KR20200055423A - Friction charging generator using wind - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 마찰대전 발전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 실외에서 쉽게 접할 수 있는 자연환경 중 비 또는 모래바람과 같은 양전하를 띄는 소재와 마찰되어 전기를 발생시킬 수 있는 바람을 이용한 마찰대전 발전기에 관한 것이다.The present invention relates to a triboelectric generator, and more particularly, to a triboelectric generator using wind that can generate electricity by rubbing with a material having a positive charge such as rain or sand breeze in a natural environment that can be easily accessed outdoors. It is about.
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.After the availability of fossil energy such as coal and oil, the demand for energy has increased rapidly due to the development of technology, and there is increasing concern about the depletion of fossil energy. Moreover, countries with low energy independence depend on imports for most of their fossil energy, which is impeding the country's economic development.
따라서, 근래에는 태양광이나, 풍력, 수력 등을 이용한 친환경 에너지 분야가 크게 각광받고 있다.Therefore, in recent years, the field of eco-friendly energy using sunlight, wind power, or water power has been greatly spotlighted.
하지만, 사막과 같이 모래 먼지가 많은 환경에서는 태양광 발전은 모래 먼지로 인한 효율 저하, 고온으로 인한 재료적인 효율 감소로 사용에 제약이 많음. 또한 풍력 발전 또한 모래 먼지가 많은 환경에서는 구동부에 모래가 끼어 잦은 고장의 원인이 된다.However, in a sand-dusty environment such as a desert, solar power generation has many limitations due to reduced efficiency due to sand dust and reduced material efficiency due to high temperature. In addition, wind power generation also causes frequent failures due to sand getting stuck in the driving part in a sandy dusty environment.
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.Accordingly, research on energy harvesting technology has been actively conducted to harvest and use energy that is wasted in the surrounding environment, such as light, heat, and vibration, as electric energy. Energy harvesting technology is being studied by converting energy consumed in various forms such as temperature, light, electromagnetic field, and friction into electrical energy.
이 중, 기계적인 운동에서 버려지는 에너지를 마찰 대전 기반의 에너지 수확 원리를 이용하여 전기 에너지로 수확하는 기술 역시 연구가 활발하게 이루어지고 있다.Among these, research on the technique of harvesting energy wasted from mechanical motion as electrical energy using triboelectric energy-based energy harvesting principle has also been actively conducted.
마찰 대전 기술은 접촉에 의해 양전하 또는 음전하로 대전되는 물질들을 서로 마찰시킴으로써 변화되는 출력 값을 이용하여 전기 에너지를 생성하는 방식으로 연구되어 왔다.The triboelectric charging technique has been studied in such a way that electric materials are generated by changing output values by rubbing materials that are positively or negatively charged by contact with each other.
하지만, 이러한 마찰 대전 기술은 전기를 생성하기 위해 양전하 또는 음전하로 대전되는 물질을 제조하기 위한 복잡한 공정이 필요하였고 이에 따라 많은 시간 및 비용 등이 소모되는 문제가 발생되었다.However, this triboelectric charging technique requires a complicated process for producing a material that is positively or negatively charged in order to generate electricity, and accordingly, a lot of time and cost is consumed.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 야외의 바람에 포함되는 양전하를 띄는 양전하소재와 마찰대전 방식으로 접촉되어 전기를 발생시킬 수 있고, 양전하소재와 접촉되어 지속적으로 전기가 발생되도록 분리홈이 구비된 전극구조체를 가진 바람을 이용한 마찰대전 발전기를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to generate electricity by contact with a positively charged material that exhibits a positive charge included in outdoor wind in a frictional charging method, and an electrode provided with a separation groove to continuously generate electricity by contacting the positively charged material. It is to provide a triboelectric generator using wind with a structure.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs from the following description. There will be.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 바람을 이용한 마찰대전 발전기는 바람에 포함되는 양전하를 띄는 양전하소재와 마찰대전방식으로 접촉되어 전하의 이동을 발생시키도록 음전하를 띄는 도전성 소재로 구성되고, 판상 형상으로 형성된 재료막, 상기 재료막의 전면을 감싸도록 판상 형상으로 형성되고, 상기 재료막과 접촉되는 양전하소재의 이동에 따라 전하가 이동되어 전기가 발생되도록 금속 소재로 구성된 전극구조체 및 상기 전극구조체의 전면을 감싸도록 판상 형상으로 형성되고, 상기 재료막 및 상기 전극구조체가 판상형상을 유지하도록 최외각에 배치된 외곽 구조체를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the triboelectric generator using the wind according to the present invention is made of a conductive material that exhibits a negative charge so as to generate a movement of electric charges in contact with a triboelectric method in contact with a positively charged material having a positive charge included in the wind, , A material film formed in a plate-like shape, formed in a plate-like shape to surround the front surface of the material film, and an electrode structure and an electrode made of a metal material to generate electricity by moving charges according to movement of a positive charge material contacting the material film Provided is an outer structure formed in a plate shape to surround the entire surface of the structure, and disposed at the outermost side so that the material film and the electrode structure maintain a plate shape.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 전극구조체는 상기 양전하소재의 이동경로와 수직된 방향으로 분리홈이 구비되고, 상기 분리홈은 상기 전극구조체를 분리시켜 상기 양전하소재와 접촉되는 전극구조체의 일부에 전하가 이동되어 전기가 발생되도록 구비된 것도 가능하다.In an embodiment of the present invention, the electrode structure is provided with a separation groove in a direction perpendicular to the movement path of the positive charge material, the separation groove is separated from the electrode structure to a part of the electrode structure in contact with the positive charge material It is also possible that the electric charge is moved so that electricity is generated.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 전극구조체는 상기 양전하소재의 이동에 따라 접촉 및 분리가 반복되어 지속적으로 전기가 발생되도록 상기 전극구조체의 측면에 분리홈이 양전하소재의 이동경로와 수직한 방향으로 연속적으로 형성된 것도 가능하다.In an embodiment of the present invention, the electrode structure has a separation groove on the side of the electrode structure in a direction perpendicular to the movement path of the positively charged material so that electricity is continuously generated by repeated contact and separation according to the movement of the positively charged material. It is also possible to form continuously.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 재료막의 외면과 접하여 이동되는 양전하소재의 접촉 및 분리에 따라 지속적으로 전기가 생산되도록 상기 분리홈은 상기 전극구조체의 가로 방향으로 다수의 가로방향홈이 구비되고, 상기 가로방향홈의 각각이 연결되도록 수직으로 세로방향홈이 구비된 것도 가능하다.In an embodiment of the present invention, the separation groove is provided with a plurality of transverse grooves in the transverse direction of the electrode structure so that electricity is continuously produced according to contact and separation of the positive charge material moved in contact with the outer surface of the material film, It is also possible that the vertical grooves are provided vertically so that each of the horizontal grooves is connected.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 재료막의 외면과 접하여 이동되는 양전하소재의 접촉 및 분리에 따라 지속적으로 전기가 생산되도록 상기 가로방향홈 및 세로방향홈은 상기 전극구조체의 가로 방향 및 세로방향으로 일정한 간격을 두고 다수의 네모형상으로 이루어지고, 상기 네모형상의 일측 및 타측이 일부 개방되어 세로방향홈으로 다시 연결된 것도 가능하다.In an embodiment of the present invention, the transverse grooves and the longitudinal grooves are constant in the transverse and longitudinal directions of the electrode structure so that electricity is continuously produced according to the contact and separation of the positive charge material moved in contact with the outer surface of the material film. It is made of a plurality of square shapes at intervals, and it is also possible that one side and the other side of the square shape are partially opened and connected again to the longitudinal groove.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 재료막의 외면과 접하여 이동되는 양전하소재의 접촉 및 분리에 따라 지속적으로 전기가 생산되도록 상기 가로방향홈 및 세로방향홈은 상기 전극구조체의 가로 방향 및 세로방향으로 일정한 간격을 두고 다수의 네모형상으로 이루어지고, 상기 네모형상의 각각의 모서리는 상기 네모형상의 내측으로 굽어진 형상으로 가로방향홈 및 세로방향홈으로 연결되며, 상기 네모형상의 일측 및 타측이 일부 개방되어 세로방향홈으로 다시 연결된 것도 가능하다.In an embodiment of the present invention, the transverse grooves and the longitudinal grooves are constant in the transverse and longitudinal directions of the electrode structure so that electricity is continuously produced according to the contact and separation of the positive charge material moved in contact with the outer surface of the material film. It is made of a plurality of square shapes at intervals, and each corner of the square shape is connected to a transverse groove and a longitudinal groove in a shape bent inside the square shape, and one side and the other side of the square shape are partially opened. It is also possible to reconnect to the vertical groove.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 분리홈은 상기 전극구조체를 두개의 구조체로 분리하도록 홈이 연속적으로 연결된 것일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the separation groove may be one in which grooves are continuously connected to separate the electrode structure into two structures.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 양전하소재는 실리카, 모래, 유리, 석영, 운모, 물 중 적어도 하나를 포함하는 소재로 구성된 것일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the positive charge material may be composed of a material including at least one of silica, sand, glass, quartz, mica, and water.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 음전하를 띄는 도전성 소재는 테프론, 실리콘러버, 에코플렉스, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리에틸렌 테레프타레이트 중 적어도 어느 하나를 포함하는 소재로 구성된 것일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the conductive material having a negative charge may be composed of a material including at least one of Teflon, silicone rubber, ecoflex, polyurethane, polyester, and polyethylene terephthalate.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 전극구조체는 생산된 전기를 외부로 전달하도록 인출선이 연결된 것일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the electrode structure may be a lead wire connected to transmit the produced electricity to the outside.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 외곽 구조체의 하단에는 기둥형상의 지지부가 결합되고, 상기 지지부는 상기 외곽 구조체가 바닥으로부터 소정의 간격을 두고지지되도록 상기 외곽 구조체와 결합된 것일 수 있다.In an embodiment of the present invention, a columnar support portion is coupled to a lower end of the outer structure, and the support portion may be combined with the outer structure so that the outer structure is supported at a predetermined distance from the floor.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 외곽 구조체의 측면 끝단에는 기둥형상의 지지부가 결합되고, 상기 지지부는 상기 외곽 구조체가 바닥으로부터 소정의 간격을 두고 지지되도록 상기 외곽 구조체와 결합된 것일 수 있다.In an embodiment of the present invention, a columnar support portion is coupled to a side end of the outer structure, and the support portion may be combined with the outer structure so that the outer structure is supported at a predetermined distance from the floor.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 지지부가 상기 인출선을 가이드하는 역할을 수행하도록 상기 인출선은 상기 지지부의 내부에 배치되어 외부와 연결된 것일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the lead wire may be disposed inside the support portion and connected to the outside so that the support portion serves to guide the lead wire.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 바람을 이용한 마찰대전 발전기는 야외에 설치되어 양전하를 띄는 비나 모래바람과 접촉되어 발전되는 실외용 바람을 이용한 마찰대전 발전기일 수 있다.In an exemplary embodiment of the present invention, the triboelectric generator using the wind may be a triboelectric generator using outdoor wind generated in contact with rain or sand breeze installed in the outdoors and having positive charge.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 바람을 이용한 마찰대전 발전기는 휴대용으로 사용되어 필요시 전기를 발생시키도록 구비된 휴대용 바람을 이용한 마찰대전 발전기일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the triboelectric generator using the wind may be a triboelectric generator using a portable wind provided to generate electricity when necessary.
본 발명의 실시예에 따르면, 바람을 이용한 마찰대전 발전기는 야외의 바람에 포함되는 양전하를 띄는 양전하소재와 마찰대전 방식으로 접촉되어 전기를 발생시킬 수 있고, 전극구조체에 분리홈이 구비되어 양전하소재와 접촉됨으로써, 지속적으로 전기가 발생되는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, the triboelectric generator using wind can generate electricity by being contacted in a triboelectric manner with a positively charged material having positive charge included in outdoor wind, and a separate groove is provided in the electrode structure to provide positive charge material. By contacting, there is an effect that electricity is continuously generated.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and include all effects that can be deduced from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 바람을 이용한 마찰대전 발전기의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 바람을 이용한 마찰대전 발전기의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 바람을 이용한 마찰대전 발전기의 양전하물질에 의해 대전되는 동작구조를 도시한 그림이다.
도 4는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 지지부가 적용된 바람을 이용한 마찰대전 발전기의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 지지부가 적용된 바람을 이용한 마찰대전 발전기의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 바람을 이용한 마찰대전 발전기의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 바람을 이용한 마찰대전 발전기의 분해사시도이다.
도 8은 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 바람을 이용한 마찰대전 발전기의 동작구조를 도시한 그림이다.
도 9는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 바람을 이용한 마찰대전 발전기의 사시도이다.
도 10 은 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 바람을 이용한 마찰대전 발전기의 분해사시도이다.
도 11은 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 바람을 이용한 마찰대전 발전기의 동작구조를 도시한 그림이다.1 is a perspective view of a triboelectric generator using wind according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view of a triboelectric generator using wind according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a view showing the operation structure charged by the positive charge material of the triboelectric generator using the wind according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view of a triboelectric generator using a wind applied with a support according to another embodiment of the present invention.
5 is a perspective view of a triboelectric generator using a wind applied with a support according to another embodiment of the present invention.
6 is a perspective view of a triboelectric generator using wind according to another embodiment of the present invention.
7 is an exploded perspective view of a triboelectric generator using wind according to another embodiment of the present invention.
8 is a view showing an operation structure of a triboelectric generator using wind according to another embodiment of the present invention.
9 is a perspective view of a triboelectric generator using wind according to another embodiment of the present invention.
10 is an exploded perspective view of a triboelectric generator using wind according to another embodiment of the present invention.
11 is a view showing an operation structure of a triboelectric generator using wind according to another embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be implemented in various different forms, and thus is not limited to the embodiments described herein. In addition, in order to clearly describe the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and like reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is "connected (connected, contacted, coupled)" with another part, it is not only "directly connected" but also "indirectly connected" with another member in between. "It also includes the case where it is. Also, when a part “includes” a certain component, this means that other components may be further provided instead of excluding other components, unless otherwise stated.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used herein are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, terms such as “include” or “have” are intended to indicate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, and that one or more other features are present. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 바람을 이용한 마찰대전 발전기의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 바람을 이용한 마찰대전 발전기의 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 바람을 이용한 마찰대전 발전기의 양전하물질에 의해 대전되는 동작구조를 도시한 그림이다.1 is a perspective view of a triboelectric generator using a wind according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of a triboelectric generator using a wind according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention It is an illustration showing the operation structure that is charged by the positive charge material of the triboelectric generator using wind according to the embodiment.
도 1내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 바람을 이용한 마찰대전 발전기(100)는 양전하를 띄는 양전하소재(P)와 마찰대전방식으로 접촉되어 전하의 이동을 발생시키도록 음전하를 띄는 도전성 소재로 구성되고, 판상형상으로 형성된 재료막(110), 상기 재료막(110)의 전면을 감싸도록 판상 형상으로 형성되고, 상기 재료막(110)과 접촉되는 양전하소재의 이동에 따라 전하가 이동되어 전기가 발생되도록 금속 소재로 구성된 전극구조체(120) 및 상기 전극구조체(120)의 전면을 감싸도록 평판 형상으로 형성되고, 상기 재료막(110) 및 상기 전극구조체(120)가 평판형상을 유지하도록 최외각에 배치된 외곽구조체(130)를 제공한다.1 to 3, the
본 발명의 실시예에 있어서, 바람을 이용한 마찰대전 발전기(100)는 양전하를 띄는 양전하소재와 마찰대전방식으로 접촉되어 전하의 이동을 발생시키도록 음전하를 띄는 도전성 소재로 구성되고, 사각의 판상 형상으로 형성된 재료막(110)을 포함한다.In an embodiment of the present invention, the
보다 상세하게는, 상기 재료막(110)은 사각의 판상형상으로 형성되고, 양전하를 띄는 양전하소재와 마찰대전방식으로 접촉되어 전하의 이동을 발생시키도록 음전하를 띄는 도전성 소재로 구성된다.More specifically, the
또한, 상기 재료막(110)의 외면을 감싸도록 판상 형상으로 형성되고, 상기 재료막(110)과 접촉되는 양전하소재의 이동(위치A에서 위치B로 이동)에 따라 전하가 이동되어 전기가 발생되도록 금속 소재로 구성된 전극구조체(120)가 구비된다.In addition, it is formed in a plate shape so as to surround the outer surface of the
보다 상세하게는, 상기 전극구조체(120)는 사각의 판상형상으로 형성되어 상기 재료막(110)의 전면을 감싸도록 구비되고, 금속 소재로 구성되어 상기 재료막(110)과 접촉되는 양전하소재의 이동에 따라 전하가 이동되어 전기가 발생되도록 구비된다.In more detail, the
따라서, 상기 전극구조체(120)는 음전하를 띄는 상기 재료막(110)과 이와 다른 극성을 나타내는 양전하소재가 마찰대전방식으로 접촉되어 정전기 유도현상을 통해 발생되는 전위차로부터 전기를 발생시킨다.Accordingly, the
또한, 상기 전극구조체(120)의 전면을 감싸도록 판상 형상으로 형성되고, 상기 재료막(110) 및 상기 전극구조체(120)가 판상형상을 유지하도록 최외각에 배치된 외곽구조체(130)가 구비된다.In addition, it is formed in a plate shape to surround the front surface of the
보다 상세하게는, 상기 외곽구조체(130)는 사각의 판상형상으로 형성되어 상기 전극구조체(120)의 외면을 감싸도록 구비되고, 상기 재료막(110) 및 상기 전극구조체(120)의 형상을 유지시키도록 최외각에 배치된다.In more detail, the
즉, 상기 재료막(110) 및 상기 전극구조체(120)는 사각의 판상형상으로 형성되어 양전하를 띄는 양전하소재가 접하여 이동되고, 상기 외곽구조체(130)는 상기 전극구조체(120)의 외측면을 감싸도록 구비되어 상기 재료막(110) 및 상기 전극구조체(120)가 사각의 판상형상을 유지하는 지지대역할을 수행한다.That is, the
또한, 상기 전극구조체(120)는 상기 양전하소재의 이동경로와 수직된 방향으로 분리홈(121)이 구비되고, 상기 분리홈(121)은 상기 전극구조체(120)를 분리시켜 상기 양전하소재와 접촉되는 전극구조체(120)의 일부에 전하가 이동되어 전기가 발생되도록 구비될 수 있다.In addition, the
보다 상세하게는, 상기 전극구조체(120)는 양전하소재의 이동에 따라 전하가 이동되어 전기가 발생되도록 상기 양전하소재의 이동경로와 수직된 방향으로 분리홈(121)이 구비되고, 상기 분리홈(121)을 통해 분리된 상기 전극구조체(120)는 상기 양전하소재의 이동에 따라 양전하 또는 음전하를 가질 수 있다.In more detail, the
또한, 상기 전극구조체(120)는 상기 양전하소재의 이동에 따라 접촉 및 분리가 반복되어 지속적으로 전기가 발생되도록 상기 전극구조체(120)의 측면에 분리홈(121)이 양전하소재의 이동경로와 수직한 방향으로 연속적으로 형성될 수 있다.In addition, the
보다 상세하게는, 상기 전극구조체(120)에서 지속적으로 전기가 발생되도록 상기 전극구조체(120)는 상기 분리홈(121)으로 인해 상기 양전하소재의 이동경로와 수직된 방향으로 다수가 분리되어 있고, 상기 분리된 전극구조체(120)는 상기 양전하소재의 이동에 따라 양전하 또는 음전하를 갖고 정전기 유도현상을 통해 발생되는 전위차로부터 지속적으로 전기를 발생시킬 수 있다.More specifically, the
즉, 전극구조체(120)는 상기 양전하소재의 이동경로와 수직된 방향으로 다수의 분리홈(121)이 구비되고, 상기 다수의 분리홈(121)을 통해 상기 전극구조체(120)는 상기 양전하소재의 이동경로와 수직된 방향으로 분리되어 있으므로, 상기 재료막(110)과 접하는 전극구조체(120)는 양전하를 띄고 있으나, 상기 양전하소재와 접촉되는 재료막(110)의 하단에 배치된 상기 전극구조체(120)는 정전기유도방식에 의해 음전하를 갖게 되고, 상기 양전하소재의 이동경로에 따라 양전하를 띄는 상기 전극구조체(120)는 음전하로 변화되고, 양전하소재가 이동되어 멀어지면 다시 양전하를 갖게 된다.That is, the
결론적으로, 음전하를 띄는 상기 재료막(110)에 양전하를 띄는 양전하소재가 마찰대전방식으로 접촉되면, 상기 재료막(110)과 전극구조체(120) 간에 이루고 있는 전기적 평형이 깨지게 되고, 상기 전극구조체(120)와 외부를 연결시키는 인출선(140)을 통해 상기 전극구조체(120)로 전자가 흐르며 평형상태를 유지하게 되고, 상기 양전하소재가 상기 재료막(110)과 접촉해제되면 다시 상기 재료막(110)과 전극구조체(120) 간에 이루고 있는 전기적 평형이 깨지게 되어 전자가 인출선(140)을 통해 외부로 흐르게 되며 이러한 과정을 통해 바람을 이용한 마찰대전 발전기(100)에서 교류형태의 전류가 발생하게 된다.In conclusion, when the positively charged material having a positive charge in contact with the
또한, 상기 재료막(110)의 외면과 접하여 이동되는 이동되는 양전하소재의 접촉 및 분리에 따라 지속적으로 전기가 생산되도록 상기 분리홈(121)은 상기 전극구조체(120)의 가로 방향으로 다수의 가로방향홈(122)이 구비되고, 상기 가로방향홈(122)의 각각이 세로방향으로 연결되도록 세로방향홈(123)이 구비될 수 있다.In addition, the
보다 상세하게는, 상기 분리홈(121)은 상기 전극구조체(120)의 가로방향으로 가로방향홈(122)이 형성되고, 상기 재료막(110)의 세로방향으로 상기 가로방향홈(122)이 각각 연결되도록 세로방향홈(123)이 구비되어 상기 양전하소재의 접촉 및 분리에 따라 지속적으로 전기를 생산할 수 있다.In more detail, the
즉, 상기 양전하소재는 판상형상으로 형성된 바람을 이용한 마찰대전 발전기(100)의 세로방향으로 상기 재료막(110)과 마찰대전방식으로 접촉되어 지속적인 전기가 생산되도록 상기 전극구조체(120)는 상기 양전하소재의 이동경로(위치A에서 위치B로 이동)와 수직하여 상기 전극구조체(120)의 가로방향으로 상기 전극구조체(120)의 외측면에 가로방향홈(122)이 형성되고, 상기 가로방향홈(122)과 수직하게 형성되어 상기 가로방향홈(122)의 끝단을 연결하도록 세로방향홈(123)이 상기 전극구조체(120)의 전면에 형성될 수 있다.That is, the
따라서, 상기 전극구조체(120)는 상기 가로방향홈(122) 및 상기 세로방향홈(123)으로 분리되어 있으므로, 상기 양전하소재의 이동경로를 따라 전하가 이동되므로 분리된 전극구조체(120)를 통해 지속적으로 전기가 생산될 수 있다.Therefore, since the
또한, 상기 분리홈(121)은 상기 전극구조체(120)를 두개의 구조체로 분리하도록 홈이 연속적으로 연결될 수 있다.In addition, the
보다 상세하게는, 상기 분리홈(121)은 다수의 가로방향홈(122) 및 다수의 세로방향홈(123)으로 구성되고, 상기 가로방향홈(122) 및 상기 세로방향홈(123)이 연속적으로 연결되어 상기 전극구조체(120)를 두개의 구조체로 분리시킬 수 있다.More specifically, the
따라서, 일측의 전극구조체(120)가 상기 양전하소재에 의해 음전하로 변화되면 타측의 전극구조체(120)는 양전하를 유지하여 전기를 생산할 수 있다.Therefore, when the
또한, 상기 양전하소재는 실리카, 모래, 유리, 석영, 운모, 물 중 적어도 하나를 포함하는 소재로 구성될 수 있다.In addition, the positive charge material may be composed of a material containing at least one of silica, sand, glass, quartz, mica, and water.
보다 상세하게는, 상기 양전하소재는 양전하를 띄는 실외의 바람에 포함되는 실리카, 모래, 유리, 석영, 운모, 물 중 적어도 하나를 포함하는 소재로 구성될 수 있고, 상기 바람을 이용한 마찰대전 발전기(100)의 외면과 마찰대전방식으로 접촉되어 전기가 발생될 수 있다.More specifically, the positive charge material may be composed of a material including at least one of silica, sand, glass, quartz, mica, and water included in the outdoor wind having a positive charge, and the triboelectric generator using the wind ( Electricity may be generated by contacting the external surface of 100) by a friction charging method.
이때, 양전하소재는 실외의 바람에 포함되는 실리카, 모래, 유리, 석영, 운모, 물로 구성되므로, 모래바람이나 비와 같이 자연환경 노출시킴으로써, 자연스럽게 전기를 생산할 수 있다.At this time, since the positively charged material is composed of silica, sand, glass, quartz, mica, and water included in the outdoor wind, electricity can be naturally produced by exposing the natural environment such as sand breeze or rain.
즉, 본 발명에 따른 바람을 이용한 마찰대전 발전기(100)는 평판형상으로 형성되어 실외에 설치될 수 있고, 이에 따라 비나 바람이 바람을 이용한 마찰대전 발전기(100)와 접촉되어 전기가 발생될 수 있다.That is, the
또한, 상기 음전하를 띄는 도전성 소재는 테프론, 실리콘러버, 에코플렉스, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리에틸렌 테레프타레이트 중 적어도 어느 하나를 포함하는 소재로 구성될 수 있다.Further, the negatively charged conductive material may be made of a material including at least one of Teflon, silicone rubber, ecoflex, polyurethane, polyester, and polyethylene terephthalate.
보다 상세하게는, 상기 재료막(110)은 음전하를 띄는 소재로써, 테프론, 실리콘러버, 에코플렉스, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리에틸렌 테레프타레이트 중 적어도 어느 하나를 포함하는 소재로 구성되고, 상기 양전하소재와 마찰대전방식으로 접촉되어 전하의 이동을 발생시킨다.In more detail, the
또한, 상기 전극구조체(120)는 생산된 전기를 외부로 전달하도록 인출선(140)이 연결될 수 있다.In addition, the
보다 상세하게는, 상기 전극구조체(120)는 바람을 이용한 마찰대전 발전기(100)와 상기 양전하소재가 마찰대전방식으로 접촉되어 생산된 전기를 외부로 전달하거나 저장하도록 외부와 연결된 인출선(140)이 구비된다.More specifically, the
또한, 상기 분리홈(121)으로 분리된 전극구조체(120)들의 각각은 인출선(140)으로 개별적으로 연결된다. 따라서, 전하의 이동에 따라 발생되는 전기가 인출선(140)을 따라 순차적으로 외부로 전달될 수 있다.In addition, each of the
따라서, 상기 바람을 이용한 마찰대전 발전기(100)는 상기 인출선(140)을 통해 생산된 전기를 전달하거나 저장할 수 있다.Accordingly, the
또한, 외곽 구조체(130)의 하단에는 기둥형상의 지지부(150)가 결합되고, 상기 지지부(150)는 상기 외곽 구조체(130)가 바닥으로부터 소정의 간격을 두고 지지되도록 상기 외곽 구조체(130)와 결합될 수 있다.In addition, a pillar-shaped
보다 상세하게는, 상기 평판형상의 외곽 구조체(130)는 하단에 상기 외곽 구조체(130)를 지지하도록 기둥형상의 지지부(150)가 결합되고, 상기 외곽 구조체(130)는 상기 지지부(150)를 통해 바닥으로부터 소정의 간격을 두고 지지되므로, 바람을 통해 양전자소재와의 접촉확률이 향상되어 전기의 생산성을 높일 수 있다.In more detail, the flat-shaped
또한, 지지부(150)가 상기 인출선(140)을 가이드하는 역할을 수행하도록 상기 인출선(140)은 상기 지지부(150)의 내부에 배치되어 외부와 연결될 수 있다.In addition, the
보다 상세하게는, 상기 인출선(140)은 기둥형상으로 형성된 지지부(150)의 내부에 배치되어 외부와 연결되고, 상기 지지부(150)의 내부에 배치되므로 외부로부터의 충격으로부터 상기 인출선(140)을 보호할 수 있고, 또한, 외부로 연결되는 가이드 역할을 수행할 수 있다.In more detail, the
도 4는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 지지부가 적용된 바람을 이용한 마찰대전 발전기의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 지지부가 적용된 바람을 이용한 마찰대전 발전기의 사시도이다.Figure 4 is a perspective view of a triboelectric generator using a wind applied with a support according to another embodiment of the present invention, Figure 5 is a perspective view of a triboelectric generator using a wind applied with a support according to another embodiment of the present invention to be.
도 1 및 도 4 내지 도 5를 참조하면, 외곽 구조체(130)의 측면 끝단에는 기둥형상의 지지부(160, 170)가 결합되고, 상기 지지부(160, 170)는 상기 외곽 구조체(130)가 바닥으로부터 소정의 간격을 두고 지지되도록 상기 외곽 구조체(130)와 결합될 수 있다.1 and 4 to 5, a pillar-shaped
보다 상세하게는, 상기 지지부(160, 170)는 상기 외곽 구조체(130)의 측면 끝단의 일측 또는 양측에 결합되어 상기 외곽 구조체(130)를 지지함으로써, 바람을 이용한 마찰대전 발전기를 지지할 수 있다.In more detail, the
즉, 상기 지지부(160, 170)는 상기 외곽 구조체(130)의 측면 끝단에 깃발의 기둥형상과 같이 결합되어 지지함으로써 상기 외곽 구조체(130)를 지지할 수 있다.That is, the
또한, 지지부(160, 170)가 상기 인출선(140)을 가이드하는 역할을 수행하도록 상기 인출선(140)은 상기 지지부(160, 170)의 내부에 배치되어 외부와 연결될 수 있다.Further, the
보다 상세하게는, 상기 인출선(140)은 기둥형상으로 형성된 지지부(160, 170)의 내부에 배치되어 외부와 연결되고, 상기 지지부(160, 170)의 내부에 배치되므로 외부로부터의 충격으로부터 상기 인출선(140)을 보호할 수 있고, 또한, 외부로 연결되는 가이드 역할을 수행할 수 있다.More specifically, the
또한, 상기 바람을 이용한 마찰대전 발전기(100)는 야외에 설치되어 양전하를 띄는 비나 모래바람과 접촉되어 발전되는 실외용 바람을 이용한 마찰대전 발전기일 수 있다.In addition, the
따라서, 상기 실외용 바람을 이용한 마찰대전 발전기(100)는 실외에 설치되어 양전하를 띄는 비나 모래바람과 마찰대전방식으로 접촉되어 전기가 발생될 수 있고, 이를 통해 손쉽게 전기를 생산할 수 있다.Accordingly, the
또한, 상기 바람을 이용한 마찰대전 발전기(100)는 휴대용으로 사용되어 필요시 전기를 발생시키도록 구비된 휴대용 바람을 이용한 마찰대전 발전기일 수 있다.Further, the
따라서, 상기 휴대용 바람을 이용한 마찰대전 발전기 휴대용으로 간편하게 소지하다가 필요시 양전하소재를 외면과 마찰대전방식으로 접촉시켜 전기를 발생시킬 수 있고, 실외에 노출시켜 비나 모래바람을 통해 전기를 생산할 수 있다.Therefore, the frictional charge generator using the portable wind can be easily carried by hand, and if necessary, the positively charged material can be brought into contact with the outer surface in a frictional charge method to generate electricity, and exposed to the outdoors to produce electricity through rain or sand breeze.
도 6은 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 바람을 이용한 마찰대전 발전기의 사시도이고, 도 7은 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 바람을 이용한 마찰대전 발전기의 분해사시도이며, 도 8은 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 바람을 이용한 마찰대전 발전기의 동작구조를 도시한 그림이다.Figure 6 is a perspective view of a triboelectric generator using a wind according to another embodiment of the present invention, Figure 7 is an exploded perspective view of a triboelectric generator using a wind according to another embodiment of the present invention, Figure 8 This is a diagram showing the operation structure of a triboelectric generator using wind according to another embodiment of the present invention.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 재료막(210)의 외면과 접하여 이동되는 양전하소재(P)의 접촉 및 분리에 따라 지속적으로 전기가 생산되도록 상기 가로방향홈(222) 및 세로방향홈(223)은 상기 전극구조체(220)의 가로 방향 및 세로방향으로 일정한 간격을 두고 다수의 네모형상으로 이루어지고, 상기 네모형상의 일측 및 타측이 일부 개방되어 세로방향홈(223)으로 다시 연결될 수 있다.6 to 8, the
보다 상세하게는, 상기 분리홈(221)은 상기 분리홈(221)은 상기 전극구조체(220)의 가로 방향으로 가로방향홈(222)이 구비되고, 상기 가로방향홈과 수직하게 연결되도록 세로방향홈(223)이 상기 전극구조체(220)의 전면에 구비되어 상기 재료막(210)의 외면과 접하여 이동되는 양전하소재와 접촉 및 분리를 반복함으로써, 상기 가로방향홈(222) 및 세로방향홈(223)으로 분리된 상기 전극구조체(220)를 통해 지속적으로 전기가 생산될 수 있다.More specifically, the
즉, 상기 전극구조체(220)의 외측면에는 가로방향으로 가로방향홈(222)이 구비되고, 상기 가로방향홈(222)과 수직되도록 상기 가로방향홈(222)의 끝단에는 세로방향홈(223)이 구비되며, 상기 세로방향홈(223)과 수직되도록 상기 세로방향홈(223)의 끝단에는 또 다른 가로방향홈(222)이 구비되고, 상기 또 다른 가로방향홈(222)의 끝단에는 또 다른 세로방향홈(223)이 구비된다.That is, the outer surface of the
다시말하면, 상기 분리홈(221)은 상기 전극구조체(220)의 외측면에 가로방향홈(222) 및 세로방향홈(223)으로 가로방향 및 세로방향으로 일정한 간격을 갖는 다수의 네모형상이 이루어지고, 상기 네모형상은 다시 세로방향홈(223)으로 각각이 연결되는 구조로 형성된다.In other words, the
따라서, 상기 가로방향홈(222) 및 상기 세로방향홈(223)은 일측 및 타측이 일부 개방되어 세로방향홈(223)으로 다시 연결된 네모형상으로 연결되어 상기 전극구조체(220)의 전면에 형성되고, 상기 재료막(210)의 가로방향으로 이동되는 양전하소재(P)와의 접촉빈도를 향상시켜 전기의 생산량을 향상시킬 수 있다.Therefore, the
즉, 상기 가로방향홈(222) 및 상기 세로방향홈(223)이 다수 형성되어있으므로, 상기 전극구조체(220)는 상기 양전하소재의 이동경로(위치A에서 위치B로 이동)와 수직되는 방향으로 상기 가로방향홈(222) 및 상기 세로방향홈(223)으로 인해 다수 분리되고, 상기 양전하소재의 이동에 따라 분리된 홈을 경계로 양전하 및 음전하로 변화되므로, 전기의 생산량이 증가될 수 있다.That is, since the plurality of
도 9는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 바람을 이용한 마찰대전 발전기의 사시도이고, 도 10 은 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 바람을 이용한 마찰대전 발전기의 분해사시도이며, 도 11은 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 바람을 이용한 마찰대전 발전기의 동작구조를 도시한 그림이다.9 is a perspective view of a triboelectric generator using a wind according to another embodiment of the present invention, and FIG. 10 is an exploded perspective view of a triboelectric generator using a wind according to another embodiment of the present invention, and FIG. This is a diagram showing the operation structure of a triboelectric generator using wind according to another embodiment of the present invention.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 재료막(310)의 외면과 접하여 이동되는 양전하소재(P)의 접촉 및 분리에 따라 지속적으로 전기가 생산되도록 상기 가로방향홈(322) 및 세로방향홈(323)은 상기 전극구조체(320)의 가로 방향 및 세로방향으로 일정한 간격을 두고 다수의 네모형상으로 이루어지고, 상기 네모형상의 각각의 모서리는 상기 네모형상의 내측으로 굽어진 형상으로 가로방향홈(322) 및 세로방향홈(323)으로 연결되며, 상기 네모형상의 일측 및 타측이 일부 개방되어 세로방향홈(323)으로 다시 연결될 수 있다.9 to 11, the
즉, 상기 전극구조체(320)의 외측면에는 다수의 가로방향홈(322) 및 세로방향홈(323)으로 네모형상의 분리홈(321)이 구비되고, 상기 네모형상은 각 모서리는 상시 네모형상의 내측을 향해 직각으로 굽어진 가로방향홈(322) 및 세로방향홈(323)이 형성되며, 상기 네모형상의 일측 및 타측은 세로방향홈(323)으로 각각 연결되는 구조로 형성되어 상기 분리홈(321)은 끊김없이 하나의 홈으로 연결되어 상기 전극구조체(320)의 외측면 전체에 걸쳐 형성된다.That is, on the outer surface of the
따라서, 상기 가로방향홈(322) 및 세로방향홈(323)이 다양한 형상으로 형성되어 상기 양전하소재가 상기 바람을 이용한 마찰대전 발전기(300)의 외면과 접하여 가로방향 또는 세로방향으로 이동될 때, 상기 양전하소재의 이동경로(위치A에서 위치B로 이동)와 수직인 방향으로 위치되는 분리홈(321)이 증가되어 전하의 이동의 반복 또한 증가되므로, 전기의 생산성을 향상시킬 수 있다.Therefore, when the
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustration only, and those skilled in the art to which the present invention pertains can understand that the present invention can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted to be included in the scope of the present invention.
100, 200, 300: 바람을 이용한 마찰대전 발전기
110, 210, 310: 재료막
120, 220, 320: 전극구조체
121, 221, 321: 분리홈
122, 222, 322: 가로방향홈
123, 223, 323: 세로방향홈
130, 230, 330: 외곽구조체
140, 240, 340: 인출선
150, 160, 170, 250, 350: 지지부100, 200, 300: triboelectric generator using wind
110, 210, 310: material film
120, 220, 320: electrode structure
121, 221, 321: separation groove
122, 222, 322: transverse groove
123, 223, 323: longitudinal groove
130, 230, 330: outer structure
140, 240, 340: leader
150, 160, 170, 250, 350: support
Claims (15)
상기 재료막의 전면을 감싸도록 판상 형상으로 형성되고, 상기 재료막과 접촉되는 양전하소재의 이동에 따라 전하가 이동되어 전기가 발생되도록 금속 소재로 구성된 전극구조체; 및
상기 전극구조체의 전면을 감싸도록 판상 형상으로 형성되고, 상기 재료막 및 상기 전극구조체가 판상형상을 유지하도록 최외각에 배치된 외곽 구조체;
를 포함하는 바람을 이용한 마찰대전 발전기.A material film formed of a plate material having a negatively charged conductive material that is brought into contact with the positively charged material that exhibits a positive charge in a triboelectric manner to generate a movement of charges;
An electrode structure formed in a plate shape so as to surround the entire surface of the material film, and made of a metal material to generate electricity by moving charges according to the movement of the positive charge material contacting the material film; And
An outer structure formed in a plate shape to surround the entire surface of the electrode structure, and disposed at the outermost side so that the material film and the electrode structure maintain a plate shape;
Triboelectric generator using wind, including.
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KR102653296B1 (en) | 2022-12-29 | 2024-03-29 | 인천대학교 산학협력단 | Water tank of tributing reservoir triboelectric generatable |
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- 2018-11-13 KR KR1020180139056A patent/KR20200055423A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
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---|---|---|---|
E601 | Decision to refuse application |