KR101444806B1 - Heating container for use of thermoelectric generator - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열전발전 겸용 가열용기에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따라, 외부에서 가해지는 열에너지에 통해 내부 수용물을 가열시키는 용기본체와, 상기 용기본체의 상부를 폐쇄하여 내부 증기를 고온으로 유지시키는 덮개부를 포함하며, 상기 덮개부의 하부면에 접합되어 상기 용기본체의 내부 수용물을 가열하여 발생하는 증기로부터 열을 전달받는 고온부와; 상기 고온부와 대향하게 마련되어 외부 기체가 통과하는 경로를 형성하는 저온부와; 상기 고온부와 상기 저온부 사이에 접합되어 상기 고온부와 상기 저온부의 온도 차에 의한 열에너지를 전기에너지로 변환하는 열전모듈; 및 상기 덮개부의 일측에 마련되어 상기 열전모듈과 전기적으로 연결되며, 상기 열전모듈에서 생성된 직류전압을 외부로 제공하는 부하부;를 포함하는 것을 기술적 요지로 한다. 이에 따른 본 발명은, 가정이나 야외에서 취사시 사용되는 가열용기에 열전발전을 이용함으로써 무심코 소모될 수 있는 고온의 열기를 전기로 변환해 친환경적인 발전이 가능한 장점이 있다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a heating container which serves as a thermoelectric power generating device, comprising: a container body for heating an inner receptacle through heat energy applied from the outside; A high temperature part which is connected to a lower surface of the lid part and receives heat from the steam generated by heating the inside contents of the container body; A low temperature portion provided opposite to the high temperature portion and forming a path through which the external gas passes; A thermoelectric module connected between the high temperature part and the low temperature part and converting thermal energy due to a temperature difference between the high temperature part and the low temperature part into electric energy; And a load unit provided at one side of the lid unit and electrically connected to the thermoelectric module, for providing a direct current voltage generated from the thermoelectric module to the outside. The present invention is advantageous in that it can generate environmentally friendly electricity by converting heat of high temperature, which can be consumed unintentionally, into electricity by using thermoelectric power generation in a heating container used for cooking at home or outdoors.
Description
본 발명은 열전발전 겸용 가열용기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 냄비와 같은 가열용기 내부의 고온증기와 가열용기 외부의 상온에 대한 열적 차이를 이용해 발전할 수 있는 열전발전 겸용 가열용기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a heating container for a thermoelectric generator and more particularly to a heating container for a thermoelectric generator capable of generating electricity by utilizing thermal difference between high temperature steam inside a heating container such as a pot and ambient temperature outside the heating container.
열전발전(Thermoelectric Generation)이란 열에너지를 직접 전기에너지로 변환하는 기술로서, 고온 부분과 저온 부분 사이의 온도차에 의해 발생하는 열이 이동하려는 에너지를 전기에너지로 변환하는 개념이다. 두 종류의 서로 다른 금속을 접속한 재료(소자)의 양단에 온다차를 주면 기전력이 발생하는 제벡(Seebeck)효과를 이용하여 p,n 반도체 재료의 양단에 온도차가 존재할 때 열에너지를 전기에너지로 변환시키는 기술이다.Thermoelectric Generation is a technology that converts heat energy directly into electric energy. It is a concept that the heat generated by the difference in temperature between the high temperature part and the low temperature part is converted into electric energy. By using the Seebeck effect, which generates an electromotive force by applying an electric current to both ends of a material (device) connected with two different metals, thermal energy is converted into electric energy when there is a temperature difference between both ends of the semiconductor material Technology.
이러한 열전발전은 날씨나 일조량에 영향을 받는 태양전지에 비해 안정적인 열원을 확보할 수만 있다면 24시간 안정적으로 발전이 가능하다. 특히 고체 전자회로를 이용하는 것이므로 작동부분이 없어 구조가 간단하고, 이용할 수 있는 열원이 다양해 지구온난화와 고유가에 대한 대응으로서 새로운 대체에너지 기술로 각광받고 있다.Such a thermoelectric power generation can be stably produced for 24 hours if a stable heat source can be secured as compared with a solar cell influenced by the weather or the amount of sunshine. In particular, because it uses solid-state electronic circuits, there is no operating part, and the structure is simple and the available heat sources are varied, and it is attracting attention as a new alternative energy technology as a response to global warming and high oil prices.
근래 들어, 공장의 굴뚝을 통하여 방출되는 열기, 일반 발전시설에서 버려지는 열기, 제련소에서 방출되는 열기 등 산업시설에서 발생하는 고온의 열기는 중·대형의 열전발전장치를 이용해 발전원으로 사용되고 있다.Recently, high-temperature heat generated in industrial facilities such as the heat released through the chimney of the factory, the heat discarded from the general power generation facility, and the heat released from the smelter is used as a power source by using a medium-sized thermoelectric generator.
그러나, 산업시설이 아닌 일반 가정이나 레저생활을 통한 야외에서도 고온의 열기가 발생함에도 불구하고 이렇게 발생하는 열기를 제대로 이용하고 있지 못한 실정이다. 특히, 음식을 조리하는 주방에서는 냄비와 같은 가열용기를 통해 고온의 열기가 상당량 발생하지만 이러한 열기를 이용하는 기술은 아직까지 제안된 바가 없다고 보아도 무방하다.However, in spite of the fact that high temperature is generated in an outdoor environment through a home or a leisure life rather than an industrial facility, the heat generated is not utilized properly. Especially, in a kitchen where food is cooked, a considerable amount of heat is generated at a high temperature through a heating container such as a pot. However, it is safe to say that a technique using such heat has not been proposed yet.
따라서, 본 발명의 목적은, 가정이나 야외에서 사용되는 가열용기를 열전발전에 사용하여 휴대기기 충전이나 비상 램프 등으로 가정이나 야외에서 의미 있게 활용될 수 있는 친환경의 열전발전 겸용 가열용기를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an eco-friendly thermoelectric generator heating container which can be used in a home or outdoor by using a heating container used for home or outdoor use in thermoelectric power generation, will be.
상기한 목적은, 본 발명의 실시예에 따라, 외부에서 가해지는 열에너지에 통해 내부 수용물을 가열시키는 용기본체와, 상기 용기본체의 상부를 폐쇄하여 내부 증기를 고온으로 유지시키는 덮개부를 포함하는 가열용기에 있어서, 상기 덮개부의 하부면에 접합되어 상기 용기본체의 내부 수용물을 가열하여 발생하는 증기로부터 열을 전달받는 고온부와; 상기 고온부와 대향하게 마련되어 외부 기체가 통과하는 경로를 형성하는 저온부와; 상기 고온부와 상기 저온부 사이에 접합되어 상기 고온부와 상기 저온부의 온도 차에 의한 열에너지를 전기에너지로 변환하는 열전모듈; 및 상기 덮개부의 일측에 마련되어 상기 열전모듈과 전기적으로 연결되며, 상기 열전모듈에서 생성된 직류전압을 외부로 제공하는 부하부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전발전 겸용 가열용기에 의해 달성된다.According to an embodiment of the present invention, the above-mentioned object can be attained by a heating device comprising a container body for heating an inner receptacle through heat energy externally applied thereto and a lid portion for closing the upper portion of the container main body to maintain the inner vapor at a high temperature, A high temperature part which is bonded to a lower surface of the lid part and receives heat from steam generated by heating the inside contents of the container body; A low temperature portion provided opposite to the high temperature portion and forming a path through which the external gas passes; A thermoelectric module connected between the high temperature part and the low temperature part and converting thermal energy due to a temperature difference between the high temperature part and the low temperature part into electric energy; And a load unit provided on one side of the lid unit and electrically connected to the thermoelectric module, for providing a direct current voltage generated from the thermoelectric module to the outside.
여기서, 상기 저온부에는 복수개의 방열핀이 내부에서 외부로 돌출 형성되는 것이, 상기 저온부 내부의 온도를 상기 고온부보다 상대적으로 낮게 유지하는데 바람직하다.Here, it is preferable that a plurality of radiating fins protrude from the inside to the outside at the low temperature part to keep the temperature inside the low temperature part relatively lower than the high temperature part.
그리고, 상기 덮개부의 상부에는 상기 열전모듈과 전기적으로 연결되는 적어도 하나 이상의 발광소자가 마련되는 것이, 가열용기의 미려함을 향상시키고 야간 취사를 용이하게 하는데 바람직하다.It is preferable that at least one light emitting device electrically connected to the thermoelectric module is provided on the lid part in order to improve the beauty of the heating container and facilitate the cooking at night.
상기한 바와 같이 구성되고 작용하는 본 발명에 의하면, 가정이나 야외에서 취사시 사용되는 가열용기에 열전발전을 이용함으로써 무심코 소모될 수 있는 고온의 열기를 전기로 변환해 친환경적인 발전이 가능한 장점이 있다. According to the present invention constructed and operative as described above, by using a thermoelectric generator in a heating container used for cooking at home or outdoors, there is an advantage that the heat of high temperature, which can be consumed unintentionally, .
또한, 가정에서는 저전력 전자기기를 충전하거나 장식용 LED에 직접 전력을 공급할 수 있어 전기요금 절감하고 가열용기의 미려함을 향상시킬 수 있으며, 야외에서는 휴대기기를 충전하거나 조명용 LED에 직접 전력을 공급할 수 있어 야외에서의 휴대기기 사용시간을 연장하고 야간 취사를 용이하게 할 수 있는 장점이 있다.In addition, at home, it is possible to charge low-power electronic devices or supply power directly to the decorative LEDs, thus saving electricity costs and improving the beauty of the heating container. In outdoor applications, It is possible to extend the use time of the portable device in the nighttime and to easily cook at night.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 열전발전 겸용 가열용기를 도시하는 측단면도이고,
도2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전발전 겸용 가열용기를 도시하는 측단면도이다.1 is a side cross-sectional view showing a heating container for both thermoelectric generators according to an embodiment of the present invention,
2 is a side cross-sectional view showing a heating container which serves as a thermoelectric generator according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시예에 따른 열전발전 겸용 가열용기는, 도1에 도시된 바와 같이, 크게 외부에서 가해지는 열에너지에 통해 내부 수용물을 가열시키는 용기본체(20)와, 상기 용기본체(20)의 상부를 폐쇄하여 내부 증기를 고온으로 유지시키는 덮개부(40)를 포함하며, 상기 덮개부(40)에는 고온부(42), 저온부(44), 열전모듈(46) 및 부하부(49)가 마련된다.As shown in FIG. 1, the heating container for both thermoelectric generators according to the embodiment of the present invention includes a
고온부(42)는 덮개부(40)의 하부면에 접합되어 용기본체(20)의 내부 수용물을 가열하여 발생하는 증기로부터 고온의 열을 전달받는다. 이러한 고온부(42)는 덮개부(40) 하부면을 완전히 감싸는 형태가 되어 고온의 열을 전달받는 면적을 최대한 확보한다. 그리고, 고온의 열이 외부로 확산 및 방출되는 것을 방지하기 위해 덮개부(40)가 용기본체(20) 상부를 폐쇄할 때 고온부(42) 전체가 외부로부터 완전히 밀폐되도록 구성되는 것이 바람직하다. 여기서, 고온부(42)는 열을 전달하기 쉬운 물질로 이루어져 고온의 증기로부터 열에너지의 손실을 최소화하여 열전모듈(46)로 전달한다.The
저온부(44)는 고온부(42)와 대향하게 마련되어 외부 기체가 통과하는 경로를 형성한다. 이러한 저온부(44)는 덮개부(40)가 용기본체(20) 상부를 폐쇄한 상태에서도 외부로 노출된다. 여기서, 저온부(44)에는 복수개의 방열핀(48)이 내부에서 외부로 돌출 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 저온부(44) 내부의 온도를 방열핀(48)이 없을 때보다 상대적으로 낮게 유지할 수 있으며, 이는 곧 고온부(42)와 저온부(44)의 열적 차이를 더 크게 하여 발전 효율을 높일 수 있도록 한다. 그리고, 저온부(44)의 외부로 돌출된 방열핀(48)은 단부가 완만한 만곡 형상인 것이 바람직한데, 이는 방열핀(48)의 돌출된 부분으로 인해 사용자의 신체에 상해가 발생하는 것을 미연에 방지한다.The low temperature section (44) is provided to face the high temperature section (42) and forms a path through which the external gas passes. The low-
열전모듈(46)은 상기 고온부(42)와 상기 저온부(44) 사이에 접합되어 상기 고온부(42)와 상기 저온부(44)의 온도 차에 의한 열에너지를 전기에너지로 변환한다. 이러한 열전모듈(46)은 알루미나 등과 같은 세라믹(Ceramics) 재질의 절연 기판 사이에 n형과 p형의 열전소자들을 배열시켜 형성한다. 이에 따라, 열전모듈(46)의 양단에 일정 온도차를 형성시키면 제백효과에 의해 직류전압이 발생하여 전기에너지를 얻을 수 있게 된다.The
부하부(49)는 덮개부(40)의 일측에 마련되어 열전모듈(46)과 전기적으로 연결되며, 열전모듈(46)에서 생성된 직류전압을 외부로 제공한다. 이러한 부하부(49)는 각종 전자기기 등을 충전하기 위한 충전단자를 구비한다. 상기 충전단자의 규격은 휴대기기의 종류에 따라 당업자에 의해 다양하게 선택될 수 있으며, 변환젠더 등을 별도로 구비할 수 있다. 이에 따라, 가정에서는 저전력 전자기기를 충전하여 전기요금을 절감할 수 있으며, 야외에서는 취사시마다 휴대기기를 충전할 수 있어 사용시간을 연장할 수 있다. 이와 같이 본 발명은 가정이나 야외에서 취사시 사용되는 가열용기에 열전발전을 이용함으로써 무심코 소모될 수 있는 고온의 열기를 전기로 변환해 친환경적인 발전이 가능한 효과가 있다.The
덮개부(40)의 상부에는 열전모듈(46)과 전기적으로 연결되는 적어도 하나 이상의 발광소자(80)가 마련된다. At least one
상기 발광소자(80)는 도2에 도시된 바와 같이, 장식용 LED(82)가 덮개부(40)의 상부면에 마련될 수 있다. 이에 따라, 취사 중에 미려함을 향상시키고 취사 중 주의를 요하는 시인성을 부각시켜 안정사고를 예방할 수 있다. 이러한 장식용 LED(82)는 복수개가 다양한 색으로 배치되어 상황에 따른 선택 발광이 가능하다. 예를 들어, 열전모듈(46)로부터 제공되는 전력량에 따라 발광하는 LED의 개수를 제한 또는 확장하거나 특정 색상의 LED를 선택 발광함으로써 취사시 미려함을 주는 동시에 주의를 요하는 경고 메세지를 전달할 수 있다.As shown in FIG. 2, the
그리고, 상기 발광소자(80)는 도2에 도시된 바와 같이, 조명용 LED(84)가 덮개부(40)의 손잡이 측면에 마련될 수 있다. 이에 따라, 야외에서 가열용기와 그 주변을 밝게 비추어 야간 취사를 용이하게 할 수 있도록 한다. 이때 조명용 LED(84)는 조도가 높은 백색 LED를 복수개 사용하여 가열용기 주변의 밝기를 일정하게 유지한다. 이러한 조명용 LED(84)는 야간 취사시 별도로 사용해야만 했던 램프를 생략가능하도록 하여 보조전원에 비용을 절감하고 야간 취사에 대한 편의성이 향상되도록 한다.As shown in FIG. 2, the
전술한 내용은 후술할 발명의 청구범위를 더욱 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 상술하였다. 상술한 실시예들은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상의 범위에서 다양한 수정 및 변경이 가능할 것이다. 이러한 다양한 수정 및 변경 또한 본 발명의 기술적 사상의 범위 내라면 하기에서 기술되는 본 발명의 청구범위에 속한다 할 것이다.The foregoing has outlined rather broadly the features and technical advantages of the present invention in order that the claims of the invention to be described below may be better understood. The embodiments described above are susceptible to various modifications and changes within the technical scope of the present invention by those skilled in the art. These various modifications and changes are also within the scope of the technical idea of the present invention and will be included in the claims of the present invention described below.
20: 용기본체 40: 덮개부
42: 고온부 44: 저온부
46: 열전모듈 48: 방열핀
49: 부하부 80: 발광소자
82: 장식용 LED 84: 조명용 LED20: container body 40: lid part
42: high temperature part 44: low temperature part
46: thermoelectric module 48: radiating fin
49: load part 80: light emitting element
82: Decorative LED 84: LED for illumination
Claims (3)
상기 덮개부(40)의 하부면에 접합되어 상기 용기본체(20)의 내부 수용물을 가열하여 발생하는 증기로부터 열을 전달받는 고온부(42)와;
상기 고온부(42)와 대향하게 마련되어 외부 기체가 통과하는 경로를 형성하는 저온부(44)와;
상기 고온부(42)와 상기 저온부(44) 사이에 접합되어 상기 고온부(42)와 상기 저온부(44)의 온도 차에 의한 열에너지를 전기에너지로 변환하는 열전모듈(46); 및
상기 덮개부(40)의 일측에 마련되어 상기 열전모듈(46)과 전기적으로 연결되며, 상기 열전모듈(46)에서 생성된 직류전압을 외부로 제공하는 부하부(49);를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전발전 겸용 가열용기.A container body 20 for heating the inner receptacle through heat energy externally applied thereto and a lid 40 for closing the upper portion of the container body 20 to maintain the inner vapor at a high temperature, ,
A high temperature part 42 which is joined to a lower surface of the lid part 40 and receives heat from steam generated by heating the contents of the container body 20;
A low temperature part 44 provided opposite to the high temperature part 42 to form a path through which the external gas passes;
A thermoelectric module 46 which is joined between the high temperature part 42 and the low temperature part 44 and converts thermal energy due to a temperature difference between the high temperature part 42 and the low temperature part 44 into electric energy; And
And a load unit 49 provided on one side of the lid unit 40 and electrically connected to the thermoelectric module 46 to provide a DC voltage generated by the thermoelectric module 46 to the outside. A thermoelectric generator combined with a thermoelectric generator.
상기 저온부(44)에는 복수개의 방열핀(48)이 내부에서 외부로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 열전발전 겸용 가열용기.The method according to claim 1,
And a plurality of radiating fins (48) protruded from the inside to the outside at the low temperature part (44).
상기 덮개부(40)의 상부에는 상기 열전모듈(46)과 전기적으로 연결되는 적어도 하나 이상의 발광소자(80)가 마련되는 것을 특징으로 하는 열전발전 겸용 가열용기.The method of claim 1, wherein
And at least one light emitting device (80) electrically connected to the thermoelectric module (46) is provided on the lid part (40).
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