KR100756879B1

KR100756879B1 - 냉장고의 냉동사이클을 이용한 발전장치

Info

Publication number: KR100756879B1
Application number: KR1020060034022A
Authority: KR
Inventors: 정성욱
Original assignee: 주식회사 대우일렉트로닉스
Priority date: 2006-04-14
Filing date: 2006-04-14
Publication date: 2007-09-07

Abstract

본 발명은 냉장고의 냉동사이클을 이용한 발전장치에 관한 것으로서, 일 단이 냉장고의 저온부와 접촉하고 타 단이 상기 냉장고의 고온부와 접촉하는 제1통전부재, 양 단이 상기 제1통전부재의 양끝에 각각 연결되어 하나의 폐 회로를 구성하는 제2통전부재, 및 상기 제1통전부재와 상기 제2통전부재의 연결점에 연결되고 상기 폐 회로에서 발생하는 열전류를 저장하는 축전지를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 냉장고의 제어장치에 필요한 소규모의 전력을 제공한다.

냉장고, 발전장치

Description

냉장고의 냉동사이클을 이용한 발전장치{Independent Electric Power Device Using a Refrigerator}

도 1은 일반적인 냉동사이클을 나타낸 구성도이고,

도 2는 본 발명의 원리를 설명하기 위한 제베크 효과의 개념도이고,

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 냉장고의 냉동사이클을 이용한 발전장치의 개략적인 구성도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10: 제1통전부재 20: 제2통전부재

30: 축전지 40: 전기회로

50: 제어장치 60: 충전기

100: 냉장고 110: 압축기

120: 응축기 130: 팽창밸브

140: 증발기

본 발명은 열전류를 이용한 발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 냉 장고의 저온부와 고온부의 온도 차를 이용하여 냉장고의 제어장치에 필요한 직류전류를 제공할 수 있는 냉장고의 냉동사이클을 이용한 발전장치에 관한 것이다.

냉장고는 식료품을 저온으로 저장하는 장치로서, 냉동사이클을 따라 순환하는 냉매를 이용하여 내부온도를 저온으로 유지한다. 일반적으로 사용되는 냉장고는 증기압축식 냉동기로서, 도 1에 도시된 바와 같이 압축기(210), 응축기(220), 팽창밸브(230), 및 증발기(240)로 구성된다. 압축기(210)는 기체상태의 냉매를 압축하여 응축기로 보내고, 응축기(220)는 냉매를 냉각하여 액화시킨다. 팽창밸브(230)는 냉매를 중발기(240)로 분사하여 급팽창시키고, 증발기(240)는 기화하는 냉매를 매개로 주위로부터 열을 흡수하여 주위공기를 냉각한다.

냉장고는 압축기(210)를 구동시키는 전동기(도시되지 않음)를 더 구비한다. 전동기는 외부전원을 이용하여 압축기를 운전시킨다. 전동기의 구동에는 상당히 큰 전류가 필요하므로, 전동기의 전원으로는 교류전원이 이용된다.

최근에는 냉장고에 제어장치가 구비되는 추세이다. 제어장치는 냉장고의 온도와 상태를 제어하는 제어부와 냉장고의 상태를 시각적으로 표시해 주는 표시부(예를 들어 LCD)를 구비하여 사용자에게 많은 편의를 제공한다. 이와 같은 제어장치는 안정적인 제어를 위해 직류전원을 사용한다.

그런데, 전술한 바와 같이 냉장고의 주된 전원은 교류이므로, 제어장치의 구동을 위해서는 별도의 직류전원이나 교류를 직류로 변환하는 AC/DC 컨버터가 필요하다. 그러나, 이와 같은 장치의 추가설치는 냉장고의 가격을 상승시킬 뿐만 아니라 냉장고의 소비전력을 증가시키므로, 제어장치에 직류전원을 안정적으로 공급하 면서 냉장고의 소비전력을 증가시키지 않는 전원장치 또는 발전장치의 개발이 필요하다.

본 발명은 위와 같은 필요에 의해 개발된 것으로서, 냉장고의 소비전력을 증가시키지 않으면서 냉장고의 제어장치에 필요한 직류전류를 안정적으로 공급할 수 있는 냉장고의 냉동사이클을 이용한 발전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 일 단이 냉장고의 저온부와 접촉하고 타 단이 상기 냉장고의 고온부와 접촉하는 제1통전부재, 양 단이 상기 제1통전부재의 양끝에 각각 연결되어 하나의 폐 회로를 구성하는 제2통전부재, 및 상기 제1통전부재와 상기 제2통전부재의 연결점에 연결되고 상기 폐 회로에서 발생하는 열전류를 저장하는 축전지를 포함하는 냉장고의 냉동사이클을 이용한 발전장치가 제공된다.

바람직하게는 저온부는 냉장고의 증발기이고, 고온부는 냉장고의 압축기의 출구인 것이 좋다.

또한, 통전부재는 반도체인 것이 좋다.

또한, 축전지는 냉장고의 제어장치와 연결되는 것이 좋다.

또한, 제어장치에는 외부기기와 연결되는 충전기가 설치되는 것이 좋다.

도 2는 본 발명의 원리를 설명하기 위한 제베크 효과의 개념도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 냉장고의 냉동사이클을 이용한 발전장치의 개략적인 구성도이다.

제베크 효과(Seebeck effect)는 도 2에 도시된 바와 같이 서로 다른 종류의 금속 또는 반도체로 이루어진 통전부재(10, 20)를 고리 모양으로 연결하고, 한쪽 접점을 고온부, 다른 쪽 접점을 저온부와 연결했을 때, 그 회로에서 직류형태의 열전류가 생기는 현상을 일컫는다. 이러한 제베크 효과는 온도 차이가 크게 발생하는 장소 또는 장치에 사용이 가능하다.

냉장고(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 내부에 압축기(110), 응축기(120), 팽창밸브(130), 및 증발기(140)로 이루어진 냉매순환장치를 갖는다. 압축기(110)에 의해 압축된 냉매는 응축기(120)에서 열을 발산하고, 팽창밸브(130)에 의해 저온·저압의 상태로 변환되어 증발기(140)에서 기화하면서 주위의 열을 빼앗는다. 이러한 냉매순환 냉동사이클에서 압축기(110)의 출구온도는 90℃에 이르며, 증발기(140)의 온도는 영하 30℃에 이른다. 따라서, 압축기(110)의 출구와 증발기(140)의 온도차이를 이용하면, 전술한 제베크 효과를 효과적으로 활용할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 발전장치는 제1통전부재(10), 제2통전부재(20), 및 축전지(30)를 포함하는 구성을 갖는다.

제1통전부재(10)와 제2통전부재(20)는 전선형태이며, 서로 다른 종류의 도체 또는 반도체 재질로 이루어진다. 통전부재(10, 20)로는 전기 전도성이 좋은 재질을 사용하는 것이 좋다. 본 실시예에서는 콘스탄탄(구리-니켈 합금)과 구리를 각각 제 1통전부재(10)와 제2통전부재(20)로 사용한다.

제1통전부재(10)와 제2통전부재(20)의 양끝은 각각 고온의 냉매가 배출되는 압축기(110)의 출구와 저온의 냉매가 이동하는 증발기(140)에 각각 접지됨과 동시에 서로 연결된다. 제1통전부재(10)와 제2통전부재(20)의 양끝은 냉장고(100)의 작동 시 응축기(120)과 증발기(140)를 순환하는 냉매에 의해 큰 온도 차를 갖는다. 한편, 본 실시예에서는 제1통전부재(10)와 제2통전부재(20)를 압축기(110)의 출구와 증발기(140)에서 연결하는 것으로 설명하였으나, 통전부재(10, 20)의 양끝이 충분한 온도 차를 갖는 곳이면 냉장고(100)의 어느 곳이나 통전부재(10, 20)를 연결하여 설치할 수 있다. 예를 들어 통전부재(10, 20)를 응축기(120)와 팽창밸브(130)의 출구를 연결하는 형태로 설치할 수도 있다.

축전지(30)는 고온부, 즉 압축기(110)의 출구에 위치한 제1통전부재(10)와 제2통전부재(20)의 연결점에 설치된다. 축전지(30)는 제베크 효과에 의해 제1통전부재(10)와 제2통전부재(20)의 접점에서 발생하는 직류형태의 열전류를 저장한다. 축전지(30)는 공간적 여유가 많은 냉장고(100)의 뒤쪽에 설치되는 것이 좋다.

축전지(30)는 반도체 및 각종 전기소자로 구성된 제어장치(50)에 직류전류를 공급한다. 본 실시예에서는 축전지(30)와 제어장치(50)가 소정의 전기소자를 포함한 전기회로(40)를 매개로 연결된다. 전기회로(40)에는 축전지(30)의 전류를 핸드폰이나 전기면도기와 같은 외부기기로 공급할 수 있도록 별도의 충전기(60)가 설치된다.

다음에서는 본 발명의 작동과정을 설명하겠다.

냉장고(100)가 작동하면, 냉매가 압축기(110), 응축기(120), 팽창밸브(130), 및 증발기(140)를 순차적으로 순환한다. 압축기(110)의 출구 및 응축기(120)는 고온·고압의 냉매에 의해 90℃ 이상의 온도로 뜨거워지고, 증발기(140)는 저온의 냉매에 의해 영하 30℃이하의 온도 냉각된다.

제1통전부재(10)와 제2통전부재(20)의 양 접점은 압축기(110)의 출구와 증발기(140)를 이동하는 냉매에 의해 큰 온도편차를 갖게 된다. 그리고 제1통전부재(10)와 제2통전부재(20)의 접점에서는 이러한 온도편차에 의해 열전류가 발생한다. 축전지(30)는 제1통전부재(10)와 제2통전부재(20)의 접점(특히 고온부 접점)에서 발생하는 열전류를 저장한다. 축전지(30)에 저장된 전류는 제어장치(50)의 동작신호에 따라 전기회로(40)를 통해 제어장치(50)는 또는 충전기(60)로 공급된다.

본 발명에 따르면 냉장고의 제어장치에 필요한 직류전류가 제공되므로, 냉장고의 소비전력을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 냉장고에서 발생하는 열전류를 핸드폰이나 전기면도기와 같은 생활가전제품의 전원으로 사용할 수 있으므로, 가정의 전력소비량을 줄일 수 있다.

Claims

삭제
일 단이 냉장고의 증발기와 접촉하고 타 단이 상기 냉장고의 압축기의 출구와 접촉하는 제1통전부재,

양 단이 상기 제1통전부재의 양끝에 각각 연결되어 하나의 폐 회로를 구성하는 제2통전부재, 및

상기 제1통전부재와 상기 제2통전부재의 연결점에 연결되고 상기 폐 회로에서 발생하는 열전류를 저장하는 축전지를 포함하는 냉장고의 냉동사이클을 이용한 발전장치.
제2항에 있어서,

상기 제1통전부재와 상기 제2통전부재는 반도체인 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉동사이클을 이용한 발전장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,

상기 축전지는 상기 냉장고의 제어장치와 연결되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉동사이클을 이용한 발전장치.
제4항에 있어서,

상기 제어장치에는 외부기기와 연결되는 충전기가 설치되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉동사이클을 이용한 발전장치.