KR101323317B1

KR101323317B1 - 하이드레이트를 이용한 열전발전시스템

Info

Publication number: KR101323317B1
Application number: KR1020120092592A
Authority: KR
Inventors: 박수동; 민복기; 이희웅; 김봉서; 오민욱
Original assignee: 한국전기연구원
Priority date: 2012-08-23
Filing date: 2012-08-23
Publication date: 2013-10-29

Abstract

본 발명은 일측에는 고온부가 형성되고, 타측에는 저온부가 형성되는 열전모듈; 상기 열전모듈의 내측에 구비되고, 내부에 수용된 하이드레이트가 연소되어 상기 고온부로 열전달 되게 하는 연소탱크; 상기 연소탱크에서 외측으로 연통되게 관으로 연결되어 상기 연소탱크에서 하이드레이트 연소시 생성된 물과 가스가 이동되어 공냉되는 순환관; 및 상기 열전모듈 외측에 구비되고, 상기 순환관과 연통되게 연결되며 상기 물을 수용하여 상기 저온부에 냉매를 공급하는 흡습제;가 포함되되, 상기 순환관은, 상기 연소탱크 상부에서 연통되어 상기 가스가 이동되는 가스관과, 상기 연소탱크 하부에서 연통되어 상기 물이 이동되는 수관과, 상기 가스관과 상기 수관의 단부가 상호 연결되는 연결관으로 구성되고, 상기 가스관과 상기 수관에는 체크밸브가 각각 더 구비되는 것을 특징으로 하는 하이드레이트를 이용한 열전발전시스템에 관한 것이다.

Description

하이드레이트를 이용한 열전발전시스템{Thermoelectric Power Generation System with hydrate}

본 발명은 하이드레이트를 이용한 열전발전시스템에 관한 것으로, 하이드레이트의 연소시 발생하는 열과, 연소된 물질이 냉각되는 열적 차이를 이용하여 열전모듈에 의해 발전할 수 있는 하이드레이트를 이용한 열전발전시스템에 관한 것이다.

통상적으로 열전(Thermoelectric)이란 열과 전기 사이의 에너지 변환을 의미하며 열전소자의 양측의 온도차에 의해 전기를 발생하는 것을 열전발전이라고 한다.

이러한 열전발전을 이용하여 고온의 폐수, 소각 열 등 버려지는 열 에너지와 태양열, 지열 등 자연 열 에너지를 이용하기 때문에 친환경적 발전으로 각광받고 있다.

그래서, 가스 하이드레이트 기술 상용화를 위해 각축을 벌이고 있는 실정인데, 아직 하이드레이트의 열을 이용하여 열전모듈로 발전하는 기술은 전무하여 하이드레이트를 충분히 활용하지 못하는 문제점이 있어왔다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 하이드레이트의 열을 이용하여 열전모듈의 발전이 이루어질 수 있는 하이드레이트를 이용한 열전발전시스템을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 일측에는 고온부가 형성되고, 타측에는 저온부가 형성되는 열전모듈; 상기 열전모듈의 내측에 구비되고, 내부에 수용된 하이드레이트가 연소되어 상기 고온부로 열전달 되게 하는 연소탱크; 상기 연소탱크에서 외측으로 연통되게 관으로 연결되어 상기 연소탱크에서 하이드레이트 연소시 생성된 물과 가스가 이동되어 공냉되는 순환관; 및 상기 열전모듈 외측에 구비되고, 상기 순환관과 연통되게 연결되며 상기 물을 수용하여 상기 저온부에 냉매를 공급하는 흡습제;가 포함되되, 상기 순환관은, 상기 연소탱크 상부에서 연통되어 상기 가스가 이동되는 가스관과, 상기 연소탱크 하부에서 연통되어 상기 물이 이동되는 수관과, 상기 가스관과 상기 수관의 단부가 상호 연결되는 연결관으로 구성되고, 상기 가스관과 상기 수관에는 체크밸브가 각각 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 저온부는, 외측으로 복수 개의 방열핀이 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.

삭제

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 기대할 수 있을 것이다.

우선, 하이드레이트의 연소열을 이용하여 열전모듈의 고온부에 열을 전달하고, 하이드레이트의 연소에 따라 생성된 가스와 물은 순환 냉각되어 열전모듈의 저온부에 열을 전달하게 되므로, 고온부와 저온부의 열적차이로 인해 열전모듈에서 발전을 할 수 있게 되는 이점이 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예를 따른 하이드레이트를 이용한 열전발전시스템의 구성 예시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예인 하이드레이트를 이용한 열전발전시스템은 크게, 열전모듈(100), 연소탱크(200), 순환관(300) 및 흡습제(400)가 포함되어 이루어지게 된다.

상기 열전모듈(100)은 일측에 고온부(120)가 형성되고, 타측에 저온부(140)가 형성되어 상기 고온부(120)와 상기 저온부(140) 열적 차이로 인해 전기적 에너지를 생산할 수 있게 된다.

상기 연소탱크(200)는 상기 열전모듈(100)의 내측에 구비되고, 내부에 수용된 하이드레이트가 연소되어 상기 고온부(120)로 열전달이 된다.

여기서, 상기 하이드레이트는 천연가스가 낮은 온도와 높은 압력에서 물 분자와 결합해 형성된 고체 에너지원으로 주성분은 메탄으로 이루어진 것이다. 그래서, 상기 하이드레이트가 연소되게 되면 가스와 물이 생성되게 되는데 이를 이동시켜 상기 저온부(140)로 열전달 하기 위해서 상기 순환관(300)이 필요하게 된다.

상기 순환관(300)은 상기 하이드레이트의 연소시 생성되는 물질이 순환 이동할 수 있게 된다.

여기서, 상기 순환관(300)은 상기 연소탱크(200)에서 외측으로 연통되게 관으로 연결되어 상기 연소탱크(200)에서 하이드레이트 연소시 생성된 물과 가스가 상기 순환관(300)으로 이동되면서 공냉되게 된다.

상세하게, 상기 순환관(300)의 구성을 살펴보면 가스관(320), 수관(340) 및 연결관(360)으로 구성되게 된다.

즉, 상기 연소탱크(200)의 상부에서 연통되어 상기 하이드레이트 연소시 발생되는 가스가 이동되는 가스관(320)과, 상기 연소탱크(200) 하부에서 연통되어 상기 하이드레이트 연소시 발생되는 물이 이동되는 수관(340)이 형성되게 된다.

그리고, 상기 가스관(320)과 상기 수관(340)의 단부가 상호 연결되도록 연결관(360)이 설치되게 된다.

상기 흡습제(400)는 상기 열전모듈(100) 외측에 구비되고, 상기 순환관(300)과 연통되게 연결되며 상기 물을 수용하여 상기 저온부(140)에 냉매를 공급할 수 있게 된다.

여기서, 상기 흡습제(400)는 상기 열전모듈(100)의 길이만큼 길게 형성되게 하여 상기 저온부(140)의 전면적에 열전달이 잘 이루어지게 하고, 상기 흡습제(400)는 특히 수분을 충분히 흡수할 수 있도록 다공성의 스펀지 형상이 되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 저온부(140)는 외측으로 복수 개의 방열핀(142)이 돌출 형성되게 되어 냉각이 잘 되도록 하는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 열전모듈(100)의 고온부(120)에는 상기 연소탱크(200)에서 상기 하이드레이트가 연소되어 고온의 열이 전달되게 되고, 상기 저온부(140)에는 상기 연소탱크(200)에서 상기 하이드레이트가 연소되어 생성된 물질(가스, 물)이 냉각 순환되어 열 전달 되게 된다.

그래서, 상기 열전모듈(100)은 상기 고온부(120)와 상기 저온부(140)의 열적 차이로 인해서 발전할 수 있게 되는 것이다.

여기서, 상기 가스관(320)과 상기 수관(340)에는 체크밸브(322,342)가 각각 더 구비되게 되어 상기 가스관(320)의 내부에서 이동되는 가스와 상기 수관(340)의 내부에서 이동되는 물이 한 방향으로 흐르드록 제어하여 역류하는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

이상과 같이 본 발명은 하이드레이트를 이용한 열전발전시스템을 제공하는 것을 기본적인 기술적인 사상으로 하고 있음을 알 수 있으며, 이와 같은 본 발명의 기본적인 사상의 범주내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.

100: 열전모듈 120: 고온부
140: 저온부 200: 연소탱크
300: 순환관 320: 가스관
340: 수관 360: 연결관
400: 흡습제

Claims

일측에는 고온부(120)가 형성되고, 타측에는 저온부(140)가 형성되는 열전모듈(100);
상기 열전모듈의 내측에 구비되고, 내부에 수용된 하이드레이트가 연소되어 상기 고온부로 열전달 되게 하는 연소탱크(200);
상기 연소탱크에서 외측으로 연통되게 관으로 연결되어 상기 연소탱크에서 하이드레이트 연소시 생성된 물과 가스가 이동되어 공냉되는 순환관(300); 및
상기 열전모듈 외측에 구비되고, 상기 순환관과 연통되게 연결되며 상기 물을 수용하여 상기 저온부에 냉매를 공급하는 흡습제(400);가 포함되되,
상기 순환관(300)은, 상기 연소탱크 상부에서 연통되어 상기 가스가 이동되는 가스관(320)과, 상기 연소탱크 하부에서 연통되어 상기 물이 이동되는 수관(340)과, 상기 가스관과 상기 수관의 단부가 상호 연결되는 연결관(360)으로 구성되고,
상기 가스관(320)과 상기 수관(340)에는 체크밸브(322,342)가 각각 더 구비되는 것을 특징으로 하는 하이드레이트를 이용한 열전발전시스템.
제1항에 있어서,
상기 저온부(140)는,
외측으로 복수 개의 방열핀(142)이 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 하이드레이트를 이용한 열전발전시스템.
삭제
삭제