WO2022215884A1 - 에너지 발전 소자를 이용하여 정전기 발생을 방지하는 정전기 방지 장치 및 방법 - Google Patents

에너지 발전 소자를 이용하여 정전기 발생을 방지하는 정전기 방지 장치 및 방법 Download PDF

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WO2022215884A1
WO2022215884A1 PCT/KR2022/003645 KR2022003645W WO2022215884A1 WO 2022215884 A1 WO2022215884 A1 WO 2022215884A1 KR 2022003645 W KR2022003645 W KR 2022003645W WO 2022215884 A1 WO2022215884 A1 WO 2022215884A1
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human body
charge
potential
static electricity
positive charge
Prior art date
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PCT/KR2022/003645
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English (en)
French (fr)
Inventor
이주혁
이철재
Original Assignee
재단법인대구경북과학기술원
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05F—STATIC ELECTRICITY; NATURALLY-OCCURRING ELECTRICITY
    • H05F3/00—Carrying-off electrostatic charges
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N1/00—Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier
    • H02N1/04—Friction generators
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a technical idea of preventing the generation of static electricity using an energy generating element, and is a technology for preventing static electricity generation by rectifying the electric charge generated through the energy generating element and transferring it to the human body by controlling the electric potential of the human body.
  • the wristband which is a wearable device for preventing static electricity according to the prior art, is a method that is worn on the wrist of a human body and grounded by wire, is an elastic band using a conductive material, has excellent wearability, and can be freely adjusted.
  • static electricity that can be generated in the human body can be safely removed through the grounding cord with a built-in 1M ⁇ resistor, and the static electricity is removed by electrically connecting a part of the human body to the ground using an electric wire and flowing the electric charge from the human body.
  • the antistatic wristband in order to ground the human body, the antistatic wristband according to the prior art requires a physical connection as a wire connection between the human body and the grounding part is required, thereby limiting the movement of the human body.
  • Korean Patent Laid-Open No. 10-2020-0137335 is a technology related to a wristband that prevents the generation of static electricity using triboelectric charging. It collects positive charges generated in the human body by attaching electrodes to the skin and connecting the electric wires to the capacitor, and at the same time, the skin It demonstrates the technique of generating static electricity by rubbing a negatively charged part with a negative charge and connecting the negative charge to the opposite part of the capacitor through an electric wire to create a potential difference to charge the capacitor.
  • the polymer constituting the negative charge since the polymer constituting the negative charge has no conductivity, it induces a positive (+) charge, and even if the capacitor is continuously charged, there is a limit to the amount of charge of the capacitor, so there is a difficulty in continuously charging the electric charge continuously generated in the human body. do.
  • the prior art has a disadvantage in that a physical connection for grounding is additionally required to prevent static electricity generated in relation to the human body, thereby limiting the range of activity of the human body or it is difficult to control the potential of the human body.
  • An object of the present invention is to prevent the generation of static electricity as the electric potential of the human body is controlled by transferring negative charges into the human body without a separate power source and an additional element for grounding by using an energy generating element and a charge storage unit.
  • the present invention is not large enough to be easily attached to the body, and it is an object of the present invention to support the user so that the user can secure a free radius of action as additional elements such as the ground and the line extending from the ground to the human body are removed.
  • An object of the present invention is to prevent static electricity that can damage semiconductors or devices as the sizes of semiconductors or devices used in portable electronic devices such as portable computers and portable telephones become smaller.
  • the antistatic device rectifies the electric charge generated from the energy generating element into a negative charge
  • a rectifying unit for inducing the movement of the rectified negative charge is attached to a part of the human body, and transfers the induced negative charge to the human body.
  • Prevents the generation of static electricity by regulating the potential of the human body by internal transmission and consists of an operating part that transfers the positive charge of the human body to the rectifying part, and a conductor and an insulator, stores the positive charge through the rectifying part, and stores the stored It may include a charge storage unit for discharging positive charges, but preventing the generation of static electricity according to the positive charges charged to the conductor based on the insulator.
  • the operation unit transfers the induced negative charge into the human body and controls the potential of the human body to move from a high potential to a low potential based on the transferred negative charge, thereby preventing a potential difference with other objects that can come into contact with the human body This can prevent the generation of static electricity.
  • the operation unit may transfer the positive charge in the human body to the rectifying unit as the potential of the human body moves from the high potential to the low potential.
  • the rectifying unit may induce a movement of the rectified negative charge in a direction of the operation unit, and induce a movement of the transferred positive charge in a direction of the charge storage unit.
  • the charge storage unit receives the positive charge in the human body from the rectifying unit and stores it in the conductor, and prevents static electricity from being generated by the positive charge charged to the conductor based on an insulator positioned around the conductor, A charged positive charge can be discharged.
  • the conductor is at least one metal selected from gold (Au), aluminum (Al), zinc (Zn), silver (Ag), Cu (copper), tungsten (W), iron (Fe), and nickel (Ni).
  • the material may include at least one of an alloy material and carbon nanotubes in which at least two are combined.
  • the energy generating element includes at least one of a piezoelectric power generating element, a triboelectric generating element, a thermoelectric generating element, an electret, and a magnetic field generating element, and when the energy generating element is the triboelectric generating element, the triboelectric charging element
  • the power generating element is formed of an electrode and a triboelectric layer, the electrode is a single or double electrode, and the triboelectric layer can form a single or double triboelectric layer.
  • the electrode includes at least one of aluminum (Al), copper (Cu), lead (Pt), gold (Au), silver (Ag), graphene, ITO, and a conductive polymer, and the friction
  • the electrification layer is PVDF (Polyvinylidene fluoride), PDMS (polydimethylsiloxane), PTFE (Polytetrafluoroethylene), PFA (Perfluoroalkoxy alkanes), PI (Polyimide), PS (polystyrene), PU (polyurethane), PMMA (polymethyl methacrylate), PVC (polyvinyl chloride) ), nylon (Nylon), aluminum (Al) and the PVDF (Polyvinylidene fluoride), the PDMS (polydimethylsiloxane), the PTFE (Polytetrafluoroethylene), the PFA (Perfluoroalkoxy alkanes), the PI (Polyimide), the PS (polys
  • the method for preventing static electricity includes rectifying the electric charge generated from the energy generating device into a negative charge in the rectifying unit, and inducing the movement of the rectified negative charge.
  • the The induced negative charge is transferred into the human body to control the potential of the human body to prevent the generation of static electricity, and the positive charge of the human body is transferred to the rectifying unit.
  • Storing the positive charge and discharging the stored positive charge, but based on the insulator, may include preventing the generation of static electricity according to the positive charge charged to the conductor.
  • the induced negative charge is transferred into the human body to control the potential of the human body to prevent the generation of static electricity
  • the step of transferring the positive charge of the human body to the rectifying unit includes transferring the induced negative charge into the human body, and Preventing the generation of static electricity by preventing the potential difference with other objects that can come into contact with the human body by adjusting the potential of the human body to move from a high potential to a low potential based on the transferred negative charge; It may include transferring the positive charge in the human body to the rectifying unit as it moves from the high potential to the low potential.
  • Storing the positive charge through the rectifying unit, discharging the stored positive charge, and preventing the generation of static electricity due to the positive charge charged to the conductor based on the insulator includes receiving the positive charge in the human body from the rectifying unit and receiving the positive charge from the conductor and to prevent static electricity from being generated by the positive charges charged in the conductor based on the insulator positioned around the conductor, and discharging the positive charges charged to the conductor.
  • the present invention can prevent the generation of static electricity as the electric potential of the human body is controlled by transferring negative charges into the human body without a separate power source and an additional element for grounding by using the energy generating device and the electric charge storage unit.
  • the present invention is not large enough to be easily attached to the body, and can support the user to secure a free radius of action as additional elements such as the ground and the line extending from the ground to the human body are removed.
  • the present invention can prevent static electricity that can damage semiconductors or devices as the size of semiconductors or devices used in portable electronic devices such as portable computers and portable telephones becomes smaller.
  • FIG. 1 is a view for explaining an antistatic device according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 2A to 2D are diagrams for explaining an energy generating element used in an antistatic device according to an embodiment of the present invention.
  • 3A and 3B are views for explaining an antistatic device to which various energy generating devices are applied according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view for explaining a method for preventing static electricity according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view for explaining a result of adjusting the human body potential of the antistatic device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view for explaining a result of adjusting a potential based on a charge storage unit of an antistatic device according to an embodiment of the present invention.
  • first or second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components, for example, without departing from the scope of rights according to the concept of the present invention, a first component may be named as a second component, Similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • FIG. 1 is a view for explaining an antistatic device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 illustrates a connection relationship between components of an antistatic device and a human body according to an embodiment of the present invention.
  • an antistatic device 100 includes an energy generating element 110 , a rectifying unit 120 , an operation unit 130 , and a charge storage unit 140 .
  • the antistatic device 100 rectifies the electric charge self-generated in the energy generating element 110 into a negative charge through the rectifying unit 120, and attaches or contacts the rectified negative charge to the human body. 130), it is possible to prevent the generation of static electricity around the human body by controlling the potential of the human body.
  • preventing the generation of static electricity is removing static electricity
  • the antistatic apparatus 100 may be referred to as a static electricity removal apparatus.
  • the energy generation device 110 includes a piezoelectric power generation device, a triboelectric power generation device, a thermoelectric power generation device, an electret, and a magnetic field power generation device. It may include elements.
  • an electret is a type of the energy generating device 110 , and is a material that exhibits a continuous electric polarization phenomenon when hardened while applying a strong electric field, and can generate electricity with a dielectric having permanent polarization.
  • the energy generating device 110 may be connected to the rectifying unit 120 , and may transfer self-generated electric charges to the rectifying unit 120 .
  • the self-generated charges are plural, the negative charges may also be rectified into plural.
  • the rectifying unit 120 rectifies the electric charge generated from the energy generating device 110 into a negative charge, and induces the movement of the rectified negative charge to the operation unit 130 .
  • the rectifying unit 120 may be connected to the energy generating device 110 , the operation unit 130 , and the charge storage unit 140 .
  • the rectification unit 120 may induce the movement of the rectified negative charge in the direction of the operation unit 130 , and may induce the movement of the positive charge in the direction of the charge storage unit 140 .
  • the positive charges are positive charges discharged from the human body as negative charges are introduced into the human body, and may be moved to the charge storage unit 140 through the rectifying unit 120 .
  • the rectifying unit 120 can rectify positive charges into negative charges, thereby compensating for the disadvantage that a long line connecting from the ground to the ground is required.
  • the present invention is not large enough to be easily attached to the body, and can support the user to secure a free radius of action as additional elements such as the ground and the line extending from the ground to the human body are removed.
  • the operation unit 130 is attached to a part of the human body and transfers negative charges induced from the rectification unit 120 into the human body to control the potential of the human body, thereby preventing the generation of static electricity.
  • the operation unit 130 may transfer the positive charges discharged from the human body to the rectification unit 120 .
  • the operation unit 130 transfers the induced negative charge into the human body, and adjusts the potential of the human body to move from a high potential to a low potential based on the transferred negative charge, thereby generating a potential difference with other objects that can come into contact with the human body. to prevent the generation of static electricity.
  • the positive potential may be a high potential
  • the negative potential may be a low potential.
  • Static electricity easily becomes positively charged when the human body is easily rubbed with other materials (cloths or objects), and the potential of the body rises to a high potential. and it occurs
  • the operation unit 130 adjusts the potential of the human body in order to prevent a potential difference with other objects that may come into contact with the human body as the potential in the human body is lowered from the high potential to the low potential.
  • the operation unit 130 may transfer the positive charges discharged from the body to the rectifying unit as the human body moves from a high potential to a low potential. Accordingly, the electric potential of the human body can be lowered more effectively.
  • the charge storage unit 140 is made of a conductor and an insulator, and can store positive charges through the rectifier 120 and discharge the stored positive charges.
  • the charge storage unit 140 may prevent the generation of static electricity due to the positive charges charged on the conductor based on the insulator.
  • the charge storage unit 140 receives the positive charge in the human body from the rectifier 120 and stores it in the conductor, and prevents static electricity from being generated by the positive charge charged to the conductor based on the insulator positioned around the conductor. and the positive charges charged on the conductor can be discharged.
  • the charge storage unit 140 contains a material having a large capacitance, such as a conductor, in order to dissipate the positive charge from the human body, and wraps it with an insulator or is located outside the insulator so that the insulator does not come into contact with the human body, so that the positive charge charged on the conductor Prevents static electricity from being generated, in which case the charged charges can be discharged by continuous discharge after use.
  • a material having a large capacitance such as a conductor
  • the conductor is at least selected from among gold (Au), aluminum (Al), zinc (Zn), silver (Ag), Cu (copper), tungsten (W), iron (Fe), and nickel (Ni) as a discharge body. It may include any one metal material or at least one of an alloy material and carbon nanotubes in which at least two are combined.
  • the charge storage unit 140 Since the charge storage unit 140 exhibits different discharge efficiencies depending on the type of the conductor, it is possible to provide an effect of regulating the electric potential of the human body according to the type of the conductor constituting the charge storage unit 140 .
  • the present invention can prevent the generation of static electricity by controlling the potential of the human body by transferring negative charges into the human body without a separate power source and an additional element for grounding by using the energy generating device and the electric charge storage unit.
  • FIGS. 2A to 2D are diagrams for explaining an energy generating element used in an antistatic device according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 2A to 2D illustrate various structures of a triboelectric power generation device used as an energy power generation device according to an embodiment of the present invention.
  • the triboelectric power generation device when the energy generating device is a triboelectric power generation device, the triboelectric power generation device is formed of an electrode and a triboelectric charging layer, the electrode is a single or double electrode, and the triboelectric charging layer is a single or double triboelectric charging layer. can be layered.
  • the energy generating device 200 includes an electrode 201 and a triboelectric charging layer 202 , and the electrode 201 has a double electrode shape.
  • the electrode 201 includes aluminum (Al), copper (Cu), lead (Pt), gold (Au), silver (Ag), graphene, ITO, and a conductive polymer (polymer). ) contains at least one of
  • the electrode 201 may be formed of at least one of aluminum (Al), copper (Cu), lead (Pt), gold (Au), silver (Ag), graphene, ITO, and a conductive polymer. can be formed using
  • the triboelectric layer 202 may include polyvinylidene fluoride (PVDF), polydimethylsiloxane (PDMS), polytetrafluoroethylene (PTFE), perfluoroalkoxy alkanes (PFA), polyimide (PI), polystyrene (PS), and polyurethane (PU).
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PDMS polydimethylsiloxane
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PFA perfluoroalkoxy alkanes
  • PI polyimide
  • PS polystyrene
  • PU polyurethane
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PVC polyvinyl chloride
  • nylon nylon
  • Al aluminum
  • PVDF Polyvinylidene fluoride
  • PDMS polydimethylsiloxane
  • PTFE Polytetrafluoroethylene
  • PFA Perfluoroalkoxy alkanes
  • PI polyimide
  • PS polystyrene
  • PU polyurethane
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PVC polyvinyl chloride
  • the triboelectric charging layer 202 is made of polyvinylidene fluoride (PVDF), polydimethylsiloxane (PDMS), polytetrafluoroethylene (PTFE), perfluoroalkoxy alkanes (PFA), polyimide (PI), polystyrene (PS), polyurethane (PU), and polymethyl methacrylate (PMMA).
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PDMS polydimethylsiloxane
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PFA perfluoroalkoxy alkanes
  • PI polyimide
  • PS polystyrene
  • PU polyurethane
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PVC polyvinyl chloride
  • PVDF Polyvinylidene fluoride
  • PDMS polydimethylsiloxane
  • PTFE Polytetrafluoroethylene
  • PFA Perfluoroalkoxy alkanes
  • PI Polyimide
  • PS polystyrene
  • PU polyurethane
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • the energy generating device 210 includes an electrode 211 , a first triboelectric charging layer 212 , and a second triboelectric charging layer 213 , and the electrode 211 has a double electrode shape. .
  • the electrode 211 includes aluminum (Al), copper (Cu), lead (Pt), gold (Au), silver (Ag), graphene, ITO, and a conductive polymer (polymer). ) contains at least one of
  • the electrode 211 may include at least one of aluminum (Al), copper (Cu), lead (Pt), gold (Au), silver (Ag), graphene, ITO, and a conductive polymer. can be formed using aluminum (Al), copper (Cu), lead (Pt), gold (Au), silver (Ag), graphene, ITO, and a conductive polymer. can be formed using aluminum (Al), copper (Cu), lead (Pt), gold (Au), silver (Ag), graphene, ITO, and a conductive polymer. can be formed using
  • the first triboelectric charging layer 212 is polyvinylidene fluoride (PVDF), polydimethylsiloxane (PDMS), polytetrafluoroethylene (PTFE), perfluoroalkoxy alkanes (PFA), polyimide (PI), polystyrene (PS), and PU.
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PDMS polydimethylsiloxane
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PFA perfluoroalkoxy alkanes
  • PI polyimide
  • PS polystyrene
  • PU polyvinylidene fluoride
  • polyurethane PMMA (polymethyl methacrylate), PVC (polyvinyl chloride), and PVDF (Polyvinylidene fluoride), PDMS (polydimethylsiloxane), PTFE (Polytetrafluoroethylene), PFA (Perfluoroalkoxy alkanes), PI (Polyimide), PS (polystyrene), PU (polyurethane), PMMA (polymethyl methacrylate), and PVC (polyvinyl chloride) may be formed using at least one material of a copolymer including at least one.
  • the second triboelectric charging layer 213 may be formed using at least one of nylon and aluminum (Al).
  • the materials constituting the first triboelectric charging layer 212 and the second triboelectric charging layer 213 are dielectric materials having a relatively large potential difference, and in comparison with the triboelectric charging material of the first triboelectric charging layer 212 , the second triboelectric charging material is used.
  • a triboelectric material of the layer 213 may optionally be disposed.
  • the energy generating device 220 includes an electrode 221 , a first triboelectric charging layer 222 , and a second triboelectric charging layer 223 , and the electrode 221 has a single electrode shape. .
  • the electrode 221 includes aluminum (Al), copper (Cu), lead (Pt), gold (Au), silver (Ag), graphene, ITO, and a conductive polymer (polymer). ) contains at least one of
  • the electrode 221 may include at least one of aluminum (Al), copper (Cu), lead (Pt), gold (Au), silver (Ag), graphene, ITO, and a conductive polymer. can be formed using aluminum (Al), copper (Cu), lead (Pt), gold (Au), silver (Ag), graphene, ITO, and a conductive polymer. can be formed using aluminum (Al), copper (Cu), lead (Pt), gold (Au), silver (Ag), graphene, ITO, and a conductive polymer. can be formed using
  • the first triboelectric charging layer 222 may include polyvinylidene fluoride (PVDF), polydimethylsiloxane (PDMS), polytetrafluoroethylene (PTFE), perfluoroalkoxy alkanes (PFA), polyimide (PI), polystyrene (PS), and PU.
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PDMS polydimethylsiloxane
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PFA perfluoroalkoxy alkanes
  • PI polyimide
  • PS polystyrene
  • PU polyvinylidene fluoride
  • polyurethane PMMA (polymethyl methacrylate), PVC (polyvinyl chloride), and PVDF (Polyvinylidene fluoride), PDMS (polydimethylsiloxane), PTFE (Polytetrafluoroethylene), PFA (Perfluoroalkoxy alkanes), PI (Polyimide), PS (polystyrene), PU (polyurethane), PMMA (polymethyl methacrylate), and PVC (polyvinyl chloride) may be formed using at least one material of a copolymer including at least one.
  • the second triboelectric charging layer 223 may be formed using at least one of nylon and aluminum (Al).
  • the materials constituting the first triboelectric charging layer 222 and the second triboelectric charging layer 223 are dielectric materials having a relatively large potential difference, and in comparison with the triboelectric charging material of the first triboelectric charging layer 222 , the second triboelectric charging material is used.
  • a triboelectric material of the layer 223 may optionally be disposed.
  • the first triboelectric charging layer 222 and the second triboelectric charging layer 223 may generate mutual friction, and power generation may be generated by friction with the fibers of clothes.
  • the energy generating device 230 includes an electrode 231 and a triboelectric charging layer 232 , and the electrode 231 has a single electrode shape.
  • the electrode 231 may include at least one of aluminum (Al), copper (Cu), lead (Pt), gold (Au), silver (Ag), graphene, ITO, and a conductive polymer. It can be formed using a material.
  • the triboelectric charging layer 232 includes polyvinylidene fluoride (PVDF), polydimethylsiloxane (PDMS), polytetrafluoroethylene (PTFE), perfluoroalkoxy alkanes (PFA), polyimide (PI), and polystyrene (PS).
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PDMS polydimethylsiloxane
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PFA perfluoroalkoxy alkanes
  • PI polyimide
  • PS polystyrene
  • PU polyurethane
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PVC polyvinyl chloride
  • nylon nylon
  • Al aluminum
  • PVDF Polyvinylidene fluoride
  • PDMS polydimethylsiloxane
  • PTFE Polytetrafluoroethylene
  • PFA Perfluoroalkoxy alkanes
  • PI Polyimide
  • PS polystyrene
  • PU polyurethane
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PVC polyvinyl chloride
  • the energy generating element 230 can generate electricity by friction between the triboelectric charging layer 232 and the fibers of clothes.
  • the power generation efficiency due to friction is somewhat reduced, but based on the advantage that electricity can be generated by friction with the fibers of clothes without other triboelectric charging elements or springs, the antistatic device with a simpler structure There is an advantage that can be formed.
  • 3A and 3B are views for explaining an antistatic device to which various energy generating devices are applied according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3A illustrates components of an antistatic device to which the triboelectric power generation device described in FIG. 2B is applied to the energy generation device according to an embodiment of the present invention.
  • the antistatic device includes an energy generating element 300 , a rectifying unit 301 , an operation unit 302 , and a charge storage unit 303 , and an operation unit 302 .
  • ) has a structure attached to the human body 310 .
  • the energy generating device 300 has an electrode as a double electrode, and generates electric charge as the first triboelectric charging layer and the second triboelectric charging layer self-generate through mutual friction through a spring.
  • the electric charge generated by the energy generating element 300 is rectified to a negative charge in the rectifying unit 301 , and the rectified negative charge is transferred to the human body through the operation unit 302 to change the electric potential of the human body 310 from a high potential to a low electric charge. Adjust upwards.
  • the operation unit 302 transfers the positive charge of the human body 310 to the rectifying unit, the rectifying unit 301 transfers the positive charge to the charge storage unit 303 , and the charge storage unit 303 stores the positive charge.
  • the electric charge storage unit 303 is made of a conductor and an insulator, and has a structure in which the insulator surrounds the conductor, the insulator prevents static electricity that may be generated by the positive charge charged on the conductor, and continuously uses the charged charge after use. discharge
  • the antistatic device rectifies the self-generated charge in the energy generating element 300 into a negative charge through the rectifying unit 301 , and applies a negative charge to the human body 310 through the operation unit 302 .
  • the electric potential of the human body 310 is adjusted from a high potential to a low potential as it is transmitted, it is possible to prevent a potential difference from occurring even when the human body 310 comes into contact with another low-potential object.
  • the antistatic device can adjust the potential of the human body 310 from a high potential to a low potential by storing and discharging positive charges of the human body through the charge storage unit 303 .
  • 3B illustrates components of an antistatic device to which the triboelectric power generation device described in FIG. 2D is applied to the energy generation device according to an embodiment of the present invention.
  • the antistatic device includes an energy generating element 320 , a rectifying unit 321 , an operating unit 322 , and a charge storage unit 323 , and an operating unit 322 .
  • ) has a structure attached to the human body 330 .
  • the energy generating element 320 has an electrode as a single electrode, and self-generates electricity by friction with the fibers of clothes without other triboelectric layers or springs.
  • the antistatic device can control the electric potential of the human body with a relatively simple structure.
  • the electric charge generated by the energy generating element 320 is rectified to a negative charge in the rectifying unit 321, and the rectified negative charge is transferred to the human body through the operation unit 322 to adjust the potential of the human body 330 from a high potential to a low potential.
  • the operation unit 322 transfers the positive charge of the human body 330 to the rectifying unit, the rectifying unit 321 transfers the positive charge to the charge storage unit 323 , and the charge storage unit 323 stores the positive charge.
  • the charge storage unit 323 is made of a conductor and an insulator, and has a structure in which the insulator surrounds the conductor, and the insulator prevents static electricity that may be generated by a positive charge charged on the conductor, while continuously using the charged charge. discharge Here, even if the insulator is positioned outside the body that does not come into contact with the human body, static electricity that may be generated by the positive charges charged on the conductor can be prevented.
  • the antistatic device rectifies the self-generated charge in the energy generating element 320 into a negative charge through the rectifying unit 321, and applies a negative charge to the human body 330 through the operation unit 322.
  • the electric potential of the human body 330 is adjusted from a high potential to a low potential as it is transmitted, it is possible to prevent a potential difference from occurring even when the human body 330 comes into contact with another low-potential object.
  • the antistatic device can adjust the potential of the human body 330 from a high potential to a low potential by storing and discharging positive charges of the human body through the charge storage unit 323 .
  • the antistatic device can control the range in which the electric potential of the human body is regulated by changing the structure and forming materials of the energy generating element.
  • the energy generating element is exemplified as a triboelectric power generating element, but it can be replaced with a piezoelectric power generating element, thermoelectric generating element, magnetic field generating element, etc. capable of generating electric charge through self-generation.
  • FIG. 4 is a view for explaining a method for preventing static electricity according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the potential of the human body as the static electricity prevention method according to an embodiment of the present invention rectifies the self-generated charge in the energy generating device into a negative charge through the rectifying unit, and injects the rectified negative charge through the operating unit attached to or in contact with the human body.
  • step 401 the electric charge generated from the energy generating device is rectified to a negative charge, and the negative charge is induced.
  • the antistatic method may induce the movement of negative charges to the operation unit in order to receive the electric charge generated through self-generation in the energy generating device, rectify the transferred electric charge to a negative charge, and inject the negative charge into the human body.
  • step 402 in the antistatic method according to an embodiment of the present invention, the induced negative charge is transferred to the human body to control the potential of the human body to prevent static electricity, and the positive charge of the human body is transferred to the rectifying unit.
  • the antistatic method transfers the induced negative charge into the human body and controls the potential of the human body to move from high potential to low potential based on the transferred negative charge, thereby preventing the occurrence of a potential difference with other objects that can come into contact with the human body.
  • the positive charge discharged from the human body can be transferred to the rectifying unit while preventing the occurrence of .
  • step 403 the static electricity prevention method according to an embodiment of the present invention stores and discharges positive charges through the rectifier, but prevents static electricity due to positive charges based on the insulator.
  • the static electricity prevention method receives the positive charge in the human body from the rectifier and stores it in the conductor, prevents static electricity from being generated by the positive charge charged on the conductor based on the insulator located around the conductor, and the positive charge on the conductor is can be discharged.
  • FIG. 5 is a view for explaining a result of adjusting the human body potential of the antistatic device according to an embodiment of the present invention.
  • a graph 500 may represent a change in time on a horizontal axis and a change in voltage on a vertical axis.
  • the graph 500 shows the effect of regulating the human potential according to an embodiment of the present invention.
  • the antistatic device injects negative charges into the human body and transfers the positive charges discharged from the human body to the rectifying unit, the potential in the human body increases over time. It confirms that it is lowered.
  • the antistatic device can effectively control the potential of the human body through the energy generating element, the rectifying unit, the operation unit, and the electric charge storage unit.
  • FIG. 6 is a view for explaining a result of adjusting a potential based on a charge storage unit of an antistatic device according to an embodiment of the present invention.
  • the conductor 6 exemplifies a change in potential in a human body through a change in voltage according to a change in time with respect to materials of various conductors forming a charge storage unit according to an embodiment of the present invention.
  • the conductor may also be referred to as a discharge body.
  • the graph 600 may represent a change in time on a horizontal axis and a change in voltage on a vertical axis.
  • the graph 600 illustrates a change in potential level according to the case where the material of the discharge body is nickel (Ni), aluminum (Al), zinc (Zn), iron (Fe), and copper (Cu).
  • Ni nickel
  • Al aluminum
  • Cu copper
  • Fe iron
  • Zn zinc
  • the potential level is lowered in preparation for the absence of the discharge body. can be reduced quickly.
  • the potential level can be rapidly reduced compared to the case of aluminum (Al).
  • the graph 600 shows that the degree to which the electric potential is adjusted varies according to the type of the material of the conductor forming the charge storage unit of the antistatic device according to the embodiment of the present invention.
  • the antistatic device can control the degree or amount of electric potential control according to the type of the energy generating element and the discharge body.

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Abstract

본 발명은 에너지 발전 소자를 통해 발전된 전하를 정류하여 인체 내 전달함에 따라 인체의 전위를 조절하여 정전기 발생을 방지하는 기술에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예에 따르면 정전기 방지 장치는 에너지 발전 소자로부터 발전된 전하를 음전하로 정류하고, 상기 정류된 음전하의 이동을 유도하는 정류부, 인체의 일 부분에 부착되고, 상기 유도된 음전하를 상기 인체 내 전달하여 상기 인체의 전위를 조절함에 따라 정전기의 발생을 방지하며, 상기 정류부로 상기 인체의 양전하를 전달하는 작동부 및 도체와 절연체로 이루어지고, 상기 정류부를 통해 상기 양전하를 저장하고, 상기 저장된 양전하를 방전하되, 상기 절연체에 기반하여 상기 도체에 대전된 양전하에 따른 정전기의 발생을 방지하는 전하저장부를 포함할 수 있다.

Description

에너지 발전 소자를 이용하여 정전기 발생을 방지하는 정전기 방지 장치 및 방법
본 발명은 에너지 발전 소자를 이용하여 정전기 발생을 방지하는 기술적 사상에 관한 것으로, 에너지 발전 소자를 통해 발전된 전하를 정류하여 인체 내 전달함에 따라 인체의 전위를 조절하여 정전기 발생을 방지하는 기술이다.
종래 기술에 따른 정전기 방지용 웨어러블 장치인 손목띠는 인체의 손목에 착용하여 유선으로 접지하는 방식으로, 전도성 소재를 사용하여 신축성 있는 밴드로, 착용감이 우수하고, 자유롭게 조정이 가능하다는 장점이 존재한다.
또한, 1MΩ 저항 내장 접지코드를 통해 인체에 발생될 수 있는 정전기를 안전하게 제거할 수 있는데, 전선을 이용하여 인체 일부와 접지를 전기적으로 연결해 인체가 대전되는 전하를 흘려보내는 방식으로 정전기를 제거한다.
다만, 종래 기술에 따른 정전기 방지용 손목띠 등은 인체를 접지시키기 위해서 인체와 접지부의 전선 연결이 필요함에 따라 물리적인 연결이 요구되어 인체의 움직임을 제한한다는 단점이 존재한다.
한국공개특허 제10-2020-0137335호는 마찰대전을 이용하여 정전기 발생을 방지하는 손목밴드에 관한 기술로, 피부에 전극을 달고 전선을 축전기에 연결시켜 인체에서 발생하는 양전하를 수집하고, 동시에 피부와 음전하부를 마찰시켜 그 음전하를 전선을 통해 축전기의 반대 부분에 연결하여 전위차를 만들어 축전기를 충전시켜 정전기를 발생시키는 기술을 예시한다.
다만, 음전하부를 이루는 폴리머는 전도성이 없어서 양(+)전하를 유도하게 되고, 축전기에 충전을 지속적으로 하더라도 축전기의 충전량에 한계가 있어 인체에 지속적으로 발생되는 전하를 지속적으로 충전하지 못하는 어려움이 존재한다.
다시 말해, 종래 기술들은 인체와 관련하여 발생되는 정전기를 방지하기 위해서 접지를 위한 물리적인 연결이 추가적으로 요구되어 인체의 활동 범위를 제한 하는 단점이 존재하거나 인체의 전위를 조절하기 어렵다는 단점이 존재한다.
본 발명은 에너지 발전 소자 및 전하저장부를 이용하여 별도의 전원과 접지를 위한 부가적인 요소 없이도 음전하를 인체 내에 전달하여 인체의 전위를 조절함에 따라 정전기의 발생을 방지하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 몸에 쉽게 부착이 가능할 정도로 크기가 크지 않고, 접지와 접지로부터 인체까지 이어져있는 선과 같이 부가적인 요소가 제거됨에 따라 사용자가 자유로운 행동 반경을 확보할 수 있도록 지원하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 휴대용 컴퓨터, 휴대용 전화기 등의 휴대용 전자기기에 사용되는 반도체나 소자들의 크기가 점점 작아지면서 반도체나 소자들에 데미지(damage)를 가할 수 있는 정전기를 방지하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 정전기 방지 장치는 에너지 발전 소자로부터 발전된 전하를 음전하로 정류하고, 상기 정류된 음전하의 이동을 유도하는 정류부, 인체의 일 부분에 부착되고, 상기 유도된 음전하를 상기 인체 내 전달하여 상기 인체의 전위를 조절함에 따라 정전기의 발생을 방지하며, 상기 정류부로 상기 인체의 양전하를 전달하는 작동부 및 도체와 절연체로 이루어지고, 상기 정류부를 통해 상기 양전하를 저장하고, 상기 저장된 양전하를 방전하되, 상기 절연체에 기반하여 상기 도체에 대전된 양전하에 따른 정전기의 발생을 방지하는 전하저장부를 포함할 수 있다.
상기 작동부는 상기 유도된 음전하를 상기 인체 내에 전달하고, 상기 전달된 음전하에 기반하여 상기 인체의 전위가 고전위에서 저전위로 이동하도록 조절함에 따라 상기 인체와 접촉할 수 있는 다른 물체와의 전위차이 발생을 방지하여 정전기의 발생을 방지할 수 있다.
상기 작동부는 상기 인체의 전위가 상기 고전위에서 상기 저전위로 이동함에 따라 상기 인체 내 양전하를 상기 정류부로 전달할 수 있다.
상기 정류부는 상기 정류된 음전하의 이동을 상기 작동부의 방향으로 유도하고, 상기 전달된 양전하의 이동을 상기 전하저장부의 방향으로 유도할 수 있다.
상기 전하저장부는 상기 정류부로부터 상기 인체 내 양전하를 전달 받아서 상기 도체에 저장하고, 상기 도체의 주위에 위치하는 절연체에 기반하여 상기 도체에 대전된 양전하에 의해 정전기가 발생되는 것을 방지하며, 상기 도체에 대전된 양전하는 방전시킬 수 있다.
상기 도체는 금(Au), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 은(Ag), Cu(구리), 텅스텐(W), 철(Fe), 니켈(Ni) 중 선택되는 적어도 어느 하나의 금속 물질이거나 적어도 둘이 결합된 합금 물질 및 탄소나노튜브 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 에너지 발전 소자는 압전 발전 소자, 마찰대전 발전 소자, 열전 발전 소자, 일렉트렛(electret) 및 자기장 발전 소자 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 에너지 발전 소자가 상기 마찰대전 발전 소자인 경우, 상기 마찰대전 발전 소자는 전극, 마찰대전층으로 형성되고, 상기 전극은 단일 또는 이중 전극이며, 상기 마찰대전층은 단일 또는 이중 마찰대전층을 이룰 수 있다.
상기 전극은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 납(Pt), 금(Au), 은(Ag), 그래핀(graphene), ITO 및 전도성 폴리머(polymer) 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 마찰대전층은 PVDF(Polyvinylidene fluoride), PDMS(polydimethylsiloxane), PTFE(Polytetrafluoroethylene), PFA(Perfluoroalkoxy alkanes), PI(Polyimide), PS(polystyrene), PU(polyurethane), PMMA(polymethyl methacrylate), PVC(polyvinyl chloride), 나일론(Nylon), 알루미늄(Al) 및 상기 PVDF(Polyvinylidene fluoride), 상기 PDMS(polydimethylsiloxane), 상기 PTFE(Polytetrafluoroethylene), 상기 PFA(Perfluoroalkoxy alkanes), 상기 PI(Polyimide), 상기 PS(polystyrene), 상기 PU(polyurethane), 상기 PMMA(polymethyl methacrylate) 및 상기 PVC(polyvinyl chloride) 중 적어도 하나를 포함하는 공중합체(copolymer) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 정전기 방지 방법은 정류부에서, 에너지 발전 소자로부터 발전된 전하를 음전하로 정류하고, 상기 정류된 음전하의 이동을 유도하는 단계, 인체의 일 부분에 부착되는 작동부에서, 상기 유도된 음전하를 상기 인체 내 전달하여 상기 인체의 전위를 조절함에 따라 정전기의 발생을 방지하고, 상기 정류부로 상기 인체의 양전하를 전달하는 단계 및 도체와 절연체로 이루어지는 전하저장부에서, 상기 정류부를 통해 상기 양전하를 저장하고, 상기 저장된 양전하를 방전하되, 상기 절연체에 기반하여 상기 도체에 대전된 양전하에 따른 정전기의 발생을 방지하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 유도된 음전하를 상기 인체 내 전달하여 상기 인체의 전위를 조절함에 따라 정전기의 발생을 방지하고, 상기 정류부로 상기 인체의 양전하를 전달하는 단계는, 상기 유도된 음전하를 상기 인체 내에 전달하고, 상기 전달된 음전하에 기반하여 상기 인체의 전위가 고전위에서 저전위로 이동하도록 조절함에 따라 상기 인체와 접촉할 수 있는 다른 물체와의 전위차이 발생을 방지하여 정전기의 발생을 방지하는 단계 및 상기 인체의 전위가 상기 고전위에서 상기 저전위로 이동함에 따라 상기 인체 내 양전하를 상기 정류부로 전달하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 정류부를 통해 상기 양전하를 저장하고, 상기 저장된 양전하를 방전하되, 상기 절연체에 기반하여 상기 도체에 대전된 양전하에 따른 정전기의 발생을 방지하는 단계는 상기 정류부로부터 상기 인체 내 양전하를 전달 받아서 상기 도체에 저장하고, 상기 도체의 주위에 위치하는 절연체에 기반하여 상기 도체에 대전된 양전하에 의해 정전기가 발생되는 것을 방지하며, 상기 도체에 대전된 양전하는 방전시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 에너지 발전 소자 및 전하저장부를 이용하여 별도의 전원과 접지를 위한 부가적인 요소 없이도 음전하를 인체 내에 전달하여 인체의 전위를 조절함에 따라 정전기의 발생을 방지할 수 있다.
본 발명은 몸에 쉽게 부착이 가능할 정도로 크기가 크지 않고, 접지와 접지로부터 인체까지 이어져있는 선과 같이 부가적인 요소가 제거됨에 따라 사용자가 자유로운 행동 반경을 확보할 수 있도록 지원할 수 있다.
본 발명은 휴대용 컴퓨터, 휴대용 전화기 등의 휴대용 전자기기에 사용되는 반도체나 소자들의 크기가 점점 작아지면서 반도체나 소자들에 데미지(damage)를 가할 수 있는 정전기를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 정전기 방지 장치를 설명하는 도면이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일실시예에 따른 정전기 방지 장치에 이용되는 에너지 발전 소자를 설명하는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따라 다양한 에너지 발전 소자를 적용한 정전기 방지 장치를 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 정전기 방지 방법을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 정전기 방지 장치의 인체 전위 조절 결과를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 정전기 방지 장치의 전하저장부에 기반한 전위 조절 결과를 설명하는 도면이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 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 실시된 특징, 숫자, 스테이지, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 스테이지, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 정전기 방지 장치를 설명하는 도면이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 정전기 방지 장치의 구성 요소와 인체의 연결 관계를 설명한다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 정전기 방지 장치(100)는 에너지 발전 소자(110), 정류부(120), 작동부(130) 및 전하저장부(140)를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 정전기 방지 장치(100)는 에너지 발전 소자(110)에서 자가 발전된 전하를 정류부(120)를 통해 음전하로 정류하고, 정류된 음전하를 인체에 부착 또는 접촉된 작동부(130)를 통해 주입함에 따라 인체의 전위를 조절하여 인체 주변에서 정전기가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
예를 들어, 정전기 발생을 방지하는 것은 정전기를 제거하는 것으로 정전기 방지 장치(100)는 정전기 제거 장치로 지칭될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 에너지 발전 소자(110)는 압전 발전 소자, 마찰대전 발전 소자, 열전 발전 소자, 일렉트렛(electret) 및 자기장 발전 소자를 포함하고, 별도의 전원이나 접지 없이 자가 발전하는 소자를 포함할 수 있다.
예를 들어, 일렉트렛(electret)은 에너지 발전 소자(110)의 한 종류로, 강한 전기장을 가한 채 굳히면 지속적인 전기 분극 현상을 나타내는 물질로, 영구 분극을 가진 유전체로 전기를 발생시킬 수 있다.
일례로, 에너지 발전 소자(110)는 정류부(120)와 연결되고, 자가 발전한 전하를 정류부(120)로 전달할 수 있다. 여기서, 자가 발전한 전하가 복수인 경우, 음전하도 복수로 정류될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 정류부(120)는 에너지 발전 소자(110)로부터 발전된 전하를 음전하로 정류하고, 정류된 음전하의 이동을 작동부(130)로 유도한다.
일례로, 정류부(120)는 에너지 발전 소자(110), 작동부(130) 및 전하저장부(140)와 연결될 수 있다.
즉, 정류부(120)는 정류된 음전하의 이동을 작동부(130)의 방향으로 유도하고, 양전하의 이동을 전하저장부(140)의 방향으로 유도할 수 있다.
여기서, 양전하는 인체 내에 음전하가 유입됨에 따라 인체로부터 배출되는 양전하로서 정류부(120)를 통해 전하저장부(140)로 이동될 수 있다.
또한, 정류부(120)는 양전하를 음전하로 정류할 수 있어서, 접지와 접지로부터 연결하는 긴선이 요구되는 단점을 보완할 수 있다.
따라서, 본 발명은 몸에 쉽게 부착이 가능할 정도로 크기가 크지 않고, 접지와 접지로부터 인체까지 이어져있는 선과 같이 부가적인 요소가 제거됨에 따라 사용자가 자유로운 행동 반경을 확보할 수 있도록 지원할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 작동부(130)는 인체의 일 부분에 부착되고, 정류부(120)로부터 유도된 음전하를 인체 내 전달하여 인체의 전위를 조절함에 따라 정전기의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 작동부(130)는 인체로부터 배출되는 양전하를 정류부(120)로 전달할 수 있다.
일례로, 작동부(130)는 유도된 음전하를 상기 인체 내에 전달하고, 전달된 음전하에 기반하여 인체의 전위가 고전위에서 저전위로 이동하도록 조절함에 따라 인체와 접촉할 수 있는 다른 물체와의 전위차이 발생을 방지하여 정전기의 발생을 방지할 수 있다. 예를 들어, 양전위는 고전위이고, 음전위는 저전위일 수 있다.
정전기는 사람 몸이 쉽게 다른 소재들(옷감 또는 물체)와 마찰되었을 때 쉽게 양전하로 대전되어 몸의 전위가 고전위로 상승하고, 상승된 전위로 인해 전위차이가 많이 나는 다른 물체와 접촉되었을 때 전위차가 해소되며 발생된다.
따라서, 작동부(130)는 인체 내에 전위를 고전위에서 저전위로 낮춤에 따라 인체와 접촉할 수 있는 다른 물체와의 전위차이 발생하는 것을 방지하기 위해 인체의 전위를 조절한다.
한편, 작동부(130)는 인체의 전위가 고전위에서 저전위로 이동함에 따라 인체 내에서 배출되는 양전하를 정류부로 전달할 수 있다. 이에 따라, 인체의 전위는 더 효과적으로 낮아 질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 전하저장부(140)는 도체와 절연체로 이루어지고, 정류부(120)를 통해 양전하를 저장하고, 저장된 양전하를 방전할 수 있다.
일례로, 전하저장부(140)는 절연체에 기반하여 도체에 대전된 양전하에 따른 정전기의 발생을 방지할 수 있다.
보다 구체적으로, 전하저장부(140)는 정류부(120)로부터 인체 내 양전하를 전달 받아서 도체에 저장하고, 도체의 주위에 위치하는 절연체에 기반하여 도체에 대전된 양전하에 의해 정전기가 발생되는 것을 방지하며, 도체에 대전된 양전하는 방전시킬 수 있다.
다시 말해, 전하저장부(140)는 인체로부터 나온 양전하를 해소하기 위해 도체와 같은 정전용량이 큰 물질을 포함하고, 이를 절연체로 감싸거나 절연체가 인체와 안 닿는 바깥쪽에 위치하여 도체에 대전된 양전하가 정전기를 일으키는 것을 방지하는데, 이때 대전된 전하는 사용 후 지속적으로 방전에 의해 빠져나갈 수 있다.
여기서, 도체는 방전체로서 금(Au), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 은(Ag), Cu(구리), 텅스텐(W), 철(Fe), 니켈(Ni) 중 선택되는 적어도 어느 하나의 금속 물질이거나 적어도 둘이 결합된 합금 물질 및 탄소나노튜브 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
전하저장부(140)는 도체의 종류에 따라 다른 방전효율을 나타냄으로 전하저장부(140)를 이루는 도체의 종류에 따라 인체의 전위를 조절하는 효과를 제공할 수 있다.
따라서, 본 발명은 에너지 발전 소자 및 전하저장부를 이용하여 별도의 전원과 접지를 위한 부가적인 요소 없이도 음전하를 인체 내에 전달하여 인체의 전위를 조절함에 따라 정전기의 발생을 방지할 수 있다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일실시예에 따른 정전기 방지 장치에 이용되는 에너지 발전 소자를 설명하는 도면이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일실시예에 따라 에너지 발전 소자로 이용되는 마찰대전 발전 소자의 다양한 구조를 예시한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 에너지 발전 소자가 마찰대전 발전 소자인 경우, 마찰대전 발전 소자는 전극, 마찰대전층으로 형성되고, 전극은 단일 또는 이중 전극이며, 마찰대전층은 단일 또는 이중 마찰대전층을 이룰 수 있다.
도 2a를 참고하면, 에너지 발전 소자(200)는 전극(201) 및 마찰대전층(202)을 포함하고, 전극(201)은 이중 전극의 형태를 가진다.
본 발명의 일실시예에 따르면 전극(201)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 납(Pt), 금(Au), 은(Ag), 그래핀(graphene), ITO 및 전도성 폴리머(polymer) 중 적어도 하나를 포함한다.
즉, 전극(201)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 납(Pt), 금(Au), 은(Ag), 그래핀(graphene), ITO 및 전도성 폴리머(polymer) 중 적어도 하나의 물질을 이용하여 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 마찰대전층(202)은 PVDF(Polyvinylidene fluoride), PDMS(polydimethylsiloxane), PTFE(Polytetrafluoroethylene), PFA(Perfluoroalkoxy alkanes), PI(Polyimide), PS(polystyrene), PU(polyurethane), PMMA(polymethyl methacrylate), PVC(polyvinyl chloride), 나일론(Nylon), 알루미늄(Al) 및 상기 PVDF(Polyvinylidene fluoride), 상기 PDMS(polydimethylsiloxane), 상기 PTFE(Polytetrafluoroethylene), 상기 PFA(Perfluoroalkoxy alkanes), 상기 PI(Polyimide), 상기 PS(polystyrene), 상기 PU(polyurethane), 상기 PMMA(polymethyl methacrylate) 및 상기 PVC(polyvinyl chloride) 중 적어도 하나를 포함하는 공중합체(copolymer) 중 적어도 하나를 포함한다.
즉, 마찰대전층(202)은 PVDF(Polyvinylidene fluoride), PDMS(polydimethylsiloxane), PTFE(Polytetrafluoroethylene), PFA(Perfluoroalkoxy alkanes), PI(Polyimide), PS(polystyrene), PU(polyurethane), PMMA(polymethyl methacrylate), PVC(polyvinyl chloride), 및 PVDF(Polyvinylidene fluoride), PDMS(polydimethylsiloxane), PTFE(Polytetrafluoroethylene), PFA(Perfluoroalkoxy alkanes), PI(Polyimide), PS(polystyrene), PU(polyurethane), PMMA(polymethyl methacrylate) 및 PVC(polyvinyl chloride) 중 적어도 하나를 포함하는 공중합체(copolymer) 중 적어도 하나의 물질을 이용하여 형성될 수 있다.
도 2b를 참고하면, 에너지 발전 소자(210)는 전극(211) 및 제1 마찰대전층(212) 및 제2 마찰대전층(213)을 포함하고, 전극(211)은 이중 전극의 형태를 가진다.
본 발명의 일실시예에 따르면 전극(211)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 납(Pt), 금(Au), 은(Ag), 그래핀(graphene), ITO 및 전도성 폴리머(polymer) 중 적어도 하나를 포함한다.
즉, 전극(211)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 납(Pt), 금(Au), 은(Ag), 그래핀(graphene), ITO 및 전도성 폴리머(polymer) 중 적어도 하나의 물질을 이용하여 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 제1 마찰대전층(212)은 PVDF(Polyvinylidene fluoride), PDMS(polydimethylsiloxane), PTFE(Polytetrafluoroethylene), PFA(Perfluoroalkoxy alkanes), PI(Polyimide), PS(polystyrene), PU(polyurethane), PMMA(polymethyl methacrylate), PVC(polyvinyl chloride), 및 PVDF(Polyvinylidene fluoride), PDMS(polydimethylsiloxane), PTFE(Polytetrafluoroethylene), PFA(Perfluoroalkoxy alkanes), PI(Polyimide), PS(polystyrene), PU(polyurethane), PMMA(polymethyl methacrylate) 및 PVC(polyvinyl chloride) 중 적어도 하나를 포함하는 공중합체(copolymer) 중 적어도 하나의 물질을 이용하여 형성될 수 있다.
일례로, 제2 마찰대전층(213)은 나일론(Nylon) 및 알루미늄(Al) 중 적어도 하나의 물질을 이용하여 형성될 수 있다.
여기서, 제1 마찰대전층(212)과 제2 마찰대전층(213)을 이루는 물질들은 상대적으로 전위차가 큰 유전재료들로서 제1 마찰대전층(212)의 마찰대전물질에 대비하여 제2 마찰대전층(213)의 마찰대전물질이 선택적으로 배치될 수 있다.
도 2c를 참고하면, 에너지 발전 소자(220)는 전극(221) 및 제1 마찰대전층(222) 및 제2 마찰대전층(223)을 포함하고, 전극(221)은 단일 전극의 형태를 가진다.
본 발명의 일실시예에 따르면 전극(221)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 납(Pt), 금(Au), 은(Ag), 그래핀(graphene), ITO 및 전도성 폴리머(polymer) 중 적어도 하나를 포함한다.
즉, 전극(221)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 납(Pt), 금(Au), 은(Ag), 그래핀(graphene), ITO 및 전도성 폴리머(polymer) 중 적어도 하나의 물질을 이용하여 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 제1 마찰대전층(222)은 PVDF(Polyvinylidene fluoride), PDMS(polydimethylsiloxane), PTFE(Polytetrafluoroethylene), PFA(Perfluoroalkoxy alkanes), PI(Polyimide), PS(polystyrene), PU(polyurethane), PMMA(polymethyl methacrylate), PVC(polyvinyl chloride), 및 PVDF(Polyvinylidene fluoride), PDMS(polydimethylsiloxane), PTFE(Polytetrafluoroethylene), PFA(Perfluoroalkoxy alkanes), PI(Polyimide), PS(polystyrene), PU(polyurethane), PMMA(polymethyl methacrylate) 및 PVC(polyvinyl chloride) 중 적어도 하나를 포함하는 공중합체(copolymer) 중 적어도 하나의 물질을 이용하여 형성될 수 있다.
일례로, 제2 마찰대전층(223)은 나일론(Nylon) 및 알루미늄(Al) 중 적어도 하나의 물질을 이용하여 형성될 수 있다.
여기서, 제1 마찰대전층(222)과 제2 마찰대전층(223)을 이루는 물질들은 상대적으로 전위차가 큰 유전재료들로서 제1 마찰대전층(222)의 마찰대전물질에 대비하여 제2 마찰대전층(223)의 마찰대전물질이 선택적으로 배치될 수 있다.
여기서, 에너지 발전 소자(220)는 제1 마찰대전층(222)과 제2 마찰대전층(223)은 상호 마찰을 발생시키기도 하고, 의복의 섬유 등과의 마찰로 발전이 가능하다.
도 2d를 참고하면, 에너지 발전 소자(230)는 전극(231) 및 마찰대전층(232)을 포함하고, 전극(231)은 단일 전극의 형태를 가진다.
일례로, 전극(231)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 납(Pt), 금(Au), 은(Ag), 그래핀(graphene), ITO 및 전도성 폴리머(polymer) 중 적어도 하나의 물질을 이용하여 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 마찰대전층(232)은 마찰대전층은 PVDF(Polyvinylidene fluoride), PDMS(polydimethylsiloxane), PTFE(Polytetrafluoroethylene), PFA(Perfluoroalkoxy alkanes), PI(Polyimide), PS(polystyrene), PU(polyurethane), PMMA(polymethyl methacrylate), PVC(polyvinyl chloride), 나일론(Nylon), 알루미늄(Al) 및 PVDF(Polyvinylidene fluoride), PDMS(polydimethylsiloxane), PTFE(Polytetrafluoroethylene), PFA(Perfluoroalkoxy alkanes), PI(Polyimide), PS(polystyrene), PU(polyurethane), PMMA(polymethyl methacrylate) 및 PVC(polyvinyl chloride) 중 적어도 하나를 포함하는 공중합체(copolymer) 중 적어도 하나의 물질을 이용하여 형성될 수 있다.
여기서, 에너지 발전 소자(230)는 마찰대전층(232)과 의복의 섬유 등과의 마찰로 발전이 가능하다.
에너지 발전 소자(230)를 이용할 경우, 마찰에 따른 발전 효율성은 다소 감소하나, 다른 마찰대전소자나 스프링 없이도 의복의 섬유 등과의 마찰로도 발전이 가능하다는 장점에 기반하여 더욱 간단한 구조로 정전기 방지 장치가 형성될 수 있다는 장점이 존재한다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따라 다양한 에너지 발전 소자를 적용한 정전기 방지 장치를 설명하는 도면이다.
도 3a는 본 발명의 일실시예에 따라 에너지 발전 소자를 도 2b에서 설명된 마찰대전 발전 소자를 적용한 정전기 방지 장치의 구성 요소를 예시한다.
도 3a를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 정전기 방지 장치는 에너지 발전 소자(300), 정류부(301), 작동부(302) 및 전하저장부(303)를 포함하고, 작동부(302)가 인체(310)에 부착된 구조를 가진다.
에너지 발전 소자(300)는 전극을 이중 전극으로 가지고, 스프링을 통해 제1 마찰 대전층과 제2 마찰 대전층이 상호 마찰을 통해 자가 발전함에 따라 전하(electric charge)를 생성한다.
에너지 발전 소자(300)에 의해 발생된 전하는 정류부(301)에서 음전하로 정류되고, 정류된 음전하는 작동부(302)를 통해 인체에 전달되어 인체(310)의 전위(electric potential)를 고전위에서 저전위로 조절한다.
한편, 작동부(302)는 인체(310)의 양전하를 정류부로 전달하고, 정류부(301)는 양전하를 전하저장부(303)로 전달하여, 전하저장부(303)는 양전하를 저장한다.
전하저장부(303)는 도체와 절연체로 이루어지고, 절연체가 도체를 감싸는 구조를 가지면서, 도체에 대전된 양전하에 의해 발생될 수 있는 정전기를 절연체가 방지하면서, 대전된 전하를 사용 후 지속적으로 방전한다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 정전기 방지 장치는 에너지 발전 소자(300)에서 자가 발전된 전하를 정류부(301)를 통해 음전하로 정류하고, 작동부(302)를 통해 인체(310)에 음전하를 전달함에 따라 인체(310)의 전위를 고전위에서 저전위로 조절함에 따라 인체(310)가 다른 저전위의 물체와 접촉하더라도 전위차가 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 정전기 방지 장치는 전하저장부(303)를 통해 인체의 양전하를 저장 및 방전함에 따라 인체(310)의 전위를 고전위에서 저전위로 조절할 수 있다.
도 3b는 본 발명의 일실시예에 따라 에너지 발전 소자를 도 2d에서 설명된 마찰대전 발전 소자를 적용한 정전기 방지 장치의 구성 요소를 예시한다.
도 3b를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 정전기 방지 장치는 에너지 발전 소자(320), 정류부(321), 작동부(322) 및 전하저장부(323)를 포함하고, 작동부(322)가 인체(330)에 부착된 구조를 가진다.
에너지 발전 소자(320)는 전극을 단일 전극으로 가지고, 다른 마찰대전층이나 스프링 없이도 의복의 섬유 등과의 마찰로 자가 발전한다.
따라서, 정전기 방지 장치는 상대적으로 간단한 구조로 인체의 전위를 조절할 수 있다.
에너지 발전 소자(320)에 의해 발생된 전하는 정류부(321)에서 음전하로 정류되고, 정류된 음전하는 작동부(322)를 통해 인체에 전달되어 인체(330)의 전위를 고전위에서 저전위로 조절한다.
한편, 작동부(322)는 인체(330)의 양전하를 정류부로 전달하고, 정류부(321)는 양전하를 전하저장부(323)로 전달하여, 전하저장부(323)는 양전하를 저장한다.
전하저장부(323)는 도체와 절연체로 이루어지고, 절연체가 도체를 감싸는 구조를 가지면서, 도체에 대전된 양전하에 의해 발생될 수 있는 정전기를 절연체가 방지하면서, 대전된 전하를 사용 후 지속적으로 방전한다. 여기서, 절연체가 인체와 닿지 않는 바깥쪽에 위치하여도 도체에 대전된 양전하에 의해 발생될 수 있는 정전기를 방지할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 정전기 방지 장치는 에너지 발전 소자(320)에서 자가 발전된 전하를 정류부(321)를 통해 음전하로 정류하고, 작동부(322)를 통해 인체(330)에 음전하를 전달함에 따라 인체(330)의 전위를 고전위에서 저전위로 조절함에 따라 인체(330)가 다른 저전위의 물체와 접촉하더라도 전위차가 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 정전기 방지 장치는 전하저장부(323)를 통해 인체의 양전하를 저장 및 방전함에 따라 인체(330)의 전위를 고전위에서 저전위로 조절할 수 있다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따른 정전기 방지 장치는 에너지 발전 소자의 구조 및 형성 물질들을 변경하여 인체의 전위가 조절되는 범위를 제어할 수 있다.
도 3a 및 도 3b에서 에너지 발전 소자를 마찰대전 발전 소자로 예시하나, 자가 발전을 통해서 전하를 생성할 수 있는 압전 발전 소자, 열전 발전 소자 및 자기장 발전 소자 등으로 대체 가능하다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 정전기 방지 방법을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 정전기 방지 방법이 에너지 발전 소자에서 자가 발전된 전하를 정류부를 통해 음전하로 정류하고, 정류된 음전하를 인체에 부착 또는 접촉된 작동부를 통해 주입함에 따라 인체의 전위를 조절하여 인체 주변에서 정전기가 발생되는 것을 방지하는 실시예를 예시한다.
도 4를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 정전기 방지 방법은 단계(401)에서 에너지 발전 소자로부터 발전된 전하를 음전하로 정류하고, 음전하의 이동을 유도한다.
즉, 정전기 방지 방법은 에너지 발전 소자에서 자가 발전을 통해 발전된 전하를 전달받고, 전달된 전하를 음전하로 정류하고, 음전하를 인체 내 주입하기 위해서 음전하의 이동을 작동부로 유도할 수 있다.
단계(402)에서 본 발명의 일실시예에 따른 정전기 방지 방법은 유도된 음전하를 인체 내 전달하여 인체의 전위를 조절함에 따라 정전기를 방지하고, 정류부로 인체의 양전하를 전달한다.
즉, 정전기 방지 방법은 유도된 음전하를 인체 내에 전달하고, 전달된 음전하에 기반하여 인체의 전위가 고전위에서 저전위로 이동하도록 조절함에 따라 인체와 접촉할 수 있는 다른 물체와의 전위차이 발생을 방지하여 정전기의 발생을 방지하면서, 인체로부터 배출되는 양전하는 정류부로 전달할 수 있다.
단계(403)에서 본 발명의 일실시예에 따른 정전기 방지 방법은 정류부를 통해 양전하를 저장 및 방전하되, 절연체에 기반하여 양전하에 따른 정전기를 방지한다.
즉, 정전기 방지 방법은 정류부로부터 인체 내 양전하를 전달 받아서 도체에 저장하고, 도체의 주위에 위치하는 절연체에 기반하여 도체에 대전된 양전하에 의해 정전기가 발생되는 것을 방지하며, 도체에 대전된 양전하는 방전시킬 수 있다.
따라서, 본 발명은 휴대용 컴퓨터, 휴대용 전화기 등의 휴대용 전자기기에 사용되는 반도체나 소자들의 크기가 점점 작아지면서 반도체나 소자들에 데미지(damage)를 가할 수 있는 정전기를 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 정전기 방지 장치의 인체 전위 조절 결과를 설명하는 도면이다.
도 5를 참고하면, 그래프(500)는 가로축에서 시간의 변화를 나타낼 수 있고, 세로축에서 전압의 변화를 나타낼 수 있다.
그래프(500)는 본 발명의 일실시예에 따른 인체 전위 조절 효과를 보여주는데, 정전기 방지 장치가 인체 내에 음전하를 주입하고, 인체 내에서 배출되는 양전하를 정류부로 전달함에 따라 인체 내의 전위가 시간이 지날 수 록 낮아지는 것을 확인시켜 준다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따른 정전기 방지 장치는 에너지 발전 소자, 정류부, 작동부 및 전하저장부를 통해 인체의 전위를 효과적으로 조절할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 정전기 방지 장치의 전하저장부에 기반한 전위 조절 결과를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전하저장부를 형성하는 다양한 도체의 물질에 대하여 시간의 변화에 따른 전압의 변화를 통해 인체 내 전위 변화를 예시한다. 여기서, 도체는 방전체로 지칭될 수 도 있다.
도 6의 그래프(600)를 참고하면, 그래프(600)는 가로축에서 시간의 변화를 나타낼 수 있고, 세로축에서 전압의 변화를 나타낼 수 있다.
그래프(600)는 방전체의 물질이 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 철(Fe) 및 구리(Cu)인 경우에 따른 전위 레벨 변화를 예시한다.
방전체의 물질이 니켈(Ni)인 경우에 가장 빠른 시간에 전위 레벨이 낮아지는 것을 확인할 수 있고, 다음으로, 알루미늄(Al), 구리(Cu), 철(Fe) 및 아연(Zn) 순서인 것을 확인할 수 있다.
예를 들어, 방전체의 물질이 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 철(Fe) 및 구리(Cu) 중 어느 하나인 경우에 방전체가 없는 경우에 대비하여 전위 레벨을 빠르게 감소시킬 수 있다.
예를 들어, 방전체의 물질이 금(Au)인 경우에 알루미늄(Al)인 경우에 대비하여 전위 레벨을 빠르게 감소시킬 수 있다.
즉, 그래프(600)는 본 발명의 일실시예에 따른 정전기 방지 장치의 전하저장부를 형성하는 도체의 물질의 종류에 따라 전위가 조절되는 정도가 달라짐을 나타낸다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 정전기 방지 장치는 에너지 발전 소자와 방전체의 종류에 따라 전위가 조절되는 정도 또는 양을 조절할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (11)

  1. 에너지 발전 소자로부터 발전된 전하를 음전하로 정류하고, 상기 정류된 음전하의 이동을 유도하는 정류부;
    인체의 일 부분에 부착되고, 상기 유도된 음전하를 상기 인체 내 전달하여 상기 인체의 전위를 조절함에 따라 정전기의 발생을 방지하며, 상기 정류부로 상기 인체의 양전하를 전달하는 작동부; 및
    도체와 절연체로 이루어지고, 상기 정류부를 통해 상기 양전하를 저장하고, 상기 저장된 양전하를 방전하되, 상기 절연체에 기반하여 상기 도체에 대전된 양전하에 따른 정전기의 발생을 방지하는 전하저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는
    정전기 방지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 작동부는 상기 유도된 음전하를 상기 인체 내에 전달하고, 상기 전달된 음전하에 기반하여 상기 인체의 전위가 고전위에서 저전위로 이동하도록 조절함에 따라 상기 인체와 접촉할 수 있는 다른 물체와의 전위차이 발생을 방지하여 정전기의 발생을 방지하는 것을 특징으로 하는
    광전자 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 작동부는 상기 인체의 전위가 상기 고전위에서 상기 저전위로 이동함에 따라 상기 인체 내 양전하를 상기 정류부로 전달하는 것을 특징으로 하는
    정전기 방지 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 정류부는 상기 정류된 음전하의 이동을 상기 작동부의 방향으로 유도하고, 상기 전달된 양전하의 이동을 상기 전하저장부의 방향으로 유도하는 것을 특징으로 하는
    정전기 방지 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전하저장부는 상기 정류부로부터 상기 인체 내 양전하를 전달 받아서 상기 도체에 저장하고, 상기 도체의 주위에 위치하는 절연체에 기반하여 상기 도체에 대전된 양전하에 의해 정전기가 발생되는 것을 방지하며, 상기 도체에 대전된 양전하는 방전시키는 것을 특징으로 하는
    정전기 방지 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 도체는 금(Au), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 은(Ag), Cu(구리), 텅스텐(W), 철(Fe), 니켈(Ni) 중 선택되는 적어도 어느 하나의 금속 물질이거나 적어도 둘이 결합된 합금 물질 및 탄소나노튜브 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는
    정전기 방지 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 발전 소자는 압전 발전 소자, 마찰대전 발전 소자, 열전 발전 소자, 일렉트렛(electret) 및 자기장 발전 소자 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 에너지 발전 소자가 상기 마찰대전 발전 소자인 경우, 상기 마찰대전 발전 소자는 전극, 마찰대전층으로 형성되고, 상기 전극은 단일 또는 이중 전극이며, 상기 마찰대전층은 단일 또는 이중 마찰대전층을 이루는 것을 특징으로 하는
    정전기 방지 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전극은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 납(Pt), 금(Au), 은(Ag), 그래핀(graphene), ITO 및 전도성 폴리머(polymer) 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 마찰대전층은 PVDF(Polyvinylidene fluoride), PDMS(polydimethylsiloxane), PTFE(Polytetrafluoroethylene), PFA(Perfluoroalkoxy alkanes), PI(Polyimide), PS(polystyrene), PU(polyurethane), PMMA(polymethyl methacrylate), PVC(polyvinyl chloride), 나일론(Nylon), 알루미늄(Al) 및 상기 PVDF(Polyvinylidene fluoride), 상기 PDMS(polydimethylsiloxane), 상기 PTFE(Polytetrafluoroethylene), 상기 PFA(Perfluoroalkoxy alkanes), 상기 PI(Polyimide), 상기 PS(polystyrene), 상기 PU(polyurethane), 상기 PMMA(polymethyl methacrylate) 및 상기 PVC(polyvinyl chloride) 중 적어도 하나를 포함하는 공중합체(copolymer) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는
    정전기 방지 장치.
  9. 정류부에서, 에너지 발전 소자로부터 발전된 전하를 음전하로 정류하고, 상기 정류된 음전하의 이동을 유도하는 단계;
    인체의 일 부분에 부착되는 작동부에서, 상기 유도된 음전하를 상기 인체 내 전달하여 상기 인체의 전위를 조절함에 따라 정전기의 발생을 방지하고, 상기 정류부로 상기 인체의 양전하를 전달하는 단계; 및
    도체와 절연체로 이루어지는 전하저장부에서, 상기 정류부를 통해 상기 양전하를 저장하고, 상기 저장된 양전하를 방전하되, 상기 절연체에 기반하여 상기 도체에 대전된 양전하에 따른 정전기의 발생을 방지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    정전기 방지 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 유도된 음전하를 상기 인체 내 전달하여 상기 인체의 전위를 조절함에 따라 정전기의 발생을 방지하고, 상기 정류부로 상기 인체의 양전하를 전달하는 단계는,
    상기 유도된 음전하를 상기 인체 내에 전달하고, 상기 전달된 음전하에 기반하여 상기 인체의 전위가 고전위에서 저전위로 이동하도록 조절함에 따라 상기 인체와 접촉할 수 있는 다른 물체와의 전위차이 발생을 방지하여 정전기의 발생을 방지하는 단계; 및
    상기 인체의 전위가 상기 고전위에서 상기 저전위로 이동함에 따라 상기 인체 내 양전하를 상기 정류부로 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    정전기 방지 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 정류부를 통해 상기 양전하를 저장 및 방전하되, 상기 절연체에 기반하여 상기 도체에 대전된 양전하에 따른 정전기의 발생을 방지하는 단계는,
    상기 정류부로부터 상기 인체 내 양전하를 전달 받아서 상기 도체에 저장하고, 상기 도체의 주위에 위치하는 절연체에 기반하여 상기 도체에 대전된 양전하에 의해 정전기가 발생되는 것을 방지하며, 상기 도체에 대전된 양전하는 방전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    정전기 방지 방법.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5461369A (en) * 1990-08-13 1995-10-24 Minnesota Mining And Manufacturing Co. Electrostatic discharge detector
JP2003153557A (ja) * 2001-11-12 2003-05-23 Sony Corp 発電装置、デバイス、動作機械、発電方法
KR20040081455A (ko) * 2002-01-18 2004-09-21 마츠시다 덴코 가부시키가이샤 헤어셋팅 기기
KR20190141337A (ko) * 2018-06-14 2019-12-24 경남대학교 산학협력단 휴대 가능한 정전기 방지기구
KR20200137335A (ko) * 2019-05-30 2020-12-09 한국생산기술연구원 마찰대전을 이용한 정전기방지용 손목밴드

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101584896B1 (ko) * 2014-06-11 2016-01-15 경희대학교 산학협력단 투명 마찰 전기 나노 발전 소자 및 이를 이용한 발전 유닛
KR101907771B1 (ko) 2017-01-23 2018-10-12 성균관대학교산학협력단 전하 유도형 마찰전기 에너지 발생 장치
KR102217033B1 (ko) 2019-01-09 2021-02-18 경희대학교 산학협력단 기계 에너지를 얻기 위한 전도성 폴리머 기반 직물-기반 마찰 전기 나노 발전기

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5461369A (en) * 1990-08-13 1995-10-24 Minnesota Mining And Manufacturing Co. Electrostatic discharge detector
JP2003153557A (ja) * 2001-11-12 2003-05-23 Sony Corp 発電装置、デバイス、動作機械、発電方法
KR20040081455A (ko) * 2002-01-18 2004-09-21 마츠시다 덴코 가부시키가이샤 헤어셋팅 기기
KR20190141337A (ko) * 2018-06-14 2019-12-24 경남대학교 산학협력단 휴대 가능한 정전기 방지기구
KR20200137335A (ko) * 2019-05-30 2020-12-09 한국생산기술연구원 마찰대전을 이용한 정전기방지용 손목밴드

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