KR20200022637A - 열전소자를 이용한 장난감 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열전소자에 의하여 생산되는 전력을 이용하여 별도의 전원공급장치가 없이 지속적으로 물에서 움직일 수 있는 장난감에 대한 것으로서, 기존 움직이는 장난감은 모두 전원공급장치(배터리 등)을 사용하여야만 구동되는 방식이었으나, 본 발명은 온도차가 있으면 전력이 생산되는 열전소자를 이용하여 지속적으로 전력 생산이 가능하며, 따라서 배터리 등과 같은 전원공급장치를 필요로 하지 않는 장난감에 관한 방법이다. 본 발명에 따른 움직이는 장난감은 실제 구현하는데 어려움이 없고, 배터리 사용으로 인한 자원 낭비를 줄일 수 있으며, 특히 수상에서 작동하는 장난감 보트, 물고기 등에 적용할 경우 장난감이 접하는 물과 공기의 온도차로 인하여 열전소자에서 생산되는 전력이 충분하여, 어린이들이 배터리 방전과 같은 문제가 없이 지속적으로 장난감을 가지고 놀 수 있을 것으로 기대된다.

Description

열전소자를 이용한 장난감 {A toy with a thermo-electric generator}

본 발명은 온도차 발전이 가능한 기기인 열전소자를 이용하여, 인위적 또는 자연적으로 온도차가 발생할 수 있는 조건이 만들어질 수 있는 환경에서, 기존 움직이는 장난감에서 수시로 배터리를 충전하거나 교체해줘야 하는 불편함 및 경제적 부담을 없애고, 장난감을 충분히 가지고 놀 수 있도록 하기 위한 열전소자를 이용한 움직이는 장난감에 관한 것이다.

열전소자는 소자 양단에 온도차가 있을 경우, 전력이 발생하는 소자이다. 열전소자는 발명된 지 상당한 시일이 흘렀음에도, 이것을 이용한 다양한 제품을 출시하는 데에는 한계가 있는 것이 사실이다. 그 이유는 열전소자가 기본적으로 반도체 소자이며, 제조 공정상 가격이 상대적으로 고가일 수밖에 없었으며, 고가임에도 불구하고, 전력생산 효율이 좋지 않아서 특수 목적에 한정하여 사용되어 왔다. 근래에는 이와같은 한계를 극복할 수 있는 다양한 기술이 출현하여 열전소자의 성능 및 가격이 장난감에 적용할 수 있을 정도로 하락하였으며, 앞으로도 더욱 성능향상 및 가격하락이 예상된다.

과거에는 움직이지 않는 정적인 장난감이 주를 이루었으나, 근래에는 배터리를 적용한 다양한 형태로 움직이거나, 빛을 발하는 동적인 장난감이 주를 이루고 있다. 동적인 장난감에는 필연적으로 배터리와 같은 한정된 전력공급장치가 설치되어 있어서, 일정시간 사용 시 배터리를 교환하거나, 충전하여야 하는 불편함이 있었다. 또한 이들 배터리를 유지하기 위한 경제적인 부담이 있는 것 또한 사실이다. 이러한 관계로 장난감에 새로운 방식의 전력공급장치가 필요한 실정이며, 특히 배터리를 구매하기 위한 경제적 부담을 경감시키거나, 배터리를 충전해야하는 불편함을 해결할 수 있는 새로운 개념을 적용한 장난감이 필요하다.

본 발명은 배터리를 사용하는 장난감에서 배터리를 사용할 때 문제가 되는 새로운 배터리 구매에 따른 경제적 부담 및 충전을 해야되는 불편함을 해결할 수 있는 새로운 방식의 전력공급장치를 적용한 장난감에 관한 것이다.

본 발명은 장난감에 배터리를 사용할 경우 발생하는 경제적인 부담을 경감시키고, 수시로 충전해야 하는 불편함을 없앨 수 있도록 전력공급장치에 열전소자를 적용하는 것이다.

청구항 1에 의하면 배터리에서 공급하는 전력을 장난감에 설치된 열전소자로부터 생산되는 전력으로 대체하는 것이다. 이때 급속한 전력 생산 열전소자를 이용하여 전력을 생산하고, 이와같이 생산된 전기를 이용하는 장난감.

청구항 2

제1항에 있어서,

필요시 배터리를 병용하여 사용할 수도 있는 장난감.

청구항 3

제2항에 있어서,

움직이거나, LED와 같은 빛을 이용하는 장난감을 포함한다.

청구항 4

제2항에 있어서,

장난감에는 열전소자를 이용한 무선제어장치도 포함한다.

이상 상술한 바와 같이 열전소자를 이용한 장난감을 이용할 경우 주기적으로 배터리를 교환하거나 충전해야 하는 경제적 부담 및 불편함을 없앨 수 있다. 특히 야외에서 장시간 장난감을 가지고 놀 경우 본 발명인 열전소자를 이용한 장난감이 더욱 효과적임을 알 수 있다. 더욱이 폐건전지를 처분해야 하는 환경적 부담도 없다.

본 발명에 따른 열전소자를 이용한 장난감의 제조 방법은 다음과 같다.

열전소자는 그 특성이 소자의 양단에 온도차가 있을 경우 전력이 생산되므로 장난감 외부로부터 물과 같은 액체의 혼입을 막을 수 있도록 장난감 내부에 열전소자를 밀폐시킨다. 이때 열전소자는 장난감외부에 온도차가 발생할 수 있는 방향으로 설치하여야 지속적으로 온도차에 의한 전력생산이 가능하다. 예를 들면 장난감 물고기의 경우 열전소자를 한쪽 면은 물에 잠기는 쪽에 위치하도록 하고, 다른 면은 공기 중에 노출되는 방향으로 위치하도록 설치하여야 온도차에 의한 전력 생산이 가능하다.

이하 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명하며, 이는 본 발명을 좀 더 이해를 돕기 위한 제시일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

장난감의 내부에 열전소자를 설치할 수 있는 공간을 마련하고, 열전소자 설치 위치는 장난감의 외부에 온도차가 발생할 수 있는 방향을 확인하여 설치한다. 예를 들면 물고기의 경우 물고기는 상부는 공기에 노출되며, 하부는 물속에 잠기게 되므로 상부의 공기와 하부의 물은 서로 온도가 다르게 되므로 열전소자는 물고기 등쪽과 배쪽 방향으로 설치하여 등쪽이 공기와 접할 수 있도록 하고, 배쪽이 물과 접하도록 하여, 자연스럽게 열전소자 양면에 온도차가 발생하도록 하여 전력이 생성될 수 있도록 한다.

실시예 2

무선 조정기의 경우 조정하는 사람의 체온을 이용할 수 있도록 사람의 신체에 접하는 부분에 열전소자의 한 방향이 되고, 다른 방향은 공기에 노출될 수 있도록 하여, 사람의 체온과 공기와의 온도차에 의한 전력 생산이 될 수 있도록 하여, 자연스럽게 열전소자 양면에 온도차가 발생하도록 하여 전력이 생선될 수 있도록 한다.

실시예 3

실시예 1과 같이 설치하는 경우 물고기는 물에서 움직이게 되므로 열전소자에 물이 침범하지 못하도록 방수 처리를 하여야 하며, 필요시 소용량의 이차전지를 설치하여 열전소자로부터 생성되는 여분의 전력을 이차전지에 충전할 수 있도록 할 수 있다.

실시예 4

실시예 2와 같이 설치하는 경우, 필요시 소용량의 이차전지를 설치하여 열전소자로부터 생성되는 여분의 전력을 이차전지에 충전할 수 있도록 할 수 있으며, 열전소자에서 생성되는 전력 이상으로 전력 소모가 있을 경우 이차전지로부터 추가적인 전력을 공급할 수 있도록 한다.

Claims (1)

1. 열전소자를 이용하여 전력을 생산하며, 전력 사용을 필요로 하는 움직이거나, LED와 같은 빛을 이용하는 장난감을 포함한다.필요시 배터리를 병용하여 사용할 수도 있는 장난감 이와같이 생산된 전기를 이용하는 장난감.