KR101968657B1 - Thermophotovoltaic device - Google Patents
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Abstract
연소기 방향의 단부에 배치된 순환 팬을 통해 방열 핀에 의해 예열된 산소(공기)를 연소기로 순환시켜 발전 효율을 증대시키면서 소형화 및 저비용 제조가 가능하도록 한 열광 발전 장치를 제시한다. 제시된 열광 발전 장치는 열광 소자의 타면에 방열 핀을 배치하고, 연소기의 연료 연소시 방열 핀을 통해 방출되는 열을 통해 산소를 1차 예열하고, 1차 예열된 산소를 예열기를 통해 2차 예열하여 연소기로 투입하여 연소기의 연소 특성을 최대화한다.(Air) preheated by a heat radiating fin through a circulating fan disposed at an end of the combustor in the direction of the combustor to the combustor to increase the power generation efficiency while reducing the size and cost. In the proposed thermoelectric power generation device, a heat dissipation fin is disposed on the other surface of a heat-generating element, oxygen is first preheated through heat emitted through the heat-dissipating fin in the combustion of the combustor, secondary preheating is performed through the preheater It is then injected into the combustor to maximize the combustion characteristics of the combustor.
Description
본 발명은 열광 발전 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소형 휴대 기기 및 이동형 군용 장비 등에 전원을 공급하는 열광 발전 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a thermoelectric generator, and more particularly, to a thermoelectric generator for supplying power to small portable equipment and mobile equipment.
소형 휴대 기기 및 이동형 군용 장비의 개발 및 보급이 증가함에 따라 이들의 전원 공급을 위한 이차 전지, 소형 발전기 등과 같이 다양한 장치들이 개발되고 있다.2. Description of the Related Art [0002] As the development and dissemination of small-sized portable equipment and portable military equipment have been increasing, various devices such as a secondary battery and a small generator for supplying power have been developed.
일반적으로, 소형 휴대 기기 및 이동형 군용 장비 등의 소형 이동전자기기는 휴대성 확보를 위해 소형으로 제작되기 때문에 이차 전지가 사용되고 있지만, 현재 사용되는 이차 전지는 리튬-이온으로 구성되기 때문에 충전시간이 길고, 사용시간이 짧은 문제점이 있다.2. Description of the Related Art [0002] In general, small-sized mobile electronic devices such as small-sized portable devices and portable type military equipment are manufactured in a compact size in order to ensure portability, and thus secondary batteries are used. However, since currently used secondary batteries are composed of lithium ions, , And the use time is short.
최근에는 이러한 이차전지의 문제점을 해결하기 위해, 소형 발전 장치에 관한 연구/개발이 활발하게 진행되고 있으며, 마이크로 가스터빈, 마이크로 왕복기관 등의 초소형 열기관(엔진) 동력발생장치에 대한 연구가 진행되고 있다.In recent years, in order to solve the problems of such a secondary battery, research and development of a miniature power generation device has been actively carried out, and studies have been made on a micro power generation device for a micro-gas turbine and a micro- have.
하지만, 초소형 열기관(엔진) 동력발생장치는 열을 전기로 변환하기 위한 고속의 동적 장치(moving parts)를 포함하고 있어 과도한 열 및 마찰손실의 발생과 미세제작의 어려움이 발생하는 문제점이 있다.However, there is a problem in that a small-sized heat engine (engine) power generating device includes high-speed dynamic parts for converting heat into electricity, resulting in excessive heat and friction loss and difficulty in micro-fabrication.
이에, 초소형 열전(thermoelectric) 시스템, 초소형 열광전(thermophotovoltaic, TPV) 변환 장치 등과 같이 동적 장치를 포함하지 않고, 직접 에너지 변환이 가능한 방식의 소형 발전 장치에 대한 개발이 진행되고 있다.Accordingly, development of a miniature power generation apparatus that does not include a dynamic device such as a micro-thermoelectric system, a micro-thermophotolytic (TPV) converter, and the like is possible.
초소형 열광전 변환 장치는 초소형 이미터(emitter, 연소기)에서 발생하는 열복사에너지를 유전필터를 통해 광전셀에 전달하여 전기를 획득하고, 장치를 냉각하는 과정을 포함하는 단순한 구성으로 되어있으며 제작의 용이성 때문에 소형 이동전자기기의 전원으로 편리성과 저렴한 유지비 등의 장점이 있다.The ultra-small photodetector has a simple structure including a process of transferring heat radiation energy generated from a small-sized emitter to a photoelectric cell through a dielectric filter to obtain electricity, and cooling the device. Therefore, there are advantages such as convenience and low maintenance cost as a power source for small mobile electronic devices.
열광발전기(ThermoPhotoVoltaic; TPV)는 열에 의해 발생된 광자(photon)를 직접 에너지로 변환하는 시스템으로 보통 열방사체(thermal emitter)와 열광 소자(photovoltaic diode cell)로 구성된 발전부와 전력을 공급하기 위한 전기제어부로 구성된다. 열광 발전기는 열을 이용해 열방사체에 해당 열을 가하고 이를 통해 열방사체에서 발생되는 흑체 복사(black body radiation)를 통해 낮은 에너지 밴드갭을 가지는 photovoltic cell(PV)에 주사시켜 전기 에너지를 형성한다.ThermoPhotoVoltaic (TPV) is a system that converts photons generated by heat into direct energy. It is composed of a power generator consisting of a thermal emitter and a photovoltaic diode cell, And a control unit. Thermal generators use heat to apply heat to a thermal body, which in turn injects electricity into a photovoltic cell (PV) with a low energy bandgap through blackbody radiation from a thermal body.
열광발전기는 고에너지밀도(리튬이온 전지대비 단위질량당 에너지 밀도 100배 이상), 즉각적인 충전 및 충분한 충전수명, 비동력계이므로 무소음, 환경 친화성, 비상시 응용성 등 장점을 갖는 탑재형 발전기의 개발이 가능하여 기존 이차전지를 대체할 차세대 이동전원장치의 강력한 후보로 대두되고 있다.The development of onboard generators with advantages of high energy density (energy density more than 100 times per unit mass of lithium ion battery), instant charging and sufficient charge life, non-dynamometer, noise free, environmental friendliness and emergency application Making it a strong candidate for next-generation mobile power systems to replace existing secondary batteries.
일반적으로, 종래의 열광발전기는 연소기(이미터(emitter)) 및 열광 소자 어레이를 포함하여 구성된다. 이때, 열광 소자 어레이는 내부가 빈 원통 형상으로 형성된 베이스 기재의 내부면(즉, 연소기 방향)에 복수의 열광 소자들이 배치되어 구성된다. 열광 소자 어레이는 연소기의 외주와 소정 간격 이격되어 배치되어, 연소기에서 연료의 연소에 따라 발생하는 광을 집광하여 전기 에너지로 변환한다.Generally, a conventional thermoelectric generator includes a combustor (emitter) and a light-emitting element array. At this time, the light-emitting element array is constituted by arranging a plurality of light-emitting elements in the inner surface (that is, the direction of the combustor) of the base substrate having an inner hollow cylindrical shape. The light-emitting element array is disposed at a predetermined distance from the outer periphery of the combustor so as to condense light generated by the combustion of the fuel in the combustor and convert it into electric energy.
종래의 열광발전기는 연료 연소시 사용되는 외부 공기(즉, 산소)의 공급을 위한 공기 팬이 연료 주입구 방향의 일측 단부에 배치된다. 공기 팬에 의해 흡입된 외부 공기는 연료 주입구를 통해 주입된 연료와 혼합되어 연소기로 공급된다.In the conventional thermoelectric generator, an air fan for supplying outside air (i.e., oxygen) used in fuel combustion is disposed at one end of the fuel inlet. The outside air sucked by the air fan is mixed with the fuel injected through the fuel inlet and supplied to the combustor.
이때, 종래의 열광발전기는 외부 온도가 낮은 경우 공기 팬에 의해 흡입된 외부 공기가 환열기에서 요구 온도까지 예열되지 않은 상태에서 연료와 혼합되어 연소기에서의 원활하게 연소가 이루어지지 않아 발전 효율이 저하되는 문제점이 있다.At this time, in the conventional thermoelectric generator, when the external temperature is low, the external air sucked by the air fan is mixed with the fuel in a state where it is not preheated from the heating to the required temperature so that the combustion is not smoothly performed in the combustor, .
또한, 종래의 열광발전기는 열광 소자 어레이의 외주에 배치된 방열 핀에서 발생하는 열에 의해 가열된 공기를 외부로 배출하는 방열 팬이 연소기 방향의 타측 단부에 설치된다.In the conventional thermoelectric generator, a heat-radiating fan for discharging the air heated by the heat generated from the heat-radiating fins disposed on the outer periphery of the heat-radiating element array to the outside is provided at the other end in the direction of the combustor.
이때, 종래의 열광발전기는 열광 소자 어레이에서 변환된 전기 에너지를 공기 팬 및 방열 팬의 구동 전원을 공급하기 때문에 발전 효율이 저하되는 문제점이 있다.At this time, since the conventional thermoelectric generator supplies the driving power of the air fan and the heat-dissipating fan to the electric energy converted from the heat element array, power generation efficiency is lowered.
또한, 종래의 열광발전기는 양단에 공기 팬 및 방열 팬이 배치되기 때문에 제조 단가가 증가하고, 소형화가 어려운 문제점이 있다.In addition, since the conventional hot-water generating power generator is provided with the air fan and the heat-radiating fan at both ends thereof, there is a problem that the manufacturing cost increases and it is difficult to downsize.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 연소기 방향의 단부에 배치된 순환 팬을 통해 방열 핀에 의해 예열된 산소(공기)를 연소기로 순환시켜 발전 효율을 증대시키면서 소형화 및 저비용 제조가 가능하도록 한 열광 발전 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an air conditioner which circulates oxygen (air) preheated by a heat radiating fin through a circulating fan disposed at an end in the direction of a combustor, And it is an object of the present invention to provide a thermoelectric generator capable of being manufactured.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 열광 발전 장치는 연료가 투입되는 연료 투입구, 산소가 투입되는 산소 투입구, 연료 투입구로 투입된 연료 및 산소 투입구로 투입된 산소를 이송하는 제1 이송 라인, 제1 이송 라인의 외주에 배치되고, 제1 이송 라인을 통해 이송되는 연료 및 산소를 예열하는 예열기, 예열기에서 예열된 연료 및 산소를 연소하여 열과 빛을 발생하는 연소기, 연소기의 외주에 배치되어 연소기에서 발생하는 빛을 전기 에너지로 변환하는 열광 소자 어레이 및 열광 소자 어레이에서 전도된 열에 의해 예열된 산소를 송풍하여 산소 투입구로 투입하는 순환 팬을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a thermoelectric generator including a fuel inlet for injecting fuel, an oxygen inlet for injecting oxygen, a fuel injected into the fuel inlet, and a first transfer line for transferring oxygen introduced into the oxygen inlet, A preheater disposed on the periphery of the first transfer line for preheating fuel and oxygen transferred through the first transfer line, a combustor for generating heat and light by burning the preheated fuel and oxygen in the preheater, And a circulating fan for blowing oxygen preheated by the heat conducted from the light emitting element array to the oxygen inlet and for introducing oxygen into the oxygen inlet.
본 발명의 실시 예에 따른 열광 발전 장치는 연소기, 예열기 및 열광 소자 어레이의 외주에 배치되어 순환 팬에 의해 송풍된 산소를 산소 투입구로 이송하는 제2 이송 라인을 더 포함할 수 있다.The thermoelectric generator according to an embodiment of the present invention may further include a second transfer line disposed on the outer periphery of the combustor, the preheater, and the thermoelectric element array, for transferring the oxygen blown by the circulation fan to the oxygen inlet.
열광 소자 어레이는 베이스 기재, 베이스 기재의 일면에 상호 이격 배치된 복수의 열광 소자 및 베이스 기재의 타면에 배치된 방열 핀을 포함할 수 있다. 이때, 순환 팬은 방열 핀이 배치된 공간의 산소를 제2 이송 라인을 통해 산소 투입구로 투입하되, 산소 투입구로 투입된 산소는 방열 핀에 의해 1차 예열된 열광 발전 장치.The light-emitting element array may include a base substrate, a plurality of light-emitting elements spaced apart from each other on one surface of the base substrate, and a heat-radiating fin disposed on the other surface of the base substrate. At this time, oxygen in the space in which the heat-radiating fins are disposed is introduced into the oxygen inlet through the second transfer line, and the oxygen introduced into the oxygen inlet is firstly preheated by the heat-dissipating fin.
연소기는 일단이 제1 이송 라인과 연결되고, 타단이 순환 팬과 이격 배치되고, 제1 이송 라인의 일단은 연료 투입구 및 산소 투입구와 연결되고, 제1 이송 라인의 타단은 연소기에 연결될 수 있다.One end of the first transfer line may be connected to the fuel inlet and the oxygen inlet, and the other end of the first transfer line may be connected to the combustor. The first transfer line is connected to the first transfer line.
본 발명에 의하면, 열광 발전 장치는 방열 핀에 의해 1차 예열된 산소를 순환 팬을 통해 산소 투입구로 투입함으로써, 연료 연소시 사용되는 산소의 온도를 높여 연소 특성을 최대화할 수 있는 효과가 있다. 즉, 열광 발전 장치는 방열 핀에 의해 1차 예열되고, 예열기에 의해 2차 예열되는 산소를 연소기(즉, 이미터)로 공급함으로써, 연소기의 온도를 높여 연소 효율을 최대화할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, in the thermoelectric generator, the oxygen preliminarily preheated by the heat-radiating fins is injected into the oxygen inlet through the circulation fan, thereby increasing the temperature of oxygen used in the combustion of the fuel, thereby maximizing the combustion characteristic. That is, the thermoelectric power generation device is preheated by the heat dissipation fin first, and oxygen that is secondly preheated by the preheater is supplied to the combustor (i.e., the emitter) so that the temperature of the combustor is raised to maximize the combustion efficiency .
또한, 열광 발전 장치는 방열 및 산소 투입을 하나의 팬(즉, 순환 팬)을 통해 수행함으로써, 방열을 위한 방열 팬 및 산소 투입을 위한 공기 팬을 구비하는 종래의 열광 발전 장치에 비해 제품을 소형화하면서 제조 단가를 최소화할 수 있는 효과가 있다.Further, in the thermoelectric power generation device, since the heat dissipation and the introduction of oxygen are performed through one fan (i.e., a circulating fan), compared with the conventional thermoelectric power generation device including the heat dissipation fan for heat dissipation and the air fan for oxygen introduction, So that the manufacturing cost can be minimized.
또한, 열광 발전 장치는 방열 및 산소 투입을 하나의 팬(즉, 순환 팬)을 통해 수행함으로써, 방열 팬 및 공기 팬을 구비하는 종래의 열광 발전 장치에 비해 열광 발전 장치의 전력 소모를 최소화하여 발전 효율을 최대화할 수 있는 효과가 있다. 즉, 열광 발전 장치는 발전한 전력을 이용하여 순환 팬만을 구동시키기 때문에, 발전한 전력을 이용하여 방열 팬 및 공기 팬을 구동시키기 종래의 열광 발전 장치에 비해 전력 소모를 최소화하여 발전 효율을 최대화할 수 있는 효과가 있다.In addition, the heat generation device performs heat dissipation and oxygen introduction through one fan (i.e., a circulation fan), thereby minimizing power consumption of the heat generation device as compared with the conventional heat generation device including a heat dissipation fan and an air fan, The efficiency can be maximized. That is, since the thermoelectric power generator drives only the circulation fan using the generated power, the power consumption can be minimized and the power generation efficiency can be maximized as compared with the conventional thermoelectric power generator for driving the heat radiating fan and the air fan using the generated power It is effective.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 열광 발전 장치를 설명하기 위한 도면.
도 3은 도 2의 배출 라인을 설명하기 위한 도면.
도 4는 도 2의 열광 소자 어레이를 설명하기 위한 도면.
도 5는 도 2의 순환 팬을 설명하기 위한 도면.1 and 2 are views for explaining a thermoelectric generator according to an embodiment of the present invention.
Fig. 3 is a view for explaining a discharge line of Fig. 2; Fig.
4 is a view for explaining the light-emitting element array of FIG. 2;
5 is a view for explaining a circulating fan of Fig. 2;
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred 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. . In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 1 및 도 2를 참조하면, 열광 발전 장치(100)는 연료 투입구(110), 산소 투입구(120), 제1 이송 라인(130), 예열기(140), 연소기(150), 배출 라인(160), 열광 소자 어레이(170), 순환 팬(180) 및 제2 이송 라인(190)을 포함하여 구성된다. 이때, 열광 발전 장치(100)는 연료 투입구(110), 산소 투입구(120), 제1 이송 라인(130)의 일부, 예열기(140), 배출 라인(160)의 일부 및 제2 이송 라인(190)의 일부를 포함하는 제1 본체(200), 및 연소기(150), 배출라인의 나머지 일부, 열광 소자 어레이(170), 순환 팬(180) 및 제2 이송 라인(190)의 나머지 일부를 포함하는 제2 본체(300)로 구분될 수 있다. 여기서, 도 1 및 도 2에서는 열광 발전 장치(100)를 용이하게 설명하기 위해서 제1 본체(200) 및 제2 본체(300)로 분리 형성된 후 결합되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 제1 본체(200) 및 제2 본체(300)가 일체로 형성될 수 있다.1 and 2, the
연료 투입구(110)는 열광 발전원인 광원 생성을 위한 연료가 투입된다. 연료 투입구(110)는 파이프 형태로 형성되며, 일단이 외부 연료 공급원(미도시)과 연결된다. 연료 투입구(110)를 통해 연료 공급원으로부터 투입된 연료는 연료 투입구(110)의 타단에 연결된 제1 이송 라인(130)으로 투입된다. 여기서, 연료 투입구(110)는 H2, NH 등의 연료를 투입받는 것을 일례로 한다.The
산소 투입구(120)는 제2 이송 라인(190)을 통해 이송된 산소가 투입된다. 이때, 산소 투입구(120)는 방열 핀(176)에서 1차 예열되어 제2 이송 라인(190)을 통해 이송된 산소를 투입받는다.The
제1 이송 라인(130)은 투입된 연료 및 산소를 연소기(150)로 이송한다. 즉, 제1 이송 라인(130)은 파이프 형태로 형성되어 일단이 연료 투입구(110) 및 산소 투입구(120)와 연결되고, 타단이 연소기(150)와 연결된다. 제1 이송 라인(130)은 연료 투입구(110) 및 산소 투입구(120)를 통해 투입된 연료 및 산소를 연소기(150)로 이송한다.The
예열기(140)는 제1 이송 라인(130)을 통해 이송되는 연료 및 산소를 2차 예열한다. 즉, 예열기(140)는 제1 이송 라인(130)의 외주에 배치되어, 제1 이송 라인(130)을 통해 이송되는 연료 및 산소를 예열한다. 이때, 예열기(140)는 2차 예열을 통해 방열 핀(176)에 의해 1차 예열된 산소의 온도를 상승시켜 연소기(150)로 이송한다. 여기서, 예열기(140)는 환열기(Recuperator)인 것을 일례로 한다.The
연소기(150)는 제1 이송 라인(130)을 통해 공급된 연료를 연소하여 광(빛)과 열을 발생시킨다. 이를 위해, 연소기(150)는 제1 이송 라인(130)을 통해 이송된 연료 및 산소를 혼합한다. 연소기(150)는 혼합 연료(즉, 산소가 혼합된 연료)를 연소시켜 광(빛) 및 열을 발생시킨다.The
일례로, 연소기(150)는 제1 이송 라인(130)에 연결된 연료 및 산소를 혼합하는 혼합기(미도시), 혼합기에서 혼합된 혼합 연료가 유입되는 챔버(미도시) 및 챔버 내에 배치되는 연소바(미도시)로 구성될 수 있다.In one example, the
배출 라인(160)은 연소기(150)에서 혼합 연료의 연소시 발생하는 배기가스를 열광 발전 장치(100)의 외부로 배출한다. 일례로, 도 3을 참조하면, 배출 라인(160)은 연소기(150), 예열기(140) 및 제1 이송 라인(130)의 외주를 따라 형성되는 파이프 형상으로 형성되어, 연소기(150)에서 발생하는 배기가스(A)를 이송하여 배출구로 배출한다. 여기서, 도 2에서는 배출 라인(160) 내부에 예열기(140)가 배치된 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고, 예열기(140)의 외주를 따라 배출 라인(160)이 형성될 수도 있다.The
열광 소자 어레이(170)는 연소기(150) 외주를 따라 배치되어, 연소기(150)에서 발생하는 광을 이용하여 전력을 생성한다. 이때, 열광 소자(174)는 온도가 낮을 때 발전효율이 좋은 특성이 있기 때문에, 열광 소자 어레이(170)는 연소기(150)와 소정 간격 이격되어 배치된다.The light-emitting
도 4를 참조하면, 열광 소자 어레이(170)는 베이스 기재(172), 복수의 열광 소자(174) 및 방열 핀(176)을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 4, the light-emitting
베이스 기재(172)는 직사각형 형상의 평판으로 구성된다. 이때, 베이스 기재(172)는 금속 재질의 금속 기판 또는 일반적인 회로기판에 사용되는 수지 재질로 형성될 수 있다. The
복수의 열광 소자(174)는 베이스 기재(172)의 일면에 행렬 배치된다. 즉, 복수의 열광 소자(174)는 연소기(150) 방향으로 배치되는 베이스 기재(172)의 일면에 행렬 배치되어, 연소기(150)에서 연료의 연소에 따라 발생하는 광을 집광하여 전기 에너지로 변환한다.The plurality of light-emitting
방열 핀(176)은 베이스 기재(172)의 타면에 배치된다. 방열 핀(176)은 열 전도를 통해 복수의 열광 소자(174)로부터 열을 흡수하여 외부로 방출한다. 즉, 열광 소자(174)는 온도가 낮을 때 발전효율이 좋은 특성이 있기 때문에, 방열 핀(176)은 열광 소자(174)가 형성된 베이스 기재(172)의 일면에 대향되는 타면에 배치되어 열광 소자(174)에서 발생하는 열을 방출시킨다.The
열광 소자 어레이(170)는 베이스 기재(172)의 변형을 통해 원통 형상으로 형성된다. 이때, 열광 소자 어레이(170)는 내부가 빈 원통 형상으로 형성된 베이스 기재(172)의 내부면(즉, 연소기(150) 방향)에 복수의 열광 소자(174)들이 배치되어 구성된다. 열광 소자 어레이(170)는 연소기(150)의 외주와 소정 간격 이격되어 배치된다.The light-emitting
순환 팬(180)은 방열 핀(176) 외주의 공간에 위치한 산소(즉, 공기)를 제2 이송 라인(190)을 통해 산소 투입구(120)로 순환시킨다. 즉, 도 5를 참조하면, 순환 팬(180)은 연소기(150)의 타측 방향에 배치되어 연소기(150) 방향으로 산소(C)를 송풍한다. 이때, 순환 팬(180)은 회전 구동하여 방열 핀(176)에서 방출되는 열에 의해 1차 예열된 산소(C; 즉, 공기)를 제2 이송 라인(190)을 통해 산소 투입구(120)로 순환시킨다. 이를 통해, 연료 투입구(110)로 투입된 연료(B)와 산소(C)가 제1 이송 라인(130)을 통해 연소기(150)로 공급된다.The circulating
이처럼, 열광 발전 장치(100)는 방열 핀(176)에 의해 1차 예열된 산소를 순환 팬(180)을 통해 산소 투입구(120)로 투입함으로써, 연료 연소시 사용되는 산소의 온도를 높여 연소 특성을 최대화할 수 있는 효과가 있다. 즉, 열광 발전 장치(100)는 방열 핀(176)에 의해 1차 예열되고, 예열기(140)에 의해 2차 예열되는 산소를 연소기(150; 즉, 이미터)로 공급함으로써, 연소기(150)의 온도를 높여 연소 효율을 최대화할 수 있는 효과가 있다.As described above, the thermoelectric
또한, 열광 발전 장치(100)는 방열 및 산소 투입을 하나의 팬(즉, 순환 팬(180))을 통해 수행함으로써, 방열을 위한 방열 팬 및 산소 투입을 위한 공기 팬을 구비하는 종래의 열광 발전 장치(100)에 비해 제품을 소형화하면서 제조 단가를 최소화할 수 있는 효과가 있다.In addition, the thermoelectric
또한, 열광 발전 장치(100)는 방열 및 산소 투입을 하나의 팬(즉, 순환 팬(180))을 통해 수행함으로써, 방열 팬 및 공기 팬을 구비하는 종래의 열광 발전 장치(100)에 비해 열광 발전 장치(100)의 전력 소모를 최소화하여 발전 효율을 최대화할 수 있는 효과가 있다. 즉, 열광 발전 장치(100)는 발전한 전력을 이용하여 순환 팬(180)만을 구동시키기 때문에, 발전한 전력을 이용하여 방열 팬 및 공기 팬을 구동시키기 종래의 열광 발전 장치(100)에 비해 전력 소모를 최소화하여 발전 효율을 최대화할 수 있는 효과가 있다.In addition, the thermoelectric
제2 이송 라인(190)은 방열 핀(176)과 예열기(140)의 외주를 따라 형성되어, 순환 팬(180)에 의해 송풍된 산소를 산소 투입구(120)로 이송시킨다. 즉, 도 4를 참조하면, 방열 핀(176)에 의해 1차 예열된 산소는 순환 팬(180)에 의해 연소기(150) 방향으로 송풍되어 제2 이송 라인(190)으로 투입되고, 제2 이송 라인(190)을 통해 산소 투입구(120)로 이송된다.The
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형 예 및 수정 예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.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 many variations and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. It will be understood that the invention may be practiced.
100: 열광 발전 장치 110: 연료 투입구
120: 산소 투입구 130: 제1 이송 라인
140: 예열기 150: 연소기
160: 배출 라인 170: 열광 소자 어레이
172: 베이스 기재 174: 열광 소자
176: 방열 핀 180: 순환 팬
190: 제2 이송 라인 200: 제1 본체
300: 제2 본체100: thermoelectric generator 110: fuel inlet
120: oxygen inlet port 130: first transfer line
140: preheater 150: combustor
160: discharge line 170: heat element array
172: base substrate 174:
176: heat radiating fin 180: circulating fan
190: second conveyance line 200: first main body
300:
Claims (6)
산소가 투입되는 산소 투입구;
상기 연료 투입구로 투입된 연료 및 상기 산소 투입구로 투입된 산소를 이송하는 제1 이송 라인;
상기 제1 이송 라인의 외주에 배치되고, 상기 제1 이송 라인을 통해 이송되는 연료 및 산소를 예열하는 예열기;
상기 예열기에서 예열된 연료 및 산소를 연소하여 열과 빛을 발생하는 연소기;
상기 연소기의 외주에 배치되어 상기 연소기에서 발생하는 빛을 전기 에너지로 변환하는 열광 소자 어레이; 및
상기 열광 소자 어레이에서 전도된 열에 의해 예열된 산소를 송풍하여 상기 산소 투입구로 투입하는 순환 팬을 포함하고,
상기 순환 팬에 의해 송풍된 산소를 상기 산소 투입구로 이송하는 제2 이송 라인을 더 포함하고,
상기 순환 팬은 상기 열광 소자 어레이의 방열 핀이 배치된 공간의 산소를 제2 이송 라인을 통해 상기 산소 투입구로 투입하되, 상기 산소 투입구로 투입된 산소는 상기 방열 핀에 의해 1차 예열된 열광 발전 장치.A fuel inlet through which fuel is injected;
An oxygen inlet through which oxygen is introduced;
A first transfer line for transferring the fuel introduced into the fuel inlet and the oxygen introduced into the oxygen inlet;
A preheater disposed on an outer periphery of the first conveyance line for preheating the fuel and oxygen conveyed through the first conveyance line;
A combustor for generating heat and light by burning the preheated fuel and oxygen in the preheater;
A light emitting device array disposed on an outer periphery of the combustor to convert light generated in the combustor into electric energy; And
And a circulation fan for blowing oxygen preheated by the heat conducted in the heat element array and injecting the oxygen into the oxygen inlet,
Further comprising a second transfer line for transferring the oxygen blown by the circulating fan to the oxygen inlet,
Wherein the circulation fan injects oxygen in a space in which the heat-radiating fins of the heat-radiating element array are arranged to the oxygen inlet through a second transfer line, the oxygen introduced into the oxygen inlet being preheated by the heat- .
상기 제2 이송 라인은 상기 연소기, 상기 예열기 및 상기 열광 소자 어레이의 외주에 배치된 열광 발전 장치.The method according to claim 1,
And the second transfer line is disposed on an outer circumference of the combustor, the pre-heater, and the heat element array.
상기 열광 소자 어레이는,
베이스 기재;
상기 베이스 기재의 일면에 상호 이격 배치된 복수의 열광 소자; 및
상기 베이스 기재의 타면에 배치된 방열 핀을 포함하는 열광 발전 장치.The method according to claim 1,
The light-emitting element array includes:
A base substrate;
A plurality of light-emitting elements spaced apart from each other on one surface of the base substrate; And
And a heat dissipation fin disposed on the other surface of the base substrate.
상기 연소기는 일단이 상기 제1 이송 라인과 연결되고, 타단이 상기 순환 팬과 이격 배치된 열광 발전 장치.The method according to claim 1,
Wherein the combustor has one end connected to the first transfer line and the other end spaced apart from the circulating fan.
상기 제1 이송 라인의 일단은 상기 연료 투입구 및 산소 투입구와 연결되고, 상기 제1 이송 라인의 타단은 상기 연소기에 연결된 열광 발전 장치.The method according to claim 1,
One end of the first transfer line is connected to the fuel inlet and the oxygen inlet, and the other end of the first transfer line is connected to the combustor.
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