KR20010068354A - Thermoelectric generator using for waste heat of gas range - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 가스 레인지의 폐열을 이용한 열전 발전 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가스레인지에서 가스가 연소되면서 방출되는 폐열을 에너지 변환기술로 전환하여 전원을 필요로하는 전기기구 등에 전원을 공급할 수 있는 가스 레인지의 폐열을 이용한 열전 발전 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a thermoelectric power generation device using waste heat of a gas range, and more particularly, it is possible to supply power to an electric appliance that requires a power source by converting waste heat emitted while gas is burned in a gas range into an energy conversion technology. The present invention relates to a thermoelectric generator using waste heat of a gas range.
일반적으로 가정용 가스레인지는 부엌에서 사용하는 취사도구로서, 액화 천연 가스 또는 액화 프로판 가스 등을 연소시켜 음식물을 데우는 장치이다. 이를 위해 가스 레인지의 중심부에는 화구가 설치되어 있으며, 화구 상부에 그릇을 올려 놓을 수 있도록 형성된 그릴이 설치되어 있다.In general, a domestic gas stove is a cooking utensil used in the kitchen, and is a device for burning food by burning liquefied natural gas or liquefied propane gas. For this purpose, a crater is installed at the center of the gas cooker, and a grill formed to place a bowl on the upper crater is installed.
그러나, 종래의 가스 레인지에서는 화구를 통해 방출되는 연소열의 상당량이 그릇을 데우는데 사용되지 못하고 화구와 그릇 사이로 유출되는 단점이 있었다.However, in the conventional gas cooker, a significant amount of the heat of combustion emitted through the fireball is not used to warm the bowl, but has a disadvantage in that it flows between the fireball and the bowl.
따라서 본 발명은 이와 같은 종래의 단점을 해결하기 위한 것으로, 가스레인지에서 화구와 그릇 사이로 방출되는 폐열을 에너지 변환기술로 변환하여 전기적인 에너지로 축적함으로써 가스 레인지의 배출팬 또는 점화장치 등 주변의 전기장치에 전원을 공급할 수 있는 가스레인지의 폐열을 이용한 열전 발전 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention is to solve the above-mentioned disadvantages, by converting the waste heat discharged between the fireball and the bowl in the gas range to energy conversion technology to accumulate in the electrical energy, such as the exhaust fan or ignition device of the gas range An object of the present invention is to provide a thermoelectric generator using waste heat of a gas range capable of supplying power to the apparatus.
이와같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 가스 레인지에 있어서, 화구의 바깥둘레에 설치되는 프레임과, 프레임을 따라 화구의 바깥둘레에 나열되는 다수의 열전 발전 모듈과, 나열된 다수의 열전 발전 모듈을 고정하는 모듈 고정용 클램프와, 프레임의 일단에 설치되는 통기구와, 열전 발전 모듈의 바깥둘레에 설치되는 방열리본으로 구성된 열전 발전 유니트와, 열전 발전 유니트에 의해 변환된 전기에너지를 충전하는 축전지를 구비한 가스 레인지의 폐열을 이용한 열전 발전 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a gas stove comprising: a frame installed on an outer circumference of a fireball, a plurality of thermoelectric power modules arranged on an outer circumference of the fireball along the frame, and a plurality of thermoelectric power modules listed. A thermoelectric power unit comprising a module fixing clamp, a vent provided at one end of the frame, a heat dissipation ribbon provided at an outer circumference of the thermoelectric power module, and a storage battery for charging electric energy converted by the thermoelectric power unit. Provided is a thermoelectric generator using waste heat of a gas range.
이와 같은 본 발명에 따른 가스 레인지의 폐열을 이용한 열전 발전 장치는 가스 레인지의 배기 팬에 전원을 공급하여 코드레스(codeless) 가스 레인지를 실현할 수 있을 뿐만 아니라, 가스 레인지의 점화장치에 전원을 공급하여 배터리 교환없이 반영구적으로 사용할 수 있도록 하며, 주방에 설치된 주변의 다른 전기장치 등에 전원을 공급할 수 있다.The thermoelectric generator using waste heat of the gas range according to the present invention can supply power to the exhaust fan of the gas range to realize a codeless gas range, and to supply power to the gas range ignition device. It can be used semi-permanently without replacing the battery, and can supply power to other electric devices in the kitchen.
본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above objects and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the invention described below with reference to the accompanying drawings by those skilled in the art.
도 1은 본 발명에 따른 가스 레인지의 폐열을 이용한 열전 발전 장치의 구성도,1 is a configuration diagram of a thermoelectric generator using waste heat of the gas range according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 열전 발전 유니트를 도시한 사시도,2 is a perspective view of a thermoelectric power unit according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 열전 발전 유니트의 일부를 확대도시한 확대 사시도.3 is an enlarged perspective view showing a portion of a thermoelectric power unit according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 ; 화구 10 ; 열전 발전 유니트One ; Crater 10; Thermoelectric power unit
11 ; 프레임 12 ; 열전 발전 모듈11; Frame 12; Thermoelectric power module
13 ; 모듈 고정용 클램프 14 ; 고온 열전도 블록13; Clamp for fixing the module 14; High temperature thermal conductivity block
15 ; 방열 리본 16 ; 통기구15; Heat dissipation ribbon 16; Vent
20 ; 축전지 21 ; 점화장치20; Accumulators 21; Ignition
22 ; 배출팬22; Exhaust fan
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 가스 레인지의 폐열을 이용한 열전 발전 장치의 구성도이며, 도 2는 본 발명에 따른 열전 발전 유니트를 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 열전 발전 유니트의 일부를 확대도시한 확대 사시도이다.1 is a configuration diagram of a thermoelectric generator using waste heat of a gas range according to the present invention, Figure 2 is a perspective view showing a thermoelectric power unit according to the present invention, Figure 3 is a part of the thermoelectric power unit according to the present invention It is an enlarged perspective view.
도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스 레인지의 폐열을 이용한 열전 발전 장치는 가스 레인지의 화구(1) 바깥둘레에 장착되는 열전 발전 유니트(10)와, 열전 발전 유니트(10)에서 발생된 전기에너지를 저장하기 위한 축전지(20)로 구성되며, 축전지(20)에 저장된 전기에너지는 가스레인지를 점화하기 위한 점화장치(21)에 공급되어 점화장치(21)의 배터리를 별도로 교환할 필요가 없도록 할뿐만 아니라, 가스레인지로 음식물을 데울 때 발생되는 냄새를 외부로 배출하기 위한 배출팬(22)의 전원으로 공급될 수 있다. 또한, 당업자라면 손쉽게 주변의 다른 전기장치의 전원으로도 사용할 수 있다.As shown, the thermoelectric power generation device using waste heat of the gas range according to a preferred embodiment of the present invention is a thermoelectric power unit 10 and the thermoelectric power unit 10, which is mounted on the outer periphery of the gas stove 1, It consists of a storage battery 20 for storing the generated electrical energy, the electrical energy stored in the storage battery 20 is supplied to the ignition device 21 for igniting the gas range to replace the battery of the ignition device 21 separately Not only does not have to be necessary, it can be supplied to the power of the discharge fan 22 for discharging the smell generated when the food is heated in the gas range to the outside. In addition, those skilled in the art can easily be used as a power source for other electrical devices in the vicinity.
한편, 열전 발전 유니트(10)는 프레임(11)과, 프레임(11)을 따라 화구(1)의 바깥둘레에 나열되는 다수의 열전 발전 모듈(12)과, 나열된 다수의 열전 발전 모듈(12)을 고정하는 모듈 고정용 클램프(13)와, 프레임(11)의 일단에 설치되는 통기구(16)와, 열전 발전 모듈(12)의 바깥둘레에 설치되는 방열리본(15)으로 구성되어 화구(1)를 중심으로 바깥둘레에 장착된다.On the other hand, the thermoelectric power unit 10 includes a frame 11, a plurality of thermoelectric power modules 12 listed on the outer periphery of the crater 1 along the frame 11, and a plurality of thermoelectric power modules 12 listed And a heat dissipation ribbon (15) installed at an outer circumference of the thermoelectric power module (12). It is mounted on the outer circumference.
이와 같은 열전 발전 유니트(10)는 가스레인지에서 발생된 열에너지 중 화구(1)의 측면으로 전달되는 열에너지를 전기에너지로 변환한다. 즉, 가스 레인지에서 발생된 열에너지 중 상당부분은 화구(1)의 상부로 전달되어 음식물을 데우는데 활용되며, 일부분이 측면으로 전달되어 버려지는데 이를 이용하는 것이다.The thermoelectric power generation unit 10 converts thermal energy transmitted to the side of the crater 1 among the thermal energy generated in the gas range into electrical energy. That is, a large portion of the heat energy generated in the gas range is used to warm the food is delivered to the upper portion of the crater (1), a portion is used to be delivered to the side.
열전 발전 모듈(12)은 열전 반도체 기술을 이용한 것으로, 열전 반도체 기술은 전기에너지를 열에너지로 또는 열에너지를 전기에너지로 직접 전환할 수 있는 에너지 변환 기술로써, 현재는 주로 우주, 군사용 등 특수 목적의 소형 발전기로 활용되고 있으며, 현재 사용 열원의 한계, 발전 출력의 저효율 등의 이유로 민간용으로 활용되지 못하고 있는 실정이다. 한편, 본 발명에 채용된 열전 발전 모듈(12)은 300℃ 부근에서 에너지 변환 효율이 높은 Pb-Te계 열전 발전 모듈(12)을 사용하였다. 또한, 열전 발전 모듈(12)이 양면에 열전도가 우수한 구리재료로 제작된 열전도 블록(14)이 장착되어 열전 발전 모듈(12)의 고온측은 가능한 한 높은 온도를유지하도록 하고, 저온측에는 가능한 저온을 유지하도록하여 온도차를 극대함으로써 온도차에 의한 기전력 발생을 최대화하였다. 또한, 방열측에는 방열 표면적을 크게 하기 위하여 구리 재질의 리본(15)을 사용하였다.The thermoelectric power generation module 12 uses a thermoelectric semiconductor technology. The thermoelectric semiconductor technology is an energy conversion technology capable of directly converting electrical energy into thermal energy or thermal energy into electrical energy. It is being used as a generator and is currently not used for civil reasons due to the limitation of heat source used and low efficiency of power generation output. On the other hand, the thermoelectric power module 12 employed in the present invention used a Pb-Te-based thermoelectric power module 12 having a high energy conversion efficiency in the vicinity of 300 ℃. In addition, the thermoelectric power generation module 12 is equipped with a thermally conductive block 14 made of a copper material having excellent thermal conductivity on both sides thereof, so that the high temperature side of the thermoelectric power generation module 12 is kept as high as possible, while Maximized the generation of electromotive force due to the temperature difference by maximizing the temperature difference. In addition, a ribbon 15 made of copper was used on the heat dissipation side to increase the heat dissipation surface area.
한편, 본 발명에 따른 열전 발전 유니트(10)에 의해 가스 연소에 필요한 산소 공급이 부족하여 불완전 연소가 일어나지 않도록 프레임(11)의 하단에는 다수의 측면 통기구(16)가 마련된다.On the other hand, the thermoelectric power unit 10 according to the present invention is provided with a plurality of side vents 16 at the lower end of the frame 11 so that incomplete combustion does not occur due to insufficient oxygen supply for gas combustion.
이와같이 구성된 본 발명에 따른 가스 레인지의 폐열을 이용한 열전 발전 장치의 작용은 다음과 같다.The operation of the thermoelectric generator using waste heat of the gas range according to the present invention configured as described above is as follows.
가스 레인지의 화구(1)를 통해 가스를 분사시키면서 점화장치(21)를 통해 불꽃을 일으키면 가스가 착화되면서 연소되기 시작한다. 연소에 의해 발생된 열은 대부분 화구(1)의 상부로 전달되어 그 위에 놓여진 음식물을 데우는데 사용되지만 일부의 열은 화구(1)의 측면으로도 전달된다. 이와 같이 측면으로 전달되는 열은 음식물을 데우는데 직접적으로 이용되지 못하고 버려지게 되는데 본 발명에 따른 열전 발전 장치는 이와 같은 폐열을 이용한다.When sparking through the ignition device 21 while injecting gas through the crater 1 of the gas range, the gas starts to ignite and combust. Most of the heat generated by the combustion is transferred to the upper part of the fireball 1 and used to warm the food placed thereon, but some heat is also transferred to the side of the fireball 1. In this way, the heat transferred to the side is not directly used to warm the food and is discarded. The thermoelectric power generation apparatus according to the present invention uses such waste heat.
즉, 화구(1)의 측면으로 전달된 열에너지는 열전 발전 모듈(12)의 열전 반도체에 전달되면서 열전 반도체의 양측면에 온도차를 발생시킨다. 열전 반도체는 온도차에 의해 기전력이 발생되는 것으로, 온도차가 클수록 발생되는 기전력도 커진다.That is, the thermal energy transferred to the side of the crater 1 is transferred to the thermoelectric semiconductor of the thermoelectric power module 12 to generate a temperature difference on both sides of the thermoelectric semiconductor. In the thermoelectric semiconductor, electromotive force is generated by the temperature difference, and the larger the temperature difference, the greater the electromotive force generated.
이처럼 개별 열전 반도체에서 얻어진 기전력은 열전 발전 모듈(12)로 모아지고, 개별 열전 발전 모듈(12)에서 얻어진 기전력은 축전지(20)에 전기에너지로 충전된다.Thus, the electromotive force obtained from the individual thermoelectric semiconductor is collected in the thermoelectric power module 12, and the electromotive force obtained from the individual thermoelectric power module 12 is charged to the storage battery 20 with electrical energy.
한편, 열전도 블록(14)은 열전 발전 모듈(12)의 열전도 특성을 높여 양측면의 온도차를 크게 한다. 즉, 고온측에는 가능한 높은 온도를 유지하도록 하고, 저온측에는 가능한 낮은 온도를 유지하도록 하여 발전 효율을 향상시킨다.On the other hand, the thermally conductive block 14 increases the thermal conductivity of the thermoelectric power module 12 to increase the temperature difference between both sides. In other words, the power generation efficiency is improved by keeping the temperature as high as possible on the high temperature side and by keeping the temperature as low as possible on the low temperature side.
또한, 방열리본(15)은 저온측의 방열 표면적을 크게 하여 열방사가 빠르게 이루어지도록 한다.In addition, the heat radiation ribbon 15 is to increase the heat radiation surface area of the low temperature side so that the heat radiation is made quickly.
이와 같이 충전된 전기에너지는 별도의 전원을 필요로하는 주변의 전기장치에 전원으로 공급된다. 특히, 가스 레인지의 점화장치(21)나 배출팬(22) 등을 구동하는 전원으로 공급된다.The electric energy charged in this way is supplied as a power source to surrounding electric devices that require a separate power source. In particular, it is supplied to the power supply which drives the ignition apparatus 21, the discharge fan 22, etc. of a gas range.
배출팬(22)은 통상적으로 가스 레인지의 화구(1) 상부에 설치되어 배출가스 및 연기 냄새 등을 배출한다. 이와 같은 배출팬(22)은 주로 옥내에 설치된 배선으로부터 전원을 공급받아 구동되므로 코드가 연결되어 있다.The discharge fan 22 is typically installed on the crater 1 of the gas range to discharge the exhaust gas and the smell of smoke. Since the discharge fan 22 is mainly driven by receiving power from the wiring installed indoors, the cord is connected.
반면에, 본 발명에서는 열전 발전 모듈(12)에 의해 직접 배출팬(22)의 전원을 공급하여 구동할 수 있으므로 코드가 필요없을 뿐만 아니라, 에너지의 효율적 이용 및 절약을 기할 수 있다.On the other hand, in the present invention, since the thermoelectric power module 12 can directly supply and drive the power of the discharge fan 22, not only a cord is required, but also efficient use and saving of energy can be achieved.
한편, 가스를 연소시키기 위해서는 노즐을 통해 분사되는 가스에 순간적으로 불꽃을 일으켜야 하는 점화 장치는 최근들어 소형의 배터리를 이용해 원터치 방식으로 점화시키는 방식이 일반화되어 있다.On the other hand, in order to combust a gas, an ignition device that needs to instantaneously spark a gas injected through a nozzle has recently been generalized to ignite one-touch using a small battery.
그런데 이와 같은 종래의 가스 점화장치에 장착되는 배터리는 수명이 제한되어 있어 일정기간이 경과하면 교체해 주어야 하는 불편함이 있었다.However, the battery mounted on such a conventional gas ignition device has a limited lifespan, there is an inconvenience that must be replaced after a certain period of time.
반면에, 본 발명에서는 열전 발전 모듈(12)에 의해 직접 점화장치(21)에 전원을 공급할 수 있으므로 배터리가 불필요하며, 교환한 필요가 없으므로 유지관리에 유리하다. 또한, 폐열을 이용한 에너지 활용 측면에서도 유리하다.On the other hand, in the present invention, since the power can be directly supplied to the ignition device 21 by the thermoelectric power generation module 12, the battery is unnecessary and it is not necessary to replace, which is advantageous for maintenance. It is also advantageous in terms of energy utilization using waste heat.
본 발명에서는 단지, 배출팬(22)과 점화장치(21)에 열전 발전 모듈(12)을 적용한 예를 보이고 있으나, 이외에도 주방에 설치되는 다양한 전기적인 장치에 전원을 공급할 수 있다.In the present invention, only the discharge fan 22 and the ignition device 21 is shown an example in which the thermoelectric power module 12 is applied, in addition, it is possible to supply power to various electrical devices installed in the kitchen.
이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시키지 않고 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.In the above description, it should be understood that those skilled in the art can make modifications and changes to the present invention without changing the gist of the present invention as merely illustrative of a preferred embodiment of the present invention.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 가스 레인지에서 발생되는 폐열을 이용하여 주변의 전기장치의 전원으로 공급할 수 있어 에너지의 효율적 이용할 수 있으며, 절약하는 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention as described above, by using the waste heat generated in the gas range can be supplied to the power of the surrounding electric device can be used efficiently of energy, it is possible to obtain the effect of saving.
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20100330 Year of fee payment: 9 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |