KR20110073101A - Thermoelectric generator for vehicles and cooling module having it - Google Patents

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    • B60H2001/2275—Thermoelectric converters for generating electrical energy

Abstract

PURPOSE: A thermoelectric generator for a vehicle and a cooling module therewith are provided to reduce energy consumption by allowing a cooling module to generate electric energy using the waste heat of an engine. CONSTITUTION: A thermoelectric generator(100) for a vehicle comprises a pair of tank units(110), a tube(120), thermoelectric element arrays(130), radiating fin blocks(140), and storage batteries. The tank units are arranged in a line and have a cooling water inlet(111) and a cooling water outlet(112). cooling water paths(121) are formed by fixing both ends of the tube to the tank units. The thermoelectric element arrays are installed on both surfaces of the tube. The radiating fin blocks are adhered to both sides of the thermoelectric element arrays and moves air in the width direction of the tube. The storage batteries stores electricity generated from the thermoelectric element arrays.

Description

차량용 열전 발전 장치 및 이를 포함하는 쿨링모듈{THERMOELECTRIC GENERATOR FOR VEHICLES AND COOLING MODULE HAVING IT}Thermoelectric generator for vehicle and cooling module including same {THERMOELECTRIC GENERATOR FOR VEHICLES AND COOLING MODULE HAVING IT}

본 발명은 차량용 열전 발전 장치 및 이를 포함하는 쿨링모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 본 발명은 엔진으로부터 발생되는 열을 냉각하기 위한 냉각수를 이용하여 발전함으로써 폐열을 유용한 전기에너지로 변환 가능한 차량용 열전 발전 장치 및 이를 포함하는 쿨링모듈에 관한 것이다. The present invention relates to a thermoelectric power generation device for a vehicle and a cooling module including the same. More particularly, the present invention relates to a thermoelectric power generation device for a vehicle capable of converting waste heat into useful electric energy by generating power using a cooling water for cooling heat generated from an engine. And a cooling module including the same.

일반적으로 차량의 에너지 흐름을 살펴보면, 가솔린이 가진 화학에너지는 엔진에서 연소하여 기계에너지로 변환되며, 이때의 열효율은 높아도 30%정도에 불과하다.In general, when looking at the energy flow of a vehicle, the chemical energy of gasoline is converted into mechanical energy by burning it in an engine, and the thermal efficiency at this time is only about 30%.

나머지 에너지는 열의 형태로 방출되는 데, 특히, 엔진으로부터 발생되는 열은 냉각수에 의해 전달되어 라디에이터를 통해 방출된다. The remaining energy is released in the form of heat, in particular the heat generated from the engine is transferred by the coolant and released through the radiator.

더욱 상세하게, 상기 라디에이터는 엔진의 온도가 일정온도 이상으로 상승되는 것을 방지하기 위한 구성으로, 엔진 내부를 순환하면서 연소에 의해 발생된 열을 흡수한 고온의 냉각수가 워터 펌프에 의해 순환되어 상기 라디에이터를 통과하 면서 외부에 열을 방출하여 엔진의 과열을 방지하며 최적의 운전상태가 유지되도록 하는 열교환기이다.In more detail, the radiator is configured to prevent the temperature of the engine from rising above a certain temperature. The radiator is circulated by a water pump so that a high temperature coolant that absorbs heat generated by combustion while circulating inside the engine is circulated by a water pump. It is a heat exchanger that emits heat to the outside while passing through to prevent the engine from overheating and maintains the optimum operating condition.

즉, 엔진으로부터 발생되는 열은 냉각수에 의해 전송되어 라디에이터를 통해 외부로 방출되는 데, 상기 열을 방출하기 위해서는 냉각수의 온도를 적절하게 유지하기 위하여 냉각수를 순환하기 위한 워터 펌프 및 외기를 송풍하는 송풍기의 팬 등을 구동하기 위한 별도의 전력이 필요하다. That is, the heat generated from the engine is transmitted by the coolant to be discharged to the outside through the radiator, in order to discharge the heat, a water pump for circulating the coolant to maintain the temperature of the coolant and a blower for blowing outside air Separate power is required to drive the fan and so on.

그러나 라디에이터의 크기는 제한되는 상황에서, 외기의 온도가 높은 경우에는 상기 워터 펌프에 의한 냉각수의 순환량 및 팬의 송풍량을 증가한다 할지라도 냉각수를 적절하게 냉각하기 어려운 문제점이 있다. However, in a situation where the size of the radiator is limited, there is a problem that it is difficult to properly cool the cooling water even if the circulation temperature of the cooling water by the water pump and the air blowing amount of the fan are increased when the temperature of the outside air is high.

한편, 열전소자(Thermoelectric Element)란 열과 전기의 상호작용으로 일어나는 각종 효과를 이용하는 소자를 총칭하는 것으로서, 온도가 높아짐에 따라 전기저항이 감소하는 부저항온도계수의 특성을 가지는 소자인 서미스터(thermistor), 온도 차에 의해 기전력이 발생하는 현상인 제베크(Seebeck) 효과를 이용한 소자, 전류에 의해 열의 흡수(또는 발생)가 생기는 현상인 펠티에(Peltier) 효과를 이용한 소자 등이 있다. A thermoelectric element is a generic term for a device using various effects caused by the interaction between heat and electricity.Thermistor, a device having a characteristic of negative resistance temperature coefficient, in which electrical resistance decreases with increasing temperature, is used. And a device using the Seebeck effect, which is a phenomenon in which electromotive force is generated due to a temperature difference, and a device using the Peltier effect, a phenomenon in which heat absorption (or generation) is caused by current.

특히, 제베크 효과란 2종류의 금속선(또는 반도체) 양끝을 접합하고 그 양끝을 다른 온도로 유지할 때, 회로에 전류(열전류)가 흐르는 열전현상의 하나로서, 1821년 T. J. 제베크가 구리와 비스무트를 사용, 발견했다. 구체적으로 설명하자면 다음과 같다. 하나의 금속봉 양끝 A, B에 온도차를 주면, A, B 사이에는 열류에 따 른 기전력이 나타난다. 이 기전력은 금속의 종류에 따라 다르기 때문에, 2종류의 금속 양끝 A, B를 접합했을 때 각 금속에 나타나는 A, B 사이의 기전력에 차가 생겨 회로에 전류가 흐른다. 한쪽 금속의 중간을 절단하면, 절단된 양 끝에 2종류 금속의 기전력의 차가 나타난다. 이것을 열기전력이라고 한다. 온도 측정에 사용되는 열전기쌍은 이 열기전력을 이용한 것이다.In particular, the Seebeck effect is one of thermoelectric phenomena in which current (thermal current) flows in a circuit when two ends of two kinds of metal wires (or semiconductors) are bonded to each other and kept at different temperatures. Found, used. Specifically, it is as follows. If a temperature difference is applied to both ends A and B of one metal rod, electromotive force due to heat flow appears between A and B. Since the electromotive force varies depending on the type of metal, a difference occurs in the electromotive force between A and B appearing in each metal when two types of metal ends A and B are joined, so that a current flows in the circuit. When the middle of one metal is cut off, the difference in electromotive force of two kinds of metals appears at both ends of the cut. This is called thermoelectric power. Thermocouples used for temperature measurements use this thermoelectric power.

상기 열기전력을 이용한 열전 발전은 금속 또는 반도체인 제백소자 양단에 온도차를 주는 경우, 열원부와 냉각부 사이에 전위차가 발생한다는 제백(Seebeck) 효과를 이용한 것으로서, 기계적인 구동부 없이, 열을 직접 전기로 변환할 수 있다는 특징이 있다.The thermoelectric power generation using the thermoelectric power is a Seebeck effect that a potential difference occurs between the heat source and the cooling unit when a temperature difference is applied across the Seebeck element, which is a metal or a semiconductor, and directly heats heat without a mechanical driving unit. Can be converted to.

그러나 상기 열기전력을 이용한 열전 발전은 에너지 생성 효율이 열원부와 냉각부의 온도차에 비례하므로, 양단의 온도차가 크지 않은 경우에는 에너지생성효율이 높지 않으며, 온도차가 큰 조건을 형성하는데 별도의 에너지가 소요될 수 있는 문제점이 있다. However, the thermoelectric power generation using the thermoelectric power is energy generation efficiency is proportional to the temperature difference between the heat source and the cooling unit, so if the temperature difference between both ends is not large, the energy generation efficiency is not high, and separate energy is required to form a condition where the temperature difference is large. There is a problem that can be.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 엔진으로부터 발생되는 열을 냉각하기 위한 냉각수를 이용하여 발전함으로써 폐열을 유용한 전기에너지로 변환 가능한 차량용 열전 발전 장치 및 이를 포함하는 쿨링모듈을 제공하는 것이다. The present invention has been made to solve the problems described above, an object of the present invention is to generate electricity using a cooling water for cooling the heat generated from the engine thermoelectric power generation apparatus for a vehicle capable of converting waste heat into useful electric energy and the same It is to provide a cooling module including.

또한, 본 발명의 목적은 라디에이터로 유입되는 냉각수의 일부 또는 전량이 발전을 위해 공급되어 냉각되므로 냉각수의 냉각 효율을 보다 높일 수 있으며, 열저항을 최소화하여 발전 효율을 향상할 수 있는 차량용 열전 발전 장치 및 이를 포함하는 쿨링모듈을 제공하는 것이다. In addition, an object of the present invention is to supply a portion or all of the cooling water flowing into the radiator is cooled for power generation to increase the cooling efficiency of the cooling water more, the thermoelectric power generation device for a vehicle that can improve the power generation efficiency by minimizing the thermal resistance And to provide a cooling module comprising the same.

본 발명의 차량용 열전 발전 장치(100)는 일정거리 이격되어 나란하게 구비되며, 냉각수가 유입되도록 유입부(111) 및 배출되도록 배출부(112)가 형성되는 한 쌍의 탱크부(110); 상기 탱크부(110)에 양단이 고정되어 냉각수 유로(121)를 형성하는 튜브(120); 상기 튜브(120)의 양측 면에 구비되는 열전소자 어레이(130); 상기 열전소자 어레이(130) 층의 바깥쪽 양측에 밀착되어 구비되며 상기 튜브(120)의 폭방향으로 공기가 유동되는 방열핀블록(140); 및 상기 열전소자 어레이(130)를 통해 발생된 전기를 축전시키는 축전지(미도시);를 포함하는 것을 특징으로 한다. The thermoelectric generator 100 for a vehicle according to the present invention includes a pair of tank parts 110 provided side by side at a predetermined distance and having an inlet part 111 and a discharge part 112 to discharge the cooling water; A tube 120 having both ends fixed to the tank 110 to form a coolant flow path 121; A thermoelectric element array 130 provided on both sides of the tube 120; A heat dissipation fin block 140 provided in close contact with both outer sides of the thermoelectric element array 130 layer and in which air flows in the width direction of the tube 120; And a storage battery (not shown) for storing electricity generated through the thermoelectric element array 130.

이 때, 상기 차량용 열전 발전 장치(100)는 상기 튜브(120), 열전소자 어레 이(130) 및 방열핀(141) 블록이 높이방향으로 복수회 적층되어 구성될 수 있다. In this case, the vehicle thermoelectric generator 100 may be configured by stacking the tube 120, the thermoelectric element array 130, and the heat dissipation fin 141 blocks a plurality of times in a height direction.

또한, 상기 방열핀블록(140)은 방열핀(141)과, 상기 방열핀(141)의 상하측면에서 지지하는 한 쌍의 판부(142)를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 튜브(120)는 내부에 복수개의 냉각수 유동 공간이 길이방향으로 형성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the heat dissipation fin block 140 is characterized in that it comprises a heat dissipation fin 141 and a pair of plate portion 142 supported from the upper and lower sides of the heat dissipation fin 141, the tube 120 is inside A plurality of cooling water flow space is characterized in that formed in the longitudinal direction.

한편, 본 발명의 쿨링모듈(1000)은 차량 전단에 배치되어 냉매를 응축하는 응축기(200); 공기 흐름방향으로 상기 응축기(200)의 후측에 형성되며 엔진열에 의해 가열된 냉각수를 냉각하는 라디에이터(300); 및 상술한 바와 같은 특징을 갖는 차량용 열전 발전 장치(100); 를 포함한다. On the other hand, the cooling module 1000 of the present invention is disposed in the front end of the vehicle condenser 200 for condensing the refrigerant; A radiator 300 formed at a rear side of the condenser 200 in an air flow direction and cooling the cooling water heated by engine heat; And a vehicle thermoelectric generator 100 having the characteristics as described above. It includes.

이 때, 상기 쿨링모듈(1000)은 상기 라디에이터(300)로 유입되는 냉각수가 전량 상기 차량용 열전 발전 장치(100)로 유입되어 유동된 후, 상기 라디에이터(300)로 공급되거나, 상기 쿨링모듈(1000)은 냉각수의 일부가 상기 차량용 열전 발전 장치(100)를 유동하고, 나머지가 라디에이터(300)를 유동하는 것을 특징으로 한다. At this time, the cooling module 1000 is supplied to the radiator 300 after the coolant flowing into the radiator 300 is introduced into the vehicle thermoelectric generator 100 and flows, or the cooling module 1000 ) Is a portion of the cooling water flows the vehicle thermoelectric generator 100, the rest is characterized in that the radiator 300 flows.

또한, 상기 쿨링모듈(1000)은 상기 차량용 열전 발전 장치(100)가 상기 응축기(200) 또는 라디에이터(300)와 높이방향으로 평행하게 위치되는 것을 특징으로 한다. In addition, the cooling module 1000 is characterized in that the vehicle thermoelectric generator 100 is positioned in parallel with the condenser 200 or the radiator 300 in the height direction.

또, 상기 차량용 열전 발전 장치(100)는 상기 라디에이터(300)와 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the vehicle thermoelectric generator 100 is characterized in that it is formed integrally with the radiator 300.

이에 따라, 본 발명의 차량용 열전 발전 장치 및 이를 포함하는 쿨링모듈은 엔진 폐열을 이용하여 전기에너지를 생성함으로써 버려지는 에너지를 유용한 전기에너지로 활용할 수 있는 장점이 있다. Accordingly, the vehicle thermoelectric power generation device and the cooling module including the same of the present invention have an advantage of utilizing the energy discarded by generating electric energy using engine waste heat as useful electric energy.

특히, 본 발명은 라디에이터로 유입되기 이전의 냉각수 또는 일부 냉각수가 먼저 차량용 열전 발전 장치를 통과하며, 쿨링모듈의 구성요소로서 주행풍이 강해 열전소자 어레이의 온도차가 크게 형성됨으로써 별도의 에너지원 없이도 발전 효율을 높일 수 있는 장점이 있다. In particular, in the present invention, the cooling water or some cooling water prior to the radiator first passes through the thermoelectric generator for the vehicle, and the driving wind is strong as a component of the cooling module, so that the temperature difference of the thermoelectric element array is large, thereby generating power generation efficiency without a separate energy source. There is an advantage to increase.

또한, 본 발명의 차량용 열전 발전장치 및 이를 포함하는 쿨링모듈은 냉각수의 냉각 효율을 보다 높일 수 있으며, 이에 따라 냉각수 냉각 효율을 높이기 위한 라디에이터 크기 증가, 냉각수 순환량 증가 및 송풍량 증대 등의 필요성이 줄어들어 이에 따른 재료 원가 및 에너지를 저감할 수 있는 장점이 있다. In addition, the vehicle thermoelectric power generation apparatus of the present invention and the cooling module including the same can increase the cooling efficiency of the cooling water more, thus reducing the need for increasing the size of the radiator, increasing the cooling water circulation and increasing the air flow amount to increase the cooling water cooling efficiency, The material cost and energy can be reduced accordingly.

이하, 상술한 바와 같은 차량용 열전 발전 장치(100)를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다. Hereinafter, the thermoelectric generator 100 for a vehicle as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 차량용 열전 발전 장치(100)를 나타낸 사시도 및 분해사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 차량용 열전 발전 장치(100)의 다른 사시도이다.2 and 3 are a perspective view and an exploded perspective view showing a vehicle thermoelectric generator 100 according to the present invention, Figure 4 is another perspective view of the vehicle thermoelectric generator 100 according to the present invention.

본 발명의 차량용 열전 발전 장치(100)는 한 쌍의 탱크부(110); 튜브(120); 열전소자 어레이(130); 방열핀블록(140) 및 축전지를 포함하여 형성된다. The vehicle thermoelectric generator 100 of the present invention includes a pair of tank unit 110; Tube 120; Thermoelectric element array 130; It is formed including a heat radiation fin block 140 and a storage battery.

상기 한 쌍의 탱크부(110)는 일정거리 이격되어 나란하게 구비되며, 냉각수가 유입되도록 유입부(111) 및 배출되도록 배출부(112)가 형성된다. The pair of tanks 110 are provided side by side spaced apart a predetermined distance, the inlet 111 and the discharge 112 is formed so that the coolant is introduced.

도 2 및 도 3에서는 상기 탱크부(110)가 좌ㆍ우 양측에 구비되고, 상기 한 쌍의 탱크부(110)에 각각 유입부(111) 및 배출부(112)가 형성된 예를 도시하였다. 2 and 3 illustrate an example in which the tank part 110 is provided at both left and right sides, and the inlet part 111 and the discharge part 112 are formed in the pair of tank parts 110, respectively.

상기 튜브(120)는 상기 탱크부(110)에 양단이 고정되어 냉각수 유로(121)를 형성하는 부분으로서, 상기 튜브(120) 내부에는 복수개의 냉각수 유동 공간이 길이방향으로 형성됨으로써 냉각수가 접촉되는 공간을 넓힘으로써 열전달효율을 높일 수 있도록 하는 것이 바람직하다. Both ends of the tube 120 are fixed to the tank part 110 to form a coolant flow path 121. A plurality of coolant flow spaces are formed in the tube 120 in the longitudinal direction to contact the coolant. It is desirable to increase the heat transfer efficiency by increasing the space.

즉, 상기 탱크부(110)는 상기 유입부(111)를 통해 냉각수가 유입되고, 유입된 냉각수를 튜브(120) 측으로 안내하며, 튜브(120)를 통과한 냉각수가 다시 유입되어 상기 배출부(112)를 통해 배출되는 공간이다. That is, the tank 110 is the coolant is introduced through the inlet 111, guides the introduced coolant to the tube 120 side, the coolant passing through the tube 120 is introduced again to the discharge unit ( It is the space discharged through 112).

상기 열전소자 어레이(130)는 상기 튜브(120)의 양측 면에 구비되는 부분으로서, 내부에 N형 반도체 및 P형 반도체를 포함하여 복수개 배치되는 구성으로서, 양측의 온도 차에 의해 기전력이 발생하는 현상인 제베크(Seebeck) 효과를 이용한 소자이다. The thermoelectric element array 130 is a part provided on both sides of the tube 120, a plurality of elements including an N-type semiconductor and a P-type semiconductor therein, the electromotive force is generated by the temperature difference between both sides It is a device using Seebeck effect which is a phenomenon.

상기 열전소자 어레이(130)는 복수개의 열전소자, 상기 열전소자의 상ㆍ하측 에 구비되는 한 쌍의 전극, 상기 전극의 양측에 구비되는 절연층, 상기 열전소자로부터 연장되어 발생된 기전력이 전달되는 전선을 포함하여 형성된다. The thermoelectric element array 130 includes a plurality of thermoelectric elements, a pair of electrodes provided on the upper and lower sides of the thermoelectric element, an insulating layer provided on both sides of the electrode, and an electromotive force generated from the thermoelectric element is transferred. It is formed including wires.

상기 열전소자 어레이(130)의 기본적인 기재는 종래기술에 기재되어 있으므로, 구체적인 설명은 생략한다. Since the basic description of the thermoelectric element array 130 is described in the related art, a detailed description thereof will be omitted.

상기 방열핀블록(140)은 상기 열전소자 어레이(130) 층의 바깥쪽 양측(상기 튜브(120)가 부착되지 않은 측)에 구비되어 튜브(120)의 폭방향으로 공기가 유동되어 열전소자 어레이(130) 일측을 냉각한다. The heat dissipation fin block 140 is provided on both outer sides of the thermoelectric element array 130 layer (the side where the tube 120 is not attached) so that air flows in the width direction of the tube 120 so that the thermoelectric element array ( 130) Cool one side.

이 때, 상기 방열핀블록(140)은 방열핀(141)이 상기 열전소자 어레이(130)에 직접 접촉되는 경우에 접촉력 및 열전달성능이 저하될 수 있으므로, 방열핀(141)과, 상기 방열핀(141)의 상하측면에서 상기 방열핀(141)을 지지하는 한 쌍의 판부(142)를 포함하여 형성되는 것이 바람직하다. In this case, the heat dissipation fin block 140 may have a low contact force and heat transfer performance when the heat dissipation fin block 140 is in direct contact with the thermoelectric element array 130, and thus, the heat dissipation fin 141 and the heat dissipation fin 141 may be reduced. It is preferable to include a pair of plate portion 142 for supporting the heat dissipation fin 141 on the upper and lower sides.

즉, 상기 열전소자 어레이(130)는 일측에서 상기 방열핀블록(140)의 판부(142)와 접촉된다. That is, the thermoelectric element array 130 is in contact with the plate portion 142 of the heat radiation fin block 140 on one side.

상기 축전지는 상기 열전소자 어레이(130)를 통해 발생된 전기를 축전하는 수단이다. The storage battery is a means for storing electricity generated through the thermoelectric element array 130.

본 발명의 차량용 열전 발전 장치(100)는 상기 열전모듈 어레이(130)의 일측에는 엔진열에 의한 고온의 냉각수가 유동되고, 타측에는 공기의 유동에 의해 냉각되어 온도차가 발생됨으로써 제베크 효과를 이용하여 발전한다. In the vehicle thermoelectric power generation apparatus 100 of the present invention, one side of the thermoelectric module array 130 flows high-temperature cooling water by engine heat, and the other side is cooled by the flow of air to generate a temperature difference, thereby using the Seebeck effect. Develop.

이에 따라, 본 발명의 차량용 열전 발전 장치(100)는 냉각되어야 하는 냉각수의 폐열을 이용하여 발전함으로써 버려지는 에너지를 유용한 전기에너지로 활용 할 수 있는 장점이 있다. Accordingly, the vehicle thermoelectric generator 100 of the present invention has the advantage that can be used as a useful electrical energy to use the energy discarded by power generation by using the waste heat of the cooling water to be cooled.

또한, 본 발명의 차량용 열전 발전 장치(100)는 냉각수가 공냉되어 냉각수가 냉각됨으로써 라디에이터(300)의 기능을 일부 대신할 수 있으며, 냉각수 냉각 성능을 높이기 위해 라디에이터(300) 크기를 늘리거나, 냉각수 순환량을 늘리거나, 송풍량을 늘리는 등의 작업이 필요치 않아 워터 펌프(410) 및 송풍팬의 전력량을 저감할 수 있는 장점이 있다. In addition, the vehicle thermoelectric power generation apparatus 100 of the present invention may replace the function of the radiator 300 by cooling the cooling water is cooled by the cooling water, and to increase the size of the radiator 300 to increase the cooling water cooling performance, or the cooling water There is no need to increase the amount of circulation or increase the amount of blowing, so that the amount of power of the water pump 410 and the blowing fan can be reduced.

한편, 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 차량용 열전 발전 장치(100)는 상기 튜브(120), 열전소자 어레이(130) 및 방열핀블록(140)이 높이방향으로 복수회 적층되어 발전량을 증대할 수 있다. On the other hand, as shown in Figure 4, the vehicle thermoelectric power generation device 100 of the present invention is the tube 120, the thermoelectric element array 130 and the heat dissipation fin block 140 is laminated a plurality of times in the height direction to increase the amount of power generation can do.

도 5 및 도 6은 각각 본 발명에 따른 쿨링모듈(1000)을 나타낸 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 쿨링모듈(1000)의 냉각수 흐름을 나타낸 도면이며, 도 8은 본 발명에 따른 쿨링모듈(1000)의 냉각수 흐름을 나타낸 다른 도면이다. 5 and 6 are respectively a perspective view showing a cooling module 1000 according to the present invention, Figure 7 is a view showing the flow of cooling water of the cooling module 1000 according to the present invention, Figure 8 is a cooling module according to the present invention Another diagram illustrating a 1000 coolant flow.

한편, 본 발명의 쿨링모듈(1000)은 응축기(200), 라디에이터(300) 및 상술한 바와 같은 차량용 열전 발전 장치(100)를 포함한다. On the other hand, the cooling module 1000 of the present invention includes a condenser 200, a radiator 300 and the vehicle thermoelectric generator 100 as described above.

쿨링모듈(1000)이란, 프론트 엔드 모듈(Front End Module)을 구성품으로서, 캐리어에 구비되어 냉매 또는 냉각수를 냉각한다. The cooling module 1000 includes a front end module as a component and is provided in a carrier to cool a refrigerant or cooling water.

상기 응축기(200)는 차량 전단에 배치되어 냉매를 응축하는 수단으로서, 압축기, 팽창수단, 증발기와 함께 냉각 시스템을 구성한다. The condenser 200 is disposed at the front end of the vehicle to condense the refrigerant and forms a cooling system together with a compressor, an expansion means, and an evaporator.

일반적으로, 상기 응축기(200)는 차량의 전단인, 캐리어의 개구부에 바로 인접하게 구비되며, 일정거리 이격되어 구비되는 한 쌍의 제1헤더탱크(210); 상기 제 1헤더탱크(210)에 형성되어 냉매가 유입되는 제1입구파이프(211) 및 배출되는 제1출구파이프(212); 상기 제1헤더탱크(210)에 양단이 고정되어 냉매 유로(121)를 형성하는 제1튜브(220); 및 상기 제1튜브(220) 사이에 개재되는 제1핀(230)을 포함하여 형성된다. In general, the condenser 200 is provided directly adjacent to the opening of the carrier, which is the front end of the vehicle, a pair of first header tank 210 is provided at a predetermined distance apart; A first inlet pipe 211 formed in the first header tank 210 to introduce refrigerant and a first outlet pipe 212 to be discharged; A first tube 220 having both ends fixed to the first header tank 210 to form a refrigerant passage 121; And a first pin 230 interposed between the first tubes 220.

상기 라디에이터(300)는 공기 흐름방향으로 상기 응축기(200)의 후측에 형성되며, 엔진열에 의해 가열된 냉각수를 냉각하는 역할을 담당한다. The radiator 300 is formed on the rear side of the condenser 200 in the air flow direction, and serves to cool the cooling water heated by the engine heat.

상기 라디에이터(300)는 상기 응축기(200)와 유사하게, 일정거리 이격되어 구비되는 한 쌍의 제2헤더탱크(310); 상기 제2헤더탱크(310)에 형성되어 냉매가 유입되는 제2입구파이프(311) 및 배출되는 제2출구파이프(312); 상기 제2헤더탱크(310)에 양단이 고정되어 냉매 유로(121)를 형성하는 제2튜브(320); 및 상기 제2튜브(320) 사이에 개재되는 제2핀(330)을 포함하여 형성된다. The radiator 300, similar to the condenser 200, a pair of second header tank 310 is provided at a predetermined distance apart; A second inlet pipe 311 formed in the second header tank 310 to introduce refrigerant, and a second outlet pipe 312 to be discharged; A second tube 320 having both ends fixed to the second header tank 310 to form a refrigerant passage 121; And a second pin 330 interposed between the second tubes 320.

상기 차량용 열전 발전 장치(100)는 상술한 바와 같은 특징을 갖도록 형성되며, 상기 응축기(200) 또는 라디에이터(300)와 높이방향으로 평행하게 위치될 수 있다. The vehicle thermoelectric generator 100 is formed to have the characteristics as described above, and may be positioned in parallel with the condenser 200 or the radiator 300 in the height direction.

도 5는 상기 차량용 열전 발전 장치(100)가 상기 응축기(200)의 상측에 형성된 예를 도시하였으며, 상기 도 6은 상기 차량용 열전 발전 장치(100)가 상기 라디에이터(300)의 상측에 형성된 예를 도시하였다. 5 illustrates an example in which the vehicle thermoelectric generator 100 is formed above the condenser 200, and FIG. 6 illustrates an example in which the vehicle thermoelectric generator 100 is formed above the radiator 300. Shown.

상기 라디에이터(300)와 차량용 열전 발전 장치(100)는 일체로 구성될 수 있는 데, 일체화된 라디에이터(300) 및 차량용 열전 발전 장치(100)의 상측 및 하측에는 캐리어에 고정되도록 하는 구성이 추가되어야 한다. The radiator 300 and the vehicle thermoelectric power generation device 100 may be integrally formed, and a configuration to be fixed to the carrier is added to the upper and lower sides of the integrated radiator 300 and the vehicle thermoelectric power generation device 100. do.

도 6에서 상기 차량용 열전 발전 장치(100)가 상기 라디에이터(300)의 상측에 일체로 형성됨에 따라 상기 차량용 열전 발전 장치(100)의 상측 및 상기 라디에이터(300)의 하측에 캐리어에 고정되기 위한 돌출부(113, 313)의 구성이 형성된다. In FIG. 6, as the vehicle thermoelectric generator 100 is integrally formed on the upper side of the radiator 300, a protrusion for fixing the carrier to the upper side of the vehicle thermoelectric generator 100 and the lower side of the radiator 300. Configurations 113 and 313 are formed.

본 발명의 쿨링모듈(1000)은 상기 응축기(200) 또는 라디에이터(300)에 인접하여 구비됨으로써 주행풍과 열교환됨으로써 냉매 또는 냉각수의 냉각 효율을 높일 수 있으며, 차량용 열전 발전 장치(100)의 온도 차를 크게 하여 발전 효율을 보다 높일 수 있는 장점이 있다. Since the cooling module 1000 of the present invention is provided adjacent to the condenser 200 or the radiator 300, the cooling module 1000 may increase the cooling efficiency of the refrigerant or the cooling water by heat-exchanging with the traveling wind, and the temperature difference of the thermoelectric generator 100 for a vehicle. There is an advantage that can increase the power generation efficiency by increasing the.

이 때, 상기 라디에이터(300) 및 차량용 열전 발전 장치(100)는 모두 냉각수가 유동되는 구성으로서, 상기 차량용 열전 발전 장치(100)는 상기 라디에이터(300)로 유입되는 냉각수의 일부 또는 전체가 유입되어 유동될 수 있다. At this time, both the radiator 300 and the vehicle thermoelectric power generation device 100 are configured to flow the cooling water, and the thermoelectric power generation device 100 for the vehicle 100 includes a part or all of the cooling water flowing into the radiator 300. Can be flowed.

도 7은 상기 라디에이터(300)로 유입되는 냉각수의 전량이 상기 차량용 열전 발전 장치(100)로 유입되어 유동된 후, 공급되는 예를 도시하였다. FIG. 7 illustrates an example in which the entire amount of the coolant flowing into the radiator 300 is supplied to the thermoelectric generator 100 for the vehicle and flowed thereafter.

도 7에 도시한 형태는 고온 상태의 냉각수가 먼저 차량용 열전 발전 장치(100)를 통과하면서 발전되고, 냉각수가 냉각된다. In the form shown in FIG. 7, the coolant in a high temperature state is first generated while passing through the vehicle thermoelectric generator 100, and the coolant is cooled.

이 후에, 1차로 냉각된 냉각수는 다시 상기 라디에이터(300)로 이동되어 내부를 유동하면서 공냉되어 2차 냉각된다. Thereafter, the first cooled coolant is moved to the radiator 300 again to be air cooled while flowing inside, and then secondly cooled.

이러한 냉각수는 다시 엔진블록(400)을 통과하면서 엔진열을 흡수하게 되고, 상기 차량용 열전 발전 장치(100) 및 라디에이터(300)를 순차적으로 이동하면서 냉각되며, 워터 펌프(410)에 의해 반복적으로 순환된다. The coolant absorbs engine heat while passing through the engine block 400 again, and is cooled while sequentially moving the vehicle thermoelectric generator 100 and the radiator 300, and circulated repeatedly by the water pump 410. do.

상기 엔진블록(400)과 열전 발전 장치(100), 라디에이터(300)는 냉각수 순환 라인(420)에 의해 연결되어 냉각수가 이동된다. The engine block 400, the thermoelectric generator 100, and the radiator 300 are connected by the coolant circulation line 420 to move the coolant.

도 8은 냉각수의 다른 흐름을 도시한 것으로서, 엔진블록(400)을 통과한 냉각수의 일부가 상기 차량용 열전 발전 장치(100)를 유동하고, 나머지가 라디에이터(300)를 유동하는 예를 나타내었다. FIG. 8 illustrates another flow of the coolant, and a portion of the coolant passing through the engine block 400 flows through the vehicle thermoelectric generator 100, and the rest of the coolant flows through the radiator 300.

상기 도 8에 도시한 흐름은 상기 차량용 열전 발전 장치(100)를 통과한 냉각수의 온도가 라디에이터(300)를 통과한 온도와 큰 차이를 보이지 않는 경우에, 냉각수가 분기되어 각각 상기 차량용 열전 발전 장치(100) 및 라디에이터(300)를 순환하고 다시 합류하도록 한 예를 도시하였다. The flow shown in FIG. 8 is such that when the temperature of the coolant passing through the vehicle thermoelectric generator 100 does not show a large difference with the temperature passed through the radiator 300, the coolant is branched to respectively the thermoelectric generator for the vehicle. An example of circulating the 100 and the radiator 300 and joining again is shown.

이 때 역시, 냉각수는 상기 차량용 열전 발전 장치(100) 및 라디에이터(300)를 각각 순환한 후, 다시 합류하여 워터 펌프(410)에 의해 순환되면서 엔진블록(400)을 통과하여 흡열되며, 상기 과정이 반복된다. At this time, the coolant is circulated through the vehicle thermoelectric generator 100 and the radiator 300, respectively, and then joined again and circulated by the water pump 410 while absorbing heat through the engine block 400. This is repeated.

상술한 바와 같은 본 발명의 쿨링모듈(1000)은 냉각수를 이용하여 발전 가능한 차량용 열전 발전 장치(100)를 포함하며, 냉각수를 효과적으로 냉각할 수 있는 장점이 있다.The cooling module 1000 of the present invention as described above includes a vehicle thermoelectric generator 100 capable of generating power using cooling water, and has an advantage of effectively cooling the cooling water.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application of the present invention is not limited to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Of course, various modifications can be made.

도 1은 열전모듈의 작동원리.1 is a working principle of the thermoelectric module.

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 차량용 열전 발전 장치를 나타낸 사시도 및 분해사시도.2 and 3 are a perspective view and an exploded perspective view showing a vehicle thermoelectric generator according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 차량용 열전 발전 장치의 다른 사시도. Figure 4 is another perspective view of a vehicle thermoelectric generator according to the present invention.

도 5 및 도 6은 각각 본 발명에 따른 쿨링모듈을 나타낸 사시도.5 and 6 are a perspective view showing a cooling module according to the present invention, respectively.

도 7은 본 발명에 따른 쿨링모듈의 냉각수 흐름을 나타낸 도면.7 is a view showing the coolant flow of the cooling module according to the present invention.

도 8은 본 발명에 따른 쿨링모듈의 냉각수 흐름을 나타낸 다른 도면. 8 is another view showing the coolant flow of the cooling module according to the present invention.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS

1000 : 쿨링모듈1000: cooling module

100 : 차량용 열전 발전 장치100: vehicle thermoelectric generator

110 : 탱크부 111 : 유입부110 tank portion 111 inlet portion

112 : 배출부 113 : 돌출부112: discharge portion 113: protrusion

120 : 튜브 121 : 유로120: tube 121: euro

130 : 열전소자 어레이130: thermoelectric element array

140 : 방열핀블록 141 : 방열핀140: heat radiation fin block 141: heat radiation fin

142 : 판부142: plate

200 : 응축기 210 : 제1헤더탱크200: condenser 210: first header tank

211 : 제1입구파이프 212 : 제2입구파이프211: first inlet pipe 212: second inlet pipe

220 : 제1튜브 230 : 제1핀220: first tube 230: first pin

300 : 라디에이터 310 : 제2헤더탱크300: radiator 310: second header tank

311 : 제2입구파이프 312 : 제2입구파이프311: second inlet pipe 312: second inlet pipe

313 : 돌출부313: protrusion

320 : 제2튜브 330 : 제2핀320: second tube 330: second pin

400 : 엔진블록 410 : 워터 펌프400: engine block 410: water pump

420 : 냉각수 순환 라인420: cooling water circulation line

Claims (9)

일정거리 이격되어 나란하게 구비되며, 냉각수가 유입되도록 유입부(111) 및 배출되도록 배출부(112)가 형성되는 한 쌍의 탱크부(110); A pair of tank parts 110 provided side by side at a predetermined distance and having an inlet part 111 and a discharge part 112 to discharge the cooling water; 상기 탱크부(110)에 양단이 고정되어 냉각수 유로(121)를 형성하는 튜브(120); A tube 120 having both ends fixed to the tank 110 to form a coolant flow path 121; 상기 튜브(120)의 양측 면에 구비되는 열전소자 어레이(130); A thermoelectric element array 130 provided on both sides of the tube 120; 상기 열전소자 어레이(130) 층의 바깥쪽 양측에 밀착되어 구비되며 상기 튜브(120)의 폭방향으로 공기가 유동되는 방열핀블록(140); 및 A heat dissipation fin block 140 provided in close contact with both outer sides of the thermoelectric element array 130 layer and in which air flows in the width direction of the tube 120; And 상기 열전소자 어레이(130)를 통해 발생된 전기를 축전시키는 축전지(미도시);를 포함하는 차량용 열전 발전 장치. And a storage battery (not shown) for storing electricity generated through the thermoelectric element array 130. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 차량용 열전 발전 장치(100)는 상기 튜브(120), 열전소자 어레이(130) 및 방열핀(141) 블록이 높이방향으로 복수회 적층되어 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 열전 발전 장치. The vehicle thermoelectric generator (100) is a vehicle thermoelectric generator device, characterized in that the tube 120, the thermoelectric element array 130 and the heat dissipation fin (141) block is stacked in the height direction a plurality of times. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 방열핀블록(140)은 방열핀(141)과, 상기 방열핀(141)의 상하측면에서 지지하는 한 쌍의 판부(142)를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 열전 발전 장치. The heat dissipation fin block 140 is a thermoelectric power generation device for a vehicle, characterized in that it comprises a heat dissipation fin 141 and a pair of plate portion 142 supported on the upper and lower sides of the heat dissipation fin 141. 제3항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 튜브(120)는 내부에 복수개의 냉각수 유동 공간이 길이방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 열전 발전 장치. The tube 120 is a thermoelectric generator for a vehicle, characterized in that a plurality of cooling water flow space is formed in the longitudinal direction. 차량 전단에 배치되어 냉매를 응축하는 응축기(200); A condenser 200 disposed at the front end of the vehicle to condense the refrigerant; 공기 흐름방향으로 상기 응축기(200)의 후측에 형성되며 엔진열에 의해 가열된 냉각수를 냉각하는 라디에이터(300); 및 A radiator 300 formed at a rear side of the condenser 200 in an air flow direction and cooling the cooling water heated by engine heat; And 상기 제1항 내지 제4항 중 한 항에 의한 차량용 열전 발전 장치(100); 를 포함하는 쿨링모듈. Vehicle thermoelectric power generation device according to any one of claims 1 to 4; Cooling module comprising a. 제5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 쿨링모듈(1000)은 상기 라디에이터(300)로 유입되는 냉각수가 전량 상기 차량용 열전 발전 장치(100)로 유입되어 유동된 후, 상기 라디에이터(300)로 공 급되는 것을 특징으로 하는 쿨링모듈.The cooling module 1000 is a cooling module, characterized in that the cooling water flowing into the radiator 300 is supplied to the radiator 300 after the entire amount of the cooling water flowing into the vehicle thermoelectric generator 100 is flowed. 제5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 쿨링모듈(1000)은 냉각수의 일부가 상기 차량용 열전 발전 장치(100)를 유동하고, 나머지가 라디에이터(300)를 유동하는 것을 특징으로 하는 쿨링모듈.The cooling module 1000 is a cooling module, characterized in that a part of the cooling water flows the vehicle thermoelectric generator (100), the rest flows the radiator (300). 제5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 쿨링모듈(1000)은 상기 차량용 열전 발전 장치(100)가 상기 응축기(200) 또는 라디에이터(300)와 높이방향으로 평행하게 위치되는 것을 특징으로 하는 쿨링모듈. The cooling module 1000 is a cooling module, characterized in that the vehicle thermoelectric generator 100 is positioned in parallel with the condenser 200 or the radiator 300 in the height direction. 제8항에 있어서, The method of claim 8, 상기 차량용 열전 발전 장치(100)는 상기 라디에이터(300)와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 쿨링모듈. The vehicle thermoelectric generator (100) is a cooling module, characterized in that formed integrally with the radiator (300).
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