KR20170141118A - 음압을 이용한 발전기 - Google Patents

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Abstract

실생활에 산재되어 낭비되는 소리를 음압으로 변형하여 전기를 발생시키는 음압을 이용한 발전기를 제시한다. 그 발전기는 점차적으로 폭이 좁아지는 깔때기 형상으로 외부로부터 도달하는 음파를 수집하는 음파수집부와, 음파수집부의 폭이 가장 좁은 부분과 연결되며 수집된 음파가 흐르는 채널을 제공하는 모세관과, 모세관의 외측 둘레에 부착되어 모세관의 음파를 증폭시켜 음압을 형성하게 하는 진동자 및 모세관의 일측에 배치되며 음압에 의해 전기를 생성하는 전기생성부를 포함한다.

Description

음압을 이용한 발전기{Generator using sound pressure}
본 발명은 발전기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 음파가 집속되어 형성된 음압을 이용하여 전기를 발생시키는 음압 발전기에 관한 것이다.
소리(sound)는 매질로 전파되는 파동으로 음(音) 또는 음파(音波)라고도 하며, 좁은 뜻으로는 사람의 귀에 들리는 것을 가리킨다. 사람이 아닌 동물들도 청각기관을 갖고 있으므로 이들도 소리를 감지할 수 있으나 각각의 종에 따라 사람이 듣는 소리와 주파수 영역이 다르다. 소리는 실생활에 산재하며, 때로는 강력한 소음을 일으키기도 한다. 음압(sound pressure)은 매질 속을 지나는 음파에 의해 생기는 압력으로, 보통 실효값으로 나타낸다. 1 kHz의 평면파의 소리에 대한 최소가청값을 기준음압으로 하며, 단위는 dB를 사용한다.
발전기는 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 기기이며, 상기 기계적 에너지를 부여하는 다양한 소스를 사용한다. 상기 소스는 자기력, 열, 바람, 소리 등이 있으며, 이중에서 소리는 국내등록특허 제10-1498334호, 일본등록특허 제5677536호 등에서 소리에너지를 전기에너지를 변환하는 기술이 제시되고 있다. 하지만, 우리의 실생활에 산재된 소리는 대부분의 발전기 소스로 활용하지 못하고 낭비되어 사라진다. 즉, 상기 소리를 소스로 하여 발전하는 발전기는 아직 존재하지 않는 실정이다. 낭비되는 소리를 이용하여 전기를 생성하면 경제적 가치가 매우 크다고 할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 실생활에 산재되어 낭비되는 소리를 음압으로 변형하여 전기를 발생시키는 음압을 이용한 발전기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 과제를 해결하기 위한 음압을 이용한 발전기는 점차적으로 폭이 좁아지는 깔때기 형상으로 외부로부터 도달하는 음파를 수집하는 음파수집부 및 상기 음파수집부의 폭이 가장 좁은 부분과 연결되며 수집된 상기 음파가 흐르는 채널을 제공하는 모세관을 포함한다. 또한, 상기 모세관의 외측 둘레에 부착되어 상기 모세관의 음파를 증폭시켜 음압을 형성하게 하는 진동자 및 상기 모세관의 일측에 배치되며 상기 음압에 의해 전기를 생성하는 전기생성부를 포함한다.
본 발명의 발전기에 있어서, 상기 음파수집부 및 상기 모세관은 하나의 단위를 이루고, 상기 단위는 복수개이며, 상기 모세관 각각에는 상기 진동자가 부착될 수 있다. 상기 음파수집부는 케이스의 고정홀에 고정된다. 상기 음파수집부에서 외부로 노출되는 부분은 진동판 또는 메시 중의 어느 하나가 부착될 수 있다. 상기 음파수집부 및 상기 모세관은 유리, 금속, 플라스틱 또는 그들의 조합물 중에서 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다. 상기 채널의 단면은 원형 또는 다각형 중의 어느 하나의 형상을 가질 수 있다. 상기 음파수집부, 상기 모세관 및 상기 진동자는 충진재에 의해 감싸진다. 상기 충진재는 다공성 흡음재일 수 있다.
본 발명의 발전기에 있어서, 상기 진동자는 진동을 유발하는 압전소자가 바람직하다. 상기 진동자는 단극자 모드, 다극자 모드 또는 이들 모드가 조합된 것 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다. 상기 진동자는 상기 모세관에 대하여 위치를 달리하여 배치될 수 있다.
본 발명의 바람직한 발전기에 있어서, 상기 전기생성부는 전자기유도현상을 이용한 소자 또는 압전소자로 이루어질 수 있다. 상기 전기생성부에서 생성된 전기는 인출도선을 거쳐 전력저장부에 저장될 수 있다. 상기 전기생성부는 유도코일이 감긴 스테이터, 상기 스테이터 내부에 위치하며 탄성체와 결합된 영구자석을 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 발전기에 있어서, 상기 모세관을 거친 음파는 제1 음파유로에서 통합되어 상기 전기생성부로 전달될 수 있다. 상기 전기생성부를 거친 상기 음파는 흡음재가 채워진 흡음통에서 소거되며, 상기 흡음통은 열전소자가 부착될 수 있다.
본 발명의 음압을 이용한 발전기에 의하면, 음파를 집속시켜 얻어지는 음압을 활용함으로써, 실생활에 산재되어 낭비되고 있는 음파를 음압으로 변형하여 전기를 발생시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 제1 음압발전기를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 제1 음압발전기에 적용되는 제1 전기생성부의 사례를 제시한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 제1 음압발전기에 적용되는 제2 음압발생부를 제시한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 제2 음압발전기를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 한편, 상부, 하부, 정면 등과 같이 위치를 지적하는 용어들은 도면에 나타낸 것과 관련될 뿐이다. 실제로, 음압 발전기는 임의의 선택적인 방향으로 사용될 수 있으며, 실제 사용할 때 공간적인 방향은 음압 발전기의 위치 및 회전에 따라 변한다.
본 발명의 실시예는 음파를 집속시켜 얻어지는 음압을 활용함으로써, 실생활에 산재되어 낭비되고 있는 음파를 음압으로 변형하여 전기를 발생시키는 발전기를 제시한다. 이를 위해, 음압 발전기의 구조를 구체적으로 알아보고, 음파를 수집하여 집속시켜 발전을 하는 과정을 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명의 음압 발전기는 열차, 지하철이 다니는 철로, 차량이 이동하는 도로, 소음이 발생하는 기계 및 엔진 등의 주변에 배치될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 제1 음압발전기(100)를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 의하면, 제1 발전기(100)는 제1 음압발생부(20) 및 진동자(23)가 내재된 케이스(10)를 포함한다. 제1 음압발생부(20) 및 진동자(23)는 음압을 만들어내기 위하여 필수적인 요소이다. 제1 음압발생부(20)는 깔때기 모양으로 음파를 수집하는 음파수집부(20a) 및 음파수집부(20a)와 연결된 모세관(20b)으로 이루어진다. 음파수집부(20a)는 점차적으로 폭이 좁아지는 형태이며, 케이스(10)의 고정홀(21)에 고정된다. 고정홀(21) 및 그에 고정되는 제1 음압발생부(20)는 적어도 하나일 수 있으며, 본 발명의 제1 발전기(100)가 적용되는 환경에 따라 개수를 달리할 수 있다. 음파수집부(20a)를 고정홀(21)에 고정하는 방법은 굳이 제한하지 않으며, 본 발명의 범주 내에서 적절한 방법을 선택할 수 있다. 제1 음압발생부(20)는 유리, 금속, 플라스틱 또는 이들의 조합물로 제조될 수 있다. 스테인리스강이 양호한 재질 중의 하나이다.
음파수집부(20a)는 제1 음압발전기(100)의 외부로부터 도달되는 음파를 수집한다. 수집된 음파는 음파수집부(20a)의 형상으로 인하여 집속되어 모세관(20b)으로 전달된다. 모세관(20b)은 음파수집부(20a)의 폭이 가장 좁은 부분과 연결된다. 모세관(20b)로 전달된 음파는 같은 주파수를 지닌 음파가 겹칠 때 음파의 압축부와 압축부가 겹쳐서 소리가 강해지거나, 압축부와 팽창부가 겹쳐서 소리가 약해지는 간섭과 같은 물리적인 현상이 작용한다. 모세관(20b)은 타원형, 편심된 원형 등과 같은 원형 및 직사각형 등과 같은 다각형으로부터 선택된 형상을 가진 채널을 의미한다. 모세관의 내벽들의 형상이 그 외벽들의 형상과 동일할 필요는 없다. 예컨대, 모세관(20b)은 원형 형상으로 형성된 내벽과 직사각형 형상으로 형성된 외벽을 가질 수 있다.
모세관(20b)의 외측 둘레에는 진동자(23)가 부착되어 있다. 진동자(23)는 압전소자와 같이 진동을 유발하는 소자이다. 진동자(23)에 의해 진동을 발생시키면, 모세관(20b) 내의 음파는 증폭되어 음압(sound pressure)을 형성한다. 도면에서는, 두 개의 진동자(23)을 이용하여 음파가 모세관(20b)의 중심 축선에 집속되는 쌍극자 모드로 동작하는 형태를 보여주고 있다. 하지만, 모세관(20b)은 단극자 모드, 쌍극자 모드, 사극자 모드와 같은 다극자 모드 또는 이들 모드의 조합을 포함하여 모든 진동 모드에도 적용될 수 있다. 예를 들면, 쌍극자 모드는 모세관(20b)의 대향하는 벽에 부착된 2개의 진동자(23)으로 구동되고, 180도 위상차로 구동된다. 사극자 모드는 직각 위치인 서로에 대해 90도 어긋난 진동자(23)들을 부착함으로써 구동되며, 위상차가 발생한다. 한편, 모세관(20b)에 부착된 진동자(23)의 위치를 달리하면, 상이한 모드로 구동시킬 수 있다.
진동자(23)은 압전재료로 구성되는 것이 바람직하다. 압전재료의 예는 PZT, 니오븀산리튬(lithium niobate), 수정 및 이들의 조합물을 포함하지만, 반드시 이에 한정되지 않는다. 또한, 진동자(23)은 랑게빈 변환기(Langevin transducer) 또는 기타 재료로 이루어진 진동 발생기, 또는 모세관의 진동 또는 표면변위를 발생시킬 수 있는 장치가 될 수 있다. 본 발명의 실시예에 의한 진동자(23)는 표준 라인 접점보다 더 큰 음원 구경(aperture)을 만드는 음향학적으로 집속된 라인 구동형 모세관도 포함한다.
제1 음압발생부(20), 진동자(23) 및 제1 전기생성부(30)와 케이스(10) 사이에는 충진재(11)로 채워질 수 있다. 충진재(11)는 제1 음압발생부(20), 진동자(23) 및 제1 전기생성부(30)가 충격으로 변형되거나 원래의 위치에서 벗어나는 것을 방지한다. 바람직하게는, 충진재(11)는 흡음재의 역할을 할 수도 있다. 상기 흡음재는 소리를 흡수할 목적으로 사용하는 건축재료로써, 다공질 흡음재가 좋다. 다공질 흡음재는 표면과 내부에 작은 기포 또는 관 모양의 구멍이 있고 상기 구멍 속의 공기가 음파에 의해 진동하여 생긴 마찰 때문에 소리에너지가 열에너지로 바뀌어 흡수된다.
선택적으로, 음파수집부(20a)에서 외부로 노출되는 부분은 진동판(22)이 부가될 수 있다. 진동판(22)은 수집된 음파를 진동시켜 제1 음압발생부(20)에 전달하고, 제1 음압발생부(20) 내부로 이물질 등이 투입되지 않도록 한다. 진동판(22)은 음파의 압력에 의해 진동하는 것으로, 주로 금속 엷은 판이 사용된다. 진동판(22)은 케이스(10)에 대하여 평탄할 수도 있지만, 제1 음압발생부(20) 방향으로 오목할 수 있다. 진동판(22)이 오목하면, 음파를 수집하는 효율을 높일 수 있다.
진동판(22)은 복수개의 미세구멍이 뚫려 있는 메시(mesh)로 대체될 수 있다. 왜냐하면, 진동판(22)은 음파의 압력을 저하시키고 진동하는 주파수의 폭을 줄일 수 있기 때문이다. 이때, 음파는 상기 메시(mwsh)의 상기 미세구멍을 통하여 제1 음압발생부(20)로 전달된다. 상기 메시는 합성수지, 세라믹, 금속 중에서 선택된 어느 하나의 물질, 상기 물질로 이루어진 판이 적층된 것일 수 있다. 상기 메시는 진동판(22)과는 달리 진동하지 않는 것이 좋다. 본 발명의 제1 발전기(100)의 음파수집부(20a)의 입구는 진동판(22) 또는 메시 중의 어느 하나가 부착되거나, 진동판(22)과 메시 중의 어느 하나도 없는 빈 공간일 수 있다. 진동판(22) 또는 메시가 없는 제1 발전기(100)는 제1 음압발생부(20)의 주기적인 세정을 위한 별도의 수단이 마련될 수 있다.
소리(sound)는 파동의 하나로, 공기와 같은 유체 속에서 소리는 압력파, 즉 압력의 높고 낮음이 진동하면서 전파되어 나가는 파동이다. 공기 중에서 소리는 순간적으로 공기의 밀도가 밀해지는 곳과 소해지는 곳이 반복되는 형태로 나타난다. 이런 반복되는 압력 차이가 음파수집부(20a) 또는 진동판(22)에 전달된다. 물리적으로 소리와 음파(sonic wave)는 같은 의미이나, 소리는 주로 들리는 형태의 음파를 지칭하여 기체나 액체 속에서의 음파를 의미한다. 또한 소리는 생리적으로 들려진 음파나 인지되어진 음파를 의미하는데 반해, 음파는 거의 전적으로 매질 속에서 진동하며 전파되는 물리적인 역학적 파동을 의미한다. 이에 따라, 본 발명이 실시예에 의한 음파는 물리적인 파동을 말한다.
음파의 크기는 단위시간 동안에 단위면적당 음파가 전달하는 에너지의 양과 밀접한 연관을 가진다. 즉, 음파의 크기 I는 P/S로 나타내며, P는 단위시간당 전달되는 에너지를 나타내는 일률이고, S는 상기 에너지가 전달되는 면적이다. 음파가 전달하는 에너지는 진폭에 비례하므로, I=1/2[ρv(2πf)2A2으로 주어진다. 여기서, ρ는 공기의 밀도, v는 음파의 전달속력, f는 진동수 및 A는 압력파의 진폭을 나타낸다. 사람이 견딜 수 있는 가장 큰 음파인 소리의 에너지 전달은 대략 10W/m2이다. 이는 가장 작은 음파에 비해 에너지 전달이 10조 배 이상 큰 소리라 할 수 있다. 이에 따라, 사람이 느끼는 음파인 소리의 크기는 I로 표기하지 않고, 로그적인 척도를 따르며 단위로서 dB(decibell, 데시벨)을 사용한다.
모세관(20b)로 전달된 음파는 같은 주파수를 지닌 음파가 겹칠 때 음파의 압축부와 압축부가 겹쳐서 소리가 강해지는 보강간섭, 또는 압축부와 팽창부가 겹쳐서 소리가 약해지는 상쇄간섭과 같은 물리적인 현상이 일어난다. 본 발명의 실시예에 의한 진동자(23)는 진동을 부여함으로써, 음파의 보강간섭을 야기하여 증폭시킨다. 이렇게 증폭된 음파에 의해 음압이 만들어진다. 진동자(23)의 진동은 본 발명의 제1 음압발전기(100)의 규격 및 사양. 사용되는 환경, 모세관(20b)의 채널 직경, 길이 등에 따라 적절하게 조절될 수 있다.
제1 음압발생부(20)를 거쳐 이루어진 음압은 제1 전기생성부(30)에서 전기에너지로 변환된다. 제1 전기생성부(30)는 각각 제1 음압발생부(20)마다 설치될 수도 있고, 일부의 제1 음압발생부(20)에 설치될 수도 있다. 제1 전기생성부(30)는 전자기유도현상을 이용한 소자 또는 압전소자가 활용된다. 상기 전자기유도현상은 이용하는 소자는 회전자를 구비하고 있으며, 기전력의 크기는 자기장의 세기와 도체의 길이 및 자기장과 도체의 상대적 속도에 비례하며, 기전력의 방향은 플레밍의 오른손 법칙에 의해 알 수 있다. 제1 전기생성부(30)를 구성하는 데에는 자기장을 만들기 위한 강력한 자석과 기전력을 발생시키는 도체가 필요한데, 이 둘 중 어느 하나가 작용할 수 있도록 되어 있어야 한다. 상기 압전소자는 어떤 종류의 결정판에 일정한 방향에서 압력을 가하면 판의 양면에 외력에 비례하는 기전력을 발생시킨다. 한 장의 결정판에 나타나는 압전소자의 기전력은 미약하지만, 금속박을 삽입하면서 결정판을 여러 장 겹치면 기전력이 증대된다.
바람직하게는, 각각의 제1 전기생성부(30)에서 변환된 전기에너지는 각각의 제1 전기생성부(30)마다 접속된 인출도선(31)에 의해 인출되어 축전기 또는 충전기와 같은 전력저장부(32)에 저장된다. 상기 축전기는 전하를 모으는 장치로서, 진공 축전기, 공기 축전기, 금속화종이 축전기 등이 있다. 통상적으로 상기 축전기는 2장의 금속판을 전극으로 하고 그 사이에 유전체를 넣은 구조로 이루어진다. 상기 충전기는 전기에너지를 공급하여 화학에너지로 변화시켜 축적하는 장치이다. 이러한 충전기에는 방전만 가능한 1차전지, 충방전이 가능한 2차전지가 있다. 전력저장부(32)는 앞에서 설명한 소자 및 방식 이외에도 다양한 형태로 제1 전기생성부(30)에서 발생한 전기에너지를 저장할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 제1 음압발전기(100)에 적용되는 제1 전기생성부(30)의 사례를 제시한 단면도이다. 여기서 제시되는 제1 전기생성부(30)는 전자기유도현상을 이용한 것의 하나의 사례이다.
도 2에 의하면, 제1 전기생성부(30)는 모세관(20b)과 연결되고, 측면에 유도코일(30c)이 감긴 스테이터(30a)를 포함한다. 스테이터(30a)의 내부에는 영구자석(30d)가 탄성체(30e)와 결합되며, 탄성체(30e)는 영구자석(30d)에 대하여 모세관(20b)의 반대편인 스테이터 바닥면(30b)에 위치한다. 탄성체(30e)는 스테이터 바닥면(30b)에 고정된다. 모세관(20b)으로부터 음압이 유입되면, 상기 음압에 의해 영구자석(30d)은 스테이터 바닥면(30b) 방향으로 탄성체(30e)를 압축시킨다. 상기 음압이 약해지면, 압축된 탄성체(30e)는 원래의 자리로 회복된다. 영구자석(30d)의 왕복운동은 전자기유도현상을 일으켜 기전력을 발생시킨다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 제1 음압발전기(100)에 적용되는 제2 음압발생부(40)를 제시한 단면도이다. 제2 음압발생부(40)는 도 1에서의 제1 음압발생부(20)의 변형예이다.
도 3에 의하면, 제2 음압발생부(40)는 내측 음파수집부(41a) 및 내측 모세관(41b)로 이루어진 내측 음압발생부(41)가 외측 음파수집부(42a) 및 외측 모세관(42b)로 이루어진 외측 음압발생부(42)가 내측에 배치된다. 선택적으로, 내측 음압발생부(41)에는 내측 진동판(43) 및 외측 음압발생부(42)에는 외측 진동판(44)가 부착될 수 있다. 외측 진동판(44)은 내측 음파수집부(41a) 및 외측 음파수집부(42a)의 사이의 공간에 위치한다. 물론, 내측 및 외측 진동판(43, 44) 대신에 메시와 같은 다공성 물질로 대체할 수 있고, 아무 것도 존재하지 않을 수 있다.
내측 모세관(41b) 및 외측 모세관(42b)의 외측 둘레에는 내측 진동자(45) 및 외측 진동자(46)가 위치한다. 제2 음압발생부(40)는 앞에서 설명한 내측 음압발생부(41)가 적어도 하나 이상 존재할 수 있다. 도면에서는 하나의 내측 음압발생부(41)를 제시한 것에 불과하다. 다시 말해, 제2 음압발생부(40)는 본 발명의 실시예에 의한 음파수집부 및 모세관이 하나의 단위를 이루고, 상기 단위는 복수개라고 할 수 있다. 제2 음압발생부(40)는 복수개의 단위를 이루므로, 생성되는 음압의 강도를 높일 수 있다. 물론, 각각의 모세관에는 진동자가 부착된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 제2 음압발전기(200)를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다. 이때, 제2 음압발전기(200)는 구조적으로 차이가 있는 점을 제외하고, 제1 음압발전기(100)와 동일하다. 이에 따라, 도 1 내지 도 3에서 제2 음압발전기(200)와 중복되는 부분에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 4에 의하면, 제2 음압발전기(200)는 제1 및 제2 음압발생부(20, 40)에서 집속된 음파는 제1 음파유로(52)에 통합된다. 도면에서는 케이스(50)에 내장되고, 충진재(51)를 포함하는 제1 음압발생부(20)를 나타내었다. 이때, 케이스(50) 및 충진재(51)는 제1 음압발전기(100)에서 설명한 케이스(10) 및 충진재(11)와 실질적으로 동일한 기능 및 역할을 한다. 충진재(51)는 제1 음압발생부(20) 및 진동자(23)를 감싼다. 제1 음파유로(52)로 통합된 음파는 제2 음파유로(53)를 거쳐 제2 전기생성부(60)에 전달한다.
필요한 경우, 제2 음파유로(53)에는 앞에서 설명한 진동자(23)가 더 부착될 수 있다. 제2 전기생성부(60)는 도 1에서의 제1 전기생성부(30)와 동일한 기능 및 역할을 한다. 즉, 제2 전기생성부(60)는 전자기유도현상을 이용한 소자 또는 압전소자가 활용된다. 제2 전기생성부(60)를 거친 음파는 공지의 흡음재(61)가 채워진 흡음통(62)에서 소거될 수 있다. 한편, 흡음통(62)은 가압된 음파에 의해 열이 발생할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 상기 열은 열전소자로 전기를 생성되는 데 이용될 수도 있다. 열전소자는 열을 전기로 변환시키는 것이므로, 흡음통(62)은 제2 음압발전기(200)에 부가되는 발전기라고 할 수 있다.
이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
10, 50; 케이스
11, 51; 충진재
20, 40; 제1 및 제2 음압발생부
20a; 음파수집부 20b; 모세관
21; 고정홀 22; 진동판
23; 진동자
30, 60; 제1 및 제2 전기생성부
30a; 스테이터 30b; 바닥면
30c; 유도코일 30d; 영구자석
30e; 탄성체
31; 인출도선 32; 전력저장부
41; 내측 음압발생부 42; 외측 음압발생부
43; 내측 진동판 44; 외측 진동판
45; 내측 진동자 46; 외측 진동자
52, 53; 제1 및 제2 음파유로
61; 흡음재 62; 흡음통

Claims (16)

  1. 점차적으로 폭이 좁아지는 깔때기 형상으로, 외부로부터 도달하는 음파를 수집하는 음파수집부;
    상기 음파수집부의 폭이 가장 좁은 부분과 연결되며, 수집된 상기 음파가 흐르는 채널을 제공하는 모세관;
    상기 모세관의 외측 둘레에 부착되어, 상기 모세관의 음파를 증폭시켜 음압을 형성하게 하는 진동자; 및
    상기 모세관의 일측에 배치되며, 상기 음압에 의해 전기를 생성하는 전기생성부를 포함하는 음압을 이용한 발전기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 음파수집부 및 상기 모세관은 하나의 단위를 이루고, 상기 단위는 복수개이며, 상기 모세관 각각에는 상기 진동자가 부착된 것을 특징으로 하는 음압을 이용한 발전기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 음파수집부는 케이스의 고정홀에 고정되는 것을 특징으로 하는 음압을 이용한 발전기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 음파수집부에서 외부로 노출되는 부분은 진동판 또는 메시 중의 어느 하나가 부착되는 것을 특징으로 하는 음압을 이용한 발전기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 음파수집부 및 상기 모세관은 유리, 금속, 플라스틱 또는 그들의 조합물 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 음압을 이용한 발전기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 채널의 단면은 원형 또는 다각형 중의 어느 하나의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 음압을 이용한 발전기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 음파수집부, 상기 모세관 및 상기 진동자는 충진재에 의해 감싸지는 것을 특징으로 하는 음압을 이용한 발전기.
  8. 제7항에 있어서, 상기 충진재는 다공성 흡음재인 것을 특징으로 하는 음압을 이용한 발전기.
  9. 제1항에 있어서, 상기 진동자는 진동을 유발하는 압전소자인 것을 특징으로 하는 음압을 이용한 발전기.
  10. 제1항에 있어서, 상기 진동자는 단극자 모드, 다극자 모드 또는 이들 모드가 조합된 것 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 음압을 이용한 발전기.
  11. 제1항에 있어서, 상기 진동자는 상기 모세관에 대하여 위치를 달리하여 배치되는 것을 특징으로 하는 음압을 이용한 발전기.
  12. 제1항에 있어서, 상기 전기생성부는 전자기유도현상을 이용한 소자 또는 압전소자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 음압을 이용한 발전기.
  13. 제1항에 있어서, 상기 전기생성부에서 생성된 전기는 인출도선을 거쳐 전력저장부에 저장되는 것을 특징으로 하는 음압을 이용한 발전기.
  14. 제1항에 있어서, 상기 전기생성부는 유도코일이 감긴 스테이터, 상기 스테이터 내부에 위치하며 탄성체와 결합된 영구자석을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 음압을 이용한 발전기.
  15. 제1항에 있어서, 상기 모세관을 거친 음파는 제1 음파유로에서 통합되어 상기 전기생성부로 전달되는 것을 특징으로 하는 음압을 이용한 발전기.
  16. 제15항에 있어서, 상기 전기생성부를 거친 상기 음파는 흡음재가 채워진 흡음통에서 소거되며, 상기 흡음통에는 열전소자가 부착된 것을 특징으로 하는 음압을 이용한 발전기.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108199559A (zh) * 2018-02-28 2018-06-22 成都斯铂润音响设备有限公司 声波能量吸收装置
KR20210113814A (ko) * 2020-03-09 2021-09-17 주식회사 티에스시 음향센서를 이용한 웨이퍼 탑재 상태 감지장치
KR102500389B1 (ko) * 2022-12-05 2023-02-16 나호영 탄소 중립을 위한 소리 진동 발전기

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07115696A (ja) * 1993-10-18 1995-05-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd スピーカ装置
KR20060132524A (ko) * 2006-11-23 2006-12-21 이상철 소음저감과 전력생산을 이용한 방음패널의 제조방법
KR20120066456A (ko) * 2010-12-14 2012-06-22 재단법인 포항산업과학연구원 하이브리드 진동발전장치
JP2014000313A (ja) * 2012-06-20 2014-01-09 Olympus Corp 湾曲センサ
KR101383781B1 (ko) * 2012-12-17 2014-04-10 서강대학교산학협력단 음파 집음기 및 이를 포함하는 음파 발전 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07115696A (ja) * 1993-10-18 1995-05-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd スピーカ装置
KR20060132524A (ko) * 2006-11-23 2006-12-21 이상철 소음저감과 전력생산을 이용한 방음패널의 제조방법
KR20120066456A (ko) * 2010-12-14 2012-06-22 재단법인 포항산업과학연구원 하이브리드 진동발전장치
JP2014000313A (ja) * 2012-06-20 2014-01-09 Olympus Corp 湾曲センサ
KR101383781B1 (ko) * 2012-12-17 2014-04-10 서강대학교산학협력단 음파 집음기 및 이를 포함하는 음파 발전 장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108199559A (zh) * 2018-02-28 2018-06-22 成都斯铂润音响设备有限公司 声波能量吸收装置
KR20210113814A (ko) * 2020-03-09 2021-09-17 주식회사 티에스시 음향센서를 이용한 웨이퍼 탑재 상태 감지장치
KR102500389B1 (ko) * 2022-12-05 2023-02-16 나호영 탄소 중립을 위한 소리 진동 발전기

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