KR20130118404A

KR20130118404A - Mobile phone battery recharging shoes with cooling and heating functions

Info

Publication number: KR20130118404A
Application number: KR1020120041204A
Authority: KR
Inventors: 박선하
Original assignee: 박선하
Priority date: 2012-04-20
Filing date: 2012-04-20
Publication date: 2013-10-30

Abstract

본 발명은 펠티어 소자(Peltier) 와 압전소자를 전자기유도 발전방식과 접목시켜서 신발에 보온과 냉장 기능 뿐 만아니라 언제 어디서든지 핸드폰 밧데리 충전을 가능하게 하여 계절에 따라 신발을 효과적으로 사용할 수 있게 해주고 이러한 보온과 냉장 기능을 자가발전으로 가능하게 한 것이다. The present invention combines the Peltier element and the piezoelectric element with the electromagnetic induction power generation method, as well as the thermal insulation and refrigeration function in the shoe as well as anytime and anywhere to charge the battery of the cell phone to effectively use the shoes according to the season and the thermal insulation And the refrigeration function is made possible by self-generation.

Description

Mobile Phone Battery Recharging Shoes With Cooling and Heating Functions}

자가 충전, 압전소자. 펠티어 소자, 충전.Self charging, piezoelectric element. Peltier element, charging.

뜨거운 곳에서 차가운 곳으로 열흐름이 발생하게 되어 양극사이로 전류가 이동 할 수 있게 해주는 현상을 제벡현상(Seebeck Effect)이라고 한다. 또한 이와는 반대로 다른 도체에 직류 전류를 흐르게 하면 전류의 방향에 따라 도체의 한 부분은 가열되는 반면 다 른한쪽은 냉각되는 현상을 펠티어 효과(Peltier Effect)라고 한다.The Seebeck Effect is a phenomenon in which heat flows from a hot place to a cold place and allows current to flow between the anodes. On the contrary, when direct current flows to another conductor, one part of the conductor is heated while the other is cooled according to the direction of the current. The Peltier Effect is called the Peltier Effect.

펠티어 소자(Pletier)는 열전소자(Thermoelectric Module), 펠체소자, 써머모듈, 써머모줄, 열전냉각소자, 열전모듈이라고도 하며 두 개의 다른 금속이 양끝만 서로 접합한 어느 한 시스템의 양쪽 접합에 전기를 흘려주면 한 접합에서는 열을 흡수하고 다른 접합에서는 열을 방출한다. 펠티어 소자는 전기적으로는 직렬, 열적으로는 평행인 두 개 이상의 반도체로 구성되어 있고 전기가 각 N형과 P형 소자를 통해 기판의 위와 아래를 계속해서 교대로 흐르는 동안 열이 열전소자를 통해 오직 한 방향으로만 이동하도록 배열되어 있다. 열은 열전소자를 통해서 흡열면에서 방열면으로 이동되고 이동되는 열은 공급되는 전압에 비례한다. 극성을 바꿔주면 같은 열전소자로 전류의 극성을 바꿈에 따라 가열과 냉각의 기능을 바꿀 수 있다. Pletier is also called thermoelectric module, thermoelectric element, thermo module, thermos, thermoelectric cooling element, and thermoelectric module. At one junction, it absorbs heat and at the other junction it releases heat. The Peltier device consists of two or more semiconductors that are electrically parallel and thermally parallel, and the heat is transferred only through the thermoelectric elements while electricity continues to alternately flow above and below the substrate through each of the N- and P- And are arranged to move in only one direction. Heat is transferred from the heat-absorbing surface to the heat-dissipating surface through the thermoelectric element and the heat transferred is proportional to the voltage supplied. If you change the polarity, you can change the function of heating and cooling by changing the polarity of the current to the same thermoelectric element.

펠티어 소자(Pletier)의 주요 용도는 다음과 같다. 자동차의 온도조절(Climate Control) 시트, 반도체분야에서는 칠러, 순환기(Circulator), 냉각판과 척, 의료기구 중 혈액분석기, PCR, 시료온도싸이클테스터 이화학의 써큘레이터, 제습기, 스펙트로포토미터, 광학에서는 CCD 쿨링, 적외선센서 냉각, 레이저다이오드 냉각, 포토디이오드 냉각, SHG레이저 냉각, 컴퓨터에서는 CPU 냉각, 칩세트 번인에 사용되고 그밖에 냉장박스, 소형냉장고, 냉온수기, 와인냉장고, 쌀통, 소형김치냉장고, 제습기 그리고 산업용으로 폐열발전기, 리모트파워발전 등에 사용되고 있다. Pletier's main uses are as follows: In the temperature control sheet of automobile, in the field of semiconductor, chiller, circulator, cold plate and chuck, blood analyzer in medical equipment, PCR, sample temperature cycle tester, circulator of chemistry, dehumidifier, spectrophotometer, optic CCD Cooling, Infrared Sensor Cooling, Laser Diode Cooling, Photodiode Cooling, SHG Laser Cooling, Computer Cooling CPU, Chipset Burn-in, and Other Refrigeration Boxes, Small Refrigerators, Cold and Hot Water, Wine Refrigerators, Rice Buckets, Small Kimchi Refrigerators, Dehumidifiers and It is used for waste heat generator and remote power generation for industrial purposes.

이 열전소자의 장점으로는 기존냉매를 사용하는 방법에 비해 크기가 작고 가벼워 좁은 공간 에서도 설치할 수가 있다. 접점을 바꿀 경우에는 냉각작용 뿐만 아니라 가열도 가능하고 기계적 소음이 없고 수명 또한 긴 것을 들 수 있다. 요즘 문제가 되고 있는 오존파괴 물질인 냉매도 전혀 사용 하지 않음으로 환경 친화적인 것도 매우 좋은 장점이라 할 수 있다.The advantage of this thermoelectric device is that it is smaller and lighter than conventional refrigerants, so it can be installed in tight spaces. In case of changing the contact point, not only cooling but also heating is possible, there is no mechanical noise and long life. Environmentally friendly is also very good because it does not use any refrigerant, an ozone depleting substance that is a problem these days.

본 발명의 목적은 신발에 보온과 냉장 기능 뿐 만아니라 핸드폰 밧데리를 충전 할 수 도 있으며 자가발전이 가능하게 하는 데 있다. 신발은 인간이 움직이면서 운동에너지로 소모되지만 체중에 의한 중력에너지를 신발 바닥에 패러데이의 원리를 이용한 전자기 유도 방식이나 내부와 외부의 온도차에 의한 열전 반도체 와 압력변화나 충격에의해 전기분극현상을 이용한 압전 세라믹 소자을 사용함으로 한다. 자가발전이 가능할 뿐 아니라 또한 사용된 전기를 재활용할 수 있게 만드는 것이 본 발명의 목적 중 하나이다An object of the present invention is to not only keep warm and refrigeration function in the shoe, but also to charge a cell phone battery and to allow self-power generation. Shoes are consumed as kinetic energy as humans move, but the gravitational energy of body weight is transferred to the sole of the shoe by electromagnetic induction method using Faraday's principle or thermoelectric semiconductor by temperature difference between inside and outside By using a ceramic element. It is one of the objectives of the present invention not only to allow self-power generation but also to make it possible to recycle used electricity.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 직류 전원을 공급하면 발열과 냉각이 가능한 열전소자 (Thermoelectrical Module)를 이용한다. 신발 옆 부분에 핸드폰 밧데리를 장착 할 수 있도록 만들고 압전 세라믹이나 펠티어 소자로 전기 충전할수있도록 회로를 형성하여 냉온기능을 하지 않을 때마다 전기를 충전할 수 있게 하고 부가적인 자가 발전을 위해 코일과 전자석을 이용한다.
In order to achieve the above object, when a DC power supply is used, a thermoelectric module capable of generating heat and cooling is used. The cell phone battery can be mounted on the side of the shoe, and the circuit can be formed to be charged with piezoelectric ceramic or Peltier element so that it can be charged whenever it is not cold and the coil and electromagnet are added for additional self-generation. I use it.

본 발명은 신발에 자가발전으로 신발을 보온하거나 차게 함으로써 겨울철이나 여름철에 유용한 신발을 제공해 줄뿐 아니라 여러 가지 신재생에너지의 원리를 이용한 전자기유도 방식 지벡효과(Seebeck Effect) 와 압전효과(Pizoelectric Effect) 를 이용하여 기존의 전자기유도방식 자가발전의 전기를 재활용하는 효율이 높은 전원시스템을 제공해 준다.
The present invention not only provides shoes which are useful in winter or summer by keeping the shoes warm or cooled by self-power generation, but also induces the Seebeck Effect and the Piezoelectric Effect using the principles of renewable energy. It provides a highly efficient power system that recycles electricity of existing electromagnetic induction self-generated electricity.

도 1은 본 발명의 실시예
도 2는 자석을 이용한 자가발전 모듈1 is an embodiment of the present invention
2 is a self-power module using a magnet

본 발명은 구부러질 때마다 압력변화에의한 전기를 발생시킬수있는 압전소자를 (1-4) 등을 신발(1-1) 안에 장착하고 신발(1-1)의 내부 바닥에 둔 펠티어 소자(1-7)에 연결하여 온도를 조절 할 수 있도록 구성한다. 수퍼 콘덴서 등의 충전장치(1-3)를 통해 공급되는 전기를 공급하면 펠티어 소자(1-7)의 한쪽 면은 차갑게 되고 다른 면은 뜨겁게 된다. 전기의 극성을 바꾸게 되면 반대로 종전에 뜨거워진 부분은 차가워지고 찬 부분은 뜨거워지므로 스위치 조작 하나만으로 뜨겁게 하거나 차갑게 할 수 있게 된다. 펠티어 소자(1-7)는 양 면의 온도차가 커야지 효과가 극대화된다. 이때 온도 센서를 사용하여 일정온도 이상을 올라가거나 내려가지 않도록 조절이 가능하게 할 수 있다. According to the present invention, a Peltier element (1-4) is mounted in the shoe 1-1 and the piezoelectric element capable of generating electricity due to a pressure change every time it is bent and placed on the inner bottom of the shoe 1-1. 1-7) to adjust the temperature. When electricity supplied through the charging device 1-3 such as a super capacitor is supplied, one side of the Peltier element 1-7 becomes cold and the other side becomes hot. If you change the polarity of electricity on the contrary, the previously hot part becomes cold and the cold part becomes hot, so you can make it hot or cold with just one switch operation. The Peltier element 1-7 has a large temperature difference between both sides, so the effect is maximized. In this case, the temperature sensor may be used to adjust the temperature so as not to rise or fall above a certain temperature.

신(1-1)발에 압전소자(1-4)를 장착하여 발을 신발에 넣으면 자동으로 냉온 기능이 작동되게 할 수 있다. 걸어 다닐때마다 압전 소자(1-4)와 자가발전 장치(1-6), 펠티어 소자(1-7)로 발전시킨 전기를 역으로 수퍼 콘덴서에 충전할 수 있다. 신발을 사용하고 나면 펠티어 소자(1-2)의 양 면은 이미 상당한 온도차가 생기게 되므로 발을 신발에서 분리하자 마자 충전할 수 있게 한다.When the piezoelectric element (1-4) is attached to the shoe (1-1) foot and the foot is put into the shoe, the cold / hot function can be automatically activated. Each time the user walks, the supercapacitor can be charged with electricity generated by the piezoelectric element 1-4, the self-power generator 1-6, and the Peltier element 1-7. After using the shoe, both sides of the Peltier element 1-2 already have a significant temperature difference, allowing the foot to be recharged as soon as it is removed from the shoe.

자가발전모듈(1-6)은 자석(2-1)이 아래 위로 움직이면 전자기유도 현상에 위해 코일(2-2)에 전류가 흐르는 것을 이용하는 것이다. 자석(2-1) 밑에 스프링(2-3)이 장착되어 있어 발을 옮길 때마다 자석(2-1)은 올라오고 발을 내디디면 자석(2-1)이 들어가는 것을 반복하게 되어 전기가 발생하게 된다. 이러한 발전은 상당한 발전 효과를 갖게 되므로 수퍼콘덴서(1-3) 또는 핸드폰 밧데리(1-2)에 효과적으로 많은 양의 전기를 충전할 수 있게 한다. The self-power generation module 1-6 uses current flowing in the coil 2-2 for the electromagnetic induction phenomenon when the magnet 2-1 moves up and down. The spring (2-3) is mounted under the magnet (2-1), so each time you move your foot, the magnet (2-1) comes up, and when you step out, the magnet (2-1) repeats the entry of electricity. Will occur. This power generation has a significant power generation effect, which makes it possible to effectively charge a large amount of electricity to the supercapacitor (1-3) or the mobile phone battery (1-2).

1-1: 신발
1-2: 핸드폰 밧데리 거치대
1-3: 수퍼 콘덴서
1-4: 압전 소자
1-5: 신발 밑창
1-6: 전자기유도 자가발전부
1-7:펠티어 소자
2-1: 자석
2-2: 코일
2-3: 스프링
2-4: 전선
2-5: 펠티어 냉온소자1-1: shoes
1-2: mobile phone battery holder
1-3: Super Condenser
1-4: Piezoelectric Element
1-5: shoe sole
1-6: Electromagnetic Induction Generator
1-7: Peltier element
2-1: magnet
2-2: coil
2-3: spring
2-4: wire
2-5: Peltier Cold and Warm Element

Claims

Various charging methods are used to increase the charging efficiency in absorbing or dissipating heat by using the Peltier element (1-7) in the shoe (1-1) configured to charge the piezoelectric element (1-4) in the shoe. Functional shoes (1-1), characterized in that the insulation is used on the opposite side to maintain the temperature on the opposite side lower and increase the refrigeration efficiency.

In the functional shoe (1-1) using the Peltier element, which is characterized by charging the mobile phone, the Peltier element and the piezoelectric element are operated to automatically operate the charging system after use and recharge it as part of the power used to increase energy efficiency. Functional footwear.