KR101295907B1 - Thermoelectric generator using exhaust heat and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량 배기열을 이용한 열전발전장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 본 발명은 엔진으로부터 발생되는 배기가스 열을 이용하여 발전함으로써 폐열을 유용한 전기에너지로 변환 가능한 차량 배기열을 이용한 열전발전장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a thermoelectric generator using vehicle exhaust heat and a method for manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to thermoelectric power generation using vehicle exhaust heat that can convert waste heat into useful electric energy by generating power using exhaust gas heat generated from an engine. An apparatus and a method of manufacturing the same.

Description

차량 배기열을 이용한 열전발전장치 및 그 제조 방법{THERMOELECTRIC GENERATOR USING EXHAUST HEAT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}Thermoelectric generator using vehicle exhaust heat and manufacturing method thereof {THERMOELECTRIC GENERATOR USING EXHAUST HEAT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 차량 배기열을 이용한 열전발전장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 본 발명은 엔진으로부터 발생되는 배기가스 열을 이용하여 발전함으로써 폐열을 유용한 전기에너지로 변환 가능한 차량 배기열을 이용한 열전발전장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a thermoelectric generator using vehicle exhaust heat and a method for manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to thermoelectric power generation using vehicle exhaust heat that can convert waste heat into useful electric energy by generating power using exhaust gas heat generated from an engine. An apparatus and a method of manufacturing the same.

일반적으로 차량의 에너지 흐름을 살펴보면, 가솔린이 가진 화학에너지는 엔진에서 연소하여 기계에너지로 변환되며, 이때의 열효율은 높아도 30%정도에 불과하다.In general, when looking at the energy flow of a vehicle, the chemical energy of gasoline is converted into mechanical energy by burning it in an engine, and the thermal efficiency at this time is only about 30%.

나머지 에너지는 열의 형태로 방출되는 데, 특히, 엔진으로부터 발생되는 열은 냉각수에 의해 전달되어 라디에이터를 통해 방출되며, 열을 가진 배기가스의 형태로 배출된다. The remaining energy is released in the form of heat, in particular the heat generated from the engine is transferred by the coolant and released through the radiator and is released in the form of heat exhaust gas.

그 중 배기가스는 가장 높은 열원을 갖는 부분으로서, 일반적인 경우에는 배기관을 통해 외부로 배출된다.
Among them, the exhaust gas has the highest heat source, and in general, the exhaust gas is discharged to the outside through the exhaust pipe.

한편, 열전소자(Thermoelectric Element)란 열과 전기의 상호작용으로 일어나는 각종 효과를 이용하는 소자를 총칭하는 것으로서, 온도가 높아짐에 따라 전기저항이 감소하는 부저항온도계수의 특성을 가지는 소자인 서미스터(thermistor), 온도 차에 의해 기전력이 발생하는 현상인 제베크(Seebeck) 효과를 이용한 소자, 전류에 의해 열의 흡수(또는 발생)가 생기는 현상인 펠티에(Peltier) 효과를 이용한 소자 등이 있다. A thermoelectric element is a generic term for a device using various effects caused by the interaction between heat and electricity.Thermistor, a device having a characteristic of negative resistance temperature coefficient, in which electrical resistance decreases with increasing temperature, is used. And a device using the Seebeck effect, which is a phenomenon in which electromotive force is generated due to a temperature difference, and a device using the Peltier effect, a phenomenon in which heat absorption (or generation) is caused by current.

특히, 제베크 효과란 2종류의 금속선(또는 반도체) 양끝을 접합하고 그 양끝을 다른 온도로 유지할 때, 회로에 전류(열전류)가 흐르는 열전현상의 하나로서, 1821년 T. J. 제베크가 구리와 비스무트를 사용, 발견했다. 구체적으로 설명하자면 다음과 같다. 하나의 금속봉 양끝 A, B에 온도차를 주면, A, B 사이에는 열류에 따른 기전력이 나타난다. 이 기전력은 금속의 종류에 따라 다르기 때문에, 2종류의 금속 양끝 A, B를 접합했을 때 각 금속에 나타나는 A, B 사이의 기전력에 차가 생겨 회로에 전류가 흐른다. 한쪽 금속의 중간을 절단하면, 절단된 양 끝에 2종류 금속의 기전력의 차가 나타난다. 이것을 열기전력이라고 한다. 온도 측정에 사용되는 열전기쌍은 이 열기전력을 이용한 것이다.In particular, the Seebeck effect is one of thermoelectric phenomena in which current (thermal current) flows in a circuit when two ends of two kinds of metal wires (or semiconductors) are bonded to each other and kept at different temperatures. Found, used. Specifically, it is as follows. If a temperature difference is applied to both ends A and B of one metal rod, an electromotive force due to the heat flow appears between A and B. Since the electromotive force varies depending on the type of metal, a difference occurs in the electromotive force between A and B appearing in each metal when two types of metal ends A and B are joined, so that a current flows in the circuit. When the middle of one metal is cut off, the difference in electromotive force of two kinds of metals appears at both ends of the cut. This is called heat power. Thermocouples used for temperature measurements use this thermoelectric power.

상기 열기전력을 이용한 열전 발전은 금속 또는 반도체인 제백소자 양단에 온도차를 주는 경우, 열원부와 냉각부 사이에 전위차가 발생한다는 제백(Seebeck) 효과를 이용한 것으로서, 기계적인 구동부 없이, 열을 직접 전기로 변환할 수 있다는 특징이 있다.The thermoelectric power generation using the thermoelectric power is a Seebeck effect that a potential difference occurs between the heat source and the cooling unit when a temperature difference is applied across the Seebeck element, which is a metal or a semiconductor, and directly heats heat without a mechanical driving unit. Can be converted to.

그러나 상기 열기전력을 이용한 열전 발전은 에너지 생성 효율이 열원부와 냉각부의 온도차에 비례하므로, 양단의 온도차가 크지 않은 경우에는 에너지생성효율이 높지 않으며, 온도차가 큰 조건을 형성하는데 별도의 에너지가 소요될 수 있는 문제점이 있다.
However, the thermoelectric power generation using the thermoelectric power is energy generation efficiency is proportional to the temperature difference between the heat source and the cooling unit, so if the temperature difference between both ends is not large, the energy generation efficiency is not high, and separate energy is required to form a condition where the temperature difference is large. There is a problem that can be.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 엔진으로부터 발생되는 배기가스의 열을 이용하여 발전함으로써 폐열을 유용한 전기에너지로 변환 가능한 차량 배기열을 이용한 열전발전장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다. The present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to generate electricity using the heat of the exhaust gas generated from the engine thermoelectric generator using a vehicle exhaust heat that can convert the waste heat into useful electric energy and The manufacturing method is provided.

특히, 본 발명의 목적은 열전발전모듈의 일측에 배기가스가 유동되며, 타측에 저온의 냉각수가 유동되어 온도 차이를 높임으로써 발전효율을 보다 향상할 수 있는 차량 배기열을 이용한 열전발전장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다. In particular, an object of the present invention is the thermoelectric power generation device using a vehicle exhaust heat that can further improve the power generation efficiency by increasing the temperature difference by the exhaust gas flows to one side of the thermoelectric power module, the low temperature coolant flows to the other side and the manufacture thereof To provide a way.

또한, 본 발명의 목적은 배기가스가 스테인레스 재질로 형성되며, 내부에 이너핀이 구비된 제1튜브를 이용하여 고열의 조건에서도 내구성을 확보할 수 있으며, 배기가스의 열접촉 면적을 늘릴 수 있으며, 냉각수가 유동되는 제2튜브에 냉각수가 각각 분배되어 유동되도록 함으로써 열저항을 최소화하여 발전 효율을 향상할 수 있는 차량 배기열을 이용한 열전발전장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다. In addition, an object of the present invention is that the exhaust gas is formed of a stainless material, by using a first tube provided with an inner pin therein can ensure durability even under high temperature conditions, it is possible to increase the thermal contact area of the exhaust gas The present invention provides a thermoelectric generator using a vehicle exhaust heat and a method of manufacturing the same, wherein the cooling water is distributed and flowed to the second tube through which the cooling water flows, thereby minimizing thermal resistance.

또, 본 발명의 목적은 전체 제1튜브, 열전발전모듈, 및 제2튜브 블록이 복수개 형성될 수 있으며, 브라켓에 의해 외측에서 체결됨으로써 배기가스 및 냉각수의 흐름에는 영향을 주지 않으면서도 전체 내구성을 높일 수 있으며, 브라켓 고정볼트의 체결부위에 탄성부재가 더 구비됨으로써 열변향에 의한 손상을 미연에 방지할 수 있는 차량 배기열을 이용한 열전발전장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
In addition, an object of the present invention may be formed of a plurality of the entire first tube, the thermoelectric generator module, and the second tube block, and is fastened from the outside by the bracket to improve the overall durability without affecting the flow of exhaust gas and cooling water. The present invention provides a thermoelectric generator using a vehicle exhaust heat and a method for manufacturing the same, which can be increased, and the elastic member is further provided at the fastening portion of the bracket fixing bolt.

본 발명의 차량 배기열을 이용한 열전발전장치 제조 방법은 배기가스가 유동되는 유로를 형성하는 몸체(110)와, 상기 몸체(110)의 양 단부에 고정부(121)가 형성된 플랜지(120)가 형성되는 제1튜브(100)를 제조하는 제1튜브(100) 제조 단계(S10); 상기 제1튜브(100)의 양측 면에 열전발전모듈(200)을 구비하는 열전발전모듈(200) 고정 단계(S20); 상기 열전발전모듈(200) 층의 바깥쪽 양측에 밀착되며, 냉각수가 유입되도록 제2유입부(310) 및 배출되도록 제2배출부(320)가 형성되어 내부에 냉각수 유로(301)를 형성하는 제2튜브(300)를 브라켓(400)을 이용하여 고정하는 브라켓(400) 체결 단계(S30); 상기 제1튜브(100)의 양단을 고정하도록 상기 고정부(121)에 대응하는 체결부(520)가 형성되며, 상기 제1튜브(100)와의 배기가스 연통을 위하여 중공홀(510)이 형성된 헤더(500)를 고정하는 헤더(500) 고정 단계(S40); 및 배기가스가 유입되는 제1유입부(710) 및 배출되는 제1배출부(720)가 형성되도록 상기 헤더(500)에 탱크(600)를 결합하는 탱크(600) 고정 단계(S50); 를 포함하는 것을 특징으로 한다. In the method of manufacturing a thermoelectric generator using vehicle exhaust heat according to the present invention, a body 110 forming a flow path through which exhaust gas flows and a flange 120 having fixed parts 121 formed at both ends of the body 110 are formed. A first tube 100 manufacturing step (S10) of manufacturing the first tube 100 to be used ; Fixing the thermoelectric power module 200 having the thermoelectric power module 200 on both sides of the first tube 100 (S20) ; The second inlet part 310 and the second inlet part 320 are formed to be in close contact with both outer sides of the layer of the thermoelectric power module 200, and the coolant flow path 301 is formed therein. Bracket 400 fastening step (S30) for fixing the second tube 300 using the bracket 400 ; A fastening part 520 corresponding to the fixing part 121 is formed to fix both ends of the first tube 100, and a hollow hole 510 is formed to communicate exhaust gas with the first tube 100. A header 500 fixing step S40 for fixing the header 500 ; And a tank 600 fixing step (S50) for coupling the tank 600 to the header 500 such that a first inlet 710 into which exhaust gas is introduced and a first discharge part 720 discharged are formed. And a control unit.

이 때, 상기 제1튜브(100) 제조 단계(S10)는 몸체(110)를 형성하는 스테인레스강 재질의 두 판재(110')가 브레이징 결합되는 몸체(110) 형성 단계(S11); 및 상기 몸체(110)의 양 단에 플랜지(120)를 고정하는 플랜지(120) 고정 단계(S12); 를 포함하는 것을 특징으로 한다. At this time, the first tube (100) manufacturing step (S10) is a body (110) forming step (S11) of the two plate material 110 'made of stainless steel forming the body 110 is brazed; And a flange (120) fixing step (S12) for fixing the flange (120) at both ends of the body (110). Characterized in that it comprises a.

또한, 상기 제1튜브(100) 제조 단계(S10)는 상기 몸체(110) 형성 단계(S11)에서, 두 판재(110') 사이에 이너핀(130)이 구비되는 것을 특징으로 한다. In addition, the first tube 100 manufacturing step (S10) is characterized in that the inner pin 130 is provided between the two plate (110 ') in the forming step (S11) of the body (110).

또, 상기 몸체(110) 형성 단계(S11)는 상기 두 판재(110')가 평면부(111)와, 상기 평면부(111)의 단부에 수직하게 연장되는 제1연장부(112) 및 제2연장부(113)와, 상기 제1연장부(112) 및 제2연장부(113)의 단부에서 서로 대향되게 내측으로 연장되어 다른 판재(110')와 서로 접합되는 접합부(114)를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다. In addition, in the forming of the body 110 (S11), the two plate members 110 ′ may include a flat part 111 and a first extension part 112 and a first part extending perpendicular to an end of the flat part 111. The extension part 113 and the junction part 114 which extends inwardly opposing each other at the end of the 1st extension part 112 and the 2nd extension part 113, and is mutually joined with the other board | plate material 110 ' Characterized in that it is formed.

아울러, 상기 몸체(110) 형성 단계(S11)는 상기 두 판재(110')가 평면부(111)와, 상기 평면부(111)의 단부에 수직하게 연장되는 제1연장부(112) 및 제2연장부(113)를 포함하여 형성되되, 두 판재(110')의 제1연장부(112) 및 제2연장부(113)가 내측면 또는 외측면에서 서로 맞닿게 접합되는 것을 특징으로 한다. In addition, the forming of the body 110 (S11) may include the first plate part 112 and the second plate material 110 ′ extending perpendicular to an end of the flat part 111 and the flat part 111. It is formed to include the two extending portions 113, characterized in that the first extension portion 112 and the second extension portion 113 of the two plate (110 ') is bonded to each other in contact with each other on the inner side or the outer side. .

또한, 상기 헤더(500)는 상기 중공홀(510)을 통해 상기 제1튜브(100)로 배기가스가 안내되도록 경사지게 형성된 가이드부(530)가 형성된 것을 특징으로 한다. In addition, the header 500 is characterized in that the guide portion 530 is formed to be inclined so that the exhaust gas is guided to the first tube 100 through the hollow hole 510.

또, 상기 브라켓(400) 체결 단계(S30)는 상ㆍ하 방향으로 "ㄷ"자 형태의 브라켓(400) 한 쌍이 상기 제1튜브(100), 열전발전모듈(200) 및 제2튜브(300) 블록에 밀착되며, 브라켓(400)의 양 단부가 전ㆍ후측 방향으로 연장되어 고정볼트(410)에 의해 체결되는 것을 특징으로 한다. In addition, the bracket 400 fastening step (S30) is a pair of bracket 400 of the "C" shape in the vertical direction, the first tube 100, the thermoelectric generator module 200 and the second tube 300 ) Close to the block, and both ends of the bracket 400 extend in the front and rear directions, and are fastened by the fixing bolts 410.

아울러, 상기 브라켓(400)은 상기 고정볼트(410)의 체결부(520)위에 탄성부재(420)가 더 구비되는 것을 특징으로 한다. In addition, the bracket 400 is characterized in that the elastic member 420 is further provided on the fastening portion 520 of the fixing bolt 410.

또, 상기 브라켓(400) 체결 단계(S30)는 높이방향으로 상기 열전발전모듈(200)을 사이에 두고 상기 제1튜브(100) 및 제2튜브(300)가 교번되어 위치되도록 복수개 적층된 블록을 고정하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the fastening step (S30) of the bracket 400 is a plurality of stacked blocks such that the first tube 100 and the second tube 300 are alternately positioned with the thermoelectric generator module 200 interposed therebetween in the height direction. It characterized in that the fixing.

한편, 본 발명의 차량 배기열을 이용한 열전발전장치(1000)는 상술한 제조 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 한다.
On the other hand, the thermoelectric generator 1000 using the vehicle exhaust heat of the present invention is characterized by being manufactured by the above-described manufacturing method.

본 발명의 차량 배기열을 이용한 열전발전장치 및 그 제조 방법은 엔진으로부터 발생되는 배기가스의 열을 이용하여 발전함으로써 폐열을 유용한 전기에너지로 변환 가능한 장점이 있다. The thermoelectric generator using the vehicle exhaust heat of the present invention and a method of manufacturing the same have the advantage of converting waste heat into useful electric energy by generating power using heat of exhaust gas generated from an engine.

특히, 본 발명의 차량 배기열을 이용한 열전발전장치 및 그 제조 방법은 열전발전모듈의 일측에 배기가스가 유동되며, 타측에 저온의 냉각수가 유동되어 온도 차이를 높임으로써 발전효율을 보다 향상할 수 있는 장점이 있다. In particular, the thermoelectric generator using the vehicle exhaust heat of the present invention and a method of manufacturing the exhaust gas is flowed to one side of the thermoelectric power module, the low-temperature cooling water flows to the other side to increase the temperature difference can further improve the power generation efficiency There is an advantage.

또한, 본 발명의 차량 배기열을 이용한 열전발전장치 및 그 제조 방법은 배기가스가 스테인레스 재질로 형성되며, 내부에 이너핀이 구비된 제1튜브를 이용하여 고열의 조건에서도 내구성을 확보할 수 있으며, 배기가스의 열접촉면적을 늘릴 수 있으며, 냉각수가 유동되는 제2튜브에 냉각수가 각각 분배되어 유동되도록 함으로써 열저항을 최소화하여 발전 효율을 향상할 수 있는 장점이 있다. In addition, the thermoelectric generator using the vehicle exhaust heat of the present invention and the method of manufacturing the exhaust gas is formed of a stainless material, it is possible to ensure durability even under high temperature conditions by using a first tube having an inner pin therein, The thermal contact area of the exhaust gas may be increased, and the cooling water may be distributed to each of the second tubes through which the cooling water flows, thereby minimizing thermal resistance, thereby improving power generation efficiency.

또, 본 발명의 차량 배기열을 이용한 열전발전장치 및 그 제조 방법은 전체 제1튜브, 열전발전모듈, 및 제2튜브 블록이 복수개 형성될 수 있으며, 브라켓에 의해 외측에서 체결됨으로써 배기가스 및 냉각수의 흐름에는 영향을 주지 않으면서도 전체 내구성을 높일 수 있으며, 브라켓 고정볼트의 체결부위에 탄성부재가 더 구비됨으로써 열변향에 의한 손상을 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.
In addition, the thermoelectric generator and the manufacturing method using the vehicle exhaust heat of the present invention may be formed of a plurality of the entire first tube, the thermoelectric generator module, and the second tube block, by fastening from the outside by the bracket of the exhaust gas and cooling water The overall durability can be increased without affecting the flow, and the elastic member is further provided at the fastening portion of the bracket fixing bolt, thereby preventing the damage caused by the heat deflection in advance.

도 1은 본 발명의 차량 배기열을 이용한 열전발전장치 제조 방법에 따른 단계도.
도 2는 본 발명의 차량 배기열을 이용한 열전발전장치 제조 방법에 따른 제1튜브의 사시도.
도 3은 다양한 제1튜브의 예를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 차량 배기열을 이용한 열전발전장치 제조 방법에 따른 제2튜브의 사시도.
도 5는 본 발명의 차량 배기열을 이용한 열전발전장치 제조 방법에 따른 제2튜브의 다른 사시도.
도 6은 다양한 제2튜브 내부의 흐름을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 차량 배기열을 이용한 열전발전장치 제조 방법에 따른 브라켓 체결 단계를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명에 따른 차량 배기열을 이용한 열전발전장치 제조 방법에 따른 헤더 고정 단계를 나타낸 도면.
도 9는 본 발명에 따른 차량 배기열을 이용한 열전발전장치 제조 방법에 따른 탱크 고정 단계를 나타낸 도면.
도 10은 본 발명에 따른 차량 배기열을 이용한 열전발전장치를 나타낸 사시도.
도 11은 상기 도 10의 열전발전장치 내부의 배기가스 흐름(a) 및 냉각수 흐름(b)을 나타낸 도면.
도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 차량 배기열을 이용한 열전발전장치를 나타낸 다른 사시도 및 분해사시도.
1 is a step according to the manufacturing method of the thermoelectric generator using the vehicle exhaust heat of the present invention.
2 is a perspective view of a first tube according to a method of manufacturing a thermoelectric generator using exhaust heat of a vehicle according to the present invention;
3 is a cross-sectional view illustrating examples of various first tubes.
Figure 4 is a perspective view of a second tube according to the method for manufacturing a thermoelectric generator using the vehicle exhaust heat of the present invention.
5 is another perspective view of a second tube according to the method of manufacturing a thermoelectric generator using exhaust heat of a vehicle according to the present invention;
6 shows the flow inside the various second tubes.
7 is a diagram illustrating a bracket fastening step according to a method of manufacturing a thermoelectric generator using exhaust heat of a vehicle according to the present invention.
8 is a diagram illustrating a header fixing step according to a method of manufacturing a thermoelectric generator using vehicle exhaust heat according to the present invention.
9 is a view showing a tank fixing step according to the thermoelectric generator manufacturing method using the vehicle exhaust heat according to the present invention.
10 is a perspective view showing a thermoelectric generator using the vehicle exhaust heat according to the present invention.
11 is a view showing the exhaust gas flow (a) and the coolant flow (b) inside the thermoelectric generator of FIG.
12 and 13 are another perspective view and an exploded perspective view showing a thermoelectric generator using the vehicle exhaust heat according to the present invention.

이하, 상술한 바와 같은 차량 배기열을 이용한 열전발전장치(1000) 및 그 제조 방법을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
Hereinafter, the thermoelectric generator 1000 using the vehicle exhaust heat and the method of manufacturing the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 차량 배기열을 이용한 열전발전장치 제조 방법은 제1튜브(100) 제조 단계(S10), 열전발전모듈(200) 고정 단계(S20), 브라켓(400) 체결 단계(S30), 헤더(500) 고정 단계(S40), 및 탱크(600) 고정 단계(S50)를 포함한다. Thermoelectric generator manufacturing method using the vehicle exhaust heat of the present invention, the first tube 100 manufacturing step (S10), thermoelectric module 200 fixing step (S20), bracket 400 fastening step (S30), header 500 ) Fixing step (S40), and tank 600 fixing step (S50).

먼저, 제1튜브(100) 제조 단계(S10)는 내부에 배기가스가 유동되며, 상측 및 하측에 열전발전모듈(200)이 구비되는 제1튜브(100)를 제조하는 단계이다. First, the first tube 100 manufacturing step (S10) is a step of manufacturing the first tube 100, the exhaust gas flows therein, the thermoelectric power module 200 is provided on the upper side and the lower side.

상기 제1튜브(100)는 내부에 배기가스가 유동되는 유로를 형성하는 몸체(110)와, 상기 몸체(110)의 양 단부에 고정부(121)가 형성된 플랜지(120)를 포함하여 형성된다. (도 2 참조)The first tube 100 is formed to include a body 110 for forming a flow path through which the exhaust gas flows, and a flange 120 having fixed parts 121 formed at both ends of the body 110. . (See Fig. 2)

상기 제1튜브(100)는 고온의 배기가스가 유동되는 공간으로서, 내구성 및 내열성을 갖는 스테인레스강 재질로 형성되는 것이 바람직한데, 상기 스테인레스강 재질은 압출이 어려우므로 두 판재(110')를 브레이징 결합하여 상기 몸체(110)를 형성하고, 상기 몸체(110)에 플랜지(120)를 고정하는 것이 바람직하다. The first tube 100 is a space through which high-temperature exhaust gas flows, and is preferably formed of a stainless steel material having durability and heat resistance, and the stainless steel material is difficult to be extruded, thereby brazing two plates 110 '. By combining to form the body 110, it is preferable to fix the flange 120 to the body (110).

즉, 상기 제1튜브(100) 제조 단계(S10)는 몸체(110) 형성 단계(S11)와 플랜지(120) 고정 단계(S12)를 포함한다. That is, the first tube 100 manufacturing step (S10) includes a body 110 forming step (S11) and a flange 120 fixing step (S12).

먼저, 상기 몸체(110) 형성 단계(S11)는 다양한 형태의 판재(110')를 이용하여 형성될 수 있는데, 이를 도 3에 도시하였다. First, the body 110 forming step (S11) may be formed using a plate 110 'of various forms, which is shown in FIG.

상기 도 3 (a)에 도시한 형태는 상기 몸체(110)를 형성하는 두 판재(110')가 평면부(111)와, 상기 평면부(111)의 단부에 수직하게 연장되는 제1연장부(112) 및 제2연장부(113)와, 상기 제1연장부(112) 및 제2연장부(113)의 단부에서 서로 대향되게 내측으로 연장되어 다른 판재(110')와 서로 접합되는 접합부(114)를 포함하여 형성된 예를 도시하였다. 3 (a), the two plate members 110 ′ forming the body 110 have a flat portion 111 and a first extension portion extending perpendicular to an end of the flat portion 111. (112) and the second extension portion 113, and the joint portion extending inwardly facing each other at the ends of the first extension portion 112 and the second extension portion 113 and bonded to the other plate member 110 ' An example formed including 114 is shown.

더욱 상세하게 설명하면, 상기 몸체(110)를 형성하는 두 판재(110')는 동일한 크기와 형태를 가지며, 상기 접합부(114)에 브레이징 용재(140)가 도포된 후, 서로 접합되며 접합부(114) 내측으로 공간을 형성하여 배기가스가 유동된다. In more detail, the two plates 110 ′ forming the body 110 have the same size and shape, and after the brazing material 140 is applied to the joint 114, the joints 114 are bonded to each other. Exhaust gas flows by forming a space inside.

이 때, 도 3 (d)는 상기 도 3 (a)에 도시한 형태와 동일하되, 그 내부에 이너핀(130)이 구비된 것을 나타낸 것으로서, 상기 이너핀(130)은 상기 몸체(110) 내부에 개재되어 배기가스의 열접촉면적을 늘림으로써 보다 배기가스의 열에 의한 열전 발전 효율을 높일 수 있다. At this time, Figure 3 (d) is the same as the shape shown in Figure 3 (a), but shows that the inner pin 130 is provided therein, the inner pin 130 is the body 110 By increasing the thermal contact area of the exhaust gas interposed therein, it is possible to further improve the thermoelectric power generation efficiency due to the heat of the exhaust gas.

상기 이너핀(130)은 상기 제1튜브(100) 제조 단계(S10) 중 몸체(110) 형성 단계(S11)에서, 두 판재(110') 사이에 이너핀(130)이 구비된 후, 상기 두 판재(110')를 접합함으로써 몸체(110)를 형성하는 과정에서 일체로 제작된다. The inner pin 130 is formed in the body 110 of the first tube 100 manufacturing step (S10) (S11), after the inner pin 130 is provided between the two plate (110 '), the By joining the two plate (110 ') is made integrally in the process of forming the body (110).

상기 도 3 (b)는 상기 도 3 (a)에 도시한 형태와는 다른 형태로서, 몸체(110) 형성 단계(S11)의 두 판재(110')가 평면부(111)와, 상기 평면부(111)의 단부에 수직하게 연장되는 제1연장부(112) 및 제2연장부(113)를 포함하여 형성되되, 두 판재(110')의 제1연장부(112) 및 제2연장부(113)가 내측면 또는 외측면에서 서로 맞닿게 접합되는 예를 도시하였다. 3 (b) is different from the shape shown in FIG. 3 (a), the two plate members 110 ′ of the body 110 forming step S11 include a flat portion 111 and the flat portion. The first extension part 112 and the second extension part 113 are formed to extend perpendicular to the end of the 111, the first extension part 112 and the second extension part of the two plate (110 '). An example in which the 113s are joined to each other on the inner side or the outer side is illustrated.

상기 도 3 (b)에 도시한 형태는 상측 판재(110')의 평면부(111) 길이가 하측 판재(110')의 평면부(111) 길이보다 길게 형성되어 상측 판재(110')의 제1연장부(112) 및 제2연장부(113)의 내측면과, 하측 판재(110')의 제1연장부(112) 및 제2연장부(113)의 외측면이 서로 접합되도록 한 예를 도시하였으며, 본 발명의 차량 배기열을 이용한 열전발전장치 제조 방법은 상측 판재(110') 및 하측 판재(110')의 위치가 서로 반대로 형성되거나 접합부(114)의 위치가 반대로 형성되어도 무방하다. 3 (b), the length of the flat portion 111 of the upper plate 110 ′ is longer than the length of the flat portion 111 of the lower plate 110 ′. An example in which the inner side surfaces of the first extension portion 112 and the second extension portion 113 and the outer side surfaces of the first extension portion 112 and the second extension portion 113 of the lower plate 110 ′ are joined to each other. The thermoelectric generator manufacturing method using the vehicle exhaust heat of the present invention may be formed in the opposite position of the upper plate (110 ') and the lower plate (110') or the opposite position of the junction 114 may be formed.

또한, 본 발명의 차량 배기열을 이용한 열전발전장치 제조 방법은 도 3 (b)에 도시한 형태의 판재(110')를 이용하되, 동일한 형태 및 크기를 갖는 두 판재(110')가 이용되어 좌측 부분은 상측 판재(110')의 내측면과 하측 판재(110')의 외측면이 접합되고, 우측 부분은 상측 판재(110')의 외측면과 하측 판재(110')의 내측면이 접합되도록 할 수도 있다.(도 3 (c) 참조)In addition, the method for manufacturing a thermoelectric generator using the vehicle exhaust heat of the present invention uses a plate 110 'of the type shown in Figure 3 (b), the two plates (110') having the same shape and size are used to the left The part is bonded to the inner surface of the upper plate 110 'and the outer surface of the lower plate 110', and the right portion of the upper plate 110 'is bonded to the outer surface of the upper plate 110' and the inner surface of the lower plate 110 '. (See FIG. 3 (c)).

이 때, 상기 판재(110')는 평면부(111)를 갖는 형태로서, 상기 평면부(111) 부분은 열전발전모듈(200)이 고정되는 부분으로서, 본 발명의 차량 배기열을 이용한 열전발전장치 제조 방법은 열전발전모듈(200)이 면접촉하게 됨으로써 체결력을 높이고 발전의 안정성을 보다 높일 수 있는 장점이 있다. At this time, the plate 110 'has a shape having a flat portion 111, the portion of the flat portion 111 is a portion in which the thermoelectric generator module 200 is fixed, the thermoelectric generator using the vehicle exhaust heat of the present invention The manufacturing method is advantageous in that the thermoelectric power module 200 is brought into surface contact, thereby increasing the fastening force and increasing the stability of power generation.

상기 몸체(110) 형성 단계(S11)를 통해 제조된 몸체(110)는 양측면에 플랜지(120)가 고정되어 제1튜브(100)가 완성된다. The body 110 manufactured through the forming of the body 110 (S11) has a flange 120 fixed to both sides thereof, thereby completing the first tube 100.

상술한 바와 같이, 본 발명의 차량 배기열을 이용한 열전발전장치 제조 방법은 스테인레스강 재질의 판재(110')를 이용하여 고온의 배기가스의 유동 및 온도 변화에도 내구성을 가지는 제1튜브(100)를 간단하게 제조할 수 있는 장점이 있으며, 필요에 따라 제1튜브(100) 내부에 배기가스의 열접촉 면적을 늘릴 수 있는 이너핀(130)이 구비됨으로써 열전 발전 효율을 보다 높일 수 있는 장점이 있다. As described above, the method for manufacturing a thermoelectric generator using exhaust heat of a vehicle of the present invention uses a stainless steel plate 110 ′ to provide a first tube 100 having durability against flow of a high temperature exhaust gas and temperature change. There is an advantage that can be easily manufactured, the inner pin 130 is provided to increase the thermal contact area of the exhaust gas in the first tube 100, if necessary, there is an advantage to further increase the thermoelectric power generation efficiency. .

상기 열전발전모듈(200) 고정 단계(S20)는 상기 제1튜브(100)의 양측 면에 열전발전모듈(200)을 구비하는 단계로서, 이 때, 상기 제1튜브(100)와 열전발전모듈(200)이 구비되는 사이에는 접촉저항을 줄이기 위한 물질(예, 그라파이트 시트 또는 고온용 방열 패드)이 구비될 수 있으며, 일정 압력으로 가압하여 체결되도록 하는 단계이다. The thermoelectric power module 200 fixing step (S20) is a step of having a thermoelectric power module 200 on both sides of the first tube 100, in this case, the first tube 100 and the thermoelectric power module A material for reducing contact resistance (eg, a graphite sheet or a heat dissipation pad for high temperature) may be provided between the 200s, and is pressed by a predetermined pressure to be fastened.

상기 열전발전모듈(200)은 열전발전을 위한 복수개의 열전소자, 상기 열전소자의 상ㆍ하측에 구비되는 한 쌍의 전극, 상기 전극의 양측에 구비되는 절연층, 상기 열전소자로부터 연장되어 발생된 기전력이 전달되는 전선을 포함하여 형성될 수 있으며, 기본적인 기재는 종래기술에 기재되어 있으므로, 구체적인 설명은 생략한다. The thermoelectric generator module 200 includes a plurality of thermoelectric elements for thermoelectric power generation, a pair of electrodes provided on the upper and lower sides of the thermoelectric element, an insulating layer provided on both sides of the electrode, and extended from the thermoelectric element. The electromotive force may be formed to include a wire, and since the basic description is described in the prior art, a detailed description thereof will be omitted.

상기 브라켓(400) 체결 단계(S30)는 상기 열전발전모듈(200) 층의 바깥쪽 양측에 밀착되도록 제2튜브(300)를 구비한 후 브라켓(400)을 체결하여 고정하는 단계이다. The bracket 400 fastening step (S30) is a step of fastening and fixing the bracket 400 after having the second tube 300 to be in close contact with both outer sides of the thermoelectric power module 200 layer.

먼저, 상기 제2튜브(300)는 내부에 냉각수가 유동되는 공간으로서, 상기 열전발전모듈(200)을 사이에 두고 일측에서 고온의 배기가스가 유동되고, 타측에서 저온의 냉각수가 유동됨으로써 열전발전모듈(200)은 두 온도차에 의해 발전된다. First, the second tube 300 is a space in which cooling water flows. A high temperature exhaust gas flows from one side with the thermoelectric generator module 200 interposed therebetween, and a low temperature cooling water flows from the other side. Module 200 is developed by two temperature differences.

상기 제2튜브(300)는 열전달효율이 높으며 제조가 용이한 재질이 이용가능하며, 그 예로서, 알루미늄 재질이 이용될 수 있다. The second tube 300 has a high heat transfer efficiency and a material that is easy to manufacture may be used. For example, an aluminum material may be used.

상기 제2튜브(300)는 냉각수가 유입되도록 제2유입부(310) 및 배출되도록 제2배출부(320)가 형성되어야 하는데, 상ㆍ하측 방향으로 다른 구성이 적층될 수 있으므로, 상기 제2유입부(310) 및 제2배출부(320)는 도면에서 전측 및 후측 방향으로 돌출되도록 형성되는 것이 바람직하다. The second tube 300 has a second inlet portion 310 and the second discharge portion 320 to be discharged so that the coolant flows in, the other configuration can be stacked in the upper and lower direction, the second Inlet portion 310 and the second discharge portion 320 is preferably formed to protrude in the front and rear direction in the drawing.

상기 제2튜브(300)는 압출에 의해 제조될 수 있으며, 냉각수의 흐름을 보다 세분화할 수 있도록 도 4에 도시한 바와 같은 다채널 튜브(Multi-ported tube)가 이용될 수 있다. The second tube 300 may be manufactured by extrusion, and a multi-ported tube as shown in FIG. 4 may be used to further refine the flow of cooling water.

또한, 상기 제2튜브(300)는 두 개의 판재가 접합되어 형성될 수도 있으며, 상기 도 5에 도시한 바와 같이, 내부에 냉각수 흐름을 조절하는 배플(330)이 구비될 수도 있다. In addition, the second tube 300 may be formed by joining two plates, and as shown in FIG. 5, a baffle 330 may be provided to control a coolant flow therein.

도 6은 제2튜브(300) 내부의 다양한 냉각수의 흐름을 나타낸 도면으로, 도 6 (a)는 제2유입부(310)를 통해 유입된 냉각수가 제2튜브(300)의 길이방향으로(도면 우측에서 좌측 방향)이동한 후, 상기 제2배출부(320)를 통해 배출되는 예를 나타내었다. 6 is a view showing the flow of various cooling water in the second tube 300, Figure 6 (a) is a cooling water introduced through the second inlet 310 in the longitudinal direction of the second tube (300) After moving from the right side to the left side of the figure, an example of discharging through the second discharge unit 320 is illustrated.

도 6 (b)에 도시한 형태는 하나의 배플(330)이 존재하는 예를 도 6 (c)에 도시한 예는 도면 상측 및 하측에 일정거리 이격되어 3개의 배플(330)이 존재하는 예를 도시하였다. 6 (b) is an example in which one baffle 330 exists in FIG. 6 (c), an example in which three baffles 330 are spaced apart by a predetermined distance from an upper side and a lower side of the drawing. Is shown.

상기 제2튜브(300) 내부의 냉각수 흐름은 배플(330)의 형성 위치 및 개수 등을 조절하여 다양하게 조절할 수 있으며, 상기 제2유입부(310) 및 제2배출부(320)의 형성 위치 역시 조절가능하다. The coolant flow in the second tube 300 may be variously controlled by adjusting the formation position and the number of the baffles 330, and the formation positions of the second inlet 310 and the second outlet 320. It is also adjustable.

상기 브라켓(400)은 상측 및 하측에 "ㄷ"자 형태의 한 쌍이 상기 제1튜브(100), 열전발전모듈(200) 및 제2튜브(300) 블록(높이방향으로 제1튜브(100), 열전발전모듈(200), 제2튜브(300), 열전발전모듈(200), 및 제1튜브(100)를 포함하는 구성)에 밀착되도록 구비되며, 브라켓(400)의 양단부가 도면 전측 및 후측방향으로 연장되어 고정볼트(410)에 의해 체결된다. The bracket 400 has a pair of “c” shaped upper and lower sides of the first tube 100, the thermoelectric generator module 200, and the second tube 300 block (the first tube 100 in the height direction). , The thermoelectric power module 200, the second tube 300, the thermoelectric power module 200, and the first tube 100. It extends in the rearward direction and is fastened by the fixing bolt 410.

즉, 상기 브라켓(400)은 상측 및 하측에서 상기 제1튜브(100), 열전발전모듈(200) 및 제2튜브(300) 블록을 지지하도록 한 쌍이 구비되며, 한 쌍의 브라켓(400)이 고정볼트(410)에 의해 체결됨으로써 그 고정이 유지된다. That is, the bracket 400 is provided with a pair so as to support the first tube 100, the thermoelectric module 200 and the second tube 300 block from the upper side and the lower side, a pair of bracket 400 The fixing is maintained by being fastened by the fixing bolt 410.

이 때, 온도 차에 의한 변형을 수용할 수 있도록 상기 브라켓(400)은 고정볼트(410)의 체결부(520)위에 탄성부재(420)가 더 구비되는 것이 바람직하다. At this time, the bracket 400 is preferably provided with an elastic member 420 on the fastening portion 520 of the fixing bolt 410 to accommodate the deformation caused by the temperature difference.

상기 헤더(500) 고정 단계(S40)는 상기 제1튜브(100)와 헤더(500)를 고정하는 단계로서, 상기 헤더(500)는 상기 튜브와 체결되어 배기가스가 유입되는 제1유입부(710) 또는 배출되는 제1배출부(720)를 형성하는 구성이다. Fixing the header 500 (S40) is a step of fixing the first tube 100 and the header 500, the header 500 is fastened to the tube and the first inlet portion (200) into which exhaust gas is introduced ( 710 or the first discharge part 720 to be discharged.

상기 헤더(500)는 상기 제1튜브(100)로 배기가스를 안내하도록 상기 제1튜브(100)의 몸체(110)에 대응되도록 중공된 중공홀(510)이 형성되며, 상기 제1튜브(100) 플랜지(120)의 고정부(121)에 대응하는 체결부(520)가 형성된다. The header 500 is a hollow hole 510 is formed to correspond to the body 110 of the first tube 100 to guide the exhaust gas to the first tube 100, the first tube ( 100, a fastening part 520 corresponding to the fixing part 121 of the flange 120 is formed.

상기 체결부(520)는 상기 고정부(121)에 대응하는 홀(521) 및 용접볼트(522)에 의해 홀(521) 및 고정부(121)를 브레이징을 포함하는 용접 방법을 통해 헤더(500)와 제1튜브(100)를 고정할 수 있다. The fastening part 520 is a header 500 through a welding method including brazing the hole 521 and the fixing part 121 by the hole 521 and the welding bolt 522 corresponding to the fixing part 121. ) And the first tube 100 can be fixed.

도 1에서 상기 제1헤더(500) 고정 단계(S40)가 브라켓(400) 체결 단계(S30) 이후에 수행된 예를 도시하였으나, 상기 제1튜브(100) 제조 단계(S10) 이후에 수행될 수도 있다. In FIG. 1, an example in which the fixing of the first header 500 (S40) is performed after the fastening of the bracket 400 (S30) is illustrated, but may be performed after the manufacturing of the first tube 100 (S10). It may be.

상기 헤더(500)는 전체 면적이 상기 제1튜브(100), 열전발전모듈(200), 및 제2튜브(300) 블록의 측면에 대응되도록 형성되는 것이 바람직하며, 상기 헤더(500)는 유입된 배기가스가 상기 중공홀(510)을 통해 제1튜브(100)로 용이하게 안내되도록 경사지게 형성된 가이드부(530)가 형성될 수 있다. The header 500 is preferably formed so that the entire area corresponds to the side surfaces of the first tube 100, the thermoelectric generator module 200, and the second tube 300 block, and the header 500 is introduced. The guide part 530 formed to be inclined so that the exhaust gas is easily guided to the first tube 100 through the hollow hole 510 may be formed.

도 8에 도시한 헤더(500)는 상기 가이드부(530)가 상기 중공홀(510)을 중심으로 양측으로 경사지게 형성된 예를 도시하였다. The header 500 illustrated in FIG. 8 illustrates an example in which the guide part 530 is inclined to both sides with respect to the hollow hole 510.

상기 가이드부(530)는 상기 헤더(500)에 복수개의 제1튜브(100)가 고정되는 경우에는 상기 중공홀(510) 하나에 하나의 가이드부(530)가 형성될 수 있다. In the guide part 530, when the plurality of first tubes 100 are fixed to the header 500, one guide part 530 may be formed in one hollow hole 510.

(도 13에 도시한 바와 같이, 상기 중공홀(510)에 인접하여 경사진 가이드부(530)가 상기 제1튜브(100)의 개수에 대응되도록 형성될 수 있다. 도 13에서 상기 중공홀(510)이 3곳에 형성되고, 상기 중공홀(510)의 하측 영역에 하측 방향으로 경사지게 각각의 가이드부(530)가 형성된 예를 도시하였다. 물론, 상기 도 13에 도시한 것과는 반대로 상기 가이드부(530)가 상기 중공홀(510)의 상측 영역에 상측 방향으로 경사지게 형성될 수도 있다.)13, the guide portion 530 inclined adjacent to the hollow hole 510 may be formed to correspond to the number of the first tube 100. In FIG. 510 is formed in three places, each of the guide portion 530 is formed to be inclined downward in the lower region of the hollow hole 510. Of course, the guide portion ( 530 may be formed to be inclined upward in the upper region of the hollow hole 510.)

상기 탱크(600) 고정 단계(S50)는 헤더(500)에 탱크(600)를 고정하여 제1유입부(710) 및 제1배출부(720)를 형성하는 단계이다. The tank 600 fixing step (S50) is a step of forming the first inlet 710 and the first outlet 720 by fixing the tank 600 to the header 500.

이 때, 상기 탱크(600)는 배기가스가 배출되는 배기관과 결합될 수 있는 형태를 갖는 것이 바람직하다.
At this time, the tank 600 preferably has a form that can be combined with the exhaust pipe from which the exhaust gas is discharged.

본 발명의 차량 배기열을 이용한 열전발전장치 제조 방법은 상기 브라켓(400) 체결 단계(S30)에서, 높이방향으로 상기 열전발전모듈(200)을 사이에 두고 상기 제1튜브(100) 및 제2튜브(300)가 교번되어 위치되도록 복수개 적층된 후 브라켓(400)이 체결될 수 있다. In the method of manufacturing a thermoelectric generator using exhaust heat of a vehicle of the present invention, in the fastening step (S30) of the bracket 400, the first tube 100 and the second tube with the thermoelectric generator module 200 interposed therebetween in a height direction. Bracket 400 may be fastened after the plurality of stacked layers 300 are alternately positioned.

즉, 상기 제1튜브(100)가 둘 이상이 형성되며, 높이방향으로 제2튜브(300)-열전발전모듈(200)-제1튜브(100)-열전발전모듈(200)-제2튜브(300)-열전발전모듈(200)-제1튜브(100)....와 같이 제2튜브(300)-열전발전모듈(200)-제1튜브(100)-열전발전모듈(200)이 반복적으로 적층된 후, 브라켓(400)에 의해 상측 및 하측이 지지되도록 체결된다. That is, two or more first tubes 100 are formed, and in the height direction, the second tube 300-the thermoelectric generator module 200-the first tube 100-the thermoelectric generator module 200-the second tube. (300)-thermoelectric power module 200-the first tube (100) ... as the second tube 300-thermoelectric power module 200-first tube (100)-thermoelectric power module 200 After being repeatedly stacked, the bracket 400 is fastened so that the upper side and the lower side are supported.

상기 제조 방법에 의해 제작된 형태를 도 12에 도시하였다.
The form manufactured by the said manufacturing method is shown in FIG.

본 발명의 차량 배기열을 이용한 열전발전장치(1000)는 상술한 바와 같은 제조 방법에 의해 제조 되며, 도 10은 본 발명의 차량 배기열을 이용한 열전발전장치(1000)의 사시도를 나타낸 것으로서, 도 11 (a)에 배기가스의 흐름을 실선으로 도시하였고, 도 11(b) 에 냉각수의 흐름을 점선으로 도시하였다. The thermoelectric generator 1000 using the vehicle exhaust heat of the present invention is manufactured by the manufacturing method as described above, Figure 10 is a perspective view of the thermoelectric generator 1000 using the vehicle exhaust heat of the present invention, Figure 11 ( In (a), the flow of exhaust gas is shown by the solid line, and in FIG. 11 (b), the flow of the cooling water is shown by the dotted line.

(도 11에서 원활하게 그 흐름을 표시하기 위하여 브라켓(400)의 구성은 도시하지 않았다.) (The configuration of the bracket 400 is not shown in order to smoothly display the flow in FIG. 11.)

상기 도 10 및 도 11에 도시한 본 발명의 차량 배기열을 이용한 열전발전장치(1000)는 좌측의 제1유입부(710)를 통해 유입된 배기가스가 상기 제1튜브(100)를 따라 이동된 후, 우측의 제1배출부(720)를 통해 배출되며, 제2튜브(300) 각각에 형성된 우측의 제2유입부(310)를 통해 유입된 냉각수가 제2튜브(300)를 따라 이동된 후, 좌측의 제2배출부(320)를 통해 배출되는 예를 도시하였다. 10 and 11, in the thermoelectric generator 1000 using vehicle exhaust heat of the present invention, exhaust gas introduced through the first inlet 710 on the left side is moved along the first tube 100. Then, the discharged through the first discharge portion 720 of the right side, the coolant introduced through the second inlet 310 of the right formed on each of the second tube 300 is moved along the second tube 300 After that, an example of being discharged through the second discharge part 320 on the left side is illustrated.

본 발명의 차량 배기열을 이용한 열전발전장치(1000)는 상기 배기가스 및 냉각수의 흐름은 더욱 다양하게 형성될 수 있다.
In the thermoelectric generator 1000 using the vehicle exhaust heat of the present invention, the flow of the exhaust gas and the cooling water may be formed in various ways.

상술한 바와 같이, 본 발명의 차량 배기열을 이용한 열전발전장치(1000) 및 그 제조 방법은 엔진으로부터 발생되는 배기가스의 열을 이용하여 발전함으로써 폐열을 유용한 전기에너지로 변환 가능한 장점이 있다. As described above, the thermoelectric generator 1000 using the vehicle exhaust heat and the manufacturing method thereof according to the present invention have an advantage of converting waste heat into useful electric energy by generating power using heat of exhaust gas generated from an engine.

특히, 본 발명의 차량 배기열을 이용한 열전발전장치(1000) 및 그 제조 방법은 열전발전모듈(200)의 일측에 배기가스가 유동되며, 타측에 저온의 냉각수가 유동되어 온도 차이를 높임으로써 발전효율을 보다 향상할 수 있는 장점이 있다.
In particular, in the thermoelectric generator apparatus 1000 and the manufacturing method using the vehicle exhaust heat of the present invention, the exhaust gas is flowed to one side of the thermoelectric power module 200, the low-temperature cooling water flows to the other side to increase the temperature difference, thereby generating power generation efficiency. There is an advantage to improve more.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

S10 내지 S50 : 본 발명에 따른 차량 배기열을 이용한 열전발전장치 제조 방법의 각 단계
1000 : 차량 배기열을 이용한 열전발전장치
100 : 제1튜브 110 : 몸체
110' : 판재
111 : 제1평면부 112 : 제1연장부
113 : 제2연장부 114 : 접합부
120 : 플랜지 121 : 고정부
130 : 이너핀 140 : 브레이징 용재
200 : 열전발전모듈
300 : 제2튜브 301 : 냉각수 유로
310 : 제2유입부 320 : 제2배출부
330 : 배플
400 : 브라켓 410 : 고정볼트
420 : 탄성부재
500 : 헤더 510 : 중공홀
520 : 체결부 521 : 홀
522 : 용접볼트
530 : 가이드부
600 : 탱크
710 : 제1유입부 720 : 제1배출부
S10 to S50: each step of the method for manufacturing a thermoelectric generator using the vehicle exhaust heat according to the present invention
1000: thermoelectric generator using vehicle exhaust heat
100: first tube 110: body
110 ': plate
111: first plane portion 112: first extension portion
113: second extension portion 114: junction
120: flange 121: fixed part
130: inner pin 140: brazing material
200: thermoelectric generation module
300: second tube 301: cooling water flow path
310: second inlet 320: second outlet
330: baffle
400: bracket 410: fixing bolt
420: elastic member
500: header 510: hollow hole
520: fastening portion 521: hole
522: Welding Bolt
530: guide part
600: Tank
710: first inlet 720: first outlet

Claims (10)

배기가스가 유동되는 유로를 형성하는 몸체(110)와, 상기 몸체(110)의 양 단부에 고정부(121)가 형성된 플랜지(120)가 형성되는 제1튜브(100)를 제조하는 제1튜브(100) 제조 단계(S10);
상기 제1튜브(100)의 양측 면에 열전발전모듈(200)을 구비하는 열전발전모듈(200) 고정 단계(S20);
상기 열전발전모듈(200) 층의 바깥쪽 양측에 밀착되며, 냉각수가 유입되도록 제2유입부(310) 및 배출되도록 제2배출부(320)가 형성되어 내부에 냉각수 유로(301)를 형성하는 제2튜브(300)를 브라켓(400)을 이용하여 고정하는 브라켓(400) 체결 단계(S30);
상기 제1튜브(100)의 양단을 고정하도록 상기 고정부(121)에 대응하는 체결부(520)가 형성되며, 상기 제1튜브(100)와의 배기가스 연통을 위하여 중공홀(510)이 형성된 헤더(500)를 고정하는 헤더(500) 고정 단계(S40); 및
배기가스가 유입되는 제1유입부(710) 및 배출되는 제1배출부(720)가 형성되도록 상기 헤더(500)에 탱크(600)를 결합하는 탱크(600) 고정 단계(S50); 를 포함하여 이루어지되,
상기 제1튜브(100) 제조 단계(S10)는
몸체(110)를 형성하는 스테인레스강 재질의 두 판재(110')사이에 이너핀(130)이 구비되며, 두 판재(110')가 브레이징 결합되는 몸체(110) 형성 단계(S11); 및
상기 몸체(110)의 양 단에 플랜지(120)를 고정하는 플랜지(120) 고정 단계(S12);
를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 배기열을 이용한 열전발전장치 제조 방법.
A first tube for manufacturing a first tube 100 is formed with a body 110 for forming a flow path through which the exhaust gas flows, and a flange 120 formed with fixing parts 121 at both ends of the body 110. (100) manufacturing step (S10);
Fixing the thermoelectric power module 200 having the thermoelectric power module 200 on both sides of the first tube 100 (S20);
The second inlet part 310 and the second inlet part 320 are formed to be in close contact with both outer sides of the layer of the thermoelectric power module 200, and the coolant flow path 301 is formed therein. Bracket 400 fastening step (S30) for fixing the second tube 300 using the bracket 400;
A fastening part 520 corresponding to the fixing part 121 is formed to fix both ends of the first tube 100, and a hollow hole 510 is formed to communicate exhaust gas with the first tube 100. A header 500 fixing step S40 for fixing the header 500; And
A tank 600 fixing step (S50) for coupling the tank 600 to the header 500 such that a first inlet 710 into which exhaust gas is introduced and a first discharge part 720 discharged are formed; , ≪ / RTI >
The first tube 100 manufacturing step (S10)
An inner pin 130 is provided between the two plate members 110 'made of stainless steel to form the body 110, and the body 110 forming the two plate members 110' is brazed and coupled (S11); And
A flange (120) fixing step (S12) for fixing the flange (120) at both ends of the body (110);
Method for manufacturing a thermoelectric generator using vehicle exhaust heat, characterized in that further comprises.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 몸체(110) 형성 단계(S11)는 상기 두 판재(110')가 평면부(111)와, 상기 평면부(111)의 단부에 수직하게 연장되는 제1연장부(112) 및 제2연장부(113)와, 상기 제1연장부(112) 및 제2연장부(113)의 단부에서 서로 대향되게 내측으로 연장되어 다른 판재(110')와 서로 접합되는 접합부(114)를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 배기열을 이용한 열전발전장치 제조 방법.
The method of claim 1,
In the forming of the body 110 (S11), the two plate members 110 ′ have a flat portion 111 and a first extension portion 112 and a second extension extending perpendicular to the ends of the flat portion 111. And a portion 113 and a junction portion 114 extending inwardly opposite each other at ends of the first extension portion 112 and the second extension portion 113 and bonded to the other plate member 110 ′. Method for manufacturing a thermoelectric generator using the vehicle exhaust heat, characterized in that.
제1항에 있어서,
상기 몸체(110) 형성 단계(S11)는 상기 두 판재(110')가 평면부(111)와, 상기 평면부(111)의 단부에 수직하게 연장되는 제1연장부(112) 및 제2연장부(113)를 포함하여 형성되되, 두 판재(110')의 제1연장부(112) 및 제2연장부(113)가 내측면 또는 외측면에서 서로 맞닿게 접합되는 것을 특징으로 하는 차량 배기열을 이용한 열전발전장치 제조 방법.
The method of claim 1,
In the forming of the body 110 (S11), the two plate members 110 ′ have a flat portion 111 and a first extension portion 112 and a second extension extending perpendicular to the ends of the flat portion 111. The vehicle exhaust heat is formed, including the portion 113, characterized in that the first extension portion 112 and the second extension portion 113 of the two plate (110 ') is in contact with each other on the inner side or the outer side. Thermoelectric generator manufacturing method using the.
제1항에 있어서,
상기 헤더(500)는 상기 중공홀(510)을 통해 상기 제1튜브(100)로 배기가스가 안내되도록 경사지게 형성된 가이드부(530)가 형성된 것을 특징으로 하는 차량 배기열을 이용한 열전발전장치 제조 방법.
The method of claim 1,
The header (500) is a method of manufacturing a thermoelectric generator using vehicle exhaust heat, characterized in that the guide portion 530 is formed to be inclined to guide the exhaust gas to the first tube (100) through the hollow hole (510).
제1항에 있어서,
상기 브라켓(400) 체결 단계(S30)는 상ㆍ하 방향으로 "ㄷ"자 형태의 브라켓(400) 한 쌍이 상기 제1튜브(100), 열전발전모듈(200) 및 제2튜브(300) 블록에 밀착되며, 브라켓(400)의 양 단부가 전ㆍ후측 방향으로 연장되어 고정볼트(410)에 의해 체결되는 것을 특징으로 하는 차량 배기열을 이용한 열전 발전장치 제조 방법.
The method of claim 1,
The bracket 400 fastening step (S30) is a pair of bracket 400 of the "C" shape in the vertical direction, the first tube 100, the thermoelectric generator module 200 and the second tube 300 block In close contact with the both ends of the bracket 400 extending in the front and rear directions and fastened by fixing bolts 410.
제7항에 있어서,
상기 브라켓(400)은 상기 고정볼트(410)의 체결부(520)위에 탄성부재(420)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 차량 배기열을 이용한 열전발전장치 제조 방법.
The method of claim 7, wherein
The bracket 400 is a method of manufacturing a thermoelectric generator using vehicle exhaust heat, characterized in that the elastic member 420 is further provided on the fastening portion 520 of the fixing bolt (410).
제1항, 제4항 내지 제8항 중 한 항에 있어서,
상기 브라켓(400) 체결 단계(S30)는 높이방향으로 상기 열전발전모듈(200)을 사이에 두고 상기 제1튜브(100) 및 제2튜브(300)가 교번되어 위치되도록 복수개 적층된 블록을 고정하는 것을 특징으로 하는 차량 배기열을 이용한 열전발전장치 제조 방법.
The method according to any one of claims 1 to 4, wherein
In the fastening step S30 of the bracket 400, a plurality of stacked blocks are fixed such that the first tube 100 and the second tube 300 are alternately positioned with the thermoelectric generator module 200 interposed therebetween in a height direction. A method of manufacturing a thermoelectric generator using vehicle exhaust heat, characterized in that.
제9항에 의한 제조 방법에 의해 제조된 차량 배기열을 이용한 열전발전장치. A thermoelectric generator using vehicle exhaust heat produced by the manufacturing method according to claim 9.
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