KR101516396B1 - Apparatus for recovering exhaust heat - Google Patents

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KR101516396B1 KR1020130127019A KR20130127019A KR101516396B1 KR 101516396 B1 KR101516396 B1 KR 101516396B1 KR 1020130127019 A KR1020130127019 A KR 1020130127019A KR 20130127019 A KR20130127019 A KR 20130127019A KR 101516396 B1 KR101516396 B1 KR 101516396B1
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김재관
구근회
박동규
박희준
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

An exhaust heat recovery apparatus is provided. The exhaust heat recovery apparatus comprises: a first turbine which generates power using high temperature and pressure exhaust gas supplied from an engine; a heat exchange part which generates steam using heat supplied by the exhaust gas which has passed through the first turbine; a steam supply tank which supplies a first thermal fluid to the heat exchange part to be provided with steam; a second turbine which generates power using steam supplied from the steam supply tank; and a thermoelectric power generation part which generates power using heat supplied by the exhaust gas which has passed through the heat exchange part.

Description

배기열 회수장치{Apparatus for recovering exhaust heat}[0001] Apparatus for recovering exhaust heat [0002]

본 발명은 엔진 배기가스의 배기열을 회수하여 재활용하는 배기열 회수장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 간편하고 효과적인 구성으로 배기열의 회수율을 높인 배기열 회수장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust heat recovery apparatus for recovering and recycling exhaust heat of an engine exhaust gas, and more particularly, to an exhaust heat recovery apparatus for recovering exhaust heat with a simple and effective configuration.

엔진(Engine)은 열에너지를 역학적 에너지로 전환하여 구동력을 제공하는 기계장치이다. 이 중 특히, 내연기관(Internal Combustion Engine)은 가연성 연료를 연소하여 높은 출력을 얻는 것으로, 중대형 자동차로부터 선박에 이르기까지 다양한 운송수단에 탑재되고 있다. 엔진의 출력이 높을수록 더 많은 양을 연료를 소모하며 그로 인해 고온 고압의 배기가스를 과량 배출하게 된다.An engine is a mechanical device that converts heat energy into mechanical energy to provide driving force. Among them, the Internal Combustion Engine is burning a combustible fuel to obtain a high output, and is mounted on various transportation means ranging from a medium-sized automobile to a ship. The higher the output of the engine, the greater the amount of fuel consumed and thereby the excessive exhaust of high temperature and high pressure exhaust gas.

한편, 배출되는 고온 고압의 배기가스는 다양한 방식으로 재활용이 가능하다. 즉, 배기가스의 배기열과 압력으로 열교환 설비나 터빈 등을 추가적으로 구동하고 이를 통해 버려지는 에너지를 회수하는 것이다. 또한 엔진 배기가스가 그대로 폐기되면 환경에 부정적인 영향을 미칠 수도 있으므로, 환경적, 경제적 이유로 종래 배기가스의 폐 에너지를 회수하기 위한 설비가 제공되었다. 이와 같은 설비를 폐열회수장치(Waste Heat Recovery System) 등으로 부른다. 대한민국 공개특허 제10-2004-0093444호에 이러한 폐열회수장치의 일 례가 개시되어 있다.On the other hand, exhaust gas of high temperature and high pressure to be discharged can be recycled in various ways. That is, the exhaust heat and pressure of the exhaust gas further drive the heat exchange equipment and the turbine, and recover the energy that is thrown away. In addition, since the engine exhaust gas may be negatively affected if it is discarded as it is, there has been provided a facility for recovering the waste energy of the conventional exhaust gas for environmental and economic reasons. Such a facility is called a waste heat recovery system. Korean Patent Publication No. 10-2004-0093444 discloses an example of such a waste heat recovery apparatus.

하지만, 종래의 폐열회수장치는 고온영역의 배기열을 회수하는 데 집중되어 상대적으로 저온영역의 배기열은 적절히 회수하지 못하는 문제가 있다. 예를 들어 초대형 선박에 장착되는 초고출력의 대형 엔진과 같은 경우, 일차적으로 에너지 회수가 끝난 배기가스라 하더라도 상당한 온도로 유지되며 회수 가능한 열량을 가지고 있으나, 이를 회수하기 위한 적절한 기술이 마련되지 않아 그대로 폐기되고 있는 실정이다. However, the conventional waste heat recovery apparatus is concentrated in the recovery of the exhaust heat in the high-temperature region, and there is a problem that the exhaust heat in the relatively low-temperature region can not be properly recovered. For example, in the case of an ultra-high-output large-sized engine mounted on a very large-sized ship, even though the exhaust gas is primarily recovered, the exhaust gas is maintained at a considerable temperature and has a recoverable heat amount. However, It is the fact that it is being abolished.

대한민국 공개특허 제10-2004-0093444호, (2004.11.05)Korean Patent Publication No. 10-2004-0093444, (2004.11.05)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 상기와 같은 문제점을 해결하려는 것으로서, 간편하고 효과적인 구성으로 배기열의 회수율을 높인 배기열 회수장치를 제공하려는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an exhaust heat recovery apparatus in which the recovery rate of exhaust heat is increased with a simple and effective configuration.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급된 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem of the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and another technical problem which is not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명에 의한 배기열 회수장치는, 엔진으로부터 고온 고압의 배기가스를 공급받아 전기를 발생시키는 제1 터빈; 상기 제1 터빈을 통과한 상기 배기가스로부터 열을 공급받아 증기를 발생시키는 열교환부; 상기 열교환부에 제1 열매체유체를 공급하고 상기 증기를 제공받는 증기제공탱크; 상기 증기제공탱크로부터 상기 증기를 공급받아 전기를 발생시키는 제2 터빈; 및 상기 열교환부를 통과한 상기 배기가스로부터 열을 공급받아 전기를 생성하는 열전발전부를 포함한다.The exhaust heat recovery apparatus according to the present invention comprises: a first turbine which receives exhaust gas of high temperature and high pressure from an engine and generates electricity; A heat exchanger for receiving steam from the exhaust gas passing through the first turbine to generate steam; A steam supply tank for supplying the first heat medium fluid to the heat exchange unit and receiving the steam; A second turbine receiving the steam from the steam supply tank to generate electricity; And a thermoelectric generator for generating electricity by receiving heat from the exhaust gas passed through the heat exchanger.

상기 열전발전부는, 상기 배기가스가 접하는 일면에 열전소자가 배열되고 반대면인 타면에 제2 열매체유체가 접하는 열전패널을 포함할 수 있다.The thermoelectric generator may include a thermoelectric panel in which thermoelectric elements are arranged on one surface of the exhaust gas, and the second heat medium fluid is in contact with the other surface of the thermoelectric generator.

상기 열전패널은 상기 타면이 서로 마주보며 배열되고, 상기 열전소자가 배열된 일면에 핀(Fin)이 부착될 수 있다.The thermoelectric panel may be arranged such that the other surfaces thereof face each other, and a fin may be attached to one surface of the thermoelectric element on which the thermoelectric elements are arranged.

상기 제2 열매체유체는 해수와 열교환된 냉각수일 수 있다.The second heat medium fluid may be cooling water heat exchanged with seawater.

상기 제2 열매체유체는 상기 열전패널과 열교환하여 증기로 변환되어 상기 증기제공탱크로 공급될 수 있다.The second heat medium fluid may be heat-exchanged with the thermoelectric panel, converted into steam, and supplied to the steam supply tank.

상기 열전패널은 복수 개로 형성되며 상기 제2 열매체유체가 공급되는 관과 상기 열전패널과 열교환하여 발생된 증기가 배출되는 관 사이에 병렬로 연결될 수 있다.The plurality of thermoelectric panels may be connected in parallel between a tube through which the second heat medium fluid is supplied and a tube through which heat is generated by heat exchange with the thermoelectric panel.

상기 열교환부는 복수 개로 형성되어 서로 병렬로 연결되고, 상기 열전발전부는 복수 개로 형성된 상기 열교환부 사이에 배치될 수 있다.The plurality of heat exchanging units may be connected in parallel to each other, and the thermoelectric generating units may be disposed between the plurality of heat exchanging units.

본 발명에 의한 배기열 회수장치는, 엔진으로부터 고온 고압의 배기가스를 공급받아 전기를 발생시키는 제1 터빈; 제1 열매체유체를 공급받고 상기 제1 터빈을 통과한 상기 배기가스로부터 열을 공급받아 전기와 증기를 생성하는 열전발전부; 상기 열전발전부에 상기 제1 열매체유체를 공급하고 상기 증기를 제공받는 증기제공탱크; 및 상기 증기제공탱크로부터 상기 증기를 공급받아 전기를 발생시키는 제2 터빈을 포함할 수 있다.The exhaust heat recovery apparatus according to the present invention comprises: a first turbine which receives exhaust gas of high temperature and high pressure from an engine and generates electricity; A thermoelectric generator receiving the first heat medium fluid and receiving heat from the exhaust gas passing through the first turbine to generate electricity and steam; A steam supply tank for supplying the first heat medium fluid to the thermoelectric generator and receiving the steam; And a second turbine that receives the steam from the steam supply tank and generates electricity.

상기 열전발전부는, 상기 배기가스가 접하는 일면에 열전소자가 배열되고 반대면인 타면에 상기 제1 열매체유체가 접하며 상기 타면이 서로 마주보며 배열된 열전패널; 및 상기 열전소자가 배열된 일면에 부착된 핀(Fin)을 포함할 수 있다.Wherein the thermoelectric power generating unit includes a thermoelectric panel in which thermoelectric elements are arranged on one surface of the exhaust gas, the other surface of the thermoelectric element is in contact with the first heat medium fluid, And a fin (Fin) attached to one surface of the thermoelectric element.

본 발명에 의한 배기열 회수장치는 간편하고 효과적인 구성으로 종래 회수되지 못하였던 상대적으로 저온영역의 열에너지까지 용이하게 회수할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의한 배기열 회수장치를 이용하여 엔진 배기가스의 배기열 회수율을 큰 폭으로 상승시키고, 종래 버려지던 에너지를 보다 효율적으로 사용할 수 있다.The exhaust heat recovery apparatus according to the present invention can easily recover heat energy in a relatively low temperature region which has not been recovered in a simple and effective configuration. Therefore, the exhaust heat recovery rate of the engine exhaust gas can be greatly increased by using the exhaust heat recovery apparatus according to the present invention, and the energy that was conventionally discarded can be used more efficiently.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 배기열 회수장치의 구성도이다.
도 2는 도 1의 배기열 회수장치의 열교환부, 증기제공탱크, 및 열전발전부의 연결구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 열전발전부 및 열전패널의 상세 사시도이다.
도 4는 도 3의 열전패널의 A-A' 단면도이다.
도 5는 도 1의 배기열 회수장치의 변형례를 도시한 구성도이다.
도 6 및 도 7은 도 5의 배기열 회수장치의 열교환부, 증기제공탱크, 및 열전발전부의 연결구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 배기열 회수장치의 구성도이다.
도 9는 도 8의 배기열 회수장치의 열전발전부 및 증기탱크의 연결구조를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a configuration diagram of an exhaust heat recovery apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view schematically showing a connection structure of a heat exchanger, a steam supply tank, and a thermoelectric generator of the exhaust heat recovery apparatus of FIG. 1;
3 is a detailed perspective view of the thermoelectric generator and thermoelectric panel of FIG.
4 is a cross-sectional view taken along line AA 'of the thermoelectric module shown in FIG.
Fig. 5 is a configuration diagram showing a modification of the exhaust heat recovery apparatus of Fig. 1. Fig.
FIGS. 6 and 7 are views schematically showing the connection structure of the heat exchanger, the steam supply tank, and the thermoelectric generator of the exhaust heat recovery apparatus of FIG.
8 is a configuration diagram of an exhaust heat recovery apparatus according to another embodiment of the present invention.
9 is a view schematically showing a connection structure of a thermoelectric generator and a steam tank of the exhaust heat recovery apparatus of FIG.

본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일구성요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is only defined by the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 배기열 회수장치에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, the exhaust heat recovery apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 7. FIG.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 배기열 회수장치의 구성도이다.1 is a configuration diagram of an exhaust heat recovery apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 배기열 회수장치는 엔진(10)으로부터 고온 고압의 배기가스(A)를 공급받아 전기를 발생시키는 제1 터빈(20), 제1 터빈(20)을 통과한 배기가스(A)로부터 열을 공급받아 증기(B3)를 발생시키는 열교환부(30), 열교환부(30)에 제1 열매체유체(B1)를 공급하고 다시 증기(B3)를 제공받는 증기제공탱크(40), 증기제공탱크(40)로부터 증기(B3)를 공급받아 전기를 발생시키는 제2 터빈(50), 및 열교환부(30)를 통과한 상기 배기가스(A)로부터 열을 공급받아 전기를 생성하는 열전발전부(60)를 포함한다.1, an exhaust heat recovery apparatus according to an embodiment of the present invention includes a first turbine 20 for receiving exhaust gas A of high temperature and high pressure from an engine 10 to generate electricity, a first turbine 20 A heat exchange unit 30 that receives heat from the exhaust gas A that has passed through the heat exchange unit 30 and generates steam B3; a first heat medium fluid B1 that is supplied to the heat exchange unit 30; A second turbine 50 that receives steam B3 from the steam supply tank 40 to generate electricity and a second turbine 50 that generates heat from the exhaust gas A that has passed through the heat- And a thermoelectric power generating unit 60 for generating electricity by being supplied with electricity.

이 때, 열전발전부(60)는 열전효과(Thermo electric effect)를 이용해 전력을 생산하는 것으로서, 구성이 간편할 뿐만 아니라 상대적으로 저온영역에서도 용이하게 작동하는 특징이 있다. 따라서, 제1 터빈(20) 및 열교환부(30)를 통해 일차적으로 배기가스(A)의 에너지를 회수한 후, 다시 열전발전부(60)를 이용하여 제1 터빈(20) 및 열교환부(30)에서 에너지가 회수된 배기가스(A)의 잔여 배기열을 용이하게 회수할 수 있는 것이다. At this time, the thermoelectric power generating unit 60 generates electric power by using a thermo electric effect. The thermoelectric power generating unit 60 is not only simple in configuration, but also easily operates in a relatively low temperature region. Therefore, after the energy of the exhaust gas A is primarily recovered through the first turbine 20 and the heat exchange unit 30, the energy of the exhaust gas A is recovered through the first turbine 20 and the heat exchange unit 30 can easily recover the residual exhaust heat of the exhaust gas A from which energy is recovered.

또한, 이러한 열전발전부(60)는 터빈 등을 사용하지 않고 고온부와 저온부 사이의 온도차에 의해 직접 발전하므로, 배기가스(A)의 유동저항을 큰 폭으로 줄여 배기가스(A)가 좀 더 원활하게 배출되도록 할 수 있다. 이로써, 배기가스(A)의 배기열을 보다 효율적으로 회수하면서도, 설비에 무리가 가지 않도록 구성할 수 있는 것이다. 이하. 도 1 내지 도 2를 참조하여 배기열 회수장치(1)의 전반적인 구성에 대해 설명한 후, 열전발전부(60)에 대해 좀 더 상세히 설명하도록 한다.Since the thermoelectric power generating portion 60 directly generates power by the temperature difference between the high temperature portion and the low temperature portion without using a turbine or the like, the flow resistance of the exhaust gas A is greatly reduced, . Thus, exhaust heat of the exhaust gas (A) can be recovered more efficiently, and the apparatus can be configured so as not to be overloaded. Below. The overall configuration of the exhaust heat recovery apparatus 1 will be described with reference to Figs. 1 and 2. The thermoelectric generator 60 will now be described in more detail.

도 2는 도 1의 배기열 회수장치의 열교환부, 증기제공탱크, 및 열전발전부의 연결구조를 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 2 is a view schematically showing a connection structure of a heat exchanger, a steam supply tank, and a thermoelectric generator of the exhaust heat recovery apparatus of FIG. 1;

제1 터빈(20)은 엔진(10) 운전시 생성되는 고온 고압의 배기가스(A)를 직접 제공받고, 배기가스(A)의 압력으로 회전하여 전력을 생산한다. 제1 터빈(20)은 엔진(10)과 배기구(80) 사이를 연결하는 배기관(도 2의 810 참조) 일 측에 엔진(10)과 인접하게 배치될 수 있으며, 제1 터빈(20)의 축상에 연결되어 제1 터빈(20)의 회전력을 전기에너지로 변환하는 발전기(21)와 연결될 수 있다. 이를 통해 배기가스(A)의 에너지를 회수하고 전력을 용이하게 생산할 수 있다.The first turbine 20 is directly supplied with the exhaust gas A of high temperature and high pressure generated in the operation of the engine 10 and rotates at the pressure of the exhaust gas A to produce electric power. The first turbine 20 may be disposed adjacent to the engine 10 on one side of an exhaust pipe (see 810 in FIG. 2) connecting between the engine 10 and the exhaust port 80, And may be connected to the generator 21 for converting the rotational force of the first turbine 20 into electrical energy. Whereby the energy of the exhaust gas (A) can be recovered and the electric power can be easily produced.

열교환부(30)는 제1 터빈(20)을 통과하여 상대적으로 압력이 저하된 배기가스(A)로부터 열을 공급받아 증기(B3)를 발생시킨다. 발생된 증기(B3)는 증기제공탱크(40)에 수용되었다가 제2 터빈(50)으로 공급된다.The heat exchange unit 30 receives the heat from the exhaust gas A that has passed through the first turbine 20 and has a relatively low pressure, and generates the steam B3. The generated steam B3 is received in the steam supply tank 40 and supplied to the second turbine 50. [

열교환부(30)는 도 2에 도시된 바와 같이 배기가스(A)가 유동하는 배기관(810) 내부에 설치되는 열교환관(310)을 포함하여 형성될 수 있다. 이러한 열교환관(310) 내부로 제1 열매체유체(도 1의 B1참조)가 유입되고 배기가스(A)와의 열교환 과정을 거쳐 증기(B3)로 변환되는 것이다. 이를 통해, 증기제공탱크(40)에 고압의 증기(B3)를 제공할 수 있다.The heat exchange unit 30 may include a heat exchange pipe 310 installed in an exhaust pipe 810 through which the exhaust gas A flows, as shown in FIG. The first heat medium fluid (see B1 in FIG. 1) flows into the heat exchange tube 310 and is converted into the steam B3 through a heat exchange process with the exhaust gas A. By doing so, the high-pressure steam B3 can be supplied to the steam supply tank 40. [

열교환관(310)은 도시된 바와 같이 적어도 한차례 이상 굴절된 서펜타인(Serpentine) 형상으로 형성될 수 있으며, 그 표면에는 복수의 핀(311)이 형성되어 열교환관(310)과 배기가스(A) 사이의 열전달율을 향상시킬 수 있다. 그러나, 이는 예시적인 것일 뿐, 열교환관(310)의 형상이 이로써 한정될 필요는 없다. 즉, 열교환관(310)은 배기가스(A)와 접촉이 용이하고 전열면적이 증가될 수 있는 형상으로 다양하게 변형될 수 있다.A plurality of fins 311 may be formed on the surface of the heat exchange tube 310 to form a heat exchange tube 310 and an exhaust gas A Can be improved. However, this is only an example, and the shape of the heat exchange tube 310 need not be limited thereto. That is, the heat exchange tube 310 can be variously modified into a shape that can be easily contacted with the exhaust gas A and the heat transfer area can be increased.

증기제공탱크(40)는 이러한 열교환부(30)에 제1 열매체유체(B1)를 공급하고 증기(B3)를 제공받는다. 이 때, 증기(B3)는 전술한 바와 같이 제1 열매체유체(B1)가 열교환 과정을 거쳐 증발되어 생성된 것일 수 있으며, 반대로 제1 열매체유체(B1)는 증기가 증기제공탱크(40) 내에 유지되면서 응축되어 형성된 것일 수 있다. 제1 열매체유체(B1)는 유체상태의 다양한 물질로 형성될 수 있으나. 바람직하게는, 증류수나 청수와 같은 순환수가 제1 열매체유체(B1)로 사용될 수 있다. 증기제공탱크(40)는 증기(B3) 및 제1 열매체유체(B1)가 유동 가능한 관로를 제외하고 밀폐된 일종의 압력탱크로 형성될 수 있다. The steam supply tank 40 supplies the first heat medium fluid B1 to the heat exchanging section 30 and is supplied with the steam B3. In this case, the steam B3 may be generated by evaporating the first heat medium fluid B1 through the heat exchange process as described above. On the other hand, the first heat medium fluid B1 may be generated when the steam is supplied into the steam supply tank 40 And may be condensed while being maintained. The first thermal medium fluid B1 may be formed of various materials in a fluid state. Preferably, circulating water such as distilled water or fresh water can be used as the first thermal medium fluid B1. The steam supply tank 40 may be formed as a kind of pressure tank sealed except for the steam B3 and the pipe through which the first heat medium fluid B1 can flow.

제2 터빈(50)은 이와 같이 내부에 고압의 증기(B3)를 수용하고 있는 증기제공탱크(40)로부터 증기(B3)를 공급받고, 증기의 압력으로 회전하여 전력을 생산한다. 따라서, 제2 터빈(50)은 배기관(810)과 연결될 필요가 없으며 증기제공탱크(40)와 인접하게 배치될 수 있다. 제2 터빈(50) 역시 제1 터빈(20)과 마찬가지로 축상에 연결되어 제2 터빈(50)의 회전력을 전기에너지로 변환하는 발전기(51)와 연결될 수 있다. 이를 통해 배기가스(A)의 열에너지를 회수하고 전력을 용이하게 생산할 수 있다.The second turbine 50 receives the steam B3 from the steam supply tank 40 containing the high-pressure steam B3 therein and generates power by rotating with the pressure of the steam. Therefore, the second turbine 50 need not be connected to the exhaust pipe 810 and can be disposed adjacent to the steam supply tank 40. The second turbine 50 may also be connected to the generator 51 which is connected to the shaft and converts the rotational force of the second turbine 50 into electric energy, like the first turbine 20. Whereby heat energy of the exhaust gas (A) can be recovered and electric power can be easily produced.

한편, 열전발전부(60)는 열교환부(30)를 통과한 배기가스(A)로부터 열을 공급받아 전기를 생성한다. 즉, 열전발전부(60)는 제1 터빈(20) 및 열교환부(30)를 통과하면서 에너지가 회수되고, 온도가 저하된 배기가스(A)와 재차 접촉하여 상대적으로 저온영역의 배기열까지 모두 회수하는 것이다. 이를 위해 열전발전부(60)는 도 2에 도시된 바와 같이 배기가스(A)가 유동하는 방향을 따라 열교환관(310)의 후단에 배치될 수 있다.On the other hand, the thermoelectric generator 60 receives electricity from the exhaust gas A that has passed through the heat exchanger 30, and generates electricity. That is, the thermoelectric power generating unit 60 recovers energy while passing through the first turbine 20 and the heat exchanging unit 30, re-contacts the exhaust gas A whose temperature has been lowered, It is to recover. For this purpose, the thermoelectric generator 60 may be arranged at the rear end of the heat exchange tube 310 along the direction in which the exhaust gas A flows as shown in FIG.

열전발전부(60)는 전술한 바와 같이 고온부와 저온부 사이의 온도차에 의해 전력을 생산한다. 따라서, 열전발전부(60)는 배기가스(A)가 접하는 일면에는 열전소자(도 3의 611 참조)가 배열되고 반대면인 타면에는 온도가 낮은 제2 열매체유체(B2)가 접하는 열전패널(610)을 포함하여 형성된다. 이와 같은 열전패널(610)은 하나와 다른 하나가 짝을 이루어 배치될 수 있으며, 열전패널(610)은 도 2에 도시된 바와 같이 복수 개로 형성되어 제2 열매체유체(B2)가 공급되는 주입관(614)과 열전패널(610)과 열교환하여 발생된 증기가 배출되는 배출관(615) 사이에 병렬로 연결될 수 있다. 이에 대해서는 후술하여 좀 더 상세히 설명한다.As described above, the thermoelectric generator 60 produces electric power by the temperature difference between the high temperature portion and the low temperature portion. 3) is arranged on one surface of the thermoelectric power generating unit 60 which is in contact with the exhaust gas A and a thermoelectric conversion element (not shown) 610). 2, the plurality of thermoelectric panels 610 may be formed of a plurality of the thermoelectric panels 610, and the plurality of thermoelectric panels 610 may be formed of a plurality of thermoelectric panels 610, And a discharge pipe 615 through which the steam generated by heat exchange with the thermoelectric panel 610 is discharged. This will be described in more detail below.

한편, 열전패널(610)과 접하는 제2 열매체유체(B2)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 열전발전부(60)의 외부로부터 유입될 수 있다. 이 때, 제2 열매체유체(B2)는 저온으로 유지되는 냉각수로 형성되는 것이 바람직하며, 이러한 냉각수는 예를 들어, 해수(Sea water)와 같은 외부의 저온 열매체와 지속적인 열교환을 통해 용이하게 냉각되는 것일 수 있다. 특히, 배기열 회수장치(1)가 해수 공급이 용이한 선박 내에 설치되는 경우 이러한 구성은 매우 효과적일 수 있다.Meanwhile, the second heat medium fluid B2 in contact with the thermoelectric panel 610 may be introduced from the outside of the thermoelectric generator 60 as shown in FIGS. At this time, it is preferable that the second heat medium fluid B2 is formed of cooling water maintained at a low temperature, and this cooling water is easily cooled through continuous heat exchange with an external low temperature heating medium such as sea water Lt; / RTI > This arrangement can be particularly effective when the exhaust heat recovery apparatus 1 is installed in a vessel which is easily supplied with seawater.

제2 열매체유체(B2)와 해수(C)는 예를 들어, 내부에 서로 다른 유동로가 인접하게 구성된 냉각부(61) 내부를 순환하면서 용이하게 열교환 되도록 형성될 수 있다. 열전발전부(60)와 냉각부(61)는 냉각관(616)을 통해 제2 열매체유체(B2)가 유동 가능하도록 연결되며, 냉각부(61)와 열전발전부(60)의 사이, 및 냉각부(61)와 해수(C)가 유입되는 관로의 사이에는 적어도 하나의 펌프가 설치되어 유체의 순환을 용이하게 유도할 수 있다.The second heat medium fluid B2 and the seawater C can be formed, for example, to easily heat exchange within the cooling section 61 in which the different flow paths are formed adjacent to each other. The thermoelectric power generating unit 60 and the cooling unit 61 are connected to the second heat medium fluid B2 through the cooling pipe 616 so as to flow and between the cooling unit 61 and the thermoelectric generator 60, At least one pump is provided between the cooling unit 61 and the channel through which the seawater C flows, so that circulation of the fluid can be easily induced.

한편, 증기제공탱크(40)는 도 2에 도시된 바와 같이 열교환관(310) 일 측과 연결되는 공급관(410), 및 열교환관(310)의 타 측과 연결되는 회수관(420)을 포함한다. 따라서, 증기제공탱크(40)로부터 제1 열매체유체(B1)가 공급된 후, 열교환관(310)을 통과하면서 증기로 전환되어 다시 증기제공탱크(40)로 용이하게 회수될 수 있다. 증기제공탱크(40)에 수용된 증기(B3)는 별도의 관로를 통해 배출되어 전술한 제2 터빈(50)으로 공급된다.2, the steam supply tank 40 includes a supply pipe 410 connected to one side of the heat exchange pipe 310 and a return pipe 420 connected to the other side of the heat exchange pipe 310 do. Accordingly, after the first heat medium fluid B1 is supplied from the steam supply tank 40, it can be converted into steam while passing through the heat exchange pipe 310, and can be easily recovered to the steam supply tank 40 again. The steam B3 stored in the steam supply tank 40 is discharged through a separate pipe and supplied to the second turbine 50 described above.

이와 같이, 제1 터빈(20)과, 열교환부(30) 및 증기제공탱크(40)와 연결된 제2 터빈(50), 그리고 특히, 열전발전부(60)를 포함하는 구성으로 배기가스(A)의 배기열을 포함하는 폐 에너지를 단계적, 효율적으로 모두 회수할 수 있는 것이다. 에너지 회수과정을 통해 생산된 전력은 각각의 발전기(21, 51) 및 열전발전부(60)와 연결된 전지부(70)에 저장될 수 있으며, 필요시에 전지부(70)로부터 각 사용처로 용이하게 제공 가능하다. In this way, the exhaust gas A (A) is supplied to the first turbine 20, the second turbine 50 connected to the heat exchange unit 30 and the steam supply tank 40, ) Can be recovered stepwise and efficiently. The electric power produced through the energy recovery process can be stored in each of the generators 21 and 51 and the battery unit 70 connected to the thermoelectric generator unit 60 and can be easily transferred from the battery unit 70 to each use place .

이하 열전발전부(60)의 구조에 대해 좀 더 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the structure of the thermoelectric generator 60 will be described in more detail.

도 3은 도 2의 열전발전부 및 열전패널의 상세 사시도이고, 도 4는 도 3의 열전패널의 A-A' 단면도이다.FIG. 3 is a detailed perspective view of the thermoelectric generator and thermoelectric panel of FIG. 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line A-A 'of the thermoelectric panel of FIG.

도 3 및 도 4를 참조하면, 열전발전부(60)는 복수의 열전패널(610)로 이루어진다. 복수의 열전패널(610)은 서로 평행하게 배열되고, 전술한 바와 같이 주입관(614)과 배출관(615) 사이에 병렬로 연결되어 각각의 사이로 배기관(810) 내부의 배기가스가 매우 용이하게 유동하도록 형성된다.Referring to FIGS. 3 and 4, the thermoelectric generator 60 includes a plurality of thermoelectric panels 610. The plurality of thermoelectric panels 610 are arranged in parallel with each other and are connected in parallel between the injection pipe 614 and the exhaust pipe 615 as described above so that the exhaust gas inside the exhaust pipe 810 flows very easily .

열전패널(610)은 접합부(613)를 사이에 두고 서로 짝으로 형성될 수 있다. 즉, 열전패널(610)은 판상의 몸체(610a) 일면에 열전소자(611)가 규칙적으로 배열되고, 이와 같이 열전소자(611)가 배열된 일면에 전열면적을 증가시키기 위해 핀(Fin)이 부착되되, 몸체(610a)의 타면은 접합부(613)를 사이에 두고 서로 마주보며 배열되는 것이다. 이를 통해 열전소자(611)가 배기가스와 접촉하는 접촉면의 면적을 충분히 확보할 수 있다. 열전소자(611)가 배열된 열전패널(610)의 일면은 상기 몸체(610a)의 일면과 동일한 것일 수 있으며, 반대면인 타면은 상기 몸체(610a)의 타면과 동일한 것일 수 있다.The thermoelectric panels 610 may be formed to be paired with each other with the joining portion 613 interposed therebetween. That is, the thermoelectric elements 611 are regularly arranged on one surface of the plate-shaped body 610a, and a fin Fin is provided on one surface of the thermoelectric elements 611 in order to increase the heat transfer area. And the other surfaces of the body 610a are arranged facing each other with the joint portion 613 therebetween. The area of the contact surface where the thermoelectric element 611 contacts the exhaust gas can be sufficiently secured. One surface of the thermoelectric panel 610 having the thermoelectric elements 611 arranged therein may be the same as one surface of the body 610a and the other surface thereof may be the same as the other surface of the body 610a.

접합부(613)는 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 내부에 하나 이상의 순환로(613a, 613b)가 형성된 얇은 판상으로 형성될 수 있다. 이와 같이 내부에 순환로(613a, 613b)를 포함하는 접합부(613) 내로 저온의 제2 열매체유체가 유입되어, 순환함으로써, 접합부(613)와 접하는 열전패널(610)의 타면은 저온으로 유지된다. 반면, 열전소자(611)가 배열된 열전패널(610)의 일면은 배기관(810) 내부로 노출되어 고온으로 유지된다. The joining portion 613 may be formed in a thin plate shape having at least one circulation path 613a, 613b formed therein, for example, as shown in Fig. The second heat medium fluid having a low temperature flows into the joint portion 613 including the circulation passages 613a and 613b and circulates inside the joint portion 613 as described above so that the other surface of the thermoelectric panel 610 in contact with the joint portion 613 is maintained at a low temperature. On the other hand, one side of the thermoelectric panel 610 on which the thermoelectric elements 611 are arranged is exposed to the inside of the exhaust pipe 810 and maintained at a high temperature.

이와 같이, 열전패널(610)의 일면 및 타면이 서로 다른 온도로 유지되면 열전소자(611)로부터 전력이 생성된다. 열전소자(611)는 예를 들어, 서로 접합된 이종(異種)의 금속이나 반도체소자로 구성된 것일 수 있으며, 이와 같이 서로 접합된 이종의 금속이나 반도체소자 사이에 온도차를 형성하여 기전력을 얻는 제백효과(Seebeck effect)를 이용하여 전력을 생산하는 것일 수 있다. As described above, when one surface and the other surface of the thermoelectric panel 610 are maintained at different temperatures, electric power is generated from the thermoelectric element 611. The thermoelectric element 611 may be made of, for example, a metal or a semiconductor element which is bonded to each other. The thermoelectric element 611 may be formed of a different kind of metal or semiconductor element, (Seebeck effect).

따라서, 열전발전부(60)는 터빈과 같은 동력장치나 발전기 없이도 배기가스와제2 열매체유체 사이의 온도차에 의해 직접 전력을 생산할 수 있는 것이다. 뿐만 아니라, 도시된 바와 같이 간단한 구조로 유지보수가 용이하며, 배기관(810) 내부에 용이하게 배치가 가능하다. 이로써, 열전발전부(60)를 이용하여 종전에 회수되지 못하였던 상대적으로 저온 영역의 배기열을 효과적으로 회수할 수 있다.Accordingly, the thermoelectric generator 60 can directly generate electric power by the temperature difference between the exhaust gas and the second heat medium fluid without a power device such as a turbine or a generator. In addition, as shown in the drawing, it is easy to maintain and maintain the exhaust pipe 810 with a simple structure. As a result, it is possible to effectively recover the exhaust heat in the relatively low temperature region which has not been previously recovered by using the thermoelectric generator 60.

열전패널(610)의 일면은 핀(311)을 통해 좀 더 많은 양의 배기열을 회수할 수 있으며, 이에 따라 열전패널(610)의 타면과 접하는 제2 열매체유체의 온도가 상승할 수 있다. 이 때 온도가 상승한 제2 열매체유체는 접합부(613) 외부로 배출되고, 다시 새로운 제2 열매체유체가 접합부(613) 내로 유입된다. 따라서, 열전패널(610)의 타면은 열전소자(611)가 부착된 일면에 비해 상대적으로 낮은 온도를 지속적으로 유지할 수 있다.One side of the thermoelectric panel 610 can collect a larger amount of exhaust heat through the pin 311, so that the temperature of the second heat medium fluid contacting the other surface of the thermoelectric panel 610 can be raised. At this time, the second heat medium fluid whose temperature has risen is discharged to the outside of the joint portion 613, and the new second heat medium fluid again flows into the joint portion 613. Therefore, the other surface of the thermoelectric panel 610 can maintain a relatively low temperature relative to one surface to which the thermoelectric element 611 is attached.

그러나, 열전패널(610)의 일면에 반드시 핀(311)이 부착되어야만 하는 것은 아니다. 핀(311) 대신에 또 다른 전열요소가 부착될 수 있으며, 이러한 전열요소는 예를 들어, 넓이가 넓은 판형상의 금속이나 다공성의 금속재 또는 이와 다른 정형화되지 않은 형상으로 형성될 수 있다.However, the fin 311 is not necessarily attached to one surface of the thermoelectric panel 610. Instead of the pin 311, another heating element can be attached, which can be formed, for example, in the form of a wide plate-like metal, a porous metal, or other unformed shape.

이와 같이 형성되는 열전패널(610)을 이용하여 열전발전부(60)가 전술한 바와 같이 배기가스 배기열을 용이하게 회수할 수 있다.With the thermoelectric panel 610 thus formed, the thermoelectric generator 60 can easily recover the exhaust gas exhaust heat as described above.

한편, 배기열 회수장치(1)는 도 5에 도시된 바와 같이 또 다른 형태로 변형될 수 있다. 이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여 이에 대해 상세히 설명한다.On the other hand, the exhaust heat recovery apparatus 1 may be modified into another form as shown in Fig. Hereinafter, this will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 7. FIG.

도 5는 도 1의 배기열 회수장치의 변형례를 도시한 구성도이고, 도 6 및 도 7은 도 5의 배기열 회수장치의 열교환부, 증기제공탱크, 및 열전발전부의 연결구조를 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 5 is a configuration diagram showing a modification of the exhaust heat recovery apparatus of FIG. 1, and FIGS. 6 and 7 schematically show a connection structure of a heat exchanger, a steam supply tank, and a thermoelectric generator of the exhaust heat recovery apparatus of FIG. FIG.

우선, 도 5를 참조하면, 배기열 회수장치(1)는 열전발전부(60)가 전술한 냉각부(도 1의 61 참조) 대신 증기제공탱크(40)와 직접 연결될 수도 있다. 이와 같은 경우, 제2 열매체유체(B2)가 제1 열매체유체(B1)와 함께 증기제공탱크(40)로 유입되고, 제2 터빈(50)으로 제공될 수 있다. 즉, 제1 열매체유체(B1) 및 제2 열매체유체(B2)가 증기제공탱크(40)를 경유하는 제2 터빈(50) 구동과정에 모두 참여하는 것이다. 이러한 경우 제1 열매체유체(B1) 및 제2 열매체유체(B2)는 예를 들어, 증류수나 여과설비를 거친 청수 등으로 서로 동일하게 이루어질 수 있다.5, the exhaust heat recovery apparatus 1 may be such that the thermoelectric generator 60 is directly connected to the steam supply tank 40 instead of the cooling unit (see 61 in FIG. 1) described above. In such a case, the second thermal medium fluid B2 may flow into the steam-supplying tank 40 together with the first thermal medium fluid B1 and be supplied to the second turbine 50. [ That is, the first thermal medium fluid B1 and the second thermal medium fluid B2 participate in the driving process of the second turbine 50 via the steam supply tank 40. [ In this case, the first thermal medium fluid B1 and the second thermal medium fluid B2 may be made equal to each other by, for example, purified water passed through distilled water or filtration equipment.

이 때, 제2 열매체유체(B2)는 전술한 바와 같이 열전패널(610)과 접촉하는 과정을 통해 열교환하여 증기로 변환된 후, 증기제공탱크(40)로 직접 제공될 수 있다. 이로써, 열교환부(30) 및 열전발전부(60)를 실질적으로 통합하여 운영하는 것이 가능하며, 이를 통해 배기열 회수장치(1)의 구성을 간소화하고 장치를 더욱 효율적으로 운영할 수 있다.At this time, the second heat medium fluid B2 can be directly supplied to the steam supply tank 40 after being heat-exchanged and converted into steam through the process of contacting the thermoelectric panel 610 as described above. Thus, the heat exchanger 30 and the thermoelectric generator 60 can be substantially integrated and operated, thereby simplifying the structure of the exhaust heat recovery device 1 and operating the device more efficiently.

이에 따라, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 열교환부(30)와 열전발전부(60) 사이의 배치상태가 변화될 수 있다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 열교환부(30)와 열전발전부(60)를 배기관(810) 내에 서로 인접한 하나의 설비로 통합하여 구성할 수도 있으며, 도 7에 도시된 바와 같이, 열교환부(30)를 복수 개로 구성하고, 열전발전부(60)를 복수 개로 구성된 열교환부(30) 사이에 배치할 수도 있는 것이다. 이와 같이 구성되는 경우 배기관(810) 내부의 공간 활용성이 극대화 될 뿐만 아니라, 장치 전체의 소형화를 도모하는 데 매우 유리하다.6 and 7, the arrangement state between the heat exchanging unit 30 and the thermoelectric generator 60 can be changed. 6, the heat exchanging unit 30 and the thermoelectric generating unit 60 may be integrated into one facility adjacent to each other in the exhaust pipe 810. As shown in FIG. 7, It is also possible to arrange a plurality of the heat exchanging portions 30 between the heat exchanging portions 30 composed of a plurality of thermoelectric generating portions 60. [ In such a configuration, space utilization in the exhaust pipe 810 is maximized, and it is very advantageous to miniaturize the entire device.

이러한 각각의 경우에 있어서, 증기제공탱크(40)의 공급관(410) 및 회수관(420)은 각각 하나 이상으로 분기되어 각각 주입관(614), 배출관(615), 및 열교환관(310)과 연결될 수 있으며, 이를 통해 도 7에 도시된 바와 같이 서로 다른 열교환부(30)를 서로 병렬로 연결할 수 있다.In each of these cases, the supply pipe 410 and the return pipe 420 of the steam supply tank 40 are branched into one or more respective ones and connected to the injection pipe 614, the discharge pipe 615, and the heat exchange pipe 310 So that the different heat exchange units 30 can be connected to each other in parallel as shown in FIG.

이하, 도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 의한 배기열 회수장치(1-1)에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the exhaust heat recovery apparatus 1-1 according to another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to Figs. 8 and 9. Fig.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 배기열 회수장치의 구성도이고, 도 9는 도 8의 배기열 회수장치의 열전발전부 및 증기탱크의 연결구조를 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 8 is a schematic view of an exhaust heat recovery apparatus according to another embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a schematic view illustrating a connection structure of a thermoelectric generator and a steam tank of the exhaust heat recovery apparatus of FIG.

본 발명의 다른 실시예에 의한 배기열 회수장치(1)는 도 8에 도시된 바와같이, 엔진(10)으로부터 고온 고압의 배기가스(A)를 공급받아 전기를 발생시키는 제1 터빈(20), 제1 열매체유체(B1)를 공급받고 상기 제1 터빈(20)을 통과한 배기가스(A)로부터 열을 공급받아 전기와 증기(B3)를 생성하는 열전발전부(60), 열전발전부(60)에 제1 열매체유체(B1)를 공급하고 증기(B3)를 제공받는 증기제공탱크(40), 및 증기제공탱크(40)로부터 증기(B3)를 공급받아 전기를 발생시키는 제2 터빈(50)을 포함한다.8, the exhaust heat recovery apparatus 1 according to another embodiment of the present invention includes a first turbine 20 for receiving exhaust gas A of high temperature and high pressure from an engine 10 and generating electricity, A thermoelectric generator 60 that receives the first thermal fluid B1 and receives heat from the exhaust gas A that has passed through the first turbine 20 to generate electricity and the steam B3, A steam supply tank 40 for supplying the first thermal fluid B1 to the steam turbine 60 and supplying the steam B3 and a second turbine 40 for generating electricity by receiving the steam B3 from the steam supply tank 40, 50).

즉, 본 발명의 다른 실시예에 의한 배기열 회수장치(1)는 열전발전부(60)가 전술한 열교환부(도 1 및 도 5의 30 참조)를 대체하는 것으로서, 열전발전부(60)의 열전패널(도 9의 610 참조)에 제1 열매체유체(B1)를 지속적으로 접하게 하여 열전패널(610)의 타면을 저온으로 유지하는 동시에, 열전패널(610)과 접촉하면서 열교환되어 증기(B3)로 전환된 제1 열매체유체(B1)를 직접 증기제공탱크(40)로 제공하는 것이다.That is, in the exhaust heat recovery apparatus 1 according to another embodiment of the present invention, the thermoelectric generator 60 replaces the heat exchanger (refer to 30 in FIG. 1 and FIG. 5) The first heat medium fluid B1 is continuously brought into contact with the thermoelectric panel 610 to maintain the other surface of the thermoelectric panel 610 at a low temperature and heat exchange with the heat transfer panel 610 in contact with the thermoelectric panel 610, To the steam supply tank 40 directly to the first heat medium fluid B1.

따라서, 열전발전부(60)로 전기와 증기를 동시에 생성하는 복합적이고 효율적인 에너지 회수과정을 진행할 수 있으며, 이로써 더욱 효율적으로 배기가스(A)의 배기열을 회수할 수 있는 것이다. 이 때, 제1 열매체유체(B1)는 증기제공탱크(40)와 열전발전부(60) 사이를 순환하는 열매체유체로서 예를 들어, 전술한 증류수, 여과설비를 거친 청수 등이 사용될 수 있다.Accordingly, the thermoelectric power generating unit 60 can perform a complex and efficient energy recovery process that simultaneously generates electricity and steam, thereby enabling the exhaust heat of the exhaust gas A to be recovered more efficiently. In this case, the first thermal medium fluid B1 may be used as the heat medium fluid circulating between the steam supply tank 40 and the thermoelectric power generating unit 60, for example, the distilled water mentioned above, clean water passed through the filtration equipment, and the like.

이와 같은 경우, 열전발전부(60)는 도 9에 도시된 바와 같이 배기관(810) 내에 다단으로 설치될 수 있다. 즉, 복수의 열전패널(610) 들을 서로 병렬로 연결하되, 이를 배기가스(A)의 유동방향을 따라 순차적으로 배치하여 배기가스(A)와의 접촉률을 높이고 에너지 회수율을 상승시킬 수 있는 것이다. 이와 같이 하여 더욱 간편하고 효율적으로 배기가스(A)의 배기열을 회수할 수 있다.In such a case, the thermoelectric generator 60 may be installed in multiple stages in the exhaust pipe 810 as shown in FIG. That is, the plurality of thermoelectric panels 610 are connected in parallel to each other, and they are sequentially disposed along the flow direction of the exhaust gas A, thereby increasing the contact rate with the exhaust gas A and raising the energy recovery rate. In this manner, the exhaust heat of the exhaust gas A can be recovered more simply and efficiently.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서도 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You can understand that you can. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

1: 배기열 회수장치 10: 엔진
20: 제1 터빈 21, 51: 발전기
30: 열교환부 40: 증기제공탱크
50: 제2 터빈 60: 열전발전부
61: 냉각부 70: 전지부
80: 배기구 310: 열교환관
311, 612: 핀(Fin) 410: 공급관
420: 회수관 610: 열전패널
610a: 몸체 611: 열전소자
613: 접합부 613a, 613b: 순환로
614: 주입관 615: 배출관
616: 냉각관 810: 배기관
A: 배기가스 B1, B2: 열매체유체
B3: 증기 C: 해수1: exhaust heat recovery apparatus 10: engine
20: first turbine 21, 51: generator
30: heat exchanger 40: steam supply tank
50: second turbine 60: thermoelectric generator
61: cooling section 70:
80: exhaust port 310: heat exchanger tube
311, 612: Fin (Fin) 410: Feed pipe
420: recovery pipe 610: thermoelectric panel
610a: body 611: thermoelectric element
613: joining portions 613a, 613b:
614: injection tube 615: discharge tube
616: cooling pipe 810: exhaust pipe
A: Exhaust gas B1, B2: Heat medium fluid
B3: Steam C: Seawater

Claims (9)

엔진으로부터 고온 고압의 배기가스를 공급받아 전기를 발생시키는 제1 터빈;
상기 제1 터빈을 통과한 상기 배기가스로부터 열을 공급받아 증기를 발생시키는 열교환부;
상기 열교환부에 제1 열매체유체를 공급하고 상기 증기를 제공받는 증기제공탱크;
상기 증기제공탱크로부터 상기 증기를 공급받아 전기를 발생시키는 제2 터빈; 및
상기 열교환부를 통과한 상기 배기가스로부터 열을 공급받아 전기를 생성하는 열전발전부를 포함하고,
상기 열전발전부는, 상기 배기가스가 접하는 일면에 열전소자가 배열되고 반대면인 타면에 제2 열매체유체가 접하는 열전패널을 포함하며,
상기 제2 열매체유체는 상기 열전패널과 열교환하여 증기로 변환되어 상기 증기제공탱크로 공급되는 배기열 회수장치.A first turbine which receives exhaust gas of high temperature and high pressure from an engine and generates electricity;
A heat exchanger for receiving steam from the exhaust gas passing through the first turbine to generate steam;
A steam supply tank for supplying the first heat medium fluid to the heat exchange unit and receiving the steam;
A second turbine receiving the steam from the steam supply tank to generate electricity; And
And a thermoelectric generator for generating electricity by receiving heat from the exhaust gas that has passed through the heat exchanger,
Wherein the thermoelectric power generating unit includes a thermoelectric module in which thermoelectric elements are arranged on one surface of the exhaust gas and thermoelectric panels on the opposite surface are in contact with the second heat medium fluid,
And the second heat medium fluid is heat-exchanged with the thermoelectric panel, converted into steam, and supplied to the steam supply tank. 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 열전패널은 상기 타면이 서로 마주보며 배열되고, 상기 열전소자가 배열된 일면에 핀(Fin)이 부착되는 배기열 회수장치.The exhaust heat recovery apparatus according to claim 1, wherein the thermoelectric panel is arranged such that the other surfaces thereof face each other, and a fin is attached to one surface of the thermoelectric elements. 제 1항에 있어서, 상기 제2 열매체유체는 해수와 열교환된 냉각수인 배기열 회수장치.The exhaust heat recovery apparatus according to claim 1, wherein the second heat medium fluid is cooling water heat-exchanged with seawater. 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 열전패널은 복수 개로 형성되며 상기 제2 열매체유체가 공급되는 관과 상기 열전패널과 열교환하여 발생된 증기가 배출되는 관 사이에 병렬로 연결되는 배기열 회수장치.The exhaust heat recovery apparatus of claim 1, wherein the plurality of thermoelectric panels are connected in parallel between a tube to which the second heat medium fluid is supplied and a tube to which steam generated by heat exchange with the thermoelectric panel is discharged. 제 1항에 있어서, 상기 열교환부는 복수 개로 형성되어 서로 병렬로 연결되고, 상기 열전발전부는 복수 개로 형성된 상기 열교환부 사이에 배치되는 배기열 회수장치.The exhaust heat recovery apparatus according to claim 1, wherein the heat exchange units are formed in a plurality of units and are connected to each other in parallel, and the thermoelectric generators are disposed between the heat exchange units. 삭제delete 삭제delete
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