KR101545000B1 - Vibration Mobile And Interior Mobile Using The Same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 모빌에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 별도의 동력원없이 기계력 및/또는 자연력 등의 외력에 의해 움직이면서 주변의 에너지를 재수확하는 진동식 모빌 즉 에너지 수확(Energy harvesting)기술이 적용된 진동식 모빌 및 이를 이용한 인테리어 모빌에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to a mobile, and more particularly, to a vibration type mobile vehicle that is driven by an external force such as a mechanical force and / or a natural force without relying on a separate power source, The present invention relates to an interior mobile used.
최근 에너지 사용량의 증가와 화석 연료의 고갈 문제로 인해 에너지 부족현상과 환경 오염 문제가 심각하게 대두되고 있는 실정이며, 이로 인해 대체 에너지의 개발과 고효율의 친환경 기술의 개발이 진행되고 있다. 그리고 부족한 에너지 자원을 효율적으로 활용하기 위해 개발되고 있는 에너지 하베스팅(Energy harvesting)기술은 최근의 에너지/자원 문제와 맞물려 주목을 받고 있다. Recently, due to the increase of energy consumption and the depletion of fossil fuels, the energy shortage problem and the environmental pollution problem have been seriously raised. As a result, development of alternative energy and development of environment friendly technology with high efficiency are progressing. Energy harvesting technology, which is being developed to efficiently utilize scarce energy resources, is attracting attention due to recent energy / resource issues.
상기 에너지 수확기술 즉 에너지 하베스팅 기술은 인위적 환경 또는 자연 환경에서 미활용되거나 무시되는 에너지를 다시 포집하는 기술로서, 학계와 산업계 전반에 걸친 지대한 관심으로 인해 에너지 수확기술에 대한 다양한 방향의 연구 개발이 진행되고 있다. The energy harvesting technique, that is, the energy harvesting technique, is a technology for collecting energy that is not used or neglected in an artificial environment or a natural environment, and research and development in various directions about energy harvesting technology is progressing due to great interest in academia and industry in general .
에너지 하베스팅이란, ‘수확한다’라는 뜻을 가진 영어 단어‘harvesting’의 의미처럼, 전통적인 수력, 화력, 풍력, 조력 발전 기술과는 달리 생활 주변에서 버려지거나 무시되는 에너지를 수확해 사용 가능한 전기 에너지로 변환하는 기술을 말한다.Energy Harvesting is an energy harvesting technology that harvests energy that is abandoned or neglected in daily life, unlike traditional hydropower, thermal power, wind power, and tidal power generation technologies, which means 'harvesting' .
다시 말해서, 상기 에너지 하베스팅 기술은 주변에서 버려지는 에너지를 이용하여 전기기기 등의 장치를 구동하거나 에너지를 포집/저장하는 기술로서, 기존 기계 장치 또는 전자 장치 등의 전체 에너지 효율을 크게 향상시킬 수 있으므로, 다양한 분야에서 요구되는 에너지 효율개선과 맞물려 관심이 증폭되고 있으며, 현재 선진국을 중심으로 정책적 보급이 촉진되고 있다.In other words, the energy harvesting technique is a technology for driving devices such as electric devices or collecting / storing energy by using the waste energy from the surroundings, and can greatly improve the overall energy efficiency of existing mechanical devices or electronic devices Therefore, the interest has been amplified in conjunction with the improvement of energy efficiency required in various fields. Currently, policy diffusion is promoted mainly in developed countries.
에너지 하베스팅 기술의 예로는 전자기 유도방식을 이용한 에너지 수확기술이 있으며, 보다 기술개발이 활발한 분야는 압전 하베스팅(Piezoelectric harvesting) 기술을 들 수 있다. 여기서 압전이란 압력이나 진동과 같은 일상적인 물리적 자극으로부터 전력을 얻는 것을 말한다.An example of energy harvesting technology is energy harvesting technology using electromagnetic induction method. Piezoelectric harvesting technology is an area where technology development is more active. Piezoelectricity refers to obtaining power from daily physical stimuli such as pressure or vibration.
상술한 압전 하베스팅 기술은 낮은 출력 때문에 경제성이 낮다고 인식되어 왔으나, 최근 들어 초절전 반도체 기술이 비약적으로 발전하면서, 에너지 하베스팅 분야에 크게 기여를 할 것으로 전망되고 있다. Although the piezoelectric hovering technique described above has been recognized as being economically unfavorable due to its low output, it is expected that it contributes greatly to the field of energy harvesting as the ultra-low-power semiconductor technology develops rapidly.
신발에 장착한 압전 발전기가 단위체적당 330μW를 출력한다는 분석결과에서 보듯, 압전 하베스팅 기술은 이미 마이크로와트(μW)급의 파워 출력이 가능하다는 것을 증명하고 있으며, 수년 안에 밀리와트(mW)급의 압전 에너지 하베스팅 기술로 진화할 것으로 보인다.Piezoelectric harvester technology has already proven that microwatt (μW) power output is possible, as shown in the analysis that a shoe mounted piezoelectric generator outputs 330μW per unit volume. In the years, millimeters of watts (mW) Piezoelectric energy hovering technology is expected to evolve.
특히, 이러한 에너지 압전 하베스팅 시스템은 발전 과정 중에 다른 어떤 폐기물이나 이산화탄소나 전자 노이즈 등과 같은 환경 문제를 야기하지 않으므로, 친환경 측면에서 바람직한 대체 에너지 기술로 조명받고 있다. 하지만, 현재의 에너지 하베스팅 시스템은 내구성과 발전의 연속성, 공간 활용, 그리고 발전 효율 측면에서 여전히 많은 개선이 필요한 실정이며, 일생 생활에 친숙한 형태 예를 들면 심미적이거나 장식적인 구조물로 구현된 예가 없고, 기계 장치나 전기기기에 결합되어 장치의 구동 과정에서 버려지는 기계 에너지를 재포집하는 정도에 그치므로, 적용 분야나 사용 형태에 한계를 보이고 있다.In particular, such energy piezo-harvesting systems are not exposed to any other waste, or environmental problems such as carbon dioxide or electromagnetic noise during the development process, and thus are being viewed as desirable alternative energy technologies in terms of environment friendliness. However, the current energy harvesting system still requires a lot of improvement in terms of durability, continuity of power generation, space utilization, and power generation efficiency, and there is no example that is familiar with lifelong life, such as an aesthetic or decorative structure, It is limited only to the extent of re-capturing the mechanical energy that is discarded in the process of driving the device by being coupled to the mechanical device or the electric device.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 별도의 동력원을 사용하지 않고 시각적인 움직임을 구현하는 동시에 일상에서 무시되고 버려지는 무관심 영역의 에너지를 포획하며 전기 에너지를 생성하는 진동식 모빌 및 이를 이용한 인테리어 모빌 등의 장식 모빌을 제공하는 데 그 목적이 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a vibration type mobile robot which implements visual movement without using a separate power source, And a decorative mobile such as an interior mobile using the same.
상술한 목적을 해결하기 위하여, 본 발명은: 외력에 의해 진동 가능한 모빌 몸체; 그리고 상기 모빌 몸체에 구비되며, 상기 모빌 몸체의 진동에 의한 압전 발전과 트리보 발전 및 태양광에 의한 태양광 발전 중 적어도 하나의 방식으로 전기 에너지를 생성하는 발전 유닛을 포함하여 구성되는 진동식 모빌을 제공한다.In order to solve the above-mentioned object, the present invention provides a mobile terminal comprising: a mobile body capable of being vibrated by an external force; And a power generating unit provided in the mobile body for generating electric energy in at least one of a piezoelectric power generation by vibration of the mobile body, a triboelectric power generation, and a solar light generation by sunlight, to provide.
상기 발전 유닛은, 상기 모빌 몸체의 진동에 의한 자극을 받도록 상기 모빌 몸체에 연결되는 적어도 하나의 발전 모빌을 포함하며; 상기 발전 모빌은, 상기 모빌 몸체의 진동에 의한 자극을 받아서 압전 발전과 트리보 발전 중 적어도 하나의 방식으로 전기 에너지를 생성한다. 따라서 상기 발전 모빌은 압전 소자와 트리보 소자 중 어느 하나를 가지며, 더 나아가 상기 태양광 발전을 위한 태양광 소자를 가질 수도 있다.The power generation unit includes at least one power generation mobile connected to the mobile body to receive a stimulation by vibration of the mobile body; The power generation mobile generates electrical energy in at least one of a piezoelectric power generation mode and a triboelectric power generation mode by being stimulated by vibration of the mobile body. Accordingly, the power generation mobile may have any one of a piezoelectric element and a tribological element, and further may have a photovoltaic element for the solar power generation.
상기 발전 모빌은, 상기 모빌 몸체의 진동에 의해 변형과 복원을 반복하도록 상기 모빌 몸체에 구비될 수 있다. 상기 모빌 몸체는 진동에 의해 신축되며; 상기 발전 모빌은 상기 모빌 몸체에서 바깥쪽으로 돌출될 수도 있다.The power generation mobile may be provided in the mobile body so as to be repeatedly deformed and restored by the vibration of the mobile body. The mobile body is stretched by vibration; The power generation mobile may protrude outward from the mobile body.
상기 모빌 몸체는; 상기 발전 유닛의 일측을 지지하는 지지체, 그리고 상기 지지체에 대해 상대 진동함으로써, 상기 발전 유닛에 전기 에너지의 생성을 위한 자극을 인가하는 진동체를 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 발전 모빌의 일측은 상기 지지체에 연결되고 상기 발전 모빌의 타측은 상기 진동체에 연결될 수 있다.The mobile body comprising: A support for supporting one side of the power generation unit and a vibrating body for applying a magnetic pole for generating electric energy to the power generation unit by relative oscillation with respect to the support body. One side of the power generation mobile may be connected to the support body and the other side of the power generation mobile may be connected to the vibrating body.
보다 구체적인 예로서, 상기 모빌 몸체는, 속이 빈 모빌 커버와 상기 모빌 커버에 삽입되는 모빌 코어를 포함하여 구성될 수도 있다. 그리고 상기 모빌 몸체는 상기 진동식 모빌의 줄기(Main Stem)을 이루며; 상기 발전 모빌은, 상기 모빌 커버의 둘레벽에서 상기 모빌 커버의 외측으로 돌출되어 상기 진동식 모빌의 가지(Branch)를 형성할 수 있다.As a more specific example, the mobile body may comprise a hollow mobile cover and a mobile core inserted into the mobile cover. And the mobile body forming a stem of the vibrating mobile; The power generation mob protrudes from the peripheral wall of the mobile cover to the outside of the mobile cover to form a branch of the vibratory mobile.
상기 모빌 커버는 상기 발전 모빌의 일측에 연결되고, 상기 모빌 코어는 상기 발전 모빌의 다른 일측에 연결되며, 상기 모빌 몸체의 움직임에 종속하여 진동 예를 들면 변형과 복원을 반복한다.The mobile cover is connected to one side of the power generation mobile, and the mobile core is connected to the other side of the power generation mobile and repeats the vibration, for example, deformation and restoration depending on the movement of the mobile body.
상기 발전 모빌은, 상기 모빌 코어를 둘러싸는 상기 모빌 커버의 둘레벽을 관통해서 외측으로 돌출되는 코어 브랜치와, 상기 모빌 커버의 둘레벽에서 외측으로 돌출되는 커버 브랜치를 포함하며; 상기 코어 브랜치의 일단은 상기 모빌 코어에 의해 지지되고 상기 커버 브랜치의 일단은 상기 모빌 커버에 의해 지지된다. The power generation mob includes a core branch protruding outwardly through a peripheral wall of the mobile cover surrounding the mobile core and a cover branch protruding outward from the peripheral wall of the mobile cover; One end of the core branch is supported by the mobile core and one end of the cover branch is supported by the mobile cover.
그리고 상기 코어 브랜치와 상기 커버 브랜치는 접촉되거나 연결되어서 상대방을 지지할 수 있다.And the core branch and the cover branch may contact or be connected to support the other party.
상기 모빌 코어는, 상기 모빌 코어의 전도를 방지하는 받침대에 구비되며; 상기 모빌 커버는, 상기 받침대에 구비되는 스프링에 의해 탄력적으로 지지될 수 있다. Wherein the mobile core is provided on a pedestal preventing conduction of the mobile core; The mobile cover may be elastically supported by a spring provided on the pedestal.
상호간 접촉에 의해 전기 에너지가 생성되도록, 상기 모빌 커버에는 제1대전체가 적용되고, 상기 모빌 코어에는 상기 제1대전체와의 접촉에 의해 대전되는 제2대전체가 적용될 수도 있다. 즉 상기 발전 유닛이 상기 모빌 커버에 적용되는 제1대전체와 상기 모빌 코어에 적용되는 제2대전체를 갖는 트리보 발전소자를 포함하여 구성될 수도 있다,The first base is entirely applied to the mobile cover so that electric energy is generated by mutual contact, and the second base charged by contact with the whole of the first base may be applied to the mobile core. That is, the power generation unit may be configured to include a triboelectric power generator having a first main body applied to the mobile cover and a second main body applied to the mobile core.
상기 제1대전체는 상기 모빌 커버의 내주면에 형성되고, 상기 제2대전체는 상기 모빌 코어의 외주면에 형성되며, 상기 제1대전체와 제2대전체의 마찰에 의해 전기 에너지가 생성된다. The whole of the first base is formed on the inner peripheral surface of the mobile cover, the whole of the second base is formed on the outer peripheral surface of the mobile core, and electric energy is generated by friction between the whole of the first base and the whole of the second base.
그리고, 상기 발전 유닛은, 트리보 발전소자와 압전 소자 중 어느 하나와 태양광 소자가 전기적으로 연결되어 동시 발전을 구현하는 융합 발전기를 포함하여 구성될 수도 있다. 또한, 상기 발전 유닛은, 태양광 소자의 내부에 압전체가 매설되어 있는 구조의 융합 발전 소자를 포함하여 구성될 수도 있다.The power generation unit may include a fused power generator that is electrically connected to one of the triboelectric element and the piezoelectric element and the photovoltaic element to realize simultaneous power generation. Further, the power generation unit may include a fused power generation element having a structure in which a piezoelectric body is buried in the inside of the photovoltaic element.
보다 구체적인 일 형태로서, 본 발명은: 상하 방향으로 진동 가능한 모빌 몸체; 그리고 상기 모빌 몸체에 구비되며, 상기 모빌 몸체의 진동에 의한 압전 발전과 트리보 발전 및 태양광에 의한 태양광 발전 중 적어도 하나의 방식으로 전기 에너지를 생성하는 발전 유닛을 포함하여 구성되는 진동식 모빌로서: 상기 모빌 몸체는, 속이 빈 모빌 커버와 상기 모빌 커버에 삽입되는 모빌 코어를 포함하며 상기 진동식 모빌의 줄기를 이루고; 상기 발전 유닛은, 상기 모빌 몸체의 진동에 종속하여 움직이도록 상기 모빌 몸체에 연결되어 압전 발전과 트리보 발전 중 적어도 하나의 방식으로 전기 에너지를 생성하는 복수의 발전 모빌들을 포함하며; 상기 발전 모빌들은, 상기 진동식 모빌의 가지를 이루도록 상기 모빌 몸체에 상호 이격되게 구비되어 상기 모빌 커버의 둘레벽에서 서로 다른 방향으로 돌출된다.As a more specific aspect, the present invention provides a mobile phone comprising: a mobile body capable of vibrating in a vertical direction; And a power unit provided in the mobile body and generating electric energy in at least one of a piezoelectric power generation by vibration of the mobile body, a triboelectric power generation, and a solar light generation by sunlight, : Said mobile body comprising a hollow mobile cover and a mobile core inserted in said mobile cover, forming the stem of said vibratory mobile; The power generation unit includes a plurality of power generation mobiles connected to the mobile body to move in dependence on the vibration of the mobile body to generate electric energy in at least one of a piezoelectric power generation mode and a triboelectric power generation mode; The power generation mobiles are spaced apart from each other in the mobile body so as to form branches of the vibrating mobile and are protruded in different directions from the peripheral wall of the mobile cover.
상기 발전 모빌들은 상기 모빌 몸체의 축선 방향으로 간격을 두고 복수의 행(Row)에 배치되며, 상기 모빌 몸체의 축선과 나란한 세로 방향으로 동일 선상에 배열되거나 엇갈리게 예를 들면 지그 재그로 배열될 수 있다. 그리고 상기 발전 모빌들 중 상대적으로 상측 행에 배치되는 발전 모빌이 하측 행에 배치되는 발전 모빌에 비해 낮게 돌출된다. The power generation mobiles may be arranged in a plurality of rows spaced apart from each other in the axial direction of the mobile body, and may be arranged in the same line in a longitudinal direction parallel to the axis of the mobile body, or may be staggered, for example, . And the power generation mobiles disposed in the upper row relatively to the power generation mobiles are lower than the power generation mobiles disposed in the lower row among the power generation mobiles.
상기 발전 모빌들은, 상기 모빌 몸체의 둘레 방향으로 간격을 두고 복수 열(Column)에 배치되며, 상기 모빌 몸체의 둘레 방향(가로 방향)을 따라 동일 선상에 배열되거나 상호 엇갈리게 예를 들면 지그 재그로 배열될 수도 있다. 상기 발전 모빌들 중 적어도 하나는, 태양광 발전을 위한 태양광 소자를 가질 수 있으며, 보다 구체적으로는, 상기 태양광 소자는 상기 발전 모빌들 중 적어도 하나의 선단부에 배치된다. The power generation mobiles are arranged in a plurality of columns at intervals in the circumferential direction of the mobile body and are arranged in a line along the circumferential direction (transverse direction) of the mobile body, or alternately arranged in a jig . At least one of the power generation mobiles may have a solar photovoltaic device for solar power generation, and more particularly, the solar photovoltaic device is disposed at a leading end of at least one of the power generation mobiles.
그리고, 상기 모빌 커버와 상기 모빌 코어의 접촉에 의해 전기 에너지가 생성되도록, 상기 모빌 커버는 상기 모빌 코어와의 접촉에 의해 대전되는 제1대전체를 가지며, 상기 모빌 코어는 상기 제1대전체와의 접촉에 의해 대전되는 제2대전체를 가질 수 있다. 상기 진동식 모빌은 실내 또는 차량 등의 수송장치에 장식품으로 적용되는 인테리어 모빌로 사용될 수 있다.And wherein the mobile cover has a first mass that is electrified by contact with the mobile core such that electric energy is generated by contact between the mobile cover and the mobile core, The second base may be entirely charged by the contact of the second base. The vibratory mobile may be used as an interior mob applied as an ornament to an indoor or transportation device such as a vehicle.
본 발명에 따른 진동식 모빌 및 이를 이용한 인테리어 모빌에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.The vibrating mobile according to the present invention and the interior mobile using the same provide the following effects.
첫째, 본 발명에 따르면, 별도의 동력원을 사용하지 않고 일상에서 무시되고 버려지는 운동 에너지를 기반으로 시각적인 움직임을 구현하는 동시에 자체의 움직임을 기반으로 전기 에너지를 생산할 수 있으므로, 심미성을 갖는 동시에 각종의 환경에서 무관심하게 버려지는 기계력 및/또는 자연력 등의 에너지를 포획하는 에너지 수확형 모빌이 제공될 수 있다.First, according to the present invention, it is possible to produce visual energy based on kinetic energy which is ignored and discarded in daily life without using a separate power source, and at the same time, electric energy can be produced based on its own motion. An energy harvesting type mobile that captures energy such as mechanical power and / or natural power that is neglected in the environment of the environment can be provided.
둘째, 본 발명은 압전 발전과 트리보 발전과 태양광 발전을 통해 고효율의 에너지 수확을 구현할 수 있으며, 실내 보다 구체적으로는 차량의 대시보드(Dashboard) 등과 같이 진동이 발생하는 계면에 배치되어 장식품으로 구현될 수 있다.Second, the present invention can realize high efficiency energy harvesting through piezoelectric power generation, triboelectric power generation, and solar power generation, and more specifically, it is disposed at an interface where vibrations occur, such as a vehicle dashboard, Can be implemented.
본 발명의 특징 및 장점들은 후술되는 본 발명의 실시예들에 대한 상세한 설명과 함께 다음에 설명되는 도면들을 참고하여 더 잘 이해될 수 있으며, 상기 도면들 중:
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 진동식 모빌을 나타낸 사시도;
도 2와 도 1에 도시된 진동식 모빌의 분해 사시도;
도 3은 도 1에 도시된 진동식 모빌의 단면도;
도 4은 본 발명의 일 실시 예에 따른 진동식 모빌의 구성을 나타낸 블럭도;
도 5a와 도 5b는 도 1에 도시된 진동식 모빌의 움직임을 나타낸 단면도들;
도 6은 도 1에 도시된 진동식 모빌을 위한 발전 유닛의 일 실시 예를 나타낸 단면도;
도 7은 도 1에 도시된 진동식 모빌을 위한 발전 유닛의 다른 실시 예들을 나타낸 단면도;
도 8은 도 3의 "A"부에 적용 가능한 트리보 발전소자의 일 예를 나타낸 단면도;
도 9는 도 3의 "B"부에 적용 가능한 트리보 발전소자의 일 예를 나타낸 단면도;
도 10a와 도 10b는 본 발명에 따른 진동식 모빌의 발전 유닛의 일 예로서 융합 발전기의 일 실시 예를 나타낸 구조도;
도 10c는 본 발명에 따른 진동식 모빌을 위한 발전 유닛의 또 다른 실시 예를 나타낸 단면도;
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 진동식 모빌을 나타낸 사시도;
도 12는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 진동식 모빌을 나타낸 사시도;
도 13은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 진동식 모빌을 나타낸 사시도;
도 14는 도 13에 도시된 진동식 모빌을 이용한 차량용 인테리어 모빌을 나타낸 이미지; 그리고
도 15는 도 14에 표현된 차량용 인테리어 모빌이 차량의 대시보드 위에 배치되어 있는 상태를 나타낸 이미지이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The features and advantages of the present invention will become better understood with reference to the following description taken in conjunction with the following detailed description of embodiments of the invention,
1 is a perspective view of a vibrating mobile according to an embodiment of the present invention;
2 is an exploded perspective view of the oscillatory mobile shown in Fig. 2 and Fig. 1; Fig.
3 is a cross-sectional view of the oscillatory mobile shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a vibrating mobile according to an embodiment of the present invention; FIG.
Figures 5A and 5B are cross-sectional views illustrating movement of the oscillatory mobile shown in Figure 1;
6 is a cross-sectional view of one embodiment of a power generation unit for the vibratory mobile shown in FIG. 1;
FIG. 7 is a cross-sectional view showing another embodiment of the power generation unit for the vibratory mobile shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of a triboelectric power plant applicable to the "A" portion of FIG. 3;
FIG. 9 is a sectional view showing an example of a triboelectric power plant applicable to the "B" portion of FIG. 3;
10A and 10B are structural diagrams showing an embodiment of a fused generator as an example of a power generating unit of a vibrating mobile according to the present invention;
FIG. 10C is a sectional view showing still another embodiment of a power generating unit for a vibrating mobile according to the present invention; FIG.
11 is a perspective view of a vibration type mobile according to another embodiment of the present invention;
12 is a perspective view of a vibration type mobile according to another embodiment of the present invention;
13 is a perspective view of a vibration type mobile according to another embodiment of the present invention;
14 is an image showing a vehicle interior mobile using the vibratory mobile shown in FIG. 13; And
Fig. 15 is an image showing a state in which the interior mobiles for a vehicle shown in Fig. 14 are disposed on the dashboard of the vehicle.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiments of the present invention in which the object of the present invention can be specifically realized will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the present embodiment, the same designations and the same reference numerals are used for the same components, and additional description thereof will be omitted in the following.
먼저, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 진동식 모빌의 기본적 구성요소들이 설명된다. 여기서, 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 진동식 모빌을 나타낸 사시도이고, 도 2와 도 1에 도시된 진동식 모빌의 분해 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 진동식 모빌의 단면도이고, 도 4은 본 발명의 일 실시 예에 따른 진동식 모빌의 구성을 나타낸 블럭도이다.First, referring to Figs. 1 to 4, basic components of a vibrating mobile according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a perspective view of a vibration type mobile according to an embodiment of the present invention, and is an exploded perspective view of the vibration type mobile shown in FIG. 2 and FIG. 1. FIG. 3 is a sectional view of the vibration type mobile shown in FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a vibration type mobile according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예(제1실시 예)에 따른 진동식 모빌(100)은 자체의 동력원을 사용하지 않고 기계력 및/또는 자연력 예를 들면 바람 등과 같은 외력에 의해 움직일 수 있는 구조물, 보다 상세하게는 외력에 의해 진동 가능한 구조물로서, 외력이 인가되면 움직이는 모빌 몸체(110; Mobile Body)와 상기 모빌 몸체의 움직임을 기반으로 전기 에너지를 생산하는 발전 유닛(120; Generation Unit)을 포함하여 구성된다. 1 to 4, the vibration-type mobile 100 according to the first embodiment of the present invention can be applied to the vibratory mobile 100 without using its own power source and by using an external force such as a mechanical force and / A structure capable of vibrating by an external force and having a
상기 모빌 몸체(110)는 외력에 의해 진동 가능한 구성이며, 상기 발전 유닛(120)은 상기 모빌 몸체(110)의 진동에 의한 압전 발전과 트리보 발전 및 태양광에 의한 태양광 발전 중 적어도 하나의 방식으로 전기 에너지를 생성한다. 즉 상기 발전 유닛(120)은 압전 소자와 트리보 발전소자와 태양광 소자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
본 발명의 일 실시 예를 보다 구체적으로 설명하면, 상기 발전 유닛(120)은 상기 모빌 몸체(110)에 연결되는 적어도 하나의 발전 모빌(121)을 포함하며, 본 실시 예에서 상기 발전 모빌(121)은 상기 모빌 몸체(110)의 진동에 의한 자극, 즉 상기 모빌 몸체(110)에 의해 움직이면서 압전 발전과 트리보 발전 중 적어도 하나의 방식으로 전기 에너지를 생성한다. 따라서 상기 발전 모빌(121)은 압전 소자(Piezoelectric Element)와 트리보 발전소자(Triboelectric Generator) 중 어느 하나를 가지며, 더 나아가 상기 태양광 발전을 위한 태양광 소자(Solar Cell)를 더 포함할 수도 있다.The
상기 발전 모빌(121)은 상기 모빌 몸체(110)에 구비되며, 이에 따라 상기 모빌 몸체(110)의 운동(진동)에 종속해서 움직인다. 다시 말해서, 상기 모빌 몸체(110)가 진동하면 상기 모빌 몸체(110)에 연결되어 있는 상기 발전 모빌(121)도 함께 움직이면서 변형과 복원을 반복한다. The
본 실시 예에서, 상기 모빌 몸체(110)는 진동에 의해 신축되는 구조를 가지며, 상기 발전 모빌(121)은 상기 모빌 몸체(110)에서 바깥쪽으로 돌출되어 상기 모빌 몸체(110)에서 파생되는 가지(Branch)를 형성한다. 따라서 본 실시 예에서의 발전 모빌(121)은 상기 모빌 몸체의 운동에 종속하여 움직이는 모빌 브랜치(Mobile Branch)을 갖는다.The power generating mobile 121 is configured to extend outward from the
상기 모빌 몸체(110)는 진동체(111)와 지지체(112)를 포함하여 구성되며, 상기 지지체(112)는 상기 발전 유닛 보다 구체적으로는 상기 발전 모빌(121)의 일측을 지지한다.The
그리고, 상기 진동체(111)는 상기 지지체(112)에 대해 상대 진동함으로써, 상기 발전 유닛(120) 보다 구체적으로는 상기 발전 모빌(121)에 전기 에너지의 생성을 위한 기계적 자극을 인가한다. The
상기 지지체(112)와 진동체(111)는 어느 하나가 다른 하나에 대하여 상대 진동이 가능한 구조로서, 예를 들면 상기 지지체(112)가 고정된 상태에서 상기 진동체(111)가 진동할 수도 있고, 상기 진동체(111)가 고정된 상태에서 상기 지지체(112)가 진동할 수도 있으나, 설명의 편의를 위하여, 상기 모빌 몸체(110)에서 상대 진동이 가능한 구성 요소들 중에서 발전 모빌(121)의 진동 하중을 지지하는 구성요소를 지지체(112)라 칭하고, 다른 하나 예를 들면 탄성력에 의해 지지되는 구성요소를 진동체(111)라 칭한다.The supporting
본 실시 예에서는, 상기 발전 모빌(121)의 일측은 상기 지지체(112)에 연결되고, 상기 발전 모빌(121)의 타측은 상기 진동체(111)에 연결되나 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 상기 모빌 몸체(110)에 외력이 인가되어서 상기 진동체(111)가 상기 지지체(112)를 기준으로 진동하면, 상기 발전 모빌(121)에 반복적인 자극이 가해져서 상기 진동체(111)와 함께 상기 발전 모빌(121)도 진동하며, 본 실시 예에서는 상기 모빌 몸체(110)의 진동에 의해 상기 발전 모빌(121)이 벤딩(Bending)된다. In this embodiment, one side of the power generation mobile 121 is connected to the
보다 구체적으로 설명하면, 상기 모빌 몸체(110)는 속이 빈 모빌 커버와 상기 모빌 커버에 삽입되는 모빌 코어를 포함하는 구조물로서, 상기 모빌 커버와 상기 모빌 코어 중에 어느 하나가 상술한 진동체(111)로 적용되고 다른 하나는 상기 지지체(112)가 된다. More specifically, the
본 실시 예에서는 상기 모빌 커버가 진동체(111)로 적용되고, 상기 모빌 코어가 상기 지지체(112)로 적용된다. 이하의 설명에서는 상기 진동체(111)를 모빌 커버라 칭하고 상기 지지체(112)를 모빌 코어라 칭하며, 상기 모빌 커버와 모빌 코어에는 각각 진동체(111) 및 지지체(112)의 도면 부호가 동일하게 사용된다. In this embodiment, the mobile cover is applied to the vibrating
상기 모빌 몸체(110)는 상기 진동식 모빌의 줄기(Main Stem)을 이룬다. 그리고, 상기 발전 모빌(121)은 상기 모빌 커버(111)의 외측으로 돌출되어서 상기 진동식 모빌의 가지(ranch)를 형성한다. 본 실시 예에서 상기 발전 모빌(121)은 상기 모빌 커버(111)의 둘레벽(111b)에서 상기 모빌 커버(111)의 외측으로 돌출된다.The
도 3을 참조하면, 상기 모빌 커버(111)는 상기 발전 모빌(121)의 일측에 연결되고, 상기 모빌 코어(112)는 상기 발전 모빌(121)의 다른 일측에 연결되며, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 상기 발전 모빌(121)은 상기 모빌 몸체(110)의 움직임에 종속하여 진동 예를 들면 변형과 복원을 반복한다.3, the
상기 발전 모빌(121)은, 상기 모빌 코어(112)를 둘러싸는 상기 모빌 커버(111)의 둘레벽(111b)을 관통해서 외측으로 돌출되는 코어 브랜치(121a)와, 상기 모빌 커버(111)의 둘레벽에서 외측으로 돌출되는 커버 브랜치(121b)를 포함하며, 상기 코어 브랜치(121a)의 일단은 상기 모빌 코어(112)에 의해 지지되고 상기 커버 브랜치(121b)의 일단은 상기 모빌 커버(111)에 의해 지지된다. 상기 모빌 커버의 둘레벽(111b)에는 상기 코어 브랜치(121a)의 배치와 상기 모빌 커버(111)의 진동 스트로크(Stroke)를 위한 브랜치홀(111a)이 형성된다.The
그리고 상기 코어 브랜치(121a)와 상기 커버 브랜치(121b)는 분할 가능하도록 비구속적으로 접촉될 수도 있고, 일체로 또는 구속적으로 서로 연결되어서 상대방을 지지할 수 있다. 여기서 비구속적 접촉이라 함은 코어 브랜치(121a)와 커버 브랜치(121b)가 상호 결합되지 않고 단순 접촉 상태임을 의미하며, 구속적 연결이라 함은 코어 브랜치(121a)와 커버 브랜치(121b)가 결합된 상태 예를 들면 기계적 및/또는 화학적으로 상호 고정된 상태를 의미한다.The
본 실시 예에서 상기 모빌 커버(111)는 원통 형상이나 이에 한정되는 것은 아니며 사각통 형상 등 다른 형상으로 구성될 수도 있으며, 상기 모빌 코어(112)는 받침대(113)에 설치되고, 상기 모빌 커버(111)는 상기 받침대(113)에 구비되는 탄성 부재 예를 들면 스프링(114)에 의해 탄력적으로 지지된다. 상기 받침대(113)는 진동식 모빌(100)의 전도를 방지하는 구성으로서, 상기 진동식 모빌(100)이 설치되는 계면(예를 들면 차량 대시보드의 표면)의 운동 에너지를 상기 모빌 커버(111)와 모빌 코어(112)에 전달한다. 물론, 상기 모빌 커버(111)가 상기 받침대(113)에 고정되고, 상기 모빌 코어(112)가 탄성 부재에 의해 탄력적으로 지지되는 구조가 될 수도 있다.The
그리고 상기 발전 모빌(121)에 의해 생산되는 전기 에너지는 전선 즉 전기 회로(도시되지 않음)을 통해 배터리(Battery)에 저장되거나, 전기기기 예를 들면 LED와 같은 광원의 작동을 위해 상기 전기기기에 공급될 수 있다.The electric energy generated by the power generation mobile 121 is stored in a battery through an electric wire or an electric circuit (not shown), or may be stored in a battery in an electric appliance, for example, Can be supplied.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 상기 받침대(113)에 외력 예를 들면 상하 방향의 힘이 가해지면, 상기 모빌 커버(111)가 상기 모빌 코어(112)를 기준으로 진동을 하게 되며, 이에 따라 상기 발전 모빌(121) 보다 구체적으로는 상기 코어 브랜치(121a)가 변형과 복원을 반복한다. 물론 상기 모빌 몸체(110)의 진동에 의해 상기 커버 브랜치(121b)가 변형/복원될 수도 있고, 상기 코어 브랜치(121a)와 커버 브랜치(121b)가 모두 변형/복원될 수도 있다.5A and 5B, when an external force, for example, a vertical force is applied to the
도 6을 참조하면, 상기 발전 모빌(121)은 압전 소자(122)와 트리보 발전소자(123; 트리보 소자) 중 적어도 하나를 포함한다. Referring to FIG. 6, the power generation mobile 121 includes at least one of a
상기 발전 모빌(121)이 변형(Bending)되면, 상기 압전 소자(122)에 전기 분극이 나타나서 전기 에너지가 생성될 수 있다. 본 실시 예에서는 상기 압전 소자(122)가 코어 브랜치(121a)에 구비되나, 기계적 변형이 인가될 수 있는 위치라면 다른 위치에 구비될 수 도 있다. 예를 들어, 상기 커버 브랜치(121b)가 상기 모빌 몸체의 움직임에 종속하여 벤딩되는 등과 같이 기계적 응력을 인가받을 수 있는 구조인 경우, 상기 압전 소자(122)가 상기 커버 브랜치(121b)에 구비될 수도 있다. When the power generation mobile 121 is deformed, electric polarization appears in the
그리고 상기 발전 모빌(121)이 변형(Bending)과 복원을 반복하는 과정에서 트리보 발전소자(123, 트리보 소자)에 의해 전기 에너지가 생산될 수도 있다. 예를 들면, 상기 코어 브랜치(121a)와 커버 브랜치(121b)에 각각 대전체(123a, 123b)가 구비되고, 상기 모빌 몸체(110)의 움직임(진동)에 의해 상기 코어 브랜치(121a)의 대전체(123a)와 커버 브랜치(121b)의 대전체(123b)가 접촉되면, 상기 대전체(123a, 123b)가 서로 다른 극성으로 대전되고, 이를 통해 전류를 생성할 수 있다. In addition, electric energy may be produced by the triboelectric element 123 (triboelectric element) in the process of repeating bending and restoration of the power generation mobile 121. For example, the
상기 코어 브랜치의 대전체(123a)와 커버 브랜치의 대전체(123b)에는 각각 전극(123c, 123d)이 구비되며, 도시되어 있지는 않지만 상기 전극들(123c, 123d)은 전선 즉 전기 회로에 연결된다. 물론, 상기 트리보 발전소자(123)의 구조 예를 들면 전극들(123c, 123d)의 위치가 상술한 것에 한정되는 것은 아니며, 상기 압전 소자(122)와 트리보 발전소자(123) 즉 압전 발전기 및 트리보 발전기의 원리 및 구조나 재료 그 자체는 공지되어 있으므로 그에 대한 부가적인 설명은 생략된다.
또한, 상기 발전 모빌(121)은 태양광 소자(124)를 더 포함할 수도 있다. 본 실시 예에서 상기 태양광 소자(124)는 발전 모빌(121)의 상측면 예를 들면 상기 코어 브랜치(121a)의 상측면에 구비되며, 보다 구체적으로는 상기 코어 브랜치(121a)의 선단부에 구비되나 상기 태양광 소자(124)의 위치에 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the power generation mobile 121 may further include a
상기 코어 브랜치(121a)의 선단과 상기 커버 브랜치(121b)의 선단은 화학적 및/또는 기계적 결합 방식 등에 의해 상호 구속적으로 연결되거나, 상기 모비 몸체(110)가 진동할 때 코어 브랜치(121a)와 커버 브랜치(121b)의 접촉 면적과 마찰이 증가하도록 비구속적 연결 구조 즉 기계적/화학적 결합없이 단순 접촉된 상태로 연결될 수도 있다.The front end of the
도 7을 참조하면, 상기 코어 브랜치(121a)와 커버 브랜치(121b)는 상기 모빌 몸체(110)의 진동에 의해 접촉과 분리를 반복하도록 상호 분할될 수도 있다. 예를 들면, 상기 코어 브랜치(121a)와 상기 커버 브랜치(121b)가 상호 나란하거나 선단으로 갈수록 상호 근접하는 형태가 될 수 있다.Referring to FIG. 7, the
상기 압전 소자(122)와 트리보 발전소자(123)와 태양광 소자(124)는 도 7에 도시된 구조의 발전 모빌에도 동일하게 적용될 수 있으므로, 상기 압전 소자(122)와 트리보 발전소자(123)와 태양광 소자(124)의 위치나 구조 및 기능 등에 대한 반복적인 설명은 생략된다.The
다음으로, 도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 모빌 커버(111)와 상기 모빌 코어(112)의 접촉에 의해 전기 에너지가 생성되도록 트리보 발전소자(131, 132)가 상기 모빌 몸체(110)에 적용될 수 있으며, 상기 모빌 몸체(110)에 적용되는 트리보 발전소자(131, 132)가 상술한 발전 유닛(120)의 일 예로 적용될 수 있다.8 and 9, the
보다 구체적으로 설명하면, 상기 모빌 커버(111)와 상기 모빌 코어(112)에는, 상호간의 접촉 보다 구체적으로는 상호 접촉과정에서 발생되는 마찰에 의해 대전됨으로써 전기 에너지를 생산하는 트리보 발전소자(131, 132)가 적용될 수 있다. More specifically, the
이하에서는 설명의 편의를 위하여, 상기 발전 모빌(121)에 적용되는 트리보 발전소자(123)를 제1트리보 소자라 칭하고, 상기 모빌 몸체(110)에 적용되는 트리보 발전소자(131, 132)를 제2트리보 소자라 칭한다.Hereinafter, the
상기 제2트리보 소자(131, 132)는 상기 모빌 커버(111)에 적용되는 제1대전체(131a, 132a)와 제2대전체(131b, 132b)를 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 모빌 커버의 일측을 막는 상단벽(111c)의 내측면(밑면)에 제1대전체(131a)가 적용되고, 상기 모빌 커버의 상단벽(111c)과 마주하는 상기 모빌 코어(112)의 상단면에 제2대전체(131b)가 적용됨으로써, 상기 모빌 몸체(110)가 진동할 때 상기 제1대전체(131a)와 제2대전체(131b)가 접촉과 분리를 반복하면서 트리보 발전을 수행할 수 있다.The second
그리고, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 모빌 커버의 둘레벽(111b) 특히 상기 모빌 커버(111)의 내주면에 제1대전체(132a)가 적용되고, 상기 모빌 코어(112)의 외주면에 제2대전체(132b)가 적용됨으로써, 상기 모빌 몸체(110)가 진동할 때 상기 제1대전체(132a)와 제2대전체(132b)가 마찰해서 트리보 발전을 수행할 수도 있다. 도 8 및 도 9에서 설명되지 않은 도면 부호 131c와 131d 및 132c와 132d는 트리보 소자의 전극이며, 도 9에는 제1대전체(132a)와 제2대전체(132b) 사이에 간격이 형성되어 있으나, 상기 모빌 몸체(110)가 진동할 때 상기 제1대전체(132a)와 제2대전체(132b)은 접촉된 상태로 미끄럼 마찰한다.9, the first
한편, 도 10a 및 도 10b를 참조하면, 상기 태양광 소자(124)와 상술한 실시 예들에서 각각 설명된 트리보 발전소자(트리보 소자) 예를 들면 모빌 브랜치의 제1트리보 소자(123) 또는 모빌 몸체의 제2트리보 소자(131, 132)가 전기 회로에 의해 연결되어 양자 구동시에 상호 시너지 효과를 내도록 하이브리드 발전기 즉 융합 발전기로 구성될 수도 있다. 10A and 10B, the
예를 들면, 상기 발전 유닛이 태양광 소자와 트리보 소자가 정류기를 포함할 수 있다. 그리고 상기 태양광 소자와 토리보 소자가 인접하여 설치되는 경우에 상기 상기 태양광 소자와 토리보 소자의 사이에는 절연체(Insulator)가 구비될 수 있다.For example, the power generating unit may include a photovoltaic element and a tribo element rectifier. When the photovoltaic element and the toroidal element are disposed adjacent to each other, an insulator may be provided between the photovoltaic element and the toroidal element.
상기 태양광 소자는 태양 광을 이용하여 전기 에너지를 생성하는 소자로서, 빛 에너지를 전기 에너지로 변환한다. 상기 태양광 소자의 일 예를 보다 구체적으로 설명하면, 상기 태양광 소자는 하부 전극, 광흡수층, 버퍼층 및 상부 전극을 포함할 수 있다. 일 예로 태양광 소자는 CIGS 태양전지일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 실리콘 태양전지, 화합물반도체 태양전지, 유기 태양전지 또는 염료감응형 태양전지일 수도 있다. The photovoltaic device is an element that generates electric energy using solar light, and converts light energy into electric energy. More specifically, the photovoltaic device may include a lower electrode, a light absorbing layer, a buffer layer, and an upper electrode. For example, the photovoltaic device may be a CIGS solar cell, but is not limited thereto, and may be a silicon solar cell, a compound semiconductor solar cell, an organic solar cell, or a dye-sensitized solar cell.
그리고 상기 하부 전극은 제1 기판상에 구비되며, 제1 기판으로는 유리나 고분자 또는 스테인리스 스틸이 사용될 수 있다. 상기 하부 전극은 전극으로 사용되기 위해서 비저항이 낮은 재질이 사용될 수 있다. 또한, 상기 광흡수층은 하부 전극 상에 배치되며, 구리(Cu), 인듐(In), 갈륨(Ga) 및 셀레늄(Se)을 포함할 수 있다. The lower electrode may be provided on the first substrate, and glass, polymer, or stainless steel may be used as the first substrate. The lower electrode may be made of a material having a low specific resistance in order to be used as an electrode. The light absorption layer is disposed on the lower electrode and may include copper (Cu), indium (In), gallium (Ga), and selenium (Se).
상기 버퍼층은 광흡수층 상에 배치할 수 있고, 광흡수층과 상부 전극 사이의 격자상수 및 에너지 밴드갭의 차이를 보완하여 광흡수층과 상부 전극의 양호한 광학적 결합을 형성할 수 있으며, 예를 들면 황화카트뮴(CdS)이 버퍼층으로 사용될 수 있다.The buffer layer can be disposed on the light absorbing layer and can form a good optical coupling between the light absorbing layer and the upper electrode by compensating for the difference in lattice constant and energy band gap between the light absorbing layer and the upper electrode, (CdS) can be used as the buffer layer.
다음으로, 상기 상부 전극은 버퍼층 상에 배치할 수 있고, 일 예로 산화아연(ZnO)이 상부 전극으로 사용될 수 있다. 산화아연은 투명하고 전도성의 특성을 가지며, 가시광의 투과율이 80% 이상이어서 태양광 소자에 사용되는 ITO를 대체할 수 있다. 또한, 상기 상부 전극에는 은(Ag) 기타 정류기와 상부 전극을 전기적으로 용이하게 연결할 수 있는 물질이 적층될 수 있다. Next, the upper electrode may be disposed on the buffer layer. For example, zinc oxide (ZnO) may be used as the upper electrode. Zinc oxide is transparent and has a conductive property, and the transmittance of visible light is 80% or more, which can replace ITO used in a photovoltaic device. In addition, the upper electrode may be formed of a material that can electrically connect the upper electrode and the silver (Ag) rectifier easily.
그리고, 상기 토리보 소자 즉 트리보 발전소자는 정전기 발전소자라고도 하며, 정전기를 이용하여 전기 에너지를 생성하는 소자로서, 제1 전극, 제1 마찰소자, 제2 마찰소자 및 제2 전극을 포함할 수 있다. 상기 제1 전극은 기판에 의해 지지되고, 상기 기판은 플라스틱 재료 예를 들면 열가소성 플라스틱 바람직하게는 PET가 사용될 수 있다. The triboelectric element, that is, the triboelectric power generator, is also referred to as an electrostatic power generator, and is an element that generates electric energy using static electricity. The element may include a first electrode, a first friction element, a second friction element, have. The first electrode is supported by a substrate, and the substrate can be made of a plastic material such as thermoplastic plastic, preferably PET.
그리고 제1 마찰소자와 제2 마찰소자는 서로 마찰에 의하여 어느 하나는 양전하로 대전되고 다른 하나는 음전하로 대전될 수 있는 물질이다. 일 예로, 제1 마찰소자가 유전체 물질인 경우에는 제2 마찰소자는 도전성 또는 유전체 물질일 수 있다. 이와 반대로 제2 마찰소자가 유전체 물질인 경우에는 제1 마찰소자가 도전성 또는 유전체 물질일 수 있다. 상기 제1 마찰소자와 제2 마찰소자는 서로 일정거리 이격되게 배치될 수 있으며, 상기 모빌 몸체가 진동하면 서로 마찰한다. And the first friction element and the second friction element are materials that can be charged positively and one of which can be negatively charged by friction with each other. In one example, if the first friction element is a dielectric material, the second friction element may be a conductive or dielectric material. Conversely, if the second friction element is a dielectric material, the first friction element may be a conductive or dielectric material. The first friction element and the second friction element may be spaced apart from each other by a certain distance, and when the mobile body vibrates, friction occurs with each other.
상기 제1 마찰소자와 제2 마찰소자는 휨이 가능하도록 플렉시블(Flexible)한 재질로 구성될 수 있으며, 제1 마찰소자와 제2 마찰소자가 접촉해서 마찰하는 경우 둘 중 하나는 양전하(+)로 대전되고 다른 하나는 음전하(-)로 대전된다. 이에 따라 상기 제1 마찰소자와 제2 마찰소자 간에는 전위차가 생성되게 되고, 이러한 전위차에 의하여 전기 에너지가 생성된다. The first friction element and the second friction element may be made of a flexible material so that the first friction element and the second friction element can bend. When the first friction element and the second friction element come into contact with each other and rub against each other, And the other is charged with a negative charge (-). As a result, a potential difference is generated between the first friction element and the second friction element, and electrical energy is generated by the potential difference.
상기 제1 마찰소자는 알루미늄(Al), 제2 마찰소자는 투명한 PDMS가 사용될 수 있지만, 제1 마찰소자와 제2 마찰소자의 재질이 상술한 종류에 한정되는 것은 아니다.The first friction element may be aluminum (Al), the second friction element may be transparent PDMS, but the materials of the first friction element and the second friction element are not limited to those described above.
그리고, 제1 전극은 상기 제1 마찰소자에 접촉된 상태로 구비되며, 상기 제2 마찰소자의 반대측에 배치된다. 다만, 제1 마찰소자가 도전성 물질 예를 들면 도전성의 알루미늄(Al)인 경우에는 제1 마찰소자가 제1 전극의 역할을 수행할 수 있으므로 별도의 제1 전극이 생략될 수 있다. The first electrode is provided in contact with the first friction element and disposed on the opposite side of the second friction element. However, when the first friction element is a conductive material, for example, conductive aluminum (Al), the first friction element may serve as the first electrode, so that a separate first electrode may be omitted.
또한, 상기 제2 전극은 제2 마찰소자에 접촉되며, 제1 마찰소자(230)의 반대측에 배치된다. 상기 제2 마찰소자가 도전성 물질인 경우에는 제2 마찰소자가 제2 전극의 역할을 수행할 수 있으므로 별도의 제2 전극이 생략될 수 있다.Also, the second electrode contacts the second friction element and is disposed on the opposite side of the first friction element (230). If the second friction element is a conductive material, the second friction element may serve as the second electrode, so that a separate second electrode may be omitted.
상기 태양광 소자와 토리보 소자의 위치는 서로 바뀔 수 있으며, 토리보 소자가 태양광 소자 위에 배치되는 경우, 태양 광이 토리보 소자를 투과하여 태양광 소자로 태양 광이 흡수될 수 있도록 토리보 소자는 태양광이 투과가능한 재질로 이루어진다.When the toroidal element is disposed on the solar photovoltaic device, the solar photovoltaic element and the toroidal element may be arranged such that the sunlight is transmitted to the solar photovoltaic element, The device is made of a material that can transmit sunlight.
상기 정류기는 태양광 소자를 전기적으로 연결하며, 토리보 소자가 생성한 교류전류를 직류전류로 변환하여, 태양광 소자가 생성한 직류전류와 전기적으로 연결한다. 상기 정류기의 예로는, 정류기로 입력되는 전압과 동일한 전압을 출력할 수 있는 정류 다이오드가 이용된 브릿지(Bridge) 정류회로, 보다 구체적으로는 4개의 다이오드 및 상기 4개의 다이오드 사이에 각각 배치되는 4개의 접점들을 포함하는 브릿지 정류회로가 적용될 수 있다. The rectifier electrically connects the photovoltaic elements, converts the alternating current generated by the toroidal element into a direct current, and electrically connects the direct current generated by the photovoltaic element. Examples of the rectifier include a bridge rectifier circuit using a rectifier diode capable of outputting a voltage equal to a voltage input to the rectifier, more specifically, four rectifiers arranged in parallel and four rectifiers A bridge rectifying circuit including contacts may be applied.
상기 제1 전극과 제2 전극은 상기 정류기에 전기적으로 연결되어 있고, 하부 전극과 상부 전극도 상기 정류기(300)에 전기적으로 연결된다. 이 경우 브릿지 정류회로의 접점들은 하부 전극, 상부 전극, 제1 전극 및 제2 전극과 개별적으로 연결된다. 그리고 상기 제1 마찰소자가 도전성 물질 예를 들어 알루미늄(Al)인 경우 정류기와 직접 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우 브릿지 정류회로의 접점들은 하부 전극, 상부 전극, 제1 마찰소자 및 제2 전극과 연결된다.The first electrode and the second electrode are electrically connected to the rectifier, and the lower electrode and the upper electrode are also electrically connected to the rectifier 300. In this case, the contacts of the bridge rectifying circuit are individually connected to the lower electrode, the upper electrode, the first electrode and the second electrode. If the first friction element is a conductive material such as aluminum (Al), it may be directly electrically connected to the rectifier. In this case, the contacts of the bridge rectifying circuit are connected to the lower electrode, the upper electrode, the first rubbing element and the second electrode.
상술한 융합 발전기는, 태양광 소자에 의해 생성되는 전기 에너지와 트리보 소자에 의해 생성되는 전기 에너지를 서로 합성할 수 있으므로, 출력 전압이 작은 태양광 소자 즉 태양전지의 단점을 출력 전압이 큰 트리보 발전소자가 보완할 수 있고, 출력 전류가 작은 트리보 발전소자의 단점을 출력 전류가 큰 태양전지가 보완하여, 서로 시너지 효과를 생성할 수 있고 출력 에너지를 높일 수 있다. The above-described fused generator can combine the electric energy generated by the solar photovoltaic element with the electric energy generated by the tribological element, so that the disadvantage of the photovoltaic element having a small output voltage, that is, A solar cell having a large output current can compensate for disadvantages of a triode power plant that can be supplemented by a power plant and has a small output current, and can generate synergy with each other and increase output energy.
다시 말해서, 본 실시 예에서 설명된 융합 발전기에 따르면, 태양광 소자와 트리보 발전소자가 동시에 전기 에너지를 생산하고 정류기에 의해 전기 에너기가 서로 합성되는 경우 태양광 소자와 트리보 발전소자가 상호 영향을 주게 되며, 특히 트리보 소자의 특성 향상을 기대할 수 있으므로, 태양광 소자와 트리보 발전소자를 각각 독립적으로 사용하여 독립적으로 전기 에너지를 수득하는 경우에 비해 에너지 효율이 더 크게 증가될 수 있다.In other words, according to the fused generator described in this embodiment, when the photovoltaic element and the tribo power generator produce electric energy at the same time and the electric energy is combined with each other by the rectifier, the photovoltaic element and the triboelectric power plant mutually influence In particular, since the improvement of the characteristics of the tribo element can be expected, the energy efficiency can be further increased as compared with the case where the photovoltaic element and the triboelectric power generator are independently used to obtain the electric energy independently.
물론, 태양광 소자와 상술한 실시 예들에서 각각 설명된 압전 소자가 전기 회로 예를 들면 상술한 정류기에 의해 연결되어 양자 구동시에 상호 시너지를 내도록 하이브리드 발전기 즉 융합 발전기로 구성될 수도 있다. 다시 말해서, 압전과 융합된 태양전지는 압전 특성을 높여줄 수 있다.Of course, the photovoltaic devices and the piezoelectric devices described in the above embodiments may be connected to each other by an electric circuit, for example, the above-described rectifier so as to constitute a hybrid generator or a fused generator so as to generate mutual synergy at the time of proton driving. In other words, a solar cell fused with piezoelectric can improve piezoelectric characteristics.
상술한 바와 같이, 본 발명을 위한 발전 유닛이 압전 발전과 트리보 발전 중 어느 하나와 태양광 발전의 융합형으로 구성되어, 압전 발전과 트리보 발전 중 어느 하나와 태양광 발전의 동시 구동시에 상보적 관계에 의한 시너지 효과로 발전 소자의 특성 향상을 기대할 수 있다.As described above, the power generation unit for the present invention is configured to be a fusion type of either the piezoelectric power generation or the triboelectric power generation and the solar power generation, so that any one of the piezoelectric power generation and the triboelectric power generation, It is expected that the characteristics of the power generation device can be improved by the synergy effect due to the relative relationship.
그리고, 본 발명에 따른 진동식 모빌은 압전 발전과 태양광 발전이 동시에 가능한 융합 소자형 발전 유닛을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 상기 발전 유닛은, 태양광 소자의 내부에 압전체가 매설되어 있는 구조의 융합 소자형 발전기 즉 융합 발전 소자를 포함하여 구성될 수 있다.The vibration type mobile according to the present invention may include a fused-element type power generation unit capable of simultaneously generating piezoelectric power and solar power. For example, the power generation unit may be configured to include a fused-element type power generator having a structure in which a piezoelectric body is buried in a solar cell element, that is, a fused power generation element.
도 10c를 참조하면, 본 발명에 따른 진동식 모빌의 또 다른 실시 예는 압전 발전과 태양광 발전이 동시에 가능한 융합 소자형 발전유닛 즉 융합 발전 소자(120a)를 포함한다. 본 실시 예에서의 융합 발전 소자(120a)는, 제1 전극(125)을 갖는 제1 기판과, 제2 전극(126)을 갖는 제2 기판, 및 상기 제1 전극(125)과 제2 전극(126) 사이에서 전기에너지를 발생시키는 발전층(127, 128)을 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 제1 전극(125)과 제2 전극(126)는 전기 회로(도시되지 않음)에 의해 전기적으로 연결되며, 상기 전기 회로에는 배터리 기타의 전기기기가 연결될 수 있다.Referring to FIG. 10C, another embodiment of the vibration type mobile according to the present invention includes a fusible element type
본 실시 예에서는, 상기 제1 전극(125)의 바깥 측면(상측면)에 적층되는 기판층(125a)이 상부 기판이 되고, 상기 제2 전극(126)의 바깥 측면(하측면)에 적층되는 기판층(126a)이 하부 기판이 되며, 상기 제1 기판 및 제2 기판은 외력에 의해 휨 가능한 재질 예를 들면 가요성(flexibility)을 갖는 재질이다. 그리고 상기 발전층(127, 128)에 외부광(태양광)이 입사될 수 있도록, 상기 제1 기판 및/또는 제2 기판 예를 들면 발전층(127, 128)의 상측에 구비되는 제1 기판 즉 제1 전극(125)와 상부 기판(125a)은 빛의 투과가 가능한 재질로 구성된다.In this embodiment, a
도시하지는 않았지만, 제 1 전극(125) 또는 제 2 전극(126)에는 전자 및 정공의 이동을 한쪽 방향으로 부여하는 방해층(Blocking Layer) 또는 이동층(Transport Layer)이 형성될 수 있다. 태양광이 상측에서 제1 전극(125)을 통해 입사되는 구조를 예로 들면, 제2 전극(126)상에 산화몰리브덴(MoOx) 층을 코팅함으로써, 전자의 이동을 방해하고 정공의 이동을 향상시켜 제2 전극(125)으로는 정공만이 선택적으로 이동할 수 있다. Although not shown, a blocking layer or a transport layer may be formed on the
상기 제1 전극(125)은 산화인듐주석(ITO, Indium Tin Oxide), 탄소나노튜브(CNT, Carbon Nanotube), 그라핀(Graphene), 투명 전도성 고분자(Conductive Polymer) 및 다른 적당한 물질 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고 상기 제2 전극(126)은 금(Au), 금-팔라듐 합금(AuPd), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 루테늄(Ru), 은(Ag) 또는 다른 적당한 금속 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.The
상기 발전층(127, 128)은, 태양광 발전을 위한 광전 변환층(127)와 압전방식의 발전(Piezo-eletric Generation)을 위한 압전체(128)를 포함하여 구성된다. 상기 광전 변환층(127)은 빛에너지를 전기에너지로 변환시키며, 태양광 등의 빛을 흡수함으로써 전자-정공 쌍(Exiton)을 생성하는 유기물층으로서, 예를 들면 P-형 유기 반도체를 포함할 수 있다. 상기 광전 변환층(127)은, P3HT{poly(3-hexylthiophene)}, 폴리아닐린(Polyaniline), 폴리피롤(Polypyrrole), PPV(Poly(Pphenylene Vinylene)), 폴리비닐렌(Polyvinylene), 폴리아세틸렌(Polyacetylene), 폴리타이펜(Polythiphene) 및 이들의 유도체(Derivatives) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The power generation layers 127 and 128 include a
그리고, 상기 압전체(128)는, 산화아연(ZnO, Zinc Oxide)), 납-지르코늄-티타늄산화물(lead zirconate titanate; PZT), 티탄산바륨(BaTiO3), 질화알루미늄(AlN), 질화갈륨(GaN), 또는 탄화실리콘(SiC) 및 다른 적당한 압전 물질 중 어느 하나 또는 이들의 둘 이상의 조합으로 구성될 수 있다. The
본 실시 예에서, 상기 압전체(128)는 산화아연층(산화아연 박막)에 형성되는 나노와이어(Nonowire) 형태로서 상기 광전 변환층(127)의 내부에 복수개가 매설되며, 도핑되지 않은 산화아연(ZnO)으로 이루어진 압전 나노와이어의 경우 n형(n-type) 반도체 특성을 갖는다. 나노와이어 압전체(128)의 성장 이전에 상부 기판에 얇은 전도성 산화아연(ZnO)의 박막이 성장되는 경우 산화아연 박막 자체가 제1 전극(125)의 역할을 할 수도 있다. In the present embodiment, the
상기 융합 발전 소자(120a)의 구체적인 일 예는 상측으로부터 ITO(제1전극)-ZnO(압전체)-광전 변환층-버퍼층-Ag(제2전극)의 층상 구조가 될 수 있다.One specific example of the fused
본 실시 예에 따르면, 제1 기판을 투과해서 태양광이 상기 발전층 특히 상기 광전 변환층(127)에 도달하고, 상기 광전 변환층(127)의 전자들이 빛 에너지를 흡수하여, 여기 상태의 전자-정공 쌍(exiton)이 형성될 수 있다. According to this embodiment, solar light is transmitted through the first substrate to reach the power generation layer, particularly the
이에 따라, 전자는 제1 전극(125)과 제2 전극(126) 중 어느 하나의 전극 예를 들면 양극인 제1 전극(125)으로 이동하고, 정공은 광전 변환층(127)에서 음극인 제2 전극(126)으로 이동한다. 그리고 제1 기판을 통해 태양광이 입사되는 경우, 복수의 압전체(128)들은 집광 효과를 유도해 발전층(127, 128)의 전기 에너지 발생 효율을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the electrons move to the
한편, 상기 모빌 몸체(110)의 진동에 의하여, 융합 발전 소자(120a)에 응력이 인가되면 제1 기판 및/또는 제2 기판이 휘어지고, 상기 광전 변환층(127) 내부의 압전체(128)가 변형되며, 상기 압전체(128)의 압전 효과(Piezo-electric effect)에 의해 발생되는 전자는 제1 전극(125)으로 이동하고 이에 따라 전기 에너지가 발생한다.When the stress is applied to the fused
따라서, 상기 융합 발전 소자(120a)는 태양광 발전과 동시에 압전 발전에 의해 전기 에너지를 생성할 수 있고, 태양광 발전이 단독으로 수행되거나 압전 발전이 단독으로 수행될 수도 있다. 그리고 압전과 태양광 발전이 융합된 발전 소자(120a)는 압전 특성을 높여 줄 수 있는 시너지 효과를 가지므로, 태양공 소자와 압전 소자가 각각 별도로 분리되어 단독으로 구동되는 경우에 비해 에너지 발생 효율이 향상될 수 있다.Accordingly, the fused
상술한 융합 발전 소자(120a)는 기계적 응력이 인가될 수 있는 위치, 예를 들면 상기 모빌 브랜치를 형성하는 발전 모빌에 구비되어 태양광 발전과 압전 발전을 동시에 구현할 수 있다.The fused
도 11 내지 도 13에는 본 발명에 따른 진동식 모빌의 다른 실시 예들, 예를 들면 인테리어 모빌이 예시되어 있다. 보다 상세하게 설명하면, 본 발명에 따른 진동식 모빌의 다른 실시 예들(100A, 100B, 100C)은, 상하 방향으로 진동 가능한 모빌 몸체(110)와, 압전 발전과 트리보 발전 및 태양광에 의한 태양광 발전 중 적어도 하나의 방식으로 전기 에너지를 생성하는 발전 유닛(120)을 포함한다. 11-13 illustrate other embodiments of the vibratory mobile, e.g., an interior mobile, according to the present invention. More specifically, the oscillatory mobile 100A, 100B, 100C according to the present invention includes a
그리고, 상기 발전 유닛(120)은 상기 모빌 몸체(110)에 구비되어서 압전 발전과 트리보 발전 중 적어도 하나의 방식으로 전기 에너지를 생성하는 복수의 발전 모빌(121)들을 포함한다.The
상기 모빌 몸체(110)는 상기 진동식 모빌의 줄기(Main Stem)을 이루고, 상기 발전 모빌들은 상기 진동식 모빌의 가지(Branch)를 이룬다. 상기 모빌 몸체(110)에는 상술한 제1실시 예(100)에서 설명된 내용이 동일하게 적용될 수 있으며, 상기 발전 모빌(121)들은 상기 모빌 몸체(110)에 상호 이격되게 구비되어 모빌 커버(111)의 둘레벽에서 서로 다른 방향으로 돌출된다.The
상기 발전 모빌(121)들은, 도 11에 도시된 바와 같이 상기 모빌 몸체(110)의 원주 방향을 따라 상기 모빌 몸체(110)에 1 행(Row)으로 배치될 수도 있고, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 상기 모빌 몸체(110)에 복수의 행 즉 복층 배치구조로 배치될 수도 있다. The
도 12 및 도 13을 참조하면, 상기 발전 모빌(121)들은 상기 모빌 몸체(110)의 축선 방향(상하 방향)으로 간격을 두고 복수의 행(Row) 구조로 배치되며, 상기 모빌 몸체(110)의 축선에 나란한 배열구조(도 12 참조) 또는 상호 엇갈린 배열 예를 들면 지그재그 배열구조(도 13 참조)로 상기 모빌 몸체에 배치될 수 있다. 12 and 13, the
그리고 상기 발전 모빌(121)들은 상기 모빌 몸체(110)의 둘레 방향으로 간격을 두고 복수 열(Column) 구조로 배치될 수도 있다. 예를 들면, 상기 발전 모빌(121)들은, 상기 모빌 몸체(110)의 둘레 방향(가로 방향)을 따라 동일 선상에 배열(도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이 하나의 행에 복수의 발전 모빌들이 배치)되거나, 상호 엇갈리게 예를 들면 지그재그로 배열될 수도 있다.The
상기 모빌 몸체(110)의 원주 방향(둘레 방향)을 따르는 하나의 행에는 하나의 발전 모빌(121)이 구비될 수도 있고, 도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이 복수의 발전 모빌(121)들이 원주 방향을 따라 간격 두고 배치될 수 있다. 도 10에 도시된 진동식 모빌은 1행 X 복수열 구조이고, 도 12 및 도 13에 도시된 진동식 모빌은 복수행 X 복수열 구조임을 알 수 있다. 그리고, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 발전 모빌(121)들 중 상대적으로 상측에 배치되는 발전 모빌이 하측에 배치되는 발전 모빌에 비해 낮게 돌출됨으로써 나무(Tree) 형상의 인테리어 모빌이 구현될 수 있으며, 도 13에 도시된 바와 같이 발전 모빌(121)들이 지그재그로 배치되는 경우 태양광에 대한 노출이 증가될 수 있다.One
상기 발전 모빌(121)들의 배치 구조를 제외한 나머지 구성들, 예를 들면 본 발명의 제1실시 예(100)에서 설명된 압전 소자와 제1트리보 소자와 제2트리보 소자 및 태양광 소자는 상술한 본 발명의 다른 실시 예들(100A, 100B, 100C)에도 동일하게 적용될 수 있다. The piezoelectric elements, the first tribological element, the second tribological element, and the photovoltaic element described in the
본 발명에서 개시되는 진동식 모빌은, 인테리어 용품 기타의 장식 모빌 예를 들면 차량 등과 같은 수송장치에 관엽식물 타입의 화분 모빌이나 나무 타입의 모빌 등 다양한 형태의 장식품으로 적용될 수 있다. 도 14는 도 13에 도시된 진동식 모빌을 이용한 차량용 인테리어 모빌을 나타낸 이미지이고, 도 15는 도 14에 표현된 차량용 인테리어 모빌이 차량의 대시보드 위에 배치되어 있는 상태를 나타낸 이미지이다. 물론, 상기 진동식 모빌은 진동식 모빌을 지지하는 물체에 매달리는 형태의 모빌로 구현되어, 상기 물체의 움직임이나 바람 등의 자연력에 의해 진동하면서 전기 에너지를 생산할 수도 있다. The vibration-type mobile disclosed in the present invention can be applied to various types of ornaments such as interior decoration or other decorative furniture such as a vehicle, such as a vehicle, a flower pot mobile of a plant type, and a mobile of a wood type. FIG. 14 is an image showing a vehicle interior mobile using the vibration type mobile shown in FIG. 13, and FIG. 15 is an image showing a state in which the interior mobile for a vehicle shown in FIG. 14 is disposed on a dashboard of the vehicle. Of course, the vibratory mobile may be implemented as a mobile which is suspended from an object supporting the vibratory mobile, and may generate electric energy while vibrating due to movement of the object or natural forces such as wind.
상기와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. As described above, according to the present invention, the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and scope of the present invention. It is obvious to them.
그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다. Therefore, the above-described embodiments are to be considered as illustrative rather than restrictive, and the present invention is not limited to the above description, but may be modified within the scope of the appended claims and equivalents thereof.
100, 100A, 100B, 100C: 진동식 모빌
110: 모빌 몸체 111: 모빌 커버
112: 모빌 코어 120: 발전 유닛
113 받침대 114: 스프링
121: 발전 모빌 121a: 코어 브랜치
121b: 커버 브랜치 122: 압전 소자
123: 트리보 발전소자 124: 태양광 소자100, 100A, 100B, 100C: vibrating mobile
110: mobile body 111: mobile cover
112: Mobil core 120: Power generation unit
113 pedestal 114: spring
121: Power generation mobile 121a: Core branch
121b: cover branch 122: piezoelectric element
123: triboelectric element 124: photovoltaic element
Claims (24)
상기 모빌 몸체에 구비되며, 상기 모빌 몸체의 진동으로부터 전기 에너지를 생성하는 발전 유닛을 포함하여 구성되되,
상기 발전 유닛은, 상기 모빌 몸체의 진동에 의한 자극을 받도록 상기 모빌 몸체에 연결되는 적어도 하나의 발전 모빌을 포함하며;
상기 발전 모빌은, 상기 모빌 몸체의 진동에 의한 자극을 받아서 압전 발전과 트리보 발전 중 적어도 하나의 방식으로 전기 에너지를 생성하며,
상기 모빌 몸체는 진동에 의해 신축되며; 상기 발전 모빌은 상기 모빌 몸체에서 바깥쪽으로 돌출되고,
상기 모빌 몸체는;
상기 발전 유닛의 일측을 지지하는 지지체, 그리고
상기 지지체에 대해 상대 진동함으로써, 상기 발전 유닛에 전기 에너지의 생성을 위한 자극을 인가하는 진동체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 진동식 모빌.A mobile body vibratable by an external force; And
And a power unit provided in the mobile body and generating electrical energy from vibration of the mobile body,
The power generation unit includes at least one power generation mobile connected to the mobile body to receive a stimulation by vibration of the mobile body;
The power generation mobile generates electrical energy in at least one of a piezoelectric power generation mode and a triboelectric power generation mode by being stimulated by vibration of the mobile body,
The mobile body is stretched by vibration; The power generation mobile protrudes outwardly from the mobile body,
The mobile body comprising:
A support for supporting one side of the power generation unit, and
And a vibrating body for applying a magnetic pole for generating electric energy to the power generation unit by relatively vibrating the support body.
상기 발전 모빌은, 태양광 발전을 위한 태양광 소자를 더 갖는 것을 특징으로 하는 진동식 모빌.3. The method of claim 2,
Wherein the power generation mobile further comprises a photovoltaic element for solar power generation.
상기 발전 모빌은, 상기 모빌 몸체의 진동에 의해 변형과 복원을 반복하는 것을 특징으로 하는 진동식 모빌.3. The method of claim 2,
Wherein the power generating mobile repeats deformation and restoration by vibration of the mobile body.
상기 발전 모빌의 일측은 상기 지지체에 연결되고 상기 발전 모빌의 타측은 상기 진동체에 연결되는 것을 특징으로 하는 진동식 모빌.3. The method of claim 2,
Wherein one side of the power generation mobile is connected to the support body and the other side of the power generation mobile is connected to the vibrating body.
상기 모빌 몸체는, 속이 빈 모빌 커버와 상기 모빌 커버에 삽입되는 모빌 코어를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 진동식 모빌.3. The method of claim 2,
Wherein the mobile body comprises a hollow mobile cover and a mobile core inserted into the mobile cover.
상기 모빌 몸체는 상기 진동식 모빌의 줄기(Main Stem)을 이루며; 상기 발전 모빌은, 상기 모빌 커버의 둘레벽에서 상기 모빌 커버의 외측으로 돌출되어 상기 진동식 모빌의 가지(Branch)를 형성하는 것을 특징으로 하는 진동식 모빌.9. The method of claim 8,
The mobile body forming a stem of the vibratory mobile; Wherein the power generating mob protrudes outwardly of the mobile cover from a peripheral wall of the mobile cover to form a branch of the vibratory mobile.
상기 모빌 커버는 상기 발전 모빌의 일측에 연결되고, 상기 모빌 코어는 상기 발전 모빌의 다른 일측에 연결되는 것을 특징으로 하는 진동식 모빌.10. The method of claim 9,
Wherein the mobile cover is connected to one side of the power generation mobiles and the mobile core is connected to the other side of the power generation mobiles.
상기 발전 모빌은, 상기 모빌 코어를 둘러싸는 상기 모빌 커버의 둘레벽을 관통해서 외측으로 돌출되는 코어 브랜치와, 상기 모빌 커버의 둘레벽에서 외측으로 돌출되는 커버 브랜치를 포함하며; 상기 코어 브랜치의 일단은 상기 모빌 코어에 의해 지지되고 상기 커버 브랜치의 일단은 상기 모빌 커버에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 진동식 모빌.11. The method of claim 10,
The power generation mob includes a core branch protruding outwardly through a peripheral wall of the mobile cover surrounding the mobile core and a cover branch protruding outward from the peripheral wall of the mobile cover; Wherein one end of the core branch is supported by the mobile core and one end of the cover branch is supported by the mobile cover.
상기 모빌 코어는, 상기 모빌 코어의 전도를 방지하는 받침대에 구비되며; 상기 모빌 커버는, 상기 받침대에 구비되는 스프링에 의해 탄력적으로 지지되는 것을 특징으로 하는 진동식 모빌.9. The method of claim 8,
Wherein the mobile core is provided on a pedestal preventing conduction of the mobile core; Wherein the mobile cover is resiliently supported by a spring provided on the pedestal.
상호간 접촉에 의해 전기 에너지가 생성되도록, 상기 모빌 커버에는 제1대전체가 적용되고, 상기 모빌 코어에는 상기 제1대전체와의 접촉에 의해 대전되는 제2대전체가 적용되는 것을 특징으로 하는 진동식 모빌.9. The method of claim 8,
Characterized in that the first base is entirely applied to the mobile cover so that electric energy is generated by mutual contact, and the second base, which is charged by contact with the whole of the first base, is applied to the mobile core Mobil.
상기 제1대전체는 상기 모빌 커버의 내주면에 형성되고, 상기 제2대전체는 상기 모빌 코어의 외주면에 형성되며, 상기 제1대전체와 제2대전체의 마찰에 의해 전기 에너지가 생성되는 것을 특징으로 하는 진동식 모빌.14. The method of claim 13,
The whole of the first base is formed on the inner peripheral surface of the mobile cover, the whole of the second base is formed on the outer peripheral surface of the mobile core, and electric energy is generated by the friction between the whole of the first base and the whole of the second base Features vibrating mobile.
상기 발전 유닛은, 트리보 발전소자와 압전 소자 중 어느 하나와 태양광 소자가 전기적으로 연결되어 동시 발전을 구현하는 융합 발전기를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동식 모빌.3. The method of claim 2,
Wherein the power generation unit includes a fused power generator that is electrically connected to one of the triboelectric element and the piezoelectric element and the photovoltaic element to realize simultaneous power generation.
상기 발전 유닛은, 태양광 소자의 내부에 압전체가 매설되어 있는 구조의 융합 발전 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동식 모빌.3. The method of claim 2,
Wherein the power generating unit includes a fused power generating element having a structure in which a piezoelectric body is buried in a solar photodetector.
상기 모빌 몸체에 구비되며, 상기 모빌 몸체의 진동으로부터 전기 에너지를 생성하는 발전 유닛을 포함하여 구성되는 진동식 모빌로서:
상기 모빌 몸체는, 모빌 커버에 삽입되며 상기 발전 유닛 일측을 지지하는 지지체인 모빌 코어와, 상기 모빌 코어에 대해 상대 진동하여 상기 발전 유닛에 전기 에너지의 생성을 위한 자극을 인가하는 진동체로서 작용하는 속이 빈 모빌 커버를 포함하여 구성되어, 상기 진동식 모빌의 줄기를 이루며;
상기 발전 유닛은, 상기 모빌 몸체의 진동에 종속하여 움직이도록 상기 모빌 몸체에 연결되어 압전 발전과 트리보 발전 중 적어도 하나의 방식으로 전기 에너지를 생성하는 복수의 발전 모빌들을 포함하며;
상기 발전 모빌들은, 상기 진동식 모빌의 가지를 이루도록 상기 모빌 몸체에 상호 이격되게 구비되어 상기 모빌 커버의 둘레벽에서 바깥쪽으로 돌출되되 서로 다른 방향으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 진동식 모빌. A mobile body capable of vibrating in a vertical direction; And
An oscillatingmobile comprising a generator unit provided in the mobile body and generating electrical energy from vibration of the mobile body,
The mobile body includes a mobile core inserted in the mobile cover and supporting the one side of the power unit, and a vibrating member acting as a vibrating body for applying a magnetic pole for generating electric energy to the power generating unit, A hollow mobile cover configured to form the stem of the oscillatory mobile;
The power generation unit includes a plurality of power generation mobiles connected to the mobile body to move in dependence on the vibration of the mobile body to generate electric energy in at least one of a piezoelectric power generation mode and a triboelectric power generation mode;
Wherein the power generation mobiles are spaced apart from one another in the mobile body so as to form branches of the vibratory mobile and protrude outwardly from the peripheral wall of the mobile cover and protrude in different directions.
상기 발전 모빌들은 상기 모빌 몸체의 축선 방향으로 간격을 두고 복수의 행(Row)에 배치되며, 상기 모빌 몸체의 축선과 나란하게 세로 방향으로 동일 선상에 배열되거나 상호 엇갈리게 배열되는 것을 특징으로 하는 진동식 모빌.18. The method of claim 17,
Wherein the power generation mobiles are arranged in a plurality of rows spaced apart from each other in the axial direction of the mobile body and arranged in a line in the longitudinal direction in parallel with the axis of the mobile body, .
상기 발전 모빌들 중 상대적으로 상측 행에 배치되는 발전 모빌이 하측 행에 배치되는 발전 모빌에 비해 낮게 돌출되는 것을 특징으로 하는 진동식 모빌.19. The method of claim 18,
Wherein power generation mobiles disposed in a relatively upper row of the power generation mobs protrude lower than power generation mobiles disposed in a lower row of the power generation mobiles.
상기 발전 모빌들은, 상기 모빌 몸체의 둘레 방향으로 간격을 두고 복수 열(Column)에 배치되며, 상기 모빌 몸체의 둘레 방향을 따라 동일 선상에 배열되거나 상호 엇갈리게 배열되는 것을 특징으로 하는 진동식 모빌.18. The method of claim 17,
Wherein the power generation mobiles are arranged in a plurality of columns spaced apart in the circumferential direction of the mobile body and arranged in a line along the circumferential direction of the mobile body or alternately arranged alternately.
상기 발전 모빌들 중 적어도 하나는, 태양광 발전을 위한 태양광 소자를 갖는 것을 특징으로 하는 진동식 모빌.21. The method according to any one of claims 17 to 20,
Wherein at least one of the power generation mobiles has a photovoltaic device for solar power generation.
상기 태양광 소자는, 상기 발전 모빌들 중 적어도 하나의 선단부에 배치되는 것을 특징으로 하는 진동식 모빌.22. The method of claim 21,
Wherein the photovoltaic element is disposed at a tip of at least one of the power generation mobiles.
상기 모빌 커버와 상기 모빌 코어의 접촉에 의해 전기 에너지가 생성되도록, 상기 모빌 커버는 상기 모빌 코어와의 접촉에 의해 대전되는 제1대전체를 가지며, 상기 모빌 코어는 상기 제1대전체와의 접촉에 의해 대전되는 제2대전체를 갖는 것을 특징으로 하는 진동식 모빌.18. The method of claim 17,
The mobile cover having a first main body charged by contact with the mobile core such that electric energy is generated by contact between the mobile cover and the mobile core, And the second main body is charged by the second main body.
상기 진동식 모빌은 실내 또는 수송장치에 배치되는 인테리어 모빌인 것을 특징으로 하는 진동식 모빌.The method according to claim 2 or 17,
Characterized in that the vibratory mobile is an interior mobile which is arranged in the interior or in a transport device.
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|---|---|---|---|---|
| KR20200106264A (en) * | 2019-03-04 | 2020-09-14 | 연세대학교 산학협력단 | Columnar triboelectric energy harvester for omni-directional wind energy harvesting |
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| JP2003006792A (en) | 2001-06-26 | 2003-01-10 | Nec Tokin Ceramics Corp | Display device |
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| KR102233550B1 (en) * | 2019-03-04 | 2021-03-30 | 연세대학교 산학협력단 | Columnar triboelectric energy harvester for omni-directional wind energy harvesting |
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