KR101579541B1

KR101579541B1 - Potable power generator using thermoelectric effect

Info

Publication number: KR101579541B1
Application number: KR1020150061516A
Authority: KR
Inventors: 김창우
Original assignee: 광성주식회사; 김창우
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2015-04-30
Publication date: 2015-12-22

Abstract

열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치는, 하부방향으로 돌출된 흡열 돌기를 통해 하부의 열에너지원으로부터 열에너지를 흡수하는 집열판과, 집열판의 측면을 모두 감싸며 내부로 확장된 영역이 상기 집열판의 상부와 결합되는 집열 케이스와, 내부영역에 개구영역이 형성되며 집열 케이스의 상부에 배치되어 외곽영역이 집열 케이스에 결합되는 결합판과, 결합판 상부에 결합되며 상부방향으로 돌출된 방열 돌기가 형성됨으로써 하부로부터 전달된 열에너지를 방출하는 방열판과, 결합판의 개구영역에 배치되며, 핫 플레이트가 집열판과 밀착되고 쿨 플레이트가 방열판과 밀착되어 온도 차이로 인한 열기전력을 발생시키는 열전모듈부와, 방열판의 측면을 모두 감싸며 내부로 확장된 영역이 결합판의 상부와 결합되는 제1 방열 케이스와, 내부영역에 개구영역이 형성되며 제1 방열 케이스의 상부에 삽입되어 외측면이 제1 방열 케이스의 내측면과 결합되는 상부 결합판과, 바닥면에 개구영역이 형성되며 제1 방열 케이스의 상부에 배치되어 상부 결합판에 결합되는 제2 방열 케이스와, 제2 방열 케이스 내부에 배치되며, 제2 방열 케이스의 개구영역으로 상부의 공기를 공급하는 공냉식 냉각부를 포함한다.A portable power generating apparatus using thermoelectric conversion includes a heat collecting plate for absorbing heat energy from a lower heat energy source through a heat absorbing projection projecting in a downward direction and a heat collecting plate for covering both side surfaces of the heat collecting plate and being connected to an upper portion of the heat collecting plate A coupling plate disposed on the upper portion of the heat collecting case and having an outer area coupled to the heat collecting case, and a heat dissipating protrusion protruded upward, A thermoelectric module part disposed in the opening area of the coupling plate and closely contacting the heat collecting plate and closely contacting the heat plate to generate a thermoelectric power due to a temperature difference; A first heat dissipation case which surrounds the upper surface of the coupling plate, An upper coupling plate inserted into an upper portion of the first heat radiation case and having an outer side surface coupled with an inner side surface of the first heat radiation case, an opening region formed on the bottom surface, A second heat dissipation case coupled to the upper coupling plate and an air cooling type cooling unit disposed inside the second heat dissipation case and supplying the upper air to the opening area of the second heat dissipation case.

Description

[0001] The present invention relates to a portable power generator using a thermoelectric phenomenon,

본 발명은 휴대용 전력 발생장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 열전현상을 이용하여 안정적인 출력전압을 생성할 수 있는 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a portable power generator, and more particularly, to a portable power generator using thermoelectric conversion capable of generating a stable output voltage using thermoelectric conversion.

열전소자는 열에너지를 전기에너지로, 전기에너지를 열에너지로 직접 변환하는데, 사용되는 소자로서 에너지 절감이라는 시대적 요구에 가장 잘 부응하는 소재이다.The thermoelectric element directly converts thermal energy into electrical energy and electrical energy into thermal energy, which is the most suitable material to meet the demand for energy saving as a device to be used.

현재 이러한 열전소자의 열전현상 즉, 제벡효과를 이용하여 열에너지를 전기에너지로 변환하는 장치가 제조되고 있다. 즉, 열전소자의 핫 플레이트(Hot plate)와 쿨 플레이트(Cool plate)의 온도차로 인해 발생하는 열기전력을 이용하여 전자제품 등을 동작할 수 있는 전력 발생기가 제조되고 있다.At present, a device for converting heat energy into electric energy is being manufactured by utilizing the thermoelectric effect of the thermoelectric element, i.e., the Seebeck effect. That is, a power generator capable of operating an electronic product or the like is manufactured using the thermal power generated due to the temperature difference between the hot plate and the cool plate of the thermoelectric element.

하지만, 열전소자는 고온에 오랫동안 노출될 경우, 소자가 파괴되므로 온도 조절이 필요하다. 즉, 열전소자의 핫 플레이트(Hot plate)와 쿨 플레이트(Cool plate)의 온도 차이가 클수록 더 높은 전압레벨의 열기전력이 발생되나, 열전소자가 견딜 수 있는 온도범위 내로 온도상승을 제한하는 냉각장치가 필요하다.
However, when a thermoelectric device is exposed to a high temperature for a long time, it is necessary to adjust the temperature because the device is destroyed. That is, as the temperature difference between the hot plate and the cool plate of the thermoelectric element becomes larger, a thermoelectric device generates a thermoelectric power at a higher voltage level, but a cooling device .

종래의 냉각방식은 핫 플레이트(Hot plate)와 쿨 플레이트(Cool plate)의 온도 차이를 크게 하기 위한 것이며, 열전소자의 파괴를 제어하기 위한 냉각방식이 아니다. 즉, 종래의 전력 발생기는 전압발생 효율만을 위해 설계된 것이며 열전소자의 파괴를 방지하기 위한 기술은 적용되지 않았다.The conventional cooling method is to increase the temperature difference between the hot plate and the cool plate, and is not a cooling method for controlling the destruction of the thermoelectric element. That is, the conventional power generator is designed only for the voltage generation efficiency, and the technique for preventing the destruction of the thermoelectric element is not applied.

또한, 종래에는 자동차 등과 같이 대형기기에 대량의 열전소자가 배치되어 전력을 생산하는 방식이다. 따라서 소형화 될 경우 전압발생 효율이 감소하거나 열에너지원의 불규칙적이면서도 과도한 온도상승에 의해 열전소자가 파괴되는 문제가 발생하고 있다.
In addition, conventionally, a large amount of thermoelectric elements are arranged in a large apparatus such as an automobile to produce electric power. Therefore, when the device is downsized, there is a problem that the voltage generation efficiency is reduced or the thermoelectric element is destroyed due to irregular and excessive temperature rise of the heat energy source.

본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 핫 플레이트(Hot plate)와 쿨 플레이트(Cool plate)의 온도 차이를 크게 하여 전압발생 효율을 증가시키면서도, 열전모듈부를 보호할 수 있는 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치를 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a thermoelectric module that can increase the voltage generation efficiency by increasing the temperature difference between a hot plate and a cool plate, A portable power generating device using the phenomenon is provided.

또한, 냉각효율이 좋으면서도 용이하게 결합할 수 있는 구조를 갖는 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치를 제공한다.
The present invention also provides a portable power generating apparatus using a thermoelectric effect having a structure that can easily be coupled with good cooling efficiency.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 하부방향으로 돌출된 흡열 돌기를 통해 하부의 열에너지원으로부터 열에너지를 흡수하는 집열판; 상기 집열판의 측면을 모두 감싸며 내부로 확장된 영역이 상기 집열판의 상부와 결합되는 집열 케이스; 내부영역에 개구영역이 형성되며 상기 집열 케이스의 상부에 배치되어 외곽영역이 상기 집열 케이스에 결합되는 결합판; 상기 결합판 상부에 결합되며 상부방향으로 돌출된 방열 돌기가 형성됨으로써 하부로부터 전달된 열에너지를 방출하는 방열판; 상기 결합판의 개구영역에 배치되며, 핫 플레이트가 상기 집열판과 밀착되고 쿨 플레이트가 상기 방열판과 밀착되어 온도 차이로 인한 열기전력을 발생시키는 열전모듈부; 상기 방열판의 측면을 모두 감싸며 내부로 확장된 영역이 상기 결합판의 상부와 결합되는 제1 방열 케이스; 내부영역에 개구영역이 형성되며 상기 제1 방열 케이스의 상부에 삽입되어 외측면이 상기 제1 방열 케이스의 내측면과 결합되는 상부 결합판; 바닥면에 개구영역이 형성되며 상기 제1 방열 케이스의 상부에 배치되어 상기 상부 결합판에 결합되는 제2 방열 케이스; 및 상기 제2 방열 케이스 내부에 배치되며, 상기 제2 방열 케이스의 개구영역으로 상부의 공기를 공급하는 공냉식 냉각부;를 포함하는 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치가 제공된다.
According to an embodiment of the present invention, a heat collecting plate for absorbing heat energy from a lower heat energy source through a heat absorbing protrusion protruding downward; A heat collecting case which surrounds all sides of the heat collecting plate and is coupled to an upper portion of the heat collecting plate, A coupling plate having an opening region formed in an inner region thereof and disposed on an upper portion of the heat collecting case, the outer region being coupled to the heat collecting case; A heat dissipating plate coupled to an upper portion of the coupling plate and having a heat dissipating protrusion protruded upward to emit thermal energy transmitted from the lower portion; A thermoelectric module disposed in an opening area of the coupling plate, the hot plate being in close contact with the heat collecting plate and the cool plate being in close contact with the heat radiating plate to generate thermoelectric power due to a temperature difference; A first heat dissipation case that surrounds all sides of the heat dissipation plate and is coupled to an upper portion of the coupling plate, An upper coupling plate having an opening area formed in an inner region thereof and inserted into an upper portion of the first heat radiation case, the outer side surface of which is coupled with the inner side surface of the first heat radiation case; A second heat dissipation case formed on an upper surface of the first heat dissipation case and having an opening area formed on a bottom surface thereof and coupled to the upper coupling plate; And an air cooling type cooling unit disposed inside the second heat radiation case and supplying air to an upper portion of the opening area of the second heat radiation case.

또한, 상기 제2 방열 케이스의 상부에 결합되며 손잡이가 부착되는 상부 케이스; 및 상기 제2 방열 케이스 내부에 배치되며, 상기 열전모듈부에서 생성된 전압을 설정된 전압레벨을 갖는 출력전압으로 변경하는 변압회로를 수용하는 회로기판 케이스;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.An upper case coupled to an upper portion of the second heat radiation case and having a handle attached thereto; And a circuit board case disposed in the second heat radiation case and accommodating a transformer circuit for changing the voltage generated by the thermoelectric module unit to an output voltage having a predetermined voltage level.

또한, 상기 상부 케이스는, 테두리를 따라 결합 돌출부가 형성되고 상기 결합 돌출부가 상기 제2 방열 케이스에 삽입되어 결합되는 것을 특징으로 한다.Further, the upper case may have an engaging protrusion formed along the rim, and the engaging protrusion may be inserted into the second heat-radiating case.

또한, 상기 집열판 상면의 각 모서리에는 외측 관통홀이 형성되고, 상기 집열판 상면에는 일정한 간격으로 복수의 내측 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 집열 케이스의 내부로 확장된 영역의 각 모서리에는 외측 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 결합판의 각 모서리에는 외측 관통홀이 형성되고, 상기 결합판의 개구영역과 이웃하게 복수의 내측 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 방열판에는 일정한 간격으로 복수의 내측 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 제1 방열 케이스의 내부로 확장된 영역의 각 모서리에는 외측 관통홀이 형성되고, 상기 제1 방열 케이스의 측면에는 상기 상부 결합판과 결합하기 위한 복수의 내부 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 제2 방열 케이스의 바닥면의 각 모서리에는 외측 관통홀이 형성되고, 상기 제2 방열 케이스의 바닥면에는 상기 상부 결합판과 결합하기 위한 복수의 내부 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, an outer through hole may be formed at each corner of the upper surface of the heat collecting plate, and a plurality of inner through holes may be formed at a predetermined interval on the upper surface of the heat collecting plate. Wherein a plurality of inner through holes are formed adjacent to an opening region of the coupling plate, and the heat sink is provided with a plurality of through holes, Wherein an outer through hole is formed at each corner of an area extended to the inside of the first heat radiation case, and a side surface of the first heat radiation case is formed with a plurality of through holes, Wherein a plurality of internal through holes are formed in the bottom surface of the second heat dissipation case, It is characterized in that the outer through holes are formed and, wherein the plurality of the internal through hole has for coupling with the upper coupling plate the bottom surface of the heat dissipation case 2 is formed.

또한, 상기 집열판, 상기 집열 케이스, 상기 결합판, 상기 제1 및 제2 방열 케이스에 각각 형성된 복수의 외측 관통홀을 통과하는 복수의 외측 고정부재; 및 상기 집열판, 상기 집열 케이스, 상기 결합판 및 상기 방열판에 각각 형성된 복수의 내측 관통홀을 통과하는 복수의 내측 고정부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.A plurality of outer fixing members passing through the plurality of outer through holes respectively formed in the heat collecting plate, the heat collecting case, the coupling plate, and the first and second heat radiating cases; And a plurality of inner fixing members passing through the plurality of inner through holes formed in the heat collecting plate, the heat collecting case, the coupling plate, and the heat radiating plate, respectively.

또한, 상기 제1 방열 케이스 각각의 측면은, 사각형 형태의 통풍영역이 형성되며, 타원형의 통풍용 메쉬가 형성된 제1 측면 통풍판이 상기 제1 방열 케이스의 통풍영역에 끼움 결합되는 것을 특징으로 한다.Each of the side surfaces of each of the first heat dissipation cases has a rectangular ventilation area and a first side ventilation plate having an elliptic ventilation mesh is fitted to the ventilation area of the first heat dissipation case.

또한, 상기 제1 측면 통풍판은, 테두리를 따라 결합 돌출부가 형성되고 상기 결합 돌출부가 상기 제1 방열 케이스의 통풍영역에 끼움 결합되는 것을 특징으로 한다.The first side ventilation plate may have an engaging protrusion formed along a rim and the engaging protrusion may be engaged with a ventilation area of the first radiating case.

또한, 상기 제2 방열 케이스 각각의 측면은, 사각형 형태의 통풍영역이 형성되며, 타원형의 통풍용 메쉬가 형성된 제2 측면 통풍판이 상기 제2 방열 케이스의 통풍영역에 끼움 결합되는 것을 특징으로 한다.Each of the side surfaces of each of the second heat radiation cases is formed with a rectangular ventilation area and the second side ventilation plate having an elliptic ventilation mesh is fitted into the ventilation area of the second heat radiation case.

또한, 상기 제2 측면 통풍판은, 테두리를 따라 결합 돌출부가 형성되고 상기 결합 돌출부가 상기 제2 방열 케이스의 통풍영역에 끼움 결합되는 것을 특징으로 한다.The second side ventilation plate may have an engaging protrusion formed along a rim and the engaging protrusion may be fitted into a ventilation area of the second radiating case.

또한, 상기 공냉식 냉각부는, 상기 제2 방열 케이스의 제2 측면 통풍판을 통해 외부 공기를 흡입하고, 상기 제1 방열 케이스의 제1 측면 통풍판을 통해 내부 공기를 방출하는 것을 특징으로 한다.
The air cooling type cooling unit sucks outside air through the second side ventilation plate of the second heat radiation case and discharges the internal air through the first side ventilation plate of the first heat radiation case.

본 발명의 실시예에 따른 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치는, 열전모듈의 핫 플레이트(Hot plate)와 쿨 플레이트(Cool plate)의 온도 차이를 크게 하여 전압발생 효율을 증가시킬 수 있다.In the portable power generator using thermoelectric conversion according to the embodiment of the present invention, the voltage generation efficiency can be increased by increasing the temperature difference between the hot plate and the cool plate of the thermoelectric module.

또한, 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치는 공냉식 냉각방식을 이용하여 핫 플레이트(Hot plate)와 쿨 플레이트(Cool plate)의 온도 차이를 크게 유지할 수 있다.In addition, the portable power generator using the thermoelectric effect can maintain a large temperature difference between the hot plate and the cool plate by using the air cooling type cooling method.

또한, 열전모듈부가 파괴되는 고온의 온도에 도달하지 않도록, 공냉식 방식을 이용하여 제어하므로 전력 발생장치가 안정적으로 전압을 발생시킬 수 있다.Further, since the control is performed using the air-cooling system so that the temperature of the thermoelectric module can not reach the high temperature at which the thermoelectric module is destroyed, the power generation apparatus can stably generate the voltage.

또한, 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치는 냉각효율이 좋으면서도 용이하게 결합할 수 있는 구조를 가진다.
In addition, the portable power generation device using the thermoelectric effect has a structure capable of easily coupling with good cooling efficiency.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치의 제1 사시도.
도 2는 도 1의 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치의 제2 사시도.
도 3은 도 1의 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치의 정면도.
도 4는 도 1의 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치의 저면도.
도 5는 도 1의 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치의 측면도.
도 6은 도 1의 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치의 단면도.
도 7은 도 1의 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치의 집열판의 사시도.
도 7a는 도 7의 집열판의 평면도.
도 7b는 도 7의 집열판의 저면도.
도 7c는 도 7의 집열판의 측면도.
도 8은 도 1의 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치의 집열 케이스의 사시도.
도 9는 도 1의 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치의 결합판 및 열전모듈부의 사시도.
도 9a는 도 9의 열전모듈부의 구성도.
도 10은 도 1의 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치의 방열판의 사시도.
도 10a는 도 10의 방열판의 평면도.
도 10b는 도 10의 방열판의 측면도.
도 10c는 도 1의 집열판과 방열판이 결합된 형태의 사시도.
도 11은 도 1의 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치의 제1 방열 케이스의 사시도.
도 11a는 도 11의 제1 방열 케이스의 평면도.
도 11b는 도 11의 제1 방열 케이스의 측면도.
도 11c는 도 11의 제1 방열 케이스에 결합되는 제1 측면 통풍판의 사시도.
도 11d는 도 11c의 제1 측면 통풍판의 정면도.
도 11e는 도 11c의 제1 측면 통풍판의 측면도.
도 12는 도 1의 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치의 상부 결합판의 사시도.
도 13은 도 1의 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치의 제2 방열 케이스의 사시도.
도 13a는 도 13의 제2 방열 케이스의 평면도.
도 13b는 도 13의 제2 방열 케이스의 측면도.
도 13c는 도 13의 제2 방열 케이스에 결합되는 제2 측면 통풍판의 사시도.
도 13d는 도 13c의 제2 측면 통풍판의 정면도.
도 13e는 도 13c의 제2 측면 통풍판의 측면도.
도 14는 도 1의 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치의 회로기판 케이스의 사시도.
도 15는 도 1의 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치의 상부 케이스의 사시도.1 is a first perspective view of a portable power generator using thermoelectric conversion according to an embodiment of the present invention;
2 is a second perspective view of the portable power generating device using the thermoelectric effect of FIG.
3 is a front view of a portable power generator using the thermoelectric effect of Fig.
4 is a bottom view of the portable power generator using the thermoelectric effect of Fig.
Fig. 5 is a side view of a portable power generating device using the thermoelectric effect of Fig. 1; Fig.
6 is a cross-sectional view of the portable power generating device using the thermoelectric effect of FIG.
7 is a perspective view of a heat collecting plate of a portable power generating apparatus using the thermoelectric effect of FIG.
FIG. 7A is a plan view of the heat collecting plate of FIG. 7; FIG.
7B is a bottom view of the heat collecting plate of Fig.
7C is a side view of the heat collecting plate of Fig. 7; Fig.
FIG. 8 is a perspective view of a heat collecting case of a portable power generating device using the thermoelectric effect of FIG. 1; FIG.
9 is a perspective view of a coupling plate and a thermoelectric module part of the portable power generating device using the thermoelectric effect of FIG.
FIG. 9A is a configuration diagram of the thermoelectric module portion of FIG. 9; FIG.
10 is a perspective view of a heat sink of a portable power generator using the thermoelectric effect of FIG.
10A is a plan view of the heat sink of FIG. 10;
10B is a side view of the heat sink of FIG.
FIG. 10C is a perspective view of the heat sink and the heat sink of FIG. 1 combined; FIG.
Fig. 11 is a perspective view of a first heat dissipation case of the portable power generation device using the thermoelectric effect of Fig. 1; Fig.
11A is a plan view of the first heat dissipation case of Fig.
11B is a side view of the first heat dissipation case of Fig.
11C is a perspective view of the first side ventilation plate coupled to the first heat radiation case of Fig.
11D is a front view of the first side ventilation plate of Fig.
Fig. 11E is a side view of the first side ventilation plate of Fig. 11C. Fig.
12 is a perspective view of the upper coupling plate of the portable power generating device using the thermoelectric effect of FIG.
13 is a perspective view of a second heat dissipation case of the portable power generation device using the thermoelectric effect of Fig.
13A is a plan view of the second heat dissipation case of Fig.
13B is a side view of the second heat dissipation case of Fig.
Fig. 13C is a perspective view of a second side ventilation plate coupled to the second heat dissipation case of Fig. 13; Fig.
Figure 13d is a front view of the second side ventilation plate of Figure 13c.
FIG. 13E is a side view of the second side ventilation plate of FIG. 13C. FIG.
FIG. 14 is a perspective view of a circuit board case of a portable power generating device using the thermoelectric effect of FIG. 1; FIG.
FIG. 15 is a perspective view of an upper case of a portable power generating device using the thermoelectric effect of FIG. 1; FIG.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in order to facilitate a person skilled in the art to easily carry out the technical idea of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치(1)의 제1 사시도이고, 도 2는 도 1의 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치(1)의 제2 사시도이고, 도 3은 도 1의 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치(1)의 정면도이고, 도 4는 도 1의 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치(1)의 저면도이고, 도 5는 도 1의 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치(1)의 측면도이고, 도 6은 도 1의 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치(1)의 단면도이다.FIG. 1 is a first perspective view of a portable power generating device 1 using thermoelectric conversion according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a second perspective view of a portable power generating device 1 using thermoelectric conversion of FIG. 1, FIG. 3 is a front view of the portable power generating device 1 using the thermoelectric effect of FIG. 1, FIG. 4 is a bottom view of the portable power generating device 1 using the thermoelectric effect of FIG. 1, 6 is a sectional view of the portable power generating device 1 using the thermoelectric effect of Fig. 1. Fig.

본 실시예에 따른 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치(1)는 제안하고자 하는 기술적인 사상을 명확하게 설명하기 위한 간략한 구성만을 포함하고 있다.
The portable power generating device 1 using the thermoelectric effect according to the present embodiment includes only a simple structure for clearly explaining the technical idea to be proposed.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치(1)는, 집열판(10), 집열 케이스(20), 결합판(30), 열전모듈부(40), 방열판(50), 제1 방열 케이스(60), 상부 결합판(70), 제2 방열 케이스(80), 공냉식 냉각부(90), 회로기판 케이스(100), 상부 케이스(200), 손잡이(300)를 포함한다.1 to 6, a portable power generating device 1 using thermoelectric conversion includes a heat collecting plate 10, a heat collecting case 20, a coupling plate 30, a thermoelectric module portion 40, a heat sink 50, A first heat radiation case 60, an upper coupling plate 70, a second heat radiation case 80, an air cooling type cooling unit 90, a circuit board case 100, an upper case 200, and a handle 300 do.

열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치(1)의 손잡이(300)는 플라스틱 재질과 같이 열전도율이 낮은 물질로 형성되고, 손잡이(300)를 제외한 나머지 구성은 스테인리스, 알루미늄, 구리 등과 같은 금속재질로 형성되는 것이 바람직하다.
The handle 300 of the portable power generating device 1 using the thermoelectric effect is formed of a material having a low thermal conductivity such as a plastic material and the remaining structure except for the handle 300 is formed of a metal material such as stainless steel, .

상기와 같이 구성되는 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치(1)의 기본적인 구조는 다음과 같이 이루어진다.The basic structure of the portable power generating device 1 using the above-described thermoelectric conversion is as follows.

본 발명의 실시예에 따른 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치(1)는, 집열판(10) 상부에 결합판(30), 열전모듈부(40), 방열판(50), 공냉식 냉각부(90)가 순서대로 결합되어 제조된다.The portable power generating device 1 using thermoelectric conversion according to the embodiment of the present invention includes a coupling plate 30, a thermoelectric module part 40, a heat sink 50, an air cooling cooling part 90, Are combined in order.

집열 케이스(20)는 집열판(10)의 측면을 감싸도록 형성되고 하부를 제외한 부분이 모두 막혀있어 열에너지원으로부터 전달되는 열에너지를 집열판(10) 쪽으로 집중시킨다.The heat collecting case 20 is formed so as to surround the side surface of the heat collecting plate 10 and all the portions except the lower portion are closed to concentrate the heat energy transmitted from the heat energy source toward the heat collecting plate 10.

제1 방열 케이스(60)는 방열판(50)의 측면을 감싸도록 형성되는데, 방열판(50)에 공급된 내부 공기를 외부로 신속하게 배출할 수 있도록 측면에 타원형의 통풍용 메쉬가 형성되어 있다.The first heat dissipation case 60 is formed to enclose a side surface of the heat dissipation plate 50. An elliptic ventilation mesh is formed on a side surface of the first heat dissipation case 60 so that the internal air supplied to the heat dissipation plate 50 can be quickly discharged to the outside.

제2 방열 케이스(80)는 공냉식 냉각부(90)에 외부 공기를 신속하게 공급할 수 있도록 측면에 타원형의 통풍용 메쉬가 형성되어 있다.The second heat dissipation case 80 is formed with an elliptic ventilation mesh on the side thereof so as to quickly supply outside air to the air cooling type cooling unit 90.

열전모듈부(40)는 집열판(10)과 방열판(50)의 온도 차이로 인한 열기전력을 발생시키며, 회로기판 케이스(100)에 수용된 변압회로가 열전모듈부(40)에서 생성된 전압을 설정된 전압레벨을 갖는 출력전압으로 변경한 후 출력단으로 출력한다. 출력단은 휴대폰 충전단자, USB 단자, 일반 DC 단자 중 적어도 어느 하나 이상이 구비될 수 있다.
The thermoelectric module unit 40 generates thermoelectric power due to the temperature difference between the heat collecting plate 10 and the heat sink 50. When the voltage transformer circuit accommodated in the circuit board case 100 sets the voltage generated in the thermoelectric module unit 40 The output voltage is changed to an output voltage having a voltage level and then output to the output stage. The output terminal may include at least one of a mobile phone charging terminal, a USB terminal, and a general DC terminal.

이하, 상기와 같이 구성되는 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치(1)의 세부구성과 주요동작을 살펴보면 다음과 같다.
Hereinafter, the detailed configuration and main operation of the portable power generating device 1 using the thermoelectric effect will be described.

도 7은 도 1의 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치(1)의 집열판(10)의 사시도이고, 도 7a는 도 7의 집열판(10)의 평면도이고, 도 7b는 도 7의 집열판(10)의 저면도이고, 도 7c는 도 7의 집열판(10)의 측면도이다.7 is a perspective view of the heat collecting plate 10 of the portable power generating device 1 using the thermoelectric conversion of FIG. 1, FIG. 7A is a plan view of the heat collecting plate 10 of FIG. 7, And Fig. 7C is a side view of the heat collecting plate 10 of Fig.

도 7 내지 도 7c를 참조하면, 집열판(10)은 하부방향으로 돌출된 흡열 돌기를 통해 하부의 열에너지원으로부터 열에너지를 흡수한다. 열에너지원은 가스버너, 우드 스토브, 고체 연료 등 거의 모든 종류의 열원을 이용할 수 있다.7 to 7C, the heat collecting plate 10 absorbs thermal energy from a lower heat energy source through a heat absorbing protrusion protruding downward. Thermal energy sources can use virtually any type of heat source, such as gas burners, wood stoves, and solid fuels.

집열판(10) 상면의 각 모서리에는 외측 관통홀, 즉 총 4개의 외측 관통홀이 형성되어 있다. 또한, 집열판(10) 상면에는 일정한 간격으로 복수의 내측 관통홀이 형성되어 있다. 본 실시예에서 집열판(10)의 내측 관통홀은 총 9개가 일정한 간격을 두고 형성되어 있다.
At the corners of the upper surface of the heat collecting plate 10, outer through holes, i.e., a total of four outer through holes are formed. In addition, a plurality of inner through holes are formed on the upper surface of the heat collecting plate 10 at regular intervals. In the present embodiment, a total of nine inner through holes of the heat collecting plate 10 are formed at regular intervals.

도 8은 도 1의 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치(1)의 집열 케이스(20)의 사시도이다.Fig. 8 is a perspective view of the heat collecting case 20 of the portable power generating device 1 using the thermoelectric effect of Fig.

도 8을 참조하면, 집열 케이스(20)는 집열판(10)의 측면을 모두 감싸며 내부로 확장된 영역이 집열판(10)의 상부와 결합된다.Referring to FIG. 8, the heat collecting case 20 surrounds all sides of the heat collecting plate 10 and is coupled to the upper portion of the heat collecting plate 10 in an expanded region.

집열 케이스(20)의 내부로 확장된 영역의 각 모서리에는 외측 관통홀, 즉 총 4개의 외측 관통홀이 형성되어 있다.Outer through holes, that is, a total of four outer through holes are formed at each corner of the area extended to the inside of the heat collecting case 20. [

집열 케이스(20)는 집열판(10)의 흡열 돌기의 길이보다 짧게 형성되어, 열에너지원이 흡열 돌기에 직접 접촉되도록 구성될 수 있다. 또한, 집열 케이스(20)는 집열판(10)의 흡열 돌기의 길이보다 길게 형성되되, 집열 케이스(20)의 바닥이 외부 및 내부로 확장되어 열에너지원을 지지하면서 중심을 잡을 수 있도록 구성될 수도 있을 것이다.
The heat collecting case 20 is formed to be shorter than the length of the heat absorbing protrusions of the heat collecting plate 10 so that the heat energy source is directly contacted with the heat absorbing protrusions. The heat collecting case 20 is formed to be longer than the heat absorbing protrusions of the heat collecting plate 10 and the bottom of the heat collecting case 20 may be extended to the outside and inside to be centered while supporting the heat energy source will be.

도 9는 도 1의 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치(1)의 결합판(30) 및 열전모듈부(40)의 사시도이다.Fig. 9 is a perspective view of the coupling plate 30 and the thermoelectric module portion 40 of the portable power generating device 1 using the thermoelectric effect of Fig.

도 9를 참조하면, 결합판(30)은 내부영역에 사각형태의 개구영역이 형성되어 있다.Referring to FIG. 9, the coupling plate 30 has a rectangular opening area formed therein.

결합판(30)은 집열 케이스(20)의 상부에 배치되며 외곽영역이 집열 케이스(20) 및 집열판(10)에 결합된다. The coupling plate 30 is disposed at an upper portion of the heat collecting case 20 and an outer region is coupled to the heat collecting case 20 and the heat collecting plate 10.

즉, 결합판(30)의 각 모서리에는 외측 관통홀, 즉 총 4개의 외측 관통홀이 형성되어 있고, 하부의 집열 케이스(20)에도 외측 관통홀이 형성되어 있으므로 외측 고정부재에 의해서 고정되어 서로 결합될 수 있다.That is, since four through holes are formed at the corners of the coupling plate 30, and the through holes are also formed in the lower heat collecting case 20, they are fixed by the outer fixing member, Can be combined.

또한, 결합판(30)에는 개구영역과 이웃하게 복수의 내측 관통홀이 형성되어 있고, 하부의 집열판(10)에도 내측 관통홀이 형성되어 있으므로 내측 고정부재에 의해서 고정되어 서로 결합될 수 있다.The coupling plate 30 is formed with a plurality of inner through holes adjacent to the opening region. Since the inner through holes are also formed in the lower heat collecting plate 10, they can be fixed by the inner fixing member and coupled to each other.

열전모듈부(40)는 결합판(30)의 개구영역에 배치되는데, 중심을 제외한 부분에 총 8개의 열전모듈(T1~T8)이 배치되어 있다. 복수의 열전모듈(T1~T8)은 전기적으로 서로 직렬로 연결되어 있으며 24V ~ 36V 사이의 최초 출력전압을 출력한다.The thermoelectric module part 40 is disposed in the opening area of the coupling plate 30, and a total of eight thermoelectric modules T1 to T8 are disposed at a portion excluding the center. The plurality of thermoelectric modules (T1 to T8) are electrically connected to each other in series and output the initial output voltage between 24V and 36V.

각 열전모듈의 핫 플레이트는 집열판(10)과 밀착되며, 쿨 플레이트(41b)는 방열판(50)과 밀착되어 온도 차이로 인한 열기전력을 발생시킨다.The hot plate of each thermoelectric module is in close contact with the heat collecting plate 10, and the cool plate 41b is brought into close contact with the heat radiating plate 50 to generate thermoelectric power due to a temperature difference.

참고적으로, 열전모듈부(40) 및 결합판(30)의 외곽영역은 외부와 열교환이 차단되도록 단열재를 이용하여 밀봉될 수 있다. 또한 결합판(30)은 열전도율이 낮은 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
For reference, the outer peripheral region of the thermoelectric module portion 40 and the coupling plate 30 may be sealed using a heat insulating material so as to prevent heat exchange with the outside. Also, it is preferable that the coupling plate 30 is formed of a material having a low thermal conductivity.

도 9a는 도 9의 열전모듈부(40)의 일부 구성도이다.9A is a partial configuration diagram of the thermoelectric module portion 40 of FIG.

도 9a를 참조하면, 열전모듈부의 각 열전모듈은 n형 및 p 형 열전반도체의 일면에 부착되는 핫 플레이트(41a)와, 열전반도체의 타면에 부착되는 쿨 플레이트(41b)를 구비한다.9A, each thermoelectric module of the thermoelectric module includes a hot plate 41a attached to one surface of the n-type and p-type thermoelectric semiconductors, and a cool plate 41b attached to the other surface of the thermoelectric semiconductor.

핫 플레이트(41a)와 쿨 플레이트(41b) 사이에 온도 차이가 생기면, 고온 단에 있는 전자들은 저온 단에 있는 전자들보다 더 높은 운동에너지를 가지게 된다. 따라서 고온 단에 있는 전자들은 에너지를 낮추기 위해 저온 단으로 확산하게 된다. 전자들이 저온 단으로 이동함에 따라 저온 단은 "-"로 대전되고 고온부는 "+"로 대전되어 핫 플레이트(41a)와 쿨 플레이트(41b) 사이에 전위 차이가 발생하며, 이러한 전위 차이가 열기전력이 생성되는 원리이다.
When there is a temperature difference between the hot plate 41a and the cool plate 41b, the electrons at the high temperature end have higher kinetic energy than the electrons at the low temperature end. Therefore, the electrons in the high-temperature stage diffuse to the low-temperature end in order to lower the energy. As the electrons move to the low-temperature end, the low-temperature end is charged with "- ", and the high-temperature part is charged with" + "to cause a potential difference between the hot plate 41a and the cool plate 41b. Is generated.

도 10은 도 1의 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치(1)의 방열판(50)의 사시도이고, 도 10a는 도 10의 방열판(50)의 평면도이고, 도 10b는 도 10의 방열판(50)의 측면도이고, 도 10c는 도 1의 집열판(10)과 방열판(50)이 결합된 형태의 사시도이다.10 is a perspective view of the heat sink 50 of the portable power generating apparatus 1 using the thermoelectric effect of FIG. 1, FIG. 10A is a plan view of the heat sink 50 of FIG. 10, and FIG. 10B is a plan view of the heat sink 50 of FIG. And Fig. 10C is a perspective view of the heat collecting plate 10 and heat radiating plate 50 of Fig. 1 combined.

도 10 내지 도 10c를 참조하면, 방열판(50)은 결합판(30) 상부에 결합되며 상부방향으로 돌출된 방열 돌기가 형성됨으로써 하부로부터 전달된 열에너지를 방출한다.Referring to FIGS. 10 to 10C, the heat sink 50 is coupled to the upper surface of the coupling plate 30 and radiates thermal energy transmitted from the lower portion by forming a heat protrusion protruding upward.

방열판(50)에는 일정한 간격으로 복수의 내측 관통홀이 형성되어 있고, 하부의 결합판(30)에도 내측 관통홀이 형성되어 있으므로 내측 고정부재에 의해서 고정되어 서로 결합될 수 있다.
A plurality of inner through holes are formed in the heat sink 50 at regular intervals. Since the inner through holes are formed in the lower coupling plate 30, they can be fixed by the inner fixing member and coupled to each other.

도 11은 도 1의 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치(1)의 제1 방열 케이스(60)의 사시도이고, 도 11a는 도 11의 제1 방열 케이스(60)의 평면도이고, 도 11b는 도 11의 제1 방열 케이스(60)의 측면도이다.11 is a perspective view of the first heat dissipation case 60 of the portable power generation device 1 using the thermoelectric effect of Fig. 1, Fig. 11 (a) is a plan view of the first heat dissipation case 60 of Fig. 11, 11 is a side view of the first heat dissipation case 60;

도 11 내지 도 11b를 참조하면, 제1 방열 케이스(60)는 방열판(50)의 측면을 모두 감싸며, 바닥면의 내부로 확장된 영역이 결합판(30)의 상부와 결합된다.11 to 11B, the first heat dissipation case 60 surrounds all the sides of the heat sink 50, and the extended region inside the bottom surface is coupled with the upper portion of the engagement plate 30. [

즉, 제1 방열 케이스(60)의 바닥면의 내부로 확장된 영역의 각 모서리에는 외측 관통홀, 즉 총 4개의 외측 관통홀이 형성되어 있고, 하부의 결합판(30)에도 외측 관통홀이 형성되어 있으므로 외측 고정부재에 의해서 고정되어 서로 결합될 수 있다.
In other words, four outer through holes are formed at the respective corners of the area extended to the inside of the bottom surface of the first heat dissipation case 60, and an outer through hole is also formed in the lower coupling plate 30 So that they can be fixed and joined to each other by the outer fixing member.

또한, 제1 방열 케이스(60)의 상부 측면에는 상부 결합판(70)과 결합하기 위한 복수의 내부 관통홀이 형성되어 있다. 본 실시예에서 복수의 내부 관통홀은 각 면마다 2개씩 형성되어, 총 8개의 내부 관통홀이 형성된다.
A plurality of internal through holes for coupling with the upper coupling plate 70 are formed on the upper side surface of the first heat dissipation case 60. In the present embodiment, a plurality of internal through holes are formed for each surface, and a total of eight internal through holes are formed.

도 11c는 도 11의 제1 방열 케이스(60)에 결합되는 제1 측면 통풍판(61)의 사시도이고, 도 11d는 도 11c의 제1 측면 통풍판(61)의 정면도이고, 도 11e는 도 11c의 제1 측면 통풍판(61)의 측면도이다.Fig. 11C is a perspective view of the first side ventilation plate 61 coupled to the first heat dissipation case 60 of Fig. 11, Fig. 11D is a front view of the first side ventilation plate 61 of Fig. 11C, 11c of the first side ventilation plate 61. Fig.

도 11c 내지 도 11e를 참조하면, 제1 방열 케이스(60) 각각의 측면은, 사각형 형태의 통풍영역이 형성되어 있으므로, 타원형의 통풍용 메쉬가 형성된 제1 측면 통풍판(61)이 제1 방열 케이스(60)의 통풍영역에 끼움 결합된다.11C to 11E, since the side surface of each of the first heat radiation cases 60 is formed with a rectangular ventilation area, the first side ventilation plate 61, on which the elliptic ventilation mesh is formed, And is fitted into the ventilation area of the case (60).

즉, 제1 측면 통풍판(61)은 테두리를 따라 결합 돌출부가 형성되고 결합 돌출부가 제1 방열 케이스(60)의 통풍영역에 끼움 결합된다. 결과적으로 제1 측면 통풍판(61)의 타원형의 통풍용 메쉬에 의해서 공기 흐름이 좋아지면서도 외부의 충격에 내부의 부품을 보호할 수 있다.
That is, the first side ventilating plate 61 is formed with an engaging projection along the rim and the engaging projection is engaged with the ventilation region of the first radiating case 60. As a result, the elliptical ventilation mesh of the first side ventilation plate 61 can protect the internal components from external impact while improving the air flow.

도 12는 도 1의 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치(1)의 상부 결합판(70)의 사시도이다.12 is a perspective view of the upper coupling plate 70 of the portable power generating device 1 using the thermoelectric effect of FIG.

도 12를 참조하면, 상부 결합판(70)은 내부영역에 사각형태의 개구영역이 형성되며 제1 방열 케이스(60)의 상부에 삽입되어 외측면이 제1 방열 케이스(60)의 내측면과 결합된다.Referring to FIG. 12, the upper coupling plate 70 has a rectangular opening area formed in an inner area thereof and is inserted into an upper portion of the first heat radiation case 60 so that its outer side faces the inner surface of the first heat radiation case 60 .

상부 결합판(70)에는 제1 방열 케이스(60)의 상부 측면에 형성된 8개의 내부 관통홀과 동일한 내부 관통홀 - 수평방향으로 관통함 - 이 형성되어 있으므로, 나사 결합을 통해 서로 결합될 수 있다.The upper coupling plate 70 is formed with the same through-holes as the eight through-holes formed in the upper side surface of the first heat-dissipating case 60, so that they can be coupled to each other through the screw connection .

또한, 상부 결합판(70)에는 제2 방열 케이스(80)의 바닥면에 형성된 8개의 내부 관통홀과 동일한 내부 관통홀 - 수직방향으로 관통함 - 이 형성되어 있으므로, 나사 결합을 통해 서로 결합될 수 있다.
The upper coupling plate 70 is formed with the same through-holes as the eight through-holes formed in the bottom surface of the second heat-dissipating case 80, and penetrates in the vertical direction. Therefore, .

도 13은 도 1의 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치(1)의 제2 방열 케이스(80)의 사시도이고, 도 13a는 도 13의 제2 방열 케이스(80)의 평면도이고, 도 13b는 도 13의 제2 방열 케이스(80)의 측면도이다.13 is a perspective view of the second heat radiation case 80 of the portable power generation device 1 using the thermoelectric effect of Fig. 1, Fig. 13 (a) is a plan view of the second heat radiation case 80 of Fig. 13, 13 is a side view of the second heat dissipation case 80;

도 13 내지 도 13b를 참조하면, 제2 방열 케이스(80)는 바닥면에 원형의 개구영역이 형성되며 제1 방열 케이스(60)의 상부에 배치되어 상부 결합판(70)에 결합된다. 13 to 13B, the second heat radiation case 80 has a circular opening area on the bottom surface thereof and is disposed on the upper portion of the first heat radiation case 60 and is coupled to the upper coupling plate 70.

제2 방열 케이스(80)의 바닥면에는 상부 결합판(70)과 결합하기 위한 복수의 내부 관통홀이 형성되어 있다. 즉, 상부 결합판(70)에는 제2 방열 케이스(80)의 바닥면에 형성된 8개의 내부 관통홀과 동일한 내부 관통홀 - 수직방향으로 관통함 - 이 형성되어 있으므로, 나사 결합을 통해 서로 결합될 수 있다.
A plurality of internal through holes for coupling with the upper coupling plate 70 are formed on the bottom surface of the second heat dissipation case 80. That is, since the upper coupling plate 70 is formed with the same through-holes as those of the eight through-holes formed in the bottom surface of the second heat-dissipating case 80, the through holes penetrate in the vertical direction, .

또한, 제2 방열 케이스(80)의 바닥면의 각 모서리에는 외측 관통홀이 형성되어 있으므로, 집열판(10), 집열 케이스(20), 결합판(30), 제1 및 제2 방열 케이스(60, 80)를 순서대로 배열한 후, 각각 형성된 복수의 외측 관통홀을 통과하는 복수의 외측 고정부재를 이용하여 서로 결합시킬 수 있다.The heat collecting case 20, the coupling plate 30, the first and second heat radiating cases 60 and 60, and the first heat radiating case 60 and the second heat radiating case 60 are formed in the corner portions of the bottom surface of the second heat radiating case 80, And 80 may be arranged in this order and then bonded to each other by using a plurality of outer fixing members passing through the plurality of outer through holes formed respectively.

참고적으로, 집열판(10), 집열 케이스(20), 결합판(30) 및 방열판(50)을 순서대로 배열한 후, 각각 형성된 복수의 내측 관통홀을 통과하는 복수의 내측 고정부재를 이용하여 서로 결합시킬 수 있다.For reference, after the heat collecting plate 10, the heat collecting case 20, the coupling plate 30 and the heat radiating plate 50 are arranged in order, a plurality of inner fixing members passing through the plurality of inner through holes are used Can be combined with each other.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치(1)는, 복수의 외측 고정부재 및 복수의 내측 고정부재를 이용하여 상부 및 하부 사이에 배치된 부품을 용이하여 결합시킬 수 있는 장점이 있다.
As described above, the portable power generating apparatus 1 using the thermoelectric conversion according to the embodiment of the present invention can easily combine the parts arranged between the upper part and the lower part by using the plurality of outer fixing members and the plurality of inner fixing members There is an advantage.

도 13c는 도 13의 제2 방열 케이스(80)에 결합되는 제2 측면 통풍판(81)의 사시도이고, 도 13d는 도 13c의 제2 측면 통풍판(81)의 정면도이고, 도 13e는 도 13c의 제2 측면 통풍판(81)의 측면도이다.13C is a perspective view of the second side ventilation plate 81 coupled to the second heat radiation case 80 of Fig. 13, Fig. 13D is a front view of the second side ventilation plate 81 of Fig. 13C, 13c of the second side ventilation plate 81. Fig.

도 13c 내지 도 13e를 참조하면, 제2 방열 케이스(80) 각각의 측면은, 사각형 형태의 통풍영역이 형성되어 있으므로, 타원형의 통풍용 메쉬가 형성된 제2 측면 통풍판(81)이 제2 방열 케이스(80)의 통풍영역에 끼움 결합된다.13C to 13E, since the side surface of each of the second heat radiation cases 80 is formed with a rectangular ventilation area, the second side ventilation plate 81 having the elliptic ventilation mesh formed thereon, And is fitted into the ventilation area of the case (80).

즉, 제2 측면 통풍판은 테두리를 따라 결합 돌출부가 형성되고 결합 돌출부가 제2 방열 케이스(80)의 통풍영역에 끼움 결합된다. 결과적으로 제2 측면 통풍판(81)의 타원형의 통풍용 메쉬에 의해서 공기 흐름이 좋아지면서도 외부의 충격에 내부의 부품을 보호할 수 있다.
That is, the second side ventilation plate has the engaging protrusion formed along the rim and the engaging protrusion is engaged with the ventilation area of the second heat radiation case (80). As a result, the elliptical ventilation mesh of the second side ventilation plate 81 can protect the internal parts from external impact while improving the air flow.

한편, 공냉식 냉각부(90)는 제2 방열 케이스(80) 내부에 배치되며, 제2 방열 케이스(80)의 바닥면의 개구영역으로 상부의 공기를 공급한다. The air cooling type cooling unit 90 is disposed inside the second heat radiation case 80 and supplies the upper air to the opening area of the bottom surface of the second heat radiation case 80.

즉, 공냉식 냉각부(90)는 제2 방열 케이스(80)의 제2 측면 통풍판(81)을 통해 외부 공기를 흡입하고, 제1 방열 케이스(60)의 제1 측면 통풍판(61)을 통해 내부 공기를 방출한다. 이와 같은 공기 흐름으로 인해, 열전모듈부(40)의 핫 플레이트(41a)와 쿨 플레이트(41b) 사이에 전압 차이가 커지게 되므로 전압 발생 효율이 좋아진다. That is, the air cooling type cooling unit 90 sucks the outside air through the second side ventilation plate 81 of the second heat dissipation case 80 and the first side ventilation plate 61 of the first heat dissipation case 60 Through which air is released. Because of such an air flow, a voltage difference between the hot plate 41a and the cool plate 41b of the thermoelectric module portion 40 is increased, thereby improving the voltage generation efficiency.

공냉식 냉각부(90)는 온도센서를 포함하고 있어, 특정온도에 도달했을 때 내장된 프로펠러를 회전시켜 외부공기를 흡입하도록 구성된다. 온도센서는 집열판(10), 집열 케이스(20), 결합판(30), 열전모듈부(40), 방열판(50), 제1 방열 케이스(60), 상부 결합판(70), 제2 방열 케이스(80) 중 적어도 어느 하나 이상의 온도를 감지하도록 배치되는 것이 바람직하다. 온도센서는 열전모듈의 핫 플레이트(41a)와 쿨 플레이트(41b)의 온도 차이를 직접 또는 간접적으로 확인할 수 있는 최소 두 곳에 배치되는 것이 가장 바람직하다.
The air-cooled cooling unit 90 includes a temperature sensor, and when the temperature reaches a certain temperature, the built-in propeller is rotated to suck outside air. The temperature sensor includes a heat collecting plate 10, a heat collecting case 20, a coupling plate 30, a thermoelectric module 40, a heat radiating plate 50, a first heat radiating case 60, an upper coupling plate 70, It is preferable to arrange to detect the temperature of at least one of the case 80 and the case 80. It is most preferable that the temperature sensor is disposed at least at two positions where the temperature difference between the hot plate 41a and the cool plate 41b of the thermoelectric module can be directly or indirectly confirmed.

열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치(1)는 장시간 사용하더라도 제1 측면 통풍판(61) 및 제2 측면 통풍판(81) 등의 결합구조로 인해 핫 플레이트(41a)와 쿨 플레이트(41b) 사이에 전압 차이를 안정적으로 유지할 수 있으며, 원활한 통풍구조로 인해 열에너지원이 너무 높은 온도로 열에너지를 공급하더라도 과열에 도달하는 시간을 연장시킬 수 있다.
The portable power generating device 1 using the thermoelectric effect can prevent the electric power from being generated between the hot plate 41a and the cool plate 41b due to the coupling structure of the first side ventilation plate 61 and the second side ventilation plate 81, The voltage difference can be stably maintained and the time for reaching the overheat can be prolonged even if the heat energy source supplies the heat energy to the too high temperature due to the smooth ventilation structure.

참고적으로 공냉식 냉각부(90)의 프로펠러의 회전속도는 부품보호를 위해 온도 구간에 따라 변경될 수 있다.For reference, the rotation speed of the propeller of the air-cooled cooling unit 90 may be changed according to the temperature interval for protecting the parts.

예를 들어 섭씨 50도 내지 100도 사이의 열에너지원이 사용되는 것으로 온도센서가 판단한 경우, 프로펠러는 초기에는 회전하지 않다가 10분 후 1000 ~ 1500rpm 의 속도로 회전한다.For example, if the temperature sensor determines that a source of thermal energy between 50 and 100 degrees Celsius is used, the propeller does not initially rotate and then rotates at a speed of 1000 to 1500 rpm after 10 minutes.

또한, 섭씨 100도 내지 150도 사이의 열에너지원이 사용되는 것으로 온도센서가 판단한 경우, 프로펠러는 초기에는 회전하지 않다가 2분 후 1500 ~ 2000rpm 의 속도로 회전한다.Also, when the temperature sensor judges that a thermal energy source of between 100 and 150 degrees centigrade is used, the propeller does not rotate initially and then rotates at a speed of 1500 to 2000 rpm after 2 minutes.

또한, 섭씨 200도 내지 300도 사이의 열에너지원이 사용되는 것으로 온도센서가 판단한 경우, 프로펠러는 즉각 3000 ~ 5000rpm 의 속도로 회전한다.Also, when the temperature sensor determines that a thermal energy source of between 200 and 300 degrees Celsius is used, the propeller immediately rotates at a speed of 3000 to 5000 rpm.

공냉식 냉각부(90)의 프로펠러의 회전속도는 온도 구간에 따라 변경될 수 있을 뿐만 아니라, 핫 플레이트(41a)의 온도, 쿨 플레이트(41b)의 온도, 핫 플레이트(41a)와 쿨 플레이트(41b)의 온도 차이를 동시에 고려하여 변경될 수 있다. 공냉식 냉각부(90)는 열전모듈부(40)가 한계온도에 도달하지 않도록 다른 조건에 관계없이 최우선 순위로 프로펠러의 회전속도를 증가시키도록 구성되는 것이 바람직하다.
The rotational speed of the propeller of the air-cooled cooling unit 90 can be changed according to the temperature interval, and the temperature of the hot plate 41a, the temperature of the cool plate 41b, the temperature of the hot plate 41a and the cool plate 41b, Can be changed simultaneously considering the temperature difference. The air-cooled cooling unit 90 is preferably configured to increase the rotational speed of the propeller to the highest priority regardless of other conditions so that the thermoelectric module unit 40 does not reach the limit temperature.

도 14는 도 1의 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치(1)의 회로기판 케이스(100)의 사시도이다.14 is a perspective view of the circuit board case 100 of the portable power generating device 1 using the thermoelectric effect of Fig.

도 14를 참조하면, 회로기판 케이스(100)는 제2 방열 케이스(80) 내부에 배치되며, 변압회로를 수용한다. 변압회로는 열전모듈부(40)에서 생성된 전압을 설정된 전압레벨을 갖는 출력전압으로 변경한다.Referring to Fig. 14, the circuit board case 100 is disposed inside the second heat radiation case 80 and accommodates a transformer circuit. The transformer circuit changes the voltage generated in the thermoelectric module section 40 to an output voltage having a set voltage level.

회로기판 케이스(100)의 측면에는 변압회로가 과열되는 것을 방지하기 위한 개구부가 형성된다.On the side surface of the circuit board case 100 is formed an opening for preventing the transformer circuit from overheating.

본 발명의 실시예에 따른 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치(1)는 섭씨 100도 ~ 300도 범위의 열에너지원을 이용하여 5V-3A의 출력을 갖는 출력전압을 생성할 수 있다. 출력전력은 20~40W를 달성할 수 있으며, 기본적으로 5V-3A의 출력을 갖는 출력전압을 USB 출력단자로 출력하도록 설정되나, 변압회로의 설정변경을 통해 5V 내지 12V 범위의 출력전압을 출력하도록 조절될 수 있다.
The portable power generating apparatus 1 using the thermoelectric conversion according to the embodiment of the present invention can generate an output voltage having an output of 5V-3A using a thermal energy source in the range of 100 to 300 degrees Celsius. The output power can reach 20 ~ 40W and it is basically set to output the output voltage with the output of 5V-3A to the USB output terminal, but the output voltage in the range of 5V to 12V is output through the setting change of the transformer circuit. Lt; / RTI >

도 15는 도 1의 열전현상을 이용한 휴대용 전력 발생장치(1)의 상부 케이스(200)의 사시도이다.15 is a perspective view of the upper case 200 of the portable power generating device 1 using the thermoelectric effect of FIG.

상부 케이스(200)는 제2 방열 케이스(80)의 상부에 결합되며 손잡이(300) 연결하기 위한 관통부가 형성되어 있어, 나사결합을 통해 손잡이(300)가 부착된다.The upper case 200 is coupled to an upper portion of the second heat dissipation case 80 and has a through hole for connecting the handle 300. The handle 300 is attached through a screw connection.

즉, 상부 케이스(200)는 테두리를 따라 결합 돌출부가 형성되고 결합 돌출부가 제2 방열 케이스(80)에 삽입되어 결합되는 구조로 형성된다.
That is, the upper case 200 is formed in a structure in which a coupling protrusion is formed along the rim and the coupling protrusion is inserted into the second heat dissipation case 80 and coupled.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Thus, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the embodiments described above are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

10 : 집열판 20 : 집열 케이스
30 : 결합판 40 : 열전모듈부
50 : 방열판 60 : 제1 방열 케이스
61 : 제1 측면 통풍판 70 : 상부 결합판
80 : 제2 방열 케이스 81 : 제2 측면 통풍판
90 : 공냉식 냉각부 100 : 회로기판 케이스
200 : 상부 케이스 300 : 손잡이10: heat collecting plate 20: heat collecting case
30: coupling plate 40: thermoelectric module part
50: heat sink 60: first heat radiating case
61: first side ventilation plate 70: upper coupling plate
80: second heat dissipation case 81: second side ventilation plate
90: air cooling type cooling unit 100: circuit board case
200: upper case 300: handle

Claims

A heat collecting plate for absorbing heat energy from a lower heat energy source through an endothermic projection projecting in a downward direction;
A heat collecting case which surrounds all sides of the heat collecting plate and is coupled to an upper portion of the heat collecting plate,
A coupling plate having an opening region formed in an inner region thereof and disposed on an upper portion of the heat collecting case, the outer region being coupled to the heat collecting case;
A heat dissipating plate coupled to an upper portion of the coupling plate and having a heat dissipating protrusion protruded upward to emit thermal energy transmitted from the lower portion;
A thermoelectric module disposed in an opening area of the coupling plate, the hot plate being in close contact with the heat collecting plate and the cool plate being in close contact with the heat radiating plate to generate thermoelectric power due to a temperature difference;
A first heat dissipation case that surrounds all sides of the heat dissipation plate and is coupled to an upper portion of the coupling plate,
An upper coupling plate having an opening area formed in an inner region thereof and inserted into an upper portion of the first heat radiation case, the outer side surface of which is coupled with the inner side surface of the first heat radiation case;
A second heat dissipation case formed on an upper surface of the first heat dissipation case and having an opening area formed on a bottom surface thereof and coupled to the upper coupling plate; And
An air cooling type cooling unit disposed inside the second heat radiation case and supplying the upper air to the opening area of the second heat radiation case;
Wherein the power generating device is a portable power generating device.

The method according to claim 1,
An upper case coupled to an upper portion of the second heat radiation case and having a handle attached thereto; And
And a circuit board case disposed inside the second heat radiation case and accommodating a transformer circuit for changing the voltage generated by the thermoelectric module unit to an output voltage having a predetermined voltage level, .

3. The method of claim 2,
The upper case includes:
And a coupling protrusion is formed along the rim and the coupling protrusion is inserted and coupled to the second heat radiation case.

3. The method of claim 2,
Wherein outer through holes are formed at each corner of the upper surface of the heat collecting plate and a plurality of inner through holes are formed at regular intervals on the upper surface of the heat collecting plate,
And an outer through hole is formed at each corner of the area extended to the inside of the heat collecting case.
Wherein an outer through hole is formed at each corner of the coupling plate and a plurality of inner through holes are formed adjacent to the opening region of the coupling plate,
Wherein a plurality of inner through holes are formed in the heat sink at regular intervals,
And a plurality of through holes for coupling with the upper coupling plate are formed on a side surface of the first heat radiation case, ,
Wherein an outer through hole is formed at each corner of the bottom surface of the second heat dissipation case and a plurality of inner through holes are formed in the bottom surface of the second heat dissipation case for coupling with the upper coupling plate. A portable power generating device using the power supply.

5. The method of claim 4,
A plurality of outer fixing members passing through the plurality of outer through holes formed in the heat collecting plate, the heat collecting case, the coupling plate, and the first and second heat radiating cases; And
And a plurality of inner fixing members passing through the plurality of inner through holes formed in the heat collecting plate, the heat collecting case, the coupling plate, and the heat radiating plate, respectively.

3. The method of claim 2,
The side surfaces of each of the first heat-
A rectangular ventilation area is formed,
Wherein a first side ventilating plate having an elliptical ventilation mesh is fitted into a ventilation area of the first heat radiation case.

The method according to claim 6,
Wherein the first side ventilation plate comprises:
Wherein the engaging projection is formed along the rim and the engaging projection is engaged with the ventilation area of the first heat radiation case.

The method according to claim 6,
The side surfaces of each of the second heat-
A rectangular ventilation area is formed,
Wherein the second side ventilation plate having an elliptical ventilation mesh is fitted into a ventilation area of the second heat radiation case.

9. The method of claim 8,
Wherein the second side ventilation plate comprises:
And the engaging projection is engaged with the ventilation area of the second heat-radiating case. &Lt; Desc / Clms Page number 19 >

9. The method of claim 8,
The air-
Wherein the air is sucked through the second side ventilation plate of the second heat dissipation case and the inner air is discharged through the first side ventilation plate of the first heat dissipation case.