KR20130073411A - Thermoelectric generator of vehicle - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A car thermoelectric generator is provided to include the numerous thermoelectric modules which generate electricity by using the thermoelectric phenomenon by the temperature difference between the inner surface, which is heated by a first heat transferring fin, and the outer surface which is cooled by the lower temperature part. CONSTITUTION: A car thermoelectric generator includes a high temperature unit (110), numerous thermoelectric modules (130), and a lower temperature unit (120). The high temperature unit includes an exhaust pipe (112), a bypass tube (114), and a heat transferring pipe (119). The heat transferring pipe is mounted on the outer circumference surface of exhaust pipe, extends from the outer circumference surface toward radial direction, and includes numerous first heat exchanger fins (117) which are arranged in a length direction. The thermoelectric modules are made up by coupling P-type semiconductor and N-type semiconductor, generate electricity by using thermoelectric phenomenon and being attached at both side surfaces of numerous first heat exchanger fins, and are electrically connected with each other. The lower temperature unit is mounted between the facing thermoelectric modules of each pair of the numerous thermoelectric modules, and cools the facing surfaces of the numerous thermoelectric modules by means of coolant passing through the inside of lower temperature unit. The numerous thermoelectric modules generate electricity by using thermoelectric phenomenon by the temperatures difference between the inner surfaces, which are heated by the first heat transferring fins, and the outer surfaces which are cooled by the lower temperature unit.

Description

차량용 열전 발전기{Thermoelectric generator of vehicle}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a thermoelectric generator of a vehicle,

본 발명은 열전 발전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차의 배기가스의 열기를 이용하여 발전하는 차량용 열전 발전기에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermoelectric generator, and more particularly, to a thermoelectric generator for a vehicle that generates electricity using heat of an exhaust gas of an automobile.

열전소자는, 소자 양단의 온도차를 전기로 변환함으로써 열에너지를 전기에너지로 변환하거나 소자에 전기를 흐르게 함으로써 소자 양단에 온도차를 일으켜 전기에너지를 열에너지로 변환하는 열전현상을 이용하는 소자를 말한다. 이러한 열전소자는 소규모 냉각장치, 소규모 가열장치, 또는 소규모 발전장치에 이용된다.A thermoelectric element refers to a device that uses a thermoelectric phenomenon that converts heat energy at both ends of a device into electricity to convert the thermal energy into electric energy, or causes electricity to flow through the device to cause a temperature difference across the device to convert electric energy into thermal energy. Such thermoelectric devices are used in small chillers, small heaters, or small power generators.

열전소자가 소규모 발전장치에 이용되는 것을 열전발전장치 또는 열전발전기라고 부른다. 이러한 열전발전기는 주로 무전통신기의 전원공급장치, 우주선의 전력공급장치, 핵잠수함의 동력공급장치, 그리고 차량의 배기시스템에 설치되는 열전발전기에 사용된다.The use of thermoelectric elements in small-scale power generation devices is called thermoelectric generators or thermoelectric generators. These thermoelectric generators are mainly used for power supply of radio communication equipment, power supply of spacecraft, power supply of nuclear submarine, and thermoelectric generators installed in vehicle exhaust system.

도 1은 차량의 열전발전기를 보여주는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a thermoelectric generator of a vehicle.

도시한 바와 같이, 차량의 배기시스템에 설치되는 열전발전기(10)는 고온의 배기가스가 지나가는 6각형의 배기열 회수장치(40), 상기 배기열 회수장치(40) 외측에 설치되며 내부로 냉각수가 지나가는 상기 냉각장치(30), 그리고 상기 배기열 회수장치(40)의 외측과 상기 냉각장치(30) 내측에 접촉하여 양단의 온도차이에 의해 전기를 발생시키는 상기 다수의 열전모듈(20)을 포함한다.As shown, the thermoelectric generator 10 installed in the exhaust system of the vehicle is installed on the hexagonal exhaust heat recovery device 40 through which high-temperature exhaust gas passes, and the exhaust heat recovery device 40 outside, and the cooling water passes therein. The thermoelectric module 20 includes a plurality of thermoelectric modules 20 that generate electricity by contacting the outside of the cooling device 30 and the exhaust heat recovery device 40 and the inside of the cooling device 30 by a temperature difference between both ends.

상기 배기열 회수장치(40) 내부에는 고온의 배기가스가 흐르면서 열에너지가 상기 열전모듈(20)로 전달된다. 상기 냉각장치(30) 내부에는 냉각수가 흐르는 냉각 파이프(32)가 형성되어 상기 배기열 회수장치(40)와 접촉되는 상기 열전모듈(20)의 내측과 상기 냉각장치(30)와 접촉되는 상기 열전모듈(20)의 외측 사이의 온도차이를 증가시킨다. 이와 같이 상기 열전모듈(20)의 내측과 외측의 온도차이를 크게 함으로써 자동차의 배기시스템에 설치되는 열전발전기의 효율을 증가시키게 된다.
The high-temperature exhaust gas flows into the exhaust heat recovery apparatus 40, and heat energy is transferred to the thermoelectric module 20. A cooling pipe 32 through which cooling water flows is formed in the cooling device 30 so that the inside of the thermoelectric module 20 contacting the exhaust heat recovery device 40 and the inside of the thermoelectric module 20 contacting the cooling device 30, (20). As described above, by increasing the temperature difference between the inside and the outside of the thermoelectric module 20, the efficiency of the thermoelectric generator installed in the exhaust system of the automobile is increased.

열전발전기에서 많은 전기를 생산하기 위해서는, 즉 열전발전 효율을 높이기 위해서는 배기가스의 열에너지가 상기 열전모듈에 효율적으로 전달되어야 한다. 그러나 상기한 종래의 차량용 열전발전기에서는, 배기가스의 열에너지가 고온부로 충분히 전달되지 않아 배기가스의 열에너지 회수 능력이 떨어지고 따라서 열전발전기의 열전효율이 저하되는 문제를 안고 있다.In order to produce a large amount of electricity from the thermoelectric generator, that is, to increase the thermoelectric efficiency, the thermal energy of the exhaust gas must be efficiently transferred to the thermoelectric module. However, in the above-described conventional thermoelectric generator for a vehicle, thermal energy of the exhaust gas is not sufficiently transferred to the high-temperature portion, so that the heat-energy recovery capability of the exhaust gas is lowered and the thermoelectric efficiency of the thermoelectric generator is lowered.

또한, 종래의 차량용 열전발전기는 냉각장치(30)가 많은 면적을 차지함에도 열교환 면적이 작아 열전달율이 낮아 크기에 비하여 열전발전효율이 낮은 문제가 있다.In addition, although the conventional thermoelectric generator for a vehicle occupies a large area of the cooling device 30, there is a problem that the heat exchange area is small and the heat transfer rate is low and the thermoelectric generation efficiency is lower than the size.

따라서, 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하고자 도출된 것으로, 작고 열전발전 효율이 향상되는 차량용 열전발전기를 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a thermoelectric generator for a vehicle which is small and has improved thermoelectric power generation efficiency.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 내부로 고온의 배기가스가 통과하며 상기 배기가스와 열교환하여 가열되는 배기관, 상기 배기관 내부에 설치되며 상기 배기가스가 바이패스되는 바이패스관, 그리고 상기 배기관 외주면에 장착되며 외주면상에 소정 각도마다 방사상으로 연장되고 길이방향으로 배열되는 다수의 제1열교환핀을 가지는 열전달관을 구비하는 고온부; P-형 반도체와 N-형 반도체을 접합하여 이루어지며, 상기 다수의 열교환핀의 양측면에 부착되어 열전현상을 이용하여 전기를 발생하며 서로 전기적으로 연결되는 다수의 열전모듈; 그리고 상기 다수의 열전모듈중 마주보는 각각의 쌍의 열전모듈 사이에 장착되며 내부로 흐르는 냉각수에 의해 상기 다수의 열전모듈의 서로 마주보는 면들을 냉각시키는 저온부;를 포함하며, 상기 다수의 열전모듈은 상기 제1열전달핀에 의해 가열되는 내측면들과 상기 저온부에 의해 냉각되는 외측면들 사이의 온도차에 의한 열전현상을 이용하여 전기를 발생하는 차량용 열전발전기를 제공한다.In order to achieve the above object of the present invention, the present invention is an exhaust pipe that is passed through the hot exhaust gas inside and heated by heat exchange with the exhaust gas, a bypass pipe installed inside the exhaust pipe, the exhaust gas is bypassed, And a high temperature portion mounted on an outer circumferential surface of the exhaust pipe and having a heat transfer tube having a plurality of first heat exchange fins extending in a radial direction and arranged in a longitudinal direction on the outer circumferential surface; A plurality of thermoelectric modules formed by joining a P-type semiconductor and an N-type semiconductor and attached to both sides of the plurality of heat exchange fins to generate electricity using a thermoelectric phenomenon, and electrically connected to each other; And a low temperature unit mounted between the pair of thermoelectric modules facing each other among the plurality of thermoelectric modules and cooling the mutually facing surfaces of the plurality of thermoelectric modules by cooling water flowing therein. The plurality of thermoelectric modules may include: Provided is a vehicle thermoelectric generator that generates electricity by using a thermoelectric phenomenon caused by a temperature difference between inner surfaces heated by the first heat transfer fins and outer surfaces cooled by the low temperature portion.

상기 고온부는, 상기 바이패스관과 상기 배기관 사이에 개재되어 상기 배기가스에 의해 가열되는 열교환 메쉬; 상기 바이패스관의 말단에 설치되어 상기 바이패스되는 배기가스의 양을 조절하는 바이배스 밸브; 그리고 상기 바이패스 밸브를 상기 바이패스관의 말단에 탄성적으로 지지하는 스프링;을 더 포함할 수 있다.The high temperature unit, the heat exchanger interposed between the bypass pipe and the exhaust pipe is heated by the exhaust gas; A bypass valve installed at an end of the bypass pipe to adjust an amount of exhaust gas bypassed; And a spring that elastically supports the bypass valve at an end of the bypass pipe.

상기 저온부는, 상기 배기관의 하류측에 장착되며, 일측에 형성되는 냉각수 유입구를 가지며, 상기 냉각수를 분배하는 냉각수 분배기; 상기 냉각수 분배기에 연통되며, 상기 다수의 열전모듈중 마주보는 각 쌍의 열전모듈 사이를 지나는 다수의 냉각수관; 상기 다수의 냉각수관에 의해 냉각되며 상기 다수의 열전모듈 중 마주보는 한 쌍의 외측면에 접촉되어 상기 외측면을 냉각시키는 다수의 제2열전달핀; 그리고 상기 배기관의 상류측에 장착되며, 상기 다수의 냉각수관과 연통되고, 일측에 형성되는 상기 냉각수가 배출되는 냉각수 배출구를 가지며, 상기 분배된 냉각수를 집수하는 냉각수 집수기;를 포함할 수 있다.The low temperature portion is mounted on the downstream side of the exhaust pipe, has a cooling water inlet formed on one side, the cooling water distributor for distributing the cooling water; A plurality of coolant pipes communicating with the coolant distributor and passing between the pair of thermoelectric modules facing each other among the plurality of thermoelectric modules; A plurality of second heat transfer fins cooled by the plurality of cooling water pipes and contacting a pair of outer surfaces facing each other among the plurality of thermoelectric modules to cool the outer surfaces; And a cooling water collector installed at an upstream side of the exhaust pipe, communicating with the plurality of cooling water pipes, having a cooling water outlet through which the cooling water is formed, and collecting the distributed cooling water.

상기 제2열전달핀은 상면이 개방된 사다리꼴 단면을 가지며, 상기 다수의 열전모듈의 외측면과 접촉되는 양측면과 상기 냉각수 통로가 안착되는 냉각수 통로 안착홈이 중심부에 형성되는 저면을 가질 수 있다.The second heat transfer fin may have a trapezoidal cross section with an open top surface, and may have both side surfaces contacting the outer surfaces of the plurality of thermoelectric modules and a bottom surface at which a coolant passage seating groove in which the coolant passage is seated is formed.

상기 제2열전달핀은 상면이 개방된 사다리꼴 단면을 가지며, 상기 다수의 열전모듈의 외측면과 접촉되는 양측면과 상기 양측면을 연결하는 저면을 구비하며, 상기 냉각수 통로는 상기 제2열전달핀의 상기 저면에 길이방향으로 형성될 수 있다.The second heat transfer fin has a trapezoidal cross section with an open top surface, and includes both side surfaces contacting the outer surfaces of the plurality of thermoelectric modules and a bottom surface connecting the both side surfaces, and the cooling water passage is the bottom surface of the second heat transfer fin. It can be formed in the longitudinal direction.

상기 다수의 냉각수 통로는 역사다리꼴 단면을 가지며 상기 다수의 제2열전달핀은 상기 역사다리꼴 단면의 양측면일 수 있다.The plurality of cooling water passages may have an inverted trapezoidal cross section and the plurality of second heat transfer fins may be both sides of the inverted trapezoidal cross section.

상기 다수의 냉각수 통로는 대략 물받이 형태의 단면을 가지며 상기 단면의 양 외측면은 상기 다수의 제2열전달핀일 수 있다.The plurality of cooling water passages may have a cross section in the form of a drip tray, and both outer surfaces of the cross section may be the plurality of second heat transfer fins.

상기 다수의 냉각수 통로와 대략 반전된 물받이 형태의 단면을 가지며 상기 단면의 양 외측면은 상기 다수의 제2열전달핀일 수 있다.
The plurality of cooling water passages may have cross-sections in the form of drip trays which are substantially inverted, and both outer surfaces of the cross-sections may be the plurality of second heat transfer fins.

본 발명의 차량용 열전발전기에 따르면, 배기가스가 열전모듈과 접촉하는 면적이 큼에도 전체 열전발전기의 크기는 작은 효과가 있다.According to the vehicle thermoelectric generator of the present invention, even if the exhaust gas is in contact with the thermoelectric module is large, the size of the entire thermoelectric generator has a small effect.

또한, 구조가 간단하고 부품수가 적어 제조비용이 감소되며 생산성이 향상된다.In addition, the structure is simple, the number of parts is reduced, the manufacturing cost is reduced and productivity is improved.

본 발명의 차량용 열전발전기는 그 크기가 작아 차량 패키징에 장착이 용이하며 다양한 차량에 적용될 수 있다.The thermoelectric generator for a vehicle of the present invention can be easily mounted on a vehicle packaging because of its small size and can be applied to various vehicles.

고온부와 열전모듈 사이에 열교환 메쉬가 설치되어 배기가스와의 접촉면적을 증가시킴으로써 배기가스의 열에너지가 열전모듈로 더욱 효율적으로 전달될 뿐 아니라 이를 통과하는 배기가스의 소음도 감소되는 효과가 있다.
Since a heat exchange mesh is installed between the high temperature part and the thermoelectric module to increase the contact area with the exhaust gas, thermal energy of the exhaust gas is more efficiently transmitted to the thermoelectric module, and noise of the exhaust gas passing therethrough is also reduced.

도 1은 종래의 차량용 열전발전기를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 열전발전기를 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A' 선에 따라 취한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 열전발전기의 저온부와 열전모듈을 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 열전발전기에 적용되는 저온부와 열교환핀의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 열전발전기에 적용되는 저온부와 열교환핀의 다른 예를 보여주는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 열전발전기에 적용되는 저온부와 열교환핀의 또 다른 예를 보여주는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 열전발전기에 적용되는 저온부와 열교환핀의 또 다른 예를 보여주는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a conventional thermoelectric generator for a vehicle.
Figure 2 is a perspective view showing a vehicle thermoelectric generator according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 2.
4 is a cross-sectional view illustrating a low temperature portion and a thermoelectric module of a thermoelectric generator of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view showing an example of a low temperature part and a heat exchange fin applied to a thermoelectric generator according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view showing another example of a low temperature part and a heat exchange fin applied to a thermoelectric generator according to an embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view showing another example of a low temperature part and a heat exchange fin applied to a thermoelectric generator according to an embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view showing another example of a low temperature part and a heat exchange fin applied to a thermoelectric generator according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 열전발전기를 상세히 설명한다.Hereinafter, a thermoelectric generator for a vehicle according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 열전발전기를 보여주는 사시도이다. 도 3은 도 2의 A-A' 선에 따라 취한 단면도이다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 열전발전기의 저온부와 열전모듈을 보여주는 단면도이다. 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 열전발전기에 적용되는 저온부와 열교환핀의 일 예를 보여주는 단면도이다. 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 열전발전기에 적용되는 저온부와 열교환핀의 다른 예를 보여주는 단면도이다. 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 열전발전기에 적용되는 저온부와 열교환핀의 또 다른 예를 보여주는 단면도이다. 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 열전발전기에 적용되는 저온부와 열교환핀의 또 다른 예를 보여주는 단면도이다.Figure 2 is a perspective view showing a vehicle thermoelectric generator according to an embodiment of the present invention. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 2. 4 is a cross-sectional view illustrating a low temperature portion and a thermoelectric module of a thermoelectric generator of a vehicle according to an embodiment of the present invention. 5 is a cross-sectional view showing an example of a low temperature part and a heat exchange fin applied to a thermoelectric generator according to an embodiment of the present invention. 6 is a cross-sectional view showing another example of a low temperature part and a heat exchange fin applied to a thermoelectric generator according to an embodiment of the present invention. 7 is a cross-sectional view showing another example of a low temperature part and a heat exchange fin applied to a thermoelectric generator according to an embodiment of the present invention. 8 is a cross-sectional view showing another example of a low temperature part and a heat exchange fin applied to a thermoelectric generator according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 열전발전기(100)는 엔진에서 배출되는 고온의 배기가스와 열교환하여 가열되는 고온부(110), 엔진의 냉각 시스템에 의해 순환되는 냉각수가 흐르며 상기 고온부(110) 외측에 설치되는 저온부(120), 그리고 상기 고온부(110)와 상기 저온부(120)에 개재되어 상기 고온부(110)와 상기 저온부(120) 사이의 온도차에 의한 열전현상을 이용하여 전기를 발생시키는 열전모듈(130)을 포함한다.As shown, the vehicle thermoelectric generator 100 according to an embodiment of the present invention is a high temperature portion 110 that is heated by heat exchange with the high-temperature exhaust gas discharged from the engine, the cooling water circulated by the cooling system of the engine flows the The low temperature unit 120 installed outside the high temperature unit 110 and interposed between the high temperature unit 110 and the low temperature unit 120 are used to generate electricity using a thermoelectric phenomenon caused by a temperature difference between the high temperature unit 110 and the low temperature unit 120. It includes a thermoelectric module 130 for generating.

상기 고온부(110)는 내부로 고온의 상기 배기가스가 통과하는 동안 가열되는 배기관(112), 상기 배기관 외주면에 설치되는 중공 원통형 열전달관(119), 상기 열전달관(119)와 일체로 형성되며 소정의 각도마다 방사상으로 연장되며 길이방향으로 배열되는 다수의 제1열교환 핀(117)을 포함한다. 상기 열전달관(119)는 상기 배기관(112)의 외주면에 억지끼워 맞춤된다.The high temperature unit 110 is formed integrally with the exhaust pipe 112 that is heated while the high-temperature exhaust gas passes therein, the hollow cylindrical heat transfer pipe 119 installed on the outer circumferential surface of the exhaust pipe, and the heat transfer pipe 119. And a plurality of first heat exchange fins 117 extending radially and longitudinally at each angle of. The heat transfer pipe 119 is fitted to the outer circumferential surface of the exhaust pipe (112).

상기 배기관(112)은 중공 원통형상을 가지며 내부를 흐르는 고온의 배기가스에 의해 가열된다. 이렇게 가열된 상기 배기관(112)은 그 외주면에 설치되는 상기 열전달관(119)을 가열하게 되고 상기 열전달관(119)에 의해 상기 열전달관(119)과 일체로 형성되는 상기 다수의 제1열전달핀(117)이 가열된다.The exhaust pipe 112 has a hollow cylindrical shape and is heated by hot exhaust gas flowing therein. The heated exhaust pipe 112 heats the heat transfer pipe 119 installed on the outer circumferential surface thereof, and the plurality of first heat transfer fins integrally formed with the heat transfer pipe 119 by the heat transfer pipe 119. 117 is heated.

상기 배기관(112) 내부에는 상기 배기가스가 바이패스되는 바이패스관(114)이 설치된다. 상기 바이패스관(114)의 말단에는 엔진의 부하에 따라 상기 배기가스를 바이패스시키기 위해 상기 바이패스관(114) 말단을 개폐하는 바이패스 밸브(116)가 장착된다. 상기 바이패스 밸브(116)는 스프링(118)에 의해 상기 바이패스관(114)에 탄성적으로 지지된다. 상기 바이패스관(114)의 상류에는 상기 바이패스 밸브(116)이 폐쇄되는 경우 상기 배기가스가 유동하는 다수의 배기홀(113)이 형성된다.Inside the exhaust pipe 112, a bypass pipe 114 through which the exhaust gas is bypassed is installed. At the end of the bypass pipe 114, a bypass valve 116 is mounted to open and close the end of the bypass pipe 114 to bypass the exhaust gas according to the load of the engine. The bypass valve 116 is elastically supported by the bypass pipe 114 by a spring 118. Upstream of the bypass pipe 114, a plurality of exhaust holes 113 are formed through which the exhaust gas flows when the bypass valve 116 is closed.

상기 바이패스관(114)의 외주면과 상기 배기관(112)의 내주면 사이에는 열교환 메쉬(111)가 개재된다. 상기 열교환 메쉬(111)는 상기 고온의 배기가스와 열교환하여 상기 배기가스의 열에너지는 흡수하여 상기 배기관(112)으로 전달한다. 즉, 상기 열교환 메쉬(111)에 의해 상기 배기가스의 열에너지는 상기 배기관(112)으로 효율적으로 전달된다.A heat exchange mesh 111 is interposed between the outer circumferential surface of the bypass pipe 114 and the inner circumferential surface of the exhaust pipe 112. The heat exchange mesh 111 exchanges heat with the high temperature exhaust gas, absorbs heat energy of the exhaust gas, and transfers the thermal energy to the exhaust pipe 112. That is, the heat energy of the exhaust gas is efficiently transmitted to the exhaust pipe 112 by the heat exchange mesh 111.

차량이 고속으로 운행할 때, 즉, 엔진의 부하가 증가되면 상기 배기관이 과열될 수 있다. 이를 방지하기 위해, 엔진의 고부하시 상기 바이패스 밸브(116)는 개방되어 상기 고온의 배기가스는 상기 바이패스관(114)을 통하여 대부분 배기되어 상기 바이패스관(114)과 상기 배기관(112) 사이를 흐르는 배기가스의 양이 조절된다.When the vehicle runs at high speed, that is, when the load of the engine is increased, the exhaust pipe may overheat. In order to prevent this, the bypass valve 116 is opened at high load of the engine so that the high-temperature exhaust gas is mostly exhausted through the bypass pipe 114 so that the bypass pipe 114 and the exhaust pipe 112 are opened. The amount of exhaust gas flowing between them is controlled.

상기 고온부(110)의 상기 다수의 제1열전달핀(117)의 사이에는 상기 저온부(120)가 위치된다. 상기 저온부(120)는 상기 배기관(112)의 하류 외측에 설치되어 엔진의 냉각시스템(도시하지 않음)에 의해 순환되는 냉각수를 분배하는 냉각수 분배기(122), 상기 냉각수 분배기(122)와 연통되며 상기 냉각수가 흐르는 다수의 냉각수관(124), 상기 배기관(112)의 상류 외측에 설치되어 상기 냉각수를 수집하는 냉각수 수집기(126), 그리고 상기 다수의 냉각수관(124)과 상기 다수의 열전모듈(130)의 외측면을 연결하는 다수의 제2열전달핀(127)을 포함한다.The low temperature part 120 is positioned between the plurality of first heat transfer fins 117 of the high temperature part 110. The low temperature part 120 is installed downstream of the exhaust pipe 112 and is in communication with the coolant distributor 122 and the coolant distributor 122 for distributing the coolant circulated by a cooling system (not shown) of the engine. A plurality of coolant pipes 124 through which coolant flows, a coolant collector 126 installed upstream of the exhaust pipe 112 to collect the coolant, and the plurality of coolant pipes 124 and the plurality of thermoelectric modules 130. It includes a plurality of second heat transfer fins 127 for connecting the outer surface of the).

상기 냉각수 분배기(122)와 상기 냉각수 수집기(126)는, 도 2와 3에 도시된 바와 같이, 환형으로 형성되며 내측면에서 상기 다수의 냉각수관(124)과 연통된다. 상기 냉각수 분배기(122)는 외주면에 형성되어 상기 냉각수가 유입되는 냉각수 유입공(121)을 가지며 상기 냉각수 수집기(126)는 외주면에 형성되어 상기 냉각수가 배출되는 냉각수 배출구(125)가 형성된다. 상기 냉각 시스템에 의해 순환되는 냉각수는 상기 냉각수 유입구(121)를 통하여 상기 냉각수 분배기(122)로 유입되어 상기 다수의 냉각수관(124)를 흐른뒤, 상기 냉각수 분배기(126)의 상기 냉각수 배출구(125)를 통하여 다시 상기 냉각 시스템으로 회수된다.The coolant distributor 122 and the coolant collector 126, as shown in FIGS. 2 and 3, are formed in an annular shape and communicate with the plurality of coolant pipes 124 at an inner side thereof. The coolant distributor 122 is formed on an outer circumferential surface to have a coolant inlet hole 121 through which the coolant is introduced, and the coolant collector 126 is formed on an outer circumferential surface to form a coolant outlet 125 through which the coolant is discharged. The coolant circulated by the cooling system flows into the coolant distributor 122 through the coolant inlet 121, flows through the plurality of coolant pipes 124, and then the coolant outlet 125 of the coolant distributor 126. Is returned to the cooling system.

상기 다수의 제2열전달핀(127)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1열전달핀(117)에 부착되는 상기 열전모듈(130)의 내측면과 접촉되는 양측면과 상기 다수의 냉각수관(124)과 접촉되는 저면을 포함한다. 상기 저면에는 상기 냉각수관(124)이 안착되는 안착홈(129)이 형성된다.As illustrated in FIG. 3, the plurality of second heat transfer fins 127 may contact both inner side surfaces of the thermoelectric module 130 attached to the first heat transfer fins 117 and the plurality of coolant pipes. And a bottom in contact with 124. The bottom surface is formed with a seating groove 129 on which the coolant pipe 124 is seated.

상기 열전모듈(130)은 P-형 반도체와 N-형 반도체을 접합하여 이루어지며, 상기 고온부(110)의 상기 다수의 제1열교환핀(117)의 양측면에 부착된다. 상기 다수의 열전모듈(130)은 서로 전기적으로 연결된 상태에서 차량의 배터리(도시하지 않음)에 전기적으로 연결된다.The thermoelectric module 130 is formed by bonding a P-type semiconductor and an N-type semiconductor, and are attached to both side surfaces of the plurality of first heat exchange fins 117 of the high temperature unit 110. The plurality of thermoelectric modules 130 are electrically connected to a battery (not shown) of the vehicle in a state of being electrically connected to each other.

상기 다수의 열전모듈(130)의 외측면들은 상기 다수의 제2열전달핀(127)의 양측면과 접촉된다. 이렇게 설치됨으로써, 상기 열전모듈(130)의 내측면들은 상기 다수의 제1열전달핀(117)에 의해 가열되고 외측면들은 상기 다수의 제2열전달핀(127)에 의해 냉각된다. 따라서, 상기 열전모듈(130)의 양측면에 온도차가 발생되고 이 온도차에 의해 상기 다수의 열전모듈(130) 내부에서는 열전현상이 발생되어 전기가 생산된다. 이렇게 생산된 전기는 상기 다수의 열전모듈(130)과 전기적으로 연결되는 상기 배터리를 충전한다.The outer surfaces of the plurality of thermoelectric modules 130 are in contact with both side surfaces of the plurality of second heat transfer fins 127. In this way, the inner surfaces of the thermoelectric module 130 are heated by the plurality of first heat transfer fins 117 and the outer surfaces are cooled by the plurality of second heat transfer fins 127. Therefore, a temperature difference is generated at both sides of the thermoelectric module 130, and thermoelectric phenomena are generated in the plurality of thermoelectric modules 130 by the temperature difference, thereby producing electricity. The electricity thus produced charges the battery electrically connected to the plurality of thermoelectric modules 130.

도 5 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 열전발전기에서 적용되는 상기 저온부(120)의 여러 가지 예를 도시한다.5 to 8 illustrate various examples of the low temperature unit 120 applied to a thermoelectric generator of a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 상기 저온부(120)는 도 4의 저온부(120)와 달리 상기 냉각수관(124)과 상기 제2열전달핀(127)이 일체로 형성된다. 상기 냉각수관(124)은 상기 제2열전달핀(127)의 저면에 형성된다. 이때, 상기 제2열전달핀(127)의 양측면은 상기 냉각수관(124)에서 연장된 형태를 가진다. 이와 같이, 상기 냉각수관(124)과 상기 제2열전달핀(127)이 일체화됨으로써 냉각수관(124)과 제2열전달핀(127) 사이의 접촉에 의한 열손실이 줄어들고 따라서 상기 제2열전달핀(127)과 접촉하는 상기 열전모듈(130)의 외측면이 보다 효율적으로 냉각된다.5, unlike the low temperature unit 120 of FIG. 4, the coolant pipe 124 and the second heat transfer fin 127 are integrally formed. The cooling water pipe 124 is formed on the bottom surface of the second heat transfer fin 127. At this time, both sides of the second heat transfer fin 127 has a form extending from the cooling water pipe (124). As such, the cooling water pipe 124 and the second heat transfer fin 127 are integrated to reduce heat loss due to contact between the cooling water pipe 124 and the second heat transfer fin 127 and thus the second heat transfer fin ( The outer surface of the thermoelectric module 130 in contact with 127 is cooled more efficiently.

도 6에 도시된 저온부(120)는 반전된 사다리꼴 단면을 가진다. 상기 냉각수관(124)과 상기 제2열전달핀(127)은 상기 반전된 사다리꼴 형태로 일체로 형성된다. 도시된 바와 같이, 상기 저온부(120)의 양측면은 상기 제2열전달핀(127)으로 기능한다. 따라서, 상기 반전된 사다리꼴 단면의 상기 저온부(120) 내부를 흐르는 냉각수의 양이 증가됨으로써 상기 열전모듈(130)의 외측면은 보다 신속하게 냉각된다. 이에 따라 상기 열전모듈(130)의 양측면의 온도차가 커지고 따라서 열전 발전 효율도 향상된다.The cold portion 120 shown in FIG. 6 has an inverted trapezoidal cross section. The cooling water pipe 124 and the second heat transfer fin 127 are integrally formed in the inverted trapezoidal shape. As shown, both sides of the low temperature portion 120 functions as the second heat transfer fin 127. Therefore, the amount of cooling water flowing in the low temperature portion 120 of the inverted trapezoidal cross section is increased, thereby cooling the outer surface of the thermoelectric module 130 more quickly. As a result, the temperature difference between both sides of the thermoelectric module 130 is increased, thereby improving the thermoelectric power generation efficiency.

도 7은 빗물받이 형태의 저온부(120)를 도시한다. 상기 저온부(120)는 상기 냉각수관(124)과 상기 제2열전달핀(127)이 빗물받이 형태로 일체화된다. 이 경우, 상기 저온부(120)의 상부는 오목하게 되며 양측면은 상기 열전모듈(130)의 외측면과 접촉한다.7 shows the cold portion 120 in the form of a rain gutter. The low temperature part 120 is the cooling water pipe 124 and the second heat transfer fin 127 is integrated in the form of rain gutters. In this case, an upper portion of the low temperature portion 120 is concave and both sides contact the outer surface of the thermoelectric module 130.

도 8은 반전된 빗물받이 형태의 저온부(120)를 도시한다. 상기 저온부(120)는 상기 냉각수관(124)과 상기 제2열전달핀(127)이 반전된 빗물받이 형태로 일체화된다. 이 경우, 상기 저온부(120)의 상부는 평평하게 되며 하부는 오목하게 되며 양측면은 상기 열전모듈(130)의 외측면과 접촉한다.8 shows the cold portion 120 in the form of an inverted rain gutter. The low temperature part 120 is integrated in the form of a rain gutter in which the cooling water pipe 124 and the second heat transfer fin 127 are inverted. In this case, the upper portion of the low temperature portion 120 is flat, the lower portion is concave, and both sides contact the outer surface of the thermoelectric module 130.

위에서 설명한 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 열전발전기(100)의 작용을 설명한다.It describes the operation of the vehicle thermoelectric generator 100 according to an embodiment of the present invention described above.

엔진이 구동되면, 엔진에서 배기가스가 배출되어 상기 배기관(112)의 내부로 흐르고 이때 상기 바이패스 밸브(116)는 상기 바이패스관(114)을 폐쇄한다. 한편, 엔진의 냉각시스템(도시하지 않음)에 의해 순환되는 냉각수는 상기 냉각수 유입구(121)로 유입되어 상기 냉각수 분배기(122)에 의해 상기 냉각수관(124)으로 분배된다.When the engine is driven, exhaust gas is discharged from the engine and flows into the exhaust pipe 112. At this time, the bypass valve 116 closes the bypass pipe 114. On the other hand, the cooling water circulated by the cooling system (not shown) of the engine flows into the cooling water inlet 121 and is distributed to the cooling water pipe 124 by the cooling water distributor 122.

상기 배기가스는 상기 배기관(112)의 내부를 유동하면서 상기 배기관(112)과 열교환하여 상기 배기관(112)은 가열된다. 상기 배기관(112)의 외주면에 설치되는 상기 제1열전단관(119)는 상기 가열된 배기관(112)에 의해 가열되고 상기 가열된 제1열전달관(119)에 의해 상기 배기가스의 열에너지는 상기 다수의 제1열전단핀(117)로 전달되어 상기 다수의 열전모듈(130)의 일측면이 가열된다.The exhaust gas exchanges heat with the exhaust pipe 112 while flowing inside the exhaust pipe 112 so that the exhaust pipe 112 is heated. The first heat shear tube 119 installed on the outer circumferential surface of the exhaust pipe 112 is heated by the heated exhaust pipe 112 and the thermal energy of the exhaust gas is heated by the heated first heat transfer pipe 119. It is delivered to the first thermal shear pin 117 of the one side of the plurality of thermoelectric module 130 is heated.

한편, 상기 냉각수 유입구(121)로 유입된 상기 냉각수는 상기 냉각수 분배기(122)에 의해 상기 다수의 냉각수관(124)로 분배되어 상기 냉각수관(124)을 유동한다. 상기 유동하는 냉각수에 의해 상기 제2열전달핀(127)이 냉각된다. 상기 냉각된 다수의 제2열전달핀(127)과 접촉하는 상기 다수의 열전모듈(130)의 외측면은 냉각된다.On the other hand, the coolant introduced into the coolant inlet 121 is distributed by the coolant distributor 122 to the plurality of coolant pipes 124 and flows through the coolant pipe 124. The second heat transfer fin 127 is cooled by the flowing cooling water. The outer surface of the plurality of thermoelectric modules 130 in contact with the cooled plurality of second heat transfer fins 127 is cooled.

이와 같이 되어, 상기 방사상으로 배열되며 길이방향으로 연장되는 상기 다수의 열전모듈(130)의 양측면 사이에는 온도차가 발생된다. 상기 온도차에 의해 상기 다수의 열전모듈(130) 내부에서는 전기가 발생된다. 상기 다수의 열전모듈(130)에 의해 생산된 전기는 상기 다수의 열전모듈(130)에 전기적으로 연결되는 상기 배터리를 충전한다.In this way, a temperature difference is generated between both side surfaces of the plurality of thermoelectric modules 130 arranged radially and extending in the longitudinal direction. Electricity is generated inside the plurality of thermoelectric modules 130 by the temperature difference. The electricity produced by the plurality of thermoelectric modules 130 charges the battery electrically connected to the plurality of thermoelectric modules 130.

차량의 속도가 증가되면, 즉, 엔진의 부하가 증가되면, 상기 바이패스 밸브(116)가 상기 스프링(118)의 탄성력을 이기면서 상기 바이패스관(114)을 개방한다. 상기 바이패스관(114)이 개방됨으로써 상기 배기가스의 대부분은 상기 바이패스관(114)을 통하여 배기되고 나머지는 상기 바이패스관(114)과 상기 배기관(112) 사이를 유동한다. 상기 바이패스관(114)과 상기 배기관(112) 사이에 개재되는 상기 열교환 메쉬(111)는 상기 배기가스와 열교환하여 상기 배기관(112)을 가열하게 되고 이후의 작용은 상기 바이패스 밸브(116)가 폐쇄되는 경우와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.When the speed of the vehicle is increased, that is, the load of the engine is increased, the bypass valve 116 opens the bypass pipe 114 while overcoming the elastic force of the spring 118. As the bypass pipe 114 is opened, most of the exhaust gas is exhausted through the bypass pipe 114, and the remainder flows between the bypass pipe 114 and the exhaust pipe 112. The heat exchange mesh 111 interposed between the bypass pipe 114 and the exhaust pipe 112 heats the exhaust gas to heat the exhaust pipe 112, and the subsequent operation is performed by the bypass valve 116. Since it is the same as the case is closed, description thereof will be omitted.

이와 같이, 본 발명의 차량용 열전발전기에 따르면 그 구조가 간단하고 부품수가 적어 제조비용이 감소되며 생산성이 향상된다. 차량에 장착이 용이하고 다양한 차량에 적용이 가능하다.
As described above, according to the thermoelectric generator for a vehicle of the present invention, the structure thereof is simple and the number of parts is small, thus reducing manufacturing cost and improving productivity. It is easy to install on the vehicle and can be applied to various vehicles.

100: 열전발전기 110: 고온부
112: 배기관 114: 바이패스관
116: 바이패스 밸브 118: 스프링
117: 제열전달핀 119: 제1열전달관
120: 저온부 121: 냉각수 유입구
122: 냉각수 분배기 124: 냉각수관
125: 냉각수 배출구 126: 냉각수 수집기
127: 제2열전달핀 130: 열전모듈100: thermoelectric generator 110: high temperature part
112: exhaust pipe 114: bypass pipe
116: bypass valve 118: spring
117: heat transfer pin 119: first heat transfer pipe
120: low temperature portion 121: cooling water inlet
122: coolant distributor 124: coolant pipe
125: coolant outlet 126: coolant collector
127: second heat transfer pin 130: thermoelectric module

Claims (8)

내부로 고온의 배기가스가 통과하며 상기 배기가스와 열교환하여 가열되는 배기관, 상기 배기관 내부에 설치되며 상기 배기가스가 바이패스되는 바이패스관, 그리고 상기 배기관 외주면에 장착되며 외주면상에 소정 각도마다 방사상으로 연장되고 길이방향으로 배열되는 다수의 제1열교환핀을 가지는 열전달관을 구비하는 고온부;
P-형 반도체와 N-형 반도체을 접합하여 이루어지며, 상기 다수의 열교환핀의 양측면에 부착되어 열전현상을 이용하여 전기를 발생하며 서로 전기적으로 연결되는 다수의 열전모듈; 그리고
상기 다수의 열전모듈중 마주보는 각각의 쌍의 열전모듈 사이에 장착되며 내부로 흐르는 냉각수에 의해 상기 다수의 열전모듈의 서로 마주보는 면들을 냉각시키는 저온부;를 포함하며,
상기 다수의 열전모듈은 상기 제1열전달핀에 의해 가열되는 내측면들과 상기 저온부에 의해 냉각되는 외측면들 사이의 온도차에 의한 열전현상을 이용하여 전기를 발생하는 차량용 열전발전기.
A high temperature exhaust gas flows into the exhaust pipe and is heated by heat exchange with the exhaust gas, a bypass pipe installed inside the exhaust pipe, and bypassed by the exhaust gas, and mounted on an outer circumferential surface of the exhaust pipe and radially at an angle on the outer circumferential surface. A high temperature section having a heat transfer tube extending in the longitudinal direction and having a plurality of first heat exchange fins arranged in a longitudinal direction;
A plurality of thermoelectric modules formed by joining a P-type semiconductor and an N-type semiconductor and attached to both sides of the plurality of heat exchange fins to generate electricity using a thermoelectric phenomenon, and electrically connected to each other; And
And a low temperature unit mounted between the pair of thermoelectric modules facing each other among the plurality of thermoelectric modules and cooling the mutually facing surfaces of the plurality of thermoelectric modules by cooling water flowing therein.
The plurality of thermoelectric modules for generating electricity using a thermoelectric phenomenon caused by the temperature difference between the inner surface is heated by the first heat transfer pin and the outer surface cooled by the low temperature portion.
제 1 항에 있어서,
상기 고온부는,
상기 바이패스관과 상기 배기관 사이에 개재되어 상기 배기가스에 의해 가열되는 열교환 메쉬;
상기 바이패스관의 말단에 설치되어 상기 바이패스되는 배기가스의 양을 조절하는 바이배스 밸브; 그리고
상기 바이패스 밸브를 상기 바이패스관의 말단에 탄성적으로 지지하는 스프링;을 더 포함하는 차량용 열전발전기.
The method of claim 1,
The high temperature portion,
A heat exchange mesh interposed between the bypass pipe and the exhaust pipe and heated by the exhaust gas;
A bypass valve installed at an end of the bypass pipe to adjust an amount of exhaust gas bypassed; And
And a spring for elastically supporting the bypass valve at an end of the bypass pipe.
제 1 항에 있어서,
상기 저온부는,
상기 배기관의 하류측에 장착되며, 일측에 형성되는 냉각수 유입구를 가지며, 상기 냉각수를 분배하는 냉각수 분배기;
상기 냉각수 분배기에 연통되며, 상기 다수의 열전모듈중 마주보는 각 쌍의 열전모듈 사이를 지나는 다수의 냉각수 통로;
상기 다수의 냉각수 통로에 의해 냉각되며 상기 다수의 열전모듈 중 마주보는 한 쌍의 외측면에 접촉되어 상기 외측면을 냉각시키는 다수의 제2열전달핀; 그리고
상기 배기관의 상류측에 장착되며, 상기 다수의 냉각수 통로와 연통되고, 일측에 형성되는 상기 냉각수가 배출되는 냉각수 배출구를 가지며, 상기 분배된 냉각수를 집수하는 냉각수 집수기;를 포함하는 차량용 열전발전기.
The method of claim 1,
The low temperature portion,
A coolant distributor mounted on a downstream side of the exhaust pipe and having a coolant inlet formed at one side and distributing the coolant;
A plurality of coolant passages communicating with the coolant distributor and passing between the pair of thermoelectric modules facing each other among the plurality of thermoelectric modules;
A plurality of second heat transfer fins cooled by the plurality of coolant passages and contacting a pair of outer surfaces facing each other among the plurality of thermoelectric modules to cool the outer surfaces; And
And a coolant collector installed at an upstream side of the exhaust pipe and communicating with the plurality of coolant passages, the coolant outlet configured to discharge the coolant formed at one side, and collect the distributed coolant.
제 3 항에 있어서, 상기 제2열전달핀은 상면이 개방된 사다리꼴 단면을 가지며, 상기 다수의 열전모듈의 외측면과 접촉되는 양측면과 상기 냉각수 통로가 안착되는 냉각수 통로 안착홈이 중심부에 형성되는 저면을 가지는 차량용 열전발전기.
The bottom surface of claim 3, wherein the second heat transfer fin has a trapezoidal cross section with an open top surface, and both side surfaces contacting the outer surfaces of the plurality of thermoelectric modules and a coolant passage seating groove in which the coolant passage is seated. Vehicle thermoelectric generator having a.
제 3 항에 있어서, 상기 제2열전달핀은 상면이 개방된 사다리꼴 단면을 가지며, 상기 다수의 열전모듈의 외측면과 접촉되는 양측면과 상기 양측면을 연결하는 저면을 구비하며,
상기 냉각수 통로는 상기 제2열전달핀의 상기 저면에 길이방향으로 형성되는 차량용 열전발전기.
The method of claim 3, wherein the second heat transfer fin has a trapezoidal cross section with an open top surface, and has a bottom surface connecting both side surfaces and the two side surfaces in contact with the outer surface of the plurality of thermoelectric modules,
The coolant passage is formed in the longitudinal direction on the bottom surface of the second heat transfer fin for a vehicle thermoelectric generator.
제 3 항에 있어서,
상기 다수의 냉각수 통로는 역사다리꼴 단면을 가지며 상기 다수의 제2열전달핀은 상기 역사다리꼴 단면의 양측면인 차량용 열전발전기.
The method of claim 3, wherein
The plurality of cooling water passages have a trapezoidal cross section and the plurality of second heat transfer fins are both sides of the trapezoidal cross section.
제 3 항에 있어서,
상기 다수의 냉각수 통로는 대략 물받이 형태의 단면을 가지며 상기 단면의 양 외측면은 상기 다수의 제2열전달핀인 차량용 열전발전기.
The method of claim 3, wherein
The plurality of coolant passages have a cross section in the form of a drip tray, and both outer side surfaces of the cross section are the plurality of second heat transfer fins.
제 3 항에 있어서,
상기 다수의 냉각수 통로와 대략 반전된 물받이 형태의 단면을 가지며 상기 단면의 양 외측면은 상기 다수의 제2열전달핀인 차량용 열전발전기.
The method of claim 3, wherein
And a plurality of coolant passages substantially inverted in cross section, and both outer surfaces of the cross section are the plurality of second heat transfer fins.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101421958B1 (en) * 2013-08-06 2014-07-22 현대자동차주식회사 Structure for using exhaust heat of vehicle
EP3012427A1 (en) * 2014-10-24 2016-04-27 Valeo Systemes Thermiques Thermoelectric element, assembly and module, in particular intended to generate an electric current in a motor vehicle
EP3012428A1 (en) * 2014-10-24 2016-04-27 Valeo Systemes Thermiques Thermoelectric module, in particular intended for generating an electric current in a motor vehicle
KR20160077619A (en) * 2014-12-24 2016-07-04 한국전기연구원 Thermoelectric generator using waste heat
KR20160134227A (en) 2015-05-15 2016-11-23 세종공업 주식회사 Independent Exhaust Pipe type Thermoelectric Generator Module, Assembly Method and Exhaust System thereof
GB2549205A (en) * 2016-04-06 2017-10-11 Jaguar Land Rover Ltd Energy recovery unit for vehicle use
KR20210003555A (en) 2019-07-02 2021-01-12 김종배 Chain type thermoelectric module

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101462927B1 (en) * 2013-12-06 2014-11-19 현대자동차주식회사 Apparatus for exhaust heat recovery
KR101694979B1 (en) 2014-07-15 2017-01-10 한국전기연구원 Thermoelectric generation apparatus with multi stage for waste heat
FR3056726A1 (en) 2016-09-28 2018-03-30 Valeo Systemes Thermiques UNITARY TUBULAR MODULE FOR MOTOR VEHICLE WITH THERMAL MOTOR, AND THERMOELECTRIC GENERATOR INCORPORATING SEVERAL OF THESE MODULES
KR102061266B1 (en) 2018-03-20 2019-12-31 서울시립대학교 산학협력단 Thermo power generator
KR20210120557A (en) 2020-03-27 2021-10-07 주식회사 리빙케어 THERMOElECTRIC GENERATION MODULE, TEG
KR20220070856A (en) 2020-11-23 2022-05-31 주식회사 리빙케어 High Efficiency Thermoelectric Power Generation Module

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006214350A (en) * 2005-02-03 2006-08-17 Toyota Motor Corp Thermoelectric generator
JP5893556B2 (en) * 2009-07-24 2016-03-23 ジェンサーム インコーポレイテッドＧｅｎｔｈｅｒｍ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ Thermoelectric power generator, method of manufacturing thermoelectric power generator, and method of generating power using thermoelectric power generator

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101421958B1 (en) * 2013-08-06 2014-07-22 현대자동차주식회사 Structure for using exhaust heat of vehicle
EP3012427A1 (en) * 2014-10-24 2016-04-27 Valeo Systemes Thermiques Thermoelectric element, assembly and module, in particular intended to generate an electric current in a motor vehicle
EP3012428A1 (en) * 2014-10-24 2016-04-27 Valeo Systemes Thermiques Thermoelectric module, in particular intended for generating an electric current in a motor vehicle
FR3027734A1 (en) * 2014-10-24 2016-04-29 Valeo Systemes Thermiques ELECTRIC THERMAL MODULE, IN PARTICULAR FOR GENERATING AN ELECTRICAL CURRENT IN A MOTOR VEHICLE
FR3027735A1 (en) * 2014-10-24 2016-04-29 Valeo Systemes Thermiques ELEMENT, ASSEMBLY AND THERMO ELECTRIC MODULE, IN PARTICULAR FOR GENERATING AN ELECTRICAL CURRENT IN A MOTOR VEHICLE.
KR20160077619A (en) * 2014-12-24 2016-07-04 한국전기연구원 Thermoelectric generator using waste heat
KR20160134227A (en) 2015-05-15 2016-11-23 세종공업 주식회사 Independent Exhaust Pipe type Thermoelectric Generator Module, Assembly Method and Exhaust System thereof
GB2549205A (en) * 2016-04-06 2017-10-11 Jaguar Land Rover Ltd Energy recovery unit for vehicle use
GB2549205B (en) * 2016-04-06 2020-02-12 Jaguar Land Rover Ltd Energy recovery unit for vehicle use
US10823111B2 (en) 2016-04-06 2020-11-03 Jaguar Land Rover Limited Energy recovery unit for vehicle use
KR20210003555A (en) 2019-07-02 2021-01-12 김종배 Chain type thermoelectric module

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