KR102169142B1 - Generating structure using electro active polymer and self-powered lighting device using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열, 진동, 외부 충격에 의해 전기 에너지를 생성하고, 생성된 전기 에너지를 보조 전원으로 이용하는 전기활성 고분자를 이용한 발전 구조체와 이를 이용한 자가발전 조명장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 본 발명은 전기활성 고분자 물질로 이루어진 발전부가 열을 방출하는 방열체와 밀착되도록 설치되고, 상기 방열체에서 열이 발생되면, 상기 발전부의 전기활성 고분자 물질에서 발생되는 전기 에너지를 출력하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명은 조명장치의 동작으로 발생되는 열과, 조명장치에 가해지는 진동이나 외부 충격을 이용하여 자가발전을 수행할 수 있는 장점이 있다.An object of the present invention is to provide a power generation structure using an electroactive polymer that generates electrical energy by heat, vibration, and external shock, and uses the generated electrical energy as an auxiliary power source, and a self-powered lighting device using the same. To this end, the present invention is installed so that the power generation unit made of an electroactive polymer material is in close contact with a radiator that emits heat, and when heat is generated from the radiator, the power generation unit outputs electrical energy generated from the electroactive polymer material of the power generation unit. It features. Therefore, the present invention has the advantage of performing self-power generation by using heat generated by the operation of the lighting device and vibration or external shock applied to the lighting device.
Description
본 발명은 전기활성 고분자를 이용한 자가발전 구조체 및 이를 이용한 조명장치에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 열, 진동, 외부 충격에 의해 전기 에너지를 생성하고, 생성된 전기 에너지를 보조 전원으로 이용하는 전기활성 고분자를 이용한 발전 구조체와 이를 이용한 자가발전 조명장치에 관한 것이다.The present invention relates to a self-powered structure using an electroactive polymer and a lighting device using the same, and more particularly, to generate electric energy by heat, vibration, and external shock, and to use the generated electric energy as an auxiliary power source. It relates to a power generation structure using a polymer and a self-powered lighting device using the same.
일반적으로 발광다이오드(Light Emitting Diode; LED)는 p형 반도체와 n형 반도체를 접합시키고, 전자와 정공이 접합면에서 결합하면서 빛을 발광하는 소자이다. In general, a light emitting diode (LED) is a device that bonds a p-type semiconductor and an n-type semiconductor, and emits light while electrons and holes are bonded at the junction surface.
이러한 LED는 저전압으로 고효율의 광을 조사할 수 있으므로, 가전제품, 리모콘, 전광판 및 각종 자동화기기 등에 사용되며, 친환경적이고 수명 및 내구성이 우수하여 다양한 조명장치로 응용되고 있다. Since these LEDs can irradiate high-efficiency light with a low voltage, they are used in home appliances, remote controls, electronic boards, and various automated devices, and are environmentally friendly and have excellent lifespan and durability, and thus are applied as various lighting devices.
이러한 LED의 특성으로 인해 종래에 사용되고 있는 백열전구, 형광등 등과 같은 조명장치는 LED를 이용한 조명장치로 대체되고 있는 추세이다.Due to the characteristics of these LEDs, conventional lighting devices such as incandescent bulbs and fluorescent lamps are being replaced by lighting devices using LEDs.
도 1은 일반적인 LED를 이용한 조명장치의 구조를 나타낸 단면도로서, 조명장치(10)는 내부에 수납공간을 형성한 하우징(11)과, 상기 하우징(11)의 내부에 설치되어 복수의 LED 칩(13)이 실장된 인쇄회로기판(12)과, 상기 LED 칩(13)의 동작으로 발생되는 열을 흡수하여 방출되도록 하는 방열부재(14)와, 상기 하우징(11)의 내부가 밀폐되도록 하고, 상기 LED 칩(13)에서 출력된 빛을 확산시켜 출력되도록 하는 확산부(11a)를 포함하여 구성된다.1 is a cross-sectional view showing the structure of a lighting device using a general LED. The
또한, 도 2는 방열부재가 하우징에 일체형으로 구성된 조명장치를 나타낸 도면으로서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 조명장치(20)는 하우징(20)의 일측에 방열부재(21a)를 구성하고, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(20)의 타측에는 다수의 LED 칩(23)이 실장된 인쇄회로기판(22)을 밀착시켜 설치하며, 상기 하우징(20)의 내부가 밀폐되도록 하고 상기 LED 칩(23)에서 출력된 빛을 확산시켜 출력되도록 확산부(21b)를 설치함으로써, 상기 LED 칩(23)에서 발생된 열을 하우징(20)에서 직접 흡수하여 방열부재(21a)를 통해 외부로 방출되도록 한다.In addition, FIG. 2 is a view showing a lighting device in which the heat dissipation member is integrally configured with the housing. As shown in FIG. 2A, the
또한, 최근에는 상기된 조명장치에 태양광을 이용한 자가 발전수단을 구비하여 외부의 전원 공급없이 조명 기능을 수행할 수 있는 조명장치가 제안되고 있다.In addition, recently, there has been proposed a lighting device capable of performing a lighting function without external power supply by providing a self-generating means using sunlight in the above-described lighting device.
그러나 이러한 태양광에 의한 자가발전 수단을 구비한 조명장치는 태양의 일조량에 따라 발전량과 발전효율이 결정되어 조명장치가 충분한 광량을 제공하지 못하는 문제점이 있다.However, such a lighting device having a self-powered means by solar light has a problem in that the amount of power generation and power generation efficiency are determined according to the amount of sunlight from the sun, so that the lighting device cannot provide a sufficient amount of light.
또한, 태양 에너지와 풍력을 선택적으로 사용하여 전기를 생산하는 하이브리드형 조명장치가 제안되고 있지만, 구조가 복잡해지고, 풍속에 의한 적절한 발전량과 발전효율을 제공하지 못하는 문제점이 있다. In addition, although a hybrid type lighting device that generates electricity by selectively using solar energy and wind power has been proposed, the structure is complicated, and there is a problem in that it does not provide adequate power generation amount and power generation efficiency by wind speed.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 열, 진동, 외부 충격에 의해 전기 에너지를 생성하고, 생성된 전기 에너지를 보조 전원으로 이용하는 전기활성 고분자를 이용한 발전 구조체와 이를 이용한 자가발전 조명장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve this problem, the present invention provides a power generation structure using an electroactive polymer that generates electrical energy by heat, vibration, and external shock, and uses the generated electrical energy as an auxiliary power source, and a self-powered lighting device using the same. It is aimed at.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전기활성 고분자 물질로 이루어진 발전부가 열을 방출하는 방열체와 밀착되도록 설치되고, 상기 방열체에서 열이 발생되면, 상기 발전부의 전기활성 고분자 물질에서 발생되는 전기 에너지를 출력하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is installed so that the power generation unit made of an electroactive polymer material is in close contact with a radiator that emits heat, and when heat is generated from the radiator, electricity generated by the electroactive polymer material of the power generation unit It is characterized by outputting energy.
또한, 본 발명에 따른 상기 발전부는 상기 방열체의 적어도 일부가 삽입되도록 삽입홈을 구비한 것을 특징으로 한다.In addition, the power generation unit according to the present invention is characterized in that it has an insertion groove so that at least a portion of the heat sink is inserted.
또한, 본 발명에 따른 상기 발전부는 진동 또는 외부 충격이 발생되면, 전기 에너지를 출력하는 것을 특징으로 한다.In addition, the power generation unit according to the present invention is characterized in that it outputs electrical energy when vibration or external shock occurs.
또한, 본 발명에 따른 상기 발전부는 강유전성 전기활성 고분자 물질을 포함하는 섬유 또는 필름으로 이루어진 제1 고분자부; 및 상기 제1 고분자부에 설치되어 상기 제1 고분자부에서 발생되는 전기 에너지를 외부로 출력하는 전극부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the power generation unit according to the present invention comprises a first polymer unit made of a fiber or film containing a ferroelectric electroactive polymer material; And an electrode part installed in the first polymer part and outputting electrical energy generated by the first polymer part to the outside.
또한, 본 발명에 따른 상기 발전부는 상기 제1 고분자부를 내재하고, 유전성 탄성체 전기활성 고분자 물질을 포함하는 제2 고분자부; 및 상기 제2 고분자부에 설치되어 상기 제2 고분자부에서 발생되는 전기 에너지를 외부로 출력하는 전극부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the power generation unit according to the present invention includes a second polymer unit including the first polymer unit and a dielectric elastomer electroactive polymer material; And an electrode part installed in the second polymer part to output electric energy generated by the second polymer part to the outside.
또한, 본 발명에 따른 상기 발전부는 상기 방열체에서 전도된 열을 외부로 방출하는 열방출부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the power generation unit according to the present invention is characterized in that it further comprises a heat dissipating unit for discharging the heat conducted from the radiator to the outside.
또한, 발명에 따른 상기 발전부는 상기 방열체에서 전도된 열을 외부로 방출하는 다수의 관통공을 구비한 다공성 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the power generation unit according to the invention is characterized in that it is made of a porous structure having a plurality of through-holes for discharging the heat conducted from the radiator to the outside.
또한, 본 발명에 따른 상기 발전부는 외부면에 요철부를 형성한 것을 특징으로 한다.In addition, the power generation unit according to the present invention is characterized in that the uneven portion is formed on the outer surface.
또한, 본 발명은 조명부의 방열부에 설치되고, 전기활성 고분자 물질로 이루어진 발전부와, 상기 발전부가 방열부의 외부를 덮도록 삽입홈을 구비하여 상기 방열부에서 열이 발생되면, 상기 발전부의 전기활성 고분자 물질에서 발생되는 전기 에너지를 전극부를 통해 출력하는 발전 구조체; 및 빛을 출력하는 광원부와, 상기 광원부에서 발생되는 열이 전도되어 방출되도록 하는 방열부를 구비하고, 상기 발전 구조체에서 출력되는 전기 에너지를 이용하여 상기 광원부의 동작을 제어하는 조명부를 포함한다.In addition, the present invention is installed in the heat dissipation unit of the lighting unit, the power generation unit made of an electroactive polymer material, and the power generation unit is provided with an insertion groove to cover the outside of the heat dissipation unit. A power generation structure that outputs electrical energy generated from the active polymer material through the electrode portion; And a light source unit that outputs light, a heat dissipation unit configured to conduct and discharge heat generated from the light source unit, and control an operation of the light source unit using electric energy output from the power generation structure.
또한, 본 발명에 따른 상기 조명부는 상기 발전 구조체에서 출력되는 전기 에너지를 저장하는 보조 전원부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the lighting unit according to the present invention is characterized in that it further comprises an auxiliary power supply for storing electrical energy output from the power generation structure.
본 발명은 조명장치의 동작으로 발생되는 열과, 조명장치에 가해지는 진동이나 외부 충격을 이용하여 자가발전을 수행할 수 있는 장점이 있다.The present invention has the advantage of performing self-power generation by using heat generated by the operation of the lighting device and vibration or external shock applied to the lighting device.
또한, 본 발명은 자가발전에 의해 생성된 전기 에너지를 조명장치의 보조 전원으로 제공함으로써, 자체적으로 충분한 발전이 가능하고, 보조 전원을 이용한 충분한 발광을 통해 효과적인 조명기능을 수행할 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention provides the electric energy generated by self-power generation as an auxiliary power source of the lighting device, thereby enabling sufficient power generation by itself, and has the advantage of performing an effective lighting function through sufficient light emission using an auxiliary power source. .
도 1은 일반적인 LED를 이용한 조명장치의 구조를 나타낸 단면도.
도 2는 종래 기술에 따른 방열부재가 하우징에 일체형으로 구성된 조명장치를 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 전기활성 고분자를 이용한 발전 구조체를 나타낸 사시도.
도 4는 도 3에 따른 전기활성 고분자를 이용한 발전 구조체의 구조를 나타낸 단면도.
도 5는 도 3에 따른 전기활성 고분자를 이용한 발전 구조체의 사용 상태를 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 전기활성 고분자를 이용한 발전 구조체의 다른 실시예를 나타낸 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 전기활성 고분자를 이용한 발전 구조체의 다른 실시예를 나타낸 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 전기활성 고분자를 이용한 발전 구조체의 다른 실시예를 나타낸 단면도.
도 9는 본 발명에 따른 전기활성 고분자 발전 구조체를 이용한 자가발전 조명장치의 구성을 나타낸 블록도.
도 10은 도 9에 따른 전기활성 고분자 발전 구조체를 이용한 자가발전 조명장치의 사용상태를 나타낸 예시도.
도 11은 도 9에 따른 전기활성 고분자 발전 구조체를 이용한 자가발전 조명장치의 다른 사용상태를 나타낸 예시도.1 is a cross-sectional view showing the structure of a lighting device using a general LED.
2 is an exemplary view showing a lighting device in which a heat dissipation member according to the prior art is integrally configured with a housing.
3 is a perspective view showing a power generation structure using an electroactive polymer according to the present invention.
Figure 4 is a cross-sectional view showing the structure of the power generation structure using the electroactive polymer according to Figure 3;
5 is an exemplary view showing a state of use of the power generation structure using the electroactive polymer according to FIG. 3.
6 is a cross-sectional view showing another embodiment of a power generation structure using an electroactive polymer according to the present invention.
7 is a cross-sectional view showing another embodiment of a power generation structure using an electroactive polymer according to the present invention.
8 is a cross-sectional view showing another embodiment of the power generation structure using the electroactive polymer according to the present invention.
9 is a block diagram showing the configuration of a self-powered lighting device using an electroactive polymer power generation structure according to the present invention.
Figure 10 is an exemplary view showing a state of use of the self-powered lighting device using the electroactive polymer power generation structure according to Figure 9.
11 is an exemplary view showing another state of use of the self-powered lighting device using the electroactive polymer power generation structure according to FIG. 9.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전기활성 고분자를 이용한 발전 구조체 및 이를 이용한 자가발전 조명장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a power generation structure using an electroactive polymer according to the present invention and a self-powered lighting device using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다는 표현은 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.In this specification, the expression that a certain part "includes" a certain component does not exclude other components, but means that other components may be further included.
또한, "‥부", "‥기", "‥모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 그 둘의 결합으로 구분될 수 있다.In addition, terms such as "... unit", "... group", and "... module" mean units that process at least one function or operation, which can be classified into hardware, software, or a combination of the two.
도 3은 본 발명에 따른 전기활성 고분자를 이용한 발전 구조체를 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3에 따른 전기활성 고분자를 이용한 발전 구조체의 구조를 나타낸 단면도이며, 도 5는 도 3에 따른 전기활성 고분자를 이용한 발전 구조체의 사용 상태를 나타낸 예시도이다.3 is a perspective view showing a power generation structure using the electroactive polymer according to the present invention, FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure of the power generation structure using the electroactive polymer according to FIG. 3, and FIG. 5 is an electroactive polymer according to FIG. It is an exemplary diagram showing the state of use of the power generation structure using.
도 3 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 발전 구조체(100)는 전기활성 고분자 물질로 이루어진 발전부(110)와, 상기 발전부(110)의 내부에 방열체가 삽입되어 밀착될 수 있도록 삽입홈(120)을 포함하여 구성된다.As shown in FIGS. 3 to 5, the
상기 발전부(110)는 강유전성(Ferroelectric) 동작 원리로 작동하는 전기활성고분자 물질을 포함하는 구성으로서, 제1 고분자부(111)와, 전극부(112, 112')와, 절연부(113)를 포함하여 구성된다.The
즉 상기 발전부(110)는 열을 방출하는 방열체와 밀착되어 설치되고, 상기 방열체에서 발생되는 열에 의한 변형을 통해 전기활성 고분자 물질에서 전기 에너지가 생성되도록 하고, 전체적인 종방향 단면 형상은 "∩" 형상으로 구성된다.That is, the
상기 제1 고분자부(111)는 강유전성 전기활성 고분자 물질로 이루어지고, 상기 강유전성 전기활성 고분자 물질은 빠른 기계/전기적 연성 반응속도, 기계/화학적 거동에 대한 높은 신뢰성 및 안정도와, 낮은 임피던스 등 변형을 감지할 수 있으며, 열에 의한 변형, 진동 또는 외부 충격에 의한 변형을 감지하고, 상기 감지된 변형에 따른 전기 에너지를 출력한다.The
또한, 상기 제1 고분자부(111)는 섬유형태 또는 필름형태로 이루어지고, PVDF(Polyvinylidene fluoride) 등으로 구성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the
또한, 본 실시예에서는 1개의 제1 고분자부(111)로 이루어진 구성을 실시예로 설명하지만 이에 한정되는 것은 아니고, 다수의 제1 고분자부(111)를 일정 간격으로 적층하여 구성할 수도 있다.In addition, in the present embodiment, a configuration consisting of one
상기 전극부(112, 112')는 상기 제1 고분자부(111)와 연결되어 상기 제1 고분자부(111)의 변형으로 발생되는 전기 에너지를 외부 조명장치 또는 축전용 전원장치에 전송되도록 한다.The
상기 절연부(113)는 상기 제1 고분자부(111)와 전극부(112, 112')의 외부를 피복하여 전기적 안정성이 확보될 수 있도록 한다.The
또한, 상기 발전부(110)는 방열부(220)의 적어도 일부가 삽입되도록 삽입홈(120)을 구비한다.In addition, the
상기 삽입홈(120)은 인쇄회로기판(211)과 상기 인쇄회로기판(211)에 실장된 다수의 LED 칩(212)으로 구성된 광원부(210)에서 발생된 열이 전도되면 방열시키는 방열부(220)의 외부면과 발전부(110)가 밀착되도록 구성함으로써, 상기 방열부(220)에서 발생된 열에 의해 상기 발전부(110)가 열 변형에 의한 전기 에너지를 생성할 수 있도록 한다.The
한편, 본 실시예에서는 발전부(110)를 방열부(220)와 결합하기 위해 종방향 단면 형상을 "∩" 형상으로 구성하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 판 형상의 필름으로 구성하여 광원부(210)와 방열부(220) 사이에 설치하는 구성도 가능하며, 방열부(220)와 접촉을 통한 열 변형이 가능한 형상이면, 모두 포함될 수 있다.On the other hand, in this embodiment, in order to combine the
다음은 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 발전 구조체(100a)의 다른 실시예를 설명한다.Next, another embodiment of the
도 6의 실시예에 따른 발전 구조체(100a)는 도 3에 따른 실시예와 형상 및 구조에서 동일하게 구성되고, 발전부(110)의 외측에 방열부(220)에서 전도된 열을 통해 전기합성 고분자 물질이 발전을 수행한 다음 상기 발전부(110)의 외부로 신속하게 방출될 수 있도록 하는 열방출부(130)가 추가 구성된다.The
즉 발전을 위해 설치된 발전 구조체(100a)로 인해 방열부(220)의 방열 특성이 감소되는 것을 방지하기 위해, 열전도성 수지와 같은 방열 수지층을 열방출부(130)로 구성한다. That is, in order to prevent the heat dissipation characteristics of the
또한, 방열부(220)의 방열 특성이 감소되는 것을 방지하기 위해 도 7과 같이, 발전 구조체(100b)를 구성할 수도 있다.In addition, as shown in FIG. 7, in order to prevent the heat dissipation characteristic of the
도 7의 실시예에 따른 발전 구조체(100b)는 도 3에 따른 실시예와 형상 및 구조에서 동일하게 구성되고, 발전부(110b)는 방열부(220)에서 전도된 열의 일부가 직접 외부로 방출되도록 상기 발전부(110b)의 몸체에 다수의 관통공(116)을 구비한 다공성 구조로 구성한다. The
즉 발전부(110b)의 몸체를 따라 다수의 관통공(116)을 형성하여 방열부(220)에 발생된 열의 일부는 발전부(110b)로 전도되어 열 변형에 의한 발전 동작이 수행되도록 하고, 나머지 열은 상기 관통공(116)을 통해 외부로 방출되도록 하여 방열부(220)의 방열 특성이 감소되는 것을 방지할 수 있도록 한다.That is, by forming a plurality of through-
또한, 방열부(220)의 방열 특성이 감소되는 것을 방지하기 위해 도 8과 같이, 발전 구조체(100c)를 구성할 수도 있다.In addition, as shown in FIG. 8, in order to prevent the heat dissipation characteristics of the
도 8의 실시예에 따른 발전 구조체(100c)는 도 3에 따른 실시예와 형상 및 구조에서 동일하게 구성되고, 발전부(110c)는 방열부(220)에서 전도된 열이 방출되는 면적이 증가될 수 있도록 상기 발전부(110c)의 외부면에 요철부(117, 117')를 형성함으로써, 방열부(220)의 방열 특성이 감소되는 것을 방지할 수 있도록 한다.The
다음은 본 발명에 따른 전기활성 고분자 발전 구조체를 이용한 자가발전 조명장치를 도 9를 참조하여 설명한다.Next, a self-powered lighting device using an electroactive polymer power generation structure according to the present invention will be described with reference to FIG. 9.
도 9에 나타낸 바와 같이, 전기활성 고분자 발전 구조체를 이용한 자가발전 조명장치는 조명부(200)의 방열부(220)에 설치되고, 전기활성 고분자 물질로 이루어진 발전부(110)와, 상기 발전부(110)가 방열부(220)의 외부를 덮도록 삽입홈(120)을 구비하여 상기 방열부(220)에서 열이 발생되면, 상기 발전부(110)의 전기활성 고분자 물질에서 발생되는 전기 에너지를 전극부(112, 112')를 통해 출력하는 발전 구조체(100)와, 빛을 출력하는 광원부(210)와, 상기 광원부(210)에서 발생되는 열이 전도되어 방출되도록 하는 방열부(220)를 구비하고, 상기 발전 구조체(100)에서 출력되는 전기 에너지를 이용하여 상기 광원부(210)의 동작을 제어하는 조명부(200)를 포함하여 구성된다.As shown in Figure 9, the self-powered lighting device using the electroactive polymer power generation structure is installed in the
상기 조명부(200)는 빛을 출력하는 광원부(210)와, 상기 광원부(210)의 동작으로 발생되는 열을 방출하는 방열부(220)와, 상기 발전 구조체(100)에서 출력되는 전기 에너지를 저장하고, 상기 저장된 전기 에너지를 상기 광원부(210) 또는 전원부(240)로 공급하는 보조 전원부(230)와, 상기 광원부(210)로 전원을 공급하는 전원부(240)와, 상기 광원부(210)의 동작 제어와, 상기 보조 전원부(230)의 스위칭 동작을 제어하는 제어부(250)를 포함하여 구성된다.The
상기 보조 전원부(230)는 전원부(240)와 일체형으로 구성될 수도 있고, 상기 제어부(250)의 스위칭 동작 제어에 따라 상기 발전 구조체(100)에서 발전된 전기 에너지를 상기 보조 전원부(230)에 저장하거나 또는 상기 보조 전원부(230)에 저장된 전기 에너지가 광원부(210)에 공급되도록 한다.The auxiliary
상기 전원부(240)는 광원부(210)로 전원을 공급하기 위한 구성으로서, 충전 및 방전이 가능한 배터리로 이루어지고, 태양전지셀(미도시) 또는 상기 보조 전원부(230)에서 공급되는 전기 에너지가 충전될 수 있도록 한다.The
상기 제어부(250)는 발전 구조체(100)에서 발전된 전기 에너지를 보조 전원부(230)에 저장되도록 하고, 상기 보조 전원부(230)에 저장된 전압값 또는 전류량을 측정하여 일정 전압 또는 일정 전류에 도달할 때까지 상기 발전 구조체(100)에서 발전된 전기 에너지가 보조 전원부(230)에 축전되도록 한다.The
한편, 본 발명에 따른 전기활성 고분자 발전 구조체를 이용한 조명장치는 발전 구조체(100)가 방열부(220)에서 발생된 열을 이용하여 열 변형에 의한 전기 에너지를 생성할 수도 있지만, 도 10과 같이 등부표(300)에 설치되어 열 뿐만 아니라 상기 등부표(300)가 파도에 의해 흔들리면 발생하는 진동을 통해 전기 에너지를 생성할 수도 있어 열과 진동에 의한 전기 에너지 생성이 가능하다.On the other hand, in the lighting device using the electroactive polymer power generation structure according to the present invention, the
또한, 본 발명에 따른 전기활성 고분자 발전 구조체를 이용한 조명장치는 발전 구조체(100)가 도 11과 같이 가로등(400)에 설치되어 열 뿐만 아니라 빗방울 등이 가로등(400)을 타격하여 발생되는 외부 충격 및 진동을 통해 전기 에너지를 생성할 수도 있어 열과 진동과 외부 충격에 의한 전기 에너지 생성이 가능하다.In addition, in the lighting device using the electroactive polymer power generation structure according to the present invention, the
본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 조명장치를 등부표와 가로등으로 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 도로에 설치되는 도로 표지병, 도로 안내판, 보안등과 같이 열, 진동 외부 충격이 발생되는 곳에 설치된 조명장치는 모두 포함될 수 있을 것이다.In the present embodiment, the lighting device is described as a light buoy and a street light for convenience of explanation, but is not limited thereto, and a lighting device installed in a place where heat, vibration and external shock are generated, such as a road sign, a road sign, and a security light installed on a road Could be all included.
따라서, 조명장치의 동작으로 발생되는 열과, 조명장치에 가해지는 진동이나 외부 충격을 이용하여 자가발전을 수행할 수 있고, 자가발전에 의해 생성된 전기 에너지를 조명장치의 보조 전원으로 제공함으로써, 자체적으로 충분한 발전이 가능하고, 보조 전원을 이용한 충분한 발광을 통해 효과적인 조명기능을 수행할 수 있게 된다.Therefore, it is possible to perform self-generation by using the heat generated by the operation of the lighting device and the vibration or external shock applied to the lighting device, and by providing the electric energy generated by the self-power generation as auxiliary power of the lighting device, As a result, sufficient power generation is possible, and effective lighting functions can be performed through sufficient light emission using auxiliary power.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, but those skilled in the art can variously modify and change the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. You will understand that you can do it.
또한, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 도면번호는 설명의 명료성과 편의를 위해 기재한 것일 뿐 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있으며, 상술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 해석은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In addition, reference numerals in the claims of the present invention are provided for clarity and convenience of description, and are not limited thereto. In the process of describing the embodiments, the thickness of the lines shown in the drawings, the size of components, etc. May be exaggerated for clarity and convenience of description, and the above-described terms are terms defined in consideration of functions in the present invention and may vary according to the intention or custom of users and operators. Is to be made based on the contents throughout this specification.
100, 100a, 100b, 100c : 발전 구조체
110, 110a, 110b, 110c : 발전부
111 : 제1 고분자부 112, 112' : 전극부
113 : 절연부 116 : 관통공
117, 117' : 요철부 120 : 삽입홈
130 : 열방출부 200 : 조명부
210 : 광원부 211 : 인쇄회로기판
212 : LED 칩 220 : 방열부
230 : 보조 전원부 240 : 전원부
250 : 제어부 300 : 등부표
400 : 가로등100, 100a, 100b, 100c: power generation structure
110, 110a, 110b, 110c: power generation department
111:
113: insulation part 116: through hole
117, 117': uneven portion 120: insertion groove
130: heat dissipation unit 200: lighting unit
210: light source 211: printed circuit board
212: LED chip 220: radiator
230: auxiliary power supply 240: power supply
250: control unit 300: light buoy
400: street light
Claims (9)
상기 발전부(110, 110a, 110b, 110c)는 상기 방열체의 적어도 일부가 삽입되도록 삽입홈(120)을 구비한 것을 특징으로 하는 전기활성 고분자를 이용한 발전 구조체.Power generation units (110, 110a, 110b, 110c) made of an electroactive polymer material are installed to be in close contact with a radiator that emits heat, and when heat is generated from the radiator, the power generation units (110, 110a, 110b, 110c) ), but outputs the electrical energy generated from the electroactive polymer material,
The power generation unit (110, 110a, 110b, 110c) is a power generation structure using an electroactive polymer, characterized in that provided with an insertion groove (120) so that at least a portion of the radiator is inserted.
상기 발전부(110, 110a, 110b, 110c)는 진동 또는 외부 충격이 발생되면, 전기 에너지를 출력하는 것을 특징으로 하는 전기활성 고분자를 이용한 발전 구조체.The method of claim 1,
The power generation unit (110, 110a, 110b, 110c) is a power generation structure using an electroactive polymer, characterized in that to output electrical energy when vibration or external impact occurs.
상기 발전부(110, 110a, 110b, 110c)는 강유전성 전기활성 고분자 물질을 포함하는 섬유 또는 필름으로 이루어진 제1 고분자부(111); 및
상기 제1 고분자부(111)에 설치되어 상기 제1 고분자부(111)에서 발생되는 전기 에너지를 외부로 출력하는 전극부(112, 112')를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기활성 고분자를 이용한 발전 구조체.The method of claim 1 or 3,
The power generation unit (110, 110a, 110b, 110c) includes a first polymer unit 111 made of a fiber or film containing a ferroelectric electroactive polymer material; And
Power generation using an electroactive polymer, characterized in that it includes electrode units 112 and 112 ′ that are installed on the first polymer unit 111 to output electrical energy generated from the first polymer unit 111 to the outside. Structure.
상기 발전부(110)는 상기 방열체에서 전도된 열을 외부로 방출하는 열방출부(130)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기활성 고분자를 이용한 발전 구조체.The method of claim 1,
The power generation unit 110 is a power generation structure using an electroactive polymer, characterized in that it further comprises a heat dissipating unit 130 for discharging the heat conducted from the radiator to the outside.
상기 발전부(110b)는 상기 방열체에서 전도된 열을 외부로 방출하는 다수의 관통공(116)을 구비한 다공성 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기활성 고분자를 이용한 발전 구조체.The method of claim 1,
The power generation unit (110b) is a power generation structure using an electroactive polymer, characterized in that it is made of a porous structure having a plurality of through holes (116) for discharging the heat conducted from the radiator to the outside.
상기 발전부(110c)는 외부면에 요철부(117, 117')를 형성한 것을 특징으로 하는 전기활성 고분자를 이용한 발전 구조체.The method of claim 1,
The power generation unit (110c) is a power generation structure using an electroactive polymer, characterized in that the irregularities (117, 117') are formed on the outer surface.
빛을 출력하는 광원부(210)와, 상기 광원부(210)에서 발생되는 열이 전도되어 방출되도록 하는 방열부(220)를 구비하고, 상기 발전 구조체(100)에서 출력되는 전기 에너지를 이용하여 상기 광원부(210)의 동작을 제어하는 조명부(200)를 포함하는 전기활성 고분자 발전 구조체를 이용한 자가발전 조명장치.It is installed in the heat dissipation part 220 of the lighting part 200, the power generation part 110 made of an electroactive polymer material, and the insertion groove 120 so that the power generation part 110 covers the outside of the heat dissipation part 220 A power generation structure 100 configured to output electrical energy generated by the electroactive polymer material of the power generation unit 110 through the electrode units 112 and 112' when heat is generated in the heat dissipation unit 220; And
The light source unit includes a light source unit 210 that outputs light and a heat dissipation unit 220 that conducts and releases heat generated from the light source unit 210, and uses electric energy output from the power generation structure 100 to Self-powered lighting device using an electroactive polymer power generation structure comprising a lighting unit 200 for controlling the operation of (210).
상기 조명부(200)는 상기 발전 구조체(100)에서 출력되는 전기 에너지를 저장하는 보조 전원부(230)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기활성 고분자 발전 구조체를 이용한 자가발전 조명장치.The method of claim 8,
The lighting unit 200 is a self-powered lighting device using an electroactive polymer power generation structure, characterized in that it further comprises an auxiliary power supply unit 230 for storing electrical energy output from the power generation structure (100).
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