KR101678834B1

KR101678834B1 - Triboelectric energy harvester using floating cylinder and operation method thereof

Info

Publication number: KR101678834B1
Application number: KR1020140088311A
Authority: KR
Inventors: 최양규; 설명록; 김대원; 이동일
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2014-07-14
Filing date: 2014-07-14
Publication date: 2016-11-25
Also published as: KR20160008682A

Abstract

부유 실린더를 이용하는 접촉 대전 발전기(triboelectric energy harvester)는 케이스; 및 상기 케이스 내부에 삽입되어 상하 진동을 하는 부유 실린더를 포함하고, 상기 케이스는 상기 케이스 내부에 형성되는 외부 전극을 포함하며, 상기 부유 실린더는 상기 부유 실린더 내부에 형성되는 내부 전극; 및 상기 부유 실린더 외부에 형성되어 상기 외부 전극과 슬라이딩 방식으로 마찰되는 내부 대전 물질을 포함한다.A triboelectric energy harvester using a floating cylinder comprises a case; And a floating cylinder inserted into the case and vibrating up and down, the case including an external electrode formed inside the case, the floating cylinder including an internal electrode formed inside the floating cylinder; And an internal charging material formed on the outside of the floating cylinder and frictionally sliding with the external electrode in a sliding manner.

Description

TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a contact charging electric generator using a floating cylinder, and a method of operating the contact charging electric generator.

본 발명은 부유 실린더를 이용하는 접촉 대전 발전기(triboelectric energy harvester) 및 그 동작 방법에 대한 기술로서, 보다 구체적으로, 케이스 내부에 삽입되는 부유 실린더가 상하 진동됨에 응답하여 유도 전류를 생성하는 기술에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a triboelectric energy harvester using a floating cylinder and a method of operating the same, and more particularly, to a technique for generating an induced current in response to an up-down vibration of a floating cylinder inserted into a case .

에너지 하베스팅(energy harvesting)은 주위 환경에서 사용되지 못하고 버려지는 에너지를 사용처가 높은 전기 에너지로 변환하는 기술이다. 따라서, 에너지 하베스팅은 에너지 변환 방식이 친환경적이고, 사용되지 못하는 에너지를 재활용 한다는 점에서 효율적이다. 특히, 사람의 움직임, 주위의 진동, 바람 또는 소리와 같은 운동 에너지는 양이 풍부하고 어디에서나 찾을 수 있기 때문에, 에너지 하베스팅에서 활용 가치가 높다. 이러한. 운동 에너지를 수확하기 위해, 전기적 방식, 전자기적 방식 또는 압전 방식 등이 사용되어 왔다.Energy harvesting is a technology that transforms abandoned energy into high electrical energy that is not used in the surrounding environment. Thus, energy harvesting is efficient in that the energy conversion method is environmentally friendly and recycles unused energy. Particularly, kinetic energy such as human motion, vibration of the surroundings, wind or sound is abundant and can be found everywhere, so it is highly useful in energy harvesting. Such. To harvest kinetic energy, electrical, electromagnetic or piezoelectric methods have been used.

구체적으로, 운동 에너지를 수확하기 위하여, 에너지 하베스팅에서는 접촉 대전 발전기를 이용한다. 접촉 대전 발전기는 서로 다른 두 대전 물질들을 포함함으로써, 서로 다른 두 대전 물질들이 서로 접촉할 때 생기는 표면 전하(정전기)를 이용하여 유도 전류를 발생시킬 수 있다. 이 때, 접촉 대전 발전기는 유도 전류를 발생시키는 방식으로 서로 다른 두 대전 물질들의 접촉 및 분리를 반복하는 접촉-분리 방식을 이용한다.Specifically, in order to harvest kinetic energy, a contact charging generator is used in energy harvesting. The contact charging generator includes two different charged materials so that the induced current can be generated by using surface charge (static electricity) generated when two different charged materials come into contact with each other. At this time, the contact charging generator uses a contact-separating method in which contact and separation of two different charged materials are repeated in a manner of generating an induced current.

그러나, 접촉-분리 방식을 이용하는 기존의 접촉 대전 발전기는 지속적인 동작을 위해서 스프링이나 스페이서 등의 별도의 장치가 구비되어야 하는 불편함이 있고, 접촉 및 분리 과정에서 순간적인 강한 충격이 발생되는 경우, 장치가 쉽게 손상되는 단점이 있다.However, existing contact charging generators using the contact-separation method have a disadvantage that separate devices such as springs and spacers must be provided for continuous operation, and when a momentary strong impact occurs in the contact and separation process, Which is easily damaged.

이에, 본 명세서에서는 유도 전류를 발생시키는 방식으로 슬라이딩 방식을 이용함으로써, 접촉 대전 발전기의 내구성을 개선하는 기술을 제안한다.
Thus, in the present specification, a technique of improving the durability of the contact charging electric generator by using a sliding method in a manner of generating an induced current is proposed.

본 발명의 실시예들은 유도 전류를 발생시키는 방식으로 슬라이딩 방식을 이용함으로써, 내구성이 개선된 접촉 대전 발전기 및 그 동작 방법을 제공한다.Embodiments of the present invention provide a contact charging generator with improved durability by using a sliding method in such a manner as to generate an induced current and a method of operating the same.

또한, 본 발명의 실시예들은 케이스 반발 장치 또는 실린더 반발 장치를 포함함으로써, 부유 실린더가 케이스 내부에서 상하 진동되도록 유도하는 접촉 대전 발전기 및 그 동작 방법을 제공한다.Further, embodiments of the present invention provide a contact charging power generator and a method of operating the same, which include a case repellent device or a cylinder repellent device to induce the floating cylinder to vibrate up and down in the case.

본 발명의 일실시예에 따른 부유 실린더를 이용하는 접촉 대전 발전기(triboelectric energy harvester)는 케이스; 및 상기 케이스 내부에 삽입되어 상하 진동을 하는 부유 실린더를 포함하고, 상기 케이스는 상기 케이스 내부에 형성되는 외부 전극을 포함하며, 상기 부유 실린더는 상기 부유 실린더 내부에 형성되는 내부 전극; 및 상기 부유 실린더 외부에 형성되어 상기 외부 전극과 슬라이딩 방식으로 마찰되는 내부 대전 물질을 포함한다.A triboelectric energy harvester using a floating cylinder according to an embodiment of the present invention includes a case; And a floating cylinder inserted into the case and vibrating up and down, the case including an external electrode formed inside the case, the floating cylinder including an internal electrode formed inside the floating cylinder; And an internal charging material formed on the outside of the floating cylinder and frictionally sliding with the external electrode in a sliding manner.

상기 케이스는 상기 케이스 내부에서 상기 부유 실린더의 상하 진동이 유도되도록 상기 케이스 내부의 상하 양끝에 형성되는 케이스 반발 장치를 더 포함할 수 있다.The case may further include a case rebound unit formed at upper and lower ends of the case so that the up-down vibration of the floating cylinder is induced in the case.

상기 부유 실린더는 상기 케이스 내부에서 상기 부유 실린더의 상하 진동이 유도되도록 상기 부유 실린더 외부의 상하 양끝에 형성되는 실린더 반발 장치를 더 포함할 수 있다.The floating cylinder may further include a cylinder resilience device formed at the upper and lower ends of the floating cylinder so that the up-down vibration of the floating cylinder is induced in the case.

상기 케이스는 상기 케이스 내부의 공기를 상기 케이스 외부로 배출하거나, 상기 케이스 외부의 공기를 상기 케이스 내부로 유입하는 통기 구멍을 더 포함할 수 있다.The case may further include a vent hole for discharging the air inside the case to the outside of the case or for introducing the air outside the case into the case.

본 발명의 다른 일실시예에 따른 부유 실린더를 이용하는 접촉 대전 발전기(triboelectric energy harvester)는 케이스; 및 상기 케이스 내부에 삽입되어 상하 진동을 하는 부유 실린더를 포함하고, 상기 케이스는 상기 케이스 내부에 형성되는 외부 전극; 및 상기 외부 전극의 표면에 형성되는 외부 대전 물질을 포함하며, 상기 부유 실린더는 상기 부유 실린더 외부로 노출되도록 형성되어 상기 외부 대전 물질과 슬라이딩 방식으로 마찰되는 내부 전극을 포함한다.A triboelectric energy harvester using a floating cylinder according to another embodiment of the present invention includes a case; And a floating cylinder inserted in the case and vibrating up and down, the case comprising: an external electrode formed inside the case; And an external charging material formed on a surface of the external electrode. The floating cylinder includes an internal electrode formed to be exposed to the outside of the floating cylinder and frictionally sliding with the external charging material in a sliding manner.

본 발명의 일실시예에 따른 부유 실린더를 이용하는 접촉 대전 발전기(triboelectric energy harvester)의 동작 방법은 케이스 및 상기 케이스 내부에 삽입되는 부유 실린더에 외력이 작용됨에 응답하여, 상기 부유 실린더를 상하 진동시키는 단계; 및 상기 부유 실린더가 상하 진동됨에 응답하여, 유도 전류를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 유도 전류를 생성하는 단계는 상기 케이스 내부에 형성되는 외부 전극과 상기 부유 실린더 외부에 형성되는 내부 대전 물질을 슬라이딩 방식으로 마찰하여, 상기 외부 전극 및 상기 부유 실린더 내부에 형성되는 내부 전극을 통하여 상기 유도 전류를 생성하는 단계이다.A method of operating a triboelectric energy harvester using a floating cylinder according to an embodiment of the present invention includes the steps of vibrating the floating cylinder up and down in response to an external force acting on the case and the floating cylinder inserted into the case ; And generating an induced current in response to the up-down vibration of the floating cylinder, wherein the step of generating the induced current includes sliding the outer electrode formed inside the case and the inner charged material formed outside the floating cylinder And generating the induction current through the external electrode and the internal electrode formed inside the floating cylinder.

상기 부유 실린더를 상하 진동시키는 단계는 상기 케이스 내부의 상하 양끝에 형성되는 케이스 반발 장치 또는 상기 부유 실린더 외부의 상하 양끝에 형성되는 실린더 반발 장치 중 적어도 어느 하나를 이용하여, 상기 케이스 내부에서 상기 부유 실린더의 상하 진동을 유도하는 단계를 포함할 수 있다.Wherein the step of vertically vibrating the floating cylinder comprises using at least one of a case rebounding device formed at the upper and lower ends of the case or a cylinder rebounding device formed at both ends of the floating cylinder outside the case, To thereby induce the up-and-down vibration.

상기 접촉 대전 발전기(triboelectric energy harvester)의 동작 방법은 상기 케이스에 포함되는 통기 구멍을 통하여 상기 케이스 내부의 공기를 상기 케이스 외부로 배출하거나, 상기 케이스 외부의 공기를 상기 케이스 내부로 유입하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method of operating the triboelectric energy harvester further includes the step of discharging the air inside the case to the outside of the case through a vent hole included in the case or introducing the air outside the case into the case .

본 발명의 다른 일실시예에 따른 부유 실린더를 이용하는 접촉 대전 발전기(triboelectric energy harvester)의 동작 방법은 케이스 및 상기 케이스 내부에 삽입되는 부유 실린더에 외력이 작용됨에 응답하여, 상기 부유 실린더를 상하 진동시키는 단계; 및 상기 부유 실린더가 상하 진동됨에 응답하여, 유도 전류를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 유도 전류를 생성하는 단계는 상기 케이스 내부에 형성되는 외부 전극의 표면에 형성되는 외부 대전 물질과 상기 부유 실린더 외부로 노출되도록 형성되는 내부 전극을 슬라이딩 방식으로 마찰하여, 상기 외부 전극 및 상기 내부 전극을 통하여 상기 유도 전류를 생성하는 단계이다.A method of operating a triboelectric energy harvester using a floating cylinder according to another embodiment of the present invention is characterized in that in response to an external force acting on a case and a floating cylinder inserted into the case, step; And generating an induction current in response to the floating cylinder being oscillated up and down, wherein the step of generating an induction current includes generating an induction current in response to an external charging material formed on a surface of an external electrode formed inside the case, The inner electrode formed to be exposed to the inner electrode is rubbed in a sliding manner to generate the induced current through the outer electrode and the inner electrode.

본 발명의 실시예들은 유도 전류를 발생시키는 방식으로 슬라이딩 방식을 이용함으로써, 내구성이 개선된 접촉 대전 발전기 및 그 동작 방법을 제공할 수 있다.Embodiments of the present invention can provide a contact charging power generator with improved durability and an operation method thereof by using a sliding method in a manner of generating an induced current.

또한, 본 발명의 실시예들은 케이스 반발 장치 또는 실린더 반발 장치를 포함함으로써, 부유 실린더가 케이스 내부에서 상하 진동되도록 유도하는 접촉 대전 발전기 및 그 동작 방법을 제공할 수 있다.
Further, embodiments of the present invention can provide a contact charging power generator and a method of operating the same, which include a case resilient device or a cylinder resilience device to induce the floating cylinder to vibrate up and down in the case.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 접촉 대전 발전기를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 케이스를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 부유 실린더를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 케이스를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 부유 실린더를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 접촉 대전 발전기의 동작을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 접촉 대전 발전기의 동작을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a contact charging power generator according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view illustrating a case according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a floating cylinder according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view illustrating a case according to another embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view illustrating a floating cylinder according to another embodiment of the present invention.
6 is a diagram showing the operation of the contact charging power generator according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram showing the operation of the contact charging power generator according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to or limited by the embodiments. In addition, the same reference numerals shown in the drawings denote the same members.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 접촉 대전 발전기를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a contact charging power generator according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 접촉 대전 발전기는 케이스(110) 및 케이스(110) 내부에 삽입되어 상하 진동을 하는 부유 실린더(120)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a contact charging power generator according to an embodiment of the present invention includes a case 110 and a floating cylinder 120 which is inserted into the case 110 and vibrates up and down.

케이스(110)는 케이스(110) 내부에 형성되는 외부 전극(111)을 포함한다. 여기서, 외부 전극(111)은 대전 물질의 역할을 수행할 수 있도록, 금속, 고전도율을 갖는 옥사이드 물질, 고전도율을 갖는 폴리머, 고전도율을 갖는 유기 물질, 고전도율을 갖는 유전체 물질 또는 전도성을 갖는 물질이 도핑된 반도체 물질 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 2를 참조하여 기재하기로 한다.The case 110 includes an external electrode 111 formed inside the case 110. Here, the external electrode 111 may be formed of a metal, an oxide material having a high conductivity, a polymer having a high conductivity, an organic material having a high conductivity, a dielectric material having a high conductivity, Or a semiconductor material doped with a material. A detailed description thereof will be described with reference to Fig.

이 때, 외부 전극(111)이 대전 물질의 역할을 수행하지 않는 경우, 케이스(110)는 외부 전극(111)과 구별되는 별도의 외부 대전 물질을 더 포함할 수 있다. 이러한 경우, 외부 대전 물질은 외부 전극(111)의 표면에 형성되어 부유 실린더(120)와 직접적으로 맞닿을 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 4를 참조하여 기재하기로 한다.In this case, when the external electrode 111 does not act as a charging material, the case 110 may further include a separate external charge material different from the external electrode 111. In this case, the external charged material may be formed on the surface of the external electrode 111 and directly abut the floating cylinder 120. A detailed description thereof will be described with reference to FIG.

또한, 케이스(110)는 케이스(110) 내부에서 부유 실린더(120)의 상하 진동이 유도되도록 케이스(110) 내부의 상하 양끝에 형성되는 케이스 반발 장치(112)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 케이스 반발 장치(112)는 자석, 용수철 또는 신축성 폴리머 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.The case 110 may further include a case resilience device 112 formed at upper and lower ends of the case 110 so as to induce vertical vibration of the floating cylinder 120 inside the case 110. Here, the case resilient device 112 may be formed of at least one of a magnet, a spring, and a stretchable polymer.

부유 실린더(120)는 부유 실린더(120) 내부에 형성되는 내부 전극(도면에는 도시되지 않음) 및 부유 실린더(120)의 외부에 형성되어 외부 전극(111)과 슬라이딩 방식으로 마찰되는 내부 대전 물질(121)을 포함한다. 여기서, 내부 전극은 금속, 고전도율을 갖는 옥사이드 물질, 또는 전도성을 갖는 물질이 도핑된 반도체 물질 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 또한, 내부 대전 물질(121)은 폴리머, 금속, 유기 물질 또는 유전체 물질 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 3을 참조하여 기재하기로 한다.The floating cylinder 120 includes internal electrodes (not shown in the figure) formed inside the floating cylinder 120 and internal charging materials (not shown) formed on the exterior of the floating cylinder 120 and frictionally sliding with the external electrodes 111 121). Here, the internal electrode may be formed of at least one of a metal, an oxide material having a high conductivity, or a semiconductor material doped with a conductive material. In addition, the internal charging material 121 may be formed of at least one of a polymer, a metal, an organic material, and a dielectric material. A detailed description thereof will be described with reference to Fig.

이 때, 부유 실린더(120)는 내부 전극 및 내부 대전 물질(121)을 별도의 구성 요소로 구분하여 포함하지 않고, 내부 전극이 대전 물질의 역할을 수행할 수 있도록 함으로써, 내부 전극만을 포함할 수도 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 5를 참조하여 기재하기로 한다.At this time, the floating cylinder 120 does not include the internal electrode and the internal charging material 121 as a separate component, but the internal electrode can serve as a charging material, have. A detailed description thereof will be described with reference to Fig.

또한, 부유 실린더(120)는 케이스(110) 내부에서 부유 실린더(120)의 상하 진동이 유도되도록 부유 실린더(120)의 외부의 상하 양끝에 형성되는 실린더 반발 장치(122)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 실린더 반발 장치(122)는 자석, 용수철 또는 신축성 폴리머 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.The floating cylinder 120 may further include a cylinder repelling device 122 formed at the upper and lower ends of the outside of the floating cylinder 120 so that the up-down vibration of the floating cylinder 120 is induced inside the case 110 . Here, the cylinder repulsion device 122 may be formed of at least one of a magnet, a spring, and a stretchable polymer.

이와 같은 구조를 갖는 접촉 대전 발전기는 부유 실린더(120)가 케이스(110) 내부에서 상하 진동되는 경우, 케이스(110) 내부에 형성되는 외부 전극(111)(케이스(110)가 대전 물질의 역할을 수행하는 외부 전극(111)을 포함하는 대신에, 별도의 외부 대전 물질을 포함하는 경우, 외부 대전 물질을 의미함)과 부유 실린더(120) 외부에 형성되는 내부 대전 물질(121)(부유 실린더(120)가 내부 대전 물질(121)을 포함하는 대신에, 대전 물질의 역할을 수행하는 내부 전극만을 포함하는 경우, 내부 전극을 의미함)을 슬라이딩 방식으로 스쳐 지나가듯 마찰함으로써, 외부 전극(111) 및 내부 전극을 통하여 유도 전류를 생성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 접촉 대전 발전기는 슬라이딩 방식을 이용함으로써, 접촉-분리 방식을 이용하는 기존의 접촉 대전 발전기에 비해 내구성이 개선될 수 있다.The contact charging power generator having such a structure has a structure in which when the floating cylinder 120 is vertically vibrated in the case 110, the external electrode 111 (the case 110) (Which includes a separate external charging material instead of including the external electrode 111 to be carried out) and the internal charging material 121 (floating cylinder (not shown) formed outside the floating cylinder 120 The outer electrode 111 and the outer electrode 111 are made of the same material as that of the outer electrode 111, And an internal electrode. Therefore, the contact charging power generator according to the embodiment of the present invention can improve the durability as compared with the conventional contact charging power generator using the contact-separation method by using the sliding method.

또한, 접촉 대전 발전기는 케이스 반발 장치(112) 또는 실린더 반발 장치(122) 중 적어도 어느 하나를 이용하여, 부유 실린더(120)가 반복적이고 지속적으로 상하 진동을 하게 함으로써, 작은 외력으로 공진(oscillation) 동작을 수행하여, 효율적으로 유도 전류를 생성할 수 있다.
Further, the contact charging electric generator oscillates repeatedly and continuously up and down by using at least one of the case resilient device 112 and the cylinder resilience device 122, Operation can be performed, and an induced current can be efficiently generated.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 케이스를 나타낸 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a case according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 케이스(210)는 케이스(210) 내부에 형성되는 외부 전극(211)을 포함할 수 있다. 여기서, 외부 전극(211)은 대전 물질의 역할을 수행할 수 있도록, 금속, 고전도율을 갖는 옥사이드 물질, 고전도율을 갖는 폴리머, 고전도율을 갖는 유기 물질, 고전도율을 갖는 유전체 물질 또는 전도성을 갖는 물질이 도핑된 반도체 물질 중 적어도 어느 하나로 형성되어, 부유 실린더가 케이스(210) 내부로 삽입되는 경우, 부유 실린더의 외부에 형성되는 내부 대전 물질(부유 실린더가 내부 대전 물질을 포함하는 대신에, 대전 물질의 역할을 수행하는 내부 전극만을 포함하는 경우, 내부 전극을 의미함)과 슬라이딩 방식으로 마찰될 수 있다.Referring to FIG. 2, the case 210 according to an embodiment of the present invention may include an external electrode 211 formed inside the case 210. Here, the external electrode 211 may be formed of a metal, an oxide material having a high conductivity, a polymer having a high conductivity, an organic material having a high conductivity, a dielectric material having a high conductivity, When the floating cylinder is inserted into the case 210, the internal charging material formed on the outside of the floating cylinder (the floating cylinder does not include the internal charging material, (Which means only the internal electrode that performs the role of the material).

또한, 케이스(210)는 케이스(210) 내부에서 부유 실린더의 상하 진동이 유도되도록 케이스(210) 내부의 상하 양끝에 형성되는 케이스 반발 장치(212)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 케이스 반발 장치(212)는 자석, 용수철 또는 신축성 폴리머 중 적어도 어느 하나로 형성되어, 외력에 의해 부유 실린더가 상하 진동하는 경우, 부유 실린더의 상하 진동을 지속적으로 유지할 수 있다.The case 210 may further include a case rebound unit 212 formed at upper and lower ends of the case 210 so as to induce vertical vibration of the floating cylinder inside the case 210. Here, the case resilient device 212 is formed of at least one of a magnet, a spring, and a stretchable polymer so that when the floating cylinder vibrates up and down by an external force, the up-down vibration of the floating cylinder can be continuously maintained.

또한, 케이스(210)는 케이스(210) 내부의 공기를 케이스(210) 외부로 배출하거나, 케이스(210) 외부의 공기를 케이스(210) 내부로 유입하는 통기 구멍(213)을 더 포함할 수 있다. 이 때, 통기 구멍(213)은 케이스(210)에 선택적으로 형성되어, 케이스(210) 내부의 공기 압력을 상압으로 유지할 수 있다. 도면에는 통기 구멍(213)의 개수가 두 개인 경우로 도시하였으나, 이에 제한되거나 한정되지 않고, 통기 구멍(213)은 아예 형성되지 않거나, 한 개 또는 세 개 이상의 복수 개일 수도 있다.
The case 210 may further include a vent hole 213 through which air inside the case 210 is discharged to the outside of the case 210 or air outside the case 210 flows into the case 210 have. At this time, the ventilation hole 213 is selectively formed in the case 210, so that the air pressure inside the case 210 can be maintained at normal pressure. Although the drawing shows the case where the number of the ventilation holes 213 is two, the ventilation holes 213 are not formed at all, or may be one or more than two.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 부유 실린더를 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a floating cylinder according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 부유 실린더(310)는 부유 실린더(310) 내부에 형성되는 내부 전극(311) 및 부유 실린더(310)의 외부에 형성되어 케이스의 외부 전극(케이스가 대전 물질의 역할을 수행하는 외부 전극을 포함하는 대신에, 별도의 외부 대전 물질을 포함하는 경우, 외부 대전 물질을 의미함)과 슬라이딩 방식으로 마찰되는 내부 대전 물질(312)을 포함할 수 있다. 여기서, 내부 전극(311)은 금속, 고전도율을 갖는 옥사이드 물질, 또는 전도성을 갖는 물질이 도핑된 반도체 물질 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 또한, 내부 대전 물질(312)은 폴리머, 금속, 유기 물질 또는 유전체 물질 중 적어도 어느 하나로 형성되어, 부유 실린더(310)가 케이스 내부로 삽입되는 경우, 케이스 내부에 형성되는 외부 전극(케이스가 대전 물질의 역할을 수행하는 외부 전극을 포함하는 대신에, 별도의 외부 대전 물질을 포함하는 경우, 외부 대전 물질을 의미함)과 슬라이딩 방식으로 마찰될 수 있다.3, the floating cylinder 310 according to an embodiment of the present invention is formed on the outside of the internal electrode 311 and the floating cylinder 310 formed inside the floating cylinder 310, (Which means an external charged material when the case contains a separate external charge material instead of including an external electrode serving as a charged material) have. Here, the internal electrode 311 may be formed of at least one of a metal, an oxide material having a high conductivity, or a semiconductor material doped with a conductive material. The inner charging member 312 may be formed of at least one of a polymer, a metal, an organic material, and a dielectric material. When the floating cylinder 310 is inserted into the case, (Which, in the case of including a separate external charge material, means an external charge, instead of including an external electrode that performs the role of the external electrode).

또한, 부유 실린더(310)는 케이스 내부에서 부유 실린더(310)의 상하 진동이 유도되도록 부유 실린더(310)의 외부의 상하 양끝에 형성되는 실린더 반발 장치(313)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 실린더 반발 장치(313)는 자석, 용수철 또는 신축성 폴리머 중 적어도 어느 하나로 형성되어, 외력에 의해 부유 실린더(310)가 상하 진동하는 경우, 부유 실린더(310)의 상하 진동을 지속적으로 유지할 수 있다.
The floating cylinder 310 may further include a cylinder resilience device 313 formed at the upper and lower ends of the floating cylinder 310 so as to induce vertical movement of the floating cylinder 310 inside the case. Here, the cylinder recoil device 313 is formed of at least one of a magnet, a spring, and a stretchable polymer so that the up-down vibration of the floating cylinder 310 can be continuously maintained when the floating cylinder 310 is vertically vibrated by an external force .

도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 케이스를 나타낸 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a case according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 케이스(410)는 케이스(410) 내부에 형성되는 외부 전극(411) 및 외부 전극(411)의 표면에 형성되는 외부 대전 물질(412)을 포함할 수 있다. 여기서, 외부 전극(411)은 금속, 고전도율을 갖는 옥사이드 물질, 또는 전도성을 갖는 물질이 도핑된 반도체 물질 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 또한, 외부 대전 물질(412)은 폴리머, 금속, 유기 물질 또는 유전체 물질 중 적어도 어느 하나로 형성되어, 부유 실린더가 케이스(410) 내부로 삽입되는 경우, 부유 실린더의 외부에 형성되는 내부 대전 물질(부유 실린더가 내부 대전 물질을 포함하는 대신에, 대전 물질의 역할을 수행하는 내부 전극만을 포함하는 경우, 내부 전극을 의미함)과 슬라이딩 방식으로 마찰될 수 있다.4, a case 410 according to another embodiment of the present invention includes an outer electrode 411 formed inside a case 410 and an outer charged material 412 formed on a surface of the outer electrode 411, . &Lt; / RTI > Here, the external electrode 411 may be formed of at least one of a metal, an oxide material having a high conductivity, or a semiconductor material doped with a conductive material. In addition, when the floating cylinder is inserted into the case 410, the external charging material 412 is formed of at least one of polymer, metal, organic material, or dielectric material, The cylinder may be frictionally sliding with the inner electrode when the cylinder contains only the inner electrode which serves as a charging material instead of the inner charging material).

또한, 케이스(410)는 케이스(410) 내부에서 부유 실린더의 상하 진동이 유도되도록 케이스(410) 내부의 상하 양끝에 형성되는 케이스 반발 장치(413)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 케이스 반발 장치(413)는 자석, 용수철 또는 신축성 폴리머 중 적어도 어느 하나로 형성되어, 외력에 의해 부유 실린더가 상하 진동하는 경우, 부유 실린더의 상하 진동을 지속적으로 유지할 수 있다.The case 410 may further include a case rebound unit 413 formed at the upper and lower ends of the inside of the case 410 so as to induce vertical vibration of the floating cylinder inside the case 410. Here, the case resilient device 413 is formed of at least one of a magnet, a spring, and a stretchable polymer, so that the up-down vibration of the floating cylinder can be continuously maintained when the floating cylinder vibrates up and down by an external force.

또한, 케이스(410)는 케이스(410) 내부의 공기를 케이스(410) 외부로 배출하거나, 케이스(410) 외부의 공기를 케이스(410) 내부로 유입하는 통기 구멍(414)을 더 포함할 수 있다. 이 때, 통기 구멍(414)은 케이스(410)에 선택적으로 형성되어, 케이스(410) 내부의 공기 압력을 상압으로 유지할 수 있다. 도면에는 통기 구멍(414)의 개수가 두 개인 경우로 도시하였으나, 이에 제한되거나 한정되지 않고, 통기 구멍(414)은 아예 형성되지 않거나, 한 개 또는 세 개 이상의 복수 개일 수도 있다.
The case 410 may further include a vent hole 414 for discharging the air inside the case 410 to the outside of the case 410 or for introducing the air outside the case 410 into the case 410 have. At this time, the ventilation hole 414 is selectively formed in the case 410, so that the air pressure inside the case 410 can be maintained at normal pressure. Although the drawing shows the case where the number of the ventilation holes 414 is two, the ventilation holes 414 are not formed at all, or may be one, or a plurality of three or more.

도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 부유 실린더를 나타낸 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating a floating cylinder according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 부유 실린더(510)는 부유 실린더(510) 외부로 노출되도록 형성되어 케이스의 외부 전극(케이스가 대전 물질의 역할을 수행하는 외부 전극을 포함하는 대신에, 별도의 외부 대전 물질을 포함하는 경우, 외부 대전 물질을 의미함)과 슬라이딩 방식으로 마찰되는 내부 전극(511)을 포함할 수 있다. 여기서, 내부 전극(511)은 대전 물질의 역할을 수행할 수 있도록, 금속, 고전도율을 갖는 옥사이드 물질, 고전도율을 갖는 폴리머, 고전도율을 갖는 유기 물질, 고전도율을 갖는 유전체 물질 또는 전도성을 갖는 물질이 도핑된 반도체 물질 중 적어도 어느 하나로 형성되어, 부유 실린더(510)가 케이스 내부로 삽입되는 경우, 내부에 형성되는 외부 전극(케이스가 대전 물질의 역할을 수행하는 외부 전극을 포함하는 대신에, 별도의 외부 대전 물질을 포함하는 경우, 외부 대전 물질을 의미함)과 슬라이딩 방식으로 마찰될 수 있다.5, the floating cylinder 510 according to another embodiment of the present invention is formed so as to be exposed to the outside of the floating cylinder 510, and includes an external electrode (case includes an external electrode serving as a charging material And an internal electrode 511 which rubs in a sliding manner with respect to the external electrode 511, which means an external charged material when the external charged material is included. Here, the internal electrode 511 may be formed of a metal, an oxide material having a high conductivity, a polymer having a high conductivity, an organic material having a high conductivity, a dielectric material having a high conductivity, When the floating cylinder 510 is inserted into the case, the external electrode (the case including an external electrode serving as a charging material, for example, (Which means an external charged material if it contains a separate external charged material).

또한, 부유 실린더(510)는 케이스 내부에서 부유 실린더(510)의 상하 진동이 유도되도록 부유 실린더(510)의 외부의 상하 양끝에 형성되는 실린더 반발 장치(512)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 실린더 반발 장치(512)는 자석, 용수철 또는 신축성 폴리머 중 적어도 어느 하나로 형성되어, 외력에 의해 부유 실린더(510)가 상하 진동하는 경우, 부유 실린더(510)의 상하 진동을 지속적으로 유지할 수 있다.
The floating cylinder 510 may further include a cylinder repelling device 512 formed at the upper and lower ends of the outside of the floating cylinder 510 so that the up and down vibration of the floating cylinder 510 is induced in the case. Here, the cylinder resilient device 512 is formed of at least one of a magnet, a spring, and a stretchable polymer so that the up-down vibration of the floating cylinder 510 can be continuously maintained when the floating cylinder 510 is vertically vibrated by an external force .

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 접촉 대전 발전기의 동작을 나타낸 도면이다.6 is a diagram showing the operation of the contact charging power generator according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 접촉 대전 발전기의 동작을 도 2와 같이 케이스(610)가 대전 물질의 역할을 수행하는 외부 전극(611)을 포함하고, 도 3과 같이 부유 실린더(620)가 내부 전극(621) 및 내부 대전 물질(622)을 포함하는 경우에 한하여 설명한다. 그러나, 이에 제한되거나 한정되지 않고, 접촉 대전 발전기의 동작은 도 4와 같이 케이스(610)가 외부 전극(611) 및 외부 대전 물질을 포함하는 경우에도 마찬가지로 적용 가능하다. 이하, 외부 전극(611)은 케이스(610)가 외부 전극(611) 및 외부 대전 물질을 포함하는 경우, 외부 대전 물질을 의미할 수 있다.Referring to FIG. 6, the operation of the contact charging power generator according to an embodiment of the present invention includes an external electrode 611, Only when the cylinder 620 includes the internal electrode 621 and the internal charging material 622 will be described. However, the operation of the contact charging electric generator is not limited to this, and the operation of the contact charging electric power generator is similarly applicable even when the case 610 includes the external electrode 611 and the external charging material as shown in Fig. Hereinafter, the external electrode 611 may refer to an external charged material when the case 610 includes the external electrode 611 and external charged material.

(a)와 같이 케이스(610) 및 부유 실린더(620)에 외력이 작용되기 이전인 기준 상태에서 접촉 대전 발전기에 포함되는 케이스(610)의 외부 전극(611) 및 부유 실린더(620)의 내부 대전 물질(622)에는 전하들이 (+) 전하 및 (-) 전하 각각의 상태로 나뉘어 존재할 수 있다. 예를 들어, 기준 상태에서 외부 전극(611) 및 내부 대전 물질(622) 각각의 전하들은 크기가 같고 극성은 반대인 채로 쌍극자 상태로 존재할 수 있다. 이 때, 외부 전극(611) 및 내부 대전 물질(622)이 각각 갖는 전하의 종류 및 양은 외부 전극(611) 및 내부 대전 물질(622)를 형성하는 물질의 특성에 따라 적응적으로 변경될 수 있다.the external electrode 611 of the case 610 included in the contact charging electric power generator and the internal charging of the floating cylinder 620 in the reference state before an external force acts on the case 610 and the floating cylinder 620 as shown in Fig. Charges in the material 622 can be divided into states of (+) and (-) charges, respectively. For example, in the reference state, the charges of each of the external electrode 611 and the internal charge material 622 may exist in a dipole state with the same magnitude and the opposite polarity. At this time, the type and amount of the electric charges of the external electrode 611 and the internal charging material 622 can be adaptively changed according to the characteristics of the material forming the external electrode 611 and the internal charging material 622 .

케이스(610) 및 부유 실린더(620)에 외력이 작용되면, 접촉 대전 발전기는 케이스(610) 및 케이스(610) 내부에 삽입되는 부유 실린더(620)에 외력이 작용됨에 응답하여 부유 실린더(620)를 상하 진동시킨다.When an external force is applied to the case 610 and the floating cylinder 620, the contact charging electric generator generates the floating cylinder 620 in response to an external force acting on the case 610 and the floating cylinder 620 inserted into the case 610, Up and down.

그 후, 접촉 대전 발전기는 부유 실린더(620)가 상하 진동됨에 응답하여, 유도 전류를 생성한다. 구체적으로, 접촉 대전 발전기는 외부 전극(611)과 내부 대전 물질(622)을 슬라이딩 방식으로 마찰하여, 외부 전극(611) 및 내부 전극(621)을 통하여 유도 전류를 생성할 수 있다.Thereafter, the contact charging electric generator generates an induced current in response to the floating cylinder 620 being oscillated up and down. Specifically, the contact charging electric generator can generate an induced current through the external electrode 611 and the internal electrode 621 by sliding the external electrode 611 and the internal charging material 622 in a sliding manner.

이 때, 접촉 대전 발전기는 케이스(610) 내부의 상하 양끝에 형성되는 케이스 반발 장치(612) 또는 부유 실린더(620) 외부의 상하 양끝에 형성되는 실린더 반발 장치(623) 중 적어도 어느 하나를 이용하여 케이스(610) 내부에서 부유 실린더(620)의 상하 진동을 유도함으로써, 부유 실린더(620)의 상하 진동을 지속적으로 유지할 수 있다.At this time, the contact charging power generator uses at least one of the case rebounding device 612 formed at the upper and lower ends of the case 610 or the cylinder rebounding device 623 formed at the upper and lower ends of the outside of the floating cylinder 620 The up-down vibration of the floating cylinder 620 can be continuously maintained by inducing the up-down vibration of the floating cylinder 620 inside the case 610. [

예를 들어, (b)와 같이 부유 실린더(620)가 외력에 의해 아래로 내려간 상태에서, 내부 대전 물질(622)에 고정된 (-) 전하 중 일부는 여전히 외부 전극(611)과 쌍극자 상태를 이루지만, 나머지 전하들은 외부 전극(611)과 거리가 멀어지기 때문에, 보다 가까운 내부 전극(621)에 유도 전하를 불러들일 수 있다. 이러한 경우, 외부 전극(611)에서 내부 전극(621)으로 전하의 일부가 이동하게 되므로, 유도 전류가 생성될 수 있다.For example, in the state in which the floating cylinder 620 is moved downward by an external force as shown in (b), some of the negative charges fixed to the internal charging material 622 still have a dipole state with the external electrode 611 However, since the remaining charges are distanced from the external electrode 611, the induced charges can be attracted to the closer internal electrode 621. In this case, since a part of the charge moves from the external electrode 611 to the internal electrode 621, an induced current can be generated.

이어서, 부유 실린더(620)가 점점 아래로 내려감에 따라, 케이스 반발 장치(612) 또는 실린더 반발 장치(623) 중 적어도 어느 하나에 의해 반대 방향인 위쪽으로 힘을 받게 됨으로써, 부유 실린더(620)는 아래로 이동하다가 특정 지점에서 멈춘 이후 다시 위로 이동하게 된다. 그 과정에서 부유 실린더(620)는 (c)와 같이 다시 기준 상태로 돌아올 수 있다. 이 때, 내부 전극(621)에 유도되었던 전하는 기준 상태의 전하 상태를 유지하기 위하여, 다시 외부 전극(611)으로 돌아가게 되기 때문에 (b)와 반대 방향으로 유도 전류가 생성될 수 있다.Subsequently, as the floating cylinder 620 is gradually lowered, it is urged upwardly in the opposite direction by at least one of the case rebound device 612 and the cylinder rebound device 623, so that the floating cylinder 620 Moves down, then stops at a specific point and then moves up again. In the process, the floating cylinder 620 can return to the reference state again as shown in (c). At this time, since the electric charge induced in the internal electrode 621 is returned to the external electrode 611 again in order to maintain the charge state in the reference state, an induction current can be generated in the direction opposite to the direction (b).

그 후, 위를 향해 이동되는 부유 실린더(620)는 관성에 의해 더 위로 이동하게 되어 (d)와 같은 상태가 될 수 있다. 이 경우, 내부 대전 물질(622)에 고정된 (-) 전하 중 일부는 여전히 외부 전극(611)과 쌍극자 상태를 이루지만, 나머지 전하들을 외부 전극(611)과 거리가 멀어지기 때문에, 보다 가까운 내부 전극(621)에 유도 전하를 불러들일 수 있다. 이러한 경우, 외부 전극(611)에서 내부 전극(621)으로 전하의 일부가 이동하게 되므로, 유도 전류가 생성될 수 있다.Thereafter, the floating cylinder 620, which is moved upward, is further moved upward by the inertia, and can be in the same state as (d). In this case, some of the negative charges fixed to the internal charging material 622 still form a dipole state with the external electrode 611, but since the remaining charges are distanced from the external electrode 611, The induced charges can be attracted to the electrode 621. In this case, since a part of the charge moves from the external electrode 611 to the internal electrode 621, an induced current can be generated.

이 때, 접촉 대전 발전기는 케이스(610)에 포함되는 통기 구멍(613)을 통하여 케이스(610) 내부의 공기를 케이스(610) 외부로 배출하거나, 케이스(610) 외부의 공기를 케이스(610) 내부로 유입할 수 있다.The contact charging electric power generator discharges the air inside the case 610 through the ventilation hole 613 included in the case 610 to the outside of the case 610 or the air outside the case 610 to the case 610. [ It can flow into the inside.

이와 같은 동작들이 케이스 반발 장치(612) 또는 실린더 반발 장치(623) 중 적어도 어느 하나에 의해 반복적으로 수행될 수 있다. 따라서, 접촉 대전 발전기는 케이스 반발 장치(612) 또는 실린더 반발 장치(623) 중 적어도 어느 하나를 이용하여, 부유 실린더(620)가 반복적이고 지속적으로 상하 진동을 하게 함으로써, 작은 외력으로 공진 동작을 수행하여, 효율적으로 유도 전류를 생성할 수 있다.
Such operations can be repeatedly performed by at least one of the case rebound apparatus 612 and the cylinder repulsion apparatus 623. [ Therefore, the contact charging power generator can perform the resonance operation with a small external force by causing the floating cylinder 620 to repeatedly and continuously oscillate up and down by using at least one of the case returning device 612 and the cylinder repelling device 623 Thus, it is possible to efficiently generate the induced current.

도 7은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 접촉 대전 발전기의 동작을 나타낸 도면이다.7 is a diagram showing the operation of the contact charging power generator according to another embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 접촉 대전 발전기의 동작을 도 4와 같이 케이스(710)가 외부 전극(711) 및 외부 전극(711)의 표면에 형성되는 외부 대전 물질(712)을 포함하고, 도 5와 같이 부유 실린더(720)가 내부 전극(721)을 포함하는 경우에 한하여 설명한다. 그러나, 이에 제한되거나 한정되지 않고, 접촉 대전 발전기의 동작은 도 2와 같이 케이스(710)가 대전 물질의 역할을 수행하는 외부 전극(711)만을 포함하는 경우에도 마찬가지로 적용 가능하다. 이하, 외부 대전 물질(712)은 케이스(710)가 대전 물질의 역할을 수행하는 외부 전극(711)만을 포함하는 경우, 외부 전극(711)을 의미할 수 있다.Referring to FIG. 7, the operation of the contact charging power generator according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4, in which the case 710 includes an outer electrode 711 and an outer electrode 711 formed on the surface of the outer electrode 711 712, and the case where the floating cylinder 720 includes the internal electrode 721 as shown in FIG. 5 will be described. However, the present invention is not limited thereto, and the operation of the contact charging power generator is equally applicable to cases where the case 710 includes only the external electrode 711 serving as a charging material, as shown in Fig. Hereinafter, the external charging material 712 may refer to the external electrode 711 when the case 710 includes only the external electrode 711 serving as a charging material.

(a)와 같이 케이스(710) 및 부유 실린더(720)에 외력이 작용되기 이전인 기준 상태에서 접촉 대전 발전기에 포함되는 케이스(710)의 외부 대전 물질(712) 및 부유 실린더(720)의 내부 전극(721)에는 전하들이 (+) 전하 및 (-) 전하 각각의 상태로 나뉘어 존재할 수 있다. 예를 들어, 기준 상태에서 외부 대전 물질(712) 및 내부 전극(721) 각각의 전하들은 크기가 같고 극성은 반대인 채로 쌍극자 상태로 존재할 수 있다. 이 때, 외부 대전 물질(712) 및 내부 전극(721)이 각각 갖는 전하의 종류 및 양은 외부 대전 물질(712) 및 내부 전극(721)를 형성하는 물질의 특성에 따라 적응적으로 변경될 수 있다.the external charging material 712 of the case 710 included in the contact charging electric generator and the inside of the floating cylinder 720 in the reference state before an external force acts on the case 710 and the floating cylinder 720 as shown in Fig. Electrodes 721 may be divided into the states of (+) and (-) charges, respectively. For example, in the reference state, the charges of each of the external charging material 712 and the internal electrode 721 may exist in a dipole state with the same magnitude and the opposite polarity. At this time, the type and amount of the charge of the external charging material 712 and the internal electrode 721 can be adaptively changed according to the characteristics of the material forming the external charging material 712 and the internal electrode 721 .

케이스(710) 및 부유 실린더(720)에 외력이 작용되면, 접촉 대전 발전기는 케이스(710) 및 케이스(710) 내부에 삽입되는 부유 실린더(720)에 외력이 작용됨에 응답하여 부유 실린더(720)를 상하 진동시킨다.When an external force is applied to the case 710 and the floating cylinder 720, the contact charging electric generator generates the floating cylinder 720 in response to an external force acting on the case 710 and the floating cylinder 720 inserted into the case 710, Up and down.

그 후, 접촉 대전 발전기는 부유 실린더(720)가 상하 진동됨에 응답하여, 유도 전류를 생성한다. 구체적으로, 접촉 대전 발전기는 외부 대전 물질(712)과 내부 전극(722)을 슬라이딩 방식으로 마찰하여, 외부 전극(711) 및 내부 전극(721)을 통하여 유도 전류를 생성할 수 있다.Thereafter, the contact charging electric generator generates an induced current in response to the floating cylinder 720 being oscillated up and down. Specifically, the contact charging generator frictionally slides the external charging material 712 and the internal electrode 722 to generate an induced current through the external electrode 711 and the internal electrode 721.

이 때, 접촉 대전 발전기는 케이스(710) 내부의 상하 양끝에 형성되는 케이스 반발 장치(713) 또는 부유 실린더(720) 외부의 상하 양끝에 형성되는 실린더 반발 장치(722) 중 적어도 어느 하나를 이용하여 케이스(710) 내부에서 부유 실린더(720)의 상하 진동을 유도함으로써, 부유 실린더(720)의 상하 진동을 지속적으로 유지할 수 있다.At this time, the contact charging power generator uses at least one of the case resilient device 713 formed at the upper and lower ends of the case 710 or the cylinder resilience device 722 formed at the upper and lower ends of the floating cylinder 720 The up-down vibration of the floating cylinder 720 can be continuously maintained by inducing the up-down vibration of the floating cylinder 720 inside the case 710.

예를 들어, (b)와 같이 부유 실린더(720)가 외력에 의해 아래로 내려간 상태에서, 내부 전극(721)에 고정된 (-) 전하 중 일부는 여전히 외부 대전 물질(712)과 쌍극자 상태를 이루지만, 나머지 전하들은 외부 대전 물질(712)과 거리가 멀어지기 때문에, 보다 가까운 중심부의 내부 전극(721)에 유도 전하를 불러들일 수 있다. 이러한 경우, 외부 대전 물질(612)에서 중심부의 내부 전극(721)으로 전하의 일부가 이동하게 되므로, 유도 전류가 생성될 수 있다.For example, in the state in which the floating cylinder 720 is moved downward by an external force as shown in (b), some of the negative charges fixed to the internal electrode 721 still have a dipole state with the external charge 712 However, since the remaining charges are distant from the external charge material 712, the induced charges can be attracted to the internal electrode 721 in the closer central portion. In this case, since a part of the charge moves from the external charging material 612 to the central electrode 721, an induced current can be generated.

이어서, 부유 실린더(720)가 점점 아래로 내려감에 따라, 케이스 반발 장치(713) 또는 실린더 반발 장치(722) 중 적어도 어느 하나에 의해 반대 방향인 위쪽으로 힘을 받게 됨으로써, 부유 실린더(720)는 아래로 이동하다가 특정 지점에서 멈춘 이후 다시 위로 이동하게 된다. 그 과정에서 부유 실린더(720)는 (c)와 같이 다시 기준 상태로 돌아올 수 있다. 이 때, 중심부의 내부 전극(721)에 유도되었던 전하는 기준 상태의 전하 상태를 유지하기 위하여, 다시 외부 대전 물질(712)으로 돌아가게 되기 때문에 (b)와 반대 방향으로 유도 전류가 생성될 수 있다.As the float cylinder 720 is then gradually lowered, the float cylinder 720 is subjected to upward force in the opposite direction by at least one of the case rebound device 713 or the cylinder rebound device 722, Moves down, then stops at a specific point and then moves up again. In the process, the floating cylinder 720 can return to the reference state again as shown in (c). At this time, the electric charge induced in the central electrode 721 returns to the external charging material 712 in order to maintain the charged state of the reference state, so that an induced current can be generated in the direction opposite to that of FIG. .

그 후, 위를 향해 이동되는 부유 실린더(720)는 관성에 의해 더 위로 이동하게 되어 (d)와 같은 상태가 될 수 있다. 이 경우, 내부 전극(721)에 고정된 (-) 전하 중 일부는 여전히 외부 대전 물질(712)과 쌍극자 상태를 이루지만, 나머지 전하들을 외부 대전 물질(712)과 거리가 멀어지기 때문에, 보다 가까운 중심부의 내부 전극(721)에 유도 전하를 불러들일 수 있다. 이러한 경우, 외부 대전 물질(712)에서 중심 부의 내부 전극(721)으로 전하의 일부가 이동하게 되므로, 유도 전류가 생성될 수 있다.Thereafter, the floating cylinder 720, which is moved upward, is further moved upward by the inertia, and can be in the same state as (d). In this case, some of the negative charges fixed to the internal electrode 721 still form a dipole state with the external charging material 712, but since the remaining charges are distant from the external charging material 712, The induced charges can be attracted to the internal electrode 721 in the central portion. In this case, since a part of the charge moves from the external charging material 712 to the central electrode 721, an induced current can be generated.

이 때, 접촉 대전 발전기는 케이스(710)에 포함되는 통기 구멍(714)을 통하여 케이스(710) 내부의 공기를 케이스(710) 외부로 배출하거나, 케이스(710) 외부의 공기를 케이스(710) 내부로 유입할 수 있다.The contact charging power generator discharges the air inside the case 710 to the outside of the case 710 through the vent hole 714 included in the case 710 or the air outside the case 710 to the case 710. [ It can flow into the inside.

이와 같은 동작들이 케이스 반발 장치(713) 또는 실린더 반발 장치(722) 중 적어도 어느 하나에 의해 반복적으로 수행될 수 있다. 따라서, 접촉 대전 발전기는 케이스 반발 장치(713) 또는 실린더 반발 장치(722) 중 적어도 어느 하나를 이용하여, 부유 실린더(720)가 반복적이고 지속적으로 상하 진동을 하게 함으로써, 작은 외력으로 공진 동작을 수행하여, 효율적으로 유도 전류를 생성할 수 있다.
Such operations may be repeatedly performed by at least one of the case resilient device 713 and the cylinder resilience device 722. [ Therefore, the contact charging power generator uses the case resilient device 713 or the cylinder resilient device 722 to cause the floating cylinder 720 to repeatedly and continuously oscillate up and down, thereby performing a resonant operation with a small external force Thus, it is possible to efficiently generate the induced current.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims

In a triboelectric energy harvester using a floating cylinder,
case; And
A floating cylinder which is inserted into the case and vibrates up and down
Lt; / RTI >
The case
And an outer electrode
/ RTI >
The floating cylinder
An inner electrode formed inside the floating cylinder; And
The internal charging material formed on the outside of the floating cylinder
/ RTI >
The internal charging material
Wherein the floating cylinder rubs against the external electrode in a sliding manner as the floating cylinder vibrates symmetrically with respect to a position at which the external electrode and the internal charging material contact each other.

The method according to claim 1,
The case
A case rebounding device formed at both ends of the inside of the case so as to induce vertical vibration of the floating cylinder in the case,
Further comprising a contact generator.

The method according to claim 1,
The floating cylinder
A cylinder bouncing device formed at the upper and lower ends of the outside of the floating cylinder so that the up-down vibration of the floating cylinder is induced in the case,
Further comprising a contact generator.

The method according to claim 1,
The case
The air in the case is discharged to the outside of the case or the air in the outside of the case flows into the case
Further comprising a contact generator.

In a triboelectric energy harvester using a floating cylinder,
case; And
A floating cylinder which is inserted into the case and vibrates up and down
Lt; / RTI >
The case
An external electrode formed inside the case; And
The external electrode material formed on the surface of the external electrode
/ RTI >
The floating cylinder
An inner electrode formed to be exposed to the outside of the floating cylinder
/ RTI >
The inner electrode
Wherein the floating cylinder rubs against the external charging material in a sliding manner as the floating cylinder vibrates symmetrically up and down with reference to a position where the external charging material and the internal electrode contact each other.

6. The method of claim 5,
The case
A case rebounding device formed at both ends of the inside of the case so as to induce vertical vibration of the floating cylinder in the case,
Further comprising a contact generator.

6. The method of claim 5,
The floating cylinder
A cylinder bouncing device formed at the upper and lower ends of the outside of the floating cylinder so that the up-down vibration of the floating cylinder is induced in the case,
Further comprising a contact generator.

6. The method of claim 5,
The case
The air in the case is discharged to the outside of the case or the air in the outside of the case flows into the case
Further comprising a contact generator.

Claim 9 has been abandoned due to the setting registration fee.

A method of operating a triboelectric energy harvester using a floating cylinder,
Vibrating the floating cylinder up and down in response to an external force acting on the case and the floating cylinder inserted into the case; And
In response to the up-down vibration of the floating cylinder, generating an induced current
Lt; / RTI >
The step of generating the induced current
As the floating cylinder is symmetrically oscillated up and down with reference to the position where the outer electrode formed inside the case and the inner charging material formed outside the floating cylinder are symmetrically moved, the inner charging material and the outer electrode are slidingly moved And generating the induced current through the external electrode and the internal electrode formed inside the floating cylinder.

Claim 10 has been abandoned due to the setting registration fee.

10. The method of claim 9,
The step of vertically vibrating the floating cylinder
A step of inducing up-and-down vibration of the floating cylinder in the case using at least one of a case rebound apparatus formed at the upper and lower ends of the case, or a cylinder rebound apparatus formed at both ends of the upper and lower sides of the floating cylinder,
Wherein the contact charging means is a contact charging device.

Claim 11 has been abandoned due to the set registration fee.

10. The method of claim 9,
Discharging the air inside the case to the outside of the case through a vent hole included in the case or introducing air outside the case into the case
Further comprising the steps of:

Claim 12 is abandoned in setting registration fee.

A method of operating a triboelectric energy harvester using a floating cylinder,
Vibrating the floating cylinder up and down in response to an external force acting on the case and the floating cylinder inserted into the case; And
In response to the up-down vibration of the floating cylinder, generating an induced current
Lt; / RTI >
The step of generating the induced current
As the floating cylinder vibrates symmetrically up and down with respect to a position where both the external charging material formed on the surface of the external electrode formed inside the case and the internal electrode formed to be exposed to the outside of the floating cylinder symmetrically oscillate, And rubbing the external charging material in a sliding manner to generate the induced current through the external electrode and the internal electrode.

Claim 13 has been abandoned due to the set registration fee.

13. The method of claim 12,
The step of vertically vibrating the floating cylinder
A step of inducing up-and-down vibration of the floating cylinder in the case using at least one of a case rebound apparatus formed at the upper and lower ends of the case, or a cylinder rebound apparatus formed at both ends of the upper and lower sides of the floating cylinder,
Wherein the contact charging means is a contact charging device.

Claim 14 has been abandoned due to the setting registration fee.

13. The method of claim 12,
Discharging the air inside the case to the outside of the case through a vent hole included in the case or introducing air outside the case into the case
Further comprising the steps of: