KR20160132794A - Magnet turbine using piezoelectric element - Google Patents
Magnet turbine using piezoelectric element Download PDFInfo
- Publication number
- KR20160132794A KR20160132794A KR1020160144351A KR20160144351A KR20160132794A KR 20160132794 A KR20160132794 A KR 20160132794A KR 1020160144351 A KR1020160144351 A KR 1020160144351A KR 20160144351 A KR20160144351 A KR 20160144351A KR 20160132794 A KR20160132794 A KR 20160132794A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- magnet
- piezoelectric element
- turbine
- rotary shaft
- turbine generator
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 7
- 230000007659 motor function Effects 0.000 abstract 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 229920005573 silicon-containing polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/18—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
- F03G7/08—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for recovering energy derived from swinging, rolling, pitching or like movements, e.g. from the vibrations of a machine
-
- H01L41/113—
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/30—Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 압전소자를 이용하는 자석 터빈 발전장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 자동차와 같은 압력을 가했을 때 지면의 압력이 생성되어 내부에 전해지는 압력이 연결된 영구자석과 터빈장치가 충돌시에 회전함으로써 발생되는 에너지가 전기에너지로 생성될 수 있도록 함으로써, 발전효율이 향상될 수 있는 압전소자 자석 터빈 발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetic turbine power generation apparatus using a piezoelectric element, and more particularly, to a magnetic turbine power generation apparatus using a piezoelectric element, and more particularly, To a piezoelectric device magnet turbine generator capable of improving power generation efficiency by allowing generated energy to be generated as electric energy.
터빈이란 증기, 가스와 같은 압축성 유체의 흐름을 이용하여 충동력 또는 반동력으로 회전력을 얻는 기계장치이다. A turbine is a mechanism that obtains rotational force by impulsive force or reaction force by using a flow of compressible fluid such as steam or gas.
증기를 이용하는 경우를 증기 터빈(Steam Turbine), 연소가스를 이용하면 가스 터빈(Gas Turbine)이라 한다. Steam turbines are used when steam is used, and gas turbines when combustion gases are used.
증기터빈은 증기의 열에너지(Thermal Energy)를 기계적 에너지(회전력)로 변환시키고, 동일 축에 연결된 발전기는 터빈에서 변환된 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환시키는 기계장치이다. Steam turbines convert the thermal energy of steam into mechanical energy (torque), and the generators connected to the same axis are mechanical devices that convert the mechanical energy converted from the turbine into electrical energy.
단(段, Stage)이란 노즐과 회전날개(Moving Blade)로 구성된다. The stage (Stage) consists of a nozzle and a moving blade.
일반적인 터빈 기술은 선진국의 기술로 아직 발전단계에 있으나 그 사용이 수력발전과 풍력발전, 조력발전과 파력발전으로의 다양성이 확대되고 있다.General turbine technology is still in the development stage with the technology of developed countries, but its use is expanding to diversity from hydroelectric power generation, wind power generation, tidal power generation and wave power generation.
하지만 터빈장치의 날개가 돌아감으로써 전기를 생산하나 그 에너지의 지속성에 대한 문제점이 있다.However, there is a problem with the sustainability of the energy of the turbine, which produces electricity by rotating the wings.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 압전소자에서 발생되는 에너지가 터빈장치와 연결되어 터빈의 운동에너지가 전기에너지로 연결되게 하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to connect energy of a piezoelectric element to a turbine device so that kinetic energy of the turbine is connected to electric energy.
본 발명에 따른 압전소자 자석 터빈 발전장치는 휴게소나 톨게이트와 같이 압전소자의 효율이 높아 차량의 출입이 빈번한 곳에 압전소자를 깔고 그 하단에 터빈장치를 연결하고, 터빈의 회전력을 지속적으로 발생하기 위해 자석을 배열하여 그 회전되는 시간을 늘려 지속적인 전기에너지를 생성하게 하는 기능을 가진다.The piezoelectric device magnet turbine power generation apparatus according to the present invention has a high efficiency of a piezoelectric element such as a rest station or a toll gate to connect the turbine device to the lower end of the piezoelectric element in a place where the vehicle frequently enters and exits, It has the function of arranging the magnets and increasing the rotation time to generate continuous electric energy.
본 발명에 따른 압전소자 자석 터빈 발전장치는 간단한 구조이면서 지속적으로 전기를 생산할 수 있는 압전소자 자석 터빈 발전장치이다. 따라서 일반적인 운동에너지에 따른 접목이 용이하며 다양한 산업현장에서 사용될 수 있는 장점이 있다.The piezoelectric device magnet turbine generator according to the present invention is a piezoelectric device magnet turbine generator capable of continuously producing electricity with a simple structure. Therefore, it is easy to apply according to general kinetic energy and can be used in various industrial fields.
본 발명은 단순하면서도 높은 에너지를 반영구적으로 생산할 수 있으며 소형발전기의 역할로 유용하게 사용될 수 있다.The present invention can produce semi-permanently high energy and can be usefully used as a small generator.
도1: 본 발명에 따른 압전소자 자석 터빈 발전장치에 대한 터빈 회전축 확대도
도2: 본 발명에 따른 압전소자 자석 터빈 발전장치에 대한 터빈 회전장치 단면도
도3: 본 발명에 따른 압전소자 자석 터빈 발전장치에 대한 터빈 회전장치 연결도
도4: 본 발명에 따른 압전소자 자석 터빈 발전장치에 대한 압전소자 확대도
도5: 본 발명에 따른 압전소자 자석 터빈 발전장치에 대한 터빈 장치 설치 예Fig. 1: enlargement of turbine rotary axis for piezoelectric device magnet turbine generator according to the present invention
2 is a cross-sectional view of a turbine rotating device for a piezoelectric device magnet turbine generator according to the present invention;
Fig. 3: Turbine rotating device connection diagram for a piezoelectric device magnet turbine generator according to the present invention
4: Magnification of a piezoelectric element for a piezoelectric device magnet turbine generator according to the present invention
Fig. 5: Example of installing a turbine device for a piezoelectric element magnet turbine generator according to the present invention
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 특징과 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, features and configurations according to preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도1은 본 발명에 따른 압전소자 자석 터빈 발전장치(10)에 대한 터빈(11) 회전축(12) 확대도이고, 도2는 본 발명에 따른 압전소자 자석 터빈 발전장치(10)에 대한 터빈(11) 회전장치 단면도이고, 도3은 본 발명에 따른 압전소자 자석 터빈 발전장치(10)에 대한 터빈 회전장치 연결도이고, 도4는 본 발명에 따른 압전소자 자석 터빈 발전장치(10)에 대한 압전소자(41) 확대도이고, 도5는 본 발명에 따른 압전소자 자석 터빈 발전장치(10)에 대한 터빈 장치 설치예이다.Fig. 1 is an enlarged view of a
본 발명에 따른 압전소자 자석 터빈 발전장치(10)에 있어서 터빈(11)과 회전축(12)과 회전축N극 자석(13)과 회전축S극 자석(14)을 연결하며 N극(21)과 S극(22), 전기코일(23), 허브(24), 고정판(25), 영구자석(31), 지지축(32), 발전기(33)를 포함하며, 압전소자(41)와 기판(42)을 포함한다The piezoelectric element magnet turbine generator 10 according to the present invention includes a
본 발명에 따른 압전소자 자석 터빈 발전장치(10)의 압전소자(41)로는, Pb(Zr,Ti)O3+PVDF 폴리머, Pb(Zr,Ti)O3+실리콘 폴리머, Pb(Zr,Ti)O3+에폭시 폴리머와 같은 물질로 이루어질 수 있으며,노면의 압력을 전달할 수 있는 물질이라면 특별히 제한되지 않는다.Pb (Zr, Ti) O3 + silicone polymer, Pb (Zr, Ti) O3 + epoxy polymer and Pb (Zr, Ti) O3 + PVDF polymer, Pb And may be made of the same material, and is not particularly limited as long as it is a substance capable of transmitting pressure on the road surface.
본 압전소자(41)의 하단에는 영구자석(31)이 연결되며 이는 터빈(11)의 회전축(12) 끝단에 연결되어 마찰을 줌으로써 회전축(12)이 회전하게 된다.A
회전축(12)의 양 끝에는 터빈(11)이 연결되며 이 터빈(11)과 터빈(11)이 연결되는 회전축(12) 내부에는 N극과 S극이교차하여 형성되는 것을 특징으로 한다.A
회전축(12)을 싸고 있는 허브(24) 내부에는 N극과 S극의 자석이 교차되어 회전축(12) 내부에 포함되는 자석과 교차 회전하여 초고속으로 회전하는 것을 지속력있게 하는 특징이 있다.The N-pole and S-pole magnets intersect with each other in the
이 교차되는 자석은 4극, 혹은 6극 이상의 자석으로 다양하게 구성이 가능하다.The intersecting magnets can be composed of four or six magnets.
전기코일(23)은 회전축(12)과 회전축(12)에 연결되는 N극과 S극의 자석 사이를 연결하며 회전함으로써 발생하는 전기를 고정판(25)과 지지축(32)을 연결하며 이는 발전기(33)에 전기를 공급하기까지 연결된다.The
허브(24) 내의 자석과 허브(24), 회전축(12)과 자석의 고정 및 결합방식은 나사결합 혹은 땜질 등의 다양한 방법이 가능하다.The magnet and the
회전축(12) 상단과 하단에 연결되는 구동자석은 서로 같은극(S와 S, N과 N)끼리 마주보게 된다. The driving magnets connected to the upper and lower ends of the
전기코일(23)사이에 회전축(12)과 자석사이에 발생하는 척력 및 원심력으로 회전축(12)은 한 방향으로 회전하게 된다. 코일이 감겨져 있는 전기코일(23)에서 발생한 전기는 발전기(33)로 연결된다.The rotating
이로써 모터부분이 회전축(12)을 대체하며 회전축(12) 양측에 자석과 전기코일(23)을 연결함으로써, 빈 공간을 진공상태로 할 경우 공기와의 마찰저항이 적어 초고속 회전이 가능해 초고속 회전이 가능해 지속적으로 전기를 생산할 수 있다.Thus, by replacing the
본 발명에 따른 압전소자 자석 터빈 발전장치(10)는 기존의 발전방식에 추가로 압전소자(41)와 자석을 이용한 발전이 가능하므로 발전효율을 더 향상시킬 수 있게 된다.The piezoelectric device magnet turbine generator 10 according to the present invention can further improve the power generation efficiency because it can generate power using the
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시 예는 그 설명을 위한 것으로 상기 설명된 실시 예에 제한하는 것은 아님을 명시한다. 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical spirit of the present invention has been specifically described according to the above preferred embodiments, it is to be understood that the above-described embodiments are intended to be illustrative and not restrictive. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.
10: 압전소자 자석 터빈 발전장치
11: 터빈
12: 회전축
13: 회전축N극 자석
14: 회전축S극 자석
21: N극
22: S극
23: 전기코일
24: 허브
25: 고정판
31: 영구자석
32: 지지축
33: 발전기
41: 압전소자
42: 기판10: Piezoelectric magnet turbine generator
11: Turbine
12:
13: rotating shaft N pole magnet
14: Rotating axis S pole magnet
21: N pole
22: S pole
23: electric coil
24: Hub
25: Fixing plate
31: permanent magnet
32: Support shaft
33: generator
41: Piezoelectric element
42: substrate
Claims (2)
상기 압전소자와 영구자석을 터빈에 연결하는 것을 특징으로 하는 압전소자 자석 터빈 발전장치
The method of claim 1, wherein
And the piezoelectric element and the permanent magnet are connected to the turbine.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160144351A KR20160132794A (en) | 2016-11-01 | 2016-11-01 | Magnet turbine using piezoelectric element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160144351A KR20160132794A (en) | 2016-11-01 | 2016-11-01 | Magnet turbine using piezoelectric element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20160132794A true KR20160132794A (en) | 2016-11-21 |
Family
ID=57538032
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020160144351A KR20160132794A (en) | 2016-11-01 | 2016-11-01 | Magnet turbine using piezoelectric element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20160132794A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112030616A (en) * | 2020-07-21 | 2020-12-04 | 中南大学 | Vibration reduction power generation sleeper based on resonance principle |
-
2016
- 2016-11-01 KR KR1020160144351A patent/KR20160132794A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112030616A (en) * | 2020-07-21 | 2020-12-04 | 中南大学 | Vibration reduction power generation sleeper based on resonance principle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101173107B1 (en) | Generator | |
CN102723840A (en) | Circumference magnet-cutting fluid power generation device | |
KR20160049617A (en) | Dual generators for wind power | |
CN103066782A (en) | Magnetoelectricity type micro generator | |
CN107359814B (en) | Rotary piezoelectric wind driven generator | |
KR100982643B1 (en) | An apparatus of energy harvesting for using piezoelectric-ceramic and magnet | |
KR20160132794A (en) | Magnet turbine using piezoelectric element | |
TW202227715A (en) | Multi-axial wave energy conversion device | |
KR20180005392A (en) | Magnet generator | |
KR20070079214A (en) | Power generator for using the magnetic | |
JP2015050892A (en) | Power generation system | |
Moury et al. | A permanent magnet generator with PCB stator for low speed marine current applications | |
JP2015126696A (en) | Fluid power generator | |
KR101092569B1 (en) | The generating apparatus using wind velocity and magnetic force | |
JP6572421B2 (en) | Axial type magnetic geared electric | |
CN113007023B (en) | Wind-force permanent magnetism piezoelectricity double-effect power generation facility | |
CN216599144U (en) | Power generation device | |
KR20130100426A (en) | Wind power generator | |
KR20120032112A (en) | Magnetic motor | |
KR20090037012A (en) | Low Friction Low Noise Wind Power Transmission Device | |
CN109274214B (en) | Electromagnetic array miniature wind driven generator | |
TWI608166B (en) | Fluid flowed turbine generator with a radial structure of variable rate | |
JP2012044804A (en) | Fluid power generator | |
CN103036358A (en) | Non-stator kinetic energy and electricity generating device rotating in the same direction | |
JP2023008731A (en) | Motor utilizing repulsive force between magnets |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |