KR20150131699A - Cantilevered piezoelectric energy harvesting apparatus using vortex shedding - Google Patents

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KR20150131699A
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    • H02N2/18Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
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Abstract

A cantilevered piezoelectric energy harvesting apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a cantilevered energy generating part which is arranged in the first position of the outside of a moving body, and has a piezoelectric material; and a vortex generation part which is arranged in the second position of the outside of the moving body separated from the energy generation part, and periodically generates vortex shedding in the movement of the moving body. The first position is set in the back of the second position with respect to the moving direction of the moving body. The energy generation part receives vortex shedding generated by the vertex generation part and produces electric energy due to the deformation of the piezoelectric material at a resonance frequency.

Description

와류진동을 이용한 압전 외팔보 발전장치 {CANTILEVERED PIEZOELECTRIC ENERGY HARVESTING APPARATUS USING VORTEX SHEDDING}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a piezoelectric cantilever generator using a vortex vibration,

본 발명은 이동체에 와류 발생부와 압전 외팔보를 배치하고, 와류 발생부에 형성되는 와류진동에 의해 압전 외팔보를 변위시켜, 전기에너지를 수확하는 압전 외팔보 발전장치에 관한 것이다. The present invention relates to a piezoelectric cantilever generator for arranging a vortex generating part and a piezoelectric cantilever on a moving body and displacing a piezoelectric cantilever by a vortex vibration generated in a vortex generating part to harvest electrical energy .

전기에너지는 수력이나 화력, 원자력에 의해 얻어지고 있으며, 최근 청정하고 무한정 사용할 수 있는 에너지 수확에 대한 관심이 고조되고 있다.Electrical energy is being obtained by hydropower, thermal power, and nuclear power, and interest in energy harvesting, which can be used cleanly and indefinitely recently, is increasing.

기계적 진동 에너지를 전기 에너지로 변환시키기 위해 변환효율이 크고, 경량화가 가능한 압전(piezoelectric)효과를 이용한 에너지 변환 방식이 많이 이용된다. In order to convert mechanical vibration energy into electric energy, an energy conversion method using a piezoelectric effect capable of a large conversion efficiency and light weight is widely used.

압전(piezoelectric)효과란 고체에 힘을 가하였을 때 결정 겉면에 전기적 분극이 일어나는 현상으로 피에조 저항 효과 라고도 한다. 즉, 물질에 힘을 가하면 변형이 일어나고, 그 변형이 인가되면 전기 에너지가 발생하는 현상을 이용한 것이다. A piezoelectric effect is a phenomenon in which electric polarization occurs on the surface of a crystal when a force is applied to a solid, which is also referred to as a piezoresistive effect. In other words, when a force is applied to a material, deformation occurs, and when the deformation is applied, an electric energy is generated.

일반적으로 최대변위는 진동원의 주파수와 부재의 고유 주파수가 일치하는 공진주파수에서 발생한다. 따라서 공진주파수를 낮추는 것이 중요한데, 이러한 이유 때문에 길이 조절로서 공진주파수를 낮추기 쉬운 외팔보(cantilever beam)가 사용되어져 왔다. Generally, the maximum displacement occurs at a resonant frequency where the frequency of the oscillating source coincides with the natural frequency of the member. Therefore, it is important to lower the resonance frequency. For this reason, a cantilever beam which is easy to lower the resonance frequency has been used as the length adjustment.

기존에는 외팔보를 진동하는 기구에 부착하여 전기를 생산하거나, 회전하는 타이어로부터 에너지를 만드는 나노발전기와 자가발전 압력/속도 센서로 응용하는 논문들이 다수 발표되어 왔다. A number of papers have been published in which a cantilever beam is attached to a vibrating mechanism to produce electricity, a nano generator to generate energy from a rotating tire, and a self-generating pressure / velocity sensor.

하지만, 이러한 기술들은 고유 주파수를 맞추기가 쉽지 않았고, 맞춘다고 해도 일시적으로 사용하는 기구에 적용되어 전기의 생산량이 미소하였고, 비교적 넓은 면적에서 전기를 생산하는 것이 쉽지 않았다.However, these techniques were not easy to match the natural frequencies, and even if they were fitted, they were applied to the instruments that were used temporarily and the electricity production was small, and it was not easy to produce electricity on a relatively large area.

일본특허(일본특허등록 제3951438호)에서도, 바람에 의한 와류진동을 하는 진동판과 압전재료를 연결하여 전기를 생산하는 기술이 있었다. 하지만 상기 발명은 바람에 의한 진동판의 진동을 이용하여 전기를 발생시키는데 특성이 있으나, 수시로 변하는 바람의 방향과 속도 때문에 압전재료의 고유 주파수에 맞추어 지속적으로 고효율의 전기생산이 불가능하였다.In Japanese Patent (Japanese Patent Registration No. 3951438), there was a technique of producing electricity by connecting a diaphragm for vortex vibration caused by wind with a piezoelectric material. However, the above-described invention has a characteristic of generating electricity by using the vibration of the diaphragm due to wind, but it is impossible to continuously produce high efficiency electricity in accordance with the natural frequency of the piezoelectric material due to the direction and speed of the wind.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 압전 외팔보 발전장치를 차량과 같은 이동체에 부착하여, 이동체의 이동속도에 따라 와류 발생부를 통과할 때 상이하게 발생하는 주기적인 와류진동(Karman vortex street)의 주파수와 이격된 거리의 압전 외팔보 발전장치의 고유 주파수를 일치시켜 최대의 전력을 지속적으로 생산하기 위한 것이다. In order to solve the above problems, a piezoelectric cantilever generator is attached to a moving object such as a vehicle, and a periodic vortex vibration (Karman vortex street), which occurs when passing through a vortex generating part according to the moving speed of the moving object, And the natural frequencies of the piezoelectric cantilevered generators at distant distances are matched to continuously produce the maximum power.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 이동체의 외부의 제1 위치에 배치되며, 압전재료가 구비되는 외팔보형 에너지 생성부; 및 상기 에너지 생성부와 이격되는 상기 이동체 외부의 제2 위치에 배치되며, 상기 이동체의 이동 시 주기적인 와류진동을 생성하는 와류 생성부;를 포함하며, 상기 제1 위치는 상기 이동체의 이동방향에 대하여 상기 제2 위치의 후방에 설정되고,상기 에너지 생성부는 상기 와류 발생부에 의해 생성된 와류진동을 전달받아 공진 주파수에서 상기 압전재료의 변형에 의해 전기에너지를 생산한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a cantilever-type energy generating device comprising: a cantilevered energy generating unit disposed at a first position outside a moving body and having a piezoelectric material; And a vortex generating unit disposed at a second position outside the moving member and spaced apart from the energy generating unit and generating a periodical vortex vibration upon movement of the moving member, And the energy generating unit receives the vortex vibration generated by the vortex generating unit to produce electric energy by deformation of the piezoelectric material at a resonance frequency.

상기 제1 위치 및 상기 제2 위치를 연결하는 가상의 선은 이동체의 방향과 평행할 수 있다.The virtual line connecting the first position and the second position may be parallel to the direction of the moving object.

상기 와류 발생부는 상기 가상의 선에 대하여 서로 동일한 각도로 대향하는 제1 및 제2 면으로 구성될 수 있고, 상기 와류 발생부는 횡단면이 정삼각형 또는 이등변삼각형의 형상일 수 있으며,The vortex generators may include first and second surfaces opposed to each other with the same angle with respect to the imaginary line, and the vortex generators may have a shape of an equilateral triangle or an equilateral triangle,

상기 와류 발생부는 상기 제1 면과 상기 제2 면이 오목하거나, 상기 제1 면과 상기 제2 면이 볼록하게 형성될 수 있다.The vortex generators may be formed such that the first surface and the second surface are concave or the first surface and the second surface are convex.

상기 와류 발생부는 상기 가상의 선에 대하여 서로 동일한 각도로 대향하며, 상호 힌지 연결되는 제1 및 제2 플레이트를 포함하며,The vortex generators include first and second plates which are opposed to each other at the same angle with respect to the imaginary line and are hinged to each other,

상기 힌지는 상기 와류 발생부에서 유체가 처음 접하는 모서리에 위치할 수 있다.The hinge may be located at an edge of the vortex generating part where the fluid first contacts.

상기 와류 발생부는 상기 제1 및 제2 플레이트를 상기 힌지를 중심으로 서로 동일한 각도로 선회하기 위한 각도 조절부를 더 포함할 수 있고,The vortex generating unit may further include an angle adjusting unit for turning the first and second plates about the hinge at the same angle,

상기 각도 조절부는 액츄에이터와 상기 액츄에이터에 연결된 푸셔를 포함하며, 상기 푸셔는 상기 액추에이터의 구동력을 전달 받아 상기 가상선에 대하여 상기 힌지 방향으로 이동하거나 상기 액츄에이터 방향으로 이동함으로써 상기 제1 및 제2 플레이트를 상기 힌지를 중심으로 선회시킬 수 있으며,Wherein the angle adjusting portion includes an actuator and a pusher connected to the actuator, wherein the pusher is moved in the hinge direction with respect to the virtual line by receiving the driving force of the actuator, or by moving in the actuator direction, It is possible to pivot about the hinge,

상기 각도 조절부는 회전캠과 회전축을 포함하며, 상기 회전캠은 상기 회전축을 중심으로 회전하면서 상기 제1 및 제2 플레이트를 상기 힌지를 중심으로 선회시킬 수 있다.The angle adjusting unit includes a rotation cam and a rotation shaft, and the rotation cam can rotate the first and second plates about the hinge while rotating about the rotation axis.

상기 와류 발생부는 하류로 갈수록 유로가 점점 좁아지게 형성하는 제1 유로형성부재 및 제2 유로형성부재를 더 포함하고, 상기 유로는 상기 제1 유로형성부재와 상기 제1 면 사이, 상기 제2 유로형성부재와 상기 제2 면 사이로 각각 유로가 나누어질 수 있다.Wherein the vortex generating section further includes a first flow path forming member and a second flow path forming member formed so that the flow path becomes gradually narrower toward the downstream side, and the flow path is formed between the first flow path forming member and the first surface, The flow path may be divided between the forming member and the second surface.

상기 와류 발생부는 하류로 갈수록 점차 좁아지는 유로를 형성하는 제1 부재와 제2 부재를 포함하고, 상기 제1 및 제2 부재는 각각 상기 유로가 끝나는 부분에 대응하는 위치에 와류진동을 생성하기 위한 가이드부재가 형성될 수 있고,Wherein the vortex generating section includes a first member and a second member that form a flow path gradually becoming narrower toward the downstream side, wherein the first and second members are each configured to generate a vortex vibration at a position corresponding to a portion where the flow path ends A guide member may be formed,

상기 제1 및 제2 부재는 상기 이동체의 이동방향에 대하여 어느 하나의 부재가 나머지 부재보다 앞서도록 배치될 수 있다.The first and second members may be arranged so that any one member is ahead of the remaining members with respect to the moving direction of the moving body.

압전 외팔보 발전 장치는 상기 에너지 생성부 및 상기 와류 발생부를 지지하고 상기 이동체에 결합되는 지지부를 더 포함할 수 있다.The piezoelectric cantilever-type power generation apparatus may further include a support portion that supports the energy generation portion and the vortex generation portion and is coupled to the moving body.

상기 지지부는 상기 이동체의 속도에 따라 상기 와류 발생부와 상기 에너지 생성부 사이의 거리를 가변시키기 위해 상기 에너지 생성부가 슬라이딩 가능하게 삽입되는 슬롯이 형성될 수 있다.The supporting portion may be formed with a slot into which the energy generating portion is slidably inserted to vary the distance between the vortex generating portion and the energy generating portion according to the speed of the moving body.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이동체에 고정되어 있는 압전 외팔보 발전장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 와류 발생부에 의해 와류가 발생되어 에너지 생성부에 주기적인 진동을 가하는 것을 나타낸 개략도이다.
도 3은 횡단면이 정삼각형 형상의 와류 발생부를 나타낸 도면이다..
도 4는 횡단면이 이등변삼각형 형상의 와류 발생부를 나타낸 도면이다.
도 5는 와류 발생부의 양면이 볼록한 형상을 나타낸 도면이다.
도 6은 와류 발생부의 양면이 오목한 형상을 나타낸 도면이다.
도 7a-7b는 본 발명의 제2 실시예에 의한 바람의 속도에 따라 제1 각도조절장치에 의해 제1면과 제2면 사이의 각도가 변하는 와류 발생부를 나타낸 도면이다.
도 8a-8b는 본 발명의 제2 실시예에 의한 바람의 속도에 따라 제2 각도조절장치에 의해 제1면과 제2면 사이의 각도가 변하는 와류 발생부를 나타낸 도면이다.
도 9a-9b는 풍속이 작을 때, 본 발명의 제3 실시예에 따른 개방형 유로에서 적용될 수 있는 와류 발생부를 나타낸 도면이다.
도 10a-10b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 와류 발생부를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 와류 발생부와 에너지 생성부가 지지부에 의해 결합된 것을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 제6 실시예에 따른 와류 발생부와 에너지 생성부가 상대적으로 이동할 수 있도록 거리조절부가 추가적으로 구성되는 것을 나타내는 도면이다.
1 is a schematic view showing a piezoelectric cantilever generator fixed to a moving body according to a first embodiment of the present invention.
2 is a schematic view showing that a vortex is generated by the vortex generating unit to apply periodic vibration to the energy generating unit.
3 is a view showing a vortex generating part having an equilateral triangular cross section.
Fig. 4 is a view showing a vortex generating portion having an isosceles triangular cross section. Fig.
5 is a view showing a shape in which both surfaces of a vortex generating portion are convex.
6 is a view showing a concave shape of both sides of the vortex generating part.
FIGS. 7A and 7B are views showing a vortex generating unit in which the angle between the first surface and the second surface is changed by the first angle adjusting apparatus according to the speed of the wind according to the second embodiment of the present invention.
8A and 8B are views showing a vortex generating unit in which the angle between the first surface and the second surface is changed by the second angle adjusting device according to the wind speed according to the second embodiment of the present invention.
9A to 9B are views showing vortex generators which can be applied in an open channel according to a third embodiment of the present invention when the wind speed is small.
10A and 10B are views showing a vortex generating unit according to a fourth embodiment of the present invention.
11 is a view showing the vortex generating unit and the energy generating unit according to the fifth embodiment of the present invention combined by the support unit.
12 is a view showing that a distance adjusting unit is additionally provided so that the vortex generating unit and the energy generating unit according to the sixth embodiment of the present invention can relatively move.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 압전 외팔보 발전장치의 구성을 상세히 설명한다. Hereinafter, a configuration of a piezoelectric cantilever generator according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 상기와 같은 목적 및 특징은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 일시시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해 질 것이다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. These and other objects and features of the present invention will become more apparent by describing in detail exemplary embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 압전 외팔보 발전장치가 이동체(100)에 배치되어 있는 것을 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view showing that a piezoelectric cantilever generator according to a first embodiment of the present invention is disposed on a moving body 100;

이동체(100)는 자동차, 오토바이, 선박, 비행기, 군용 이동체, 퀵보드, 인라인 스케이트 또는 자전거가 될 수 있다The moving body 100 can be an automobile, a motorcycle, a ship, an airplane, a military moving body, a quick board, an inline skate, or a bicycle

압전 외팔보 발전장치는 와류 발생부(200)와 외팔보형 에너지 생성부(300)를 포함한다.The piezoelectric cantilever generator includes a vortex generator 200 and a cantilevered energy generator 300.

와류 발생부(200)는 이동체의 외부에 배치되고 이동체가 이동함에 따라 유체흐름의 급격한 변동으로 인한 와류 진동을 후방으로 전달시킨다.The vortex generators 200 are disposed outside the moving object and transmit the vortex vibration due to the abrupt fluctuation of the fluid flow to the rear as the moving object moves.

와류 발생부(200)와 에너지 생성부(300)를 연결하는 가상의 선(B)이 이동체의 방향(A)과 평행하게 배치되는 것이 가능하다. 본 발명에서 와류 발생부(200)는 가상의 선(B)에 대하여 서로 동일한 각도로 대향하는 제1면 및 제2면으로 구성될 수 있다. 따라서, 와류 발생부(200)는 횡단면이 정삼각형, 이등변 삼각형, 제1면 및 제2면이 오목하거나 볼록할 수 있고, 횡단면은 다각형의 형상일 수 있다. 또한, 유체가 처음 접하는 모서리와 대향하는 면은 생략될 수 있다.An imaginary line B connecting the vortex generating unit 200 and the energy generating unit 300 can be arranged in parallel to the direction A of the moving body. In the present invention, the vortex generators 200 may be composed of a first surface and a second surface opposed to each other with the same angle with respect to the virtual line B. Accordingly, the vortex generators 200 may have an equilateral triangle, an isosceles triangle, a first surface and a second surface concave or convex in cross section, and a polygonal cross section. Further, the surface facing the edge at which the fluid initially contacts can be omitted.

와류 발생부(200)는 원기둥의 형상일 수 있고, 개방형 유로의 끝단에서 가이드 부재에 의해 와류가 발생하는 구성도 가능하다.The vortex generating part 200 may have a cylindrical shape and a vortex may be generated by the guide member at the end of the open passage.

에너지 생성부(300)는 직육면체의 캔틸레버형 형상으로 변형에너지를 전기에너지로 변환시켜 주는 압전재료가 구비되어 있고, 끝단질량과 기저재료로 구성되어 있다.The energy generating unit 300 has a cantilever shape of a rectangular parallelepiped, and is provided with a piezoelectric material for converting strain energy into electrical energy, and is formed of a tip mass and a base material.

기저재료는 외팔보형으로서 직육면체의 형상이 구비될 수 있고, 횡단면은 와류진동의 진행방향으로 길게 형성되며, 와류진동의 진행방향의 수직한 방향으로 상대적으로 짧게 구성될 수 있다. 이 경우, 기저재료는 직육면체의 횡단면에서 와류진동의 진행방향과 평행한 횡단면의 중심축을 기준으로 와류진동에 의해 휘어질 수 있다.The base material may have a cantilever shape and may have a rectangular parallelepiped shape. The cross section may be formed to be long in the traveling direction of the vortex vibration, and may be configured to be relatively short in a direction perpendicular to the traveling direction of the vortex vibration. In this case, the base material can be bent by vortex oscillation with respect to the central axis of the cross section parallel to the traveling direction of the vortex vibration at the cross section of the rectangular parallelepiped.

압전재료는 고체에 힘을 가하였을 때 결정 겉면에 전기적 분극이 일어나는 압전 효과를 이용하여, 변형 에너지를 전기에너지로 변환시켜 준다. 주기적인 와류진동에 의해 많은 전기를 얻기 위해서는 공진을 유도할 필요가 있는데, 이 경우 최대변위가 발생하여 기저재료나 압전재료가 파괴될 수 있다. 따라서 주어진 진동에서 지속적으로 많은 전기를 얻기 위해 압전재료는 큰 변형에 강하고 전기-기계결합계수가 큰 재료가 사용될 수 있다.Piezoelectric materials convert strain energy into electrical energy using the piezoelectric effect that causes electrical polarization in the crystal surface when a force is applied to the solid. In order to obtain much electricity by periodic vortex vibration, it is necessary to induce resonance. In this case, the maximum displacement may occur, and the base material or the piezoelectric material may be destroyed. Therefore, in order to continuously obtain a large amount of electricity in a given vibration, the piezoelectric material can be made of a material which is resistant to large deformation and has a high electro-mechanical coupling coefficient.

압전재료는 외팔보형 에너지 생성부(300)에서 가상선(B)과 평행한 양면에 코팅되거나 기저재료와 일체로 형성될 수 있다.The piezoelectric material may be coated on both sides parallel to the imaginary line B in the cantilevered energy generating part 300 or formed integrally with the base material.

에너지 생성부(300)는 압전재료 외부의 기계적 에너지를 압전재료로 전달하여, 그 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하고 변환된 전기를 축전하거나 실시간으로 사용하는 단계로 진행 가능하다. The energy generating unit 300 may transfer the mechanical energy from the piezoelectric material to the piezoelectric material, convert the mechanical energy into electric energy, and store the converted electric energy or use it in real time.

캔틸레버형 기저재료의 강성과 끝단질량의 강성의 조합과 기저재료의 질량과 끝단질량의 조합으로 고유 주파수가 형성되는데, 주로 끝단질량으로 에너지 생성부(300)의 고유 주파수를 조절한다. 또한, 공진 주파수를 용이하게 맞추거나 낮추기 위해 보(beam)의 길이 조절이 용이한 캔틸레버형의 에너지 생성장치가 이용될 수 있다.A natural frequency is formed by a combination of the rigidity of the cantilever base material and the rigidity of the end mass, and the combination of the mass and the end mass of the base material. The natural frequency of the energy generating unit 300 is mainly controlled by the end mass. In addition, a cantilever type energy generating device which can easily adjust the length of the beam to easily adjust or lower the resonance frequency can be used.

본 발명에 따른 압전 외팔보 발전장치가 최대의 전력을 생성하기 위해서는 와류 발생부(200)에서 발생하는 와류의 주파수와 에너지 생성부(300)의 고유 주파수를 일치시켜서 공진을 발생시킬 필요가 있다. 공진 주파수에서 부재의 최대의 변위가 일어나고 공진 주파수에서 벗어나면 변위가 줄어들어 전기에너지의 양이 급격히 줄어들게 된다. 공진 주파수의 범위내에 와류 발생부(200)의 위치와 형상 및 이동체(100)의 속도를 조절함으로써 많은 전기에너지를 생산할 수 있게 된다.It is necessary to generate the resonance by matching the frequency of the vortex generated in the vortex generator 200 with the intrinsic frequency of the energy generator 300 in order for the piezoelectric cantilever generator according to the present invention to generate the maximum power. At the resonant frequency, the maximum displacement of the member occurs, and if it deviates from the resonant frequency, the displacement decreases and the amount of electric energy decreases sharply. A large amount of electric energy can be produced by adjusting the position and shape of the vortex generator 200 and the speed of the moving body 100 within the range of the resonance frequency.

따라서, 후술하는 바와 같이 에너지 생성부(300)의 고유 주파수를 맞추기 위해, 이동체(100)의 속도, 각도 조절부(280, 290)에 의한 와류 발생부(200)의 제1면과 제2면 사이의 각도, 거리 조절부(500)에 의한 에너지 생성부(300)와 와류 발생부(200) 사이의 거리와 같은 변수가 제어부(미도시)에 의해 공진주파수의 대역폭에 맞게 조절될 수 있다.Therefore, in order to match the natural frequency of the energy generator 300 as described later, the velocity of the moving body 100, the angle between the first surface of the vortex generator 200 and the second surface of the vortex generator 200, And a distance between the energy generating unit 300 and the vortex generating unit 200 by the distance adjusting unit 500 can be adjusted according to the bandwidth of the resonant frequency by a control unit (not shown).

한편, 실험에 의해, 좌우로 진동하는 와류진동의 진행방향의 중앙에 에너지 생성부(300)가 위치할 경우, 최고의 전력이 발생함을 알게 되었다. 따라서, 와류 발생부(200)와 에너지 생성부(300)를 연결하는 가상의 선(B)이 이동체의 방향(A)과 평행하게 배치되는 것이 가능하다. On the other hand, according to the experiment, it has been found that the best power is generated when the energy generating unit 300 is located at the center of the traveling direction of the vortex vibration that oscillates in the left and right direction. The imaginary line B connecting the vortex generating unit 200 and the energy generating unit 300 can be arranged parallel to the direction A of the moving body.

도 2는 와류파동의 형상과 와류 발생부(200)와 에너지 생성부(300)의 배치관계를 설명하는 도면이다.2 is a view for explaining the shape of vortex waves and the arrangement relationship of the vortex generators 200 and the energy generators 300. FIG.

전방에서 오는 유체가 와류 발생부(200)의 양 면(201, 203)을 통과할 때, 소용돌이 형태의 와류가 발생한다. 도 2와 같이 와류진동(Karmen vortex street)을 형성하게 되는데, 이 와류는 상기 가상의 선(B)에 대하여 횡으로 좌우진동하면서 진행하게 된다. When the fluid coming from the front passes through both surfaces 201, 203 of the vortex generator 200, a vortex vortex occurs. A vortex street is formed as shown in FIG. 2, and the vortex is vibrated transversely laterally with respect to the imaginary line B as shown in FIG.

비압축성, 비점성과 같은 특징을 나타내는 이상적인 유동의 경우 와류 발생(200)부와 같은 실린더에 의해 와류가 발생하지 않는다. 하지만, 유체는 점성을 가지고 있으므로 유동과 와류 발생부(200) 사이에서 마찰에 의해 에너지가 상실되는데, 이로 인해 유체가 와류 발생부(200)를 지나갈 때 속도의 변화와 같은 급격한 유체흐름의 변동을 수반하고 이로 인해 와류가 발생한다. 일반적인 공기의 흐름에서 와류 발생부(200) 뒤에서 좌우로 주기적으로 진동하는 와류진동(karman vortex)이 발생할 수 있다.In the case of an ideal flow that exhibits such properties as incompressibility and non-viscosity, vortex is not generated by a cylinder such as a vortex generation (200) portion. However, since the fluid has viscosity, energy is lost due to friction between the fluid and the vortex generator 200, thereby causing a sudden change in fluid flow such as a change in velocity when the fluid passes through the vortex generator 200 Which causes vortexes. In a general air flow, a karman vortex oscillating periodically from left to right behind the vortex generator 200 may occur.

도 3은 본 발명의 대표적인 횡단면이 정삼각형인 와류 발생부(200)의 형상을 나타낸 도면이다. 유체는 이동체의 방향과 반대방향으로 이동하고, 유체가 처음 접하는 와류 발생부(200)의 모서리에서 가상선에 대하여 서로 동일한 각도로 대향하는 제1면(201)과 제2면(203)으로 나뉘어져 흐르다가 제1면(201)과 제2면(203)의 끝단을 지나면서 소용돌이 형태의 와류를 발생시킨다.FIG. 3 is a view showing the shape of the vortex generating unit 200, which is a typical triangular cross-section of the present invention. The fluid moves in a direction opposite to the direction of the moving object and is divided into a first surface 201 and a second surface 203 opposed to each other at an angle equal to each other with respect to a virtual line at the edge of the vortex generating portion 200, Flows through the first surface (201) and the second surface (203) and generates a swirling vortex.

실험에 의하면, 측면에 날카로운 모서리를 가지고 있는 삼각형 형상에서 와류가 가장 잘 형성되고 그 세기가 상대적으로 가장 크다. Experiments show that the vortex is best formed and its strength is relatively great in triangular shapes with sharp edges on the sides.

도 4는 유체가 처음 접하는 모서리에서 제1면(211)과 제2면(213)사이의 각도가 60도가 아닌 횡단면이 이등변 삼각형인 와류 발생부(210)을 나타낸 도면이다. 시내 주행이나 고속도로 주행과 같은 속도에 따른 주행 모드가 다를 때, 이동체의 속도에 맞는 와류 발생부(200)의 각도를 선택하여 미리 이동체에 장착가능하다. 이 경우에도 유체는 이동체의 방향과 반대방향으로 이동하여 모서리에서 가상선에 대하여 서로 동일한 각도로 대향하는 제1면(211)과 제2면(213)을 통과하다가 와류 발생부(210)의 끝단을 지나면서 와류진동을 발생하게 된다.4 is a view showing a vortex generating part 210 having an isosceles triangle in cross section at an angle of 60 degrees between the first surface 211 and the second surface 213 at the edge where the fluid initially contacts. The angle of the vortex generators 200 according to the speed of the moving object can be selected and mounted to the moving object in advance when the running mode is different according to the speed, such as driving in the city or traveling on the expressway. Even in this case, the fluid moves in the direction opposite to the direction of the moving body and passes through the first surface 211 and the second surface 213 opposed to each other at the same angle with respect to the imaginary line at the corners, Vortex oscillation occurs.

도 5는 와류 발생부(220)의 제1면(221)과 제2면(223)이 가상선(B)을 중심으로 제1면(221)과 제2면(223)을 향하여 볼록한, 즉 각 면의 곡률중심은 각 면이 돌출되는 방향과 반대방향에 위치한, 형상인 경우를 나타낸 도면이다. 이 경우 유체가 처음 접하는 모서리와 대향하는 면은 생략될 수 있고, 제1면(221)과 제2면(223)의 곡률은 일정하거나 다양하게 조합될 수 있다. 5 shows a state in which the first surface 221 and the second surface 223 of the vortex generating section 220 are convex toward the first surface 221 and the second surface 223 about the imaginary line B And the center of curvature of each surface is a shape located opposite to the direction in which each surface protrudes. In this case, the surface opposed to the first contact edge of the fluid may be omitted, and the curvatures of the first surface 221 and the second surface 223 may be constant or various combinations.

도 6은 와류 발생부(230)의 제1면(231)과 제2면(233)이 가상선(B)을 중심으로 서로 대향하며, 곡률 중심이 와류 발생부(230)의 제1면(231)과 제2면(233)의 바깥부분에 위치하여 그 형상이 오목한 경우를 나타낸 도면이다. 이 경우에도 도 5와 마찬가지로 유체가 처음 접하는 모서리와 대향하는 면은 생략될 수 있고, 제1면(231)과 제2면(233)의 곡률은 일정하거나 다양한 곡률의 조합으로 형성될 수 있다.6 shows a state in which the first surface 231 and the second surface 233 of the vortex generating section 230 are opposed to each other about the imaginary line B and the center of curvature of the first surface 231 and the second surface 233 of the vortex generating section 230 231 and the second surface 233 and the shape thereof is concave. In this case as well, as in Fig. 5, the surface facing the edge at which the fluid initially contacts may be omitted, and the curvatures of the first surface 231 and the second surface 233 may be constant or combinations of various curvatures.

도 7a-7b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 와류 발생부(240)가 가상선(B)에 대하여 서로 동일한 각도로 대향하며, 상호 힌지(245) 연결되는 제1플레이트(241)와 제2플레이트(243)를 포함하며, 힌지(245)는 와류 발생부(240)에서 유체가 처음 접하는 모서리에 위치하는 것을 나타내는 도면이다. 이 때, 와류 발생부(240)는 제1플레이트(241)와 제2플레이트(243)가 힌지(245)를 중심으로 서로 동일한 각도로 선회하기 위한 제1 각도 조절부(280)를 더 포함하고 있다.FIGS. 7A and 7B are views showing a first plate 241 and a second plate 242, the vortex generators 240 according to the second embodiment of the present invention facing the imaginary line B at the same angle, 2 plate 243, and the hinge 245 is located at the corner where the fluid first comes into contact with the vortex generator 240. [ At this time, the vortex generating unit 240 further includes a first angle adjusting unit 280 for turning the first plate 241 and the second plate 243 about the hinge 245 at the same angle have.

각도 조절부(280)는 액츄에이터(281)와 액츄에이터(281)에 연결되어 푸셔(285)를 밀어 주거나 당겨주기 위해 형성되는 연결부재(283)로 구성된다.The angle adjusting portion 280 is composed of a connecting member 283 connected to the actuator 281 and the actuator 281 and configured to push or pull the pusher 285.

구동모터(미도시)에 의해 동력이 액츄에이터(281)로 전달되어, 액츄에이터(281)가 푸셔(285)를 밀면 힌지(245)를 중심으로 제1플레이트(241)와 제2플레이트(243)의 사이가 벌어져서 가상선(B)을 중심으로 대향하는 제1면(241)과 제2면(243) 사이의 각도가 커지고, 푸셔(285)를 당기면 제1플레이트(241)와 제2플레이트(243)가 힌지(245)를 중심으로 회전하여, 가상선(B)를 축으로 대향하는 제1 면(241)과 제2면(243) 사이의 각도가 작아지게 된다. When the actuator 281 pushes the pusher 285, the driving force of the driving motor (not shown) is transmitted to the actuator 281 so that the first plate 241 and the second plate 243 The angle between the first surface 241 and the second surface 243 opposed to each other about the imaginary line B is increased so that the first plate 241 and the second plate 243 Is rotated about the hinge 245 so that the angle between the first surface 241 and the second surface 243 opposed to the imaginary line B becomes small.

이 경우, 양 플레이트(241,243)는 힌지(245)에서 토션스프링(미도시)에 의해 탄력적으로 연결되고, 토션스프링(미도시)은 제1플레이트(241) 및 제2플레이트(243)가 마주하는 방향으로 탄력적으로 지지된다. 푸셔(285)가 제1플레이트(241) 및 제2플레이트(243)를 밀면 각 플레이트(241,243)는 탄력적으로 벌어지고, 푸셔(285)가 액츄에이터(281)에 의해 당겨지면 스프링의 복원력에 의해 힌지(245)를 중심으로 가상선(B)를 축으로 대향하는 제1면(241)과 제2면(243) 사이의 각도가 점차 작아지게 된다. 와류 발생부(240)의 제1플레이트(241) 및 제2플레이트(243) 위에서 와류 발생부(240)를 감싸는 상면은 탄력적으로 늘어나는 고무재질의 형상일 수 있고, 생략될 수 있다. In this case, both plates 241 and 243 are resiliently connected by a torsion spring (not shown) at the hinge 245, and a torsion spring (not shown) is provided between the first plate 241 and the second plate 243 Direction. When the pusher 285 pushes the first plate 241 and the second plate 243, the plates 241 and 243 are elastically opened and when the pusher 285 is pulled by the actuator 281, The angle between the first surface 241 and the second surface 243 facing the imaginary line B about the second surface 245 becomes gradually smaller. The upper surface of the vortex generating unit 240 that surrounds the vortex generating unit 240 on the first plate 241 and the second plate 243 may be formed in a rubber material having elasticity and may be omitted.

도 7b의 상태는 가상선(B)을 중심으로 대향하는 제1면(241)과 제2면(243) 사이의 각도가 커진 상태이고, 도7a는 반대로 가상선(B)을 중심으로 대향하는 제1면(241)과 제2면(243)사이의 각도가 작아진 상태를 나타낸 것이다.7B is a state in which the angle between the first surface 241 and the second surface 243 opposed to each other about the imaginary line B is large and FIG. And the angle between the first surface 241 and the second surface 243 is reduced.

도 8a-8b는 본 발명의 제2실시예에 따른 와류 발생부(250)가 가상선(B)에 대하여 서로 동일한 각도로 대향하며, 상호 힌지(255) 연결되는 제1플레이트(251) 및 제2플레이트(253)를 포함하며, 힌지(255)는 와류 발생부(250)에서 유체가 처음 접하는 모서리에 위치하는 것을 나타내는 도면이다. 이 때, 와류 발생부(250)는 각 플레이트(251,253)가 힌지(255)를 중심으로 서로 동일한 각도로 선회하기 위한 제2 각도 조절부(290)를 더 포함하고 있다.FIGS. 8A and 8B are views showing a first plate 251 and a second plate 252, the vortex generators 250 according to the second embodiment of the present invention facing the imaginary line B at the same angle, 2 plate 253, and the hinge 255 is positioned at a corner where the fluid first comes into contact with the vortex generating part 250. [ At this time, the vortex generating unit 250 further includes a second angle adjusting unit 290 for swinging the plates 251 and 253 about the hinge 255 at the same angle.

구동모터(미도시)에 의해 캠(291)이 회전축(293)을 중심으로 회전하여 각 플레이트(251,253)의 각도를 크게 하거나 작게 조절 가능하게 구성된다. 도 8a는 캠(291)이 가상선(B)을 축으로 모서리에서 대향하는 제1면(251)과 제2면(253) 사이의 각도가 작은 경우를 나타낸 도면이고, 도 8b는 캠(291)이 회전축(293)을 중심으로 회전하여 가상선(B)을 축으로 모서리에서 대향하는 제1면(251)과 제2면(253) 사이의 각도가 큰 경우를 나타낸 도면이다. The cam 291 rotates about the rotary shaft 293 by a drive motor (not shown) so that the angles of the plates 251 and 253 can be increased or decreased. 8A is a view showing a case where the angle between the first surface 251 and the second surface 253 at which the cam 291 faces the imaginary line B at an edge is small and FIG. Of the first surface 251 and the second surface 253 facing each other on the axis of the imaginary line B about the rotation axis 293 is large.

이 경우, 각 플레이트(251,253)는 힌지(255)에서 토션스프링(미도시)에 의해 탄력적으로 연결되고, 토션스프링(미도시)은 제1플레이트(251) 및 제2플레이트(253)가 마주하는 방향으로 탄력적으로 지지된다. 캠(291)가 제1플레이트(251) 및 제2플레이트(253)를 밀면 각 플레이트(251,253)는 탄력적으로 벌어지고, 캠(291)이 회전하면 스프링의 복원력에 의해 힌지(255)를 중심으로 가상선(B)를 축으로 대향하는 제1면(251)과 제2면(253) 사이의 각도가 점차 작아지게 된다.In this case, the plates 251 and 253 are elastically connected by a torsion spring (not shown) at the hinge 255, and the torsion springs (not shown) are engaged with the first plate 251 and the second plate 253 Direction. When the cam 291 pushes the first plate 251 and the second plate 253, the plates 251 and 253 are elastically opened and when the cam 291 rotates, the restoring force of the spring causes the hinge 255 to rotate around the hinge 255 The angle between the first surface 251 and the second surface 253 facing the imaginary line B becomes gradually smaller.

와류 발생부(250)의 제1플레이트(251) 및 제2플레이트(253) 위에서 와류 발생부(250)를 감싸는 상면은 탄력적으로 늘어나는 고무재질의 형상일 수 있고, 생략될 수 있다. The upper surface of the vortex generating unit 250 that surrounds the vortex generating unit 250 on the first plate 251 and the second plate 253 may be formed in a rubber material having elasticity and may be omitted.

도 9a-9b는 제3실시예에 따른, 유로의 폭이 좁아지면 유체의 속도가 커지는 원리를 이용하는 와류 발생부(260)를 나타낸 도면이다. 유체는 제1유로형성부재(261)의 제1유로면(265)과 제2유로형성부재(263)의 제2유로면(267) 사이의 유로(264)를 통과하면서 점점 속도가 빨라지며, 유로는 각 유로면(265,267)과 와류 발생부(200)의 제1면과 제2면 사이의 각 유로(266,268)로 나뉘어져 형성되고, 유체는 각 유로(266,268)를 통과한 후 와류를 발생시키게 된다.FIGS. 9A and 9B are views showing the vortex generating section 260 using the principle of increasing the velocity of the fluid when the width of the flow passage becomes narrower according to the third embodiment. The fluid is gradually increased in speed as it passes through the flow path 264 between the first flow path surface 265 of the first flow path forming member 261 and the second flow path surface 267 of the second flow path forming member 263, The flow path is formed by dividing the flow path surfaces 265 and 267 into the flow paths 266 and 268 between the first surface and the second surface of the vortex generation section 200 and causing the fluid to generate a vortex after passing through the flow paths 266 and 268 do.

교통이 혼잡한 시내주행에서 이동체(100)의 속도가 매우 작은 경우, 와류진동을 발생시키기 위해 충분한 유체의 속도가 필요하다. 이와 같이 이동체의 속도가 작은 경우 유로형성부재(261,263)를 더 배치하여 유체의 속도를 확보함으로써 원하는 와류진동을 얻을 수 있다.When the speed of the moving body 100 is very small in a traffic-congested city driving, a sufficient fluid velocity is required to generate vortex oscillation. When the speed of the moving body is small, the flow path forming members 261 and 263 are further disposed to secure the velocity of the fluid, thereby obtaining desired vortex vibration.

도 10a-10b는 제4실시예에 따른 와류 발생부(270)의 형상을 나타낸 도면이다. 유체는 제1부재(271)의 제3유로면(275)과 제2부재(273)의 제4유로면(277)사이의 유로(279)를 통과하면서 점점 속도가 빨라지며, 제1부재(271) 및 제2부재(273)는 각각 유로가 끝나는 부분에 대응하는 위치에 와류진동을 생성하기 위한 가이드 부재(276,278)가 더 형성되어 있다.10A and 10B are views showing the shape of the vortex generating unit 270 according to the fourth embodiment. The fluid is gradually increased in speed as it passes through the flow path 279 between the third flow path surface 275 of the first member 271 and the fourth flow path surface 277 of the second member 273, 271 and the second member 273 are further formed with guide members 276, 278 for generating vortex vibration at positions corresponding to the end portions of the flow paths, respectively.

제1부재(271) 및 제2부재(273)는 이동체(100)의 이동방향(A)에 대하여 어느 하나의 부재가 나머지 부재보다 앞서도록 배치될 수 있다.The first member 271 and the second member 273 can be arranged so that any one member is ahead of the remaining member with respect to the moving direction A of the moving body 100. [

도 11은 제5실시예에 따른 와류 발생부(200)와 에너지 생성부(300)가 지지부(400)에 의해 고정되어 있는 것을 나타내고 있다. 이러한 지지부(400)가 있을 경우 하나 이상의 압전 외팔보 발전장치를 이용하여 이동체(100)의 적용 가능한 면에 쉽게 고정할 수 있다. 자동차와 같이 전기가 많이 필요한 이동체(100)는 지지부(400)에 장착된 압전 외팔보 발전장치를 자동차의 상부나 옆면에 다량 설치함으로써 많은 전기 에너지 생산이 가능하다.11 shows that the vortex generating unit 200 and the energy generating unit 300 according to the fifth embodiment are fixed by the supporter 400. FIG. If there is such a support part 400, it can be easily fixed to the applicable surface of the moving body 100 by using at least one piezoelectric cantilever generator. A large amount of electric energy can be produced by installing a large number of piezoelectric cantilever generators mounted on the supporting part 400 on the upper or side of the vehicle.

도 12는 제6실시예에 따른 와류 발생부(200)와 에너지 생성부(300)가 지지부(400)에서 상대적으로 이동하는 것을 나타내는 도면이다. 이 경우 유체의 속도에 따라 와류 발생부(200)와 에너지 생성부(300) 사이의 거리를 가변시키는 거리조절부(500)가 더 포함된다.12 is a view showing that the vortex generating unit 200 and the energy generating unit 300 according to the sixth embodiment are relatively moved by the support unit 400. [ In this case, the distance adjusting unit 500 may further include a distance adjusting unit 500 that varies the distance between the vortex generating unit 200 and the energy generating unit 300 according to the velocity of the fluid.

와류 발생부(200)의 경우, 각도 조절장치(280,290)가 내장될 수 있으므로, 원활한 동작을 위해 거리 조절부(500)는 에너지 생성부(300)의 하부에 위치할 수 있다. 거리조절부(500)를 작동하게 하는 구동수단은 레크(미도시)와 치합하는 피니언(미도시), 피니언을 구동하는 서보모터(미도시)와, 서보모터의 구동을 제어하는 제어부(미도시)로 구성될 수 있다. In the case of the vortex generating unit 200, since the angle adjusting devices 280 and 290 can be incorporated, the distance adjusting unit 500 can be positioned below the energy generating unit 300 for smooth operation. The driving means for operating the distance adjusting portion 500 includes a pinion (not shown) which engages with a lever (not shown), a servo motor (not shown) for driving the pinion, a control portion ).

실험에 의하면, 유체의 속도가 크다고 해서 최대의 전력을 생산하는 것은 아니다. 전기에너지를 다량 생산하기 위해서, 와류 발생부(200)의 형상(각도, 높이)와 유체의 속도에 따른 와류진동의 주파수와, 와류 발생부(200)와 에너지 생성부(300) 사이의 이격거리 , 그리고 에너지 생성부(300)의 고유 주파수의 조합이 필요하다.Experiments show that a large fluid velocity does not produce the maximum power. The frequency of vortex oscillation depending on the shape (angle, height) of the vortex generators 200 and the velocity of the fluid and the frequency of the vortex oscillations due to the distance between the vortex generators 200 and the energy generators 300 And the natural frequency of the energy generating unit 300 are required.

제어부(미도시)는 이러한 변수들에 대한 실험 데이터를 저장하고, 그 저장값에 따라 와류 발생부(200)의 형상과, 이격거리들을 제어하게 된다. 실험 데이터와 실제 전기에너지 사이에서 오차가 발생하는 경우 제어부(미도시)는 자동으로 최대 전기 에너지를 생산하기 위한 각도와 이격거리들을 제어하게 된다.The controller (not shown) stores experimental data on these variables and controls the shape and spacing of the vortex generator 200 according to the stored values. When an error occurs between the experimental data and the actual electrical energy, the control unit (not shown) automatically controls the angles and the separation distances for producing the maximum electrical energy.

본 발명은 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것이며, 한정의 의미로 이해되어서는 안 될 것이다. 상기 내용에 따라 본 발명의 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 따로 부가 언급하지 않는 한 본 발명은 청구범위의 범주 내에서 자유로이 실행될 수 있을 것이다.The invention has been described in an illustrative manner. The terms used herein are for the purpose of description and should not be construed as limiting. Various modifications and variations of the present invention are possible in light of the above teachings. Therefore, unless otherwise indicated, the present invention may be freely carried out within the scope of the claims.

100: 이동체 200: 와류 발생부
270: 가이드부재가 형성된 와류 발생부 280: 제1 각도 조절부
290: 제2 각도 조절부 300: 에너지 생성부
400: 지지부 500: 거리 조절부
100: moving body 200: vortex generating part
270: a vortex generating part 280 formed with a guide member 280:
290: second angle regulating unit 300: energy generating unit
400: Support part 500: Distance adjustment part

Claims (14)

이동체의 외부의 제1위치에 배치되며, 압전재료가 구비되는 외팔보형 에너지 생성부; 및
상기 에너지 생성부와 이격되는 상기 이동체 외부의 제2위치에 배치되며, 상기 이동체의 이동 시 주기적인 와류진동을 생성하는 와류 생성부;를 포함하며,
상기 제1위치는 상기 이동체의 이동방향에 대하여 상기 제2위치의 후방에 설정되고,
상기 에너지 생성부는 상기 와류 발생부에 의해 생성된 와류진동을 전달받아 공진 주파수에서 상기 압전재료의 변형에 의해 전기에너지를 생산하는 것을 특징으로 하는 압전 외팔보 발전장치.
A cantilever type energy generating unit disposed at a first position outside the moving body and having a piezoelectric material; And
And a vortex generator disposed at a second position outside the moving body that is spaced apart from the energy generating unit and generates periodical vortex vibration when the moving body moves,
The first position is set to the rear of the second position with respect to the moving direction of the moving body,
Wherein the energy generating unit receives the vortex vibration generated by the vortex generating unit to produce electric energy by deformation of the piezoelectric material at a resonance frequency.
제1항에 있어서,
상기 제1위치 및 상기 제2위치를 연결하는 가상의 선은 이동체의 방향과 평행한 것을 특징으로 하는 압전 외팔보 발전장치.
The method according to claim 1,
And a virtual line connecting the first position and the second position is parallel to a direction of the moving body.
제2항에 있어서,
상기 와류 발생부는 상기 가상의 선에 대하여 서로 동일한 각도로 대향하는 제1 및 제2면으로 구성되는 것을 특징으로 하는 압전 외팔보 발전장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the vortex generators are constituted by first and second surfaces opposed to each other at the same angle with respect to the imaginary line.
제3항에 있어서,
상기 와류 발생부는 횡단면이 정삼각형 또는 이등변삼각형의 형상인 것을 특징으로 하는 압전 외팔보 발전장치.
The method of claim 3,
Wherein the vortex generating section has a shape of an equilateral triangle or an isosceles triangle in cross section.
제3항에 있어서,
상기 와류 발생부는 상기 제1면과 상기 제2면이 오목하거나, 상기 제1면과 상기 제2면이 볼록하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 외팔보 발전장치.
The method of claim 3,
Wherein the vortex generators are formed such that the first surface and the second surface are concave or the first surface and the second surface are convex.
제2항에 있어서,
상기 와류 발생부는 상기 가상의 선에 대하여 서로 동일한 각도로 대향하며, 상호 힌지 연결되는 제1 및 제2플레이트를 포함하며,
상기 힌지는 상기 와류 발생부에서 유체가 처음 접하는 모서리에 위치하는 것을 특징으로 하는 압전 외팔보 발전장치.
3. The method of claim 2,
The vortex generators include first and second plates which are opposed to each other at the same angle with respect to the imaginary line and are hinged to each other,
Wherein the hinge is located at an edge of the vortex generating section where the fluid initially contacts.
제6항에 있어서,
상기 와류 발생부는 상기 제1 및 제2플레이트가 상기 힌지를 중심으로 서로 동일한 각도로 선회하기 위한 각도 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 외팔보 발전장치.
The method according to claim 6,
Wherein the vortex generating unit further comprises an angle adjusting unit for turning the first and second plates about the hinge at the same angle with each other.
제7항에 있어서,
상기 각도 조절부는 액츄에이터와 상기 액츄에이터에 연결된 푸셔를 포함하며,
상기 푸셔는 상기 액츄에이터의 구동력을 전달 받아 상기 가상선에 대하여 상기 힌지 방향으로 이동하거나 상기 와류 발생부 방향으로 이동함으로써, 상기 제1 및 제2플레이트를 상기 힌지를 중심으로 선회시키는 것을 특징으로 하는 압전 외팔보 발전장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the angle adjusting portion includes an actuator and a pusher connected to the actuator,
Wherein the pusher receives the driving force of the actuator and moves in the direction of the hinge with respect to the imaginary line or in the direction of the vortex generating unit so as to pivot the first and second plates around the hinge. Cantilever power generation equipment.
제7항에 있어서,
상기 각도 조절부는 회전캠과 회전축을 포함하며,
상기 회전캠은 상기 회전축을 중심으로 회전하면서 상기 제1 및 제2플레이트를 상기 힌지를 중심으로 선회시키는 것을 특징으로 하는 압전 외팔보 발전장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the angle adjusting portion includes a rotation cam and a rotation axis,
Wherein the rotation cam is rotated about the rotation axis to rotate the first and second plates about the hinge.
제3항에 있어서,
상기 와류 발생부는 하류로 갈수록 유로가 점점 좁아지게 형성하는 제1유로형성부재 및 제2유로형성부재를 더 포함하고,
상기 유로는 상기 제1유로형성부재와 상기 제1 면 사이, 상기 제2유로형성부재와 상기 제2면 사이로 각각 유로가 나누어지는 것을 특징으로 하는 압전 외팔보 발전장치.
The method of claim 3,
Wherein the vortex generating unit further includes a first flow path forming member and a second flow path forming member formed so that the flow path becomes gradually narrower toward the downstream side,
Wherein the flow path is divided between the first flow path forming member and the first surface, and between the second flow path forming member and the second surface.
제2항에 있어서,
상기 와류 발생부는 하류로 갈수록 점차 좁아지는 유로를 형성하는 제1부재와 제2부재를 포함하고,
상기 제1 및 제2부재는 각각 상기 유로가 끝나는 부분에 대응하는 위치에 와류진동을 생성하기 위한 가이드부재가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 외팔보 발전장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the vortex generating unit includes a first member and a second member that form a flow path that becomes gradually narrower toward the downstream,
Wherein the first and second members are each formed with a guide member for generating vortex vibration at a position corresponding to the end portion of the flow path.
제11항에 있어서,
상기 제1 및 제2부재는 상기 이동체의 이동방향에 대하여 어느 하나의 부재가 나머지 부재보다 앞서도록 배치되는 것을 특징으로 하는 압전 외팔보 발전장치.
12. The method of claim 11,
Wherein the first and second members are arranged so that any one member is ahead of the remaining member with respect to the moving direction of the moving body.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 에너지 생성부 및 상기 와류 발생부를 지지하고 상기 이동체에 결합되는 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 외팔보 발전 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
Further comprising: a supporting portion supporting the energy generating portion and the vortex generating portion and coupled to the moving body.
제12항에 있어서,
상기 지지부는 상기 이동체의 속도에 따라 상기 와류 발생부와 상기 에너지 생성부 사이의 거리를 가변시키기 위해 상기 에너지 생성부가 슬라이딩 가능하게 삽입되는 슬롯이 형성되는 것을 특징으로 하는 압전 외팔보 발전장치.
13. The method of claim 12,
Wherein the support portion is formed with a slot into which the energy generating portion is slidably inserted to vary the distance between the vortex generating portion and the energy generating portion according to the speed of the moving body.
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