전류를 충전지에 선택적하여 분배하도록 분배회로부와 충전지로 구성한 매우 유용한 발명인 것이다.The present invention is to obtain a generator using a piezoelectric element configured to efficiently produce power using a piezoelectric element,
In the generator to generate power by wind power, which is composed of a dome cover, a rotary blade, a direction key, and a fixed bracket to reduce friction on the windy front, a plurality of pressure protrusions connected to the axis of the rotary blade are arranged radially. A piezoelectric element bundle arranged to be repeatedly pressed by the pressing body of the rotating body on the outer surface of the rotating body by the pressing projection of the rotating body; A piezoelectric element power generation unit including the rotating body and a piezoelectric element bundle; A power adjusting unit for rectifying an AC power generated by the pressing force and the restoring force generated by pressing the piezoelectric element plate sequentially when the pressing protrusion rotates by the rotating body, and arranging the rectified currents in parallel to supply current; It is a very useful invention consisting of a distribution circuit unit and a rechargeable battery to selectively distribute the current of the power control unit to the rechargeable battery.

Description

압전소자를 이용한 발전기{Generator using piezoelectric plement}Generator using piezoelectric element {Generator using piezoelectric plement}

본 발명은 압전소자를 이용하여 전력을 효율적으로 생산하도록 구성한 압전소자를 이용한 발전기에 관한 것이다.
The present invention relates to a generator using a piezoelectric element configured to efficiently produce power using the piezoelectric element.

현재 전세계는 에너지 고갈의 현실에 직면하여 새로운 대체에너지의 개발과 에너지 순환시 효과적인 에너지보존을 위한 다양한 방식과 장치가 활발하게 개발되고 있는 실정이다. 현재는 중점 개발되고 있는 대체 에너지로서 태양광을 이용한 전압발생장치가 있는 바, 이는 태양광을 직접 수광하는 태양전지(Solar cell array)를 구성하고, 그 태양전지로부터 발생되는 전압을 균일하게 유지해주는 정전압회로를 매개로하여 축전지에 상기 태양전지로부터의 전압을 충전시켜 필요시 보조전원으로 사용할 수 있게 하고 있다.Currently, the world is actively developing various methods and devices for effective energy conservation in the development of new alternative energy and energy cycle in the face of the reality of energy depletion. Currently, there is a voltage generator using solar light as an alternative energy that is being developed, which forms a solar cell array that receives sunlight directly, and maintains a uniform voltage generated from the solar cell. A constant voltage circuit is used to charge the storage battery with the voltage from the solar cell so that it can be used as an auxiliary power source if necessary.

하지만, 태양전지는 그 가격이 고가인데다가 태양광을 집적시키는 기술의 성장이 아직 미비하여 주전원으로서는 사용되지 못하고 단지 보조적인 역할만을 수행하므로 아직은 실질적 실용화단계에 미치지 못하고 있다.However, since solar cells are expensive and the growth of technology for integrating solar light is still insufficient, they cannot be used as a main power source and only play an auxiliary role.

또한 태양광을 이용한 에너지 생성장치외에 조력과 풍력, 수력발전으로 인한 에너지 생성장치가 있는 바, 이는 그 자연조건이 적합한 지역에서만 보조전원으로 사용하는 것이 가능한 에너지이며, 그로 인한 발생전압 또한 기대치에 미치지 못하고 초기시설투자 비용이 막대하여 가히 일반적이라고 할 수 없다.In addition, there are energy generating devices by tidal power, wind power, and hydro power generation in addition to solar energy generating devices, which can be used as auxiliary power only in regions where natural conditions are suitable, and the resulting voltage also does not meet expectations. In addition, the cost of initial facility investment is enormous, which is not common.

이러한 문제를 해결하기 위한 대안으로 압전소자를 이용한 발전을 구성하였다. 일반적인 압전소자는 그 양단에 전압신호를 인가하게 되면 팽창 또는 수축되는 특성을 보이게 되는 바, 그러한 팽창/수축의 특성을 갖는 압전소자는 BT(BaTiO3)이라던지 PZT(Pb(Zr,Ti)O3) 등의 재료로 제조되는 경우 그 기계적 품질계수가 양호하여 부하의 변위를 위한 경우에 널리 사용되고 있다.As an alternative to solve this problem, a power generation using piezoelectric elements has been constructed. In general, piezoelectric elements show characteristics that expand or contract when a voltage signal is applied at both ends thereof. Piezoelectric elements having such expansion / contraction characteristics are BT (BaTiO3) or PZT (Pb (Zr, Ti) O3). If the material is made of such materials, the mechanical quality factor is good, it is widely used for the displacement of the load.

위와 같이 현재는 압전소자에 대한 다양한 기술이 개발되고, 그 효율을 높일 수 있는 기술까지도 한층 발전하고 있다.As described above, various technologies for piezoelectric elements are currently being developed, and even technologies for improving the efficiency thereof are further developed.

그러나 종래의 압전소자의 가장 큰 문제점은 연속적인 작용힘이 발생하여 압전소자에서 발생된 전원을 사용가능한 전원으로 사용할 수 있는 발전장치와 미소량의 전류를 충전할 수 없는 문제점이 있었다.
However, the biggest problem of the conventional piezoelectric element is a power generation device that can use the power generated in the piezoelectric element as a usable power source due to the continuous action force has a problem that can not charge a small amount of current.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 연속적으로 전원을 얻을 수 있으며, 사용전원으로 사용할 수 있는 압전소자를 이용한 발전기를 제공하는 있다.The problem to be solved of the present invention is to provide a power generator using a piezoelectric element that can be continuously used as a power source.

본 발명은 풍력발전기의 내부에 압전소자를 배열하여 순차적으로 회전체에 의해 충격을 연속적으로 가도록 구성하여 발생되는 에너지를 얻을 수 있는 압전소자를 이용한 발전기를 제공하는 데 있다.
The present invention is to provide a generator using a piezoelectric element that can obtain the energy generated by arranging the piezoelectric elements in the wind generator to be sequentially subjected to the impact by the rotor in sequence.

본 발명의 과제 해결 수단은 The problem solving means of the present invention

바람이 부는 전방에 마찰을 줄이도록 돔커버와 회전날개와 방향키와 고정브라켓으로 구성되어 풍력에 의해 전력을 생산하는 발전기에 있어서,In the generator to generate electric power by wind, consisting of a dome cover, a rotor blade, a direction key and a fixing bracket to reduce friction in the windy front,

상기 회전날개의 축에 연결되어 방사형으로 배열된 다수개의 가압돌기가 구성된 회전체와, 상기 회전체의 외부면에 회전체의 가압돌기에 의해 가압이 순차적으로 반복하여 압전소자판에 가압되도록 배열된 압전소자뭉치; 상기 회전체와 압전소자뭉치를 포함한 압전소자발전부; 상기 회전체에 의해 회전시 가압돌기가 순차적으로 압전소자판을 가압하여 발생되는 가압력과 복원력에서 발생되는 교류전원을 정류하고, 상기 정류된 전류를 병렬로 배열하여 전류모아 공급하는 전원조정부; 상기 전원조정부의 전류를 충전지에 선택적하여 분배하도록 분배회로부와 충전지로 구성하여 달성하였다.
The rotating body is composed of a plurality of pressing projections arranged in a radially connected to the axis of the rotary blade, and the pressure is repeatedly arranged by the pressing projection of the rotating body on the outer surface of the rotating body to be sequentially pressed to the piezoelectric element plate Piezoelectric element bundle; A piezoelectric element power generation unit including the rotating body and a piezoelectric element bundle; A power adjusting unit for rectifying an AC power generated by the pressing force and the restoring force generated by pressing the piezoelectric element plate sequentially during rotation by the rotating body, and arranging the rectified currents in parallel to supply current; The distribution circuit unit and the rechargeable battery are configured to selectively distribute current to the rechargeable battery.

본 발명에 의하면 압전소자가 코일을 대신하게 되므로 무게를 줄이거나 제작비용을 줄일 수 있는 뛰어난 효과가 있다.According to the present invention, since the piezoelectric element replaces the coil, there is an excellent effect of reducing the weight or manufacturing cost.

태양전지판, 가로등, 지붕, 건물, 구조물 등에 설치가 편리하고, 탈부착이 편리한 매우 유용한 발명인 것이다.
Solar panels, street lights, roofs, buildings, structures, etc. It is a very useful invention that is convenient to install and detachable.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예의 압전소자를 이용한 발전기를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 압전소자를 이용한 발전 및 그 충전시스템을 도시한 상태도.
도 3은 본 발명의 압전소자를 이용한 발전기의 충전시스템을 도시한 회로도.
도 4는 본 발명의 압전소자 발전부를 도시한 상태도.
도 5는 본 발명의 압전소자 발전부의 내부 작동상태도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예의 롤러 가압돌기를 도시한 상태도.
도 7은 도 6의 발전기부를 도시한 사시도.
도 8은 본 발명의 압전소자를 이용한 발전기를 태양전지패널에 배열한 상태도.
도 9는 본 발명의 압전소자를 이용한 압전소자발전부와 풍력발전기를 동시에 구성한 상태도.
도 10은 본 발명의 압전소자를 이용한 발전기를 자동차에 구성한 사용상태도.1 is a perspective view showing a generator using a piezoelectric element of a preferred embodiment of the present invention.
2 is a state diagram showing a power generation using the piezoelectric element of the present invention and a charging system thereof.
3 is a circuit diagram showing a charging system of a generator using the piezoelectric element of the present invention.
Figure 4 is a state diagram showing the piezoelectric element power generation portion of the present invention.
Figure 5 is an internal operating state of the piezoelectric element power generation unit of the present invention.
Figure 6 is a state diagram showing the roller pressing projection of another embodiment of the present invention.
7 is a perspective view illustrating the generator of FIG. 6.
8 is a state in which a generator using the piezoelectric element of the present invention is arranged on a solar cell panel.
9 is a state in which the piezoelectric element power generation unit and the wind power generator using the piezoelectric element of the present invention simultaneously configured.
10 is a use state diagram of a generator using a piezoelectric element of the present invention in a vehicle.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 압전소자를 이용한 발전기를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a generator using a piezoelectric element of a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 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. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 여기서, 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.The terms or words used in this specification and claims are not to be construed as limiting in their usual or dictionary meanings, and the inventors may properly define the concept of terms in order to best explain their invention in the best way possible. It should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations. Here, like reference numerals in the drawings denote like elements.

압전소자에 대하여 티탄산납(PbTiO3)을 함유하고 있는 압전 세라믹 조성물이 인지되어 있다. 티탄산납을 함유하고 있는 압전 세라믹 조성물은 유전율이 낮고 입자의 크기가 작기 때문에, 고주파 영역에 사용하는 것이 적합하다. 또한, 큰 압전 이방성(anisotropy)에 의해 부공진을 억압하는 성능, 높은 퀴리점(Curie point)에 의해 고온에 대한 내열성 등의 우수한 특성을 가지고 있다. 그러므로, 고주파 영역에서 사용되는 필터, 진동자 등의 분야에 티탄산납을 함유하고 있는 압전 세라믹 조성물의 사용이 요구되고 있다. 그러나, 티탄산납을 함유하고 있는 압전 세라믹은, 소결의 어려움으로 인해 기계적 강도가 큰 조밀한 소결체를 얻는 것이 어렵고, 여기에 더하여 분극이 어렵다는 단점이 있다. 이 문제점을 해결하기 위해서, (PbTiO3)의 Pb를 부분적으로 La로 치환하고, MnCO3 등의 Mn 화합물을 첨가하여 얻어진 티탄산납을 함유하고 있는 압전 세라믹 조성물이 사용되고 있다. 이 압전 세라믹은 소결성이 양호하고 고온의 고전계의 조건에서 분극처리가 가능하다는 특성을 가지고 있다.Piezoelectric ceramic compositions containing lead titanate (PbTiO3) for piezoelectric elements are known. Since the piezoelectric ceramic composition containing lead titanate has a low dielectric constant and a small particle size, it is suitable for use in the high frequency region. In addition, it has excellent characteristics such as the ability to suppress negative resonance due to large piezoelectric anisotropy and heat resistance to high temperature due to a high Curie point. Therefore, use of piezoelectric ceramic compositions containing lead titanate is required in fields such as filters and vibrators used in the high frequency range. However, piezoelectric ceramics containing lead titanate have a disadvantage in that it is difficult to obtain a compact sintered body having high mechanical strength due to difficulty in sintering, and in addition, polarization is difficult. In order to solve this problem, a piezoelectric ceramic composition containing lead titanate obtained by partially replacing Pb of (PbTiO3) with La and adding Mn compounds such as MnCO3 is used. This piezoelectric ceramic has a characteristic of having good sintering property and polarization treatment under high temperature and high electric field conditions.

그러나, 이 압전 세라믹이 공진 주파수의 온도 계수가 양호하지 못하고, 이 세라믹을 필터 또는 진동자 등에 사용하는 경우, 통과 주파수 또는 발진 주파수가 온도에 따라 급격하게 변화한다. 그러므로, 고정밀도가 요구되는 필터 또는 진동자에는 티탄산납을 함유하고 있는 압전소자 등이 개발되어 있다.However, this piezoelectric ceramic has a poor temperature coefficient of resonant frequency, and when this ceramic is used for a filter, a vibrator or the like, the pass frequency or oscillation frequency changes abruptly with temperature. Therefore, piezoelectric elements or the like containing lead titanate have been developed for filters or vibrators requiring high precision.

또한 종래의 공진 주파수의 온도 안정성이 우수하고, 필터, 진동자 등의 용도에 적합한 티탄산납을 함유하고 있는 압전소자를 개발하고 있다.In addition, piezoelectric elements having excellent temperature stability of conventional resonant frequencies and containing lead titanate suitable for applications such as filters and vibrators have been developed.

본 발명의 압전소자는 다양한 재질의 압전소자를 포함하는 것으로 코팅되거나 세라믹을 코팅한 압전소자를 모두 포함한다.The piezoelectric element of the present invention includes both piezoelectric elements coated with ceramic or coated with piezoelectric elements of various materials.

도 1 내지 도 7에 도시한 본 발명의 바람직한 실시예는 회전날개(200)와 축(210)과, 방향타(240)가 구성되어 풍력에 의해 전력을 생산하는 발전기에 있어서, 바람이 부는 전방에 마찰을 줄이도록 돔커버(220)와 회전날개(200)와, 상기 회전날개의 축에 연결되어 방사형으로 배열된 다수개의 가압돌기(260)이 구성된 회전체(270)를 구성하였다.In a preferred embodiment of the present invention shown in Figures 1 to 7 is a rotary wing 200, the shaft 210, the rudder 240 is configured to produce power by wind power, in front of the wind blowing In order to reduce the friction, the dome cover 220, the rotary blades 200, and a rotating body 270 including a plurality of radially arranged pressing protrusions 260 connected to the axis of the rotary blades were configured.

상기 회전체(270)의 외부면에 회전체에 수직방향으로 방사형으로 배열되어 회전되는 가압돌기(260)에 의해 타격압력을 받도록 압전소자판(250)이 배열된 압전소자뭉치(280)를 포함한 압전소자발전부(290)를 구성하였다.It includes a piezoelectric element bundle 280, the piezoelectric element plate 250 is arranged on the outer surface of the rotating body 270 to receive the impact pressure by the pressing protrusion 260 is arranged radially in a direction perpendicular to the rotating body. The piezoelectric element generator 290 was configured.

상기 압전소자발전부(290)는 다수개가 배열된 회전체와 압전소자를 배열한 압전소자뭉치로 구성된다.The piezoelectric element generator 290 includes a piezoelectric element bundle in which a plurality of rotating bodies and piezoelectric elements are arranged.

압전소자판(250)를 연속적으로 가압돌기(260)가 가압시 발생되는 충격과 복원력에서 발생되는 교류 또는 직류전원을 정류하고, 상기 정류된 전류를 병렬로 배열하여 전류를 모아 공급하는 전원조정부(150)를 구성하였다.A power control unit for rectifying the AC or DC power generated from the impact and the restoring force generated when the pressing protrusion 260 is continuously pressurizing the piezoelectric element plate 250, and arranges the rectified currents in parallel to collect and supply the currents. 150).

상기 전원조정부(150)의 전류를 충전지에 선택적으로 분배하도록 분배회로부와 충전지로 구성된다.The distribution circuit unit and the rechargeable battery are configured to selectively distribute the current of the power adjusting unit 150 to the rechargeable battery.

본 발명은 태양에너지만으로의 전기생산은 기상의 변화와 낮과 밤이라는 자연의 섭리에 의한 지속적인 에너지를 창출하기 어려운 문제점이 있으므로, 이에 자연환경에서 얻을 수 있는 무공해 에너지를 얻을 수 있는 방안을 구성하여 태양전지판 발전소와, 풍력발전소, 가정, 산업용, 전기의 공급이 어려운 산악지역, 섬 등에 효율적으로 사용할 수 있도록 구성하였다.The present invention has a problem that it is difficult to create a continuous energy due to the change of weather and the providence of nature such as day and night because the electricity production by the solar energy alone, thereby constructing a way to obtain pollution-free energy that can be obtained in the natural environment It is designed to be used efficiently for solar panel power plants, wind power plants, homes, industries, and mountain areas and islands where it is difficult to supply electricity.

또한, 본 발명은 태양전지패널로의 적용을 통하여 현재 햇빛 만을 받아 전기를 생산하는 태양전지패널의 전기생산 능력을 압전소자를 포함하는 풍력발전기의 적용을 통하여 풍력을 통한 추가적인 전기생산이 가능하게 함으로써, 태양광과 바람을 이용하여 전기를 동시에 생산할 수 있는 태양전지패널을 구성할 수 있게 하고 있다.In addition, the present invention is to enable the additional production of electricity through the wind through the application of a wind power generator including a piezoelectric element of the electrical production capacity of the solar panel currently producing electricity by receiving only sunlight through the application to the solar panel In addition, solar panels can be used to produce electricity simultaneously using sunlight and wind.

도 2에 도시한 바와 같이 바람의 저항을 최소화하기 위해 회전날개의 전방에는 돔커버(220)를 구성하고, 상기 회전날개에는 축(210)이 연결되어 구성하였다. 상기 축에는 압전소자발전부(290)를 구성하여 풍력에너지를 전기에너지로 발전이 이루어지도록 구성하였다.As shown in Figure 2 in order to minimize the resistance of the wind in front of the rotary blades dome cover 220, the shaft 210 is connected to the rotary blades. A piezoelectric element generator 290 is configured on the shaft to generate wind energy as electrical energy.

압전소자발전부(290)는 축(210)에 의해 바람이 회전되며 다수개의 가압돌기(260)이 배열된 회전체(270)와 상기 회전체 외부면에 방사형으로 압전소자판(250)이 다수 개 배열된 압전소자뭉치부(280)를 구성하였다. The piezoelectric element generator 290 has a plurality of piezoelectric element plates 250 radially formed on the outer surface of the rotating body 270 and the rotating body 270, the wind is rotated by the shaft 210 and the plurality of pressing projections 260 are arranged. Piezoelectric element bundle portion 280 arranged in a row was configured.

상기 회전체는 가압돌기를 방사형으로 구성하여 회전하면서 가압돌기가 압전소자판을 타격함으로서 발생되는 전류를 얻도록 구성하였다.The rotating body is configured to obtain a current generated by the pressing projection hitting the piezoelectric element plate while rotating the pressing projection radially.

압전소자뭉치부(280)는 도 4, 5와 같이 회전체(270)를 중심으로 방사형으로 배열된 구조로 가압돌기(260)이 고정되어 있다.The piezoelectric element bundle part 280 has a pressing protrusion 260 fixed in a radially arranged structure around the rotating body 270 as shown in FIGS. 4 and 5.

상기 회전체(270)와 가압돌기의 배열은 회전체가 회전시 가압돌기이 압전소자판을 타격시에 회전력이 줄어들게 됨으로서 회전시 부하가 많이 걸리지 않도록 회전체의 가압돌기과 압전소자판을 배열을 서로 달리하였다.The arrangement of the rotating body 270 and the pressing protrusion is different from the arrangement of the pressing protrusion and the piezoelectric element plate of the rotating body so that the rotational force is reduced when the pressing protrusion hits the piezoelectric element plate when the rotating body is rotated so that the load is not large. It was.

먼저, 도 3에 도시한 본 발명의 압전소자의 연속적인 전류를 모으기 위한 장치를 구현하고, 충전지에 충전시에 충전지를 선택하여 배분하도록 분배회로부(130)를 더 구성하였다.First, to implement a device for collecting the continuous current of the piezoelectric element of the present invention shown in Figure 3, and further configured to the distribution circuit 130 to select and distribute the rechargeable battery at the time of charging.

전원조정부(150)는 압전소자판의 전면 또는 후면, 전후방면에 탄성판(360)을 부착하여 탄성력을 갖도록 구성하여 회전체의 가압돌기에 의해 외력을 받을 때 발생하는 충격파 형태는 압전소자의 탄성변형과 복원으로 발생하는 반대극성의 전압을 브릿지 다이오드(100)를 구성하여 모든 압전소자판(250)에서 발생하는 교류 및 직류전압을 정류하도록 하였다. 상기 정류된 전류를 병렬로 모으도록 구성한 집적회로를 구성하여, 임펄스 형태의 전류를 축전지에 축전하기 위해 저항(120)과 콘덴서(110)를 이용한 충전지로부(140)를 구성한 특징이 있다.The power adjustment unit 150 is configured to have an elastic force by attaching the elastic plate 360 to the front or rear, front and rear surfaces of the piezoelectric element plate so that the shock wave form generated when the external force is applied by the pressing protrusion of the rotating body is the elasticity of the piezoelectric element. The voltage of the opposite polarity generated by the deformation and restoration is configured to bridge the diode 100 to rectify the AC and DC voltage generated in all the piezoelectric element plates (250). An integrated circuit configured to collect the rectified currents in parallel has a feature of configuring a rechargeable battery unit 140 using a resistor 120 and a condenser 110 to store an impulse-type current in a storage battery.

도 5에 도시한 바와 같이 회전체의 제1가압돌기(260-1)이 제1압전소자판(250-1)에 가압을 줄 경우, 제 2가압돌기(260-2)은 제2압전소자판(250-2)에 가압을 기다리도록 구성되고, 기다리는 각도는 25도로 이루어진다. 다음 제 3가압돌기(260-3)은 제 3압전소자판(250-3)에 가압을 기다리도록 구성되고, 각도는 50도로 이루어진다. 이때 제 4가압돌기(260-4)은 제 4압전소자판(250-4)을 가압하기 위해 기다리도록 구성되고, 각도는 75도로 이루어진다. 다음 제 1가압돌기은 제 1압전소자판을 타격을 기다리도록 됨으로서 순차적으로 가압이 이루어지도록 구성된다. 이때 4개의 가압돌기와 4개의 압전소자판의 배열은 각각 25도 간격으로 배열하도록 구성하였다. 이는, 본 발명에 있어서 하나의 실시예에 불과할 뿐이며, 더 많은 수의 압전소자판의 배치가 가능하며, 그 회전체의 외부 형태는 다양한 모습으로 연출될 수 있도록 구성되며, 결국 압전소자를 이용하는 풍력발전의 기본적 발명의 원리를 적시하고 있다. As shown in FIG. 5, when the first pressing protrusion 260-1 of the rotating body pressurizes the first piezoelectric element plate 250-1, the second pressing protrusion 260-2 is connected to the second piezoelectric element. The plate 250-2 is configured to wait for pressurization, and the waiting angle is 25 degrees. Next, the third pressing protrusion 260-3 is configured to wait for pressurization on the third piezoelectric element plate 250-3, and has an angle of 50 degrees. In this case, the fourth pressing protrusion 260-4 is configured to wait to pressurize the fourth piezoelectric element plate 250-4, and the angle is 75 degrees. Next, the first pressing protrusion is configured to sequentially pressurize by waiting to hit the first piezoelectric element plate. At this time, the arrangement of the four pressing projections and the four piezoelectric element plates were configured to be arranged at intervals of 25 degrees each. This is only one embodiment in the present invention, it is possible to arrange a larger number of piezoelectric element plates, the outer shape of the rotating body is configured to be produced in a variety of appearances, in the end, the wind power using the piezoelectric element The principle of the basic invention of development is indicated.

상기 압전소자발전부(290)는 바람에 의해 발전이 이루어지므로 바람의 방향에 따라 회전되도록 하부에는 받침대가 구성되고 베어링(230)이 내장되어 회전이 원활히 이루어지도록 구성하였다.Since the piezoelectric element generator 290 is generated by the wind, a pedestal is formed at the lower portion to rotate in accordance with the direction of the wind, and the bearing 230 is built in to smoothly rotate.

회전날개를 구성하고 있는 축과 압전소자발전부와는 베어링(230)이 구성되어 축이 회전시에 마찰을 적게 받도록 구성하였다.The bearing constituting the shaft and the piezoelectric element power generation unit constituting the rotary blade was configured to receive less friction when the shaft rotates.

상기 받침대의 하부에는 축지지대(160)를 구성하고, 상기 축지지대의 저면에는 태양전지판넬의 지지대, 가로등 상판 및 기둥 등에 고정이 쉽게 고정브라켓(180)을 구성하였다. 고정브라켓(180)은 고정볼트(170)와 고정너트(190)를 구성하여 쉽게 빠지거나 흔들리지 않도록 구성하였다.The bottom of the pedestal constitutes the shaft support 160, the bottom of the shaft support has a fixing bracket 180 is easily fixed to the support of the solar panel, the street lamp top plate and the pillar. The fixing bracket 180 is configured so that the fixing bolt 170 and the fixing nut 190 easily fall out or shake.

본 발명의 다른 실시예의 도 6과 도 7에 도시한 압전소자를 이용한 풍력발전기는 바람이 부는 전방에 마찰을 줄이도록 돔커버와 회전날개와 방향키와 고정브라켓으로 구성되어 풍력에 의해 전력을 생산하는 발전기에 있어서,The wind power generator using the piezoelectric elements shown in FIGS. 6 and 7 of another embodiment of the present invention is composed of a dome cover, a rotary wing, a direction key, and a fixing bracket to reduce the friction on the windy front to generate power by wind power. In the generator,

회전날개의 축에 연결되어 회전되는 회전체(270)와, 상기 회전체의 외부면에 압전소자판을 배열한 압전소자뭉치(280-1)와, 상기 회전체와 압전소자뭉치를 포함한 압전소자발전부(290)를 구성하였다.A piezoelectric element including a rotating body 270 connected to a shaft of a rotating blade, a piezoelectric element bundle 280-1 in which a piezoelectric element plate is arranged on an outer surface of the rotating body, and a piezoelectric element bundle. The power generation unit 290 was configured.

상기 압전소자발전부(290)는 회전날개의 축에 연결되어 방사형으로 배열된 다수개의 롤러 가압돌기(260-5)가 구성된 회전체(270)와, 상기 회전체의 외부면에 회전체의 가압돌기에 의해 가압이 순차적으로 반복하여 압전소자판(250-5)에 가압되도록 압전소자뭉치(280-1)의 내부면 배열되고, 가압시 원상복원력을 갖도록 압전소자판(250-5)과 압전소자뭉치(280-5)의 사이에 탄성체(350)를 구성하였다.The piezoelectric element generator 290 is connected to the axis of the rotary blades and the rotary body 270 is composed of a plurality of roller pressing projections (260-5) arranged in a radial manner, the pressing of the rotating body on the outer surface of the rotating body The inner surface of the piezoelectric element bundle 280-1 is arranged to press the piezoelectric element plate 250-5 repeatedly by pressing to sequentially press the piezoelectric element plate 250-5 and the piezoelectric element to have a circular restoring force. An elastic body 350 was configured between the device bundles 280-5.

회전체(270)가 회전시 롤러 가압돌기(260-5)가 연속적으로 압전소자판(250-5)을 가압하면서 회전되도록 하였다.When the rotating body 270 rotates, the roller pressing protrusion 260-5 continuously rotates while pressing the piezoelectric element plate 250-5.

상기와 같이 롤러가압돌기가 가압하면서 회전시 압전소자판은 가압후 탄성체(350)에 의해 원상복원이 되도록 구성하였다.As described above, the piezoelectric element plate during rotation while pressing the roller pressing protrusion was configured to be restored to its original shape by the elastic body 350 after pressing.

상기와 같이 롤러 가압돌기가 가압을 압전소자에 연속적으로 반복함으로서, 압전소자에 전류가 발생되어 사용할 수 전원으로 저장되도록 하였다. 상기와 같이 발생된 전압을 브릿지 다이오드(100)를 구성하여 모든 압전소자판(250)에서 발생하는 교류 및 직류전압을 정류하도록 하였다. 상기 정류된 전류를 병렬로 모으도록 구성한 집적회로를 구성하여, 임펄스 형태의 전류를 축전지에 축전하기 위해 저항(120)과 콘덴서(110)를 이용한 충전지로부(140)를 충전되도록 구성한 특징이 있다.As described above, the roller pressing projection continuously presses the piezoelectric element, so that a current is generated in the piezoelectric element and stored as a usable power source. The voltage generated as described above constitutes the bridge diode 100 to rectify the AC and DC voltage generated in all the piezoelectric element plates 250. By configuring the integrated circuit configured to collect the rectified current in parallel, there is a feature configured to charge the charging unit 140 using the resistor 120 and the capacitor 110 in order to accumulate the impulse-type current in the storage battery. .

도 8에 도시한 본 발명은 태양열전지판의 상부 고정판(300)에 다수개의 발전장치를 배열하여 압전소자를 이용한 발전과 태양광을 이용한 발전을 동시에 할 수 있도록 배열한 일실시예이다. 또한 본 발명의 발전기를 태양발전장치의 판넬을 포함한 고정형과 도 10에 도시한 바와 같이 자동차(500)의 전면에 고정판(300)을 구성하고 상기 고정판에 회전날개(200)를 구성한 압전소자발전부(290)를 구성한 특징이 있다. 상기와 같이 이동하는 속도를 이용하여 회전동력을 바람으로 얻을 수 있는 자동차, 배, 자전거, 모터사이클 등 이동하는 운행형 중에 설치가 가능함은 본 발명의 권리에 전부 포함됨을 알 수 있다.The present invention shown in FIG. 8 is an embodiment in which a plurality of power generating devices are arranged on the upper fixing plate 300 of the solar cell panel so that power generation using piezoelectric elements and power generation using solar light are simultaneously performed. In addition, the generator of the present invention is a fixed type including a panel of the solar power generation device and a piezoelectric element power generation unit comprising a fixed plate 300 on the front of the vehicle 500 and a rotary blade 200 on the fixed plate as shown in FIG. There is a feature that constitutes 290. It can be seen that the installation can be performed in a moving type such as a car, a ship, a bicycle, a motorcycle, and the like, which can obtain rotational power by wind using the moving speed as described above, and it can be seen that all of the rights of the present invention are included.

도 9에 도시한 본 발명은 압전소자를 이용한 압전소자발전부(290)와 풍력발전기(340)를 동시에 구성하여 회전날개에 연결된 축에 두 개의 발전장치를 구성하여 발전이 이루어지도록 구성하였다.In the present invention shown in FIG. 9, the piezoelectric element generator 290 and the wind power generator 340 using the piezoelectric element are configured at the same time to configure two power generation apparatuses on the shaft connected to the rotary blades.

풍력으로 발생되는 풍력발전기와 압전소자를 이용한 발전기를 두 개 배열하여 구성한 특징이 있다.It is characterized by the configuration of two generators using a wind power generator and a piezoelectric element generated by the wind.

100 : 브릿지정류회로 110 : 콘덴서
120 : 저압조정저항 130 : 분배회로부
140 : 충전지 150 : 전원조정부
160 : 축지지대 170 : 고정볼트
180 : 고정브라켓 190 : 고정너트
200 : 회전날개 210 : 축
220 : 돔커버 230 : 베어링
240 : 방향타 250 : 압전소자판
260 : 가압돌기 270 : 회전체
280 : 압전소자뭉치 290 : 압전소자발전부
300 : 고정판 350 : 탄성체100: bridge rectifier circuit 110: capacitor
120: low voltage regulating resistor 130: distribution circuit
140: rechargeable battery 150: power control unit
160: shaft support 170: fixing bolt
180: fixing bracket 190: fixing nut
200: rotor blade 210: axis
220: dome cover 230: bearing
240: rudder 250: piezoelectric element plate
260: pressing projection 270: rotating body
280: piezoelectric element bundle 290: piezoelectric element power generation unit
300: fixed plate 350: elastic body

Claims (8)

바람이 부는 전방에 마찰을 줄이도록 돔커버와 회전날개와 방향키와 고정브라켓으로 구성되어 풍력에 의해 전력을 생산하는 발전기에 있어서,
상기 회전날개의 축에 연결되어 방사형으로 배열된 다수개의 가압돌기가 구성된 회전체와, 상기 회전체의 외부면에 회전체의 가압돌기에 의해 가압이 순차적으로 반복하여 압전소자판에 가압되도록 배열된 압전소자뭉치; 상기 회전체와 압전소자뭉치를 포함한 압전소자발전부;
상기 회전체에 의해 회전시 가압돌기가 순차적으로 압전소자판을 가압하여 발생되는 가압력과 복원력에서 발생되는 교류 또는 직류 전원을 정류하고, 상기 정류된 전류를 병렬로 배열하여 전류모아 공급하는 전원조정부;
상기 전원조정부의 전류를 충전지에 선택적하여 분배하도록 분배회로부와 충전지로 구성된 것을 특징으로 하는 압전소자를 이용한 발전기.
In the generator to generate electric power by wind, consisting of a dome cover, a rotor blade, a direction key and a fixing bracket to reduce friction in the windy front,
The rotating body is composed of a plurality of pressing projections arranged in a radially connected to the axis of the rotary blade, and the pressure is repeatedly arranged by the pressing projection of the rotating body on the outer surface of the rotating body to be sequentially pressed to the piezoelectric element plate Piezoelectric element bundle; A piezoelectric element power generation unit including the rotating body and a piezoelectric element bundle;
A power adjusting unit for rectifying an AC or DC power generated by the pressing force and the restoring force generated by sequentially pressing the piezoelectric element plate during rotation by the rotating body, and arranging the rectified currents in parallel to supply current;
A generator using a piezoelectric element, characterized in that consisting of a distribution circuit unit and a rechargeable battery to selectively distribute the current of the power control unit to the rechargeable battery.
제 1항에 있어서, 상기 압전소자발전부는
회전체에 방사형으로 돌출된 다수개의 가압돌기과, 상기 회전체의 수직방향으로 압전소자판이 배열되어 가압돌기과 맞물려지도록 구성하고, 상기 회전체가 회전시 가압돌기에 의해 압전소자판이 타격압력을 받도록 배열된 압전소자뭉치를 포함한 압전소자발전부로 구성된 것을 특징으로 하는 압전소자를 이용한 발전기.The method of claim 1, wherein the piezoelectric element power generation unit
A plurality of pressing protrusions radially protruding from the rotating body, and the piezoelectric element plates are arranged in the vertical direction of the rotating body so as to be engaged with the pressing protrusions, and the piezoelectric element plates are arranged to be hit by the pressing protrusion when the rotating body is rotated. Generator using a piezoelectric element, characterized in that consisting of a piezoelectric element generator including a piezoelectric element bundle. 삭제delete 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 압전소자판은
압전소자판의 전면 또는 후면 및 전방과 후방양면중에 어느 하나를 선택하여 탄성판을 부착하고, 상기 탄성판에 의해 압전소자의 탄력을 높이도록 구성한 것을 특징으로 하는 압전소자를 이용한 발전기.
The piezoelectric element plate according to claim 1 or 2, wherein
A generator using a piezoelectric element, characterized in that the elastic plate is attached by selecting any one of the front or rear and both front and rear surfaces of the piezoelectric element plate, thereby increasing the elasticity of the piezoelectric element by the elastic plate.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 압전소자발전부를 바람이 부는 방향으로 회전이 되도록 하부면에 베어링이 구성된 받침대와,
상기 받침대를 지지하도록 구성한 축지지대와, 상기 축지지대와 연결되어 고정판에 고정하기 위해 구성한 고정브라켓과 상기 브라켓이 회동가능하도록 축지지대의 끝단에 축지지봉과 상기 축지지봉을 수용할 수 있도록 구성한 봉하우징과, 상기 봉하우징에 축지지봉을 고정할 수 있도록 볼트로 구성한 것을 특징으로 하는 압전소자를 이용한 발전기.
The pedestal according to claim 1 or 2, further comprising a pedestal having a bearing formed on a lower surface thereof so that the piezoelectric element generator is rotated in a windy direction.
An axial support configured to support the pedestal, a fixed bracket configured to be connected to the axial support and fixed to the fixed plate, and a rod housing configured to accommodate the axial support rod and the axial support rod at the end of the axial support such that the bracket is rotatable. And, Generator using a piezoelectric element, characterized in that consisting of a bolt to secure the shaft support rod to the rod housing.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 발전기를 태양발전장치의 판넬을 포함한 고정형과 자동차, 배, 자전거, 모토사이클 이동하는 운행형 중에 하나를 선택하여 구성한 것을 특징으로 하는 압전소자를 이용한 발전기.
The generator using a piezoelectric element according to claim 1 or 2, wherein the generator is selected from a fixed type including a panel of a solar power generator and a driving type moving a car, a ship, a bicycle, and a motorcycle.
제 1항에 있어서,
상기 전원조정부는 압전소자판의 전면 또는 후면에 탄성판을 부착하여 탄성력을 갖도록 구성하여 회전체의 가압돌기에 의해 외력을 받을 때 발생하는 충격파 형태는 압전소자의 탄성변형과 복원으로 발생하는 반대극성의 전압을 브릿지 다이오드를 구성하여 모든 압전소자에서 발생하는 교류 또는 직류전압을 정류하고, 정류된 전류를 병렬로 모으도록 구성한 집전회로부와, 임펄스 형태의 전류를 축전지에 축전하기 위해 저항과 콘덴서를 이용한 충전지연회로부 구성된 것을 특징으로 하는 압전소자를 이용한 발전기. The method of claim 1,
The power adjusting unit is configured to have an elastic force by attaching an elastic plate to the front or rear surface of the piezoelectric element plate, so that the shock wave form generated when the external force is applied by the pressing protrusion of the rotating body has the opposite polarity generated by the elastic deformation and restoration of the piezoelectric element. The current collector circuit unit is configured to rectify the AC or DC voltage generated in all piezoelectric elements by forming a bridge diode, and collect the rectified currents in parallel, and a resistor and a capacitor to store an impulse-type current in the battery. Generator using a piezoelectric element, characterized in that the charge delay circuit unit. 제 1항에 있어서, 상기 회전날개의 축에 연결된 압전소자발전부를 전방에 구성하고, 후방에는 코일형 풍력발전기(340)를 동시에 구성하여 회전날개에 연결된 축에 두 개의 발전장치를 구성한 것을 특징으로 하는 압전소자를 이용한 발전기.The method of claim 1, wherein the piezoelectric element generator connected to the shaft of the rotary blade in the front, the coil wind turbine 340 is configured at the same time, the two generators on the shaft connected to the rotary blade is characterized in that Generator using a piezoelectric element.
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