KR100712958B1 - 열전기 발전기를 이용한 보조 전원공급장치 - Google Patents

열전기 발전기를 이용한 보조 전원공급장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100712958B1
KR100712958B1 KR1020050040616A KR20050040616A KR100712958B1 KR 100712958 B1 KR100712958 B1 KR 100712958B1 KR 1020050040616 A KR1020050040616 A KR 1020050040616A KR 20050040616 A KR20050040616 A KR 20050040616A KR 100712958 B1 KR100712958 B1 KR 100712958B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
auxiliary power
power supply
thermoelectric generator
engine
Prior art date
Application number
KR1020050040616A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20060118129A (ko
Inventor
김미로
Original Assignee
현대모비스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대모비스 주식회사 filed Critical 현대모비스 주식회사
Priority to KR1020050040616A priority Critical patent/KR100712958B1/ko
Publication of KR20060118129A publication Critical patent/KR20060118129A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100712958B1 publication Critical patent/KR100712958B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting from exhaust energy
    • F01N5/02—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting from exhaust energy the devices using heat
    • F01N5/025—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting from exhaust energy the devices using heat the device being thermoelectric generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N11/00—Generators or motors not provided for elsewhere; Alleged perpetua mobilia obtained by electric or magnetic means
    • H02N11/002—Generators
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S257/00—Active solid-state devices, e.g. transistors, solid-state diodes
    • Y10S257/93—Thermoelectric, e.g. peltier effect cooling

Abstract

본 발명은 차량의 엔진 작동 중에 발생되는 열에너지를 이용하여 차량의 보조 전원을 얻을 수 있는 열전기 발전기를 이용한 보조 전원공급장치에 관한 것으로, 엔진블록(10)에 고정되는 제1전극부(31)와; 상기 제1전극부(31)에 접촉되어 열전자를 방출하는 이미터부(32)와; 상기 제1전극부(31)에 접촉되어 열전자를 포집하는 컬렉터부(33)와; 상기 이미터부(32)와 상기 컬렉터부(33)에 각각 고정된 두 개의 제2전극부(34a)(34b)와; 상기 두 개의 제2전극부(34a)(34b) 사이에 연결되는 축전기(40)로 구성되어, 차량의 엔진 작동 중에 발생되는 열에너지를 이용하여 차량에 필요한 전원을 보조적으로 공급할 수 있는 보조 전원공급장치를 제공함으로써, 에너지 효율을 높일 수 있는 효과가 있는 발명인 것이다.
보조 전원장치, 열에너지, 전기에너지, 열전기 발전기, 엔진블록, 냉각계통.

Description

열전기 발전기를 이용한 보조 전원공급장치{Auxiliary power supply device utilizing thermoelectric generator for a engine}
도 1은 본 발명의 열전기 발전기를 이용한 보조 전원공급장치의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 열전기 발전기를 간략히 보여주는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 엔진블록 20 : 라디에이터
30 : 열전기 발전기 31 : 제1전극부
32 : 이미터부 33 : 콜렉터부
34a, 34b : 제2전극부 40 : 축전기
50 : 전기부하
본 발명은 열전기 발전기를 이용한 보조 전원공급장치에 관한 것으로, 특히 엔진의 작동 중에 발생되는 열에너지를 이용하여 차량의 보조 전원을 얻을 수 있는 열전기 발전기를 이용한 보조 전원공급장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 엔진에 의해 구동되며, 또한 이 엔진은 발전기를 구동하여 발생된 전원을 이용하여 차량의 전장품에 필요한 전력을 공급하고 있다.
엔진은 화학 연료를 내부에서 연소시켜 여기에서 발생된 열에너지를 운동에너지로 변환하여 기계적인 일을 수행하게 되며, 이때 차량에 구비되는 발전기는 엔진에서 발생된 운동에너지를 이용하여 전기에너지를 발생시키게 된다.
즉, 차량에 필요한 전기에너지를 화학 연료로부터 얻기 위해서는 엔진에서 연료를 연소하여 열에너지를 운동에너지로 변환하며, 발전기를 통하여 다시 운동에너지를 전기에너지로 변환해야만 하는 과정을 거치게 된다.
그러나, 이와 같은 과정에서 열역학 제2법칙에 따라 필연적으로 에너지 손실이 발생하게 되며, 에너지 손실이 클수록 전체적인 에너지 효율은 저하되게 된다.
이와 같이 차량에서 발생될 수 있는 에너지 손실로는 부품들간의 기계적인 마찰, 소음, 또는 진동 등의 형태를 통하여 에너지 손실이 발생하게 된다.
특히, 엔진에서 연료가 연소되어 열에너지가 운동에너지로 변환되는 과정에 서 상당히 큰 열에너지가 배기관을 통해 그냥 외부로 방출되어 상당한 열에너지의 손실이 발생하게 된다.
또한, 엔진헤드 및 블록은 엔진 연소시 발생되는 열을 냉각시키기 위하여 냉각수가 지나는 냉각수 통로가 구성되고 물펌프를 이용하여 냉각수는 라디에이터로 보내져 냉각 후에 다시 엔진으로 보내져 냉각수의 순환이 이루어진다.
이러한 차량의 엔진 냉각계통은 냉각수로 흡수된 열 중에 겨울철에 차량 실내의 난방을 위한 용도 이외에는 대부분 라디에이터를 통하여 대기로 방출되어 열에너지의 손실이 상당히 많다.
본 발명은 상기의 결점을 해소하기 위한 것으로, 차량의 엔진 작동 중에 발생되는 열에너지를 이용하여 차량에 필요한 전원을 보조적으로 공급할 수 있는 열전기 발전기를 이용한 보조 전원공급장치를 제공하고자 한다.
이러한 본 발명의 열전기 발전기를 이용한 보조 전원공급장치는 엔진블록에 고정되는 제1전극부와; 상기 제1전극부에 접촉되어 열전자를 방출하는 이미터부와; 상기 제1전극부에 접촉되어 열전자를 포집하는 컬렉터부와; 상기 이미터부와 상기 컬렉터부에 각각 고정된 두 개의 제2전극부와; 상기 두 개의 제2전극부 사이에 연결되는 축전기로써 달성된다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 보조 전원공급장치를 보여주는 도면으로, 도 1은 본 발명의 열전기 발전기를 이용한 보조 전원공급장치의 구성도이며, 도 2는 본 발명에 따른 열전기 발전기를 간략히 보여주는 도면이다.
본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 열전기 발전기를 이용한 보조 전원공급장치는 고온의 엔진블록(10)과 상대적으로 저온인 라디에이터(20) 사이에 고정되는 열전기 발전기(30)와, 열전기 발전기(30)에서 발생된 전기를 저장하는 축전기(40)와, 열전기 발전기(30)와 전기적으로 연결되어 작동이 이루어지는 차량 내의 각종 전기부하(50)로 이루어질 수 있다.
본 발명에 있어 열전기 발전기(30)의 설치 위치는 고온의 엔진 부분과 상대적으로 저온 부분인 라디에이터 사이에 구비되되, 접촉하는 두 부분의 온도 차이가 크게 할 수 있는 범위 내에서 위치는 다양하게 설정이 가능하다.
구체적으로 도 2를 참고하면, 제1전극부(31)는 고온의 엔진블록(10)에 고정되며, 제1전극부(31)에는 각각 열전자를 방출하는 이미터부(32)와 함께 열전자를 포집하는 컬렉터부(33)가 접촉된다.
이미터부(32)와 컬렉터부(33)에는 각각 제2전극부(34a)(34b)가 고정된다.
두 개의 제2전극부(34a)(34b) 각각에는 전기부하가 연결되거나 축전기가 연결될 수가 있다.
본 발명에 있어 제1전극부(31)는 고온과 접촉하게 되며, 이는 차량의 엔진블 록(10)일 수 있으며, 또는 엔진을 통과하여 고온 상태인 냉각수 배출계통일 수가 있다. 즉, 엔진으로부터 고온 상태의 냉각수가 배출되어 라디에이터로 들어가는 고온의 냉각수 배관이나 호스에 제1전극부(31)가 직접 고정될 수 있다.
제2전극부(34a)(34b)는 제1전극부(31)보다는 상대적으로 낮은 온도에 접촉하면 족할 것이며, 바람직하게는 제1전극부(31)가 접촉하는 온도와는 큰 온도 차가 발생될 수 있는 위치가 바람직할 것이다.
예를 들어, 제2전극부(34a)(34b)는 라디에이터(20)에 위치하여 강제적으로 공기의 흐름을 유도하여 공냉각이 이루어지도록 하기 위한 통상의 냉각팬과 인접한 위치일 수가 있다.
또는, 제2전극부(34a)(34b)는 라디에이터(20)를 경유하여 저온으로 냉각된 상태의 냉각수가 흐르는 라디에이터의 냉각수 배출구 측에 고정될 수가 있다.
이미터부(32)는 잉여전자를 갖는 n형 반도체이며, 콜렉터부(33)는 자유전자를 수용할 수 있는 홀을 갖는 p형 반도체이다.
고온과 접촉하는 제1전극부(31)와 저온과 접촉하는 제2전극부(34a)(34b) 사이의 온도차에 의해 이미터부(32)와 콜렉터부(33) 사이에 발생된 기전력에 의해 부하에는 열전류가 흐른다.
이와 같이 열전기 발전기(30)에서 발생된 전기에너지는 차량 내의 전장품에 필요한 전원으로 공급될 수 있다. 또한, 발생된 전기에너지는 축전기(40)에 저장되어 차량의 보조전원 공급장치로 이용될 수가 있다.
이상과 같은 본 발명의 열전기 발전기를 이용한 보조 전원공급장치는 차량의 엔진 작동 중에 발생되는 열에너지를 이용하여 차량에 필요한 전원을 보조적으로 공급할 수 있는 보조 전원공급장치를 제공함으로써, 에너지 효율을 높일 수 있는 효과가 있는 발명인 것이다.

Claims (3)

  1. 엔진블록에 고정되는 제1전극부와;
    상기 제1전극부에 접촉되어 열전자를 방출하는 이미터부와;
    상기 제1전극부에 접촉되어 열전자를 포집하는 컬렉터부와;
    상기 이미터부와 상기 컬렉터부에 각각 고정된 두 개의 제2전극부와;
    상기 두 개의 제2전극부 사이에 연결되는 축전기로 구성되되,
    상기 제2전극부는 라디에이터의 냉각수 배출구 측에 고정되는 것을 특징으로 하는 열전기 발전기를 이용한 보조 전원공급장치.
  2. 엔진의 냉각수 배출계통에 고정되는 제1전극부와;
    상기 제1전극부에 접촉되어 열전자를 방출하는 이미터부와;
    상기 제1전극부에 접촉되어 열전자를 포집하는 컬렉터부와;
    상기 이미터부와 상기 컬렉터부에 각각 고정된 두 개의 제2전극부와;
    상기 두 개의 제2전극부 사이에 연결되는 축전기로 구성되되,
    상기 제2전극부는 라디에이터의 냉각수 배출구 측에 고정되는 것을 특징으로 하는 열전기 발전기를 이용한 보조 전원공급장치.
  3. 삭제
KR1020050040616A 2005-05-16 2005-05-16 열전기 발전기를 이용한 보조 전원공급장치 KR100712958B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050040616A KR100712958B1 (ko) 2005-05-16 2005-05-16 열전기 발전기를 이용한 보조 전원공급장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050040616A KR100712958B1 (ko) 2005-05-16 2005-05-16 열전기 발전기를 이용한 보조 전원공급장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060118129A KR20060118129A (ko) 2006-11-23
KR100712958B1 true KR100712958B1 (ko) 2007-04-30

Family

ID=37705399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050040616A KR100712958B1 (ko) 2005-05-16 2005-05-16 열전기 발전기를 이용한 보조 전원공급장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100712958B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101138526B1 (ko) * 2009-06-30 2012-04-25 신상용 폐열을 이용하는 열전발전시스템을 구비한 자동차

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07227092A (ja) * 1994-02-10 1995-08-22 Aisin Seiki Co Ltd 熱電式電気発生装置
JPH09107688A (ja) * 1995-10-11 1997-04-22 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 熱電子発電器
JPH1136982A (ja) 1997-07-23 1999-02-09 Suzuki Motor Corp 冷却水循環装置
JP2000328981A (ja) * 1999-05-21 2000-11-28 Toyota Motor Corp エンジン制御装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07227092A (ja) * 1994-02-10 1995-08-22 Aisin Seiki Co Ltd 熱電式電気発生装置
JPH09107688A (ja) * 1995-10-11 1997-04-22 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 熱電子発電器
JPH1136982A (ja) 1997-07-23 1999-02-09 Suzuki Motor Corp 冷却水循環装置
JP2000328981A (ja) * 1999-05-21 2000-11-28 Toyota Motor Corp エンジン制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101138526B1 (ko) * 2009-06-30 2012-04-25 신상용 폐열을 이용하는 열전발전시스템을 구비한 자동차

Also Published As

Publication number Publication date
KR20060118129A (ko) 2006-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5484071B2 (ja) 熱電発電機を搭載した車両
KR100735617B1 (ko) 폐열을 이용한 열전발전장치
WO2001080325A1 (en) Combustion heat powered portable electronic device
US20110200861A1 (en) Heat-dissipating modlue for automobile battery
KR20110073101A (ko) 차량용 열전 발전 장치 및 이를 포함하는 쿨링모듈
CN102213128A (zh) 具有热电发电机的内燃发动机
KR20130060758A (ko) 전기 자동차의 전지 시스템 냉각 장치
KR100712958B1 (ko) 열전기 발전기를 이용한 보조 전원공급장치
SA112330172B1 (ar) طريقة ومجموعة لتحويل إشعاع شمسي في قدرة ميكانيكية ، تحديدًا وبدون حصر لتوليد قدرة كهربائية
CN114025578A (zh) 散热组件及电子设备
KR101129197B1 (ko) 자동차의 배열회수용 열전발전 시스템
KR20140125628A (ko) 폐열을 이용하는 차량용 발전기 모듈 및 이를 포함하는 차량용 배터리 보조 충전시스템
KR101749057B1 (ko) 차량 배기 가스를 이용한 열전 발전 장치
EP2784409A1 (en) A portable fuel heater to heat air and a method for heating air through said heater
JP2006125302A (ja) オイルフリースクリュー圧縮機
JP2009296686A (ja) 可搬式発電機
KR102042810B1 (ko) 열전소자를 이용한 전기자동차의 모터 냉각시스템
KR20170099281A (ko) 캠핑용 열전발전장치
JP2008088840A (ja) 熱発電装置および熱発電方法
KR101637674B1 (ko) 차량용 열전발전 장치
JPH0679168U (ja) 排気熱利用発電装置
KR20120110657A (ko) 열전 변환 장치
KR20170083682A (ko) 열전 발전기
JPH07227092A (ja) 熱電式電気発生装置
KR20140086290A (ko) 열전 발전 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee