KR101327733B1 - Thermoelectric generator of vehicle - Google Patents

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KR101327733B1 KR1020110135142A KR20110135142A KR101327733B1 KR 101327733 B1 KR101327733 B1 KR 101327733B1 KR 1020110135142 A KR1020110135142 A KR 1020110135142A KR 20110135142 A KR20110135142 A KR 20110135142A KR 101327733 B1 KR101327733 B1 KR 101327733B1
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Abstract

열전현상을 이용하여 엔진의 배기가스의 열에너지를 전기에너지로 변환하는 차량용 열전발전기가 개시된다. 차량용 열전발전기는, 차량의 소음기의 양단을 폐쇄하며 배기가스가 유동하는 배기관의 외주면에 장착되고 상기 배기가스에 의해 가열되는 한 쌍의 고온부; 상기 한 쌍의 고온부의 각각의 외측면에 접촉되며 상기 배기관의 외주면에 장착되어 상기 한 쌍의 고온부에 의해 일측면이 가열되는 한 쌍의 열전모듈; 그리고 상기 한 쌍의 열전모듈의 외측에 장착되며 그 내부로 냉각수가 유동하여 상기 한 쌍의 열전모듈의 타측면을 냉각시키는 한 쌍의 저온부;를 포함하며, 상기 한 쌍의 열전모듈은 상기 일측면과 상기 타측면 사이의 온도차에 의한 열전현상을 이용하여 전기를 생산한다. 차량의 소음기에 장착됨으로써 그 장착공간이 축소되고, 배기가스의 열에너지 회수가 용이하며, 열효율이 향상되는 이점이 있다.A vehicular thermoelectric generator for converting thermal energy of an exhaust gas of an engine into electric energy using a thermoelectric phenomenon. The vehicle thermoelectric generator includes a pair of high temperature parts which are closed at both ends of a vehicle silencer and mounted on an outer circumferential surface of an exhaust pipe through which exhaust gas flows and are heated by the exhaust gas; A pair of thermoelectric modules contacting each outer surface of the pair of hot parts and mounted on an outer circumferential surface of the exhaust pipe so that one side of the pair of hot parts is heated by the pair of high temperature parts; And a pair of low temperature parts mounted on an outer side of the pair of thermoelectric modules to cool the other side of the pair of thermoelectric modules by cooling water flowing therein, wherein the pair of thermoelectric modules includes the one side surface. Produces electricity by using a thermoelectric phenomenon caused by the temperature difference between the and the other side. By mounting the vehicle silencer, the mounting space thereof is reduced, heat energy recovery of the exhaust gas is easy, and thermal efficiency is improved.

Description

차량용 열전 발전기{Thermoelectric generator of vehicle}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a thermoelectric generator of a vehicle,

본 발명은 열전 발전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차의 배기가스의 열기를 이용하여 발전하는 차량용 열전 발전기에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermoelectric generator, and more particularly, to a thermoelectric generator for a vehicle that generates electricity using heat of an exhaust gas of an automobile.

열전소자는, 소자 양단의 온도차를 전기로 변환함으로써 열에너지를 전기에너지로 변환하거나 소자에 전기를 흐르게 함으로써 소자 양단에 온도차를 일으켜 전기에너지를 열에너지로 변환하는 열전현상을 이용하는 소자를 말한다. 이러한 열전소자는 소규모 냉각장치, 소규모 가열장치, 또는 소규모 발전장치에 이용된다.A thermoelectric element refers to a device that uses a thermoelectric phenomenon that converts heat energy at both ends of a device into electricity to convert the thermal energy into electric energy, or causes electricity to flow through the device to cause a temperature difference across the device to convert electric energy into thermal energy. Such thermoelectric devices are used in small chillers, small heaters, or small power generators.

열전소자가 소규모 발전장치에 이용되는 것을 열전발전장치 또는 열전발전기라고 부른다. 이러한 열전발전기는 주로 무전통신기의 전원공급장치, 우주선의 전력공급장치, 핵잠수함의 동력공급장치, 그리고 차량의 배기시스템에 설치되는 열전발전기에 사용된다.The use of thermoelectric elements in small-scale power generation devices is called thermoelectric generators or thermoelectric generators. These thermoelectric generators are mainly used for power supply of radio communication equipment, power supply of spacecraft, power supply of nuclear submarine, and thermoelectric generators installed in vehicle exhaust system.

도 1은 차량의 열전발전기를 보여주는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a thermoelectric generator of a vehicle.

도시한 바와 같이, 차량의 배기시스템에 설치되는 열전발전기(10)는 고온의 배기가스가 지나가는 6각형의 배기열 회수장치(40), 상기 배기열 회수장치(40) 외측에 설치되며 내부로 냉각수가 지나가는 상기 냉각장치(30), 그리고 상기 배기열 회수장치(40)의 외측과 상기 냉각장치(30) 내측에 접촉하여 양단의 온도차이에 의해 전기를 발생시키는 상기 다수의 열전모듈(20)을 포함한다.As shown, the thermoelectric generator 10 installed in the exhaust system of the vehicle is installed on the hexagonal exhaust heat recovery device 40 through which high-temperature exhaust gas passes, and the exhaust heat recovery device 40 outside, and the cooling water passes therein. The thermoelectric module 20 includes a plurality of thermoelectric modules 20 that generate electricity by contacting the outside of the cooling device 30 and the exhaust heat recovery device 40 and the inside of the cooling device 30 by a temperature difference between both ends.

상기 배기열 회수장치(40) 내부에는 고온의 배기가스가 흐르면서 열에너지가 상기 열전모듈(20)로 전달된다. 상기 냉각장치(30) 내부에는 냉각수가 흐르는 냉각 파이프(32)가 형성되어 상기 배기열 회수장치(40)와 접촉되는 상기 열전모듈(20)의 내측과 상기 냉각장치(30)와 접촉되는 상기 열전모듈(20)의 외측 사이의 온도차이를 증가시킨다. 이와 같이 상기 열전모듈(20)의 내측과 외측의 온도차이를 크게 함으로써 자동차의 배기시스템에 설치되는 열전발전기의 효율을 증가시키게 된다.
The high-temperature exhaust gas flows into the exhaust heat recovery apparatus 40, and heat energy is transferred to the thermoelectric module 20. A cooling pipe 32 through which cooling water flows is formed in the cooling device 30 so that the inside of the thermoelectric module 20 contacting the exhaust heat recovery device 40 and the inside of the thermoelectric module 20 contacting the cooling device 30, (20). As described above, by increasing the temperature difference between the inside and the outside of the thermoelectric module 20, the efficiency of the thermoelectric generator installed in the exhaust system of the automobile is increased.

열전발전기에서 많은 전기를 생산하기 위해서는, 즉 열전발전 효율을 높이기 위해서는 배기가스의 열에너지가 상기 열전모듈에 효율적으로 전달되어야 한다. 그러나 상기한 종래의 차량용 열전발전기에서는, 배기가스의 열에너지가 고온부로 충분히 전달되지 않아 배기가스의 열에너지 회수 능력이 떨어지고 따라서 열전발전기의 열전효율이 저하되는 문제를 안고 있다.In order to produce a large amount of electricity from the thermoelectric generator, that is, to increase the thermoelectric efficiency, the thermal energy of the exhaust gas must be efficiently transferred to the thermoelectric module. However, in the above-described conventional thermoelectric generator for a vehicle, thermal energy of the exhaust gas is not sufficiently transferred to the high-temperature portion, so that the heat-energy recovery capability of the exhaust gas is lowered and the thermoelectric efficiency of the thermoelectric generator is lowered.

또한, 종래의 차량용 열전발전기는 냉각장치(30)가 많은 면적을 차지함에도 열교환 면적이 작아 열전달율이 낮아 크기에 비하여 열전발전효율이 낮은 문제가 있다.In addition, although the conventional thermoelectric generator for a vehicle occupies a large area of the cooling device 30, there is a problem that the heat exchange area is small and the heat transfer rate is low and the thermoelectric generation efficiency is lower than the size.

따라서, 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하고자 도출된 것으로, 작고 열전발전 효율이 향상되는 차량용 열전발전기를 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a thermoelectric generator for a vehicle which is small and has improved thermoelectric power generation efficiency.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 차량의 소음기의 양단을 폐쇄하며 배기가스가 유동하는 배기관의 외주면에 장착되고 상기 배기가스에 의해 가열되는 한 쌍의 고온부; 상기 한 쌍의 고온부의 각각의 외측면에 접촉되며 상기 배기관의 외주면에 장착되어 상기 한 쌍의 고온부에 의해 일측면이 가열되는 한 쌍의 열전모듈; 그리고 상기 한 쌍의 열전모듈의 외측에 장착되며 그 내부로 냉각수가 유동하여 상기 한 쌍의 열전모듈의 타측면을 냉각시키는 한 쌍의 저온부;를 포함하며, 상기 한 쌍의 열전모듈은 상기 일측면과 상기 타측면 사이의 온도차에 의한 열전현상을 이용하여 전기를 생산하는, 차량용 열전발전기를 제공한다.In order to achieve the above object of the present invention, the present invention comprises a pair of high temperature parts which are closed on both ends of the silencer of the vehicle and mounted on the outer circumferential surface of the exhaust pipe through which the exhaust gas flows and are heated by the exhaust gas; A pair of thermoelectric modules contacting each outer surface of the pair of hot parts and mounted on an outer circumferential surface of the exhaust pipe so that one side of the pair of hot parts is heated by the pair of high temperature parts; And a pair of low temperature parts mounted on an outer side of the pair of thermoelectric modules to cool the other side of the pair of thermoelectric modules by cooling water flowing therein, wherein the pair of thermoelectric modules includes the one side surface. It provides a vehicle thermoelectric generator for producing electricity by using the thermoelectric phenomenon caused by the temperature difference between the other side.

상기 고온부는, 상기 배기관이 관통하는 제1배기관 관통공이 형성되고, 내측면에 상기 소음기의 길이방향으로 연장되어 상기 배기가스와 열교환하는 다수의 열교환핀을 더 포함할 수 있다.The high temperature part may further include a plurality of heat exchange fins formed with a first exhaust pipe through hole through which the exhaust pipe passes and extending in a longitudinal direction of the silencer on an inner side surface to exchange heat with the exhaust gas.

상기 차량용 열전발전기는 상기 소음기의 양단 외주면에 장착되며, 각각 외주면에 상기 소음기의 길이방향으로 연장되어 상기 소음기의 외주면을 감싸는 플랜지를 구비하고 상기 한 쌍의 저온부를 상기 소음기의 양단에 고정시키는 아우터 캡을 더 포함할 수 있다.The thermoelectric generator for the vehicle is mounted on outer peripheral surfaces of both ends of the silencer, each of which has an outer cap extending in a longitudinal direction of the silencer to surround the outer peripheral surface of the silencer and fixing the pair of low temperature parts to both ends of the silencer. It may further include.

상기 한 쌍의 저온부는 외주면 일측에 형성되어 상기 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구와 상기 냉각수 유입구와 반대편에 형성되어 상기 냉각수가 배출되는 냉각수 배출구를 구비할 수 있다.The pair of low temperature parts may be provided at one side of an outer circumferential surface thereof to have a coolant inlet through which the coolant flows and a coolant outlet through which the coolant is discharged.

상기 한 쌍의 열전모듈은 P-형 반도체와 N-형 반도체를 접합하여 제작되며, 각각 용접 또는 열전도성 테이프에 의해 상기 한 쌍의 고온부와 상기 한 쌍의 저온부에 각각 부착되고, 각각 한 쌍의 단자를 포함하며, 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
The pair of thermoelectric modules are fabricated by joining a P-type semiconductor and an N-type semiconductor, and are respectively attached to the pair of high temperature parts and the pair of low temperature parts by welding or a thermal conductive tape, respectively. It includes a terminal, and may be electrically connected to each other.

본 발명의 차량용 열전발전기에 따르면, 소음기의 캡과 일체로 구성됨으로써 소음기의 캡과 열전발전기 두 가지 기능을 동시하는 하는 효과가 있다.According to the thermoelectric generator for a vehicle of the present invention, the cap and the thermoelectric generator of the muffler are integrated with the cap of the muffler.

본 발명의 차량용 열전발전기는 차량의 소음기 내부에 설치됨으로써 배기가스와 직접적으로 접촉함으로써 배기가스의 열에너지를 효율적으로 이용할 수 있고 넓은 단면적을 가짐으로써 많은 양의 전기를 생산할 수 있는 효과가 있다.The thermoelectric generator for a vehicle of the present invention is installed inside a vehicle silencer to directly contact the exhaust gas so that the thermal energy of the exhaust gas can be efficiently used and a large cross-sectional area can produce a large amount of electricity.

소음기에 설치됨으로써, 패키징에 유리하고, 구조가 단순화되어 생산성이 향상된다. 배기가스의 열에너지가 효율적으로 열전모듈에 전달됨으로써 열전발전 효율 또한 향상된다.By being installed in a muffler, it is advantageous for packaging, and the structure is simplified to improve productivity. Since the thermal energy of the exhaust gas is efficiently transferred to the thermoelectric module, thermoelectric power generation efficiency is also improved.

아울러, 본 발명의 차량용 열전발전기는 열전도율이 높기 때문에 사용되는 열전모듈의 수가 적어 제작비용이 절감되고 전체 중량도 감소되는 이점이 있다.
In addition, since the thermoelectric generator according to the present invention has a high thermal conductivity, the number of thermoelectric modules to be used is reduced, and manufacturing cost is reduced and the total weight is reduced.

도 1은 종래의 차량용 열전발전기를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 소음기에 장착되는 차량용 열전발전기를 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 2의 차량용 열전발전기의 분해사시도이다.
도 4는 도 2의 A-A 선에 따라 취한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a conventional thermoelectric generator for a vehicle.
2 is a perspective view illustrating a thermoelectric generator for a vehicle mounted on a silencer of the vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is an exploded perspective view of the vehicle thermoelectric generator of FIG. 2.
4 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 열전발전기를 상세히 설명한다.Hereinafter, a thermoelectric generator for a vehicle according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 소음기에 장착되는 차량용 열전발전기를 보여주는 사시도이다. 도 3은 도 2의 차량용 열전발전기의 분해사시도이다. 도 4는 도 2의 A-A 선에 따라 취한 단면도이다.2 is a perspective view illustrating a thermoelectric generator for a vehicle mounted on a silencer of the vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention. 3 is an exploded perspective view of the vehicle thermoelectric generator of FIG. 2. 4 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 열전발전기(100)는 차량의 소음기(60) 양단에 설치되어 배기가스에 의해 가열되는 고온부(110), 상기 고온부(110) 외측에 설치되며 내부에 냉각수가 흐르는 저온부(130), 그리고 상기 고온부(110)와 상기 저온부(130) 사이에 개재되어 상기 고온부(110)와 상기 저온부(130) 사이의 온도차에 의해 전기를 발생시키는 열전모듈(140)을 포함한다.As shown, the vehicle thermoelectric generator 100 according to an embodiment of the present invention is installed on both ends of the silencer 60 of the vehicle is installed on the high temperature unit 110, the high temperature unit 110 is heated by the exhaust gas A thermoelectric module 140 interposed between the low temperature unit 130 and the high temperature unit 110 and the low temperature unit 130 through which coolant flows to generate electricity by a temperature difference between the high temperature unit 110 and the low temperature unit 130. ).

상기 고온부(110)는 차량의 소음기에 장착된다. 상기 고온부(110)는 차량의 소음기 케이스(62)의 양단에 끼워맞춤되는 소음기(60)용 한 쌍의 이너 캡으로 기능한다. 상기 고온부(110)는 그 중심에 엔진에서 배기되는 고온의 배기가스가 유동하는 배기관(62)이 관통하는 제1배기관 관통공(112)이 형성되어 도넛 형상을 가진다. 상기 고온부(110)는 구리 등 열전도도가 높은 재질로 제작된다. The high temperature unit 110 is mounted to the silencer of the vehicle. The high temperature unit 110 functions as a pair of inner caps for the silencer 60 fitted to both ends of the silencer case 62 of the vehicle. The high temperature unit 110 has a donut shape having a first exhaust pipe through-hole 112 through which an exhaust pipe 62 through which high-temperature exhaust gas flows from the engine flows. The high temperature unit 110 is made of a material having high thermal conductivity such as copper.

상기 고온부(110)의 내측면에는 상기 고온의 배기가스와 열교환하는 다수의 열교환핀(114)이 형성된다. 상기 다수의 열교환핀(114)은 상기 소음기(60) 내부로 연장되어 상기 고온의 배기가스와의 접촉면적이 증가된다. 상기 다수의 열교환핀(114)은 상기 고온부(110)와 일체로 형성된다.A plurality of heat exchange fins 114 are formed on the inner surface of the high temperature part 110 to exchange heat with the high temperature exhaust gas. The plurality of heat exchange fins 114 extends into the silencer 60 to increase the contact area with the hot exhaust gas. The plurality of heat exchange fins 114 are integrally formed with the high temperature portion 110.

상기 한 쌍의 고온부(110)의 각각의 외측에는 상기 저온부(130)가 설치된다. 상기 저온부(130)는 그 중심에 상기 배기관(62)이 관통하는 제3배기관 관통공(133)이 형성되고, 외주면 일측에는 내부로 엔진의 냉각 시스템(도시하지 않음)에 의해 순환되는 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구(131)가 형성되고, 상기 냉각수 유입구(131)의 반대편에는 냉각수가 배출되는 냉각수 배출구(133)가 형성된다. 상기 한 쌍의 저온부(110)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 측면에서 보았을 때, 상기 냉각수 유입구(131)이 상부에 위치하고 상기 냉각수 배출구(133)가 하부에 위치하도록 상기 소음기(60)에 설치된다. 도 4에 도시된 바와 같이 상기 저온부(130)가 설치됨으로써 상기 저온부(130)의 일측면과 접촉하는 상기 열전모듈(140)의 외측면의 온도는 균일하게 유지된다.The low temperature part 130 is installed at each outside of the pair of high temperature parts 110. The low temperature unit 130 has a third exhaust pipe through hole 133 through which the exhaust pipe 62 penetrates at a center thereof, and coolant circulated by an engine cooling system (not shown) flows into one side of the outer circumferential surface thereof. The coolant inlet 131 is formed, and the coolant outlet 133 is formed on the opposite side of the coolant inlet 131. As shown in FIG. 4, the pair of low temperature parts 110 are provided in the muffler 60 such that the cooling water inlet 131 is located at the upper side and the cooling water outlet 133 is located at the lower side when viewed from the side. Is installed. As shown in FIG. 4, since the low temperature unit 130 is installed, the temperature of the outer surface of the thermoelectric module 140 in contact with one side of the low temperature unit 130 is maintained uniformly.

상기 한 쌍의 저온부(130)의 외측에는 상기 소음기(60)의 외주면을 폐쇄하며 상기 저온부(130)를 상기 소음기(60)에 고정하는 한 쌍의 아우터 캡(64)이 장착된다. 상기 한 쌍의 아우터 캡(64)은 그 중심에 형성되어 상기 배기관(62)이 관통하는 제2배기관 관통공(65), 외주면에서 상기 소음기(60)의 길이 방향으로 연장되어 상기 소음기(60)의 외주면 일단을 감싸는 플랜지(63), 상기 플랜지(63) 일측에 형성되어 상기 냉각수 유입구(131)가 관통하는 냉각수 유입구 관통홀(66), 그리고 상기 냉각수 유입구 관통홀(66)의 반대편에 형성되어 상기 냉각수 배출구(133)이 관통하는 냉각수 배출구 관통홀(67)을 구비한다.On the outside of the pair of low temperature parts 130, a pair of outer caps 64 are mounted to close the outer circumferential surface of the muffler 60 and to fix the low temperature part 130 to the muffler 60. The pair of outer caps 64 are formed at the center thereof and extend through the second exhaust pipe through-hole 65 through which the exhaust pipe 62 passes, and extend in the longitudinal direction of the silencer 60 from the outer circumferential surface of the silencer 60. A flange 63 surrounding one end of an outer circumferential surface thereof, a coolant inlet through hole 66 through which the coolant inlet 131 penetrates, and an opposite side of the coolant inlet through hole 66. The cooling water discharge hole 133 is provided with a cooling water discharge through hole 67.

상기 한 쌍의 고온부(110)와 상기 한 쌍의 저온부(130) 사이에는 상기 한 쌍의 열전모듈(140)이 개재된다. 상기 한 쌍의 열전모듈(140)은 P-형 반도체와 N-형 반도체를 접합하여 제작된다. 상기 한 쌍의 열전모듈(140)은 그 중심에 상기 배기관(62)이 관통하는 제4배기관 관통홀(141)이 형성되며, 용접 또는 열전도성 테이프에 의해 상기 고온부(110)의 외측면과 상기 저온부(130)의 내측면에 부착된다. 상기 한 쌍의 열전모듈(140)은 각각 두 개의 단자(도시하지 않음)를 포함하며 서로 전기적으로 연결된 상태에서 차량의 배터리(도시하지 않음)에 전기적으로 연결된다.The pair of thermoelectric modules 140 are interposed between the pair of high temperature parts 110 and the pair of low temperature parts 130. The pair of thermoelectric modules 140 are manufactured by bonding a P-type semiconductor and an N-type semiconductor. The pair of thermoelectric modules 140 has a fourth exhaust pipe through-hole 141 through which the exhaust pipe 62 penetrates at the center thereof, and the outer surface and the outer surface of the high temperature part 110 by welding or thermally conductive tape. It is attached to the inner surface of the low temperature portion 130. The pair of thermoelectric modules 140 each include two terminals (not shown) and are electrically connected to a battery (not shown) of the vehicle in a state in which they are electrically connected to each other.

상기 한 쌍의 열전모듈(140)의 각각의 내측면은 상기 고온부(110)에 의해 가열되고 각각의 외측면은 상기 저온부(130)에 의해 냉각된다. 이와 같이, 상기 한 쌍의 열전모듈(140)의 내외측면 사이에 온도차가 발생되면, 상기 온도차에 의해 상기 한 쌍의 열전모듈(140) 내부에서는 전기가 발생한다. 상기 한 쌍의 열전모듈(140)에 의해 생산된 전기는 상기 한 쌍의 열전모듈(140)에 전기적으로 연결되는 차량의 배터리를 충전한다.Each inner side surface of the pair of thermoelectric modules 140 is heated by the high temperature unit 110 and each outer side surface is cooled by the low temperature unit 130. As such, when a temperature difference is generated between the inner and outer surfaces of the pair of thermoelectric modules 140, electricity is generated inside the pair of thermoelectric modules 140 by the temperature difference. The electricity produced by the pair of thermoelectric modules 140 charges a battery of a vehicle electrically connected to the pair of thermoelectric modules 140.

위에서 설명한 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 열전발전기의 작용을 설명한다.The operation of the thermoelectric generator for a vehicle according to an embodiment of the present invention described above will be described.

엔진이 구동되면, 엔진에서 배기가스가 배출되어 상기 배긱관(62) 내부로 유동하고 이와 동시에 엔진과 상기 저온부(130)의 상기 냉각수 유입구(131)를 통하여 냉각수가 상기 한 쌍의 저온부(130) 내부로 유입된다.When the engine is driven, exhaust gas is discharged from the engine to flow into the baggage pipe 62, and at the same time, the coolant flows through the coolant inlet 131 of the engine and the low temperature part 130. Flows inside.

상기 엔진에서 배기되는 고온의 배기가스는 상기 배기관(62)을 통하여 상기 소음기(62) 내부에서 상기 고온부(110)의 상기 다수의 열전달핀(114)과 열교환하여 상기 다수의 열교환핀(114)을 가열한다. 상기 다수의 열교환핀(114)이 가열됨으로써 상기 한 쌍의 고온부(110)의 외측면에서 접촉되는 상기 한 쌍의 열전모듈(140)의 일측면이 가열된다.The high temperature exhaust gas exhausted from the engine exchanges heat with the plurality of heat transfer fins 114 of the high temperature unit 110 through the exhaust pipe 62 to heat the plurality of heat exchange fins 114. Heat. By heating the plurality of heat exchange fins 114, one side surface of the pair of thermoelectric modules 140 in contact with the outer surface of the pair of high temperature units 110 is heated.

한편, 상기 한 쌍의 저온부(130) 내부로 유입된 상기 냉각수는 상기 한 쌍의 저온부(130)의 내측면과 접촉하는 상기 한 쌍의 열전모듈(140)의 타측면을 냉각시킨다. 따라서, 상기 한 쌍의 열전모듈(140)의 양측면 사이에는 온도차가 발생된다. 상기 온도차에 의해 상기 한 쌍의 열전모듈(140) 내부에서는 전기가 발생된다. 상기 한 쌍의 열전모듈(140)은 그 내부에서 발생된 전기를 이용하여 상기 차량의 배터리를 충전한다.Meanwhile, the coolant introduced into the pair of low temperature parts 130 cools the other side of the pair of thermoelectric modules 140 in contact with the inner surfaces of the pair of low temperature parts 130. Therefore, a temperature difference is generated between both side surfaces of the pair of thermoelectric modules 140. Electricity is generated inside the pair of thermoelectric modules 140 by the temperature difference. The pair of thermoelectric modules 140 charges the battery of the vehicle using electricity generated therein.

상기 고온부(110)의 상기 다수의 열교환핀(114)과 열교환된 상기 배기가스는 상기 배기관(62)을 통하여 차량의 외부로 배기되고, 상기 한 쌍의 열전모듈(140)의타측면을 냉각한 상기 냉각수는 상기 냉각수 배출구(132)를 통하여 상기 한 쌍의 저온부(130)를 나와 상기 냉각 시스템으로 회귀한다.The exhaust gas heat-exchanged with the plurality of heat exchange fins 114 of the high temperature part 110 is exhausted to the outside of the vehicle through the exhaust pipe 62, and the other side of the thermoelectric module 140 is cooled. Cooling water exits the pair of low temperature portions 130 through the cooling water outlet 132 and returns to the cooling system.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 차량용 열전발전기에 의하면, 차량의 소음기에 장착됨으로써 그 장착공간이 축소되고, 배기가스의 열에너지 회수가 용이하며, 열효율이 향상되는 이점이 있다.As described above, according to the vehicle thermoelectric generator of the present invention, the mounting space of the vehicle is reduced, the mounting space thereof is reduced, heat energy recovery of the exhaust gas is easy, and thermal efficiency is improved.

또한 구조가 간단하여 설치가 용이하며, 따라서, 다양한 차량에 적용하기 쉽다. 엔진에서 배기되는 배기가스의 열에너지를 재활용하여 배터리를 충전함으로써 엔진의 부하를 경감시킬 수 있고 엔진의 연비를 향상시키는 효과도 있다.
In addition, the structure is simple and easy to install, and therefore, easy to apply to various vehicles. By recharging the battery by recycling the heat energy of the exhaust gas exhausted from the engine, it is possible to reduce the load on the engine and improve the fuel economy of the engine.

60: 소음기 62: 배기관
63: 플랜지 64: 아우터 캡
100: 열전발전기 110: 고온부
114: 열교환핀 130: 저온부
140: 열전모듈60: silencer 62: exhaust pipe
63: flange 64: outer cap
100: thermoelectric generator 110: high temperature part
114: heat exchange fin 130: low temperature portion
140: thermoelectric module

Claims (4)

차량의 소음기의 양단을 폐쇄하며 배기가스가 유동하는 배기관의 외주면에 장착되고 상기 배기가스에 의해 가열되는 한 쌍의 고온부;
상기 한 쌍의 고온부의 각각의 외측면에 접촉되며 상기 배기관의 외주면에 장착되어 상기 한 쌍의 고온부에 의해 일측면이 가열되는 한 쌍의 열전모듈; 그리고
상기 한 쌍의 열전모듈의 외측에 장착되며 그 내부로 냉각수가 유동하여 상기 한 쌍의 열전모듈의 타측면을 냉각시키는 한 쌍의 저온부;를 포함하고,
상기 고온부는, 상기 배기관이 관통하는 제1배기관 관통공이 형성되고, 내측면에 상기 소음기의 길이방향으로 연장되어 상기 배기가스와 열교환하는 다수의 열교환핀을 더 포함하며,
상기 한 쌍의 열전모듈은 상기 일측면과 상기 타측면 사이의 온도차에 의한 열전현상을 이용하여 전기를 생산하는 차량용 열전발전기.
A pair of high temperature parts which are closed at both ends of a vehicle silencer and mounted on an outer circumferential surface of an exhaust pipe through which exhaust gas flows and are heated by the exhaust gas;
A pair of thermoelectric modules contacting each outer surface of the pair of hot parts and mounted on an outer circumferential surface of the exhaust pipe so that one side of the pair of hot parts is heated by the pair of high temperature parts; And
And a pair of low temperature parts mounted to the outside of the pair of thermoelectric modules to cool the other side of the pair of thermoelectric modules by cooling water flowing therein.
The high temperature part further includes a plurality of heat exchange fins formed with a first exhaust pipe through hole through which the exhaust pipe passes, and extending in a longitudinal direction of the silencer on an inner side surface to exchange heat with the exhaust gas.
The pair of thermoelectric modules is a vehicle thermoelectric generator for producing electricity by using a thermoelectric phenomenon caused by the temperature difference between the one side and the other side.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 소음기의 양단 외주면에 장착되며, 각각 외주면에 상기 소음기의 길이방향으로 연장되어 상기 소음기의 외주면을 감싸는 플랜지를 구비하고 상기 한 쌍의 저온부를 상기 소음기의 양단에 고정시키는 아우터 캡을 더 포함하고,
상기 한 쌍의 저온부는 외주면 일측에 형성되어 상기 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구와 상기 냉각수 유입구와 반대편에 형성되어 상기 냉각수가 배출되는 냉각수 배출구를 구비하는 차량용 열전발전기.
The method of claim 1,
It is mounted to both outer peripheral surfaces of the silencer, and each of the outer peripheral surface extending in the longitudinal direction of the muffler to have a flange surrounding the outer peripheral surface of the muffler and further comprises an outer cap for fixing the pair of low temperature parts on both ends of the muffler,
The pair of low temperature portions are formed on one side of the outer circumferential surface of the vehicle thermoelectric generator having a cooling water inlet for the cooling water inlet and the cooling water inlet is formed on the opposite side to the cooling water inlet to discharge the cooling water.
제 1 항에 있어서,
상기 한 쌍의 열전모듈은 P-형 반도체와 N-형 반도체를 접합하여 제작되며, 각각 용접 또는 열전도성 테이프에 의해 상기 한 쌍의 고온부와 상기 한 쌍의 저온부에 각각 부착되고, 각각 한 쌍의 단자를 포함하며, 서로 전기적으로 연결되는 차량용 열전발전기.
The method of claim 1,
The pair of thermoelectric modules are fabricated by joining a P-type semiconductor and an N-type semiconductor, and are respectively attached to the pair of high temperature parts and the pair of low temperature parts by welding or a thermal conductive tape, respectively. A vehicle thermoelectric generator comprising terminals and electrically connected to each other.
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