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KR20120036113A - Apparatus for generating thermoelectric semiconductor using exhaust gas heat of vehicle - Google Patents

Apparatus for generating thermoelectric semiconductor using exhaust gas heat of vehicle Download PDF

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KR20120036113A
KR20120036113A KR1020100097818A KR20100097818A KR20120036113A KR 20120036113 A KR20120036113 A KR 20120036113A KR 1020100097818 A KR1020100097818 A KR 1020100097818A KR 20100097818 A KR20100097818 A KR 20100097818A KR 20120036113 A KR20120036113 A KR 20120036113A
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exhaust gas
heat exchange
exchange block
thermoelectric
heat
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KR1020100097818A
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오동훈
장길상
지용준
이대웅
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한라공조주식회사
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Abstract

PURPOSE: A thermoelectric power generation apparatus using exhaust gas of a vehicle is provided to improve generation efficiency by supplying heat having a uniform temperature to each thermoelectric module. CONSTITUTION: A thermoelectric power generation apparatus using exhaust gas of a vehicle comprises a heat exchange block(100), multiple thermoelectric modules(200), and heat sinks(300). The heat exchange block is formed using a conductive material. High-temperature exhaust gas flows through multiple gas paths(110) of the heat exchange block. One surface of each thermoelectric module touches the outer surface of the heat exchange block. The heat sinks touch the other surfaces of the thermoelectric modules.

Description

차량 배기 가스를 이용한 열전 발전 장치 {APPARATUS FOR GENERATING THERMOELECTRIC SEMICONDUCTOR USING EXHAUST GAS HEAT OF VEHICLE}Thermoelectric generator using vehicle exhaust {APPARATUS FOR GENERATING THERMOELECTRIC SEMICONDUCTOR USING EXHAUST GAS HEAT OF VEHICLE}

본 발명은 차량 배기 가스를 이용한 열전 발전 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열 전도성 재질로 형성되는 열교환 블록에 의해 열전 모듈에 열을 공급함으로써, 각 열전 모듈에 균일한 온도의 열이 공급되어 발전성능의 향상과 동시에 열전 모듈의 내구성이 향상되는 차량 배기 가스를 이용한 열전 발전 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a thermoelectric generator using vehicle exhaust gas, and more particularly, by supplying heat to the thermoelectric module by a heat exchange block formed of a thermally conductive material, the heat of a uniform temperature is supplied to each thermoelectric module to generate electricity The present invention relates to a thermoelectric power generation apparatus using vehicle exhaust gas that improves performance and improves durability of a thermoelectric module.

일반적으로 자동차에서 전력을 공급하기 위해 사용되는 전력발생장치인 엔진구동 교류발전기(alternator)는 그 효율이 약 33% 정도에 불과할 뿐만 아니라, 차량의 소요 전력이 증가하면 축동력을 증대시켜야하기 때문에 축동력 손실도 증가되어 높은 연료 소모 및 이로 인한 공해배출물이 증대되는 단점이 있다.In general, the engine-driven alternator, which is a power generator used to supply electric power, is only about 33% efficient and loses axial power due to the need to increase the axial power as the power required by the vehicle increases. There is also a disadvantage that the increased fuel consumption and the resulting pollution emissions are increased.

자동차에서의 에너지 흐름을 살펴보면, 가솔린이 가진 화학에너지는 엔진에서 연소하여 기계에너지로 변환되며, 이때의 열효율은 높아도 30%정도에 불과하다.Looking at the energy flow in the car, the chemical energy of gasoline is converted to mechanical energy by burning in the engine, the thermal efficiency is only about 30%.

나머지 에너지는 열의 형태로 라디에이터, 엔진 본체, 배기가스로부터 각기 30%, 10%, 30% 정도 외부로 방출된다.The remaining energy is released to the outside of the radiator, engine body and exhaust by 30%, 10% and 30%, respectively, in the form of heat.

이 엔진 폐열 중에서 열원의 온도가 높은 쪽이 에너지로서의 효용성이 높기 때문에, 자동차의 폐열 이용을 고려하는 경우에는 열원의 온도가 100℃정도에 불과한 엔진 본체나 라디에이터보다, 수백 도의 높은 온도영역을 갖는 엔진의 배기열을 검토하는 것이 가장 적합하다.Since the higher the heat source temperature is among the engine waste heats, the more efficient the energy is. Therefore, when considering the use of waste heat in automobiles, an engine having a temperature range of several hundred degrees higher than an engine body or a radiator having a heat source temperature of only about 100 ° C It is most appropriate to examine the exhaust heat of.

한편, 엔진에서 얻어진 총공급에너지 대비 30%정도의 기계에너지는, 기계마찰이나, 오일펌프?알터네이터 등 보기류의 구동에 소비되어, 실제로 주행에 사용되는 에너지는, 총 에너지량의 20%정도에 불과하다.On the other hand, about 30% of the total energy obtained from the engine is consumed by the mechanical friction, the oil pump and the alternator, etc., and the actual energy used for driving is about 20% of the total energy. It is only.

이때, 알터네이터의 구동에 소비되는 에너지는 차량의 운전상태 및 전력사용상태에 따라서 변화하나, 전력사용이 적은 주간의 일반 운전시에도 총 투입에너지의 수 퍼센트를 소비하므로, 열전변환에 의해 엔진의 배기열을 회수?발전하여 이를 대체하면, 이에 상당하는 연비향상을 기대할 수 있다.At this time, the energy consumed to drive the alternator varies depending on the driving state and the power use state of the vehicle, but consumes a few percent of the total input energy even during normal driving with low power use, so the exhaust heat of the engine is changed by thermoelectric conversion. By recovering and developing the fuel, the fuel efficiency can be improved.

열전변환은, 금속 또는 반도체인 가열소자와 냉각소자 양단에 온도차를 주는 경우, 가열소자와 냉각소자 사이에 발생되는 전위차를 이용한 것으로서, 이 시스템의 커다란 특징은, 기계적인 구동부 없이, 열을 직접 전기로 변환할 수 있다는 점이다.Thermoelectric conversion uses a potential difference generated between a heating element and a cooling element when a heating element and a cooling element, which are metals or semiconductors, are applied. A great feature of this system is that electricity is directly transferred without heat. Can be converted to:

근래에는 상기와 같은 열전변환을 이용하여 자동차에 전기를 공급하고 있다.In recent years, electricity has been supplied to automobiles by using the above-mentioned thermoelectric conversion.

열전변환을 이용하여 발전하는 종래의 차량용 열전 발전 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 차량의 배기 파이프 상에 설치되어 내부로 배기 가스가 이동되는 가스 유로(10)와, 가스 유로(10)의 외면에 가열소자 측이 면접하도록 설치되는 다수의 열전 모듈(20)과, 열전 모듈(20)의 냉각소자 측에 면접하도록 설치되는 냉각장치(30)로 구성된다.As shown in FIG. 1, a conventional vehicle thermoelectric power generator using thermoelectric conversion includes a gas flow passage 10 and a gas flow passage 10 installed on an exhaust pipe of a vehicle to move exhaust gas therein. The thermoelectric module 20 is installed on the outer surface of the thermoelectric module 20 to be interviewed, and the cooling device 30 is installed to interview the cooling element side of the thermoelectric module 20.

상기와 같이 구성되는 열전 발전 장치는 배기 가스의 열에 의해 가스 유로(10)가 발열되고, 가스 유로(10)의 발열에 따라 가스 유로(10)와 면접된 열전 모듈(20)의 가열소자에 열이 공급된다.In the thermoelectric generator configured as described above, the gas flow path 10 is generated by the heat of the exhaust gas, and the heating element of the thermoelectric module 20 that is interviewed with the gas flow path 10 is heated by the heat of the gas flow path 10. Is supplied.

그리고, 냉각장치(30)에 의해 열전 모듈(20)의 냉각소자가 냉각되어 열전 모듈(20)의 가열소자와 냉각소자의 온도차에 전기가 발생하게 된다.Then, the cooling device of the thermoelectric module 20 is cooled by the cooling device 30 to generate electricity in the temperature difference between the heating element and the cooling device of the thermoelectric module 20.

그러나, 종래의 차량용 열전 발전 장치는 도 2와 같이 가스 유로(10) 전단부에서 후단부로 갈수록 배기 가스의 온도가 점차 감소되어 전단부 측에 위치된 열전 모듈(20)의 가열소자 온도가 후단부 측에 위치된 열전 모듈(20)의 가열소자 온도보다 상대적으로 높아 열전 모듈(20)의 내구성 감소 및 성능편차 발생을 야기하는 문제점이 있었다.However, in the conventional thermoelectric generator for a vehicle, the temperature of the exhaust gas is gradually reduced from the front end of the gas flow path 10 to the rear end as shown in FIG. The heating element temperature of the thermoelectric module 20 located on the side is relatively high, causing a problem of causing durability reduction and performance deviation of the thermoelectric module 20.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 열 전도성 재질로 형성되는 열교환 블록에 의해 열전 모듈에 열을 공급함으로써, 각 열전 모듈에 균일한 온도의 열이 공급되어 발전성능의 향상과 동시에 열전 모듈의 내구성이 향상되는 차량 배기 가스를 이용한 열전 발전 장치를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention by supplying heat to the thermoelectric module by a heat exchange block formed of a thermally conductive material, the heat of a uniform temperature is supplied to each thermoelectric module power generation performance It is to provide a thermoelectric power generation device using vehicle exhaust gas which improves the durability and the durability of the thermoelectric module.

상기 목적은 본 발명에 따라, 열 전도성 재질로 형성되며, 내부에 고온의 배기 가스가 이동되는 다수의 가스 유로가 형성된 열교환 블록과, 일 측면이 상기 열교환 블록의 외 측면과 면접하도록 설치되는 다수의 열전 모듈과, 상기 열전 모듈의 타 측면과 면접하도록 설치되는 다수의 히트 싱크에 의해 달성된다.According to the present invention, the object is formed of a thermally conductive material, a heat exchange block formed with a plurality of gas flow paths for moving the high-temperature exhaust gas therein, and a plurality of side surfaces are installed to interview the outer side of the heat exchange block It is achieved by a thermoelectric module and a plurality of heat sinks installed to interview the other side of the thermoelectric module.

또한, 상기 열교환 블록의 중심에 형성되며, 내부에 개폐 밸브가 구비되는 배기 가스 파이프를 더 포함할 수 있다.The exhaust gas pipe may further include an exhaust gas pipe formed at a center of the heat exchange block and having an open / close valve therein.

또한, 상기 열교환 블록은 그 단면이 다각형의 형상으로 형성될 수 있다.In addition, the heat exchange block may be formed in a polygonal cross-section thereof.

또한, 상기 가스 유로는 열교환 블록의 중심에서 외측으로 갈수록 점차 그 단면적이 증가되도록 형성될 수 있다.In addition, the gas flow path may be formed such that its cross-sectional area gradually increases from the center of the heat exchange block toward the outside.

또한, 상기 가스 유로는 그 단면이 원형 또는 다각형의 형상으로 형성될 수 있다.In addition, the gas flow path may have a cross-section having a circular or polygonal shape.

또한, 상기 열교환 블록과 배기 가스 파이프의 사이에 형성되는 단열층을 더 포함할 수 있다.In addition, it may further include a heat insulating layer formed between the heat exchange block and the exhaust gas pipe.

또한, 상기 열교환 블록의 전단 및 후단에 각각 설치되어 차량의 배기 파이프와 연결되는 연결부를 더 포함할 수 있다.In addition, the front and rear ends of the heat exchange block may further include a connection portion connected to the exhaust pipe of the vehicle.

또한, 상기 열교환 블록은 주물로 제작될 수 있다.In addition, the heat exchange block may be made of a casting.

이에 의해, 열 전도성 재질로 형성되는 열교환 블록에 의해 열전 모듈에 열을 공급함으로써, 각 열전 모듈에 균일한 온도의 열이 공급되어 발전성능의 향상과 동시에 열전 모듈의 내구성이 향상되는 효과가 있다.Accordingly, by supplying heat to the thermoelectric module by a heat exchange block formed of a thermally conductive material, heat of a uniform temperature is supplied to each thermoelectric module, thereby improving power generation performance and improving durability of the thermoelectric module.

도 1 및 도 2는 종래 기술에 대한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 차량 배기 가스를 이용한 열전 발전 장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 차량 배기 가스를 이용한 열전 발전 장치의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 차량 배기 가스를 이용한 열전 발전 장치의 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 차량 배기 가스를 이용한 열전 발전 장치의 배기 가스 온도에 대한 그래프이다.1 and 2 are views of the prior art.
3 is a perspective view of a thermoelectric generator using vehicle exhaust gas according to the present invention.
4 is an exploded perspective view of a thermoelectric generator using vehicle exhaust gas according to the present invention.
5 is a cross-sectional view of a thermoelectric generator using vehicle exhaust gas according to the present invention.
6 is a graph of the exhaust gas temperature of the thermoelectric generator using the vehicle exhaust gas according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.The accompanying drawings show exemplary forms of the present invention, which are provided to explain the present invention in more detail, and the technical scope of the present invention is not limited thereto.

본 발명에 따른 차량 배기 가스를 이용한 열전 발전 장치는, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 열 전도성 재질로 형성되며 내부에 다수의 가스 유로(110)가 형성된 열교환 블록(100)과, 열교환 블록(100)의 중심에 형성되며 내부에 개폐 밸브(미도시)가 구비되는 배기 가스 파이프(120)와, 일 측면이 열교환 블록(100)의 외 측면과 면접하도록 설치되는 다수의 열전 모듈(200)과, 열전 모듈(200)의 타 측면과 면접하도록 설치되는 다수의 히트 싱크(300)와, 열교환 블록(100)의 전단 및 후단에 각각 설치되어 차량의 배기 파이프(미도시)와 연결되는 연결부(400)로 구성된다.3 to 5, the thermoelectric generator using the vehicle exhaust gas according to the present invention is formed of a heat conductive material and has a heat exchange block 100 having a plurality of gas flow paths 110 formed therein, A plurality of thermoelectric modules 200 formed at the center of the block 100 and provided with an open / close valve (not shown) therein and one side of the block 100 are interviewed with the outer side of the heat exchange block 100. ), A plurality of heat sinks 300 installed to be interviewed with the other side of the thermoelectric module 200, and a connection part installed at the front and rear ends of the heat exchange block 100 and connected to the exhaust pipe (not shown) of the vehicle, respectively. It consists of 400.

먼저, 열교환 블록(100)은 열 전도성 재질로 형성되는 다각 기둥 형상의 구조체로, 내부 중심에 배기 가스 파이프(120)가 삽입되기 위한 홀이 형성되며, 상기 홀을 제외한 영역에 열교환 블록(100)의 길이 방향으로 관통되는 다수의 가스 유로(110)가 형성된다.First, the heat exchange block 100 is a polygonal columnar structure formed of a thermally conductive material, and a hole for inserting the exhaust gas pipe 120 is formed in an inner center thereof, and the heat exchange block 100 is formed in an area excluding the hole. A plurality of gas passages 110 are formed to penetrate in the longitudinal direction.

이때, 열교환 블록(100)은 주물로 제작되는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되지는 않는다.At this time, the heat exchange block 100 is preferably made of a casting, but is not necessarily limited thereto.

그리고, 열교환 블록(100)은 열전 모듈(200)을 용이하게 설치하기 위해 설치면을 갖도록 다각 기둥 형상으로 형성되는 것이 바람직하지만, 반드시 이에 한정되지는 않는다.In addition, the heat exchange block 100 is preferably formed in a polygonal column shape to have an installation surface in order to easily install the thermoelectric module 200, but is not necessarily limited thereto.

가장 바람직하기로는 열전 모듈(200)을 보다 많이 부착할 수 있도록 육각 또는 팔각 기둥 형상으로 형성되는 것이 좋다.Most preferably, the thermoelectric module 200 may be formed in a hexagonal or octagonal pillar shape so as to attach more thermoelectric modules 200.

또한, 열교환 블록(100)은 열 전도성이 높은 금속 재질로 형성되는데, 특히 알루미늄으로 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the heat exchange block 100 is formed of a metal material having high thermal conductivity, and particularly preferably made of aluminum.

이때, 가스 유로(110)는 열교환 블록(100)의 중심 측에 위치한 가스 유로(110)의 단면적보다 열교환 블록(100)의 외측에 위치한 가스 유로(110)의 단면적이 더 크게 형성된다.In this case, the gas flow path 110 has a larger cross-sectional area of the gas flow path 110 positioned outside the heat exchange block 100 than the cross-sectional area of the gas flow path 110 positioned at the center of the heat exchange block 100.

다시 말하면, 열교환 블록(100)의 중심에서 외측으로 갈수록 가스 유로(110)의 단면적이 점차 증가되도록 형성되는 것이다.In other words, the cross-sectional area of the gas flow path 110 is gradually increased from the center of the heat exchange block 100 to the outside.

이는, 열교환 블록(100)의 외 측면에 설치된 열전 모듈(200)에 보다 많은 열을 공급하기 위한 것으로, 열교환 블록(100)의 외 측면과 인접한 가스 유로(110)에 보다 많은 고온의 배기 가스를 이동되게 하기 위함이다.This is to supply more heat to the thermoelectric module 200 installed on the outer side of the heat exchange block 100, and to provide more high-temperature exhaust gas to the gas flow path 110 adjacent to the outer side of the heat exchange block 100. To be moved.

또한, 가스 유로(110)는 도면에 도시된 것처럼 원형 단면을 갖도록 형성될 수 있지만, 열교환 블록(100)과 배기 가스가 만나는 면을 보다 증가시키기 위해 가스 유로(110)의 단면을 다각 형상으로 형성시키는 것이 바람직하다.In addition, although the gas flow path 110 may be formed to have a circular cross section as shown in the drawing, the cross section of the gas flow path 110 is formed in a polygonal shape in order to further increase the plane where the heat exchange block 100 and the exhaust gas meet. It is preferable to make it.

그리고, 배기 가스 파이프(120)는 열교환 블록(100)의 중심에 형성된 홀에 대응하는 직경을 갖는 파이프로, 열교환 블록(100)의 상기 홀에 삽입되도록 설치되며, 내부에 배기 가스 파이프(120)를 개폐하는 개폐 밸브(미도시)가 구비된다.In addition, the exhaust gas pipe 120 is a pipe having a diameter corresponding to a hole formed in the center of the heat exchange block 100, is installed to be inserted into the hole of the heat exchange block 100, and the exhaust gas pipe 120 therein. An opening / closing valve (not shown) for opening and closing is provided.

이때, 열교환 블록(100)과 배기 가스 파이프(120)의 사이에는 단열재로 형성되는 단열층이 형성된다.At this time, a heat insulating layer formed of a heat insulating material is formed between the heat exchange block 100 and the exhaust gas pipe 120.

한편, 열전 모듈(200)은 온도 차에 의해 기전력이 발생하는 현상인 제베크 효과를 이용한 소자로서, 일 측면에는 가열소자가 타 측면에는 냉각소자가 배치된다.On the other hand, the thermoelectric module 200 is a device using the Seebeck effect, a phenomenon in which electromotive force is generated by the temperature difference, the heating element is disposed on one side and the cooling element is disposed on the other side.

이 열전 모듈(200)은 일반적으로 널리 사용되는 것으로서 자세한 설명은 생략한다.The thermoelectric module 200 is generally widely used and a detailed description thereof will be omitted.

열전 모듈(200)은 일 측면, 즉 가열소자 측이 열교환 블록(100)의 외 측면 과 면접하도록 설치되고 타 측면, 즉 냉각소자 측은 히트 싱크(300)가 면접하도록 설치된다.The thermoelectric module 200 is installed such that one side, that is, the heating element side to be interviewed with the outer side of the heat exchange block 100, and the other side, that is, the cooling element side is installed so that the heat sink 300 is interviewed.

히트 싱크(300)는 냉각수의 순환을 이용하여 냉각시키는 방열체로 다수로 구비되어 열교환 블록(100)의 각 설치면 마다 열전 모듈(200)을 사이에 두고 각각 설치되어 열전 모듈(200)의 냉각소자를 냉각시킨다.The heat sink 300 is provided as a plurality of heat sinks to cool by using the circulation of the cooling water is installed on each installation surface of the heat exchange block 100 with the thermoelectric module 200 interposed therebetween, the cooling element of the thermoelectric module 200 Cool down.

본 실시예에서는 히트 싱크(300)가 냉각수를 이용하는 것으로 설명하지만, 반드시 이에 한정되지 않고 열전 모듈(200)의 냉각소자를 냉각시킬 수 있는 모든 냉각장치를 모두 포함한다.In the present embodiment, the heat sink 300 is described as using the cooling water, but is not necessarily limited thereto, and includes all cooling devices capable of cooling the cooling elements of the thermoelectric module 200.

또한, 열교환 블록(100)의 전단 및 후단에는 차량의 배기 파이프(미도시)와 연결을 용이하게 하기 위한 연결부(400)가 설치된다.
In addition, the front and rear ends of the heat exchange block 100 is provided with a connection 400 for facilitating connection with the exhaust pipe (not shown) of the vehicle.

이하에서는, 본 발명에 따른 차량 배기 가스를 이용한 열전 발전 장치의 작동에 대해서 설명한다.Hereinafter, the operation of the thermoelectric generator using the vehicle exhaust gas according to the present invention will be described.

차량의 엔진이 동작되어 배기 가스가 발생되면, 차량의 배기 파이프를 통해 배기 가스가 배출되고, 이 배기 가스는 연결부(400)를 통해 열교환 블록(100)의 내부로 이동된다.When the engine of the vehicle is operated to generate the exhaust gas, the exhaust gas is discharged through the exhaust pipe of the vehicle, and the exhaust gas is moved into the heat exchange block 100 through the connection part 400.

이때, 배기 가스 파이프(120)의 개폐 밸브는 폐쇄되어 있어 배기 가스는 오직 열교환 블록(100)의 가스 유로(110)를 통해서만 이동된다.At this time, the open / close valve of the exhaust gas pipe 120 is closed so that the exhaust gas is moved only through the gas flow path 110 of the heat exchange block 100.

열교환 블록(100)은 열 전도성이 높은 알루미늄으로 형성되어 있기 때문에 배기 가스의 열을 고르게 전도시켜 열전 모듈(200)의 가열소자에 균일한 온도의 열을 공급하게 된다.Since the heat exchange block 100 is formed of aluminum having high thermal conductivity, the heat exchange block 100 evenly conducts heat of the exhaust gas to supply heat of uniform temperature to the heating element of the thermoelectric module 200.

그러므로, 열교환 블록(100)의 전단부의 온도와 후단부의 온도가 균일하게 되어 각 열전 모듈(200)에 공급되는 열의 온도차가 없어지게 된다.(도 6 참조)Therefore, the temperature of the front end portion and the rear end portion of the heat exchange block 100 are uniform, so that the temperature difference of heat supplied to each thermoelectric module 200 is eliminated (see FIG. 6).

그리고, 열전 모듈(200)의 냉각소자는 히트 싱크(300)에 의해 냉각되어 열전 모듈(200)의 가열소자와 냉각소자의 온도 차에 의해 전력이 발생된다.The cooling element of the thermoelectric module 200 is cooled by the heat sink 300 to generate power by the temperature difference between the heating element and the cooling element of the thermoelectric module 200.

상기와 같이 전력을 계속 발생시키다 보면, 열교환 블록(100)의 온도가 계속 올라가 열전 모듈(200)이 허용하는 온도 범위를 넘어서게 되면 열전 모듈(200)이 파손되는 경우가 발생한다.As the power continues to be generated as described above, when the temperature of the heat exchange block 100 continues to rise and exceeds the temperature range allowed by the thermoelectric module 200, the thermoelectric module 200 may be damaged.

이 경우를 방지하기 위해, 열교환 블록(100)이 일정 온도 이상 가열되면, 배기 가스 파이프(120)의 개폐 밸브를 개방하여 배기 가스를 배기 가스 파이프(120)를 통해 이동시킨다.In order to prevent this case, when the heat exchange block 100 is heated above a predetermined temperature, the open / close valve of the exhaust gas pipe 120 is opened to move the exhaust gas through the exhaust gas pipe 120.

배기 가스 파이프(120)는 가스 유로(110)에 비해 그 단면적이 매우 넓기 때문에 대부분의 배기 가스가 배기 가스 파이프(120)를 통해 이동되고, 배기 가스 파이프(120)와 열교환 블록(100)은 단열층(130)을 사이에 두고 있으므로 열교환 블록(100)은 냉각되게 되어 열전 모듈(200)이 파손되는 것을 방지한다.Since the exhaust gas pipe 120 has a much larger cross-sectional area than the gas flow path 110, most of the exhaust gas is moved through the exhaust gas pipe 120, and the exhaust gas pipe 120 and the heat exchange block 100 are insulated from each other. Since the 130 is interposed therebetween, the heat exchange block 100 is cooled to prevent the thermoelectric module 200 from being damaged.

상기와 같이 구성되는 차량 배기 가스를 이용한 열전 발전 장치는 열 전도성 재질로 형성되는 열교환 블록(100)에 의해 열전 모듈(200)에 열을 공급함으로써, 각 열전 모듈(200)에 균일한 온도의 열이 공급되어 발전성능의 향상과 동시에 열전 모듈(200)의 내구성이 향상되는 효과가 있다.
The thermoelectric power generation apparatus using the vehicle exhaust gas configured as described above supplies heat to the thermoelectric module 200 by a heat exchange block 100 formed of a thermally conductive material, thereby providing heat of a uniform temperature to each thermoelectric module 200. The supply is improved and the durability of the thermoelectric module 200 is improved at the same time improving the power generation performance.

본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함되는 것은 자명하다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. It will be understood that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention.

10 : 가스 유로 20 : 열전 모듈
30 : 냉각장치 100 : 열교환 블록
110 : 가스 유로 120 : 배기 가스 파이프
130 : 단열층 200 : 열전 모듈
300 : 히트 싱크 400 : 연결부10 gas passage 20 thermoelectric module
30: cooling device 100: heat exchange block
110: gas passage 120: exhaust gas pipe
130: heat insulation layer 200: thermoelectric module
300: heat sink 400: connection

Claims (8)

열 전도성 재질로 형성되며, 내부에 고온의 배기 가스가 이동되는 다수의 가스 유로(110)가 형성된 열교환 블록(100)과;
일 측면이 상기 열교환 블록(100)의 외 측면과 면접하도록 설치되는 다수의 열전 모듈(200)과;
상기 열전 모듈(200)의 타 측면과 면접하도록 설치되는 다수의 히트 싱크(300)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 배기 가스를 이용한 열전 발전 장치.A heat exchange block 100 formed of a thermally conductive material and having a plurality of gas flow paths 110 through which high-temperature exhaust gases are moved;
A plurality of thermoelectric modules installed at one side thereof to be in contact with the outer side of the heat exchange block 100;
Thermoelectric power generation apparatus using a vehicle exhaust gas, characterized in that it comprises a plurality of heat sinks 300 are installed to interview the other side of the thermoelectric module (200). 제1항에 있어서,
상기 열교환 블록(100)의 중심에 형성되며, 내부에 개폐 밸브가 구비되는 배기 가스 파이프(120)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 배기 가스를 이용한 열전 발전 장치.The method of claim 1,
It is formed in the center of the heat exchange block 100, the thermoelectric power generation device using a vehicle exhaust gas, characterized in that it further comprises an exhaust gas pipe (120) provided with an opening and closing valve therein. 제1항에 있어서,
상기 열교환 블록(100)은 그 단면이 다각형의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 배기 가스를 이용한 열전 발전 장치.The method of claim 1,
The heat exchange block 100 is a thermoelectric generator using a vehicle exhaust gas, characterized in that the cross section is formed in the shape of a polygon. 제1항에 있어서,
상기 가스 유로(110)는 열교환 블록(100)의 중심에서 외측으로 갈수록 점차 그 단면적이 증가되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 배기 가스를 이용한 열전 발전 장치.The method of claim 1,
The gas flow path (110) is a thermoelectric generator using a vehicle exhaust gas, characterized in that the cross-sectional area is gradually increased from the center of the heat exchange block 100 to the outside. 제1항에 있어서,
상기 가스 유로(110)는 그 단면이 원형 또는 다각형의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 배기 가스를 이용한 열전 발전 장치.The method of claim 1,
The gas flow path 110 is a thermoelectric generator using a vehicle exhaust gas, characterized in that the cross section is formed in the shape of a circular or polygonal. 제1항에 있어서,
상기 열교환 블록(100)과 배기 가스 파이프(120)의 사이에 형성되는 단열층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 배기 가스를 이용한 열전 발전 장치.The method of claim 1,
The thermoelectric power generation apparatus using a vehicle exhaust gas further comprises a heat insulating layer formed between the heat exchange block (100) and the exhaust gas pipe (120). 제1항에 있어서,
상기 열교환 블록(100)의 전단 및 후단에 각각 설치되어 차량의 배기 파이프와 연결되는 연결부(400)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 배기 가스를 이용한 열전 발전 장치.The method of claim 1,
Thermoelectric power generation apparatus using a vehicle exhaust gas, characterized in that it further comprises a connecting portion 400 is installed at the front and rear ends of the heat exchange block 100 and connected to the exhaust pipe of the vehicle. 제1항에 있어서,
상기 열교환 블록(100)은 주물로 제작되는 것을 특징으로 하는 차량 배기 가스를 이용한 열전 발전 장치.The method of claim 1,
The heat exchange block 100 is a thermoelectric power generation device using a vehicle exhaust gas, characterized in that produced by casting.
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