KR102122669B1 - Self-generated umbrella by triboelectrification - Google Patents

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KR102122669B1 KR1020180173388A KR20180173388A KR102122669B1 KR 102122669 B1 KR102122669 B1 KR 102122669B1 KR 1020180173388 A KR1020180173388 A KR 1020180173388A KR 20180173388 A KR20180173388 A KR 20180173388A KR 102122669 B1 KR102122669 B1 KR 102122669B1
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김승한
정지훈
용형석
김제동
최성빈
노규헌
이재운
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Abstract

The present invention relates to a self-powered umbrella by triboelectrification. The self-powered umbrella by triboelectrification according to the present invention enables energy harvesting by generating triboelectrification and rainwater falling on the umbrella, comprising: a main charger attached to a lower portion of an umbrella cloth where rainwater does not touch, and made of a material capable of triboelectrification; a main electrode enabling movement of electrons by triboelectrification between the main charger and raindrops; and a ground electrode for forming a potential difference with the main electrode.

Description

마찰대전에 의한 자가발전 우산{Self-generated umbrella by triboelectrification}Self-generated umbrella by triboelectrification

본 발명은 마찰대전에 의한 자가발전 우산에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 우산의 표면과 빗물이 접촉함으로써 생성되는 에너지를 수확하여 배터리가 없이도 자가발전을 가능하게 하도록, 구조가 개선된 마찰대전에 의한 자가발전 우산에 관한 것이다. The present invention relates to a self-powered umbrella by friction charging, and more particularly, by harvesting the energy generated by contact of rain and the surface of the umbrella to enable self-powered without a battery, the structure is improved by friction charging It is about a self-powered umbrella.

비오는 날 저녁에는 운전자와 보행자들의 시야가 제한이 된다. 또한 보행자들은 우산으로 시야를 가리기 때문에 운전자를 인지하지 못하는 경우가 있다. 이러한 상황에서 빗물로 인해 차의 제동거리 또한 길어지면서, 비오는 날 저녁에 사고가 많이 일어나고 있다. 따라서 사고를 방지하기 위한 대책이 시급하다. 사람의 대부분의 인식은 시각으로 이루어지기 때문에 가장 효과적인 방법은 시각을 통한 방법이라고 할 수 있다. 그래서 우산에 빛을 내게 함으로써 운전자들이 보행자를 더 쉽게 인지할 수 있고, 보행자도 야간에 안전을 보장을 받을 수 있다.On rainy evenings, the visibility of drivers and pedestrians is limited. In addition, pedestrians may not be able to recognize the driver because they cover the field of view with an umbrella. Under such circumstances, the braking distance of the car is also increased due to rainwater, and accidents are frequently occurring on a rainy evening. Therefore, measures to prevent accidents are urgent. Since most people's perceptions are made with vision, the most effective method can be said to be through vision. So, by giving the umbrella a light, drivers can recognize pedestrians more easily and pedestrians can be assured of safety at night.

시중에 판매되고 있는 발광우산은 배터리를 탑재하여 에너지원으로 사용하고 있으나, 습한 환경에서는 배터리가 쉽게 산화될 수 있고, 또한 배터리 수명이 감소되고, 배터리 내의 유해물질이 외부로 방출되어 인체에 영향을 미칠 수 있다.The commercially available luminescent umbrella is equipped with a battery and used as an energy source, but in a humid environment, the battery can be easily oxidized, the battery life is reduced, and harmful substances in the battery are released outside to affect the human body. Can go crazy.

대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1672132호Republic of Korea Registered Patent Publication No. 10-1672132 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1670652호Republic of Korea Registered Patent Publication No. 10-1670652

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 서로 다른 두 물질인 우산의 표면과 빗물이 접촉함으로써 생성되는 에너지를 수확하여 배터리가 없이도 자가발전을 통해 보행자 안전에 만전을 기할 수 있게 하는 마찰대전에 의한 자가발전 우산을 제공하고자 하는 것이다. The present invention has been devised to solve the above problems, and harvests energy generated by contact of rainwater and the surfaces of two different materials, an umbrella, so that pedestrian safety can be ensured through self-generation without a battery. It is to provide a self-powered umbrella by frictional war.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 마찰대전에 의한 자가발전 우산은, 우산에 떨어지는 빗물과 마찰대전을 발생시켜 에너지 수확을 가능하게 하는 것으로, 우산천의 빗물이 접촉되지 않는 아래쪽 부분에 부착되고, 마찰대전이 가능한 재질로 이루어지는 메인 대전체; 상기 메인 대전체와 빗방물 간의 마찰대전에 의한 전자의 이동을 가능하게 하는 메인 전극; 및 상기 메인 전극과 전위차를 형성시키기 위한 그라운드 전극;을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. The self-powered umbrella by friction charging according to the present invention for achieving the above object is to enable energy harvesting by generating rain and friction charging falling on the umbrella, and is attached to the lower portion where rain water of the umbrella cloth does not contact , Main charge made of a material capable of friction charging; A main electrode enabling movement of electrons by frictional charge between the main charge and rainwater; And a ground electrode for forming a potential difference with the main electrode.

상기 그라운드 전극은 우산 손잡이인 것이 바람직하다. The ground electrode is preferably an umbrella handle.

상기 우산 손잡이는, 상기 그라운드 전극을 형성시키기 위한 것으로 금속 재질로 이루어지는 전극부와, 상기 전극부와 연결되고 비금속 재질로 이루어지는 비전극부를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. The umbrella handle is for forming the ground electrode, it is preferable to include an electrode portion made of a metal material and a non-electrode portion connected to the electrode portion and made of a non-metal material.

상기 그라운드 전극은 상기 메인 전극과 간격을 두고 설치되는 서브 전극이고, 상기 메인 전극과 대향하는 대향면에 형성되고 마찰대전이 가능한 재질로 이루어지는 서브 대전체를 포함하여 이루어지는 것도 가능하다. The ground electrode is a sub-electrode which is installed at a distance from the main electrode, and may be formed of a sub-electrode formed of a material that is formed on an opposite surface facing the main electrode and is capable of frictional charging.

본 발명은 상기 메인 대전체와 메인 전극의 방수를 위해 그 메인 대전체와 메인 전극을 감싸는 형태로 상기 우산천에 결합되는 방수부재;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. The present invention is preferably made to include; a waterproof member coupled to the umbrella cloth in a form surrounding the main body and the main electrode for waterproofing the main body and the main electrode.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 마찰대전에 의한 자가발전 우산은, 비가 오는 환경에서 사용되는 우산과 그 우산에 낙하되는 빗물 간의 반복적이면서도 지속적인 마찰대전을 통해 전기에너지 수확을 할 수 있도록 구성됨으로써, 야간 보행자 안전 등의 이유로 조명용 배터리를 탑재하지 않아도 자가발전에 의해 생성된 전기 에너지를 이용하여 그 기능을 대신할 수 있도록 함으로써, 구성의 간소화를 이룰 수 있게 되고, 배터리 탑재로 인한 부작용을 방지하여 보행자 안전에 만전을 기할 수 있으며, 반영구적인 사용이 가능한 장점을 기대할 수 있게 한다. The self-powered umbrella by friction charging according to the present invention having the configuration as described above is configured to harvest electric energy through repeated and continuous friction charging between an umbrella used in a rainy environment and rainwater falling on the umbrella. As a result, it is possible to simplify the configuration by allowing the electric energy generated by self-generation to take over the function without installing a battery for lighting for reasons such as pedestrian safety at night, and to prevent side effects caused by battery installation. By doing so, it is possible to ensure the safety of pedestrians and to expect the advantages of using semi-permanently.

도 1은 본 발명의 일실시예에 채용된 마찰대전에 의한 자가발전 우산의 사시도.
도 2는 본 발명 일실시예의 에너지 생성 원리를 설명하기 위한 도면.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 채용된 우산 손잡이 구조를 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 채용된 조명수단을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 채용된 전극 구조를 설명하기 위한 도면.1 is a perspective view of a self-powered umbrella by frictional electrification employed in an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining the energy generation principle of an embodiment of the present invention.
3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG. 1.
Figure 4 is a view for explaining the umbrella handle structure employed in another embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining the lighting means employed in another embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining the electrode structure employed in another embodiment of the present invention.

이하의 설명에서 본 발명에 대한 이해를 명확히 하기 위하여, 본 발명의 특징에 대한 공지의 기술에 대한 설명은 생략하기로 한다. 이하의 실시 예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 상세한 설명이며, 본 발명의 권리 범위를 제한하는 것이 아님은 당연할 것이다. 따라서, 본 발명과 동일한 기능을 수행하는 균등한 발명 역시 본 발명의 권리 범위에 속할 것이다.In the following description, in order to clarify the understanding of the present invention, descriptions of well-known technologies for the features of the present invention will be omitted. The following examples are detailed descriptions to help the understanding of the present invention, and it will be understood that the scope of the present invention is not limited. Accordingly, an equivalent invention that performs the same function as the present invention will also fall within the scope of the present invention.

그리고, 이하의 설명에서 동일한 식별 기호는 동일한 구성을 의미하며, 불필요한 중복적인 설명 및 공지 기술에 대한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 상기 발명의 배경이 되는 기술에 대한 기재 내용과 중복되는 이하의 본 발명의 각 실시예에 관한 설명 역시 생략하기로 한다.And, in the following description, the same identification symbol means the same configuration, and redundant description and unnecessary description will be omitted. In addition, description of each embodiment of the present invention that overlaps with the description of the technology that is the background of the present invention will also be omitted.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 마찰대전에 의한 자가발전 우산을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a self-powered umbrella by frictional charging according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 채용된 마찰대전에 의한 자가발전 우산의 사시도이고, 도 2는 본 발명 일실시예의 에너지 생성 원리를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 단면도이다.1 is a perspective view of a self-powered umbrella by frictional electrification employed in one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view for explaining the principle of energy generation in one embodiment of the present invention, and FIG. 3 is III-III of FIG. 1 It is a cross section.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시에에 따른 마찰대전에 의한 자가발전 우산은, 우산에 떨어지는 빗물과 마찰대전을 발생시켜 에너지 수확을 가능하게 하는 것으로, 메인 대전체(1)와 메인 전극(2)과 그라운드 전극을 포함하여 이루어진다. As shown in these drawings, the self-powered umbrella by frictional charging according to an embodiment of the present invention generates rainwater and frictional charging falling on an umbrella to enable energy harvesting, and the main main body 1 and It comprises a main electrode (2) and a ground electrode.

상기 메인 대전체(1)는, 도 1 및 도 3에 잘 도시된 바와 같이, 빗물이 떨어지는 우산천(4) 부분에 부착되고, PTFE나 polyvinyl과 같이 마찰대전이 가능한 재질로 이루어진다. The main electrification 1 is attached to a portion of the umbrella cloth 4 where rainwater falls, as is well illustrated in FIGS. 1 and 3, and is made of a material capable of frictional charging such as PTFE or polyvinyl.

상기 메인 전극(2)은, 도 2에 잘 도시된 바와 같이, 상기 그라운드 전극과 전위차를 형성시킴으로써, 상기 메인 대전체(1)와 빗물 간의 마찰대전에 의한 전자의 이동을 가능하게 한다. The main electrode 2, as well illustrated in FIG. 2, forms a potential difference with the ground electrode, thereby enabling electrons to move by frictional charge between the main electrifier 1 and rain water.

이러한 구성을 가지는 본 발명의 일실시예에 따른 마찰대전에 의한 자가발전 우산은, 비가 오는 환경에서 사용되는 우산과 그 우산에 낙하되는 빗물 간의 반복적이면서도 지속적인 마찰대전을 통해 전기에너지 수확을 할 수 있도록 구성됨으로써, 야간 보행자 안전 등의 이유로 조명용 배터리를 탑재하지 않아도 자가발전에 의해 생성된 전기 에너지를 이용하여 그 기능을 대신할 수 있도록 함으로써, 구성의 간소화를 이룰 수 있게 되고, 배터리 탑재로 인한 부작용을 방지하여 보행자 안전에 만전을 기할 수 있으며, 반영구적인 사용이 가능한 장점을 기대할 수 있게 한다. The self-powered umbrella by friction charging according to an embodiment of the present invention having such a configuration, so as to be able to harvest electric energy through repeated and continuous friction charging between the umbrella used in a rainy environment and rain falling on the umbrella By being configured, it is possible to simplify the configuration by allowing the electric energy generated by self-generation to replace the function without installing a lighting battery for reasons such as night pedestrian safety, thereby making it possible to simplify the configuration and to prevent side effects caused by battery installation. It prevents pedestrian safety and makes it possible to expect the advantages that can be used semi-permanently.

본 실시예는, 도 3에 잘 도시된 바와 같이, 상기 메인 대전체(1)와 메인 전극(2)의 방수를 위한 방수부재(3)를 포함하여 이루어진다. 상기 방수부재(3)는, 상기 메인 대전체(1)와 메인 전극(2)을 감싸는 형태로 상기 우산천(4)에 결합되는 것이 바람직하다. As illustrated in FIG. 3, the present embodiment includes a waterproof member 3 for waterproofing the main electrifier 1 and the main electrode 2. The waterproof member 3 is preferably coupled to the umbrella cloth 4 in a form surrounding the main electrification 1 and the main electrode 2.

한편, 본 실시예와 같이 상기 그라운드 전극으로 일반적인 우산 구조에 채용되는 우산 손잡이 부분이 활용될 수 있음은 물론이나, 도 4에 잘 도시된 바와 같이, 우산 손잡이(50)는 일반적인 구조와는 달리 전자의 이동이 원활하게 이루어질 수 있도록 전극부(51)와 비전극부(52)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.On the other hand, of course, as the ground electrode, the umbrella handle portion employed in the general umbrella structure may be utilized as the ground electrode, but as illustrated in FIG. 4, the umbrella handle 50 is different from the general structure. It is preferable to include the electrode portion 51 and the non-electrode portion 52 so as to facilitate the movement of the.

즉, 상기 전극부(51)는, 상기 그라운드 전극을 형성시키기 위한 것으로 금속 재질로 이루어지고, 상기 비전극부(52)는 상기 전극부(51)와 연결되고 일반적인 우산에 채용되는 손잡이와 마찬가지로 비금속 재질로 이루어진다. That is, the electrode part 51 is made of a metal material for forming the ground electrode, and the non-electrode part 52 is connected to the electrode part 51 and is a non-metal material similar to a handle employed in a general umbrella. Is made of

한편, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 채용된 조명수단을 설명하기 위한 도면이다.On the other hand, Figure 5 is a view for explaining the lighting means employed in another embodiment of the present invention.

이 도면에 도시된 실시예는, 우산천의 가장자리 부분을 둘러서 설치된 조명수단(6)을 포함하여 이루어진다. 상기 조명수단으로는 소비전력 절감을 위해 LED 가 채용되는 것이 바람직하다. The embodiment shown in this figure comprises lighting means 6 provided around an edge of an umbrella cloth. It is preferable that the LED is employed as the lighting means to reduce power consumption.

이러한 구성을 가지는 본 실시예는, 빗물과 메인 대전체 간의 마찰대전에 의해 생성된 전기 에너지를 이용하여 LED를 점등시킬 수 있도록 구성됨으로써, 야간 보행자를 더욱 용이하게 식별할 수 있게 하여 야간 보행자 안전을 보장받을 수 있는 장점을 도출한다. This embodiment having such a configuration is configured to be able to light up the LED using electrical energy generated by the frictional charge between rainwater and the main body, thereby making it possible to more easily identify pedestrians at night, thereby improving night pedestrian safety. Draw out the benefits that can be guaranteed.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 채용된 전극 구조를 설명하기 위한 도면이다. 6 is a view for explaining the electrode structure employed in another embodiment of the present invention.

본 실시예는 그라운드 전극으로 상기 메인 전극(20)과 간격을 두고 설치되는 서브 전극(70)이 채용되었고, 상기 메인 전극(20)과 서브 전극(70) 사이에 마련되는 서브 대전체(70)를 더 포함하여 이루어진다.In the present exemplary embodiment, a sub-electrode 70 installed at a distance from the main electrode 20 as a ground electrode is employed, and a sub-total whole 70 provided between the main electrode 20 and the sub-electrode 70 It is made to include more.

상기 서브 대전체(80)는 상기 메인 전극(20)과 대향하는 대향면에 형성되고 마찰대전이 가능한 재질로 이루어진다. The sub-electrode 80 is formed on an opposite surface facing the main electrode 20 and is made of a material capable of friction charging.

이러한 구성을 가지는 본 실시예는, 상기 메인 전극(20)와 메인 대전체(10) 간의 마찰대전에 더하여 상기 서브 대전체(70)와 서브 전극(80) 간의 마찰대전이 이루어지도록 구성됨으로써, 상기 메인 전극(20)과 서브 전극(80) 사이에 더 큰 전위차를 형성시켜 결국 전기에너지 수확효율을 높일 수 있는 장점을 가진다. In this embodiment having such a configuration, the frictional charging between the sub-electrode 70 and the sub-electrode 80 is made in addition to the frictional charging between the main electrode 20 and the main electrification 10, so that the By forming a larger potential difference between the main electrode 20 and the sub-electrode 80, it has the advantage of eventually increasing the electrical energy harvesting efficiency.

이상 본 발명의 다양한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다. Various embodiments of the present invention have been described above, but the drawings attached to the present embodiment and the present specification merely show a part of the technical spirit included in the present invention, and are included in the specification and the drawings of the present invention. It will be apparent that modifications and specific embodiments that can be easily inferred by those skilled in the art within the scope of the technical idea are included in the scope of the present invention.

1:메인 대전체 2:메인 전극
3:방수부재 4:우산천
5:손잡이 1: Main to full 2: Main electrode
3: waterproof member 4: umbrella
5: Handle

Claims (5)

우산천의 빗물이 접촉되지 않는 아래쪽 부분에 부착되고, 마찰대전이 가능한 재질로 이루어지는 메인 대전체;
상기 메인 대전체와 빗방물 간의 마찰대전에 의한 전자의 이동을 가능하게 하는 메인 전극; 및
상기 메인 전극과 전위차를 형성시키기 위한 그라운드 전극 역할을 하는 것으로 금속 재질로 이루어지는 전극부와, 상기 전극부에 연결되고 비금속 재질로 이루어지는 비전극부를 구비하는 우산 손잡이;를 포함하여 이루어져서,
조명용 배터리를 탑재하지 않아도 자가발전에 의해 생성된 전기 에너지를 이용하여 그 기능을 대신할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 마찰대전에 의한 자가발전 우산.The main unit is made of a material that is attached to the lower portion of the rain cloth is not in contact with the rain, and is capable of friction charging;
A main electrode enabling movement of electrons by frictional charge between the main charge and rainwater; And
An umbrella handle having an electrode part made of a metal material and a non-electrode part made of a non-metal material connected to the electrode part to serve as a ground electrode for forming a potential difference with the main electrode.
Self-powered umbrella by frictional charging, characterized in that it is configured to replace the function by using the electric energy generated by self-generation even without a battery for lighting. 제1항에 있어서,
상기 메인 대전체와 메인 전극의 방수를 위해 그 메인 대전체와 메인 전극을 감싸는 형태로 상기 우산천에 결합되는 방수부재;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 마찰대전에 의한 자가발전 우산.According to claim 1,
Self-powered umbrella by friction charging, characterized in that comprises a; waterproof member coupled to the umbrella cloth in a form surrounding the main charge and the main electrode for waterproofing the main charge and the main electrode. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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