KR102029098B1 - 배기관에 설치되는 열전발전시스템 - Google Patents

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Abstract

일 실시예는, 다수의 열전소자 및 상기 다수의 열전소자를 직병렬로 연결시키는 복수의 연결판을 포함하는 복수의 열전모듈; 배기가스가 흘러나가는 배기가스실 및 다수의 상기 열전모듈이 배치되는 적어도 하나의 열전모듈실이 일체의 프레임으로 형성되고, 상기 열전모듈실에는 상기 열전모듈이 배치되는 다수의 모듈배치공간이 형성되고, 상기 배기가스실과 상기 열전모듈실을 분리시키는 열전도판을 통해 상기 배기가스실로부터 상기 열전모듈의 일측으로 고온을 전달하는 바디; 상기 열전모듈실을 커버하고 상기 열전모듈의 플러스전극과 마이너스전극에 연결되는 배선들이 배치되는 배선커버; 상기 배선커버에 결합하고 내부에 형성되는 냉각커버유로로 냉각수가 흐르며, 상기 배선커버를 경유하여 상기 열전모듈의 타측으로 저온을 전달하는 냉각커버; 및 상기 배기가스실의 유출입구에 부착되는 플랜지를 포함하는 열전발전시스템을 제공한다.

Description

배기관에 설치되는 열전발전시스템{THERMOELECTRIC GENERATION SYSTEM INSTALLED IN EXHAUST PIPE}
본 실시예는 열전발전시스템에 관한 것이다.
지구 온난화의 주원인으로 화석연료의 사용이 지목되면서, 화석연료의 사용을 줄이기 위한 운동이 전지구적으로 추진되고 있다.
화석연료의 사용을 줄이기 위한 방책은 크게 두 가지 측면으로 진행되고 있는데, 하나는 화석연료를 대체하여 친환경에너지를 사용하는 것이고, 다른 하나는 화석연료의 효율을 높혀 같은 에너지를 얻는데 사용되는 화석연료의 양을 줄이는 것이다.
후자의 방책은 다시 두 가지 세부 방책으로 구분될 수 있는데, 하나는 화석연료를 사용하는 에너지기관의 효율을 높이는 것이고, 다른 하나는 화석연료의 사용에 있어서 버려지는 에너지를 재활용하는 것이다.
후술하는 내용은 화석연료의 사용에 있어서 버려지는 에너지를 재활용하는 기술에 대한 내용을 포함하고 있다.
화석연료를 사용하여 일차적인 에너지-예를 들어, 열기관에 의해 생산되는 기계에너지, 전기에너지 등-를 생산하게 되면, 그 생산 과정에서 부산물로 열에너지가 발생하게 된다. 일반적으로, 열에너지는 일차적인 에너지와 다른 형태의 에너지이기 때문에 그대로 버려졌으나, 최근 이러한 열에너지를 재활용하여 전기에너지를 생산하는 기술이 다수 개발되고 있다. 대표적인 예가, 열전발전시스템이다.
열전발전은 고온부와 저온부의 온도차이를 전기에너지로 변환시키는 기술로서, 전자 평형압력차이를 이용하는 열전자발전 및 제벡효과를 이용하는 열전기발전 등이 있다.
열전발전시스템은 고온부와 저온부를 필요로 하는데, 상온 상태의 공기 혹은 액체 상태의 물을 저온부의 소스로 활용한다고 할 때, 고온부의 소스가 무엇인지에 따라 열전발전시스템의 종류가 결정된다.
현재 주로 논의되고 있는 열전발전시스템의 고온부 소스로는, 자동차의 배기가스, 공장의 폐열 등이 있는데, 공장의 폐열은 대규모 발전을 위한 소스로 활용되고 있고, 자동차의 배기가스는 소규모 발전을 위한 소스로 활용되고 있다.
대규모 발전의 경우, 열전발전시스템을 구축하기 위한 가용 공간, 가용 비용 등이 상대적으로 자유로운데 반해, 소규모 발전의 경우, 열전발전시스템을 구축하기 위한 가용 공간이 협소하고, 비용 대비 효과의 측면에서 가용할 수 있는 제조 비용이 적은 것이 특징이다.
이러한 배경에서, 본 실시예의 목적은, 좁은 가용 공간 및 적은 제조 비용의 조건에서 최적의 효율을 생산하는 열전발전시스템 기술을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 실시예는, 다수의 열전소자 및 상기 다수의 열전소자를 직병렬로 연결시키는 복수의 연결판을 포함하는 복수의 열전모듈; 배기가스가 흘러나가는 배기가스실 및 다수의 상기 열전모듈이 배치되는 적어도 하나의 열전모듈실이 일체의 프레임으로 형성되고, 상기 열전모듈실에는 상기 열전모듈이 배치되는 다수의 모듈배치공간이 형성되고, 상기 배기가스실과 상기 열전모듈실을 분리시키는 열전도판을 통해 상기 배기가스실로부터 상기 열전모듈의 일측으로 고온을 전달하는 바디; 상기 열전모듈실을 커버하고 상기 열전모듈의 플러스전극과 마이너스전극에 연결되는 배선들이 배치되는 배선커버; 상기 배선커버에 결합하고 내부에 형성되는 냉각커버유로로 냉각수가 흐르며, 상기 배선커버를 경유하여 상기 열전모듈의 타측으로 저온을 전달하는 냉각커버; 및 상기 배기가스실의 유출입구에 부착되는 플랜지를 포함하는 열전발전시스템을 제공한다.
상기 바디에는, 상기 다수의 모듈배치공간을 둘러싸는 바디냉각유로가 형성될 수 있다.
상기 다수의 모듈배치공간은 격자형의 매트릭스 구조로 배치되고, 각각의 상기 모듈배치공간은 가로와 세로로 배치되는 격벽으로 분리될 수 있다.
상기 배선커버에는, 각각의 상기 모듈배치공간에 대응되는 위치마다 스프링이 배치되고, 상기 가로와 세로로 배치되는 격벽에 의해 상기 열전모듈의 평면적인 움직임이 제어되고, 상기 스프링에 의해 상기 열전모듈의 상하 움직임이 제어될 수 있다.
상기 배선커버에는, 각각의 상기 모듈배치공간에 대응되는 위치마다 두 개의 관통홀이 형성되고, 각각의 상기 관통홀을 통해 상기 열전모듈의 플러스전극 및 마이너스전극이 상기 배선들과 연결될 수 있다.
적어도 둘 이상의 상기 열전소자가 직렬로 연결되어 상기 열전모듈의 전압을 승압시키고, 상기 복수의 열전모듈은 상기 배선들에 의해 병렬로 연결될 수 있다.
상기 열전소자는, 스커터러다이트(Skutterudite)로 구성될 수 있다.
다른 실시예는, 다수의 열전소자, 상기 다수의 열전소자를 직병렬로 연결시키는 복수의 연결판이 배치되는 상측기판 및 하측기판을 포함하는 복수의 열전모듈; 배기가스가 흘러나가는 배기가스실 및 다수의 상기 열전모듈이 배치되는 적어도 하나의 열전모듈실을 포함하고, 상기 배기가스실 및 상기 열전모듈실은 열전도판으로 분리되고, 상기 열전모듈실에는 다수의 모듈배치공간이 형성되고, 각각의 상기 모듈배치공간에는 상기 열전모듈이 배치되는 바디; 일측면이 상기 열전모듈실을 커버하고, 타측면에 형성되는 배선통로에 플러스배선 및 마이너스배선이 배치되고, 상기 일측면과 상기 타측면을 관통하는 관통홀을 통해 상기 열전모듈의 플러스전극과 마이너스전극이 각각 상기 플러스배선 및 상기 마이너스배선에 연결되는 배선커버; 및 일측면이 상기 배선커버의 상기 타측면을 커버하고, 내부에 형성되는 냉각커버유로로 냉각수가 흘러나가는 냉각커버; 상기 배기가스실의 유출입구에 부착되는 플랜지를 포함하는 열전발전시스템을 제공한다.
상기 배선통로는, 제1방향으로 배치되는 복수의 기준통로 및 제2방향으로 배치되는 복수의 분기통로로 구성되고, 상기 플러스배선은 일 기준통로를 거쳐 홀수 혹은 짝수번째의 상기 분기통로로 배치되고, 상기 마이너스배선은 다른 일 기준통로를 거쳐 짝수 혹은 홀수번째의 상기 분기통로로 배치될 수 있다.
상기 배선통로를 나누는 격벽들은 상기 냉각커버와 맞닿아 있고, 상기 격벽들의 총 넓이가 상기 배선통로의 총 넓이보다 넓을 수 있다.
또 다른 실시예는, 다수의 열전소자 및 상기 다수의 열전소자를 직병렬로 연결시키는 복수의 연결판을 포함하는 복수의 열전모듈; 배기가스가 흘러나가는 유로가 지그재그(zigzag)로 형성되는 배기가스실 및 다수의 상기 열전모듈이 배치되는 적어도 하나의 열전모듈실을 포함하고, 상기 배기가스실 및 상기 열전모듈실은 열전도판으로 분리되고, 상기 열전모듈실에는 다수의 모듈배치공간이 형성되고, 각각의 상기 모듈배치공간에는 상기 열전모듈이 배치되는 바디; 상기 열전모듈실을 커버하고 상기 열전모듈의 플러스전극과 마이너스전극에 연결되는 배선들이 배치되는 배선커버; 상기 배선커버에 결합하고 내부에 형성되는 냉각커버유로로 냉각수가 흐르는 냉각커버; 입구보다 출구가 넓어지는 형상으로 형성되면서 유입되는 상기 배기가스를 확산시켜 상기 배기가스실의 입구로 전달하는 전면플랜지; 및 입구보다 출구가 좁아지는 형상으로 형성되면서 상기 배기가스실의 출구로부터 전달되는 상기 배기가스를 집중시켜 배출하는 후면플랜지를 포함하는 열전발전시스템을 제공한다.
상기 냉각커버에서, 상기 냉각커버유로는 지그재그로 형성될 수 있다.
상기 냉각커버 내에는 복수의 플레이트가 서로 나란히 배치되고, 홀수번째 상기 플레이트와 짝수번째 상기 플레이트가 서로 다른 방향의 프레임에 결합되면서 상기 냉각커버유로를 지그재그 형상으로 형성할 수 있다.
상기 전면플랜지의 입구는 원형이고 출구는 사각형이며, 상기 후면플랜지의 입구는 사각형이고 출구는 원형일 수 있다.
상기 다수의 모듈배치공간은 격자형의 매트릭스 구조로 배치되고, 각각의 상기 모듈배치공간은 가로와 세로로 배치되는 격벽으로 분리되며, 상기 다수의 모듈배치공간의 내측에 위치하는 상기 격벽은 상기 배선커버에 접촉되지 않을 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 좁은 가용 공간 및 적은 제조 비용으로 최적의 효율을 생산하는 열전발전시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 열전발전시스템의 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 바디의 사시도이다.
도 3a는 일 실시예에 따른 바디를 수평 방향으로 자른 단면도이다.
도 3b는 일 실시예에 따른 바디를 수직 방향으로 자른 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 복수의 열전모듈의 배치 형태를 나타내는 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 열전모듈의 사시도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 열전모듈을 평면 방향으로 자른 단면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 배선커버의 일측 사시도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 배선커버의 타측 사시도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 배선커버에 배선들이 배치되는 구조를 나타내는 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 냉각커버의 사시도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 냉각커버를 평면 방향으로 자른 단면도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 플랜지의 사시도이다.
도 13은 일 실시예에 따른 플랜지의 배면도이다.
도 14는 다른 실시예에 따른 바디의 사시도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 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.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 열전발전시스템의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 열전발전시스템(100)은 바디(110), 배선커버(130), 냉각커버(140) 및 플랜지(120) 등을 포함할 수 있다.
바디(110)에는 배기가스가 흘러나가는 배기가스실이 배치될 수 있는데, 바디(110)는 고온의 배기가스에서 생성되는 열에너지를 바디(110) 내부에 배치되는 열전모듈로 전달할 수 있다.
바디(110)에는 배기가스가 흘러나가는 배기가스실과 열전모듈이 배치되는 열전모듈실이 일체의 프레임으로 형성됨으로서, 배기가스로부터 생성되는 열이 효율적으로 열전모듈로 전달될 수 있다. 예를 들어, 배기가스실과 열전모듈실이 서로 다른 프레임으로 분리되어 있는 경우, 프레임 사이의 간극이 발생하여 열전달에 있어서 손실을 볼 수 있는데, 일 실시예에 따른 열전발전시스템(100)은 배기가스실과 열전모듈실이 일체의 프레임으로 형성됨으로써 열전달의 손실을 최소화할 수 있다.
바디(110)에서 배기가스실과 열전모듈실은 프레임의 일부를 구성하는 열전도판을 통해 분리되는데, 배기가스실에서 생성되는 열에너지는 이러한 열전도판을 통해 열전모듈실로 전달되게 된다.
배선커버(130)는 바디(110)의 열전모듈실을 커버하고, 열전모듈의 플러스전극과 마이너스전극에 연결되는 배선들이 배치되는 배선통로를 구비할 수 있다.
열전모듈이 배치되는 위치에 배선들을 함께 배치하게 되면, 열전모듈과 배선들이 혼재되면서 배선이 복잡해지고, 열전모듈의 고온부에 배선들이 근접하면서 배선들에 열적 문제가 발생할 수 있는데, 일 실시예에 따른 열전발전시스템(100)에서는 열전모듈실을 커버하는 배선커버(130)에 배선들이 위치함으로써 열전모듈과 배선들을 분리된 층에 배치시킬 수 있게 된다. 또한, 일 실시예에 따른 열전발전시스템(100)은 배선들을 분리시키면서도 배선들을 위한 별도의 층을 추가하지 않고 열전모듈실을 커버하는 층에 배선들을 배치함으로써 좁은 공간을 최적으로 활용할 수 있게 된다.
후술하지만, 배선커버(130)의 일측면은 열전모듈실을 커버하고 타측면에 배선들이 배치될 수 있는데, 이러한 실시예에 의하면 배선들이 고온부가 아닌 저온부에 근접하여 배치됨으로써 배선들의 열적 문제가 완화될 수 있게 된다.
냉각커버(140)는 배선커버(130)에 결합하고 내부에 형성되는 냉각커버율로로 냉각수가 흐르면서 열전모듈로 저온을 전달할 수 있다.
바디(110), 배선커버(130) 및 냉각커버(140)는 동일한 평면적을 가지면서 적층될 수 있다. 서로 다른 개체 사이의 열전달률은 접촉면의 넓이에 의해 결정되는데, 열전발전시스템(100)에서 바디(110), 배선커버(130) 및 냉각커버(140)는 동일한 평면적을 가지면서 바디(110)에서 생성된 고온 및 냉각커버(140)에서 생성된 저온이 최대의 열전달율로 열전모듈로 전달될 수 있게 한다.
그리고, 바디(110), 배선커버(130) 및 냉각커버(140)는 동일한 위치에 형성되는 볼트홀(150)을 통해 냉각커버(140)에서부터 바디(110)까지 한번에 결합됨으로써 제조가 용이할 뿐만 아니라 냉각커버(140)에서부터 바디(110)까지의 결합력도 제고시킬 수 있게 된다.
바디(110)에서 열전모듈실은 일측과 타측에 각각 하나씩 총 두 개가 형성될 수 있다. 아래에서는 설명의 편의를 위해 일측을 상측으로 명명하고 타측을 하측으로 명명하나 상측과 하측은 보는 관점에 따라 달라질 수 있는 개념으로 이러한 용어가 본 실시예를 제한시키는 것은 아니다.
상측과 하측은 대칭적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 상측에서 바디(110) 위에 배선커버(130)가 배치되고, 배선커버(130) 위에 냉각커버(140)가 배치될 수 있는데, 하측에서 바디(110) 아래에 배선커버(130)가 배치되고, 배선커버(130) 아래에 냉각커버(140)가 배치될 수 있다.
한편, 바디(110)의 배기가스실의 유출입구에는 플랜지(120)가 부착될 수 있다.
자동차 등의 배기관의 단면적과 배기가스실의 단면적에 차이가 있을 수 있는데, 플랜지(120)는 단면적이 차이나는 두 구성을 연결시켜 주는 기능을 수행할 수 있다.
일반적으로, 배기가스실에서는 배기가스가 상대적으로 오래 체류하고 있는 것이 유리하다. 그리고, 배기가스실에서 열전모듈과 접촉되는 면의 넓이가 넓을 수록 유리하게 되는데, 이를 위해서는 배기가스실의 유출입구의 단면적인 넓을 필요가 있다. 베르누이 원리에 의하면, 유체가 흐르는 관의 단면적이 넓을 수록 유속이 느려지게 되는데, 배기가스실의 입구는 이러한 원리에 따라 배기가스의 유속을 느리게 하기 위해 배기관의 단면적보다 넓을 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 바디의 사시도이고, 도 3a는 일 실시예에 따른 바디를 수평 방향으로 자른 단면도이며, 도 3b는 일 실시예에 따른 바디를 수직 방향으로 자른 단면도이다.
도 2, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 바디(110)는 프레임(250)으로 구분되는 배기가스실(270)과 열전모듈실(280)을 포함할 수 있다.
배기가스실(270)로는 배기가스가 흘러나갈 수 있다. 배기가스는 고온의 열기관에서 배출된 가스일 수 있는데, 예를 들어, 자동차의 열기관이나 보일러의 열기관에서 배출된 가스일 수 있다. 배기가스실(270)은 배기가스가 유입되는 일측과 배기가스가 유출되는 타측이 개방될 수 있다. 배기가스실(270)에서 개방된 부분은 플랜지와 연결되면서 열기관의 배기관과 연결될 수 있다.
열전모듈실(280)에는 다수의 열전모듈이 배치될 수 있다. 열전모듈실(280)에는 다수의 모듈배치공간(210)이 형성될 수 있는데, 각각의 모듈배치공간(210)에는 열전모듈이 하나씩 배치될 수 있다.
모듈배치공간(210)은 격자형의 매트릭스 구조로 배치될 수 있고, 각각의 모듈배치공간(210)은 가로와 세로로 배치되는 모듈격벽(220 및 230)으로 분리될 수 있다.
열전모듈실(280)에는 일 방향으로 배치되는 다수의 제1모듈격벽(220) 및 다른 일 방향으로 배치되는 다수의 제2모듈격벽(230)이 배치될 수 있다. 여기서, 일 방향과 다른 일 방향은 서로 수직되는 방향일 수 있다.
모듈배치공간(210)은 인접한 두 개의 제1모듈격벽(220)과 인접한 두 개의 제2모듈격벽(230)에 의해 생성되는 공간일 수 있다. 모듈배치공간(210)의 넓이는 후술하는 열전모듈의 넓이와 실질적으로 동일할 수 있다. 이러한 구조에 의해, 모듈격벽(220 및 230)은 열전모듈의 평면방향 움직임을 제어할 수 있다.
배기가스실(270)과 열전모듈실(280)은 프레임(250)의 일부분을 구성하는 열전도판(320)에 의해 분리될 수 있다. 열전도판(320)은 금속성 재질과 같은 열전도율이 높은 재질로 구성될 수 있다. 배기가스실(270)로 유입된 배기가스의 열에너지는 열전도판(320)을 통해 열전모듈의 일측으로 고온을 전달할 수 있다.
열전모듈실(280)은 열전도판(320)이 위치하는 일측으로 배기가스실(270)과 접하고 그 반대측은 개방되어 있을 수 있다. 이러한 구조에 따라 열전모듈의 삽입이 용이해 질 수 있다.
열전모듈실(280)의 개방된 부분은 배선커버에 의해 커버되는데, 바디(110)와 배선커버의 결합은 프레임(250) 외곽에 형성되는 볼트홀(252)을 통해 이루어질 수 있다.
열전모듈실(280)에는 다수의 모듈배치공간(210)을 둘러싸는 바디냉각유로(260)가 형성될 수 있다. 바디냉각유로(260)는 최외곽 모듈격벽(220a, 220b, 230a 및 230b)과 프레임(250)의 외곽부 사이에 형성될 수 있고, 프레임(250)에는 바디냉각유로(260)와 외부의 냉각관을 연결시키는 냉각매체 유출입구(242 및 244)가 형성될 수 있다.
배기가스실(270)에는 배기가스가 흘러나가는 배기유로(330)가 지그재그(zigzag)로 형성될 수 있다. 배기유로(330)가 지그재그형으로 형성되면서 전체 배기유로(330)의 길이가 길어지고 배기가스의 체류 시간이 길어질 수 있다.
배기가스실(270)에는 복수의 제1플레이트(310a 및 310b)가 서로 나란히 배치될 수 있다. 그리고, 복수의 제1플레이트(310a 및 310b)는 배기가스가 유입되는 방향에 수직되도록 배치됨으로써 배기가스의 경로 수직방향으로 돌려 놓을 수 있다.
복수의 제1플레이트(310a 및 310b)에서 홀수번째 제1플레이트(310a)와 짝수번째 제1플레이트(310b)는 서로 다른 방향의 외곽프레임(250a 및 250b)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 홀수번째 제1플레이트(310a)는 제1외곽프레임(250a)에 연결되고 짝수번째 제1플레이트(310b)는 제2외곽프레임(250b)에 연결될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 복수의 열전모듈의 배치 형태를 나타내는 도면이고, 도 5는 일 실시예에 따른 열전모듈의 사시도이며, 도 6은 일 실시예에 따른 열전모듈을 평면 방향으로 자른 단면도이다.
도 4, 도 5 및 도 6을 참조하면, 복수의 열전모듈(400)은 격자형의 매트릭스 구조로 배치될 수 있다. 이러한 열전모듈(400)의 배치구조는 열전모듈실에서의 모듈배치공간의 배치구조에 대응될 수 있다. 각각의 열전모듈(400)은 열전모듈실에서의 모듈배치공간에 하나씩 배치될 수 있다.
열전모듈(400)은 다수의 열전소자(510), 다수의 열전소자(510)를 직병렬로 연결시키는 복수의 연결판(530) 및 복수의 연결판(530)이 배치되는 기판(520)을 포함할 수 있다.
기판(520)은 상측기판(520a)과 하측기판(520b)으로 구성되고, 각각의 기판(520a 및 520b)에는 복수의 연결판(530)이 기판(520)을 관통하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 기판(520)의 일측면과 타측면에서 모두 연결판(530)이 관측될 수 있다.
열전소자(510)는 매트릭스 형태로 배치될 수 있는데, 인접한 두 개의 열전소자(510)는 일측 기판(520)에서는 서로 연결되고, 타측 기판(520)에서는 서로 연결되지 않을 수 있다. 다시 말해, 두 개의 열전소자(510)는 서로 병렬로 연결되지 않고 서로 직렬로 연결될 수 있다. 이러한 연결에 따라 열전모듈의 전압이 승압될 수 있다. 후술하지만, 복수의 열전모듈은 배선커버에 배치되는 배선들에 의해 서로 병렬로 연결될 수 있는데, 열전모듈의 전압은 열전소자(510)의 직렬 연결로 인해 높아지고 전류 공급 능력은 열전모듈(400)의 병렬 연결에 의해 구현될 수 있다.
열전모듈(400)에서 배기가스실과 접하는 하측기판(520b)보다 배선커버를 향하는 상측기판(520a)의 면적이 더 넓을 수 있다. 하측기판(520b)은 열전소자(510)가 적절히 배치될 수 있는 정도의 면적을 가질 수 있는데, 상측기판(520a)은 열전소자(510)가 배치되는 영역보다 더 연장된 영역을 가지고 있으면서 이러한 영역을 통해 배선커버에 배치되는 배선들과 연결될 수 있다.
연결판(530)의 개수로 보면 하측기판(520b)에 배치되는 연결판(530)의 개수보다 상측기판(520a)에 배치되는 연결판(530)의 개수가 더 많을 수 있다.
상측기판(520a)에서 열전소자(510)가 배치되는 영역(제1영역)과 열전소자(510)가 배치되지 않는 영역(제2영역)에 걸쳐 있는 연결판(530a 및 530b)은 열전모듈(400)의 전극으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1영역과 제2영역에 걸쳐 있는 제1연결판(530a)은 열전모듈(400)의 플러스전극으로 사용되고, 제2연결판(530b)은 열전모듈(400)의 마이너스전극으로 사용될 수 있다.
열전소자는 스커터러다이트(Skutterudite)로 구성될 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 배선커버의 일측 사시도이고, 도 8은 일 실시예에 따른 배선커버의 타측 사시도이며, 도 9는 일 실시예에 따른 배선커버에 배선들이 배치되는 구조를 나타내는 도면이다.
도 7, 도 8 및 도 9를 참조하면, 배선커버(130)의 일측면(도 7에서 보이는 측면)은 열전모듈실을 커버하고, 타측면(도 8 및 도 9에서 보이는 측면)에는 배선통로(740)가 형성될 수 있다.
배선커버(130)의 일측면에는 열전모듈실의 모듈배치공간에 대응되는 커버공간(710)이 형성될 수 있다. 그리고, 커버공간(710)에는 탄성부재(770)가 부착될 수 있다.
탄성부재(770)는 일 예로서, 스프링일 수 있는데, 탄성부재(770)는 각 커버공간에 배치되는 열전모듈의 상하 움직임을 제어할 수 있다.
배선커버(130)에는 다수의 제1커버격벽(720) 및 다수의 제2커버격벽(730)이 열전모듈실에 배치되는 다수의 모듈격벽에 대응되도록 배치될 수 있다. 그리고, 각각의 커버공간(710)은 제1커버격벽(720)과 제2커버격벽(730)의 교차에 의해 정의될 수 있다.
배선커버(130)에는 각각의 모듈배치공간에 대응되는 위치마다 두 개의 관통홀(740a 및 740b)이 형성될 수 있다. 다른 측면에서, 각각의 모듈배치공간에는 커버공간(710)이 형성되는데, 이러한 커버공간(710)마다 두 개의 관통홀(740a 및 740b)이 형성될 수 있다.
관통홀(740a 및 740b)의 위치는 열전모듈의 플러스전극과 마이너스전극의 위치에 대응될 수 있다. 각각의 관통홀(740a 및 740b)을 통해 열전모듈의 플러스전극 및 마이너스전극이 배선들(910 및 920)과 연결될 수 있다. 열전모듈의 플러스전극과 마이너스전극에 연결되는 점퍼들이 관통홀(740a 및 740b)을 통해 배선커버(130)의 일측면에서 타측면으로 연장되는데, 이러한 점퍼들과 배선들(910 및 920)이 연결되면서, 열전모듈이 배선들(910 및 920)에 연결되게 된다.
배선커버(130)의 프레임(750) 외곽에는 볼트홀(752)이 형성되는데, 이러한 볼트홀(752)을 통해 바디, 배선커버(130) 및 냉각커버의 결합이 이루어질 수 있다.
배선커버(130)에는 다수의 통로격벽(822 및 824)이 배치되고, 배선통로(740)는 다수의 통로격벽(822 및 824)의 사이 혹은 통로격벽(822 및 824)과 프레임(750)의 사이에 형성될 수 있다.
통로격벽(822)은 서로 나란한 방향으로 배치될 수 있다. 그리고, 통로격벽(822)은 넓이가 넓은 제1통로격벽(822)과 넓이가 좁은 제2통로격벽(824)으로 구분될 수 있는데, 제1통로격벽(822)은 모듈배치공간 및 커버공간(710)의 중앙에 대응되도록 배치되고, 제2통로격벽(824)은 일 방향의 모듈격벽 및 커버격벽에 대응되도록 배치될 수 있다.
배선통로(740)는 제1방향으로 배치되는 복수의 기준통로(742a 및 742b) 및 제2방향-제1방향에 수직되는 방향-으로 배치되는 복수의 분기통로(744a 및 744b)로 구성될 수 있다.
그리고, 플러스배선(910)은 일 기준통로(742a)를 거쳐 홀수번째의 분기통로(744a)로 배치되고, 마이너스배선(920)은 다른 일 기준통로(742b)를 거쳐 짝수번째의 분기통로(744b)로 배치될 수 있다. 혹은 마이너스배선(920)은 일 기준통로(742a)를 거쳐 홀수번째의 분기통로(744a)로 배치되고, 플러스배선(910)은 다른 일 기준통로(742b)를 거쳐 짝수번째의 분기통로(744b)로 배치될 수 있다.
그리고, 배선통로(740)를 나누는 통로격벽(822 및 824)은 냉각커버와 맞닿아 있고, 통로격벽(822 및 824)의 총 넓이는 배선통로(740)의 총 넓이보다 넓을 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 냉각커버의 사시도이고, 도 11은 일 실시예에 따른 냉각커버를 평면 방향으로 자른 단면도이다.
열전발전시스템의 배치의 위치 상으로, 냉각커버(140)는 배선커버에서 배선통로가 형성된 면을 커버할 수 있고, 내부에 형성되는 냉각커버유로(1120)로 냉각수가 흘러나가면서 저온을 형성하고, 이러한 저온을 배선커버를 경유하여 열전모듈로 전달할 수 있다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 냉각커버(140)는 프레임(1010)으로 둘러싸여 있고, 내부에는 냉각커버유로(1120)가 지그재그로 형성될 수 있다.
냉각커버(140) 내에는 복수의 커버플레이트(1110a 및 1110b)가 서로 나란히 배치되고, 홀수번째 커버플레이트(1110a)와 짝수번째 커버플레이트(1110b)가 서로 다른 방향의 프레임(1110)에 결합되면서 냉각커버유로(1120)를 지그재그 형상으로 형성할 수 있다.
프레임(1010)에는 냉각커버유로(1120)로 냉각수를 주입하는 냉각수입구(1020a)와 냉각수를 배출하는 냉각수출구(1020b)가 형성되고, 배선커버 및 바디와 결합하기 위한 볼트홀(1012)이 형성될 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 플랜지의 사시도이고, 도 13은 일 실시예에 따른 플랜지의 배면도이다.
도 12를 참조하면, 플랜지(120)는 자동차 등의 배기관과 결합하는 배기관결합부(1210) 및 열전발전시스템의 바디와 결합하는 바디결합부(1220)를 포함할 수 있다.
배기관결합부(1210)에는 다수의 볼트홀(1212)이 형성되어 있고, 이러한 볼트홀(1212)을 통해 배기관과 연결될 수 있다. 배기관결합부(1210)에 형성되는 배기관결합구(1214)는 결합되는 배기관의 유로 단면과 실질적으로 동일할 수 있다. 배기관결합부(1210)는 평면이 원형으로 형성될 수 있다.
바디결합부(1220)는 일측 유출입구(1310)가 배기관결합구(1214)와 연결되고, 타측 유출입구(1320)가 바디의 배기가스실과 연결될 수 있다. 배기관결합구(1214)와 연결되는 일측 유출입구(1310)는 배기관결합구(1214)의 형상에 따라 원형으로 형성될 수 있고, 타측 유출입구(1320)는 배기가스실의 단면 형상에 따라 사각형으로 형성될 수 있다.
플랜지(120)는 바디의 전면에 설치되는 전면플랜지와 바디의 후면에 설치되는 후면플랜지로 구분될 수 있다. 전면플랜지는 입구보다 출구가 넓어지는 형상으로 형성되고, 입구는 원형이고 출구는 사각형일 수 있고, 유입되는 배기가스를 확산시켜 배기가스실의 입구로 전달할 수 있다. 그리고, 후면플랜지는 입구보다 출구가 좁아지는 형상으로 형성되고, 입구는 사각형이고 출구는 원형일 수 있고, 배기가스실의 출구로부터 전달되는 배기가스를 집중시켜 배출할 수 있다.
도 14는 다른 실시예에 따른 바디의 사시도이다.
도 14를 참조하면, 바디(1410)는 프레임(250)으로 구분되는 배기가스실(270)과 열전모듈실(1480)을 포함할 수 있다.
배기가스실(270)로는 배기가스가 흘러나갈 수 있다. 배기가스는 고온의 열기관에서 배출된 가스일 수 있는데, 예를 들어, 자동차의 열기관이나 보일러의 열기관에서 배출된 가스일 수 있다. 배기가스실(270)은 배기가스가 유입되는 일측과 배기가스가 유출되는 타측이 개방될 수 있다. 배기가스실(270)에서 개방된 부분은 플랜지와 연결되면서 열기관의 배기관과 연결될 수 있다.
열전모듈실(1480)에는 다수의 열전모듈이 배치될 수 있다. 열전모듈실(1480)에는 다수의 모듈배치공간(1410)이 형성될 수 있는데, 각각의 모듈배치공간(1410)에는 열전모듈이 하나씩 배치될 수 있다.
모듈배치공간(1410)은 격자형의 매트릭스 구조로 배치될 수 있고, 각각의 모듈배치공간(1410)은 가로와 세로로 배치되는 모듈격벽(1420 및 1430)으로 분리될 수 있다.
열전모듈실(1480)에는 일 방향으로 배치되는 다수의 제1모듈격벽(1420) 및 다른 일 방향으로 배치되는 다수의 제2모듈격벽(1430)이 배치될 수 있다. 여기서, 일 방향과 다른 일 방향은 서로 수직되는 방향일 수 있다.
모듈배치공간(1410)은 인접한 두 개의 제1모듈격벽(1420)과 인접한 두 개의 제2모듈격벽(1430)에 의해 생성되는 공간일 수 있다. 모듈배치공간(1410)의 넓이는 후술하는 열전모듈의 넓이와 실질적으로 동일할 수 있다. 이러한 구조에 의해, 모듈격벽(1420 및 1430)은 열전모듈의 평면방향 움직임을 제어할 수 있다.
배기가스실(270)과 열전모듈실(1480)은 프레임(250)의 일부분을 구성하는 열전도판에 의해 분리될 수 있다. 열전도판은 금속성 재질과 같은 열전도율이 높은 재질로 구성될 수 있다. 배기가스실(270)로 유입된 배기가스의 열에너지는 열전도판을 통해 열전모듈의 일측으로 고온을 전달할 수 있다.
열전모듈실(1480)은 열전도판이 위치하는 일측으로 배기가스실(270)과 접하고 그 반대측은 개방되어 있을 수 있다. 이러한 구조에 따라 열전모듈의 삽입이 용이해 질 수 있다.
열전모듈실(1480)의 개방된 부분은 배선커버에 의해 커버되는데, 바디(1410)와 배선커버의 결합은 프레임(250) 외곽에 형성되는 볼트홀(252)을 통해 이루어질 수 있다.
열전모듈실(1480)에는 다수의 모듈배치공간(1410)을 둘러싸는 바디냉각유로(1460)가 형성될 수 있다. 바디냉각유로(1460)는 최외곽 모듈격벽(1420a, 1420b, 1430a 및 1430b)과 프레임(250)의 외곽부 사이에 형성될 수 있고, 프레임(250)에는 바디냉각유로(1460)와 외부의 냉각관을 연결시키는 냉각매체 유출입구(1442 및 1444)가 형성될 수 있다.
배기가스실(270)에는 배기가스가 흘러나가는 배기유로가 지그재그(zigzag)로 형성될 수 있다. 배기유로가 지그재그형으로 형성되면서 전체 배기유로의 길이가 길어지고 배기가스의 체류 시간이 길어질 수 있다.
다수의 모듈배치공간(1410)은 격자형의 매트릭스 구조로 배치되고, 각각의 모듈배치공간(1410)은 가로와 세로로 배치되는 모듈격벽(1430)으로 분리되며, 다수의 모듈배치공간(1410)의 내측에 위치하는 모듈격벽(1430)은 배선커버에 접촉되지 않을 수 있다. 다시 말해, 최외곽 모듈격벽(1420a, 1420b, 1430a 및 1430b)만 배선커버에 접촉하고, 나머지 모듈격벽(1430)은 배선커버에 접촉하지 않을 수 있다.
이상에서 설명한 본 실시예에 의하면, 좁은 가용 공간 및 적은 제조 비용으로 최적의 효율을 생산하는 열전발전시스템을 제공할 수 있다.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 다수의 열전소자 및 상기 다수의 열전소자를 직병렬로 연결시키는 복수의 연결판을 포함하는 복수의 열전모듈;
    배기가스가 흘러나가는 배기가스실 및 다수의 상기 열전모듈이 배치되는 적어도 하나의 열전모듈실이 일체의 프레임으로 형성되고, 상기 열전모듈실에는 상기 열전모듈이 배치되는 다수의 모듈배치공간이 형성되고, 상기 배기가스실과 상기 열전모듈실을 분리시키는 열전도판을 통해 상기 배기가스실로부터 상기 열전모듈의 일측으로 고온을 전달하는 바디;
    상기 열전모듈실을 커버하고 상기 열전모듈의 플러스전극과 마이너스전극에 연결되는 배선들이 배치되는 배선커버;
    상기 배선커버에 결합하고 내부에 형성되는 냉각커버유로로 냉각수가 흐르며, 상기 배선커버를 경유하여 상기 열전모듈의 타측으로 저온을 전달하는 냉각커버; 및
    상기 배기가스실의 유출입구에 부착되는 플랜지를 포함하되,
    상기 배선커버는, 일측면이 상기 열전모듈실을 커버하고, 타측면에 형성되는 배선통로에 플러스배선 및 마이너스배선이 배치되되,
    상기 배선통로를 나누는 격벽들은 상기 냉각커버와 맞닿아 있고,
    상기 격벽들의 총 넓이가 상기 배선통로의 총 넓이보다 넓은 열전발전시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바디에는,
    상기 다수의 모듈배치공간을 둘러싸는 바디냉각유로가 형성되는 열전발전시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 모듈배치공간은 격자형의 매트릭스 구조로 배치되고, 각각의 상기 모듈배치공간은 가로와 세로로 배치되는 격벽으로 분리되는 열전발전시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 배선커버에는,
    각각의 상기 모듈배치공간에 대응되는 위치마다 스프링이 배치되고,
    상기 가로와 세로로 배치되는 격벽에 의해 상기 열전모듈의 평면적인 움직임이 제어되고, 상기 스프링에 의해 상기 열전모듈의 상하 움직임이 제어되는 열전발전시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 배선커버에는,
    각각의 상기 모듈배치공간에 대응되는 위치마다 두 개의 관통홀이 형성되고,
    각각의 상기 관통홀을 통해 상기 열전모듈의 플러스전극 및 마이너스전극이 상기 배선들과 연결되는 열전발전시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    적어도 둘 이상의 상기 열전소자가 직렬로 연결되어 상기 열전모듈의 전압을 승압시키고,
    상기 복수의 열전모듈은 상기 배선들에 의해 병렬로 연결되는 열전발전시스템.
  7. ◈청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서,
    상기 열전소자는,
    스커터러다이트(Skutterudite)로 구성되는 열전발전시스템.
  8. 다수의 열전소자, 상기 다수의 열전소자를 직병렬로 연결시키는 복수의 연결판이 배치되는 상측기판 및 하측기판을 포함하는 복수의 열전모듈;
    배기가스가 흘러나가는 배기가스실 및 다수의 상기 열전모듈이 배치되는 적어도 하나의 열전모듈실을 포함하고, 상기 배기가스실 및 상기 열전모듈실은 열전도판으로 분리되고, 상기 열전모듈실에는 다수의 모듈배치공간이 형성되고, 각각의 상기 모듈배치공간에는 상기 열전모듈이 배치되는 바디;
    일측면이 상기 열전모듈실을 커버하고, 타측면에 형성되는 배선통로에 플러스배선 및 마이너스배선이 배치되고, 상기 일측면과 상기 타측면을 관통하는 관통홀을 통해 상기 열전모듈의 플러스전극과 마이너스전극이 각각 상기 플러스배선 및 상기 마이너스배선에 연결되는 배선커버; 및
    일측면이 상기 배선커버의 상기 타측면을 커버하고, 내부에 형성되는 냉각커버유로로 냉각수가 흘러나가는 냉각커버;
    상기 배기가스실의 유출입구에 부착되는 플랜지를 포함하되,
    상기 배선통로를 나누는 격벽들은 상기 냉각커버와 맞닿아 있고,
    상기 격벽들의 총 넓이가 상기 배선통로의 총 넓이보다 넓은 열전발전시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 배선통로는,
    제1방향으로 배치되는 복수의 기준통로 및 제2방향으로 배치되는 복수의 분기통로로 구성되고,
    상기 플러스배선은 일 기준통로를 거쳐 홀수 혹은 짝수번째의 상기 분기통로로 배치되고,
    상기 마이너스배선은 다른 일 기준통로를 거쳐 짝수 혹은 홀수번째의 상기 분기통로로 배치되는 열전발전시스템.
  10. 삭제
  11. 다수의 열전소자 및 상기 다수의 열전소자를 직병렬로 연결시키는 복수의 연결판을 포함하는 복수의 열전모듈;
    배기가스가 흘러나가는 유로가 지그재그(zigzag)로 형성되는 배기가스실 및 다수의 상기 열전모듈이 배치되는 적어도 하나의 열전모듈실을 포함하고, 상기 배기가스실 및 상기 열전모듈실은 열전도판으로 분리되고, 상기 열전모듈실에는 다수의 모듈배치공간이 형성되고, 각각의 상기 모듈배치공간에는 상기 열전모듈이 배치되는 바디;
    상기 열전모듈실을 커버하고 상기 열전모듈의 플러스전극과 마이너스전극에 연결되는 배선들이 배치되는 배선커버;
    상기 배선커버에 결합하고 내부에 형성되는 냉각커버유로로 냉각수가 흐르는 냉각커버;
    입구보다 출구가 넓어지는 형상으로 형성되면서 유입되는 상기 배기가스를 확산시켜 상기 배기가스실의 입구로 전달하는 전면플랜지; 및
    입구보다 출구가 좁아지는 형상으로 형성되면서 상기 배기가스실의 출구로부터 전달되는 상기 배기가스를 집중시켜 배출하는 후면플랜지를 포함하되,
    상기 배선커버는, 일측면이 상기 열전모듈실을 커버하고, 타측면에 형성되는 배선통로에 플러스배선 및 마이너스배선이 배치되되,
    상기 배선통로를 나누는 격벽들은 상기 냉각커버와 맞닿아 있고,
    상기 격벽들의 총 넓이가 상기 배선통로의 총 넓이보다 넓은 열전발전시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 냉각커버에서,
    상기 냉각커버유로는 지그재그로 형성되는 열전발전시스템.
  13. ◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제12항에 있어서,
    상기 냉각커버 내에는 복수의 플레이트가 서로 나란히 배치되고, 홀수번째 상기 플레이트와 짝수번째 상기 플레이트가 서로 다른 방향의 프레임에 결합되면서 상기 냉각커버유로를 지그재그 형상으로 형성하는 열전발전시스템.
  14. ◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제11항에 있어서,
    상기 전면플랜지의 입구는 원형이고 출구는 사각형이며,
    상기 후면플랜지의 입구는 사각형이고 출구는 원형인 열전발전시스템.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 다수의 모듈배치공간은 격자형의 매트릭스 구조로 배치되고, 각각의 상기 모듈배치공간은 가로와 세로로 배치되는 격벽으로 분리되며,
    상기 다수의 모듈배치공간의 내측에 위치하는 상기 격벽은 상기 배선커버에 접촉되지 않는 열전발전시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102328632B1 (ko) 2020-10-28 2021-11-18 (주)엔케이이노베이션 연통형 열전소자를 적용한 열전발전시스템
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210109985A (ko) 2020-02-28 2021-09-07 삼성중공업 주식회사 선박

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002199762A (ja) * 2000-12-21 2002-07-12 Kishino Shoji 排熱熱電変換装置、それを使用した排気ガス排出システム、およびそれを使用した車両
JP2010275976A (ja) * 2009-05-29 2010-12-09 Isuzu Motors Ltd 熱電ユニット
JP2016178147A (ja) * 2015-03-19 2016-10-06 日立化成株式会社 熱電発電装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100229911A1 (en) * 2008-12-19 2010-09-16 Hi-Z Technology Inc. High temperature, high efficiency thermoelectric module

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002199762A (ja) * 2000-12-21 2002-07-12 Kishino Shoji 排熱熱電変換装置、それを使用した排気ガス排出システム、およびそれを使用した車両
JP2010275976A (ja) * 2009-05-29 2010-12-09 Isuzu Motors Ltd 熱電ユニット
JP2016178147A (ja) * 2015-03-19 2016-10-06 日立化成株式会社 熱電発電装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102328632B1 (ko) 2020-10-28 2021-11-18 (주)엔케이이노베이션 연통형 열전소자를 적용한 열전발전시스템
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