KR102518949B1 - 열전 발전 장치 - Google Patents

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Abstract

열전 발전 장치는 야드(yard)에 적층된 고온 슬래브(slab)들을 둘러싸는 방열벽, 상기 고온 슬래브들과 대향하는 상기 방열벽의 전면에 코팅되며, 상기 방열벽 대비 적외선 흡수율이 높은 흡열 코팅층, 상기 방열벽의 배면에 위치하며, 내부에 냉각수가 통하는 냉각 플레이트, 및 상기 방열벽과 상기 냉각 플레이트 사이에 위치하는 복수의 열전 유닛들을 포함한다.

Description

열전 발전 장치{THERMOELECTRIC GENERATION APPARATUS}
본 기재는 열전 발전 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 열전 발전 장치는 제베크 효과(seebeck effect)를 이용한 열전 소자를 통해 발전하는 장치이다.
철강 생산 공정에서, 연주 공정을 거쳐 생산된 고온(일례로 700℃) 슬래브(slab)는 압연 공정으로 이송되기 전 정정 공장 등의 야드(yard)에 10매 이상 적층된 상태로 자연 서냉된다.
야드에 적층된 고온 슬래브들로부터 발생된 복사열로부터 작업자 및 주위 설비를 보호하기 위해, 적층된 고온 슬래브들 주위로 방열벽을 설치하고 있다.
이러한, 야드에 적층된 고온 슬래브들로부터 발생된 현열을 회수하는 열전 발전 장치가 필요하다.
일 실시예는, 야드에 적층된 고온 슬래브들로부터 발생된 현열을 회수하여 발전하는 열전 발전 장치를 제공하고자 한다.
또한, 야드에 적층된 고온 슬래브들로부터 발생된 현열을 이용한 발전 출력이 최대화된 열전 발전 장치를 제공하고자 한다.
일 측면은 야드(yard)에 적층된 고온 슬래브(slab)들을 둘러싸는 방열벽, 상기 고온 슬래브들과 대향하는 상기 방열벽의 전면에 코팅되며, 상기 방열벽 대비 적외선 흡수율이 높은 흡열 코팅층, 상기 방열벽의 배면에 위치하며, 내부에 냉각수가 통하는 냉각 플레이트, 및 상기 방열벽과 상기 냉각 플레이트 사이에 위치하는 복수의 열전 유닛들을 포함하는 열전 발전 장치를 제공한다.
상기 방열벽은, 상기 방열벽의 상기 전면으로부터 상기 고온 슬래브들 방향으로 돌출된 복수의 제1 방열핀들, 및 상기 복수의 제1 방열핀들 중 이웃하는 제1 방열핀들 사이에 위치하며, 상기 방열벽의 상기 전면으로부터 상기 고온 슬래브들 방향으로 돌출된 복수의 제2 방열핀들을 포함하며, 상기 복수의 제2 방열핀들 각각은 상기 제1 방열핀들 각각 대비 길이가 짧을 수 있다.
상기 흡열 코팅층은 탄소층 및 산화층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 복수의 열전 유닛들 각각은, 상기 방열벽의 상기 배면에 면 방향으로 순차적으로 배치된 복수의 열전 소자들, 상기 복수의 열전 소자들과 상기 방열벽 사이에서 상기 복수의 열전 소자들 및 상기 방열벽과 접촉하며, 상기 복수의 열전 소자들 대비 열전도율이 높은 제1 열 블록, 및 상기 복수의 열전 소자들과 상기 냉각 플레이트 사이에서 상기 복수의 열전 소자들 및 상기 냉각 플레이트와 접촉하며, 상기 복수의 열전 소자들 대비 열전도율이 높은 제2 열 블록을 포함할 수 있다.
상기 냉각 플레이트는, 상기 복수의 열전 유닛과 접촉하는 플레이트 본체, 상기 플레이트 본체의 내부에서 상기 복수의 열전 소자들과 복수번 중첩하며, 상기 냉각수가 통하는 루프 채널, 상기 루프 채널의 일단부에 위치하는 냉각수 유입구, 및 상기 루프 채널의 타단부에 위치하는 냉각수 배출구를 포함할 수 있다.
상기 냉각 플레이트의 하부에 위치하는 냉각수 공급관, 상기 냉각수 공급관으로부터 수직 방향으로 연장되며, 상기 냉각 플레이트의 수평 방향의 일 단부로 상기 냉각수를 공급하는 제1 냉각수 분기관, 상기 냉각 플레이트의 상부에 위치하는 냉각수 배출관, 및 상기 냉각수 배출관으로부터 수직 방향으로 연장되며, 상기 냉각 플레이트의 수평 방향의 타 단부로부터 상기 냉각수가 배출되는 제2 냉각수 분기관을 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 열전 유닛들과 배선 연결된 단자함, 및 상기 냉각수 배출관으로부터 연장되어 상기 단자함을 통과하는 냉각수 배출 분기관을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 야드에 적층된 고온 슬래브들로부터 발생된 현열을 회수하여 발전하는 열전 발전 장치가 제공된다.
또한, 야드에 적층된 고온 슬래브들로부터 발생된 현열을 이용한 발전 출력이 최대화된 열전 발전 장치가 제공된다.
도 1은 일 실시예에 따른 열전 발전 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 다른 실시예에 따른 열전 발전 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 또 다른 실시예에 따른 열전 발전 장치를 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 또 다른 실시예에 따른 열전 발전 장치의 배면을 나타낸 배면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 도 1을 참조하여 일 실시예에 따른 열전 발전 장치를 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 열전 발전 장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 열전 발전 장치(1000)는 야드(yard)에 적층된 복수의 고온 슬래브(slab)(10)들로부터 발생된 현열(HE)을 회수하여 발전을 수행한다. 여기서, 복수의 고온 슬래브(10)들은 연주 공정을 거쳐 생산되어 압연 공정으로 이송되기 전 정정 공장 등의 야드에 적층되어 자연 서냉되는 상태일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
열전 발전 장치(1000)는 방열벽(100), 흡열 코팅층(200), 냉각 플레이트(300), 복수의 열전 유닛(400)들을 포함한다.
방열벽(100)은 야드에 적층된 고온 슬래브(10)들을 둘러싸고 있다. 방열벽(100)은 고온 슬래브(10)로부터 발생된 복사열로부터 작업자 및 주변 시설들을 보호하는 역할을 하는 동시에 고온 슬래브(10)들로부터 발생된 복사열 및 대류열을 포함하는 현열(HE)을 회수한다. 일례로, 방열벽(100)은 스테인리스스틸을 포함하나, 이에 한정되지는 않는다.
흡열 코팅층(200)은 고온 슬래브(10)들과 대향하는 방열벽(100)의 전면에 코팅된다. 흡열 코팅층(200)은 방열벽(100) 대비 적외선 흡수율이 높아 고온 슬래브(10)들로부터 발생된 복사열 및 대류열을 용이하게 흡수한다. 흡열 코팅층(200)은 탄소층 및 산화층 중 적어도 하나를 포함하나, 이에 한정되지는 않는다. 일례로, 흡열 코팅층(200)은 탄소 계열 코팅제를 방열벽(100)의 전면에 스프레이 코팅하여 형성되거나, 블랙 아노다이징(black anodizing) 공정에 의해 방열벽(100)의 전면에 형성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 흡열 코팅층(200)이 코팅된 방열벽(100)은 열전 유닛(400)의 전면과 접촉하여 고온 영역을 형성한다. 일례로, 흡열 코팅층(200)은 5mm 이상의 두께를 가진다. 흡열 코팅층(200)이 5mm 미만의 두께를 가질 경우, 열전 유닛(400)에 전달되는 열량이 작아진다. 일례로, 흡열 코팅층(200)의 두께가 5mm 미만일 경우 열전 유닛(400)의 고온부의 온도가 상승하는 속도는 빠르나, 열전 유닛(400)의 고온부의 접점에 도달하는 열량이 작아질 수 있다. 흡열 코팅층(200)은 공지된 다양한 재료를 포함할 수 있다.
냉각 플레이트(300)는 방열벽(100)의 배면에 위치한다. 냉각 플레이트(300)는 내부에는 냉각수(WT)가 통한다. 냉각 플레이트(300)의 내부를 통하는 냉각수(WT)는 정정 공장에서 이용되는 공정용 냉각수일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 냉각 플레이트(300)는 열전 유닛(400)의 배면과 접촉하여 저온 영역을 형성한다.
열전 유닛(400)은 방열벽(100)과 냉각 플레이트(300) 사이에 위치한다. 열전 유닛(400)은 방열벽(100) 및 냉각 플레이트(300)와 접촉한다. 열전 유닛(400)의 전면은 방열벽(100)과 접촉하여 고온부를 형성하며, 열전 유닛(400)의 배면은 냉각 플레이트(300)와 접촉하여 저온부를 형성한다. 열전 유닛(400)은 고온 슬래브(10)의 현열을 흡수한 흡열 코팅층(200)이 코팅된 방열벽(100)과 접촉한 전면인 고온부와 내부에 냉각수(WT)가 통하는 냉각 플레이트(300)와 접촉한 배면인 저온부 사이의 온도차를 이용하여 전기를 생산하는 열전 소자(thermoelectric element)를 포함한다. 여기서, 열전 소자는 제베크 효과(seebeck effect)를 이용하여 전기를 생산할 수 있는 공지된 다양한 형태를 가질 수 있다. 열전 유닛(400)은 복수이며, 복수의 열전 유닛(400)들은 방열벽(100)과 냉각 플레이트(300) 사이에 방열벽(100) 및 냉각 플레이트(300)와 접촉하여 고온 슬래브(10)들로부터 발생된 현열(HE)을 이용해 발전을 수행한다.
이와 같이, 일 실시예에 따른 열전 발전 장치(1000)는 야드에 적층된 복수의 고온 슬래브(10)들로부터 발생된 복사열로부터 작업자 및 주위 설비를 보호하는 방열벽(100)에 코팅된 적외선 흡수율이 높은 흡열 코팅층(200)이 고온 슬래브(10)들로부터 현열(HE)을 흡수하고, 냉각 플레이트(300)와 방열벽(100) 사이에 위치하는 열전 유닛(400)이 방열벽(100) 및 냉각 플레이트(300)와 접촉하여 고온 슬래브(10)들로부터 발생된 현열(HE)을 이용해 발전을 수행한다.
즉, 야드에 적층된 고온 슬래브(10)들로부터 발생된 현열(HE)을 회수하여 발전하는 열전 발전 장치(1000)가 제공된다.
또한, 일 실시예에 따른 열전 발전 장치(1000)는 방열벽(100) 전면에 방열벽(100) 대비 적외선 흡수율이 높은 흡열 코팅층(200)이 코팅됨으로써, 고온 슬래브(10)들로부터 발생된 복사열 흡수를 극대화하여 발전 출력을 최대화할 수 있다.
즉, 야드에 적층된 고온 슬래브(10)들로부터 발생된 현열(HE)을 이용한 발전 출력이 최대화된 열전 발전 장치(1000)가 제공된다.
이하, 도 2를 참조하여 다른 실시예에 따른 열전 발전 장치를 설명한다. 이하에서는 상술한 일 실시예에 따른 열전 발전 장치와 다른 부분에 대해서 설명한다.
도 2는 다른 실시예에 따른 열전 발전 장치를 나타낸 도면이다. 도 2의 (A)는 다른 실시예에 따른 열전 발전 장치의 고온 측 전면을 나타낸 평면도이며, 도 2의 (B)는 다른 실시예에 따른 열전 발전 장치의 측면을 나타낸 측면도이다.
도 2의 (A) 및 (B)를 참조하면, 다른 실시예에 따른 열전 발전 장치(1002)는 야드(yard)에 적층된 복수의 고온 슬래브(10)들로부터 발생된 현열을 회수하여 발전을 수행한다.
열전 발전 장치(1002)는 방열벽(100), 흡열 코팅층(200), 냉각 플레이트(300), 복수의 열전 유닛(400)들을 포함한다.
방열벽(100)은 복수의 제1 방열핀(110)들 및 복수의 제2 방열핀(120)들을 포함한다.
복수의 제1 방열핀(110)들은 방열벽(100) 전면으로부터 고온 슬래브(10)들 방향으로 돌출된다. 복수의 제1 방열핀(110)들 각각은 복수의 제2 방열핀(120)들 각각 대비 길이가 짧다. 복수의 제1 방열핀(110)들 중 이웃하는 제1 방열핀(110)들 사이에 복수의 제2 방열핀(120)들이 위치한다. 복수의 제1 방열핀(110)들의 표면에는 흡열 코팅층(200)이 코팅된다.
복수의 제2 방열핀(120)들은 복수의 제1 방열핀(110)들 중 이웃하는 제1 방열핀(110)들 사이에 위치한다. 복수의 제2 방열핀(120)들은 방열벽(100) 전면으로부터 고온 슬래브(10)들 방향으로 돌출된다. 복수의 제2 방열핀(120)들 각각은 제1 방열핀(110)들 각각 대비 길이가 짧다. 복수의 제2 방열핀(120)들의 표면에는 흡열 코팅층(200)이 코팅된다.
일례로, 제1 방열핀(110)의 길이는 제2 방열핀(120)의 길이 대비 1.5배 내지 2배일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
다른 예로, 이웃하는 제1 방열핀(110)들 사이에 위치하는 복수의 제2 방열핀(120)들의 개수는 2개 내지 4개일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
복수의 제1 방열핀(110)들 중 이웃하는 제1 방열핀(110)들 사이에 복수의 제2 방열핀(120)들이 위치하고, 복수의 제2 방열핀(120)들의 길이가 복수의 제1 방열핀(110)들의 길이 대비 짧음으로써, 고온 슬래브(10)로부터 발생된 대류열이 이웃하는 제1 방열핀(110)들 사이에 일정 시간 머물면서 제1 방열핀(110)들 및 제2 방열핀(120)들에 흡수되기 때문에, 고온 슬래브(10)들로부터 발생된 대류열 흡수가 극대화되어 열전 발전 장치(1002)에 의한 발전 출력이 최대화된다.
냉각 플레이트(300)는 플레이트 본체(310), 루프 채널(320), 냉각수 유입구(330), 냉각수 배출구(340)를 포함한다.
플레이트 본체(310)는 열전 유닛(400)과 접촉한다. 플레이트 본체(310)의 내부에는 루프 채널(320)이 형성된다.
루프 채널(320)은 플레이트 본체(310)의 내부에서 복수의 열전 유닛(400)들과 복수번 중첩한다. 루프 채널(320)의 내부에는 냉각수(WT)가 통한다.
냉각수 유입구(330)는 는 루프 채널(320)의 일 단부에 위치하며, 냉각수 유입구(330)를 통해 외부의 냉각수(WT)가 루프 채널(320)로 유입된다.
냉각수 배출구(340)는 루프 채널(320)의 타 단부에 위치하며, 냉각수 배출구(340)를 통해 루프 채널(320) 내부의 냉각수(WT)가 루프 채널(320)로부터 배출된다.
복수의 열전 유닛(400)들 각각은 복수의 열전 소자(410)들, 제1 열 블록(420), 제2 열 블록(430)을 포함한다.
복수의 열전 소자(410)들은 방열벽(100)의 배면과 냉각 플레이트(300)의 전면 사이에 면 방향으로 서로 이격되어 순차적으로 배치되나, 이에 한정되지는 않는다. 복수의 열전 소자(410)들은 제베크 효과(seebeck effect)를 이용하여 전기를 생산할 수 있는 공지된 다양한 형태를 가질 수 있다.
제1 열 블록(420)은 복수의 열전 소자(410)들과 방열벽(100) 사이에서 복수의 열전 소자(410)들 및 방열벽(100)과 접촉한다. 제1 열 블록(420)은 복수의 열전 소자(410)들 대비 열전도율이 높다.
제2 열 블록(430)은 복수의 열전 소자(410)들과 냉각 플레이트(300) 사이에서 복수의 열전 소자(410)들 및 냉각 플레이트(300)와 접촉한다. 제2 열 블록(430)은 복수의 열전 소자(410)들 대비 열전도율이 높다. 제1 열 블록(420) 및 제2 열 블록(430)은 공지된 다양한 재료를 포함할 수 있다.
복수의 열전 소자(410)들 및 방열벽(100)과 접촉하는 제1 열 블록(420)과 복수의 열전 소자(410)들 및 냉각 플레이트(300)와 접촉하는 제2 열 블록(430)이 복수의 열전 소자(410)들 대비 높은 열전도율을 가짐으로써, 방열벽(100)이 위치하는 고온부와 냉각 플레이트(300)가 위치하는 저온부 사이의 열전 소자(410)의 두께 방향으로 통하는 열 흐름이 안정적으로 확보되기 때문에, 열전 발전 장치(1002)에 의한 발전 출력이 최대화된다.
이와 같이, 다른 실시예에 따른 열전 발전 장치(1002)는 복수의 제1 방열핀(110)들 중 이웃하는 제1 방열핀(110)들 사이에 위치하는 복수의 제2 방열핀(120)들의 길이가 복수의 제1 방열핀(110)들의 길이 대비 짧음으로써, 고온 슬래브(10)로부터 발생된 대류열이 이웃하는 제1 방열핀(110)들 사이에 일정 시간 머물면서 제1 방열핀(110)들 및 제2 방열핀(120)들에 흡수되기 때문에, 고온 슬래브(10)들로부터 발생된 대류열 흡수가 극대화되어 발전 출력이 최대화된다.
또한, 다른 실시예에 따른 열전 발전 장치(1002)는 복수의 열전 소자(410)들 및 방열벽(100)과 접촉하는 제1 열 블록(420)과 복수의 열전 소자(410)들 및 냉각 플레이트(300)와 접촉하는 제2 열 블록(430)이 복수의 열전 소자(410)들 대비 높은 열전도율을 가짐으로써, 고온부와 저온부 사이의 열전 소자(410)의 두께 방향으로 통하는 열 흐름이 안정적으로 확보되기 때문에, 발전 출력이 최대화된다.
즉, 야드에 적층된 고온 슬래브(10)들로부터 발생된 현열을 이용한 발전 출력이 최대화된 열전 발전 장치(1002)가 제공된다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 또 다른 실시예에 따른 열전 발전 장치를 설명한다. 이하에서는 상술한 일 실시예에 따른 열전 발전 장치 및 상술한 다른 실시예에 따른 열전 발전 장치와 다른 부분에 대해서 설명한다.
도 3은 또 다른 실시예에 따른 열전 발전 장치를 나타낸 사시도이다. 도 4는 도 3에 도시된 또 다른 실시예에 따른 열전 발전 장치의 배면을 나타낸 배면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 열전 발전 장치(1003)는 야드(yard)에 적층된 복수의 고온 슬래브(10)들로부터 발생된 현열을 회수하여 발전을 수행한다.
열전 발전 장치(1003)는 방열벽(100), 흡열 코팅층(200), 냉각 플레이트(300), 복수의 열전 유닛(400)들, 냉각수 공급관(500), 제1 냉각수 분기관(600), 냉각수 배출관(700), 제2 냉각수 분기관(800), 단자함(900), 냉각수 배출 분기관(950)을 포함한다.
복수의 열전 유닛(400)들은 방열벽(100)과 냉각 플레이트(300) 사이에서 수직 방향 및 수평 방향으로 서로 이격되어 배치된다. 복수의 열전 유닛(400)들 각각은 수평 방향으로 배치된 복수의 열전 소자들을 포함할 수 있다. 일례로, 복수의 열전 유닛(400)들 각각은 도 2의 (A)에 도시된 상술한 다른 실시예에 따른 열전 발전 장치의 열전 유닛(400)과 동일하게 수평 방향으로 배치된 복수의 열전 소자들을 포함할 수 있다.
냉각수 공급관(500)은 냉각 플레이트(300)의 배면에서 냉각 플레이트(300)의 하부에 위치한다. 냉각수 공급관(500)을 통해 외부의 냉각수(WT)가 공급된다.
제1 냉각수 분기관(600)은 냉각수 공급관(500)으로부터 상측 수직 방향으로 연장된다. 제1 냉각수 분기관(600)은 냉각 플레이트(300)의 수평 방향의 일 단부와 연결된다. 제1 냉각수 분기관(600)으로부터 냉각 플레이트(300)의 수평 방향의 일 단부로 냉각수(WT)가 공급된다. 제1 냉각수 분기관(600)은 복수이며, 복수의 제1 냉각수 분기관(600)들은 수평 방향으로 이격되어 냉각수 공급관(500)과 냉각 플레이트(300) 사이를 연결한다. 냉각수 공급관(500)으로부터 제1 냉각수 분기관(600)을 거친 냉각수(WT)는 냉각 플레이트(300)의 일 단부를 통해 냉각 플레이트(300) 내부로 이동한다.
냉각수 배출관(700)은 냉각 플레이트(300)의 배면에서 냉각 플레이트(300)의 상부에 위치한다. 냉각수 배출관(700)을 통해 냉각 플레이트(300)를 거친 냉각수(WT)가 배출된다.
제2 냉각수 분기관(800)은 냉각수 배출관(700)으로부터 하측 수직 방향으로 연장된다. 제2 냉각수 분기관(800)은 냉각 플레이트(300)의 수평 방향의 타 단부와 연결된다. 냉각 플레이트(300)의 수평 방향의 타 단부로부터 제2 냉각수 분기관(800)으로 냉각수(WT)가 배출된다. 제2 냉각수 분기관(800)은 복수이며, 복수의 제2 냉각수 분기관(800)들은 수평 방향으로 이격되어 냉각수 배출관(700)과 냉각 플레이트(300) 사이를 연결한다. 냉각 플레이트(300)의 타 단부로부터 배출되어 제2 냉각수 분기관(800)을 거친 냉각수(WT)는 냉각수 배출관(700)을 배출된다.
단자함(900)은 복수의 열전 유닛(400)들과 배선 연결된다. 복수의 열전 유닛(400)들과 연결되어 단자함(900)에 모인 배선들은 정정 공장 등의 전력 계통에 연결되어 계통을 구성할 수 있다.
냉각수 배출 분기관(950)은 냉각수 배출관(700)으로부터 연장되어 단자함(900)을 통과하여 외부로 연장된다. 냉각수 배출관(700)으로부터 냉각수 배출 분기관(950)을 거친 냉각수(WT)는 외부로 배출된다.
이와 같이, 또 다른 실시예에 따른 열전 발전 장치(1003)는 냉각수 공급관(500), 제1 냉각수 분기관(600), 냉각수 배출관(700), 제2 냉각수 분기관(800)을 포함함으로써, 냉각수 공급관(500), 제1 냉각수 분기관(600), 냉각 플레이트(300), 제2 냉각수 분기관(800), 냉각수 배출관(700)이 순차적으로 구성하는 냉각수 공급 라인에 채워지는 냉각수(WT)가 냉각 플레이트(300)의 하부로부터 상부로 이동하기 때문에, 냉각수 공급 라인에 공기가 차서 발생될 수 있는 전열 저항이 최소화된다.
즉, 야드에 적층된 고온 슬래브(10)들로부터 발생된 현열을 이용한 전열 저항이 최소화되어 발전 출력 저하가 최소화된 열전 발전 장치(1003)가 제공된다.
또한, 또 다른 실시예에 따른 열전 발전 장치(1003)는 단자함(900) 및 단자함(900)을 통과하는 냉각수 배출 분기관(950)을 포함함으로써, 단자함(900) 내부에서 복수의 열전 유닛(400)들과 연결된 배선들의 온도 상승 및 과열이 방지된다.
즉, 복수의 열전 유닛(400)들과 연결된 배선들의 온도 상승 및 과열이 방지된 열전 발전 장치(1003)가 제공된다.
본 이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
방열벽(100), 흡열 코팅층(200), 냉각 플레이트(300), 열전 유닛(400)

Claims (7)

  1. 야드(yard)에 적층된 고온 슬래브(slab)들을 둘러싸는 방열벽;
    상기 고온 슬래브들과 대향하는 상기 방열벽의 전면에 코팅되며, 상기 방열벽 대비 적외선 흡수율이 높은 흡열 코팅층;
    상기 방열벽의 배면에 위치하며, 내부에 냉각수가 통하는 냉각 플레이트; 및
    상기 방열벽과 상기 냉각 플레이트 사이에 위치하는 복수의 열전 유닛들
    을 포함하며,
    상기 방열벽은,
    상기 방열벽의 상기 전면으로부터 상기 고온 슬래브들 방향으로 돌출된 복수의 제1 방열핀들; 및
    상기 복수의 제1 방열핀들 중 이웃하는 제1 방열핀들 사이에 위치하며, 상기 방열벽의 상기 전면으로부터 상기 고온 슬래브들 방향으로 돌출된 복수의 제2 방열핀들
    을 포함하며,
    상기 복수의 제2 방열핀들 각각은 상기 제1 방열핀들 각각 대비 길이가 짧으며,
    상기 복수의 제2 방열핀들은 서로 이웃하여 상기 제1 방열핀들 각각의 사이에 위치하는 열전 발전 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에서,
    상기 흡열 코팅층은 탄소층 및 산화층 중 적어도 하나를 포함하는 열전 발전 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 복수의 열전 유닛들 각각은,
    상기 방열벽의 상기 배면에 면 방향으로 순차적으로 배치된 복수의 열전 소자들;
    상기 복수의 열전 소자들과 상기 방열벽 사이에서 상기 복수의 열전 소자들 및 상기 방열벽과 접촉하며, 상기 복수의 열전 소자들 대비 열전도율이 높은 제1 열 블록; 및
    상기 복수의 열전 소자들과 상기 냉각 플레이트 사이에서 상기 복수의 열전 소자들 및 상기 냉각 플레이트와 접촉하며, 상기 복수의 열전 소자들 대비 열전도율이 높은 제2 열 블록
    을 포함하는 열전 발전 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 냉각 플레이트는,
    상기 복수의 열전 유닛과 접촉하는 플레이트 본체;
    상기 플레이트 본체의 내부에서 상기 복수의 열전 소자들과 복수번 중첩하며, 상기 냉각수가 통하는 루프 채널;
    상기 루프 채널의 일단부에 위치하는 냉각수 유입구; 및
    상기 루프 채널의 타단부에 위치하는 냉각수 배출구
    를 포함하는 열전 발전 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 냉각 플레이트의 하부에 위치하는 냉각수 공급관;
    상기 냉각수 공급관으로부터 수직 방향으로 연장되며, 상기 냉각 플레이트의 수평 방향의 일 단부로 상기 냉각수를 공급하는 제1 냉각수 분기관;
    상기 냉각 플레이트의 상부에 위치하는 냉각수 배출관; 및
    상기 냉각수 배출관으로부터 수직 방향으로 연장되며, 상기 냉각 플레이트의 수평 방향의 타 단부로부터 상기 냉각수가 배출되는 제2 냉각수 분기관
    을 더 포함하는 열전 발전 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 복수의 열전 유닛들과 배선 연결된 단자함; 및
    상기 냉각수 배출관으로부터 연장되어 상기 단자함을 통과하는 냉각수 배출 분기관
    을 더 포함하는 열전 발전 장치.
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