KR20130074722A - 발전기능을 갖춘 파이프 및 이를 이용한 발전시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 발전기능을 갖춘 파이프 및 이를 이용한 발전시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 유체를 이동시키는 배관의 기능을 수행하면서 유체의 유동시에 발생되는 압력, 충격, 및 진동을 이용하여 별도의 외부 동력원이 없더라도 자연스럽게 자체적으로 전기를 발전할 수 있는 발전기능을 갖춘 파이프 및 이를 이용한 발전시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 발전기능을 갖춘 파이프는 내부에 중공부가 형성된 파이프에 있어서, 상기 파이프의 내부, 외면, 내면 중 적어도 한 곳 이상에 배치되고, 상기 중공부 내부로 유동되는 유체의 압력, 충격, 진동과 같은 외력에 대해 전기를 생성하는 복수의 압전소자를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 발전기능을 갖춘 파이프를 이용한 발전시스템은 발전기능을 갖춘 파이프; 상기 발전기능을 갖춘 파이프의 중공부에 수용되는 작동유체; 및 상기 발전기능을 갖춘 파이프의 일측 및 타측 중 적어도 어느 한 곳 이상에 설치되어 외부로부터 외력이 인가될 경우 상기 작동유체에 압력을 인가하는 유체구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따르면, 파이프에 전기를 발전할 수 있는 압전소자가 구비되어 산업시설, 건축설비 등의 각종 배관으로 시공하게 되면 유체를 이동시키는 고유의 기능을 수행하면서도 전기를 발전할 수 있다. 특히, 석유, 석탄 등과 같은 에너지원이 없이 유체의 유동시에 발생되는 압력, 충격, 및 진동을 이용하여 자체적으로 전기를 발전하는 것이므로 전기의 생산비용이 저렴하고, 환경오염을 유발하지 않은 장점이 있다.
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이에 따르면, 파이프에 전기를 발전할 수 있는 압전소자가 구비되어 산업시설, 건축설비 등의 각종 배관으로 시공하게 되면 유체를 이동시키는 고유의 기능을 수행하면서도 전기를 발전할 수 있다. 특히, 석유, 석탄 등과 같은 에너지원이 없이 유체의 유동시에 발생되는 압력, 충격, 및 진동을 이용하여 자체적으로 전기를 발전하는 것이므로 전기의 생산비용이 저렴하고, 환경오염을 유발하지 않은 장점이 있다.
Description
본 발명은 발전기능을 갖춘 파이프 및 이를 이용한 발전시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 유체를 이동시키는 배관의 기능을 수행하면서 유체의 유동시에 발생되는 압력, 충격, 및 진동을 이용하여 별도의 외부 동력원이 없더라도 자연스럽게 자체적으로 전기를 발전할 수 있는 발전기능을 갖춘 파이프 및 이를 이용한 발전시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 전기에너지는 현대 산업사회의 없어서는 안될 중요한 에너지원으로, 석유, 석탄 및 천연가스와 같은 화석에너지를 연소시켜 전기를 생산하는 화력발전, 용수의 낙차를 이용한 수력발전, 핵분열 등을 이용한 원자력 발전 등이 주로 이용되고 있다.
하지만, 수력발전은 발전용량의 규모가 작고 충분히 용수를 확보할 수 있는 입지를 갖춘 지역이 제한되어 있으며 대규모의 수몰 지역이 발생될 뿐만 아니라 환경파괴를 초래하는 등의 문제점으로 인해 발전시설의 신설은 불가능한 상태에 있다.
원자력발전은 비교적 발전용량의 규모가 크고 대기오염이나 수질오염을 유발하지 않는 등의 장점은 있지만 지진과 같은 자연재해 등으로 인해 방사선 유출사고가 발생될 경우 치명적인 재앙을 초래하고, 운영시 발생되는 다량의 방사선 폐기물처리에 많은 비용이 발생되며, 발전시설의 증설시 주민의 반대 등으로 입지선정에 어려움이 있어 최근 국제적으로 더이상의 증설을 포기하고 있는 실정에 있다.
또한, 화력발전은 석유, 천연가스 및 석탄의 국제가격 급등으로 발전원가가 지나치게 상승되고 있고, 특히 화석 연료의 고갈로 인해 향후 전기에너지원으로 지속적인 이용이 불투명한 실정에 있다.
이에 따라, 최근에는 대체 에너지 발전시설로서 태양광발전, 풍력발전, 조력발전, 등 다양한 발전시설에 대한 투자와 개발이 급속하게 진행되고 있다.
이러한 대체 에너지 발전시설은 환경오염을 유발하지 않고 전기를 생산할 수 있으므로 청정 에너지로 각광받고 있지만, 공통적으로 생산되는 전력에 비해 지나치게 많은 시설 투자비가 요구되고 시설의 사용연한이 짧고 유지보수에 많은 비용이 소요되는 단점이 있다.
아울러, 태양광발전은 대규모의 토지가 필요하고, 풍력발전은 양질의 풍속을 제공할 수 있는 지역이 제한적이며, 조력발전은 방파제 설치에 따른 생태계 파괴의 문제점이 있는 등 각각의 대체 에너지 발전시설은 저마다 독특한 문제점과 한계점을 가지고 있다.
전술한 바와 같이 전기에너지 생산과 고갈에 대한 총체적인 문제점을 해결하기 위한 특별한 방안이나 뚜렷한 대안은 없는 실정에 있다. 이에 따라, 본 출원인은 대한민국 특허출원 출원번호 제10-2009-0122406호에 나타난 바와 같은 외력에 의해 이동되는 이동봉이 압전소자에 변형력을 작용하여 전력을 생성하도록 하는 동시에 자체적으로 자석 및 유도코일에 의한 전자기유도작용으로 비교적 큰 전력을 생성하게 되므로 부피와 크기를 최소화하면서도 발전효율이 향상되어 다양한 소형 장치나 물품의 전원장치로 적용할 수 있는 고효율 자가발전장치를 제안하게 되었다.
하지만, 전술한 자가발전장치는 신발에 설치할 수 있는 소형 발전기로 적용할 수는 있지만 구조가 복잡하고 제조비용에 비해 발전 용량이 작을 뿐만 아니라 충분한 내구성을 확보할 수 없는 구조이므로 일상생활에서 이용할 수 있는 전력원으로는 활용할 수 없는 한계점이 있었다.
이에 따라 일상생활이나 인간의 활동 중에 무심코 버려지는 에너지원을 활용하여 상시적으로 전기를 생산, 활용할 수 있는 발전장치의 연구가 필요한 실정이다.
본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 유체의 유동시에 발생되는 압력, 충격, 및 진동을 이용하여 전기를 생산할 수 있도록 한 발전기능을 갖춘 파이프 및 이를 이용한 발전시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 유체를 이동시키는 배관의 기능을 수행하면서 별도의 외부 동력원이 없더라도 유체의 유동과 동시에 자연스럽게 자체적으로 전기를 발전할 수 있는 발전기능을 갖춘 파이프 및 이를 이용한 발전시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 발전기능을 갖춘 파이프는 내부에 중공부가 형성된 파이프에 있어서, 상기 파이프의 내부, 외면, 내면 중 적어도 한 곳 이상에 배치되고, 상기 중공부 내부로 유동되는 유체의 압력, 충격, 진동과 같은 외력에 대해 전기를 생성하는 복수의 압전소자를 구비한 것을 특징으로 한다.
그리고, 복수의 상기 압전소자 일면이 플렉시블 기판에 결합되고, 상기 플렉시블 기판은 원통 형상으로 형성되어 상기 파이프의 내부, 외면, 내면 중 적어도 한 곳 이상의 위치에 삽입, 설치될 수 있다.
상기 압전소자의 배치위치와 대응하는 상기 파이프의 내면에 상기 압전소자가 삽입되는 안착홈부가 요입, 형성되고, 상기 안착홈부에는 상기 압전소자와 접촉되는 완충부재가 삽입, 설치될 수 있다.
또한, 상기 파이프는 외부 파이프와, 상기 외부 파이프의 내부에 삽입되고, 상기 외부 파이프와의 사이에 틈새가 형성되도록 삽입되는 내부 파이프로 이루어진 이중관 형태로 형성되고, 복수의 상기 압전소자는 일면이 플렉시블 기판에 결합되고, 상기 플렉시블 기판은 상기 틈새에 삽입되어 원통 형상으로 배치될 수 있다.
이때, 상기 내부 파이프는 유체의 유동시에 가해지는 외력에 따라 변위가 발생될 수 있도록 신축성을 갖는 소재로 형성될 수 있다. 또한, 상기 틈새에 설치되는 완충부재가 구성될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 발전기능을 갖춘 파이프는 복수의 압전소자 일면이 플렉시블 기판에 결합되고, 상기 플렉시블 기판은 내부에 중공부를 갖는 파이프로 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 압전소자는, BTO, PZT, PLZT, Bi4Ti3O12 중 어느 하나를 포함하는 압전물질층, 상기 압전물질층의 일면에 형성되는 제1 전극층, 및 상기 압전물질층의 타면에 형성되는 제2 전극층을 포함하고, 상기 압전소자는 전사방식으로 상기 플렉시블 기판에 전사되어 배치될 수 있다.
상기 파이프는 상기 제1 및 제2 전극층과 전기적으로 접속된 도전선의 인출을 위한 인출구가 형성될 수 있다.
한편, 상기 중공부를 통해 유동되는 유체의 물리적 또는 화학적 변화에 대해 상기 플렉시블 기판이 보호되도록 상기 플렉시블 기판의 내면에 적층되는 보호층을 포함할 수 있다.
또한, 상기 압전소자로부터 출력되는 교류전원을 평활화하여 DC레벨로 형성하기 위한 회로부을 더 구비하고, 상기 회로부와 전기적으로 접속되어 인가되는 전원을 충전할 수 있는 충전지를 포함하는 충전모듈, 상기 회로부와 전기적으로 접속되어 인가되는 전원에 의해 발광되는 램프, 상기 회로부와 전기적으로 접속되어 인가되는 전원에 의해 발열되는 발열선 중에서 적어도 하나 이상을 구비할 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 발전기능을 갖춘 파이프를 이용한 발전시스템은 발전기능을 갖춘 파이프; 상기 발전기능을 갖춘 파이프의 중공부에 수용되는 작동유체; 및 상기 발전기능을 갖춘 파이프의 일측 및 타측 중 적어도 어느 한 곳 이상에 설치되어 외부로부터 외력이 인가될 경우 상기 작동유체에 압력을 인가하는 유체구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 발전기능을 갖춘 파이프는 서로 연통되게 분기되는 복수의 분기관을 갖는 구조로 구성되고, 복수의 상기 분기관의 단부에 상기 유체구동부가 구성될 수 있다.
이때, 상기 유체구동부는 상기 중공부 내부에 삽입되는 피스톤; 상기 피스톤에 일단이 접속되는 봉상의 피스톤로드; 및 상기 피스톤로드의 타단에 접속되어 외력을 인가받는 외력인가부재를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 피스톤에 복원력을 제공하기 위해 상기 피스톤로드에 설치되는 복원력인가부재를 포함할 수 있다.
상기 발전기능을 갖춘 파이프는 내부에 수용된 상기 작동유체의 압력이 설정된 값 이상으로 상승될 경우 상기 파이프 내부의 작동유체 압력을 흡수하고, 상기 파이프 내부의 상기 작동유체 압력이 설정된 값 이하로 하강되면 상기 작동유체가 파이프 내부에서 이동되도록 압력을 인가하는 압력조정수단을 포함할 수 있다.
상기 압력조정수단은, 상기 파이프에 연장, 형성되고 내부에 중공부가 형성된 실린더몸체; 상기 실린더몸체에 삽입되는 복원 피스톤; 및 상기 복원 피스톤에 복원력을 인가하는 탄성부재를 포함할 수 있다.
한편, 상기 발전기능을 갖춘 파이프는 상기 작동유체의 유동시 압력에 의해 회전되도록 상기 중공부에 설치되고 회전축에 복수의 블레이드가 구비된 회전체와, 상기 회전축의 회전력을 이용하여 전기를 발전하는 발전기를 구비한 회전형 발전장치를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 발전기능을 갖춘 파이프 및 이를 이용한 발전시스템은 파이프에 전기를 발전할 수 있는 압전소자가 구비되어 산업시설, 건축설비 등의 각종 배관으로 시공하게 되면 유체를 이동시키는 고유의 기능을 수행하면서도 전기를 발전할 수 있다. 특히, 석유, 석탄 등과 같은 에너지원이 없이 유체의 유동시에 발생되는 압력, 충격, 및 진동을 이용하여 자체적으로 전기를 발전하는 것이므로 전기의 생산비용이 저렴하고, 환경오염을 유발하지 않은 장점이 있다.
그 외에도, 발전기능을 갖춘 파이프에 램프를 설치할 경우 발전된 전원을 이용하여 조명등으로 사용하여 안전사고를 예방하거나 생활환경을 향상시킬 수 있다. 또한, 발전기능을 갖춘 파이프에 발열선을 설치할 경우 발전된 전원을 이용하여 발열작용을 수행할 수 있으므로 별도의 전원공급수단을 구비하지 않더라도 동파방지용 파이프를 구현할 수 있는 등 다양한 용도로 사용할 수 있다.
도1a는 본 발명에 따른 발전기능을 갖춘 파이프의 기술적 사상을 설명하기 위한 개략적인 단면도,
도1b는 본 발명에 따른 발전기능을 갖춘 파이프에 적용할 수 있는 회로부의 일 예를 나타낸 개략적인 회로도,
도2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프를 나타내는 분리 사시도,
도2b는 도2a의 A부 확대 단면도,
도3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프를 나타내는 분리 사시도,
도4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프의 변형예를 나타낸 종단면도,
도5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프를 나타내는 분리 사시도,
도6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프의 변형예를 나타내는 종단면도,
도7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프를 나타내는 단면도,
도8a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프의 변형예를 나타내는 사시도,
도8b는 도8a의 B부 확대 단면도,
도9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프를 이용한 발전시스템을 간략화하여 도시한 구성도,
도10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프를 이용한 발전시스템의 제1 변형예를 나타낸 개략적인 구성도,
도11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프를 이용한 발전시스템의 제2 변형예를 설명하기 위한 개략적인 요부 단면도,
도12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프를 이용한 발전시스템의 제3 변형예를 간략화하여 도시한 구성도,
도13은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프를 이용한 발전시스템의 제4 변형예를 간략화하여 도시한 구성도이다.
도1b는 본 발명에 따른 발전기능을 갖춘 파이프에 적용할 수 있는 회로부의 일 예를 나타낸 개략적인 회로도,
도2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프를 나타내는 분리 사시도,
도2b는 도2a의 A부 확대 단면도,
도3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프를 나타내는 분리 사시도,
도4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프의 변형예를 나타낸 종단면도,
도5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프를 나타내는 분리 사시도,
도6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프의 변형예를 나타내는 종단면도,
도7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프를 나타내는 단면도,
도8a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프의 변형예를 나타내는 사시도,
도8b는 도8a의 B부 확대 단면도,
도9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프를 이용한 발전시스템을 간략화하여 도시한 구성도,
도10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프를 이용한 발전시스템의 제1 변형예를 나타낸 개략적인 구성도,
도11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프를 이용한 발전시스템의 제2 변형예를 설명하기 위한 개략적인 요부 단면도,
도12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프를 이용한 발전시스템의 제3 변형예를 간략화하여 도시한 구성도,
도13은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프를 이용한 발전시스템의 제4 변형예를 간략화하여 도시한 구성도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도1a 내지 도13에 의거하여 상세히 설명하고, 도1a 내지 도13에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여한다. 한편 각 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다.
도1a는 본 발명에 따른 발전기능을 갖춘 파이프의 기술적 사상을 설명하기 위한 개략적인 단면도, 도1b는 본 발명에 따른 발전기능을 갖춘 파이프에 적용할 수 있는 회로부의 일 예를 나타낸 개략적인 회로도이다.
도1a를 참조하면, 본 발명에 따른 발전기능을 갖춘 파이프(1)는 내부에 중공부가 형성된 파이프(10)와, 이 파이프(10)에 설치되어 내부로 유동되는 유체의 압력, 충격, 진동과 같은 외력에 대해 전기를 생성하는 압전소자(20)가 구비되어 있다.
파이프(10)는 금속, 합성수지 등의 소재를 이용하여 원형 단면 구조 외에도 사각, 육각, 팔각 등의 단면 구조를 갖는 봉상 구조로 형성될 수 있는 것이지만, 본 발명에서는 대표적인 파이프 형태인 원형 파이프를 적용한 것을 중심으로 설명한다.
압전소자(20)는 희망하는 발전용량, 파이프의 형태, 크기, 외경, 내경 등의 조건과 제작성을 고려하여 적절한 크기, 두께, 발전용량을 갖는 것이 선택되어 복수 개로 배치된다. 그리고, 압전소자(10)는 후술되는 바와 같이 파이프의 몸체 내부, 외면, 내면 등에 설치되는 것이므로 가능한 얇고 외력의 작용시에 쉽게 밴딩 및 복원될 수 있도록 가요성을 갖는 것이 선택되어 적용된다.
압전소자(20)는 압전물질층(21), 이 압전물질층(21)의 일면에 형성되는 제1 전극층(22), 및 압전물질층(21)의 타면에 형성되는 제2 전극층(22)으로 이루어진 통상적인 구조를 갖는다. 이때 압전물질층(21)은 압전물질로 널리 상용화되고 있는 티타늄산바륨(BaTiO3, BTO로 약칭됨), PZT(지르콘산염 PbZrO3과 티탄산염 PbTiO3의 고용체의 총칭으로 PZT로 약칭됨), PLZT(lead(plomb) lanthanum zirconate titanate), Bi 층상구조 화합물의 일종인 Bi4Ti3O12 중 어느 하나를 포함하는 박막을 적용할 수 있다.
그리고, 발전기능을 갖춘 파이프(1)는 압전소자(20)로부터 출력되는 교류전원을 평활화하여 DC레벨로 형성하기 위한 회로부(40)가 더 구비될 수 있다. 예컨대, 회로부(40)는 도1b에 도시된 바와 같이 압전소자(20)로부터 출력되는 전압을 정류하도록 브릿지 다이오드(41)를 구성하고, 충전지(44)에 전기를 충전하기 위해 저항(43)과 컨덴서(42)를 이용한 지연회로를 갖도록 구성할 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 회로부(40)와 전기적으로 접속되어 인가되는 전원을 충전할 수 있는 충전지를 포함하는 충전모듈(미도시), 회로부(40)와 전기적으로 접속되어 인가되는 전원에 의해 발광되는 램프(미도시), 회로부와 전기적으로 접속되어 인가되는 전원에 의해 발열되는 발열선(미도시) 중에서 적어도 하나 이상을 구비할 수 있다.
그리고, 충전모듈은 충전지(2차전지)와 충전회로(미도시)를 갖춘 통상의 모듈을 적용하여 구성할 수 있는 것이므로 구체적인 설명을 생략한다. 또한, 회로부(40)에 전기적으로 연결되어 점등되도록 발광다이오드와 같은 램프(미도시)가 설치된 경우 야간 조명등으로 사용하여 안전사고를 예방할 수 있고, 다양한 미감을 표현할 수 있으므로 생활환경을 향상시킬 수 있다.
아울러, 회로부(40)에 발열선이 전기적으로 연결되어 파이프(10)에 권취된 경우 압전소자(20)로부터 발전된 전원을 이용하여 발열작용을 수행할 수 있으므로 별도의 전원공급수단을 구비하지 않더라도 동파방지용 파이프를 구현할 수 있는 장점이 있다.
도2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프를 나타내는 분리 사시도, 도2b는 도2a의 A부 확대 단면도이다.
도2a 및 도2b를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프(1)는 내부에 중공부가 형성된 파이프(10)와, 이 파이프에 설치되는 압전소자(20)를 구비하되, 압전소자(20)는 그 제조과정이 딱딱한 실리콘 기판상에서 수행되는 제조상의 특징으로 그 자체가 충분한 정도의 가요성을 갖는 제품의 생산이 어려운 실정에 있으므로 본 실시예에서는 가요성 플라스틱 필름과 같은 플렉시블 기판(30)에 압전소자(20)를 전사방식으로 결합하여 구성한다. 즉, 다수의 압전소자(20)를 플렉시블 기판(30)에 전사하여 배치한 후, 파이프(10)의 외면에 위치하도록 설치하여 구성한다.
그리고, 압전소자는 그 제조시에 실리콘 기판상에 형성된 압전소자를 분리과정에서 실리콘 기판 자체를 식각하지 않는 방식으로 제조될 경우 가요성을 확보할 수 있으므로 이러한 제조방식으로 제조된 것을 적용하는 것이 바람직하다. 예컨대, 대한민국 공개특허 공개번호 제10-2011-0072033호로 개시된 방법을 적용하여 제조된 압전소자를 적용할 수 있을 것이다. 또한, 플렉시블 기판(30)은 박막의 플라스틱 필름 예컨대 듀퐁사의 캡톤 필름(kapton film)으로서 두께 25㎛ 이하의 것을 적용하는 것이 바람직하다.
한편, 다수의 압전소자(20)가 결합된 플렉시블 기판(30)은 대략 원통 형상으로 형성되어 파이프에 배치된다. 그리고, 플렉시블 기판(30)은 사출 등의 성형방법으로 원통형으로 형성할 수도 있지만 사전에 원통형으로 형성한 플렉시블 기판에 압전소자를 전사하는 것은 어려우므로 본 실시예에서는 사각 시트 형태의 가요성 플라스틱 필름에 압전소자(20)를 전사한 후 원통형으로 밴딩시키고 그 양단부를 접착제에 의해 서로 접합하거나 초음파 융착이나 고주파 융착 방식으로 접합하여 구성한다.
그리고, 제1 및 제2 전극층(22,23)에는 압전물질층(21)에서 형성된 전류의 통전을 위한 도전선(24)이 직렬 또는 병렬방식으로 접속되어 있다. 이때, 도전선(24)은 본 출원인에 의해 출원되어 등록된 대한민국 등록특허 제0664413호에 나타난 형태를 도전선으로 배치하거나, 플렉시블 기판(30)에 도전선 물질을 인쇄, 증착방식으로 배치하여 구성할 수 있다.
전술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프의 작용을 간략하게 설명한다.
먼저, 상기한 발전기능을 갖춘 파이프(1)를 수도나 하수도 배관으로 설치한 경우, 사용자가 수도밸브를 개방하여 용수를 사용하게 되면 수압에 의해 용수가 배출됨과 동시에 파이프(10)에는 용수의 유동에 따른 압력 변화, 와류의 발생 등으로 미세한 진동 또는 충격력과 같은 외력이 전달된다.
이와 같이 파이프(10)에 외력이 작용되면 그 외면에 배치된 압전소자(20)의 압전물질층(21)에는 외력에 비례하는 양.음의 전하(전기분극)가 나타나면서 전기를 생성하게 된다.
이와 같이 생성된 전기는 제1 및 제2 전극층(22,23)에 접속된 도전선(24)을 매개로 회로부(40)에 전달되어 충전지에 충전되거나 램프 또는 발열선의 전원으로 이용될 수 있다.
도3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프를 나타내는 사시도이다. 이하, 제2 내지 제4 실시예를 설명함에 있어 전술한 제1 실시예와 동일 유사한 구성에 대하여는 동일부호를 부여하고 구체적인 설명을 생략한다.
도3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프(1)는 내부에 중공부가 형성된 파이프(10)와, 이 파이프(10)에 설치되는 다수의 압전소자(20)를 구비하되, 압전소자(20)는 플렉시블 기판(30)에 전사되어 배치된 후, 파이프(10)의 내면에 위치하도록 설치, 구성된다.
그리고, 제2 실시예에서는 압전소자(20)를 포함하는 플렉시블 기판(10)이 파이프(10)의 내부에 설치되므로 제1 및 제2 전극층(22,23)과 전기적으로 접속된 도전선(24)의 인출을 위해 파이프(10)에 인출구(12)가 형성되어 있다.
도4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프의 변형예를 나타낸 종단면도로서, 이에 도시된 바와 같이 압전소자(20)의 배치위치와 대응하는 파이프(10)의 내면에 압전소자(20)가 삽입되는 안착홈부(13)가 요입, 형성되어 있다.
그리고, 안착홈부(13)에는 압전소자(20)에 탄성, 반발력을 인가할 수 있도록 합성수지재 탄성폼이나 금속 탄성편과 같은 완충부재(14)가 삽입, 설치되어 있다.
이와 같이 안착홈부(13)에 완충부재(14)가 삽입되면 파이프(10) 내부로 유체가 유동되면서 급격한 압력이나 충격이 작용 되더라도 완충작용을 수행하게 되므로 압전소자(20)를 충격으로부터 보호하여 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, 압전소자(20)에 작용되는 압력, 충격, 진동이 완충부재(14)의 탄성 반발 작용으로 반복적으로 인가되므로 발전효율이 향상되는 작용이 수행된다.
도5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프를 나타내는 사시도이다.
도5를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프(1)는 내부에 중공부가 형성된 파이프(10)와, 이 파이프에 설치되는 다수의 압전소자(20)를 구비하되, 파이프(10)는 외부 파이프(10a)와 이 외부 파이프(10a)의 내부에 틈새를 갖도록 삽입되는 내부 파이프(10b)로 이루어진 이중관 형태로 형성되어 있다.
그리고, 다수의 압전소자(20)는 일면이 플렉시블 기판(30)에 결합된 후 외부 파이프(10a)와 내부 파이프(10b)의 틈새에 삽입, 설치된다. 이때, 플렉시블 기판(30)은 원통 형상으로 형성된 후 틈새에 삽입, 설치되거나 사각시트가 밴딩 되면서 삽입, 설치될 수 있다.
한편, 내부 파이프(10b)는 중공부의 내부로 유동되는 유체의 종류, 온도, 등과 같은 조건에 따라 충분한 내식성, 내약품성, 내마모성을 갖는 소재가 선택되어 형성된다.
아울러, 내부 파이프(10b)는 발전 효율의 향상을 위해 유체의 유동시에 가해지는 외력에 따라 변위가 발생 될 수 있도록 신축성 합성수지재와 같이 신축성을 갖는 소재로 형성되는 것이 바람직하다.
도6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프의 변형예를 나타낸 종단면도로서, 이에 도시된 바와 같이 압전소자(20)의 배치위치와 대응하는 외부 파이프(10a)의 내면에 압전소자가 삽입되는 안착홈부(13)가 요입, 형성되어 있다.
그리고, 안착홈부(13)의 내부 또는 외부 및 내부 파이프(10a,10b) 사이의 틈새에는 내부 파이프(10b)의 외면에 탄성력을 제공하기 위해 완충부재(14)가 설치될 수 있다. 예컨대, 완충부재(14)는 외부 파이프(12a)의 내면에 안착홈부(13)에 설치되고 압전소자(20)에 탄성, 반발력을 인가할 수 있도록 합성수지재 탄성폼이나 금속 탄성편으로 구성될 수 있다.
도7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프를 나타내는 단면도로서, 제4 실시예는 전술한 제1 내지 제3 실시예와는 달리 별도의 파이프가 구비되지 않고 압전소자가 설치되는 플렉시블 기판 자체가 파이프의 기능을 수행하도록 구성된 점에 특징이 있다.
도7을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프(1)는 복수의 압전소자(20) 일면이 플렉시블 기판(30)에 결합되고, 이 플렉시블 기판(30)은 내부에 중공부를 갖는 파이프 형상으로 구성된다.
플렉시블 기판(30)은 중공부의 내부로 유동 되면서 그 자체가 파이프 기능을 수행하는 것이므로 비교적 두께가 두꺼운 것을 적용하되, 유체의 종류, 온도, 등과 같은 조건에 따라 충분한 내식성, 내약품성, 내마모성을 갖는 소재로 형성된 것을 선택, 적용한다. 예컨대 플렉시블 기판(30)은 듀퐁사의 캡톤 필름(kapton film)으로서 두께 125㎛ 이상인 대전처리 폴리이미드 필름(ESD Polyimide Film)이 적용될 수 있다.
도8a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프의 변형예를 나타내는 사시도, 도8b는 도8a의 B부 확대 단면도로서, 이에 도시된 바와 같이 플렉시블 기판(30)은 중공부를 통해 유동되는 유체의 물리적 또는 화학적 변화에 대해 플렉시블 기판이 보호되도록 플렉시블 기판(30)의 내면에 적층되는 보호층(50)이 구비되어 있다. 예컨대, 보호층(50)은 내약품성, 내열성, 비점착성, 절연성, 및 낮은 마찰계수가 요구되는 경우 불소탄화물계 수지인 테프론(TEFLON) 코팅층이 선택될 수 있다.
도9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프를 이용한 발전시스템을 간략화하여 도시한 구성도이다.
제1 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프를 이용한 발전시스템은 전술한 제1 내지 제4 실시예에 나타난 발전기능을 갖춘 파이프(1)를 이용하여 상시적으로 전기를 발전할 수 있는 시스템으로 구현한 것으로 발전기능을 갖춘 파이프의 중공부에 수용되는 작동유체(f)와, 발전기능을 갖춘 파이프(1)에 설치되어 외부로부터 외력이 인가될 경우 작동유체에 압력을 인가하는 유체구동부(7)가 구성되어 있다.
작동유체(f)는 물, 오일 등과 같은 모든 액체와 공기 등과 같은 모든 기체가 가능하지만, 본 실시에에서는 작은 변위에도 큰 힘이 작용되는 유압작동유를 적용하여 구성한다.
유체구동부(7)는 도9에 도시된 바와 같이 발전기능을 갖춘 파이프의 일측 및 타측에 각각 설치되어 일측 유체구동부(7)에 가압력이 작용되면 타측 유체구동부(7)가 작동유체(f)의 이동에 따른 압력에 의해 상승되도록 구성할 수도 있지만, 이하의 다른 예에 나타난 바와 같이 다수 개가 설치되거나 한 개만 설치, 구성될 수도 있다.
그리고, 유체구동부(7)는 도로의 경계턱(8)에 설치되어 차량이나 보행자가 통과할 경우 자중에 의해 눌려져 작동유체를 유동시킬 수 있도록 구성된 것으로, 발전기능을 갖춘 파이프(1)의 중공부 내부에 삽입되는 피스톤(71), 피스톤(71)에 일단이 접속되는 봉상의 피스톤로드(72), 이 피스톤로드(72)의 타단에 접속되어 외력이 인가되는 외력인가부재(73)로 구성되어 있다. 이때, 피스톤(71)은 기밀을 유지하기 위해 오-링(O-ring)과 같은 패킹부재가 설치되어 있다. 또한 발전기능을 갖춘 파이프(1)의 단부에도 내부의 작동유체(f) 유출을 방지하기 위한 기밀구조가 구비되거나 패킹부재가 설치되는 것이 바람직하다.
전술한 경계턱(8)은 도9에 나타난 바와 같이 발전효율의 향상을 위해 가요성을 갖는 덮개(81)와, 덮개(81)와 지면 사이에 배치되는 충진재(82)로 구성되어 있지만, 그 형태나 구조에 제한 없이 다양하게 구성될 수 있다.
전술한 바와 같은 제1 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프를 이용한 발전시스템은 차량이나 보행자가 통과하게 되면 유체구동부(7)가 작동되면서 작동유체(f)의 유동에 따른 압력 변화, 와류의 발생 등으로 미세한 진동 또는 충격력이 파이프(10)를 매개로 압전소자(20)에 전달되므로 압전소자(20)는 외력에 비례하는 양.음의 전하(전기분극)가 나타나면서 전기를 생성하게 된다.
한편, 본 실시예에서 유체구동부(7)는 피스톤(71), 피스톤로드(72) 및 외력인가부재(73)로 이루어진 유,공압 실린더 구조와 유사한 구조로 구성되어 있지만 이는 도로의 경계턱에 용이하게 적용할 수 있도록 구성한 일 예로서 이에 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 유체구동부의 피스톤이 풍력이나 수력에 의해 상하로 이동되게 구성하여 전기를 발전할 수 있도록 구성할 수도 있다. 즉, 피스톤에 돌출되는 피스톤로드를 랙(Rack) 형태로 형성하고 이 랙에 결합되는 피니언(Pinion)을 설치하는 한편, 피니언의 중심에 풍력이나 수력용 터어빈(복수의 블레이드가 회전축에 결합된 회전체)을 설치할 경우 풍력이나 수력 부하에 의해 터어빈이 회전되면 피니언이 회전되면서 랙을 상하로 이동시키게 되므로 피스톤의 병진 동작이 가능하여 전기를 발전할 수 있다.
도10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프를 이용한 발전시스템의 제1 변형예를 나타낸 개략적인 구성도로서, 이에 도시된 바와 같이 발전기능을 갖춘 파이프(1)는 서로 연통되게 분기되는 복수의 분기관(1a)을 갖는 구조로 구성되어 있고, 복수의 분기관(1a)의 단부에는 유체구동부(7)가 구성되어 있다.
이러한 제1 변형예에 따르면, 복수의 유체구동부(7)가 연속, 배치되어 있으므로 자동차의 휠의 구름동작과 같은 외부 부하가 인가될 경우 연속적으로 작동유체(f)를 유동시킬 수 있으므로 발전효율을 향상시킬 수 있다.
도11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프를 이용한 발전시스템의 제2 변형예를 설명하기 위한 개략적인 요부 단면도로서, 도10의 C부 확대 단면도이다.
도11을 참조하면, 발전시스템에 적용되는 발전기능을 갖춘 파이프(1)는 압전소자(10)에 의한 발전작용 외에 작동유체(f)와 직접 접촉되면서 유동에 따른 압력을 이용하여 회전되는 회전형 발전장치(9)가 구성되어 있다.
회전형 발전장치(9)는 작동유체(f)의 유동시 압력에 의해 회전되도록 파이프(10)의 중공부에 설치되고 회전축(91a)에 복수의 블레이드(91b)가 구비된 회전체(91)와, 회전축(91a)의 회전력을 이용하여 전기를 발전하는 발전기(92)로 구성되어 있다. 이때, 발전기(92)는 내부 구조를 구체적으로 도시하지 않았으나 통상의 수력 및 풍력 발전시스템에서 적용되는 통상의 교류 발전기 또는 직류 발전기가 적용될 수 있다. 그리고, 발전기의 앞쪽에는 회전축의 회전속도를 증속하는 증속기가 구성되는 것이 바람직하다.
그리고, 회전형 발전장치(9)는 인접하는 파이프(1)와의 용이한 접속을 위해 양쪽에 플랜지(93a)가 형성된 밸브바디와 유사한 형태의 발전몸체(93)에 회전체(91)의 회전축(91a)이 베어링(93b)을 매개로 회전 가능하게 설치되어 있다.
도12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프를 이용한 발전시스템의 제3 변형예를 간략화하여 도시한 구성도이다.
제3 변형예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프를 이용한 발전시스템은 복수의 분기관(1a)을 갖는 발전기능을 갖춘 파이프(1)와 복수의 유체구동부(7)를 구비하되, 발전기능을 갖춘 파이프(1)의 내부에 수용된 작동유체(f)의 압력이 설정된 값 이상으로 상승될 경우 파이프(10) 내부의 작동유체(f) 압력을 흡수하고, 파이프(10) 내부의 작동유체의 압력이 설정된 값 이하로 하강되면 작동유체(f)를 파이프(10) 내부로 이동되도록 압력을 인가하는 압력조정수단(6)이 구성되어 있다.
압력조정수단(6)은 완충작용을 수행할 수 있다면 제한 없이 다양한 구조로 구성될 수 있지만, 본 실시예에서는 파이프(10)에 연장, 형성되고 내부에 중공부가 형성된 실린더몸체(61), 실린더몸체의 중공부에 삽입되는 복원 피스톤(62), 이 복원피스톤(62)에 복원력을 인가하도록 설치되는 탄성부재(63)로 구성되어 있다.
이와 같이 압력조정수단(6)이 구비되면 동시에 복수의 유체구동부(7)에 외력이 작용됨에 따라 파이프(10)의 내압이 상승되더라도 작동유체(f)가 압력조정수단(6)으로 유입되므로 작동유체의 유동에 따른 전기의 발전이 가능하고, 유체구동부(7)에 외력이 해제되면 탄성부재(63)의 탄성력에 의해 복원 피스톤(62)이 이동됨과 동시에 작동유체(f)가 역방향으로 배출되면서 유동되므로 다시 한 번 더 전기를 발전할 수 있는 장점이 있다.
도13은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프를 이용한 발전시스템의 제4 변형예를 간략화하여 도시한 구성도이다.
제4 변형예에 따른 발전기능을 갖춘 파이프를 이용한 발전시스템은 발전기능을 갖춘 파이프(1)의 일측 단부에 유체구동부(7)가 구비되고, 타측 단부에 압력조정수단(6)이 구비된 구조로 구성되어 있다.
유체구동부(7)는 피스톤(71)에 복원력을 제공하기 위해 복원력인가부재(74)가 구성되어 있다. 복원력인가부재(74)는 피스톤로드(72)에 삽입, 설치되어 지면과 외력인가부재(73) 사이에 배치되는 압축코일스프링으로 구성되어 외력에 의해 눌러진 외력인가부재가 신속하게 복귀되도록 함으로써 압력조정수단(6)의 복원 피스톤(62)의 복원동작 또한 신속하게 이루어져 작동유체(f)의 유동 속도를 증가시킴으로써 전기의 발전효율을 향상시킬 수 있다.
그리고, 복원 피스톤(62)의 저면에는 탄성부재(63)의 안정된 작동과 복원 피스톤의 원활한 이동을 위한 봉상의 복원 피스톤로드(64)가 일체로 돌출되어 있고, 발전기능을 갖춘 파이프(1)의 하단에는 복원 피스톤로드(64)의 이동을 위한 이동공간부(g)가 마련되어 있다.
한편, 도13의 미설명부호 "c"는 회로부, 충전모듈 등이 내장되는 컨트롤박스를 간략하게 나타낸 것이다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 발전기능을 갖춘 파이프 및 이를 이용한 발전시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.
1:발전기능을 갖춘 파이프 10:파이프
12:인출구 13:안착홈부
14:완충부재 20:압전소자
21:압전물질층 22:제1 전극층
23:제2 전극층 30:플렉시블 기판
40:회로부 50:보호층
6:압력조정수단 61:실린더몸체
62:복원 피스톤 63:탄성부재
7:유체구동부 71:피스톤
72:피스톤로드 73:외력인가부재
9:회전형 발전장치 91:회전체
92:발전기 f:작동유체
12:인출구 13:안착홈부
14:완충부재 20:압전소자
21:압전물질층 22:제1 전극층
23:제2 전극층 30:플렉시블 기판
40:회로부 50:보호층
6:압력조정수단 61:실린더몸체
62:복원 피스톤 63:탄성부재
7:유체구동부 71:피스톤
72:피스톤로드 73:외력인가부재
9:회전형 발전장치 91:회전체
92:발전기 f:작동유체
Claims (18)
- 내부에 중공부가 형성된 파이프에 있어서,
상기 파이프의 내부, 외면, 내면 중 적어도 한 곳 이상에 배치되고, 상기 중공부 내부로 유동되는 유체의 압력, 충격, 진동과 같은 외력에 대해 전기를 생성하는 복수의 압전소자를 구비한 것을 특징으로 하는 발전기능을 갖춘 파이프. - 제1항에 있어서,
복수의 상기 압전소자 일면이 플렉시블 기판에 결합되고, 상기 플렉시블 기판은 원통 형상으로 형성되어 상기 파이프의 내부, 외면, 내면 중 적어도 한 곳 이상의 위치에 삽입, 설치되는 것을 특징으로 하는 발전기능을 갖춘 파이프. - 제2항에 있어서,
상기 압전소자의 배치위치와 대응하는 상기 파이프의 내면에 상기 압전소자가 삽입되는 안착홈부가 요입, 형성되고,
상기 안착홈부에는 상기 압전소자와 접촉되는 완충부재가 삽입, 설치된 것을 특징으로 하는 발전기능을 갖춘 파이프. - 제1항에 있어서,
상기 파이프는 외부 파이프와, 상기 외부 파이프의 내부에 삽입되고, 상기 외부 파이프와의 사이에 틈새가 형성되도록 삽입되는 내부 파이프로 이루어진 이중관 형태로 형성되고,
복수의 상기 압전소자는 일면이 플렉시블 기판에 결합되고, 상기 플렉시블 기판은 상기 틈새에 삽입되어 원통 형상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 발전기능을 갖춘 파이프. - 제4항에 있어서,
상기 내부 파이프는 유체의 유동시에 가해지는 외력에 따라 변위가 발생될 수 있도록 신축성을 갖는 소재로 형성된 것을 특징으로 하는 발전기능을 갖춘 파이프. - 제4항에 있어서,
상기 틈새에 설치되는 완충부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기능을 갖춘 파이프. - 복수의 압전소자 일면이 플렉시블 기판에 결합되고, 상기 플렉시블 기판은 내부에 중공부를 갖는 파이프로 형성된 것을 특징으로 하는 발전기능을 갖춘 파이프.
- 제1항에 있어서,
상기 압전소자는, BTO, PZT, PLZT, Bi4Ti3O12 중 어느 하나를 포함하는 압전물질층, 상기 압전물질층의 일면에 형성되는 제1 전극층, 및 상기 압전물질층의 타면에 형성되는 제2 전극층을 포함하고,
상기 압전소자는 전사방식으로 상기 플렉시블 기판에 전사되어 배치된 것을 특징으로 하는 발전기능을 갖춘 파이프. - 제8항에 있어서,
상기 파이프는 상기 제1 및 제2 전극층과 전기적으로 접속된 도전선의 인출을 위한 인출구가 형성된 것을 특징으로 하는 발전기능을 갖춘 파이프. - 제2항 또는 제7항에 있어서,
상기 중공부를 통해 유동되는 유체의 물리적 또는 화학적 변화에 대해 상기 플렉시블 기판이 보호되도록 상기 플렉시블 기판의 내면에 적층되는 보호층을 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기능을 갖춘 파이프. - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압전소자로부터 출력되는 교류전원을 평활화하여 DC레벨로 형성하기 위한 회로부을 더 구비하고,
상기 회로부와 전기적으로 접속되어 인가되는 전원을 충전할 수 있는 충전지를 포함하는 충전모듈, 상기 회로부와 전기적으로 접속되어 인가되는 전원에 의해 발광되는 램프, 상기 회로부와 전기적으로 접속되어 인가되는 전원에 의해 발열되는 발열선 중에서 적어도 하나 이상을 구비한 것을 특징으로 하는 발전기능을 갖춘 파이프. - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 발전기능을 갖춘 파이프;
상기 발전기능을 갖춘 파이프의 중공부에 수용되는 작동유체; 및
상기 발전기능을 갖춘 파이프의 일측 및 타측 중 적어도 어느 한 곳 이상에 설치되어 외부로부터 외력이 인가될 경우 상기 작동유체에 압력을 인가하는 유체구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기능을 갖춘 파이프를 이용한 발전시스템. - 제12항에 있어서,
상기 발전기능을 갖춘 파이프는 서로 연통되게 분기되는 복수의 분기관을 갖는 구조로 구성되고,
복수의 상기 분기관의 단부에 상기 유체구동부가 구성된 것을 특징으로 하는 발전기능을 갖춘 파이프를 이용한 발전시스템. - 제12항에 있어서,
상기 유체구동부는
상기 중공부 내부에 삽입되는 피스톤;
상기 피스톤에 일단이 접속되는 봉상의 피스톤로드; 및
상기 피스톤로드의 타단에 접속되어 외력을 인가받는 외력인가부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기능을 갖춘 파이프를 이용한 발전시스템. - 제14항에 있어서,
상기 피스톤에 복원력을 제공하기 위해 상기 피스톤로드에 설치되는 복원력인가부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기능을 갖춘 파이프를 이용한 발전시스템. - 제12항에 있어서,
상기 발전기능을 갖춘 파이프는 내부에 수용된 상기 작동유체의 압력이 설정된 값 이상으로 상승될 경우 상기 파이프 내부의 작동유체 압력을 흡수하고, 상기 파이프 내부의 상기 작동유체 압력이 설정된 값 이하로 하강되면 상기 작동유체가 파이프 내부에서 이동되도록 압력을 인가하는 압력조정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기능을 갖춘 파이프를 이용한 발전시스템. - 제16항에 있어서,
상기 압력조정수단은,
상기 파이프에 연장, 형성되고 내부에 중공부가 형성된 실린더몸체;
상기 실린더몸체에 삽입되는 복원 피스톤; 및
상기 복원 피스톤에 복원력을 인가하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기능을 갖춘 파이프를 이용한 발전시스템. - 제12항에 있어서,
상기 발전기능을 갖춘 파이프는 상기 작동유체의 유동시 압력에 의해 회전되도록 상기 중공부에 설치되고 회전축에 복수의 블레이드가 구비된 회전체와, 상기 회전축의 회전력을 이용하여 전기를 발전하는 발전기를 구비한 회전형 발전장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기능을 갖춘 파이프를 이용한 발전시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110143502A KR20130074722A (ko) | 2011-12-26 | 2011-12-26 | 발전기능을 갖춘 파이프 및 이를 이용한 발전시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110143502A KR20130074722A (ko) | 2011-12-26 | 2011-12-26 | 발전기능을 갖춘 파이프 및 이를 이용한 발전시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20130074722A true KR20130074722A (ko) | 2013-07-04 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110143502A KR20130074722A (ko) | 2011-12-26 | 2011-12-26 | 발전기능을 갖춘 파이프 및 이를 이용한 발전시스템 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20130074722A (ko) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016108338A1 (ko) * | 2014-12-29 | 2016-07-07 | 노츠 주식회사 | 배관을 이용한 재생 에너지 수집 장치 및 시스템 |
| KR20190055667A (ko) * | 2017-11-15 | 2019-05-23 | 연세대학교 산학협력단 | 초미세 와류를 발생시켜 자가발전을 통한 열 발생이 가능한 표면 구조체 |
| KR20190122085A (ko) | 2018-04-19 | 2019-10-29 | 최상진 | 배관용 발전장치 |
| WO2020241901A1 (ja) * | 2019-05-31 | 2020-12-03 | 株式会社昭和螺旋管製作所 | 管路情報採取装置 |
| KR20230012769A (ko) * | 2021-07-16 | 2023-01-26 | 목포해양대학교 산학협력단 | 자가발전을 이용한 이중배관용 무선 센서 시스템 |
-
2011
- 2011-12-26 KR KR1020110143502A patent/KR20130074722A/ko not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPWO2020241901A1 (ja) * | 2019-05-31 | 2021-09-13 | 株式会社昭和螺旋管製作所 | 管路情報採取装置 |
| CN113924439A (zh) * | 2019-05-31 | 2022-01-11 | 株式会社昭和螺旋管制作所 | 管路信息采集装置 |
| KR20230012769A (ko) * | 2021-07-16 | 2023-01-26 | 목포해양대학교 산학협력단 | 자가발전을 이용한 이중배관용 무선 센서 시스템 |
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