KR20190008763A - Stack type thermoelectric generation system - Google Patents

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KR20190008763A
KR20190008763A KR1020170090553A KR20170090553A KR20190008763A KR 20190008763 A KR20190008763 A KR 20190008763A KR 1020170090553 A KR1020170090553 A KR 1020170090553A KR 20170090553 A KR20170090553 A KR 20170090553A KR 20190008763 A KR20190008763 A KR 20190008763A
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한국해양과학기술원
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Abstract

The present invention provides a stack type thermoelectric generation system. The stack type thermoelectric generation system include: a plurality of heat source plates which allow a working fluid to flow therein and cause heat exchange; a thermoelectric element which is interposed in the heat source plates through which the working fluids of different temperature flow and generates electricity using a temperature difference between both surfaces by the heat source plates; and a spacing plate which defines the installation position of the thermoelectric element and maintains a constant gap between thermoelectric elements. The power generation of a thermoelectric power generation system can be improved.

Description

스택형 열전발전 시스템{STACK TYPE THERMOELECTRIC GENERATION SYSTEM}[0001] STACK TYPE THERMOELECTRIC GENERATION SYSTEM [0002]

본 발명은 열전발전 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 표층해수와 심층해수의 저온도차를 이용한 열전발전 시스템의 발전량을 향상시킬 수 있는 스택형 열전발전 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermoelectric power generation system, and more particularly, to a stacked thermoelectric power generation system capable of improving power generation of a thermoelectric power generation system using a low temperature difference between surface sea water and deep sea water.

표층해수와 심층해수의 저온도차를 이용한 열전발전 시스템은 압축기, 터빈과 같은 구동파트가 없기에, 소음이 적고, 수명이 길어 오랜 기간 사용할 수 있다.The thermoelectric power generation system using the low temperature difference between the surface seawater and the deep sea water has no driving parts such as a compressor and a turbine. Therefore, it can be used for a long time because of its low noise and long life.

그러나 해수처럼 온도차가 적은 경우 발전량이 적고, 해수에 방치될 경우 열전소자들의 결속이 어렵고, 열 손실에 취약해지는 문제점이 있다.However, when the temperature difference is small as in the case of seawater, the amount of power generation is small, and when it is left in the seawater, there is a problem that the thermoelectric elements are difficult to bind and vulnerable to heat loss.

한국공개특허공보 10-2012-0114454Korean Patent Laid-Open No. 10-2012-0114454

따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 열전소자 양면의 온도차를 제어하여 표층해수와 심층해수의 저온도차를 이용한 열전발전 시스템의 발전량을 향상시킬 수 있는 스택형 열전발전 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a stacked thermoelectric generator system capable of improving the power generation amount of a thermoelectric power generation system using temperature difference between both surfaces of a thermoelectric element, The purpose is to provide.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스택형 열전발전 시스템은 내부에 작동유체를 흐르게 하며, 열 교환을 유발하는 복수의 열원판들과, 서로 다른 온도의 작동유체가 흐르는 상기 열원판들에 개재되며, 상기 열원판들에 의한 양면의 온도차를 이용해 전기를 생산하는 열전소자, 및 상기 열전소자의 설치위치를 정의하여 상기 열전소자 간의 간격을 일정하게 유지시키는 간격판을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a stacked thermoelectric power generation system including a plurality of thermal plates for causing a working fluid to flow therein, causing heat exchange, A thermoelectric element that generates electricity using the temperature difference of the two surfaces by the thermal plates, and a gap plate that defines the installation position of the thermoelectric elements and maintains a constant interval between the thermoelectric elements.

또한, 상기 열원판은 평판형태로 구성되며, 표면이 코팅된 금속으로 이루어질 수 있다.In addition, the heat dissipation plate may have a flat plate shape and may be made of metal coated with a surface.

또한, 상기 열원판은 양단에 설치되며, 상기 작동유체가 출입하는 출입구, 및 상기 열원판의 내부에 설치되며, 상기 열원판의 열량을 제어하도록 상기 작동유체의 온도를 제어하는 복수의 칠러를 구비할 수 있다.The plurality of chillers may be installed at both ends of the heat source plate to control the temperature of the working fluid to control the amount of heat of the heat source plate. can do.

또한, 상기 열원판은 적층 시, 상기 출입구가 번갈아 위치되도록 배치되어 적층될 수 있다.In addition, the heat source plate may be stacked and arranged such that the entrance is alternately positioned at the time of lamination.

또한, 본 발명의 스택형 열전발전 시스템은 상기 열전소자가 개재된 열원판들로 이루어진 열전발전유닛의 복수 개를 결속시켜주는 프레임을 더 포함할 수 있다.The stacked thermoelectric power generating system of the present invention may further include a frame for binding a plurality of thermoelectric generators, each thermoelectric generator unit comprising thermoelectric elements interposed therebetween.

또한, 상기 프레임은 상단부에 배치되며, 상기 열전발전유닛에 수직방향으로 일정한 압력을 가하는 볼트를 구비할 수 있다.In addition, the frame may be provided at an upper end and may include a bolt that applies a constant pressure to the thermoelectric generator unit in a vertical direction.

또한, 상기 프레임은 상부와 바닥부가 연결되게 배치될 수 있다.Also, the frame may be disposed so that the upper part and the bottom part are connected to each other.

상기와 같은 본 발명에 따른 스택형 열전발전 시스템은 서로 다른 온도의 작동유체가 흐르는 열원판들에 개재된 열전소자로 이루어진 열전발전유닛을 적층함으로써, 열원판에 인가되는 작동유체의 유량 및 온도를 실시간 모니터링 할 수 있기 때문에, 열전소자 양면의 온도차를 제어하여 발전량을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.In the stacked thermoelectric power generation system according to the present invention as described above, the thermoelectric power generation unit including the thermoelectric elements interposed in the heat source plates through which the working fluid of different temperature flows is stacked, so that the flow rate and temperature of the working fluid applied to the heat source plate It is possible to control the temperature difference on both sides of the thermoelectric element to improve the power generation amount.

도 1은 실시예에 따른 스택형 열전발전 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 2는 도 1의 작동유체의 흐름을 나타낸 개략도이다.
도 3은 도 1의 열원판을 나타낸 개략도이다.
도 4는 도 1의 간격판을 나타낸 사시도이다.
도 5는 적층된 열전발전유닛을 나타낸 개략도이다.
도 6은 도 5의 적층된 열전발전유닛 결속용 프레임을 나타낸 개략도이다.
도 7은 다른 형태의 적층된 열전발전유닛을 나타낸 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a stacked thermoelectric power generation system according to an embodiment.
Fig. 2 is a schematic view showing the flow of the working fluid of Fig. 1; Fig.
Fig. 3 is a schematic view showing the heat plate of Fig. 1. Fig.
Fig. 4 is a perspective view showing the spacer plate of Fig. 1;
5 is a schematic view showing a laminated thermoelectric generator unit.
6 is a schematic view showing a laminated thermoelectric power unit binding frame of Fig.
7 is a schematic view showing another type of stacked thermoelectric power generating unit.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 명세서에서 단어 "예시적인" 은 "예로서, 일례로서, 또는 예증으로서 역할을 한다."라는 것을 의미하기 위해 이용된다. "예시적"으로서 본 명세서에서 설명된 임의의 양태들은 다른 양태들에 비해 반드시 선호되거나 또는 유리하다는 것으로서 해석되어야 하는 것만은 아니다.The embodiments according to the concept of the present invention can be variously modified and can take various forms, so that specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the specification or the application. It is to be understood, however, that the intention is not to limit the embodiments according to the concepts of the invention to the specific forms of disclosure, and that the invention includes all modifications, equivalents and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Also, the word "exemplary" is used herein to mean "serving as an example, instance, or illustration." Any aspect described herein as "exemplary " is not necessarily to be construed as preferred or advantageous over other aspects.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises ", or" having ", or the like, specify that there is a stated feature, number, step, operation, , Steps, operations, components, parts, or combinations thereof, as a matter of principle.

이하, 본 발명의 실시예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings showing embodiments of the present invention.

도 1은 실시예에 따른 스택형 열전발전 나타낸 개략도이고, 도 2는 도 1의 작동유체의 흐름을 나타낸 개략도이다. 그리고 도 3은 도 1의 열원판을 나타낸 개략도이다. 또한, 도 4는 도 1의 간격판을 나타낸 사시도이다. 또한, 도 5는 적층된 열전발전유닛을 나타낸 개략도이다.FIG. 1 is a schematic view showing a stacked thermoelectric generator according to an embodiment, and FIG. 2 is a schematic view showing a flow of the working fluid of FIG. And Fig. 3 is a schematic view showing the heat plate of Fig. Fig. 4 is a perspective view showing the spacer plate of Fig. 1. Fig. 5 is a schematic view showing the laminated thermoelectric generator unit.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 스택형 열전발전 시스템은 심층해수와 표층해수의 저온도차를 이용하여 제벡(Seebeck) 효과를 기반으로 하는 멀티채널 열전발전 시스템으로서, 열원판(10), 열전소자(30), 및 간격판(50)을 포함한다.1 and 2, a stacked thermoelectric power generation system according to an embodiment is a multi-channel thermoelectric power generation system based on a Seebeck effect using a low temperature difference between deep sea water and surface sea water, (10), a thermoelectric element (30), and a spacer plate (50).

도 3에 도시된 바와 같이, 열원판(10)은 평판형태로 구성되며, 내부에 물, 냉각수 등의 작동유체를 흐르게 하며 열 교환을 유발한다.As shown in FIG. 3, the heat source plate 10 is formed in a flat plate shape, and a working fluid such as water, cooling water, or the like flows in the heat source plate 10, thereby causing heat exchange.

또한, 열원판(10)은 알루미늄 등 열전도도를 가지는 금속(11,15)으로 이루어지고, 해수에 의한 부식을 막기 위해 금속(11,15)표면은 코팅된다. 또한, 열원판(10)은 효율적인 열전발전을 위해 ISO 8301을 기반으로 제작될 수 있다.The heat plate 10 is made of metals 11 and 15 having thermal conductivity such as aluminum and the surfaces of the metals 11 and 15 are coated to prevent corrosion by seawater. Further, the heat disc 10 can be manufactured based on ISO 8301 for efficient thermoelectric generation.

또한, 열원판(10)은 열전소자(30)와 간격판(50)의 배치를 위해 가로(W)가 120mm ~ 140mm로 그리고 세로(L)가 310mm ~ 320mm로 제작될 수 있으며, 두께가 작동유체의 출입을 도와주는 관의 크기를 고려하여 20mm ~ 30mm로 제작될 수 있다.The heat plate 10 may be manufactured to have a width W of 120 mm to 140 mm and a length L of 310 mm to 320 mm for arranging the thermoelectric elements 30 and the spacer 50, Considering the size of the tube that helps the fluid to flow in and out, it can be manufactured to 20mm ~ 30mm.

또한, 열원판(10)은 양단에 설치되며 작동유체가 출입하는 출입구를 포함하여 열원판(10) 내부에 작동유체가 흐르게 한다.In addition, the heat plate 10 is provided at both ends and includes an inlet and an outlet through which the working fluid enters and exits, thereby allowing the working fluid to flow into the heat plate 10.

또한, 열원판(10)은 내부에 설치된 복수의 소형 칠러(13)를 포함한다. 이때, 소형 칠러(13)는 작동유체의 온도를 제어한다. 여기서, 소형 칠러(13)를 이용하여 작동유체의 온도를 제어함으로써 열원판(10)의 열량은 제어된다.In addition, the heat plate 10 includes a plurality of small-sized chillers 13 installed therein. At this time, the small chiller 13 controls the temperature of the working fluid. Here, the heat amount of the heat plate 10 is controlled by controlling the temperature of the working fluid by using the small chiller 13.

또한, 열원판(10)에 인가되는 작동유체의 유량은 실시간 모니터링이 가능한 구조로 구성되어 제어가 가능하고, 작동유체의 온도는 출입구 각각에서 온도센서를 통해 실시간으로 모니터링이 가능하다. 또한, 전력계(Wattmeter) 등을 이용한 제어시스템을 통해 출력 전압/전류 실시간 모니터링이 가능하다. 또한, 열원판(10)으로 유입되는 작동유체의 방향에 따라 순방향 열전달 및 역방향 열전달로 제어가 가능하다.In addition, the flow rate of the working fluid applied to the heat plate 10 can be controlled by a structure capable of real-time monitoring, and the temperature of the working fluid can be monitored in real time through the temperature sensor at each of the ports. In addition, real-time output voltage / current monitoring is possible through a control system using a wattmeter or the like. Also, it is possible to control the forward heat transfer and the reverse heat transfer according to the direction of the working fluid flowing into the heat dissipating plate 10.

또한, 열원판(10)들은 적층되어 사용된다. 이때, 열원판(10)들의 적층 시 각 출입구에 온도 센서의 부착을 위한 공간 마련을 위해서, 고온의 작동유체가 흐르는 고온열원판(10h)의 출입구(즉 고온유입부(101), 고온유출부(103))와 저온의 작동유체가 흐르는 저온열원판(10c)의 출입구(즉 저온유입부(201), 저온유출부(203)) 각각은 번갈아 배치될 수 있다.In addition, the heat discs 10 are stacked and used. At this time, in order to provide a space for attaching the temperature sensor to each entrance and exit of the heat source plates 10, it is preferable that the entrance and exit of the high temperature and heat source plate 10h through which the high temperature working fluid flows (that is, (That is, the low-temperature inflow section 201 and the low-temperature outflow section 203) of the low-temperature original plate 10c through which the low-temperature working fluid flows can be alternately arranged.

열전소자(30)는 온도차를 이용해 전기를 생산한다. 예를 들어, 서로 다른 온도의 작동유체가 흐르는 두 개의 열원판(10) 즉 고온열원판(10h)과 저온열원판(10c)에 생성된 2개의 열량은 개재된 열전소자(30)의 양면에 온도차를 인가하여 내부에서 열 유속을 생성한다. 그리고 열 유속으로 인해 발생한 열에너지는 열전소자(30) 내부의 p-n 접합(p-n junction)으로 인하여 전기에너지로 변환된다.The thermoelectric element 30 produces electricity using the temperature difference. For example, two heat amounts generated in the two heat source plates 10, i.e., the high-temperature original plate 10h and the low-temperature original plate 10c, through which the working fluid of different temperature flows are applied to both surfaces of the thermoelectric element 30 interposed therebetween. A temperature difference is applied to generate a heat flow rate inside. The thermal energy generated due to the heat flux is converted into electric energy due to the p-n junction inside the thermoelectric element 30. [

도 4에 도시된 바와 같이, 간격판(50)은 열전소자(30)의 설치위치를 정의(M)하여 열전소자(30) 간의 간격을 일정하게 유지시켜준다. 이때, 간격판(50)이 제공하는 간격에 따라 서로 다른 온도의 작동유체가 흐르는 열원판들에 개재된 열전소자로 이루어진 열전발전유닛 하나에서 출력되는 파워가 다르기에, 간격 제어를 통한 최적화가 필수적이다. 즉, 열전소자 간의 간격을 일정하게 제어하여 열전소자의 열 손실을 방지하고 열전소자들의 밀집 형태보다 높은 출력을 확보할 수 있다. 여기서, 간격판(50)은 복수의 간격을 포함한 형태(예를 들어, 다이폴 안테나(dipole antenna) 형태)로 이루어질 수 있으며, 각 간격의 폭(W3)을 조절하여 열전소자(30)의 간격을 제어할 수 있다.As shown in FIG. 4, the spacing plate 50 defines the installation position (M) of the thermoelectric elements 30 to keep the gap between the thermoelectric elements 30 constant. At this time, the power output from one thermoelectric power generating unit made up of the thermoelectric elements interposed in the thermal plates through which the working fluid of different temperature flows varies according to the interval provided by the spacer plate 50, to be. That is, it is possible to prevent the heat loss of the thermoelectric element by controlling the interval between the thermoelectric elements to be constant, and to secure an output higher than the dense form of the thermoelectric elements. Here, the spacer plate 50 may be formed in a shape including a plurality of intervals (for example, a dipole antenna shape), and the width W3 of each interval may be adjusted so that the interval of the thermoelectric elements 30 Can be controlled.

또한, 간격판(50)은 3D프린팅 기법으로 제작될 수 있으며 설계 프로그램을 통해 열전소자(30) 간의 간격을 원하는 대로 제어할 수 있다. 이때, 간격판(50)은 설계 프로그램과 3D 프린터로 제작되기 때문에 제작 공정이 단순하고, 제작 시간과 비용이 절감된다.The spacing plate 50 may be manufactured by a 3D printing technique, and the spacing between the thermoelectric elements 30 may be controlled as desired through a design program. At this time, since the spacing plate 50 is manufactured by the design program and the 3D printer, the manufacturing process is simple, and the manufacturing time and cost are reduced.

도 5에 도시된 바와 같이, 서로 다른 온도의 작동유체가 흐르는 열원판(10)들에 개재된 열전소자(30)로 이루어진 열전발전유닛은 적층될 수 있다. 여기서, 열전발전유닛은 열원판(10)이 평판형태로 구성되어 열전소자(30)를 올리는 방식으로 설계되고, 그 위에 다른 온도의 작동유체가 흐르는 열원판(10)을 올려 2 채널 열전발전 시스템을 구성할 수 있다.As shown in FIG. 5, a thermoelectric generator unit including the thermoelectric elements 30 interposed in the heat source plates 10 through which the working fluid of different temperature flows can be laminated. Here, the thermoelectric power generation unit is designed in such a manner that the heat source plate 10 is formed in a flat plate shape and the thermoelectric elements 30 are raised, and the heat source plate 10 through which the working fluid of another temperature flows is lifted, . ≪ / RTI >

도 6은 도 5의 적층된 열전발전유닛 결속용 프레임을 나타낸 개략도이다. 또한, 실시예에 따른 스택형 열전발전 시스템은 열전소자(30)가 개재된 열원판(10) 즉 고온열원판(10h)과 저온열원판(10c)으로 이루어진 열전발전유닛의 복수 개를 결속시켜주는 프레임(F)을 더 포함한다.6 is a schematic view showing a laminated thermoelectric power unit binding frame of Fig. In the stacked thermoelectric power generation system according to the embodiment, a plurality of thermoelectric generators including thermoelectric elements 30, that is, a thermoelectric generator 10 including a high-temperature original plate 10h and a low-temperature original plate 10c, The frame further includes a frame (F).

프레임(F)은 가로(W2)가 140mm ~ 160mm로 그리고 세로(L2)가 320mm ~ 340mm로 또한 높이(h2)가 250mm ~ 270mm로 제작될 수 있다.The frame F may be manufactured to have a width W2 of 140 mm to 160 mm and a length L2 of 320 mm to 340 mm and a height h2 of 250 mm to 270 mm.

또한, 프레임(F)은 상단부에 배치된 볼트(B)를 포함한다. 볼트(B)는 효율적인 결속을 위해서 프레임(F)에 적층된 열전발전유닛에 수직방향으로 일정한 압력을 가한다.Further, the frame F includes a bolt B disposed at the upper end. The bolts B apply a constant pressure in the vertical direction to the thermoelectric power generating units stacked on the frame F for efficient binding.

또한, 프레임(F)은 상부와 바닥부가 연결되게 배치되며, 적층된 열전발전유닛의 수평방향 비틀림을 방지하는 수직방향 고정홀더를 포함한다.In addition, the frame F includes a vertical direction fixing holder which is disposed so as to be connected to an upper part and a bottom part, and which prevents the horizontally torsion of the stacked thermoelectric power generating unit.

도 7은 다른 형태의 적층된 열전발전유닛을 나타낸 개략도이다. 또한, 실시예에 따른 스택형 열전발전 시스템은, 용적이 큰 고온열원판(10h)의 양단에 열전소자(30)를 올리는 방식으로 설계된 3개의 열원을 하나의 열전발전유닛패킹으로 쌓아 멀티패킹 설계가 가능할 수 있다. 여기서, 용적이 큰 고온열원판(10h)을 사용함으로써 주변 온도의 영향을 덜 받고 원하는 온도를 설정할 수 있다. 또한, 용적이 큰 열원에 열전소자를 부착함으로써 상대적으로 작은 크기의 열원판을 유동적으로 이용할 수 있다.7 is a schematic view showing another type of stacked thermoelectric power generating unit. In the stacked thermoelectric power generation system according to the embodiment, the three heat sources designed in such a manner that the thermoelectric elements 30 are placed at both ends of the high-temperature original plate 10h having a large volume are stacked as a single thermoelectric power unit packing, . Here, by using the high-temperature original plate 10h having a large volume, it is possible to set the desired temperature with less influence of the ambient temperature. Further, by attaching the thermoelectric element to a heat source having a large volume, it is possible to use a heat plate of a relatively small size fluidly.

상술한 본 발명의 실시예에 따른 스택형 열전발전 시스템은 서로 다른 온도의 작동유체가 흐르는 열원판들에 개재된 열전소자로 이루어진 열전발전유닛을 적층함으로써, 2개의 열원이 하나의 열전발전유닛을 구성하기 때문에, 같은 공간에 많은 열전소자를 좀 더 촘촘히 배치할 수 있어 열전소자 개수에 비례하는 높은 전기에너지가 출력되고, 같은 열전소자 개수 대비 필요한 열원판, 간격판의 개수가 적어짐으로써 경제적, 공간적 비용을 절감할 수 있다.In the stacked thermoelectric power generation system according to the above-described embodiment of the present invention, a thermoelectric power generating unit including thermoelectric elements interposed in thermal plates through which working fluids of different temperatures flow is stacked, so that two thermoelectric power generators A large number of thermoelectric elements can be densely arranged in the same space, so that a high electric energy proportional to the number of thermoelectric elements is output, and the number of heat plates and spacers necessary for the same number of thermoelectric elements is reduced, The cost can be reduced.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 스택형 열전발전 시스템은 열전발전유닛을 적층함으로써, 열원판에 인가되는 작동유체의 유량 및 온도를 실시간 모니터링 할 수 있기 때문에, 열전소자 양면의 온도차를 제어하여 발전량을 향상시킬 수 있다.In addition, since the stacked thermoelectric power generation system according to the embodiment of the present invention can monitor the flow rate and the temperature of the working fluid applied to the heat source plate in real time by stacking the thermoelectric power generation units, Can be improved.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 스택형 열전발전 시스템은 열전발전유닛을 적층함으로써, 해수에 방치되어도 열전소자들의 결속이 용이하고 In the stacked thermoelectric generator system according to the embodiment of the present invention, the thermoelectric generators are stacked so that the thermoelectric elements can be bound easily even if they are left in the seawater

또한, 본 발명의 실시예에 따른 스택형 열전발전 시스템은 열전소자 간의 간격을 일정하게 제어함으로써, 열전소자의 열 손실을 방지 할 수 있다.Further, in the stacked thermoelectric power generation system according to the embodiment of the present invention, heat loss of the thermoelectric elements can be prevented by controlling the intervals between the thermoelectric elements constantly.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 스택형 열전발전 시스템은 열원판의 출입구가 외부 입력장치와의 결속이 용이하여 휴대와 거치가 편리하다.Also, in the stacked thermoelectric power generation system according to the embodiment of the present invention, the door of the heat source plate can be easily coupled with the external input device, so that the portable type heat source device is convenient to carry and store.

상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

10 : 열원판 30 : 열전소자
50 : 간격판10: thermal plate 30: thermoelectric element
50:

Claims (7)

내부에 작동유체를 흐르게 하며, 열 교환을 유발하는 복수의 열원판들;
서로 다른 온도의 작동유체가 흐르는 상기 열원판들에 개재되며, 상기 열원판들에 의한 양면의 온도차를 이용해 전기를 생산하는 열전소자; 및
상기 열전소자의 설치위치를 정의하여 상기 열전소자 간의 간격을 일정하게 유지시키는 간격판;
을 포함하는 스택형 열전발전 시스템.A plurality of heat discs for causing a working fluid to flow therein and inducing heat exchange;
A thermoelectric element interposed in the heat exchange plates through which the working fluid of different temperature flows, and which generates electricity using the temperature difference between both surfaces by the heat transfer plates; And
A spacing plate defining a mounting position of the thermoelectric elements to maintain a constant gap between the thermoelectric elements;
The thermoelectric power generation system comprising: 청구항 1에 있어서, 상기 열원판은,
평판형태로 구성되며, 표면이 코팅된 금속으로 이루어지는 스택형 열전발전 시스템.The heat exchanger according to claim 1,
A stacked thermoelectric generator system comprising a flat metal plate and a surface coated metal. 청구항 1에 있어서, 상기 열원판은,
양단에 설치되며, 상기 작동유체가 출입하는 출입구; 및
상기 열원판의 내부에 설치되며, 상기 열원판의 열량을 제어하도록 상기 작동유체의 온도를 제어하는 복수의 칠러;
를 구비하는 스택형 열전발전 시스템.The heat exchanger according to claim 1,
An inlet and an outlet installed at both ends, through which the working fluid enters and exits; And
A plurality of chillers installed in the heat plate to control a temperature of the working fluid to control a heat amount of the heat plate;
Type thermoelectric power generation system. 청구항 3에 있어서, 상기 열원판은,
적층 시, 상기 출입구가 번갈아 위치되도록 배치되어 적층되는 스택형 열전발전 시스템.The heat exchanger according to claim 3,
And stacking the stacked thermoelectric power generation system in such a manner that the entrance and exit are placed alternately. 청구항 1에 있어서,
상기 열전소자가 개재된 열원판들로 이루어진 열전발전유닛의 복수 개를 결속시켜주는 프레임;
을 더 포함하는 스택형 열전발전 시스템.The method according to claim 1,
A frame that binds a plurality of thermoelectric generators, each thermoelectric generator unit comprising thermoelectric elements interposed therebetween;
Further comprising: a thermoelectric generator for generating a thermoelectric power; 청구항 5에 있어서, 상기 프레임은,
상단부에 배치되며, 상기 열전발전유닛에 수직방향으로 일정한 압력을 가하는 볼트를 구비하는 스택형 열전발전 시스템.6. The frame according to claim 5,
And a bolt disposed at an upper end portion and applying a constant pressure to the thermoelectric power generating unit in a vertical direction. 청구항 5에 있어서, 상기 프레임은,
상부와 바닥부가 연결되게 배치되는 스택형 열전발전 시스템.6. The frame according to claim 5,
And the top and the bottom are connected to each other.
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