KR100792791B1 - A micro thermoelectric power generating module which can easily increases the output power capacity - Google Patents

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오창보
최병일
한용식
김명배
고득용
이공훈
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Abstract

A micro thermoelectric power generating module which can easily increase an output power capacity is provided to improve a heating efficiency by directly delivering a heat generated in a heat source to a high temperature element of a thermoelectric element with the thermoelectric element attached directly to an exterior of the heat source. A micro thermoelectric power generating module which can easily increase an output power capacity includes a micro burner(2), at least one or more thermoelectric elements(1), and an electric condenser(6). The micro burner is used to supply a heat. The thermoelectric elements are attached onto an external surface of the burner. Electricity acquired from the thermoelectric element is stored in the electric condenser. Cooling fins(3) are installed on a surface facing exteriors of the thermoelectric elements. The burner has a rectangular pole shape. A duct-type case(5) is further installed outside the cooling fins. A cooling fan(4) compulsorily blowing an air to the cooling fin is installed in one end portion of the duct-type case.

Description

용량 확장이 용이한 열전 발전 모듈{A micro thermoelectric power generating module which can easily increases the output power capacity}A micro thermoelectric power generating module which can easily increases the output power capacity}

도 1은 본 발명에 따른 열전 발전모듈의 일예를 도시한 분해 사시도이고, 1 is an exploded perspective view showing an example of a thermoelectric power module according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 열전 발전모듈의 일예를 도시한 부분 단면도이고, 2 is a partial cross-sectional view showing an example of a thermoelectric power module according to the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 열전 발전 모듈에 설치되는 초소형 연소기의 일예를 도시한 부분 단면 사시도이고, 3 is a partial cross-sectional perspective view showing an example of a micro combustor installed in the thermoelectric power module according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 열전 발전 모듈에 구비된 열전소자와 냉각핀의 일예를 도시한 사시도이고, 4 is a perspective view illustrating one example of a thermoelectric element and a cooling fin provided in a thermoelectric power module according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 열전 발전 단위 모듈 2개를 서로 연결하여 한 쌍을 이루는 발전 용량이 2배 확장된 열전 발전 모듈 조립체의 일예를 도시한 평면도이고, FIG. 5 is a plan view illustrating an example of a thermoelectric power module assembly in which two generations of a thermoelectric power unit module according to the present invention are connected to each other and a pair of power generation capacities are doubled;

도 6은 본 발명에 따른 열전 발전 단위 모듈 4개를 서로 연결하여 한 쌍을 이루게 구성된 발전 용량이 4배 확장된 열전 발전 모듈 조립체의 일예를 도시한 평면도이다. FIG. 6 is a plan view illustrating an example of a thermoelectric power module assembly in which a power generation capacity of four times the thermoelectric power unit module according to the present invention is connected to each other in a pair and expanded four times.

<도면의 주요 부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>

1 : 열전소자1: thermoelectric element

2 : 초소형 연소기2: micro combustor

21 : 공기 호스  21: air hose

22 : 연료 노즐  22: fuel nozzle

23 : 점화 코일  23: ignition coil

24 : 배기관  24: exhaust pipe

3 : 냉각핀3: cooling fin

4 : 냉각팬4: cooling fan

5 : 덕트형 케이스5: duct type case

6 : 축전기6: capacitor

본 발명은 초소형 열전 발전 모듈 구성에 관한 것으로서, 상세하게는 고온 열원이 되는 연소기의 외벽에 열전소자의 고온부를 직접 부착하고 열전소자의 반대편 저온부에는 냉각핀을 부착하여 냉각팬을 이용한 강제 대류로 냉각핀의 냉각효과를 증가시켜 열전소자의 고온부와 저온부 사이의 온도차를 증가시킴으로써 열전 발전 효과를 높일 수 있는 열전 발전 모듈에 관한 것이다. The present invention relates to the construction of an ultra-small thermoelectric power module. Specifically, a high temperature part of a thermoelectric element is directly attached to an outer wall of a combustor serving as a high temperature heat source, and a cooling fin is attached to a low temperature part opposite to the thermoelectric element, thereby cooling by forced convection using a cooling fan. The present invention relates to a thermoelectric power module that can increase a thermoelectric power generation effect by increasing a cooling effect of a fin to increase a temperature difference between a high temperature part and a low temperature part of a thermoelectric element.

기존에 많이 연구되었던 초소형 열전 발전 시스템은 인체의 열이나 전자부품에서의 발생하는 열 등 버려지거나 활용되지 않는 열원에 열전소자를 부착하여 전기를 생산하거나 냉각하는 시스템이 대부분이며 이 경우 발전용량은 주로 1W 이내로 매우 작다.Most miniature thermoelectric power generation systems that have been studied in the past are mostly systems that produce or cool electricity by attaching thermoelectric elements to heat sources that are not used or discarded, such as heat generated by the human body or heat generated from electronic components. Very small within 1W.

본 발명에서 대상으로 하고 있는 초소형 열전 발전 모듈은 인위적으로 고온 열량을 갖는 연료를 초소형 연소기에서 연소시켜 열로 변환하고 이 고온열원을 열전소자가 전기로 변환할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.The ultra-small thermoelectric power module targeted in the present invention is characterized in that the fuel having artificially high temperature calories is burned in a micro combustor to be converted into heat, and the high temperature heat source is configured to convert the thermoelectric element into electricity.

열전소자를 이용한 열전 발전은 온도차에 의해 기전력이 발생하는 제베크(Seebeck) 효과를 이용한 것으로서, 열전 발전은 열원이 있을 경우 열전소자를 열원에 부착하는 매우 간단한 방법으로 전기를 생산할 수 있는 장점이 있다.Thermoelectric power generation using thermoelectric elements is based on the Seebeck effect in which electromotive force is generated by a temperature difference. Thermoelectric power generation has an advantage of generating electricity by a very simple method of attaching a thermoelectric element to a heat source when there is a heat source. .

열전 발전 시스템을 구성함에 있어서 초소형 연소기와 열전소자를 결합하여 정밀하고 컴팩트하게 설계된 초소형 열전 발전 모듈은 에너지밀도(Energy density; Wh/kg)를 기존의 이차전지 보다 높게 할 수 있어 동일한 무게를 갖는 이차전지보다 사용시간이 길어지는 장점이 있다. 또한, 출력도 1W에서 수십 W까지도 제작 가능하기 때문에 일부 휴대용 기기의 전원으로 이차전지를 대체하여 사용할 수도 있다.In constructing a thermoelectric power generation system, a compact and thermoelectric power module designed by combining an ultra-compact combustor and a thermoelectric element can make the energy density (Wh / kg) higher than that of a conventional secondary battery. The use time is longer than the battery. In addition, since the output can be produced from 1W to several tens of W, it is also possible to replace the secondary battery as a power source of some portable devices.

열전소자는 고온부와 저온부의 온도차가 클수록 전기 발전효율이 증가하게 되기 때문에 동일한 고온 열원에 열전소자를 부착하더라도 저온부의 온도를 낮출수록 발전 출력의 크기와 효율은 증가하게 된다.In the thermoelectric element, the electric power generation efficiency increases as the temperature difference between the high temperature part and the low temperature part increases, so even if the thermoelectric element is attached to the same high temperature heat source, the size and efficiency of the power generation output increases as the temperature of the low temperature part decreases.

휴대용 기기의 전원으로 열전 발전 시스템을 구성하기 위해서는 전체 시스템이 경량이면서 소형이어야 하므로, 열전 발전 효율을 높이기 위해서는 저온부의 온도를 낮추는 방법 중에서도 냉각장치는 경량, 소형이면서 적은 소요전력으로도 작동될 수 있는 특징을 가지고 있어야 한다. 이렇게 경량, 소형과 적은 소요전력으로 작동되는 특징을 갖는 냉각장치 중의 하나가 냉각팬이다.In order to compose a thermoelectric power generation system with a power source of a portable device, the entire system must be lightweight and compact. Therefore, in order to increase the efficiency of thermoelectric power generation, the cooling device can be operated with low weight, small size, and low power consumption, among other methods of lowering the temperature of a low temperature part. Must have characteristics One of the cooling devices having such a light weight, small size and low power consumption is a cooling fan.

초소형 연소기와 열전소자가 결합된 초소형 열전 발전 시스템에 관해 현재까 지 진행 중인 연구들은 대부분 초기단계에 머물러 있는 상황이며, 일부 제작된 시스템들도 별도의 저온부에 대한 냉각장치를 사용하지 않아 발전효율이 낮은 경우가 많고, 냉각팬을 사용하여 시스템을 구성한 소수의 연구에서도 연소기와 열전소자의 부착과 구성방법이 최적화되지 않아 연소기에서 발생하는 연소열을 충분히 활용하지 못하고 전체 발전효율이 낮은 경우가 대부분이다.Most of the studies on the micro thermoelectric power generation system combined with the micro combustor and the thermoelectric element remain in the early stage, and some of the manufactured systems do not use the cooling device for the low temperature part, so the power generation efficiency is low. In many cases, a small number of studies that use a cooling fan to build a system have not optimized the method of attachment and construction of the combustor and thermoelectric element, so that the heat generation from the combustor is not fully utilized and the overall power generation efficiency is low.

또한, 휴대용 기기의 전원으로 이용하기 위해 열전 발전 시스템을 개발한다면 각종 장비의 소요 동력에 맞도록 용량별로 제작이 용이해야 한다. 만약 열전 발전 시스템의 용량확장이 용이하지 못하다면, 휴대용 기기의 소용 동력 용량별로 연소기, 열전소자, 냉각핀 등 열전 발전 시스템의 요소부품을 다시 설계, 제작해야 하므로 비용과 시간측면에서 어려움이 많기 때문에 발전용량 확장이 용이한 단위 모듈로 열전 발전 시스템을 제작하여 향후 필요에 따라 용량을 확장시키는 방안이 효과적이다. In addition, if a thermoelectric power generation system is developed to be used as a power source for a portable device, it must be easily manufactured by capacity to meet the power requirements of various equipment. If it is not easy to expand the capacity of thermoelectric power generation system, the components of thermoelectric power generation system such as combustor, thermoelectric element, cooling fin, etc. must be redesigned and manufactured for each power capacity of portable device, which is difficult in terms of cost and time. It is effective to make thermoelectric power generation system with unit module that can easily generate power generation capacity and expand capacity according to future needs.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 열원의 외부에 열전소자를 직접 접착하여 구성하여 열원에 의해 발생된 열이 열전소자의 고온부에 직접 전달되게 함으로서 열효율이 향상된 열전 발전 장치용 열전 발전 모듈을 제공함을 목적으로 한다. The present invention has been invented to solve the above problems, it is configured by directly attaching a thermoelectric element to the outside of the heat source, the heat generated by the heat source is transferred directly to the high temperature portion of the thermoelectric element thermoelectric power generation device for improved thermoelectric power generation device The purpose is to provide a power generation module.

또한, 열전 소자의 저온부에는 냉각핀을 설치하여 저온부의 온도를 낮춤으로서 고온부와 저온부의 온도차를 높여 보다 발전 효율이 높아진 열전 발전 장치용 열전 발전 모듈을 제공함을 목적으로 한다. In addition, an object of the present invention is to provide a thermoelectric power module for a thermoelectric power generation device having a higher power generation efficiency by increasing a temperature difference between a high temperature part and a low temperature part by lowering the temperature of the low temperature part by installing a cooling fin at a low temperature part of the thermoelectric element.

또한, 본 발명은 초소형 연소기와 열전소자에서 얻어지는 전기의 일부를 이용하여 냉각팬을 가동하고, 이 냉각팬으로 공기를 저온부에 부착된 냉각핀에 강제 송풍시킴으로써 열전달 효과를 증가시켜 저온부의 온도를 낮추어 고온부와의 온도차를 키우므로서 발전효율을 향상시킨 열전 발전 모듈을 제공함을 목적으로 한다. In addition, the present invention operates a cooling fan by using a part of the electricity obtained from the ultra-compact combustor and thermoelectric element, by increasing the heat transfer effect by forcibly blowing air to the cooling fins attached to the low temperature portion by reducing the temperature of the low temperature portion It is an object of the present invention to provide a thermoelectric power module that increases power generation efficiency by increasing a temperature difference with a high temperature part.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열전 발전 모듈은 연소기와 열전소자를 이용한 전기 발생장치를 구성함에 있어서, 열전소자를 부착할 연소기의 외부 벽면 면적이 가능한 넓도록 연소기 체적 대비 표면적의 비가 큰 초소형 연소기의 외부 벽면에 열전소자를 부착하는 것을 특징으로 한다. Thermoelectric power generation module according to the present invention for achieving the above object in the construction of an electric generator using a combustor and thermoelectric element, the ultra-small ratio of the large surface area to combustor volume ratio so that the outer wall area of the combustor to which the thermoelectric element is to be attached as wide as possible The thermoelectric element is attached to the outer wall of the combustor.

또한 본 발명은 상기 초소형 연소기의 외형을 사각기둥 형상으로 하고 각 측벽에 4개와 상부에 1개의 열전소자들을 설치하여 연소기에서 발생하는 열을 최대한 활용할 수 있는 구조로 하였으며, 각 열전소자들의 바깥쪽을 향한 면에는 냉각핀을 설치하여 구성함으로써 저온부의 냉각 작용을 원활하게 할 수 있도록 한다. In addition, the present invention has a structure in which the outer shape of the ultra-compact combustor in the shape of a square pillar and four thermoelectric elements on each side wall and one thermoelectric element on the top to maximize the heat generated from the combustor, the outer side of each thermoelectric element The cooling face is installed on the facing surface to facilitate the cooling operation of the low temperature part.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily understand and reproduce.

도 1은 본 발명에 따른 단위 열전 발전 모듈의 일예를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 열전 발전모듈의 일예를 도시한 부분 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 열전 발전 모듈에 설치되는 초소형 연소기의 일예를 도시한 부분 단면 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 열전 발전 모듈에 구비된 열전소자와 냉각핀의 일예를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 열전 발전 모듈 2개를 서로 연결하여 한 쌍을 이루는 열전 발전 모듈 조립체의 일예를 도시한 평면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 열전 발전 모듈 4개를 서로 연결하여 한 쌍을 이루는 열전 발전 모듈 조립체의 일예를 도시한 평면도이다. 1 is an exploded perspective view showing an example of a unit thermoelectric power module according to the present invention, Figure 2 is a partial cross-sectional view showing an example of a thermoelectric power module according to the present invention, Figure 3 is a thermoelectric power module according to the present invention Partial cross-sectional perspective view showing an example of the ultra-compact combustor is installed, Figure 4 is a perspective view showing an example of the thermoelectric element and the cooling fin provided in the thermoelectric power module according to the present invention, Figure 5 is a thermoelectric power module according to the present invention FIG. 6 is a plan view illustrating an example of a pair of thermoelectric power module assemblies connected to each other, and FIG. 6 illustrates an example of a pair of thermoelectric power module assemblies connecting four thermoelectric power modules according to the present invention. One floor plan.

도시한 바와 같이 본 발명에 따른 열전 발전 모듈은 연소기(2)의 외부 벽면에 5개의 열전소자(1)를 부착하고, 각 열전소자(1)에서 나오는 전기는 축전기(6)에 저장되도록 구성된다. As shown, the thermoelectric power module according to the present invention is configured to attach five thermoelectric elements 1 to the outer wall of the combustor 2, and the electricity from each thermoelectric element 1 is stored in the capacitor 6. .

상기 연소기(2)는 크기가 작아지게 되면 연소기 체적 대비 표면적의 비가 커지게 되므로 상기 연소기(2)는 상기 열전소자(1)의 고온부가 부착될 면적이 최대한 넓도록 초소형으로 제작되며, 연소기 외부 표면으로 전달되는 연소열을 최대한 활용할 수 있도록 연소기(2)의 외형은 사각기둥 형상을 가지도록 되어 있다. Since the combustor 2 becomes smaller in size, the ratio of the surface area to the combustor volume becomes large, and thus the combustor 2 is manufactured to be extremely small so that the area to which the hot part of the thermoelectric element 1 is attached is as wide as possible. The outer shape of the combustor 2 is to have a square pillar shape in order to take full advantage of the heat of combustion transmitted to.

상기 연소기(2)는 도 3에 도시한 바와 같이 공기가 공급되는 공기 공급관(21)과, 연료가 공급되는 연료 공급관(22), 점화플러그(23) 및 배기관(24)을 구비한 통상의 초소형 연소기로서 이는 본 발명이 속하는 분야에서 이미 익히 알려진 것 중 연소열을 외부로 전달하는 표면을 넓게 활용할 수 있는 것이 바람직하며, 외면이 원통형으로 형성될 수도 있으나 이렇게 원통형으로 형성할 경우 열전소자(1)가 호형상으로 형성되어야 하고 이렇게 호형상을 갖는 열전소자(1)의 특성의 저하와 가공상의 어려움을 고려하여 최소한 열전소자(1)가 부착되는 면은 평평한 면으로 형성됨이 바람직하다.As shown in FIG. 3, the combustor 2 is a conventional microminiature having an air supply pipe 21 through which air is supplied, a fuel supply pipe 22 through which fuel is supplied, a spark plug 23, and an exhaust pipe 24. As the combustor, it is preferable that the surface which transfers combustion heat to the outside is widely used among those already known in the art to which the present invention belongs, and the outer surface may be formed in a cylindrical shape. In view of the deterioration of the characteristics of the thermoelectric element 1 having the arc shape and the difficulty in processing, the surface on which the thermoelectric element 1 is attached is preferably formed in a flat surface.

또한, 상기 열전소자(1)들의 바깥쪽 저온부에는 도 4에 도시한 바와 같이 구성된 냉각핀(3)이 설치되어 있어 냉각 효과를 높일 수 있게 되어 있으며, 강제 대 류에 의한 보다 효과적인 냉각을 위해서 덕트형 케이스(5) 상부에는 도 1에 도시한 바와 같이 냉각팬(4)이 설치되어 있다. In addition, the cooling fins 3 configured as shown in FIG. 4 are installed at the outer low temperature parts of the thermoelectric elements 1 to increase the cooling effect, and to provide more efficient cooling by forced convection. The cooling fan 4 is provided in the upper part of the mold case 5 as shown in FIG.

상기 덕트형 케이스(5)는 각 요소부품들이 고정될 수 있는 하우징 역할을 하며, 상기 냉각팬(4)에서 강제로 대류시킨 공기의 유동을 한쪽 방향으로 한정시켜 보다 효과적인 냉각을 유도할 수 있도록 한다.The duct type case 5 serves as a housing in which the respective component parts can be fixed and restricts the flow of air forcedly convection in the cooling fan 4 in one direction to induce more effective cooling. .

상기 덕트형 케이스(5)의 내부 벽면에는 각 냉각핀(3)의 크기에 맞고 냉각핀(3)의 숫자에 맞는 홈(Groove)이 새겨져 있어서 초소형 연소기와 열전소자(1)에 부착된 냉각핀(3)이 별도의 결합 방법을 사용하지 않고 홈에 끼워져 체결될 수 있도록 제작된다.Grooves that fit the size of each cooling fin 3 and the number of cooling fins 3 are engraved on the inner wall surface of the duct-type case 5 so that the cooling is attached to the micro combustor and the thermoelectric element 1. The pin 3 is manufactured to be fitted into the groove without using a separate coupling method.

상기 냉각팬(4)은 상기 열전소자(1)에서 얻어져 상기 축전기(6)에 저장된 전기 동력을 이용하여 구동하므로 상기 열전소자(1)들의 발전 용량보다 훨씬 작은 소요 동력을 가져야 하며, 열전 발전 초기에는 축전기(6)에 전기가 저장되어 있지 않기 때문에 냉각팬(4)이 구동이 되지 않은 상태에서 전기를 얻어 축전기(6)에 전기가 충분히 저장된 후부터 냉각팬(4)을 가동하여 열전 발전 효율과 발전량을 증가시키게 된다.Since the cooling fan 4 is driven by the electric power obtained from the thermoelectric element 1 and stored in the capacitor 6, the cooling fan 4 should have a required power much smaller than the generation capacity of the thermoelectric elements 1, and the thermoelectric power generation. Since the electricity is not stored in the capacitor 6 at the beginning, the cooling fan 4 is operated in a state in which the cooling fan 4 is not driven, and the cooling fan 4 is operated after the electricity is stored sufficiently in the capacitor 6 so that the thermoelectric power generation efficiency is improved. It will increase the amount of electricity generated.

상기 냉각팬(4)은 본 발명에서 대상으로 하는 단위 열전 발전 모듈에 적합하도록 별도로 설계, 제작될 수도 있지만, 기존 PC에서 많이 사용하고 있는 소형 저전력 CPU 팬을 사용할 수 있도록 상기 덕트형 케이스(5)의 단면 크기를 설계, 제작한다면 냉각을 위한 별도의 냉각팬 제작비를 절약할 수 있다.The cooling fan 4 may be designed and manufactured separately so as to be suitable for a unit thermoelectric power module targeted by the present invention, but the duct type case 5 may be used to use a small low-power CPU fan that is commonly used in a conventional PC. If you design and manufacture the cross-sectional size of the system, you can save a separate cooling fan manufacturing cost for cooling.

도 1의 열전 발전 모듈은 사각 덕트형 케이스(5)의 내부에 모든 요소부품이 결합되는 형태로 제작되기 때문에 이 단위 열전 발전 모듈에서 발전할 수 있는 용량이 결정되면, 이보다 더 큰 용량의 열전 발전 모듈을 제작하기 위해서는 도 5에 도시한 바와 같이 도 1의 단위 열전 발전 모듈을 2의 배수로 연결하여 한 쌍을 이루게 구성하여 보다 큰 용량의 열전 발전 모듈 조립체를 쉽게 구현할 수 있다.Since the thermoelectric power module of FIG. 1 is manufactured in a form in which all the component parts are combined inside the rectangular duct type case 5, when the capacity capable of generating power in the unit thermoelectric power module is determined, thermoelectric power generation having a larger capacity than this is determined. To manufacture the module, as shown in FIG. 5, the thermoelectric power module assembly having a larger capacity can be easily implemented by connecting the unit thermoelectric power module of FIG. 1 in a multiple of 2 to form a pair.

도 5는 2개의 단위 열전 발전 모듈을 연결하여 출력 용량을 2배로 늘린 열전 발전 모듈 조립체의 일예를 보여주고 있다.5 shows an example of a thermoelectric power module assembly in which an output capacity is doubled by connecting two unit thermoelectric power modules.

도시한 바와 같이 2개의 열전 발전 모듈을 서로 인접되게 배치하여 한쌍을 이루게 조립체를 구성할 경우 각각의 열전소자(1)들은 서로 병렬 또는 직렬로 연결되고, 냉각팬(4)은 각각의 모듈에 설치하여 개별적으로 냉각을 이루게 한다. As shown in the drawing, when two thermoelectric power modules are disposed adjacent to each other to form a pair, the thermoelectric elements 1 are connected to each other in parallel or in series, and the cooling fan 4 is installed in each module. To achieve individual cooling.

도 6은 4개의 단위 열전 발전 모듈을 연결하여 출력 용량을 4배로 늘린 열전 발전 시스템의 일예를 보여주고 있다. 이 때 단위 열전 발전 모듈은 개개의 냉각팬으로 냉각시킬 수도 있고, 도시한 바와 같이 전체 4개의 모듈을 용량이 큰 하나의 냉각팬(4)으로 냉각시킬 수 있는데, 이러한 구성은 전체 팬소음, 소요전력의 크기와 열전 발전 모듈 설치 환경에 따라 달리할 수 있다.6 shows an example of a thermoelectric power generation system in which an output capacity is quadrupled by connecting four unit thermoelectric power generation modules. At this time, the unit thermoelectric power module may be cooled by individual cooling fans, and as shown, all four modules may be cooled by one cooling fan 4 having a large capacity. Depending on the size of the power and the installation environment of the thermoelectric power module.

본 발명은 바람직한 실시예를 참조하여 기술되었지만, 후술하는 청구범위에 의해 제시되는 본 발명의 범주와 기술적 사상을 벗어남이 없이 많은 수정 및 변형이 가능하다.While the invention has been described with reference to the preferred embodiments, many modifications and variations are possible without departing from the scope and spirit of the invention as set forth by the claims below.

본 발명에서 다루고자 하는 초소형 열전 발전 모듈은 장시간 사용할 필요가 있는 휴대용 기기의 동력원으로 활용이 가능하며, 각종 휴대용 기기의 소요동력에 맞는 열전 발전 시스템을 구성함에 있어 기본 단위 모듈을 연결만 하면 되기 때문에 간단히 용량확장이 가능하여 다양한 소요동력에 대응 가능한 열전 발전 시스템을 손쉽게 제작할 수 있다.The ultra-small thermoelectric power module to be dealt with in the present invention can be used as a power source of a portable device that needs to be used for a long time, and since only a basic unit module needs to be connected in constructing a thermoelectric power system suitable for power requirements of various portable devices. The capacity can be easily expanded to easily produce thermoelectric power generation systems that can cope with various power requirements.

또한, 연소기를 이용하는 초소형 열전 발전 시스템은 에너지밀도가 기존 이차전지에 비해 높기 때문에 휴대용 기기 등에 적용한다면 이차전지보다 더 오래 사용이 가능하며, 동력원의 무게가 가벼울수록 개발에 유리한 초소형 항공기와 군사용 휴대장비의 동력원으로 적용 가능하다. In addition, the ultra-compact thermoelectric power generation system using a combustor has a higher energy density than a conventional secondary battery, so it can be used longer than a secondary battery when applied to portable devices, and the lighter the power source, the smaller the aircraft and military portable equipment, which is advantageous for development. It can be applied as a power source.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명은 첨부된 특허청구범위의 문언에 의해서만 제한 해석될 수 있다. While the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, it will be apparent to those skilled in the art that many various obvious modifications are possible without departing from the scope of the invention from this description. Accordingly, the invention can only be construed limited by the words of the appended claims.

Claims (7)

열전소자를 이용하여 에너지밀도가 높고 발전용량이 큰 초소형 열전 발전 모듈을 구성함에 있어서, 초소형 연소기(2)를 열원 공급용으로 사용하고 연소기 외부 표면에 하나 이상의 열전소자(1)를 부착하고 열전소자에서 얻어지는 전기는 별도의 축전기(6)에 저장되도록 구성되며, In constructing a miniature thermoelectric power module having a high energy density and a large power generation capacity by using a thermoelectric element, the micro-combustor 2 is used for supplying a heat source, and at least one thermoelectric element 1 is attached to the outer surface of the combustor. The electricity obtained from is configured to be stored in a separate capacitor (6), 상기 열전소자(1)들의 바깥쪽을 향한 면에는 냉각핀(3)이 설치됨을 특징으로 하는 용량 확장이 용이한 열전 발전 모듈.Capacitance expansion easy thermoelectric power module, characterized in that the cooling fins (3) is installed on the outer surface of the thermoelectric elements (1). 제 1 항에 있어서, 상기 연소기(2)는 외형이 사각을 이루는 기둥의 형상이며, 상기 열전소자(1)는 연소기(2)의 주변 4개의 측벽과 상부면에 각각 고정 설치됨을 특징으로 하는 용량 확장이 용이한 열전 발전 모듈. 2. The capacity of claim 1, wherein the combustor 2 is shaped like a pillar whose outer shape is square, and the thermoelectric element 1 is fixed to four peripheral side walls and the upper surface of the combustor 2, respectively. Easily expandable thermoelectric power module. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 냉각핀(3)의 외부에는 양단이 개방된 통체 형상의 덕트형 케이스(5)가 더 설치되어 있으며, 상기 냉각핀(3)은 상기 덕트형 케이스(5)의 4개의 내면에 가공된 홈에 끼워져 고정됨을 특징으로 하는 용량 확장이 용이한 열전 발전 모듈.The outer side of the cooling fin (3) is further provided with a cylindrical duct-shaped case (5) with both ends open, the cooling fin (3) is a groove processed in four inner surfaces of the duct-shaped case (5) Easy expansion of thermoelectric power module, characterized in that the fixed to fit in. 제 3 항에 있어서, 상기 덕트형 케이스(5)의 일측 단부에는 냉각핀(3) 쪽으로 공기를 강제 송풍하는 냉각팬(4)이 설치됨을 특징으로 하는 용량 확장이 용이한 열전 발전 모듈.4. The thermoelectric power module according to claim 3, wherein a cooling fan (4) for forcibly blowing air toward the cooling fin (3) is installed at one end of the duct type case (5). 제 4 항에 있어서, 상기 냉각팬(2)은 상기 축전기(6)에 연결되어 상기 열전소자(1)에 의해 발전된 전기를 이용하여 구동됨을 특징으로 하는 용량 확장이 용이한 열전 발전 모듈.The thermoelectric power module according to claim 4, wherein the cooling fan (2) is connected to the capacitor (6) and driven using electricity generated by the thermoelectric element (1). 제 5 항에 있어서, 상기 열전 발전 모듈은 2의 배수로 연결되어 한 쌍을 이룸을 특징으로 하는 용량 확장이 용이한 열전 발전 모듈.The thermoelectric power module according to claim 5, wherein the thermoelectric power modules are connected in multiples of two to form a pair. 제 6 항에 있어서, 상기 열전 발전 모듈은 4의 배수로 서로 인접되게 연결되어 한 쌍을 이루고, 상기 냉각팬(4)은 각 열전 발전 모듈에 따로 설치하거나 용량이 큰 1개를 설치할 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 용량 확장이 용이한 열전 발전 모듈.7. The thermoelectric power module of claim 6, wherein the thermoelectric power module is connected to each other in multiples of 4 to form a pair, and the cooling fan 4 is configured to be installed separately in each thermoelectric power module or to install one having a large capacity. Easy to expand capacity thermoelectric power module characterized by.
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