KR20160037263A - 브러쉬 타입 에너지 수확 장치 - Google Patents

Abstract

마찰대전을 이용한 에너지 수확 기술에 있어서, 마찰되는 대전체의 마모를 최소화하여 에너지 수확 장치의 내구성을 높이고, 마찰대전시의 에너지 수확 효율을 높이는 기술을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 내측에 수용공간을 형성시킬 수 있도록 환 형상으로 형성되는 외측 플랜지와, 각각 외측 플랜지의내주면으로부터 수용공간의 중심축선 방향으로 돌출된 형상을 가지고 원주방향을 따라 방사형으로 간격을 두고 배열되는 복수의 대전롤러들을 포함하는 스테이터; 및수용공간의 중심축에 배치되는 내측 코어와, 내측 코어의 외주면으로부터스테이터 방향으로 길게 뻗은 복수의 대전용 브러쉬들이 마련되어 있고 내측 코어와 함께 스테이터에 대해 상대회전되는대전유닛을 포함하며, 대전유닛은복수개 마련되어서 원주방향을 따라 방사형으로 복수개 배열되는 로터;를 포함하여 이루어져서, 스테이터의 대전롤러들과 로터의대전유닛들 간의 접촉과 분리가 교번하여 발생되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

브러쉬 타입 에너지 수확 장치{BRUSH TYPE ENERGY HARVESTING APPARATUS}

본 발명은 마찰대전 효과를 이용하여 전기 에너지를 발생시키는 기술에 관한 것으로, 구체적으로는 브러시 타입의 마찰대전을 이용한 에너지 수확 장치를 제공하되, 마찰대전의 특성 상 지속적인 사용 시의 재료의 마모를 최소화할 수 있고, 마찰대전에 있어서의 에너지 수확 효율을 증가할 수 있는 기술에 관한 것이다.

석탄 및 석유 등 화석 에너지를 이용할 수 있게 된 이후, 기술의 개발에 의해 에너지 수요가 급증하게 되면서, 화석 에너지의 고갈에 대한 염려가 증가하고 있다. 더군다나 에너지 자립도가 낮은 나라들은, 대부분의 화석 에너지를 수입에 의존하고 있어, 국가의 경제 발전에 저해요소로 작용하고 있다.

이에 따라서, 빛, 열, 진동 등의 주변 환경에서 버려지는 에너지를 수확하여, 전기 에너지로 생산 및 이용하는 에너지 하베스팅(Energy Harvesting) 기술에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 에너지 하베스팅 기술은, 온도, 빛, 전자기장, 마찰 등 다양한 형태로 소모되고 있는 에너지를 전기 에너지로 변환하는 방식으로 연구되고 있다.

이 중, 기계적인 운동에서 버려지는 에너지를 마찰전기 기반의 에너지 수확 원리를 이용하여 전기 에너지로 수확하는 기술 역시 연구가 활발하게 이루어지고 있다.

기존의 마찰전기 에너지 수확 기술은, 접촉에 의해 양전하 또는 음전하로 대전되는 물질들을 서로 마찰시킴으로써 변화되는 전위를 이용하여 전기 에너지를 생성하는 방식으로 연구되어 왔다.

그러나 기존의 마찰전기 에너지 수확 장치에 있어서, 전기 에너지의 발생에는 구성들의 마찰이 필수적으로 이루어져야 하기 때문에, 각 구성들간의 접촉에 의한 마모에 매우 취약하여, 내구성이 약한 문제점이 지적되어 왔다. 즉, 마찰이 이루어져야만 전기 에너지가 생성되는데, 각 구성의 접촉 및 분리가 반복되는 경우, 발전 횟수가 시간에 따라서 접촉되는 구조의 손상으로 인한 마모를 필수적으로 고려해야 하기 때문에, 구성의 교체 등의 유지 보수의 문제점이 지적되어 왔던 것이다.

이에 본 발명은, 마찰대전을 이용한 에너지 수확 기술에 있어서, 마찰되는 대전체의 마모를 최소화하여 에너지 수확 장치의 내구성을 높이는 기술을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 마찰대전시의 에너지 수확 효율을 높일 수 있도록, 마찰대전 시 마찰되는 대전체 사이의 새로운 구조를 제시하는 데 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 내측에 수용공간을 형성시킬 수 있도록 환 형상으로 형성되는 외측 플랜지와, 각각 상기 외측 플랜지의내주면으로부터 상기 수용공간의 중심축선 방향으로 돌출된 형상을 가지고 원주방향을 따라 방사형으로 간격을 두고 배열되는 복수의 대전롤러들을 포함하는 스테이터; 및상기 수용공간의 중심축에 배치되는 내측 코어와, 상기 내측 코어의 외주면으로부터 상기 스테이터 방향으로 길게 뻗은 복수의 대전용 브러쉬들이 마련되어 있고 상기 내측 코어와 함께 상기 스테이터에 대해 상대회전되는대전유닛을 포함하며, 상기 대전유닛은복수개 마련되어서 원주방향을 따라 방사형으로 복수개 배열되는 로터;를 포함하여 이루어져서, 상기 스테이터의 대전롤러들과 상기 로터의대전유닛들 간의 접촉과 분리가 교번하여 발생되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 각 대전롤러는, 상기 대전용 브러쉬와의 접촉면적이 커지도록, 원통을 지름 방향으로 절개하여 2분할된 반원통형 구조를 가지는 것이 바람직하다.

상기 각 대전유닛에 마련된 복수의 대전용 브러쉬들은, 상기 반원통형 구조의 외면과의 접촉밀도가 균일하도록, 서로 다른 길이를 가지도록 구성된 것이 바람직하다.

상기 각 대전롤러는, 상기 대전용 브러쉬들과 마찰대전을 일으키는 대전부와, 상기 대전부에서 발생한 전하를 이동시키기 위한 전극부를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 대전용 브러쉬들을 포함하는 각 대전유닛의 상기 내측 코어로부터의 결합 및 분리가 원활하도록, 상기 내측 코어에는, 상기 각 대전유닛의 베이스부재가 끼워져 결합되는 끼움홈이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 마찰에 대한 마모성이 적은 타입으로서, 브러쉬 타입의 대전체를 이용하기 때문에, 대전체 간의 지속적인 마찰에 의한 재료의 마모를 최소화할 수 있고, 브러쉬를 포함하는 대전유닛을 쉽게 교체할 수 있는 구조를 채용하여, 내구성을 획기적으로 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 서로 다른 길이를 갖는 브러쉬들을, 원통을 절개한 반원통형 구조를 갖는 대전롤러에 마찰시키기 때문에, 기존의 기술에 비하여 대전체간의 접촉면이 넓어지고, 한쪽에 전극만을 위치시켜 마찰 대전을 일으킬 수 있어, 더욱 높은 효율의 에너지 수확이 가능하게 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 브러쉬 타입 에너지 수확 장치의 분리 사시도.
도 2는 본 발명의일실시예에 따른 브러쉬 타입 에너지 수확 장치의 사시도.
도 3은 도 1에서 III 부분을 확대한 확대 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 브러쉬 타입 에너지 수확 장치의 일 요부에 대한 평면도.
도 5는 본 발명 일실시예의 마찰대전 원리를 설명하기 위한 개념설명도.
도 6 및 7은 본 발명 다른 실시예의 일요부에 대한 단면도.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 브러쉬 타입 에너지 수확 장치의 분리 사시도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰대전을 이용한 에너지 수확 장치에 대하여 설명하기로 한다.

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.

이하의 설명에서 동일한 식별 기호는 동일한 구성을 의미하며, 불필요한 중복적인 설명 및 공지 기술에 대한 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 브러쉬 타입 에너지 수확 장치의 분리 사시도, 도 2는 본 발명의일실시예에 따른 브러쉬 타입 에너지 수확 장치의 사시도, 도 3은 도 1에서 III 부분을 확대한 확대 사시도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 브러쉬 타입 에너지 수확 장치의 일 요부에 대한 평면도이다.

도 1 내지 4에 대한 설명에 앞서, 본 발명이 채용될 수 있는 회전형 마찰대전 장치를 이용한 에너지 수확 기술의 개념 및 마찰대전에 대한 개략적인 설명을 하기로 한다.

마찰대전을 이용한 에너지 수확 기술은, 주기적인 대전체 간의 접촉 및 분리에 의해 기계적인 에너지를 수확하는 기술이다. 다른 극성을 가진 두 물체의 주기적인 접초고가 분리는 다이폴 층과 전위의 강하를 생성하여, 전하의 유동을 통해 전력을 생산하게 된다.

이러한 기술은 주로 태핑(Tapping), 슬라이딩(Sliding) 등의 접촉 방식을 이용하는 방식으로 개발되어 왔으나, 최근에는 회전하는 물체를 통한 에너지 수확 기술로서 개발되고 있다.

예를 들어, 회전문 등은 회전하는 물체를 통한 마찰대전 에너지 수확 기술을 채용하기 적합한 환경이다. 회전에 따라서 대전체 간의 주기적인 접촉 및 분리가 이루어지도록 한다면 해당 환경에서의 기계적인 운동을 전기 에너지로 수확할 수 있게 된다.

마찰대전 또는 접촉대전으로 지칭되는 에너지 수확 기술의 핵심은, 표면에 다른 전하를 띌 수 있는 두 종류의 대전체, 예를 들어 양전하 대전체와 음전하 대전체 사이의 접촉 및 분리에 의한 포텐셜 차이에서 유도되는 전위차를 전기 에너지로 수확하는 데 있다.

장치에 기계적 진동(예를 들어 토크 등의 회전력)이 적용되어 외력이 가해지면, 두 대전체의 표면의 가까워져 접촉을 하게 되고, 접촉된 면에서는 음전하로 대전된 도체와 전기적인 평형을 이루기 위해 양전하로 대전된 도체에서 양전하가 접촉면으로 이동하게 된다. 이에 따라서 한쪽은 양전하가 되고, 다른 접촉면 쪽은 음전하를 띄게 되며 접촉면의 정전기장 내에서 전기적인 평형을 이루게 된다.

접촉 후 분리가 발생되면, 접촉면 사이의 전기적인 평형상태가 깨지게 되며, 도체 내에서는 평형을 이루기 위해 전자가 이동하게 된다. 다른 전하를 띄는 두 표면이 서로 분리되어 처음의 상태로 되돌아가면서, 서로 다른 접촉대전 전하에 의해 전기장이 발생하게 되고, 전극 사이의 포텐셜 차이가 유도된다.

전자가 음전하는 띄는 물질로부터 나오면 양전하를 띄는 물질로부터 전류가 흐르게 된다. 다시, 두 표면 사이가 가까워지게 되면, 전자가 양전하는 띄는 물질로부터 나오게 되고 음전하를 띄는 물질로부터 전류가 흐르게 된다. 이 과정이 반복되면 주기적으로 전류가 흐르게 되며, 이에 따라서 전기 에너지가 수확된다.

이를 바탕으로 도 1 내지 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 브러쉬 타입 에너지 수확 장치는, 스테이터(20) 및 로터(10)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 1 내지 4에 도시된 바와 같이, 스테이터(20)는 외측 플랜지(21), 대전롤러(23)를 포함하여 구성된다.

외측 플랜지(21)는 내측에 일정한 수용공간을 형성시킬 수 있도록 환 형상으로 형성되며, 대전롤러(23)는 외측 플랜지(21)의 내주면으로부터 수용공간의 중심축선 방향으로 돌출된 형상을 가지고 원주방향을 따라서 방사형으로 간격을 두고 복수개가 배열되어 있는 것을 특징으로 한다.

한편 로터(10)는, 도 1 내지 4에 도시된 바와 같이, 내측 코어(11)와 대전유닛(13)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 내측 코어(11)는 스테이터(20)의 수용공간의 중심축에 배치되며, 대전유닛(13)을 고정하는 기능을 수행한다. 이에 의해, 내측 코어(11)가 외력에 의해 회전 시, 대전유닛(13)이 함께 회전운동을 하게 된다.

대전유닛(13)은, 내측 코어(11)의 외주면으로부터스테이터(20) 방향으로 길게 뻗은 복수의 대전용 브러쉬(13b)가 마련되어 있으며, 대전용 브러쉬(13b)는 베이스부재(13a)에 의해 내측 코어(11)와 고정되다. 베이스부재(13a)는 도 1 내지 4에는 도시되어 있으나, 본 발명의 실시예에 따라서 내측 코어(11)에 대전용 브러쉬(13b)가 직접 고정될 수 있음은 당연할 것이다.

대전유닛(13)은 도 1 내지 4에 도시된 바와 같이 복수개 마련되어서 원주방향을 따라서 방사형으로 복수개로 배열되어, 내측 코어(11)와 함께 스테이터(20)에 대하여 상대회전된다.

대전유닛(13)은 대전롤러(23)와 같이 방사형으로 복수개 배열되는 특징을 갖기 때문에, 대전롤러(23)들과 대전유닛(13)들 간의 접촉과 분리가 로터(10)의 회전에 따라서 교번하여 발생되도록 구성된다.

도 2를 참조하면, 대전롤러(23)들과 대전유닛(13)은 바람직하게는 서로 동일한 개수가 방사형으로 배열되어, 도 2와 같이 완전한 접촉 상태에 놓일 수 있도록 설치될 수 있다.

한편 도 1 내지 4에 도시된 바와 같이, 대전롤러(23)는 대전용 브러쉬와의 접촉 면적을 최대화하는 동시에, 슬라이딩에 의한 재료간의 마모를 최소화하기 위하여 위해, 원통을 지름 방향(또는 원통의 중심 축을 지나는 방향)으로 절개하여 2분할된 반원통형 구조를 가지를 것이 바람직하나, 대전롤러(23)의 형상은 이에 제한되지는 않을 것이다.

대전롤러(23)의 형상이 방원통형임이 바람직한 이유는 다음과 같다. 물론, 접촉밀도를 높이기 위해서는 구형 롤러가 채용될 수 있다. 그러나 구형 롤러의 경우, 성형 및 스테이터(20)의 내주면에 고정시키기 어려운 문제점이 있으나, 반원통형 롤러의 경우 성형 및 고정이 용이하다. 또한, 구형 롤러의 경우, 불규칙적인 회전을 보일 수 있음에 비하여 반원통형 롤러의 경우 규칙적인 회전을 기대할 수 있다.

대전롤러(23)의 경우, 형성이 용이하고 강도가 우수하며, 내구성이 강한 강철 재질을 선정할 수 있고, 예를 들어 대전롤러(23)가 음전하 대전체의 역할을 할 수 있도록 하기 위해서, 친화도(Affinity) 값이 -190nC/J 인 PTFE로 코딩함으로써 음전하로 대전되기 쉽게 만들 수 있다.

PTFE와 강철 간의 접착을 위하여, 예를 들어 강철의 표면을 샌드블라스트로 거칠게 처리한 후, PTFE를 스프레이 분사하여 부착하는 방식이 사용될 수 있다. 또한, 접착 지속력을 높이기 위해, 나노/마이크로 스케일로 표면 처리를 수행하여 거칠기를 높일 수 있다.

대전롤러(23)가 반원통형의 형태를 갖기 때문에, 높은 접촉 밀도를 얻음으로써 전력생산 효율을 높이고, 물체의 마모를 더욱 최소화하기 위해, 상기와 같이 대전유닛(13)을 대전용 브러쉬(13b)를 포함하여 구성되도록 한다

상기와 같이 대전롤러(23)가 음전하 대전체로 기능하게 되면, 대전용 브러쉬(13b)는 양전하 대전체로 기능해야 한다. 또한 가공이 용이하고 가격이 저렴하며 내구성의 위해 마찰계수 값이 작은 재료를 선택해야 한다. 또한, 효과적인 접촉 및 분리를 위하여 빳빳한 소재를 사용해야 한다.

이러한 재료의 예로서, 에스컬레이터에서 발이 끼이는 것을 방지하기 위해 안전브러쉬의 용도로 쓰이는 나일론이 좋은 재료가 될 수 있으나, 이에 제한되지는 않을 것이다. 나일론은 친화도 값이 +30nC/J로서 실크나 울 등의 재료에 비하여 양전하로 대전되기 쉬운 소재로서, 전력 생산 효율 역시 높다. 그러나 물론 다른 재료 역시 사용될 수 있을 것이다.

또한, 상기의 기능을 수행할 수 있다면, 상기의 예와 반대의 극성, 즉 대전롤러(23)가 양전하 대전체로서, 대전용 브러쉬(13b)가 음전하 대전체로서 각기 다른 재료를 사용하여 구성될 수 있음은 당연할 것이다.

이를 바탕으로 도 1의 III 영역을 확대한 도 3을 참조하면, 대전유닛(13)에 포함된 대전용 브러쉬(13b)들은, 마찰 대전의 효과를 높이기 위해, 접촉 시 대전롤러(23)의 형상에 따라서 대전롤러(23)와의 접촉 면적을 최대화 하기 위해, 반원통형의 구조의 외면과의 접촉 밀도가 균일하도록, 서로 다른 길이를 가지도록 구성된 것을 확인할 수 있다. 물론, 상기 언급한 바와 같이 대전롤러(23)의 형상은 다양해질 수 있기 때문에, 접촉 면적을 넓히기 위한 대전롤러(23)의 형상에 따라서, 대전용 브러쉬(13b)들 각각의 길이는 서로 다른 형태로 달라질 수 있을 것이다.

한편, 도 4를 참조하면, 로터(10)의 각 구성 이외에, 스테이터(20)의 구성 중 대전롤러(23)의 세부 구성을 확인할 수 있다. 대전롤러(23)는 대전용 브러쉬(13b)들과 마찰대전을 일으키는 대전부(23b)와, 대전부에서 발생한 전하가 전위차에 의해 이동되도록 하여 전력을 발생시키기 위한 전극부(23a)를 포함하여 이루어질 수 있다.

도 4의 구조는 싱글 전극 기반의 마찰대전 에너지 수확 장치의 구조에 적합한 것이므로, 더블 전극 기반이나 로터(10)에 전극이 형성되는 경우, 전극부(23a)가 다른 구성에 결합될 수 있음은 당연할 것이다.

도 5는 본 발명 일실시예의 마찰대전 원리를 설명하기 위한 개념설명도이다. 이하의 설명에서는 도 1 내지 4의 구조예를 바탕으로 마찰대전의 원리를 설명할 것이나, 도 1 내지 4에 대한 설명에서 언급한 바와 같이 전극의 위치나 대전체의 극성에 따라서 도 5의 마찰대전 원리는 다양한 변형 원리로 변경될 수 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.

도 5(a)를 참조하면, 완전히 접촉되어 있는 상태에서 대전용 브러쉬(13b)는 양극의 접촉전하를 띄게 되며, 대전롤러(23) 중 대전부(23b)는 음전하를 띄로 있다. 대전열상에서 대전부(23b)가 대전용 브러쉬(13b)에 비하여 전자를 얻으려는 경향이 강하기 때문에, 양극과 음극이 완전하게 접촉하여 겹쳐있기 때문에, 대전용 브러쉬(13b)와 대전부(23b)의 접촉면에는 전위차가 발생하지 않아서 전류의 흐름이 없는 상태가 된다.

이때 도 5(b)와 같이 로터(10) 등의 회전에 의해 대전용 브러쉬(13b)가 움직이게 되면, 대전용 브러쉬(13b)와 대전부(23b)는 어느 정도 분리된 상태가 된다. 이 경우, 대전용 브러쉬(13b) 부분에 전위차가 생기게 되며, 대전부(23b)에서 전극부(23a)에 연결된 그라운드 쪽으로 전자가 이동하게 되어 그라운드에서 대전부(23b)쪽으로 전류가 흘러 전력이 생산된다.

이후 도 5(c)와 같이 대전용 브러쉬(13b)와 대전부(23b)가 완전히 분리되는 상태가 되면, 대전부(23b)에 유도된 양전하가 최대가 되고, 대전용 브러쉬(13b)부분은 0의 전하 상태가 된다.

계속 회전되어 도 5(d)와 같이 대전용 브러쉬(13b)가 또 다른 대전롤러(23)의 대전부(23b)와 접촉하게 되는 경우, 양전하가 유도되기 위해 마이너스 전위차가 대전용 브러쉬(13b)에 발생함으로써, 전자가 그라운드에서 전극부(23a)를 통해 대전부(23b)로 이동하게 되며, 이에 따라서 대전부(23b)에서 그라운드로 전류가 흐르면서 전력이 생산된다.

이와 같은 원리가 주기적으로 반복됨에 따라서, 전기 에너지가 수확되는데, 상기와 같은 브러쉬 구조 및 원통형 구조로 인해, 대전체 간의 마모가 최소화될 수 있고, 접촉 면적이 증가함에 따라 에너지 수확 효율이 크게 증가되는 효과가 있다.

도 6 및 7은 본 발명 다른 실시예의 일요부에 대한 단면도이다.

도 6 및 7을 참조하면, 대전유닛(13)에는 상기 도 1 내지 4에 대한 설명에서 언급한 베이스부재(13a)가 형성되어 있으며, 대전유닛(13)의 내측 코어(111)로부터 베이스부재(13a)를 포함하는 대전유닛(13)의 결합 및 분리가 원활하도록 하기 위해, 내측 코어(111)에 베이스부재(13a)가 끼워져 결합되는 끼움홈(111a)이 형성될 수 있다.

도 6은 끼움홈(111a)과 베이스부재(13a)가 분리된 상태이며, 도 7은 결합된 상태에서의 평면도이다. 도 6 및 7에 도시된 바와 같이 대전유닛(13)이 내측 코어(111)과 결합 및 분리가 될 수 있도록 형성됨에 따라서, 대전유닛(13)을 교체할 수 있도록 하여, 에너지 수확 장치의 유지 보수의 효율성을 높임으로써, 내구성을 획기적으로 높일 수 있는 효과가 있다.

한편, 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 브러쉬 타입 에너지 수확 장치의 분리 사시도이다.

이 도면에 도시된 실시예는, 앞에서 설명한 실시예에 마련된 외측 플랜지와 대전 롤러가 서로 상대회전이 불가능하도록 구속되어 있는 것과는 달리, 대전 롤러(231)가 외측 플랜지(211)에 대해 상대회전 가능하도록 결합되어 있는 스테이터(200)를 포함하여 이루어진다.

이러한 구성을 가지는 본 실시예는, 대전용 브러쉬(13b)와 대전 롤러(231)가 서로 접촉되는 경우에 상기 대전 롤러(231)가 회전이 이루어지기 때문에, 상기 대전용 브러쉬(13b)와 대전 롤러(231) 간의 마모가 최소화됨으로써, 제품의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있게 하는 장점을 가진다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 적어도 하나로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

1. 내측에 수용공간을 형성시킬 수 있도록 환 형상으로 형성되는 외측 플랜지와, 각각 상기 외측 플랜지의내주면으로부터 상기 수용공간의 중심축선 방향으로 돌출된 형상을 가지고 원주방향을 따라 방사형으로 간격을 두고 배열되는 복수의 대전롤러들을 포함하는 스테이터; 및
   상기 수용공간의 중심축에 배치되는 내측 코어와, 상기 내측 코어의 외주면으로부터 상기 스테이터 방향으로 길게 뻗은 복수의 대전용 브러쉬들이 마련되어 있고 상기 내측 코어와 함께 상기 스테이터에 대해 상대회전되는대전유닛을 포함하며, 상기 대전유닛은복수개 마련되어서 원주방향을 따라 방사형으로 복수개 배열되는 로터;를 포함하여 이루어져서,
   상기 스테이터의 대전롤러들과 상기 로터의대전유닛들 간의 접촉과 분리가 교번하여 발생되도록 구성된 것을 특징으로 하는 브러쉬 타입 에너지 수확 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 각 대전롤러는, 상기 대전용 브러쉬와의 접촉면적이 커지도록, 원통을 지름 방향으로 절개하여 2분할된 반원통형 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 브러쉬 타입 에너지 수확 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 각 대전유닛에 마련된 복수의 대전용 브러쉬들은, 상기 반원통형 구조의 외면과의 접촉밀도가 균일하도록, 서로 다른 길이를 가지도록 구성된 것을 특징으로 하는 브러쉬 타입 에너지 수확 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 각 대전롤러는, 상기 대전용 브러쉬들과 마찰대전을 일으키는 대전부와, 상기 대전부에서 발생한 전하를 이동시키기 위한 전극부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 브러쉬 타입 에너지 수확 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 스테이터의 대전 롤러는, 상기 대전용 브러쉬와의 접촉에 의한 마모를 억제시킬 수 있도록, 상기 외측 플랜지에 상대회전 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 브러쉬 타입 에너지 수확 장치.

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