KR20100110735A - 이동형 히팅 시스템 - Google Patents

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KR20100110735A
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발데마르 골레츠
요하네스 빌헬름
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베바스토 아게
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Abstract

본 발명에 따라 제공되는 이동형 히팅 시스템은, 연료와 연소 공기의 전환으로 인해 열을 제공하도록 구성되는 한편, 그 전환으로부터 초래된 배기 가스를 배출하기 위한 배기 가스 배출 라인(5)을 갖는 가열 장치(2)와, 열 에너지를 전기 에너지로 전환하도록 구성되는 한편, 제1 온도 수준으로 유지되는 제1 접점(14a) 및 보다 높은 제2 온도 수준으로 유지되는 제2 접점(14b)을 갖은 적어도 하나의 열전기 제너레이터(14)를 포함한다. 적어도 하나의 열전기 제너레이터(14)는 제2 접점(14b)이 배기 가스 배출 라인(5) 내의 배기 가스의 흐름 내로 돌출하도록 배치된다.

Description

이동형 히팅 시스템{MOBILE HEATING SYSTEM}
본 발명은 가열 장치와 적어도 하나의 열전기 제너레이터를 갖는 이동형 히팅 시스템에 관한 것이다.
현대의 수송 수단에서, 연료와 연소 공기의 전환에 의해 열을 방출하는 가열 장치를 갖는 이동형 히팅 시스템이 흔히 이용되고 있다. 그 열은 예를 들면 수송 수단의 실내를 난방하거나, 수송 수단의 엔진을 예열하는 데에 이용된다. 이러한 형태의 시스템에서, 수송 수단의 엔진이 작동 중일 때에 추가적인 열을 제공하는 부가 히팅 시스템(added heating systems)과, 엔진이 정지해 있는 경우에나 또는 엔진이 정지 및 작동 중인 경우 모두에 열을 제공하는 대기 히팅 시스템(stand-by heating systems) 간에는 차이가 있다. 효율적인 디젤 엔진을 갖는 현대의 도로 차량(road vehicles)의 경우, 엔진으로부터 입수할 수 있는 폐열이 차량 실내 난방의 측면에서 요구되는 쾌적함을 달성하기에는 흔히 충분하지 못하기 때문에 부가 히팅 시스템의 채용 정도가 증가하고 있다. 대기 히팅 시스템의 경우에 차량의 엔진을 시동하기도 전에 그 엔진을 예열하거나, 및/또는 차량을 이용하기도 전에 차량의 실내를 쾌적한 온도로 되게 하여 사용자의 쾌적함을 증가시키는 데에 주로 이용되고 있다. 게다가, 대기 히팅 시스템은 또한 예를 들어 이동 주택과 같은 레저용 차량에서 특히 하룻밤 또는 수일 동안과 같이 장시간에 걸쳐서도 차량에 쾌적한 실내 온도를 제공하도록 이용되고 있다.
장시간에 걸쳐서도 차량의 실내를 난방하는 데에 이용되는 대기 히팅 시스템의 경우에, 히팅 장치에서 방출되는 열 에너지를 열교환기를 통해 난방될 공간 내로 공급될 공기로 직접 전달하는 공기 가열 시스템을 이용하는 것으로 알려져 있다. 게다가, 히팅 장치에 의해 방출되는 열 에너지를 먼저 차량 엔진의 냉각수 회로로 전달하고, 실내 난방에 필요한 열을 다른 열교환기를 통해 냉각수 회로로부터 차량 실내로 공급될 공기로 전달하는 물 가열 시스템을 이용하는 것도 공지되어 있다. 따라서, 물 가열 시스템과 같은 구성에서, 엔진의 예열과 실내의 난방 모두가 단지 하나의 히팅 장치에 의해 실현될 수 있다.
열 에너지를 제공하는 데에 이용되는 사용되는 연료에 저장된 에너지 외에, 공지의 이동형 히팅 시스템의 경우에는 예를 들면 연료 및 연소 공기의 운반은 물론 난방용 공기의 운반을 유지하기 위해 전기 에너지를 필요로 한다. 공지의 시스템에서, 그러한 전기 에너지는 예를 들어 도로 차량에서 이용하는 경우 통상 차량의 시동 및 다른 기능에도 이용되는 차량 배터리에 의해 제공되고 있다. 따라서, 이동형 히팅 시스템이 충족해야 하는 요건은 차량의 배터리로부터 가능한 한 적은 에너지를 인출하여, 차량의 다른 기능들을 위한 신뢰성 있는 에너지 공급을 보장하도록 하는 것이다. 한편, 대기 히팅 시스템은 차량 엔진이 시동되어 있지 않고 차량 배터리의 충전이 다시 이루어지지 않은 경우라도 가능한 한 긴 작동 시간 동안 실내에 열 에너지를 제공해야한다는 요건도 갖고 있다. 따라서, 필요한 사항은 대기 히팅 기능이 전기 에너지 소모가 낮아야 하고 장시간 동안 가능해야 한다는 점이다. 한편, 엔진이 작동 중일 때에 부가 히팅 시스템으로서의 작동이 또한 효율적이면서 쾌적한 방식으로 보장되어야 한다.
엔진이 작동 중일 때의 효율적인 부가 히팅에 대해서는 물론 장시간의 대기 히팅의 가능성에 대한 전술한 요건들을 충족하기 위해, 공지의 레저용 차량은 엔진 냉각 회로에 합체된 물 가열 장치와 차량 실내를 위해 공기를 직접 가열하는 공기 가열 장치를 모두 구비한 히팅 시스템을 흔히 이용하고 있다. 이 해법은, 특히 가열 장치로부터 공기로 열을 직접 전달하는 공기 가열 장치에 의한 실내 난방이 비교적 낮은 전기 에너지 수요를 갖고 실현될 수 있고 이에 따라 미리 정해진 최대 에너지 수요가 있는 경우더라도 비교적 장시간의 대기 히팅이 가능하다는 점에서 채택되고 있다. 하지만, 2개의 별도의 가열 장치를 채용하게 되면, 단지 하나의 가열 장치를 갖는 히팅 시스템에 비해 비용 증가를 초래하게 된다.
일반적으로, 전술한 히팅 시스템의 경우에, 열 전환 프로세스로 인해 방출되는 열을 가능한 한 완전히 이용하는 것이 바람직하다. 결과적으로, 공지의 히팅 시스템은 배출되는 열 에너지 중 가능한 한 큰 비율을 열교환기를 통해 가열될 열전달 매체로 전달하도록 설계되어야 한다. 따라서, 가열 장치로부터의 배기 가스는 가열될 열전달 매체로의 효율적 열전달에 의해 최적화된 가열 장치에서 비교적 현저하게 냉각된다. 한편, 열전달 매체로의 열전달 또한 제한적이어서, 공지의 가열 장치의 경우에 소모되는 에너지의 약 15 내지 20%가 손실 에너지로서 방출된다. 이러한 손실 에너지는 복사열로서 뿐만 아니라 가열 장치의 배기 가스에 의해 주변 환경으로 배출된다.
본 발명의 목적은, 비용 효율적으로 실현할 수 있고 긴 지속 시간의 대기 히팅 작동이 가능하며, 그리고 가능한 한 낮은 전기 에너지 수요를 갖는 이동형 히팅 시스템을 제공하는 데에 있다.
이러한 목적은, 청구항 1에 따른 이동형 히팅 시스템에 의해 달성된다. 이 이동형 히팅 시스템은, 연료와 연소 공기의 전환으로 인해 가열용 열을 제공하도록 구성되는 한편, 그 전환으로부터 초래된 배기 가스를 배출하기 위한 배기 가스 배출 라인을 갖는 가열 장치와, 열 에너지를 전기 에너지로 전환하도록 구성되는 한편, 제1 온도 수준으로 유지되는 제1 접점 및 보다 높은 제2 온도 수준으로 유지되는 제2 접점을 갖은 적어도 하나의 열전기 제너레이터를 포함한다. 이러한 적어도 하나의 열전기 제너레이터는 제2 접점이 배기 가스 배출 라인 내의 배기 가스의 흐름 내로 돌출하도록 배치된다. 열전기 제너레이터를 가열 장치로부터의 배기 가스와 열접촉하게 배치함으로써, 가열 장치의 손실 에너지의 일부분을 전기 에너지로 전환할 수 있다. 그러면, 이 전기 에너지는 차량 시스템 내로 다시 공급될 수 있는 데, 다시 말해 예를 들면, 팬, 연료 펌프 등과 같은 이동형 히팅 시스템의 전기 소모원에 전력을 공급하는 데에 다시 이용될 수도 있다. 따라서, 이의 실현으로 인해, 히팅 시스템에 의한 전기 에너지의 순 소모가 감소될 수 있고, 이에 따라 미리 정해진 최대 에너지 수요를 갖는 경우에 연장된 히팅 작동을 할 수 있게 된다.
열전기 제너레이터의 제2 접점을 배기 가스 흐름 내로 돌출하도록 배치함으로써, 배출되는 열 에너지의 큰 비율을 열전달 매체로 전달하여 배기 가스 배출 라인 내의 배기 가스의 온도가 비교적 낮은 효율적인 가열 장치를 사용하는 경우더라도 상기한 적어도 하나의 열전기 제너레이터에 의해 여전히 전기 에너지를 제공할 수 있다. 이러한 배치는 배기 가스와 열전기 제너레이터의 제2 접점 간에 단지 낮은 열전달 손실만이 발생하도록 보장한다. 게다가, 이의 실현은 가열 장치의 제조 시에 상당한 작업 없이 가능하여, 기존의 히팅 시스템의 개장 또한 가능하게 된다.
본 명세서에 있어서, "이동형 히팅 시스템"은 이동용으로 이용하도록 설계되고 그에 상응하게 개조된 된 히팅 시스템을 의미하는 것으로 이해해야 할 것이다. 이는 특히 그 시스템이 운반될 수 있고(적절하다면 수송 수단 내에 영구적으로 설치되거나 운반을 위해 간단하게 수송 수단에 실을 수 있음), 예를 들어 건물 난방의 경우와 같이 단지 계속하여 고정시킨 상태로 사용하도록 설계된 것이 아니라는 점을 의미한다. 따라서, 이동형 히팅 시스템은 또한 수송 수단(특히, 자동차, 선박 등), 특히 자동차에 영구적으로 설치될 수도 있다. 특히, 예를 들면 자동차, 선박 또는 비행기와 같은 수송 수단의 실내를 난방하고, 또한 예를 들면 선박, 특히 요트에서 볼 수 있는 것과 같은 부분 개방 공간도 난방하도록 구성된다. 이러한 이동형 히팅 시스템은 또한 예를 들어 대형 텐트, 컨테이너(예를 들면, 건물용 컨테이너) 등에서 일시적으로 고정식으로 이용될 수도 있다. 유리한 실시예에 따르면, 이동형 히팅 시스템은 예를 들면 주거용 트레일러, 이동 주택, 버스, 승용차 등과 같은 자동차를 위한 대기 히터 및/또는 부가 히터로서 구성된다.
이러한 히팅 시스템은 바람직하게는 가열 장치에 의해 제공되는 가열용 열에 의해 적어도 하나의 열교환기를 통해 기상 열전달 매체를 가열하도록 구성된다. 이 경우, 예를 들면, 수송 수단의 실내는 히팅 시스템에 의해 효율적인 방식으로 대류에 의해 난방될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 열전기 제너레이터는 제1 접점이 가열될 기상 열전달 매체의 흐름과 열접촉하도록 배치된다. 이 경우, 열전기 제너레이터의 제1 접점이 가열될 열전달 매체의 흐름에 의해 저온으로 효과적으로 유지됨으로써, 제1 접점과 제2 접점 간의 온도차의 감소로 인해 작동 시간이 길어짐에 따라 열전기 제너레이터의 성능이 떨어지게 되는 상황을 방지할 수 있다. 게다가, 가열될 열전달 매체는 제1 접점으로부터 방출되는 열 에너지에 의해 예열된 상태로 된다. 제1 접점이 열전달 매체의 유로 내로 돌출하는 적어도 하나의 냉각 리브를 통해 가열될 기상 열전달 매체의 흐름과 열접촉하게 된다면, 제1 접점의 특히 효율적인 냉각이 달성된다.
이를 위해, 바람직한 실시예에서 히팅 시스템은 제공되는 가열용 열에 의해 액상의 제1 열전달 매체 및 기상의 제2 열전달 매체를 가열하도록 구성된다. 이 경우, 히팅 시스템은 유리하게는 예를 들어 수송 수단의 실내를 대류 방식으로 난방할 수 있는 대기 히터와 부가 히터 모두로서 단지 하나의 가열 장치에 의해 작동할 수 있다. 따라서, 제1 열전달 매체를 통한 엔진 예열 및 부가 히팅 기능과 제2 열전달 매체를 통한 실내 대기 히팅 기능을 모두 제공하는 시스템이 저렴하게 제공된다. 게다가, 그러한 두 기능은 공급 전력에 대해 높은 수요를 요구하지 않고도 효율적으로 달성된다. 따라서, 적어도 하나의 열전기 제너레이터의 적절한 에너지 출력에 의해, 두 기능이 조합되어 있지만 예를 들어 수송 수단의 배터리에 바람직하지 못하게 부하를 가하는 일이 없는 독립된 시스템이 제공된다. 바람직하게는, 히팅 시스템은 제1 열교환기 및 적어도 하나의 제2 열교환기를 구비하여, 가열 장치로부터의 가열용 열을 제1 열교환기를 통해 제1 열전달 매체로 전달하고 그 가열용 열의 적어도 일부를 제2 열교환기를 통해 제1 열전달 매체로부터 제2 열전달 매체로 전달하도록 구성된다. 이 경우, 예를 들면 공지의 물 가열 장치가 시스템 내의 가열 장치로서 이용되어 두 기능을 모두 달성할 수 있다.
바람직하게는, 배기 가스 배출 라인은 소음 장치를 구비하며, 제2 접점은 이 소음 장치 영역 내의 배기 가스 배출 라인 내로 돌출한다. 이 경우, 제2 접점은 가열 장치가 작동할 때에 보다 명확하게 정해진 온도로 있는 영역의 배기 가스와 열접촉하게 된다. 따라서, 이동형 히팅 시스템의 특히 효율적인 작동이 가능해진다.
히팅 시스템이 기상 열전달 매체를 운반하기 위한 적어도 하나의 운반 장치를 구비하는 한편, 적어도 하나의 열전기 제너레이터에 의해 제공되는 전기 에너지가 배터리에 공급되거나 및/또는 전기 에너지를 요구하는 히팅 시스템의 구성 요소를 작동시키는 데에 적어도 부분적으로 이용되는 경우, 장시간 동안 난방 작동을 유지할 수 있지만 예를 들어 수송 수단의 배터리에 바람직하지 못한 정도로 부하를 가하는 일은 없는 독립된 시스템이 제공된다.
다른 특징 및 개선점은 아래의 첨부 도면을 참조한 실시예에 대한 상세한 설명으로부터 파악할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 이동형 히팅 시스템은, 비용 효율적으로 실현할 수 있고 긴 지속 시간의 대기 히팅 작동이 가능하며, 그리고 가능한 한 낮은 전기 에너지 수요를 갖는다.
도 1은 이동형 히팅 시스템의 개략도이다.
도 2는 이동형 히팅 시스템에서 열전기 제너레이터가 배치되는 영역의 개략도이다.
도 3은 열전기 제너레이터가 배치되는 영역을 도 2에 도시한 것에 대해 수직 방향으로 나타내는 개략도이다.
아래에서 도 1 및 도 2를 참조하여 실시예에 대해 설명한다. 이 실시예에 따른 이동형 히팅 시스템(1)은 부가 히팅 시스템 및 대기 히팅 시스템으로서 모두 작동할 수 있는 수송 수단용 히팅 시스템으로서 구성된다. 이동형 히팅 시스템(1)은 도시한 실시예의 경우에 액체 가열 장치로서 구성되어 자동차의 액체 회로에 합체되는 가열 장치(2)를 구비하고 있다. 이 가열 장치(2)는 예를 들면 내연 기관을 갖는 수송 수단에 이용되는 경우에 엔진의 냉각액 회로에 합체되거나, 수송 수단의 다른 액체 회로에 합체될 수도 있다. 가열 장치(2)는 도 1에서 단지 개략적으로 도시하고 있다. 그 가열 장치는 연료 공급원(3), 연소 공기 공급원(4) 및 배기 가스 배출 라인(5)을 구비하고 있다. 가열 장치(2)는 예를 들면 기상 또는 액상 연료에 의해 작동하는 가열 장치와 같이 공지의 방식으로 구성될 수 있다. 예를 들면, 가열 장치(2)는 수송 수단을 구동하는 데에도 이용되는 연료(예를 들면, 휘발유 또는 디젤)에 의해 작동하도록 공지의 방식으로 구성될 수 있다. 게다가, 가열 장치(2)는 가열될 제1 액상 열전달 매체의 공급원(6) 및 가열된 액상 열전달 매체의 배출 라인(7)을 구비한다. 게다가, 가열 장치(2)에는 가열 장치(2)에서 방출된 열을 제1 액상 열전달 매체로 전달하도록 단지 개략적으로 도시한 바와 같은 제1 열교환기(8)가 마련되어 있다. 이 경우, 가열 장치(2)는 가열 장치에서 방출되는 열 에너지 중 가능한 한 큰 비율을 제1 액상 열전달 매체로 전달하도록 구성된다. 도시한 실시예에서, 제1 액상 열전달 매체는 예를 들면 자동차의 엔진의 냉각액으로 이루어진다. 그러나, 다른 액체 회로 내의 다른 액체로 이루어질 수도 있다.
가열 장치가 작동 중인 경우, 연료와 연소 공기의 반응으로 인해 발생하는 배기 가스가 배기 가스 배출 라인(5)에서 배출된다(예를 들면, 차량의 외부로). 이 배기 가스는 앞서 제1 액상 열전달 매체로의 열전달에도 불구하고 배기 가스 배출 라인(5)의 영역에서 여전히 높은 온도 수준으로 있게 된다. 가열 장치의 구성 요소들의 정확한 구성은 본 발명의 경우에 중요하지 않기 때문에, 그 부분에 대해서는 도 1의 도면에서 단지 개략적으로만 도시한다.
게다가, 히팅 시스템(1)은 가열될 제2 기상 열전달 매체를 위한 유로(9)를 갖고 있다. 도시한 실시예에서, 제2 기상 열전달 매체는 수송 수단의 실내로 공급될 가열될 공기이다. 도시한 실시예에서, 유로(9)는 송풍기의 형태로 개략적으로 도시한 운반 장치(10)에 의해 제2 기상 열전달 매체의 흐름이 생성되는 서모박스(thermobox)(11)로서 공지된 것에 의해 형성된다. 서모박스(11)는 기밀 방식으로 밀폐된 외부 케이싱을 갖는다. 이 서모박스(11) 내에는 제2 열교환기(12)가 배치되어 있고, 이 제2 열교환기를 통해 제2 기상 열전달 매체가 가열된다. 제2 열교환기(12)는 제1 액상 열전달 매체로부터 제2 기상 열전달 매체로 열을 전달하도록 구성되는 것으로, 가열된 제1 액상 열전달 매체가 그를 통과해 흐르게 된다. 제2 열교환기(12)는 액상/기상 열교환기와 같이 공지의 방식으로 구성된다. 도시한 실시예에서, 제2 열교환기(12)는 가열 장치(2)의 하류측에서 엔진의 냉각액 회로에 합체되어, 예를 들면, 그를 통과해 제1 액상 열전달 매체로서 엔진 냉각액이 흐르게 된다. 제1 액상 열전달 매체는 개략적으로 도시한 라인(13)(예를 들면, 냉각 회로 내의 라인)을 통해 제2 열교환기(12)의 하류측으로 더 운반된다.
따라서, 도시한 실시예에서, 히팅 시스템(1)은, 가열 장치(2)에서 방출되는 열 에너지를 제1 열교환기(8)를 통해 제1 액상 열전달 매체로 전달하고, 이어서 제1 액상 열전달 매체에 흡수된 열 에너지의 적어도 일부를 제2 열교환기(12)를 통해 제2 기상 열전달 매체로 전달하는 2단 구성을 갖는다. 이 경우, 바람직한 실시예에서 제2 기상 열전달 매체는 예를 들면 수송 수단의 실내로 공급될 가열될 공기를 가열함으로써 형성된다.
히팅 시스템(1)에서, 가열 장치(2)를 작동시킴은 물론, 운반 장치(10)에 의해 제2 기상 열전달 매체를 운반하는 데에는 가열 장치(2) 및 운반 장치(10)에 도시 생략한 접속구를 통해 공급되는 전기 에너지가 필요하다.
앞서 배기 가스 배출 라인(5)에서 배출되는 가열 장치로부터의 배기 가스가 여전히 높은 온도 수준으로 있음을 이미 설명하였다. 이러한 높은 온도 수준은 본 실시예에서 열전기 제너레이터에 의해 전기 에너지를 생성하는 데에 이용된다. 도 1 및 도 2에 도시한 실시예에서, 복수의 열전기 제너레이터(14)가 가열 장치(2)의 배기 가스와 열접촉하게 배치된다. 도면에서는 예시로서 3개의 그러한 열전기 제너레이터를 도시하고 있지만, 실시하는 데에 있어 그 개수에 한정되는 것이 아니라 보다 많거나 적은 열전기 제너레이터가 이용될 수도 있다. 열전기 제너레이터(14)는 열 에너지를 전기 에너지로 전환하도록 공지의 방식으로 구성된다. 당업자라면 고려될 수 있는 다양한 열전기 제너레이터(열전 소자로도 불림)를 알 수 있을 것이다. 열전기 제너레이터(14)는 각각 저온으로 유지되는 제1 접점(14a) 및 이에 비해 고온 온도로 유지되는 제2 접점(14b)을 구비한다. 제1 접점(14a)과 제2 접점(14b) 간의 온도차로 인해, 열전기 제너레이터(14)는 전기 소모원을 작동시키도록 인출될 수 있는 열전기 전압을 제공한다. 적절한 방식으로 배선된 복수의 열전기 제너레이터를 통해, 보다 높은 전압 및/또는 전류를 제공할 수 있다. 열전기 제너레이터(14)에 의해 제공되는 전기 에너지는 본 실시예에서 그 중에서도 특히 도시 생략한 라인들을 통해 제2 기상 열전달 매체를 위한 운반 장치(10)로서 기능하는 송풍기에 공급된다. 특히, 열전기 제너레이터(14)에 의해 제공되는 에너지를 예를 들면 수송 수단 내의 내장 전원에 공급하거나, 배터리에서 버퍼링(buffering)할 수도 있다.
전기 소모원에 이용될 수 있는 충분한 전기 에너지를 제공하기 위해, 저온의 제1 접점(14a)과 고온의 제2 접점(14b) 간의 온도차가 유지되도록 보장할 필요가 있다.
본 실시예에서, 제2 접점(14b)의 높은 온도 수준은 가열 장치(2)의 배기 가스로부터의 열 공급에 의해 유지된다. 열 에너지의 큰 비율을 제1 열교환기(8)에 의해 제1 액상 열전달 매체로 전달하게 되는 효율적으로 작동하는 가열 장치(2)의 경우더라도 배기 가스 흐름 내에 남아 있는 잔류 열량을 효율적으로 이용하기 위해, 제2 접점(14b)이 배기 가스 배출 라인(5) 내의 배기 가스의 흐름 내로 돌출하도록 배치된다. 이를 달성하기 위해, 배기 가스 배출 라인(5)의 벽(5a)에 천공부가 마련되고, 이를 통과해 열전기 제너레이터(14)가 배기 가스 배출 라인(5) 내에서 흐르는 배기 가스 내로 돌출하게 된다. 이러한 배치로 인해, 배기 가스에서 운반되는 열 에너지는 열전기 제너레이터(14)의 제2 접점(14b)으로 효율적으로 전달될 수 있다. 본 실시예에서, 열전기 제너레이터(14)는 배기 가스 배출 라인(5)에서 나오는 배기 가스를 위한 소음 장치(15)로서 구성된 영역에 배치된다. 소음 장치(15)의 영역에 배치하는 것의 이점은, 가열 장치(2)가 작동 중일 때에 그곳에서는 보다 명확하게 정해진 온도 압력 수준이 존재하여, 열전기 제너레이터(14)의 특히 효율적인 작동이 가능해진다는 점이다. 게다가, 그러한 배치는 히팅 시스템을 특히 콤팩트한 형태로 구성할 수 있게 한다. 하지만, 소음 장치(15) 내의 배치는 단지 가능한 한가지 배치일 뿐이고 다른 배치도 또한 가능하다는 점을 유념해야 할 것이다.
열전기 제너레이터(14)의 제2 접점(14b)측의 온도가 가열 장치로부터 상승되는 배기 가스 온도에 의해 제한되기 때문에, 제1 접점(14a)측의 온도를 가능한 한 낮은 온도 수준으로 유지해야 한다. 따라서, 열전기 제너레이터(14)를 통해 제1 접점(14a)측으로 보내지는 열 에너지는 가능한 최선의 방식으로 방출되어야 한다. 열전기 제너레이터(14)의 효율적인 작동을 제공하기 위해, 본 실시예에서는 열전기 제너레이터의 제1 접점(14a) 각각이 유로(9)에 있어서의 제2 열교환기(12)의 상류측 지점의 영역에서 제2 기상 열전달 매체의 흐름과 열접촉한다. 이러한 열접촉은 서모박스(11) 내에 배치된 냉각 리브(16)에 의해 실현된다. 냉각 리브(16)는 제2 기상 열전달 매체의 흐름이 지나가는 큰 표면을 갖는다. 열전기 제너레이터(14)의 제1 접점(14a)과 냉각 리브 간에 양호한 열접촉을 제공하도록, 이들은 예를 들면 열전도성 페이스트(17) 또는 다른 양호한 열전도체를 통해 서로에 연결된다. 도시한 실시예에서, 냉각 리브(16)는 서모박스(11)에서의 기밀 방식으로 밀폐된 외부 케이싱의 일부를 형성한다. 전술한 배치에 의해, 제2 기상 열전달 매체의 흐름이 냉각 리브(16)를 통해 열전기 제너레이터의 제1 접점(14a)으로부터 열 에너지를 흡수하고, 이에 따라 제1 접점을 낮은 온도로 유지한다. 이러한 방식에서, 제2 기상 열전달 매체는 예열되고, 그 후에 하류측에 배치된 제2 열교환기(12)를 통해 더 가열된다. 또한, 제1 접점(14a) 및 제2 접점(14b) 간의 온도차를 작동 중에 가능한 한 잘 유지하기 위해, 제1 접점(14a)과 제2 접점(14b) 사이의 소정 평면에서 연장하는 단열재(18)가 마련된다.
전술한 구성에 의해, 대기 히팅 동안 및 부가 히팅 동안 모두에 있어서 순 전기 에너지 소모량이 낮아져, 그 중에서도 특히 대기 히팅이 보다 장시간 동안 이루어지게 할 수 있다.
제2 접점(14b)이 배기 가스 흐름 내에 있고 냉각 리브가 제2 기상 열전달 매체 내로 돌출하는 전술한 구성에 의해, 전술한 효과들이 비교적 간단한 구조적 수정을 통해 공지의 히팅 시스템에서 실현될 수 있다.
예시적인 실시예와 관련하여 가열 장치가 액체 가열 장치이고, 기상 열전달 매체로의 열전달이 두 단계로 이루어지는 것으로 설명하였지만, 이에 본 발명이 한정되는 것이 아니라, 예를 들면 가열 장치를 공기 가열 장치로서 구성하고 이에 의해 기상 열전달 매체의 가열이 단일 열교환기를 통해 직접 이루어지도록 할 수도 있다.
도로 차량에 대한 히팅 시스템으로서 실시한 것을 예시적인 실시예로서 설명하였지만, 이에 본 발명이 한정되는 것이 아니라, 기타 다른 이동형 용례도 가능하다. 단지 예시로서 제1 액상 열전달 매체가 엔진 냉각액으로 이루어지는 것으로 설명하였지만 다른 액체 또한 열전달 매체로서 가능하다. 제1 열전달 매체는 또한 예를 들면 수송 수단의 다른 액체 회로의 액체일 수도 있다.
1 : 이동형 히팅 시스템 2 : 가열 장치
3 : 연료 공급원 4 : 연소 공기 공급원
5 : 배기 가스 배출 라인
6 : 가열될 액상 열전달 매체의 공급원
7 : 가열된 액상 열전달 매체의 배출 라인
8 : 제1 열교환기 9 : 유로
10 : 운반 장치 11 : 서모박스
12 : 제2 열교환기 13 : 라인
14 : 열전기 제너레이터 14a : 제1 접점
14b : 제2 접점 15 : 소음 장치
16 : 냉각 리브 17 : 열전도성 페이스트
18 : 단열재

Claims (8)

  1. 연료와 연소 공기의 전환으로 인해 열을 제공하도록 구성되는 한편, 상기 전환으로부터 초래된 배기 가스를 배출하기 위한 배기 가스 배출 라인(5)을 갖는 가열 장치(2); 및
    열 에너지를 전기 에너지로 전환하도록 구성되는 한편, 제1 온도 수준으로 유지되는 제1 접점(14a) 및 보다 높은 제2 온도 수준으로 유지되는 제2 접점(14b)을 갖은 적어도 하나의 열전기 제너레이터(14)
    를 포함하며, 상기 적어도 하나의 열전기 제너레이터(14)는 제2 접점(14b)이 배기 가스 배출 라인(5) 내의 배기 가스의 흐름 내로 돌출하도록 배치되는 것인 이동형 히팅 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가열 장치(2)에 의해 제공되는 열에 의해 적어도 하나의 열 교환기(12)를 통해 기상 열전달 매체를 가열하도록 구성되는 것인 이동형 히팅 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 열전기 제너레이터(14)는 제1 접점(14a)이 가열될 기상 열전달 매체의 흐름과 열접촉하도록 배치되는 것인 이동형 히팅 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 접점(14b)은 기상 열전달 매체의 유로(9) 내로 돌출하는 적어도 하나의 냉각 리브(16)를 통해 가열될 기상 열전달 매체의 흐름과 열접촉하는 것인 이동형 히팅 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 제공되는 열에 의해 액상의 제1 열전달 매체 및 기상의 제2 열전달 매체를 가열하도록 되는 것인 이동형 히팅 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 제1 열교환기(8) 및 적어도 하나의 제2 열교환기(12)를 포함하여, 상기 가열 장치(2)의 열을 제1 열교환기(8)를 통해 제1 열전달 매체로 전달하고 이 열의 적어도 일부를 제2 열교환기(12)를 통해 제1 열전달 매체로부터 제2 열전달 매체로 전달하도록 되는 것인 이동형 히팅 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배기 가스 배출 라인(5)은 소음 장치(15)를 포함하며, 상기 제2 접점(14b)은 소음 장치 영역 내의 배기 가스 배출 라인 내로 돌출하는 것인 이동형 히팅 시스템.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 히팅 시스템은 기상 열전달 매체를 운반하기 위한 적어도 하나의 운반 장치(10)를 포함하는 한편, 상기 적어도 하나의 열전기 제너레이터(14)에 의해 제공되는 전기 에너지가 배터리에 공급되거나, 전기 에너지를 요구하는 히팅 시스템의 구성 요소를 작동시키는 데에 적어도 부분적으로 이용되거나, 이들 둘 모두에 사용되도록 구성되는 것인 이동용 히팅 시스템.
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