KR20110022174A - 차량용 발전장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량에 탑재된 온도차를 수반하는 열교환기들 및 상기 제백효과를 이용한 열전소자를 사용하여, 차량에 필요한 전기를 발전할 수 있도록 함으로써, 차량의 연비를 개선할 수 있도록 한다.
열전소자, TED, 열교환기, 냉각수
Description
본 발명은 차량용 발전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제벡(Seebeck) 효과를 이용하여 차량에 필요한 전기를 발전하도록 하는 기술에 관한 것이다.
제백효과는 두 금속 또는 반도체의 사이에 온도차를 발생시켜 주면, 그 두 금속 또는 반도체를 연결하는 폐회로에 전류가 흐르게 되는 현상으로서, 독일의 제벡이 발견한 것이다.
상기한 바와 같은 제백효과를 이용한 반도체로서 열전소자(TED; Thermo Electric Device)가 있는데, 이 열전소자의 양측면에 온도차를 가해주면, 기전력이 발생한다.
한편, 차량에는 온도차가 발생되는 많은 장치들이 있는 바, 예컨대 차량의 히터코어, 증발기 및 라디에이터에서는 기본적으로 온도차가 수반된다.
즉, 상기 히터코어는 엔진의 냉각수로부터 받은 열을 블로워팬에서 송풍되는 바람으로 전달하므로, 상기 블로워팬으로부터 송풍되는 바람과 접촉하는 부위와 냉각수에 의해 가열되는 부위의 온도차가 수반되며, 증발기는 컴프레셔로부터의 저온 냉매가 통과하는 부위와 블로워팬으로부터 송풍되는 바람과 접촉하는 부위에서 온도차가 발생되며, 라디에이터에서는 라디에이터팬에서 제공되는 공기와 접촉하는 부위와 엔진 냉각수와 접촉하는 부위 사이에 온도차가 발생되는 것이다.
본 발명은 상기한 바와 같이 차량에 탑재된 온도차를 수반하는 장치들 및 상기 제백효과를 이용한 열전소자를 사용하여, 차량에 필요한 전기를 발전할 수 있도록 함으로써, 차량의 연비를 개선할 수 있도록 한 차량용 발전장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명 차량용 발전장치는
일정한 폐회로를 순환하는 열적유체의 유동통로를 구비하고, 상기 유동통로에 인접한 다수의 열교환핀을 구비한 상태로 차량에 탑재된 열교환기와;
상기 열교환기의 상기 유동통로와 상기 다수의 열교환핀 사이에 장착된 열전소자;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 유동통로와 상기 다수의 열교환핀 사이에는 U자형 단면의 튜브가 삽입되고;
상기 열전소자는 상기 U자형 단면의 튜브 내측에 장착되는 구조로 할 수 있다.
상기 튜브와 열전소자는 열교환기에 복수개가 설치되며;
상기 다수의 열전소자는 발생된 전기를 충전시킬 수 있도록 충전배터리에 연결되는 구조로 할 수 있다.
상기 열교환기는 차량의 히터로서, 상기 유동통로를 흐르는 열적유체는 엔진의 냉각수이며, 상기 다수의 열교환용핀에는 블로워모터로부터의 공기가 송풍되는 구성으로 할 수 있다.
또한, 상기 열교환기는 차량의 라디에이터로서, 상기 유동통로를 흐르는 열적유체는 엔진의 냉각수이며, 상기 다수의 열교환용핀에는 라디에이터팬으로부터의 공기가 송풍되는 구성으로 할 수 있다.
또한, 상기 열교환기는 차량 에어컨시스템의 증발기로서, 상기 유동통로를 흐르는 열적유체는 컴프레셔로부터의 저온 냉매이며, 상기 다수의 열교환용핀에는 블로워모터로부터의 공기가 송풍되는 구성으로 할 수 있다.
본 발명은 차량에 탑재된 온도차를 수반하는 열교환기들 및 상기 제백효과를 이용한 열전소자를 사용하여, 차량에 필요한 전기를 발전할 수 있도록 함으로써, 차량의 연비를 개선할 수 있도록 한다.
도 1을 참조하면, 일정한 폐회로를 순환하는 열적유체의 유동통로(1)를 구비하고, 상기 유동통로(1)에 인접한 다수의 열교환핀(3)을 구비한 상태로 차량에 탑재된 열교환기(5)와; 상기 열교환기(5)의 상기 유동통로(1)와 상기 다수의 열교환핀(3) 사이에 장착된 열전소자(7)를 포함하여 구성된다.
상기 유동통로(1)와 상기 다수의 열교환핀(3) 사이에는 U자형 단면의 튜브(9)가 삽입되고, 상기 열전소자(7)는 상기 U자형 단면의 튜브(9) 내측에 장착된 구조이다.
즉, 상기 열전소자(7)의 양측면이 상기 튜브(9)의 마주하는 양쪽 내측면에 각각 면 접촉하는 상태로 삽입되도록 함으로써, 상기 튜브(9)에 의해 상기 열전소자(7)가 외부로부터 작용하는 기계적인 압력이나 충격으로부터 보호될 수 있도록 하면서, 상기 튜브(9)의 양쪽 외측과의 열전달이 용이하게 이루어질 수 있도록 한 것이다.
따라서, 상기 튜브(9)는 상기 열전소자(7)를 기계적으로 보호할 수 있는 적당한 강도를 확보하는 범위 내에서 보다 원활한 열전달이 이루어지도록 그 재질과 두께 등이 설정된다.
상기 튜브(9)와 열전소자(7)는 열교환기(5)에 복수개가 설치되며, 상기 다수의 열전소자(7)는 발생된 전기를 충전시킬 수 있도록 충전배터리에 연결된다. 즉, 상기 열전소자(7) 하나가 발생할 수 있는 기전력은 제한적이므로, 이들을 직렬 및 병렬로 다수개 연결하여 원하는 수준의 기전력을 생성하고, 이를 충전배터리에 저장하도록 함으로써, 차량에서 이를 사용할 수 있도록 하는 것이다.
물론, 상기와 같이 축적된 전기는 하이브리드 차량의 경우 직접 차량의 구동에 사용될 수도 있을 것이며, 종래의 일반적인 차량의 경우에는 차량의 각종 전기장치의 구동에 사용될 수 있을 것이다. 어느 경우든 차량의 엔진으로부터의 요구 동력을 축소시켜 차량의 연비를 향상시킬 수 있다.
상기 열교환기(5)는 보다 구체적으로는 도 2에 도시된 바와 같이 차량의 히터코어 또는 라디에이터로서, 상기 유동통로(1)를 흐르는 열적유체는 엔진의 냉각수이며, 상기 다수의 열교환용핀에는 블로워모터 또는 라이디에터팬으로부터의 공 기가 송풍되어 상대적으로 차가운 공기가 통과하게 된다.
또 다른 실시예로서 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 열교환기(5)는 차량 에어컨시스템의 증발기로서, 상기 유동통로(1)를 흐르는 열적유체는 컴프레셔로부터의 저온 냉매이며, 상기 다수의 열교환용핀에는 블로워모터로부터의 공기가 송풍되어 상대적으로 뜨거운 공기가 통과하도록 구성될 수 있다.
물론, 실제 차량에서는 상기한 바와 같은 열교환기(5)의 모든 실시예, 즉, 라디에이터, 히터코어 및 증발기에 모두 상기한 바와 같은 차량용 발전장치의 구성을 취하고, 이로부터 발전을 수행하도록 함으로써, 보다 많은 전기를 발전하여 연비개선효과를 더욱 상승시키도록 구성할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 발전장치를 설명한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 열교환기로서 라디에이터와 히터코어에 열전소자가 장착된 상태를 설명한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 열교환기로서 에어컨시스템의 증발기에 열전소자가 장착된 상태를 설명한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
1; 유동통로 3; 열교환핀
5; 열교환기 7; 열전소자
9; 튜브
Claims (6)
- 일정한 폐회로를 순환하는 열적유체의 유동통로를 구비하고, 상기 유동통로에 인접한 다수의 열교환핀을 구비한 상태로 차량에 탑재된 열교환기와;상기 열교환기의 상기 유동통로와 상기 다수의 열교환핀 사이에 장착된 열전소자;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 발전장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 유동통로와 상기 다수의 열교환핀 사이에는 U자형 단면의 튜브가 삽입되고;상기 열전소자는 상기 U자형 단면의 튜브 내측에 장착되는 것을 특징으로 하는 차량용 발전장치.
- 청구항 2에 있어서,상기 튜브와 열전소자는 열교환기에 복수개가 설치되며;상기 다수의 열전소자는 발생된 전기를 충전시킬 수 있도록 충전배터리에 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 발전장치.
- 청구항 3에 있어서,상기 열교환기는 차량의 히터로서, 상기 유동통로를 흐르는 열적유체는 엔진의 냉각수이며, 상기 다수의 열교환용핀에는 블로워모터로부터의 공기가 송풍되는 것을 특징으로 하는 차량용 발전장치.
- 청구항 3에 있어서,상기 열교환기는 차량의 라디에이터로서, 상기 유동통로를 흐르는 열적유체는 엔진의 냉각수이며, 상기 다수의 열교환용핀에는 라디에이터팬으로부터의 공기가 송풍되는 것을 특징으로 하는 차량용 발전장치.
- 청구항 3에 있어서,상기 열교환기는 차량 에어컨시스템의 증발기로서, 상기 유동통로를 흐르는 열적유체는 컴프레셔로부터의 저온 냉매이며, 상기 다수의 열교환용핀에는 블로워모터로부터의 공기가 송풍되는 것을 특징으로 하는 차량용 발전장치.
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|---|---|---|---|---|
| WO2018226046A1 (ko) * | 2017-06-08 | 2018-12-13 | 엘지이노텍 주식회사 | 열변환장치 |
| CN112140830A (zh) * | 2019-06-28 | 2020-12-29 | 长城汽车股份有限公司 | 一种能量回馈装置、车辆空调系统、车辆及控制方法 |
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2009
- 2009-08-27 KR KR1020090079627A patent/KR20110022174A/ko not_active Application Discontinuation
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