KR20140073063A

KR20140073063A - 압전 발전기

Info

Publication number: KR20140073063A
Application number: KR1020120140760A
Authority: KR
Inventors: 정백진
Original assignee: 정백진
Priority date: 2012-12-06
Filing date: 2012-12-06
Publication date: 2014-06-16

Abstract

본 발명은 압전 발전기에 관한 것으로, 압전발전기 내부에서 이동하는 공의 진동 또는 압력이 발생되어 전기가 생성되도록 하는 전극과 압전체로 구성되어 있는 압전 구조물(100)과; 상기 압전 구조물(100)을 둘러싼 외부를 구성하는 탄성체(200)와; 상기 압전 구조물(100)에 둘러 쌓여진 공간에서 압전 구조물에 압력을 가하는 공(300)을 포함하여 구성된다.
따라서, 본 발명의 압전 발전기는 공이 압전체의 변형을 발생시킬 수 있는 구조로 이루어짐으로써, 공의 운동에너지에서 전기적 에너지로 반복적으로 변환되어 큰 전기적 에너지를 만들 수 있는 장점이 있다.

Description

압전 발전기{Piezoelectric generator}

본 발명은 많은 전기적 에너지를 얻을 수 있는 압전 발전기에 관한 것이다.

압전물질은 기계적 에너지를 전기에너지로 변환하는 변환기로서 전기자동차와 같은 다양한 응용분야를 갖는다.

압전발전기는 압전체를 이용한 발전기로 압전체에 가해지는 힘에 의해 전압을 발생시키며, 그 인가된 힘의 크기에 따라 발생되는 전압의 양이 변화된다.

압전 발전기는 외부의 기계적 에너지 (바람, 기기의 진동, 인간의 동작 등)를 받아서 직접 전기를 만드는 압전 재료를 활용한 발전기이다.

압전 발전기는 압전체가 깨지기 쉬운 재료이므로, 외부 힘에 의한 변형을 일으킬 때, 깨지지 않도록 구리와 같은 탄력이 우수한 금속과 접합하여 일체화시킨 형태로 만든다.

이렇게 만들어진 압전-금속 접합체에 외부에서 힘을 인가하면 전기가 발생되고 이는 고용량 축전기나 배터리에 전기를 모아 차후에 활용할 수 있는 상태가 되도록 한다.

종래 기술에 따른 압전 발전기는 유니모프나 바이모프 형태로 외력(바람,진동 등)에 의해 변형이 일어날 때 구부러지는(Bending) 형태의 진동을 일으키게 되고, 발생된 전기량이 작은 것이 단점이다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 발생된 전기량이 작은 문제를 해결함을 목적으로 한다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따라, 본 발명의 바람직한 양태(樣態)는, 압전발전기 내부에서 이동하는 공의 진동 또는 압력이 발생되어 전기가 생성되도록 하는 전극과 압전체로 구성되어 있는 압전 구조물(100)과; 상기 압전 구조물(100)을 둘러싼 외부를 구성하는 탄성체(200)와; 상기 압전 구조물(100)에 둘러 쌓여진 공간에서 압전 구조물에 압력을 가하는 공(300)을 포함하여 구성된 압전 발전기가 제공된다.

또한, 본 발명의 바람직한 다른 양태(樣態)는,압전발전기 내부에서 이동하는 공의 진동 또는 압력이 발생되어 전기가 생성되도록 하는 전극과 압전체로 구성되어 있는 압전 구조물(100)과; 상기 압전 구조물(100)을 둘러싼 외부를 구성하는 탄성체(200)와; 상기 압전 구조물(100)에 둘러 쌓여진 공간에서 압전 구조물에 압력을 가하는 공(300)과; 상기 공(300)에 최초 운동에너지를 인가하거나 이후 공의 운동에너지가 자연적으로 소멸된 경우에 운동에너지를 다시 인가하는 외력 전달부(400)를 을 포함하여 구성된 압전 발전기가 제공된다.

본 발명에 따른 압전 발전기는, 압전 발전기는 공이 압전체의 변형을 발생시킬 수 있는 구조로 이루어짐으로써, 공의 운동에너지에서 전기적 에너지로 반복적으로 변환되어 효율이 우수하기에 큰 전기적 에너지를 만들 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 따른 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 상세한 설명은 생략한다.
들어가기에 앞서, 본 발명을 설명하는데 있어서, 그 실시 예가 상이하더라도 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조번호를 사용하고, 필요에 따라 그 설명을 생략할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 압전 발전기를 설명하기 위한 개략적인 단면도로서,압전 발전기는 내부의 힘에 의한 진동 또는 압력이 발생되어 전기가 생성되고, 전극과 압전체로 구성되어 있는 압전 구조물(100)과; 상기 압전 구조물(100)을 둘러싼 외부를 구성하는 탄성체(200)와; 상기 압전 구조물(100)에 둘러 쌓여진 공간에서 압전 구조물에 압력을 가하는 공(300)을 포함하여 구성된다.
이렇게 구성된 본 발명의 압전 발전기는 상기 공(300)에서 전달된 외력이 상기 압전 구조물(100)에 인가되면, 상기 압전 구조물(100)은 인가된 힘에 의해 변형이 일어나고 전기가 발생된다.
상기 탄성체는 탄성계수가 큰 와이어나 스프링 등이 될 수 있다.
그리고, 상기 공(300)은 자신의 운동에너지를 압전구조물 또는 탄성체로 전달하고 또 이들부터의 반작용에 의한 운동에너지를 흡수하여 반복적으로 오랜 시간 움직일 수 있는 이동체가 바람직하다.
그리고, 상기 압전 구조물(100)과 탄성체(200)의 위치는 도 2에 도시된 바와 같이, 도1의 위치와 반대로 구성될 수도 있다.
그리고, 도1의 압전 구조물(100)과 도2의 탄성체(200)은 상기 공(300)이 압전발전기 외부로 빠져 나가지 않고 내부에만 있도록 폐쇄적인 구조를 하여야 한다. 그리고 이러한 구조는 구형 또는 육면체 등 다양한 형태가 가능하다.
도 3은 본 발명에 따른 압전 발전기의 외력 전달부를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다. 상기 공(300)에 최초 운동에너지를 인가하거나 이후 공의 운동에너지가 자연적으로 소멸된 경우에 운동에너지를 다시 인가하는 외력 전달부(400)가 필요하다. 이러한 외력 전달부는 탄성체에 힘을 인가하여 탄성체가 공에 운동에너지를 전달할 수도 있고 공에 직접적으로 에너지를 전달할 수도 있는 등 그 구현 방법은 다양하다.
그러므로, 본 발명의 압전 발전기에서는 공의 운동에너지가 계속적으로 전기에너지를 발생하여 비록 한번에 생성할 수 있는 전기에너지가 적더라도 생성하는 전기에너지 총량은 상당히 많게 된다.
본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
이상과 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 압전 발전기를 설명하기 위한 개략적인 단면도.

도 2는 본 발명에 따라 압전 발전기를 설명하는 다른 유형의 개략적인 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 압전 발전기의 외력 전달부를 설명하기 위한 개략도.

100: 압전구조물

Claims

내부에 폐쇄된 공간부를 구비하고 벽부는 기계적 에너지를 전기적 에너지로 전환시키는 압전소자를 구비하는 본체;
상기 본체 내부의 공간부 내에 수납되고, 상기 공간부 내에서의 기계적 운동을 통해 상기 본체부의 벽부를 형성하는 압전소자에 기계적 에너지를 전달하여 압전소자로 하여금 전기 에너지를 발생시키도록 하는 운동 부재; 및
상기 본체의 내벽 또는 외벽 표면의 전체 또는 일부분에 배치되는 탄성 부재
를 포함하는 압전 발전기.