KR20190031749A - 발전 장치 - Google Patents

Abstract

본 개시는, 연소를 통해 열 에너지를 생성하는 열원을 이용하는 발전 장치에 있어서, 열원의 상부에 위치하며, 열 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전 소자; 발전소자와 열원 사이에 위치하며, 발전 소자에 열을 공급하는 흡열판; 그리고 발전 소자를 기준으로 흡열판의 반대 측에 위치하며, 상면과, 바닥과 접하는 측면을 구비하고, 상면의 내측에 발전 소자와 흡열판이 결합되어 측면이 바람으로부터 열원을 보호하며, 열원에 공기가 공급될 수 있도록 적어도 하나의 개구를 구비하는 확장 방열판;을 포함하는 발전 장치에 대한 것이다.

Description

발전 장치{GENERATOR}

본 개시(Disclosure)는 전체적으로 발전 장치에 관한 것으로, 특히 방열판의 구조를 개선한 발전 장치에 대한 것이다.

여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art). 또한 본 명세서에서 상측/하측, 위/아래 등과 같은 방향 표시는 도면을 기준으로 한다.

도 1은 일본 공개특허공보 제2013-45929호에 기재된 발전 소자를 사용한 발전 장치의 일 예를 보여주는 도면이다. 설명의 편의를 위해 도면기호 및 용어를 일부 변경하였다.

발전 소자를 사용한 발전 장치(10)는 발전 소자(11), 흡열판(12), 방열판(13) 및 열원(14)을 포함한다. 발전 장치(10)는 흡열판(12)과 방열판(13) 사이에서 높은 온도차가 발생하도록 하기 위해, 방열판(13)에 히트 파이프(15)가 연결되어 있다. 또한 열원(14)이 초 등과 같이 연소를 통해 열을 발생하는 경우 연소를 위한 공기의 원활한 흐름을 위해 통풍구(16)를 포함하고 있다. 그러나 통풍구(16)가 열원(14)보다 높은 위치에 동일한 방향으로 형성되어 있어 열원(14)이 있는 상자(17)로 들어오는 공기와 상자(17)로부터 나가는 공기가 동일한 통풍구(16)를 통과하기 때문에 공기의 흐름이 원활하지 못하고 또한 열원(14)에 의해 가열된 공기가 방열판(13)에 영향을 미치지 않도록 하는 판(12a)이 흡열판(12)과 연결되어 있어 흡열판(12)에 흡수된 열이 판(12a)에 전달되어 방열판(13)에 영향을 주는 문제점이 있다.

이에 대하여 '발명을 실시하기 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.

여기서는, 본 개시의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 개시의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).

본 개시에 따른 일 태양에 의하면(According to one aspect of the present disclosure), 연소를 통해 열 에너지를 생성하는 열원을 이용하는 발전 장치에 있어서, 열원의 상부에 위치하며, 열 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전 소자; 발전소자와 열원 사이에 위치하며, 발전 소자에 열을 공급하는 흡열판; 그리고 발전 소자를 기준으로 흡열판의 반대 측에 위치하며, 상면과, 바닥과 접하는 측면을 구비하고, 상면의 내측에 발전 소자와 흡열판이 결합되어 측면이 바람으로부터 열원을 보호하며, 열원에 공기가 공급될 수 있도록 적어도 하나의 개구를 구비하는 확장 방열판;을 포함하는 발전 장치가 제공된다.

이에 대하여 '발명을 실시하기 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.

도 1은 일본 공개특허공보 제2013-45929호에 기재된 발전 소자를 사용한 발전 장치의 일 예를 보여주는 도면,
도 2는 본 개시에 따른 발전 장치의 일 예를 보여주는 도면,
도 3은 본 개시에 따른 발전 장치의 일 예를 보여주는 도면,
도 4는 본 개시에 따른 발전 장치의 일 예를 보여주는 도면,
도 5는 본 개시에 따른 발전 장치의 일 예를 보여주는 도면,
도 6은 본 개시에 따른 발전 장치의 일 예를 보여주는 도면,
도 7은 본 개시에 따른 발전 장치의 일 예를 보여주는 도면,
도 8은 본 개시에 따른 발전 장치의 일 예를 보여주는 도면,
도 9는 본 개시에 따른 발전 장치의 일 예를 보여주는 도면,
도 10은 본 개시에 따른 발전 장치의 일 예를 보여주는 도면,
도 11은 도 10에 기재된 발전 장치에서 제2 열차단벽과 열원 수용부 사이의 결합 및 움직임을 설명하는 도면,
도 12는 도 10에 기재된 발전 장치에서 제3 열차단벽에 대한 도면,
도 13은 본 개시에 따른 발전 장치의 일 예를 보여주는 도면,
도 14는 본 개시에 따른 발전 장치의 또 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 15는 본 개시에 따른 발전 장치의 또 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 16은 본 개시에 따른 발전 장치의 또 다른 일 예를 보여주는 도면.

이하, 본 개시를 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명한다(The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing(s)).

도 2는 본 개시에 따른 발전 장치의 일 예를 보여주는 도면이다.

도 2(a)는 사시도이며, 도 2(b)는 AA'를 따라 자른 단면도이다.

발전 장치(100)는 발전 소자(110), 발전 소자(110) 위에 위치하여 발전 소자(110)의 열을 방출하는 방열판(120), 발전 소자(110)의 아래에 위치하여 발전 소자(110)에 열을 공급하는 흡열판(130), 흡열판(130)에 가열된 공기(141)를 통해 열을 공급하는 열원(140) 및 방열판(120) 아래에 방열판(120)과 일정 간격 떨어져 위치하여 열원(140)에 의해 가열된 공기(142)가 직접 방열판(120)을 가열하는 것을 방지하는 열차단판(150)을 포함한다. 열차단판(150)은 예를 들어 나사(160)와 같은 결합수단을 이용하여 방열판(120)에 고정될 수 있다. 방열판(120)과 열차단판(150) 사이에 형성된 공기층으로 인하여 방열판(120)에 열이 잘 전달되지 않는다. 또한 열차단판(150)은 발전 소자(110)의 면적보다 큰 개구(151)를 포함한다. 발전 소자(110)는 열차단판(150)의 개구(151) 안쪽에 위치한다. 열차단판(150)의 개구(151)를 형성하는 열차단판(150)의 엣지(152,edge)는 흡열판(130)과 접촉하지 않는다. 열차단판(150)이 흡열판(130)과 접촉하는 경우, 흡열판(130)에 공급된 열이 열차단판(150)으로 전달되어 열차단판(150)이 가열되고, 가열된 열차단판(150)에 의해 방열판(120)이 가열될 수 있기 때문이다. 열차단판(150)은 흡열판(130)과 방열판(120) 사이에 위치하거나, 점선으로 표시한 것처럼 흡열판(130) 보다 아래에 위치할 수 있다. 다만 흡열판(130)이 열을 잘 흡수하고, 열차단판(150)이 방열판(120)에 전달되는 열을 효율적으로 차단하기 위해서 열차단판(150)은 흡열판(130)과 방열판(120) 사이에 위치하는 것이 바람직하다. 또한 열차단판(150)의 개구(151) 면적은 흡열판(130)보다 작은 것이 방열판(120)에 열이 전달되는 것을 차단하는데 효율적이다.

도 3은 본 개시에 따른 발전 장치의 일 예를 보여주는 도면이다.

발전 장치(200)는 방열판(210)과 열차단판(250) 사이에서 열차단판(250)의 개구(251) 주위를 둘러싸는 제1 열차단벽(240)을 포함한다. 열원(230)에 의해 가열된 공기(231, 232, 233)중 일부는(231) 흡열판(220)을 가열하고, 일부(232)는 열차단판(250)에 의해 차단되고, 일부(233)는 열차단판(250)과 흡열판(220) 사이의 틈을 통해 열차단판(250)과 방열판(210) 사이의 공간으로 들어갈 수 있다. 열차단판(250)과 방열판(210) 사이의 공간으로 들어간 가열된 공기(233)에 의해 방열판(210)이 가열될 수 있다. 제1 열차단벽(240)은 열차단판(250)과 방열판(210) 사이이 공간으로 들어간 가열된 공기(233)에 의해 방열판(210)이 가열되는 것을 완화시킨다. 제1 열차단벽(240)은 세라믹 종이와 같은 단열재로 이루어질 수 있다. 도 3에서 설명하는 것을 제외하고 발전 장치(200)는 도 2에 기재된 발전 장치(100)와 실질적으로 동일하다.

도 4는 본 개시에 따른 발전 장치의 일 예를 보여주는 도면이다.

도 4(a)는 사시도이며, 도 4(b)는 BB'를 따라 자른 단면도이다.

발전 장치(300)는 열차단판(310) 아래에 위치하며 열차단판(310)의 개구(311) 주위를 감싸는 제2 열차단벽(320)을 포함한다. 제2 열차단벽(320)은 내벽(321)과 외벽(322)을 포함하고 내벽(321)과 외벽(322) 사이의 공간(323)은 단열재로 채워지거나 공기층으로 채워질 수 있다. 열원(330)에 의해 가열된 공기(331)는 열차단판(310) 및 제2 열차단벽(320)으로 인해 이중으로 차단되어 방열판(340)에 미치지 않게 된다. 또한 제2 열차단벽(320)에 의해 둘러싸인 공간(324)으로 인해 열원(330)은 공기를 효율적으로 가열할 수 있다. 다만 제2 열차단벽(320)으로 둘러싸인 공간(324)에 원활하게 외부 공기(332)가 유입되고 가열된 공기(333)가 빠져 나가야 초 등과 같은 열원(330)이 지속적으로 연소되면서 공기를 가열할 수 있다. 제2 열차단벽(320)으로 둘러싸인 공간(324)에 외부 공기(332)는 제2 열차단벽(320) 입구(325)로 들어와 제2 열차단벽(320)의 개구(326)를 통해 나간다. 제2 열차단벽(320)의 개구(326)는 열원(330)보다 높이 위치하는 것이 바람직하다. 바람직하게는 제2 열차단벽(320)의 개구(326)는 열차단판(310)과 흡열판(350) 사이에 위치한다. 또한 제2 열차단벽(320)과 열차단판(310) 사이에는 단열재(360)가 형성되어 제2 열차단벽(320)의 열이 열차단판(310)으로 전달되는 것을 방지할 수 있다. 도 4에서 설명하는 것을 제외하고 발전 장치(300)는 도 3에 기재된 발전 장치(200)와 실질적으로 동일하다.

도 5는 본 개시에 따른 발전 장치의 일 예를 보여주는 도면이다.

발전 장치(400)는 흡열판(410)이 흡열판(410)을 기준으로 발전 소자(420)에 대향하는 면에 복수의 흡열핀(411)을 포함한다. 흡열핀(411)을 통해 열원(430)에 의해 가열된 공기가 흡열판(410)을 가열하는 경우, 가열된 공기가 접촉하는 면을 크게하여 흡열판(410)이 효율적으로 가열될 수 있다. 도 5에서 설명하는 것을 제외하고 발전 장치(400)는 도 4에 기재된 발전 장치(300)와 실질적으로 동일하다.

도 6은 본 개시에 따른 발전 장치의 일 예를 보여주는 도면이다.

발전 장치(500)는 방열판(510) 위에 냉각제(521)를 담을 수 있는 용기(520)를 포함할 수 있다. 냉각제(521)가 담긴 용기(520)를 사용하여 방열판(510)이 발전 소자(530)를 냉각시키는 효율을 높일 수 있다. 냉각제(521)로는 물 등을 사용할 수 있다. 도 6에서 설명하는 것을 제외하고 발전 장치(500)는 도 4에 기재된 발전 장치(300)와 실질적으로 동일하다.

도 7은 본 개시에 따른 발전 장치의 일 예를 보여주는 도면이다.

도 7(a)는 사시도이며, 도 7(b) 및 7(c)는 는 CC'를 따라 자른 단면도이다.

발전 장치(600)는 열원(610)이 수용되는 열원 수용부(620)를 포함한다. 열원 수용부(620)에는 열원(620)을 지지하는 탄성체(621)를 포함한다. 탄성체(621)에 의해 열원(620)은 흡열판(630)으로부터 일정한 거리를 유지할 수 있도록 한다. 예를 들어 열원(620)이 초인 경우 초는 연소에 의해 초의 높이가 줄어들게 된다. 초의 높이가 줄어들면서 초의 무게도 함께 줄어든다. 즉 도 7(b)의 상태에서 도 7(c)의 상태로 초가 연소하여 초의 높이는 줄지만 초의 무게도 함께 줄어들기 때문에 초의 무게로 눌려있던 탄성체(621)가 복원되면서 초와 흡열판 사이의 거리는 일정하게 유지될 수 있다. 열원(610)과 흡열판(630) 사이의 거리는 열원(610)에서 나오는 불꽃이 제2 열차단벽(640)에 의해 둘러싸이는 공간 내에 위치하는 것이 바람직하다. 도 7에서 설명하는 것을 제외하고 발전 장치(600)는 도 4에 기재된 발전 장치(300)와 실질적으로 동일하다.

도 8은 본 개시에 따른 발전 장치의 일 예를 보여주는 도면이다.

발전 장치(700)는 발전 소자(710)와 전선(720)을 통해 전기적으로 연결된 광원(721)을 포함한다. 광원(721)은 낮은 전력에서도 발광이 용이한 LED가 바람직하다. 또한 광원(721)은 USB 방식으로 연결될 수 있다. 도 8에서 설명하는 것을 제외하고 발전 장치(700)는 도 4에 기재된 발전 장치(300)와 실질적으로 동일하다.

도 9는 본 개시에 따른 발전 장치의 일 예를 보여주는 도면이다.

발전 장치(800)는 열원(810)이 수용되는 열원 수용부(820) 및 열원 수용부(820)를 지지하는 탄성체(830)를 포함한다. 열원 수용부(820)의 측면은 1개 이상의 개구(821)가 형성된다. 열원 수용부(820)는 탄성체(830)에 의해 제2 열차단벽(840)과 밀착된다. 열원 수용부(820)와 제2 열차단벽(840)이 밀착됨으로써, 열원수용부(820)의 측면에 형성된 개구(821)를 통해 외부의 공기(822)가 유입되고, 제2 열차단벽(840)에 형성된 개구(841)를 통해 가열된 공기(842)가 유출되는 내부 공간(850)이 형성된다. 열원(810)을 교체하거나 열원(810)을 제거하고자 하는 경우에는 도 9(b)와 같이 열원 수용부(820)에 외력을 가하여 탄성체(830)를 압축하여 열원(810)을 교체하거나 열원(810)을 제거할 수 있다. 이후 열원 수용부(820)에 가해진 외력을 제거하면 탄성체(830)의 복원력에 의해 다시 열원 수용부(820)와 제2 열차단벽(840)이 도 9(a)와 같이 밀착된다. 열원 수용부(820)와 제2 열차단벽(840) 사이의 밀착성을 향상시키기 위해 도 9에 도시된 것처럼 제2 열차단벽(840)이 열원 수용부(820)와 밀착되는 부분에 평탄부(843)를 포함할 수 있다. 도시하지는 않았지만 평탄부는 열원 수용부(820)에 형성될 수도 있다. 도 9에서는 탄성체(830)가 수용되는 용기(831)이 있지만 용기(831)는 없어도 된다. 도 9에서 설명하는 것을 제외하고 발전 장치(800)는 도 4에 기재된 발전 장치(300)와 실질적으로 동일하다.

도 10은 본 개시에 따른 발전 장치의 일 예를 보여주는 도면이다.

도 10(a)는 조립된 상태의 사시도이며, 도 10(b)는 발전 장치를 분해한 부품도이다.

발전 장치(900)는 발전 소자(910), 방열판(920), 흡열판(930), 열차단판(940), 제2 열차단벽(950) 및 열원 수용부(960)를 포함한다. 제2 열차단벽(950)은 측면에 형성된 개구(951, 952)를 포함한다. 제2 열차단벽(950)의 측면에 형성된 개구(951, 952)는 열차단판(940) 측에 형성되는 제1 개구(951)와 열원 수용부(960) 측에 형성되는 제2 개구(952)를 포함한다. 열원 수용부(960)는 열원(970)의 주위를 감싸며 개구(962)를 포함하는 벽(961)을 포함한다. 제2 열차단벽(950)과 열원 수용부(960)는 제2 열차단벽(950)에 의해 벽(961)이 둘러싸여져 결합된다. 제2 열차단벽(950)과 열원 수용부(960)가 결합된 형태와 열원 수용부(960)의 움직임에 대해서는 도 11에 설명한다. 발전 장치(900)는 제2 열차단벽(950) 내측에 위치하는 제3 열차단벽(991)을 추가로 포함할 수 있다. 제3 열차단벽(991)에 대해서는 도 12에서 설명한다. 열차단판(940)과 방열판(920) 사이에 위치하여 열차단판(940)의 개구(941)를 둘러싸는 제1 열차단벽(990)을 포함할 수 있다. 제1 열차단벽(990)은 도 3에 기재된 것처럼 제1 열차단벽(240)과 발전 소자 사이에 공기층이 형성되는 형태즉 열차단판(250)과 방열판(210) 사이의 공간이 형성되도록 할 수도 있지만 도 10(b)에 도시된 것처럼 판 형상으로 개구(992)를 포함하며 개구(992) 안에 발전 소자(910)가 위치하며 제1 열차단벽(990) 상측은 방열판(920)과 접촉하고 제1 열차단벽(990)의 하측은 열차단판(940)과 접촉하여 방열판(920)과 열차단판(940) 사이에 공기층을 갖는 공간이 형성되지 않도록 할 수도 있다. 발전 장치(900)는 방열판(920), 흡열판(930), 발전 소자(910) 및 제2 열차단판(950) 등이 결합된 측면 형상에 미감을 주기 위한 측면 커버(981, cover) 및 지지대(980)를 추가로 포함할 수 있다. 도 10에서 설명하는 것을 제외하고 발전 장치(900)는 도 4 내지 도 9에 기재된 발전 장치의 특징을 포함할 수 있다.

도 11은 도 10에 기재된 발전 장치에서 제2 열차단벽과 열원 수용부 사이의 결합 및 움직임을 설명하는 도면이다.

도 11(a)를 보면 제2 열차단벽(950)과 열원 수용부(960)가 분리되어 있다. 도 11(b)를 보면 제2 열차단벽(950)과 열원 수용부(960)가 결합되어 있다. 결합된 형태를 보면 제2 열차단벽(950)이 열원 수용부(960)의 벽(961)을 감싸며 결합된다. 도 11(b)와 같이 결합된 상태에서 열원 수용부(960)가 열원 수용부(960)의 중심 수직축(1000)을 중심으로 회전 가능하다. 열원 수용부(960)가 중심 수직축(1000)을 중심으로 회전하여 도 11(c)와 같이 제2 열차단벽(950)의 제2 개구(952)가 열원 수용부(960)의 벽(961)에 의해 닫히게 된다. 열원 수용부(960)가 중심 수직축(1000)을 중심으로 회전하는 정도에 따라 도 11(c)와 같이 제2 열차단벽(950)의 제2 개구(952)가 완전히 닫히거나 도 11(b)와 같이 완전히 열릴 수 있다. 도 11(b)와 같이 완전히 열리는 경우는 벽(961)의 개구(962)와 제2 열차단벽(950)의 제2 개구(952)가 일치하는 경우이다. 물론 제2 개구(952)는 도 11(c)와 같이 완전히 닫히거나 도 11(b)와 같이 완전히 열리는 사이에서 제2 개구(952)가 열리는 정도는 열원 수용부(960)가 중심 수직축(1000)을 중심으로 회전하는 정도에 따라 정해질 수 있다. 열원 수용부(960)에 수용된 열원(970)에 처음 불이 붙었을 때는 공기가 많이 필요하다. 이 경우 도 9와 같은 공기의 흐름을 위해 도 10의 발전 장치(900)에서 열원 수용부(960) 하부에 있는 개구(963)와 제2 열차단벽(950)의 제1 개구(951)만으로는 공기의 흐름이 충분하지 못할 수 있다. 이에 또 다른 공기 통로를 제2 열차단판(950)의 제2 개구(952)와 열원 수용부(960)의 벽(961)의 개구(962)에 의해 형성되게 한 것이다. 그러나 열원(970)에 불이 붙은 상태로 일정 시간이 흐른 후에는 오히려 너무 많은 공기 통로는 열원의 불필요한 소모를 가져오거나 제2 열차단판(950)의 제2 개구(952)와 열원 수용부(960)의 벽(961)의 개구(962)에 의해 형성된 공기 통로로 들어간 공기가 열원의 열 강도를 오히려 약하게 할 수 있기 때문에 일정 시간이 지난 후에는 열원 수용부(960)를 회전시켜 벽(961)으로 제2 열차단판(950)의 제2 개구(952)를 닫아 공기 통로를 막는다. 제2 열차단판(950)의 제2 개구(952)가 닫힌 이 후에는 열원 수용부(960)의 하부에 형성된 개구(963)와 제2 열차단벽(950)의 제1 개구(951)를 통해 도 9에서 설명한 공기 흐름을 만들 수 있다. 물론 더 많은 공기 흐름이 다시 필요한 경우 다시 열원 수용부(960)를 회전하여 제2 열차단판(950)의 제2 개구(952)와 열원 수용부(960)의 벽(961)의 개구(962)에 의한 공기 통로를 형성할 수 있다. 이때 열원 수용부(960)의 회전 정도에 따라 공기 통로의 크기를 조절할 수 있다.

도 12는 도 10에 기재된 발전 장치에서 제3 열차단벽에 대한 도면이다.

제3 열차단벽(991)은 제2 열차단벽(950) 내측에 위치한다. 또한 제3 열차단벽(991)의 측면에는 개구(993)가 형성된다. 제3 열차단판(991)의 측면 개구(993)는 제3 열차단판(991)의 측면에서 돌출된 형태로 형성되어, 도 12(b)와 같이 제2 열차단판(950)의 제1 개구(951) 내측에 제3 열차단판(991)의 측면으로부터 돌출된 개구(993)가 결합된다. 또한 제3 열차단벽(991)은 도 11에 기재된 제2 열차단판(950)의 제2 개구(952)와 열원 수용부(960)의 벽(961)의 개구(962)에 의해 공기 통로가 형성되는 것을 방해하지 않기 위해서, 제3 열차단벽(991)은 열원 수용부(960)의 벽(961) 위에 위치하는 것이 바람직하다. 또한 제3 열차단벽(991)의 측면에 돌출된 개구(993)로 나가는 뜨거워진 공기가 상측에 미치는 영향을 줄이기 위해 제3 열차단벽(991)의 측면에 돌출된 개구(993)를 덮으며 돌출된 개구(993)보다 더 돌출된 덮개(994)를 포함할 수 있다.

도 13은 본 개시에 따른 발전 장치의 일 예를 보여주는 도면이다.

발전 장치는 제1 결합부(1012)를 포함하는 심지(1011)와 연료(1013)를 포함하는 열원(1010) 및 제2 결합부(1001)를 포함하는 열원 수용부(1000)를 포함한다. 제1 결합부(1012)와 제2 결합부(1001)는 자기력(Magnetic Force)에 의해 결합한다. 예를 들어 제1 결합부(1012)가 자석으로 만들어진 경우 제2 결합부(1001)는 철(Fe)이나 니켈(Ni)과 같이 자석의 자기력에 반응하는 물질로 만들어질 수 있다. 또는 반대로 제1 결합부(1012)가 철이나 니켈과 같이 자석의 자기력에 반응하는 물질로 만들어진 경우 제2 결합부(1001)는 자석으로 만들어질 수 있다. 또는 제1 결합부(1012)와 제2 결합부(1001)가 모두 자석으로 만들어질 수 있지만 이 경우에는 제1 결합부(1012)와 제2 결합부(1001)가 자기력에 의해 결합하기 위해서 제1 결합부(1012)와 제2 결합부(1001)가 서로 마주하는 부분의 자석 극성은 서로 달라야 한다. 예를 들어 제1 결합부(1012)와 제2 결합부(1001)가 서로 마주하는 부분에서 제1 결합부(1012)의 자석 극성이 N 극인 경우 제2 결합부의 자석 극성은 S 극이어야 한다. 서로 자석 극성이 동일한 경우에는 자기력에 의해 제1 결합부(1012)와 제2 결합부(1001)가 결합하는 것이 아니라 서로 밀어내기 때문이다. 열원(1010)의 연료(1013)는 상온에서는 고체이며 일정 온도 이상에서는 액체로 변한다. 열원(1010)의 연료(1013)가 상온에서 고체인 경우 심지(1011)는 열원(1010)의 중앙에 위치한다. 그러나 열원(1010)의 연료(1013)가 일정 온도 이상에서 액체로 변하는 경우 심지(1011)는 액체 상태인 연료(1013)에서 이동이 가능하다. 본 발명은 제1 결합부(1012)와 제2 결합부(1001)가 자기력에 의해 결합하도록 하여 연료(1013)가 액체로 변한 상태에서도 심지(1011)가 움직이지 않도록 한다. 심지(1011)가 움직이지 않고 열원 수용부(1000)의 중앙에 위치하도록 하기 위해서 제2 결합부(1001)는 열원 수용부(1000)의 중앙에 위치하는 것이 바람직하다. 심지(1011)가 열원 수용부(1000)의 중앙에서 움직이지 않고 지속적으로 흡열판을 가열함으로써 발전 장치의 효율을 향상시킬 수 있다. 즉 도 13(c)와 같이 중앙에 있던 심지(1011)가 점선으로 표시된 심지(1014)와 같이 이동하는 경우 흡열판의 중앙이 아닌 부분을 가열하기 때문에 가열 효율이 떨어지기 때문이다. 열원 수용부(1000)는 열원(1010)을 수용하는 수용부(1002)를 포함한다. 제2 결합부(1001)는 수용부(1002)의 중앙에 위치한다. 제1 결합부(1012)는 열원(1010)의 중앙에 위치한다. 열원(1010)은 케이스(1015, Case)를 포함할 수 있다. 연료(1013)가 액체가 된 경우 열원 수용부(1000)에 액체가 된 연료(1013)가 흘러들어 가는 것을 방지하며 또한 열원(1010) 교체를 용이하게 하기 위해서이다. 다만 열원 수용부(1000)의 수용부(1002)가 열원(1010)의 케이스(1015) 기능을 수행할 수도 있다. 케이스(1015)는 자석의 자기력에 반응하지 않는 물질로 만들어지는 것이 바람직하다. 케이스(1015)가 자석의 자기력에 반응하는 물질인 경우 제1 결합부(1012)와 제2 결합부(1001)의 결합을 방해할 수 있기 때문이다. 바람직하게는 알루미늄(Al)으로 케이스(1015)가 만들어질 수 있다. 물론 케이스(1015)가 철과 같이 자석의 자기력에 반응하는 물질로 만들어지는 것을 배제하는 것은 아니다. 도 13에서 설명하는 것을 제외하고 발전 장치는 도 10에 기재된 발전 장치의 특징을 포함할 수 있다. 또한 도 13은 설명의 편의를 위해 발전 장치 중 열원(1010)과 열원 수용부(1000)만을 도시하였다. 도 13(a)는 사시도이며 도 13(b) 및 도 13(c)는 AA'에 따라 자른 단면도이다.

도 14는 본 개시에 따른 발전 장치의 또 다른 일 예를 보여주는 도면으로서, 도 2에 제시된 발전 장치(100)가 추가적으로 확장 방열판(121; extended heat sink or extended heat sink plate)을 포함한다. 도 2에 제시된 발전 장치(100)의 구조 이외에 도 2 내지 도 13에 제시된 발전 장치가 전체로 또는 부분적으로 이용될 수 있음은 물론이다. 확장 방열판(121)은 상면(122)과 측면(123)을 구비한다. 상면(122)의 아래쪽에(확장 방열판(121) 내부 상부 면에) 발전 장치(100)가 결합된다. 발전 장치(100)는 발전 소자(110; 예: 열전소자), 방열판(120), 흡열판(130) 그리고 열원(140)을 포함한다. 이러한 구성을 통해, 확장 방열판(121)은 열원(140; 예: 초)이 바람에 의해 꺼지는 것을 확실히 방지할 수 있다. 특허 침해의 측면에서, 발전 장치(100)는 열원(140)으로부터 열 에너지를 공급받을 수 있는 구조를 가지는 것으로 족하고, 반드시 열원(140)을 가지고 있어야만 특허 침해를 구성하는 것이 아님을 통상의 기술자는 이해할 것이다. 방열판(120)은 필요에 따라 생략될 수도 있지만, 발전 소자(110)의 방열을 확실히 하고, 발전 소자(110) 측과 확장 방열판(121)의 안정적인 고정을 위해 구비되는 것이 바람직하다. 도 14에서 방열판(120)이 열원(140)을 수용하는 구조물로 되어 있지만, 방열판(120; 예: 금속판)은 흡열판(130)의 상측에 위치하는 것으로 족하고, 열원(140)은 도 10에서와 같은 열원 수용부(960)를 통해서 방열판(120) 측과 탈착되거나 확장 방열판(121) 측에 탈착될 수 있음은 물론이다. 발전 소자(110), 방열판(120) 및 흡열판(130)이 모듈화되어 확장 방열판(121)에 탈착될 수 있으며, 탈착에는 자석, 접착제, 나사 등이 사용될 수 있다. 확장 방열판(121)은 지면과 같은 바닥(126)과 접하는 구조물로서, 방열과 확장 방열판(121)을 포함한 발전 장치(100) 전체를 지지하는 기능을 한다. 확장 방열판(121)은 상면(122)과 측면(123)을 구비하는, 뒤집어 놓은 ㄷ자형으로 만들어 발전 장치(100) 전체를 둘러싸는 스케일로 형성함으로써, 발열 면적을 넓히고, 바닥(123)으로 열전달을 가능케 한다. 한편 열원(140)이 산소를 소모하는 형태의 것인 경우(예: 초)에, 열원(140)의 연소를 위해 산소의 공급이 필요하므로, 확장 방열판(121)은 개구(124)와 개구(125)를 포함하는 것이 바람직하다. 개구(124)와 개구(125)는 측면(123)에 구비되어 있지만, 상면(124)에 구비될 수 있다. 개구(124)는 공기의 입구로 기능하며, 개구(125)는 공기의 출구로 기능한다. 광원(721)과의 연결을 위한 개구가 별도로 구비되어도 좋지만, 개구(124)와 개구(125) 중의 하나가 그 기능을 하여도 좋다. 공기의 흡입과 데워진 공기의 방출 각각을 위한 복수 개의 구멍이 구비될 수 있음은 물론이다. 또한 공기의 흡입과 데워진 공기의 방출에 하나의 구멍을 사용할 수 있음도 물론이다. 따라서 본 실시예에서 확장 방열판(121)은 단면이 뒤집어 놓은 ㄷ자형으로 이루어져 발광 소자(100) 전체를 둘러싸며, 바닥(123)과 접촉하여 열전달 면적을 넓히는 한편, 바닥(123)으로의 열전달이 가능한 형태를 가지며, 공기의 흡입 및/또는 방출을 위한 적어도 하나의 개구를 가진다. 확장 방열판(121)은 전체적으로 원통형 드롬 형태여도 좋고, 직육면체, 정육면체 형태여도 좋으며, 그 하면이 전체 개방된 형태, 일부 개방 형태 또는 폐쇄된 형태(이 경우, 전체적으로 ㅁ자 형태)로서, 그 형태에 특별한 제한은 없다. 또한, 확장 방열판(121)이 원통형 드럼의 형태를 가질 때, 상면(122)의 지름을 30cm로 하며, 측면(123)의 길이를 60cm로 하고, 개구(124)와 개구(125)의 지름을 5cm로 하여, 확장 방열판(121)이 상면(122)이 데워진 의자로 기능하도록 할 수 있다. 이 때, 상면(122)의 온도가 50℃ 이상에 오른다. 이는 내부 공간의 크기, 열원(140)의 발열량, 열원(140)의 사용시간, 개구(124,125)의 크기 등에 따라 달라질 수 있다. 한편, 개구(124)와 개구(125)의 크기를 조절함으로써, 열원(140)의 발열량을 간접적으로 조절하는 것이 가능하다. 극단적으로 개구(124)와 개구(125)가 폐쇄되는 경우에, 열원(140)으로의 산소 공급이 없어 열원(140)은 꺼지게 될 것이다. 한편 개구(124)와 개구(125)가 매우 크거나, 다수 구비되는 경우에, 열원(140)으로 산소가 충분히 공급되지만, 열원(140)이 바람에 의해 꺼질 수 있고, 데워진 의자로 기능하기에는 적절치 않게 될 것이다. 확장 방열판(121)을 전체적으로 ㅁ자로 폐쇄형으로 구성하는 경우에, 개구(124,125)를 이용한 공기의 조절이 더욱 용이해진다.

도 15는 본 개시에 따른 발전 장치의 또 다른 일 예를 보여주는 도면으로서, 발전 장치(100)가 확장 방열판(121)의 개구(124)와 개구(125) 중 적어도 하나에 유량 조절기(127,128; 예: 단순한 개구(124,125)에 위치하여 이를 개폐하는 마개 또는 조리개)를 구비한다. 유량 조절기(127,128)를 통해 열원(140)으로 공급되는 공기 또는 산소를 조절함으로써, 확장 방열판(121)의 상면(122)의 온도를 간접적으로 조절하는 것이 가능하다.

도 16은 본 개시에 따른 발전 장치의 또 다른 일 예를 보여주는 도면으로서, 확장 방열판(121)의 상면(122)과 측면(123)이 서로 독립된 형태를 가진다. 이 경우에, 열원(140)의 교체가 용이한 이점을 가진다. 상면(122)과 측면(123)은 동일한 재질로 이루어질 수 있지만, 다른 재질로 이루어질 수 있음은 물론이다. 상면(122)만으로 열방출이 충분한 경우에, 측면(123)은 단순히 상면(122)을 지지하는 지지체로 역할하거나 더하여 열원(140)으로의 공기 공급을 조절하는 기능을 더 가질 수 있으며, 이 경우에, 재질이나 그 형태에 특히 제한이 없다. 예를 들어, 금속이 아닌 플라스틱이나 나무 등으로 구성될 수 있으며, 그 형태에서 있어서, 면으로 이어진 것이 아니라, 복수의 기둥이 연결된 형태를 가질 수 있다. 그리고 상면(122)과 측면(123)의 의해 형성되는 내부 공간에 옷을 보관하는 것도 가능하다. 이 때 향초를 사용함으로써, 본 개시에 따른 발전 장치가 음식점의 의자로 사용되는 경우에, 의자를 따뜻하게 하는 한편, 옷의 탈취에 도움을 줄 수 있을 것이다.

이하 본 개시의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.

(1) 열원을 이용하는 발전 장치에 있어서, 발전 소자; 발전 소자의 열을 방출하는 방열판; 발전 소자에 열을 공급하는 흡열판; 열이 방열판으로 전달되는 것을 방지하는 열차단판;으로서, 발전 소자의 면적보다 큰 개구를 포함하는 열차단판; 열차단판 아래에 위치하며 열차단판의 개구 주위를 감싸는 제2 열차단벽;으로서, 측면에 형성된 개구를 포함하는 제2 열차단벽; 그리고, 열원이 수용되는 열원 수용부;를 포함하며, 제2 열차단벽의 측면에 형성된 개구는 열차단판 측에 형성되는 제1 개구와 열원 수용부 측에 형성되는 제2 개구를 포함하는 발전 장치.

(2) 열원 수용부는 열원의 주위를 감싸며 개구를 포함하는 벽;을 포함하는 발전 장치.

(3) 제2 열차단벽과 열원 수용부는 열원 수용부의 벽이 제2 열차단벽에 의해 둘러싸여 결합되는 발전 장치.

(4) 열원 수용부는 제2 열차단벽과 결합된 상태에서 중심 수직축을 중심으로 회전 가능한 발전 장치.

(5) 열원 수용부가 열원 수용부의 중심 수직축을 중심으로 회전하여 열원 수용부의 벽의 개구와 제2 열차단벽의 제2 개구가 만나 공기 통로를 형성하는 발전 장치.

(6) 열원 수용부가 열원 수용부의 중심 수직축을 중심으로 회전하여 열원 수용부의 벽과 제2 열차단벽의 제2 개구가 만나 제2 개구가 닫히는 발전 장치.

(7) 제2 열차단벽 내측에 위치하는 제3 열차단벽;으로서, 흡열판을 감싸며 측면에 흡열판 측으로 돌출된 개구를 포함하는 제3 열차단벽;을 포함하는 발전 장치.

(8) 제3 열차단벽은 열원 수용부의 벽 위에 위치하는 발전 장치.

(9) 열차단판과 방열판 사이에 위치하여 발전 소자를 둘러싸는 제1 열차단벽;으로서, 발전 소자가 위치하는 개구를 포함하는 판 형상의 제1 열차단벽;을 포함하는 것을 특징으로 하는 발전 장치.

(10) 흡열판은 흡열판을 기준으로 발전 소자에 대향하는 면에 복수의 흡열핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 발전 장치.

(11) 열을 이용하는 발전 장치에 있어서, 발전 소자; 발전 소자의 열을 방출하는 방열판; 발전 소자에 열을 공급하는 흡열판; 심지와 연료를 포함하는 열원;으로서 심지가 제1 결합부를 포함하는 열원; 그리고, 열원을 수용하는 열원 수용부;로서 제2 결합부를 포함하는 열원 수용부;를 포함하며 제1 결합부와 제2 결합부는 자기력에 의해 결합하는 발전 장치.

(12) 열원 수용부는 열원을 수용하는 수용부를 포함하며 제2 결합부는 수용부의 중앙에 위치하는 발전 장치.

(13) 제1 결합부는 열원의 중앙에 위치하는 발전 장치.

(14) 제1 결합부는 자석 및 자석의 자기력에 반응하는 물질 중 하나로 만들어진 발전 장치.

(15) 제2 결합부는 자석 및 자석의 자기력에 반응하는 물질 중 하나로 만들어진 발전 장치.

(16) 제1 결합부와 제2 결합부는 자석으로 만들어지며, 제1 결합부와 제2 결합부가 서로 마주하는 부분의 자석 극성은 서로 다른 자석 극성인 발전 장치.

(17) 연료는 상온에서는 고체이며, 일정 온도 이상에서 액체로 변하는 발전 장치.

(18) 열원은 케이스;를 추가로 포함하는 발전 장치.

(19) 케이스는 자기력에 반응하지 않는 물질로 이루어진 발전 장치.

(20) 케이스는 알루미늄으로 이루어진 발전 장치.

(21) 연소를 통해 열 에너지를 생성하는 열원을 이용하는 발전 장치에 있어서, 열원의 상부에 위치하며, 열 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전 소자; 발전소자와 열원 사이에 위치하며, 발전 소자에 열을 공급하는 흡열판; 그리고 발전 소자를 기준으로 흡열판의 반대 측에 위치하며, 상면과, 바닥과 접하는 측면을 구비하고, 상면의 내측에 발전 소자와 흡열판이 결합되어 측면이 바람으로부터 열원을 보호하며, 열원에 공기가 공급될 수 있도록 적어도 하나의 개구를 구비하는 확장 방열판;을 포함하는 발전 장치. 따라서, 측면의 상부, 즉 상면의 이어진 측의 측면은 적어도 하나의 개구를 제외한 영역이 막혀 있는 것이 바람직하다.

(22) 발전 소자와 확장 방열판 사이에 위치하며, 상면에 고정되는 방열판;을 더 포함하는 발전 장치.

(23) 상면은 20cm 이상의 폭을 가지는 발전 장치. 이러한 구성을 통해, 상면이 열원에 의해 가열되더라도 충분히 열을 확산 방열할 수 있게 된다. 원형의 경우에, 직경이 20cm 이상이고, 다각형의 경우에 가로 및 세로의 폭이 각각 20cm 이상을 가질 수 있다. 이러한 구성을 통해, 사람이 충분히 앉을 수 있으며, 데워진 의자로 기능을 하는 한편, 상면의 온도를 체온을 통해 낮추어 방열에 기여할 수 있게 된다.

(24) 적어도 하나의 개구는 측면의 상측에 위치하며, 열원에 의해 데워진 공기가 방출되는 공기 출구용 개구를 포함하는 발전 장치.

(25) 적어도 하나의 개구는 열원에 공기를 공급하는 공기 입구용 개구를 더 포함하는 발전 장치.

(26) 적어도 하나의 개구 중의 하나에 마련되는 유량 조절기;를 포함하는 발전 장치.

본 개시에 따르면 열원으로부터 발생하는 열에 대한 열 수집 효율을 높이면서, 열원이 방열판에 영향을 미치지 않는 구조를 통해 발전 소자의 열기전력 발생 효율을 향상시킨 발전 소자를 사용한 발전 장치를 얻을 수 있다.

또한 본 개시에 따르면 열원으로부터 발생하는 열에 대한 열 수집 효율을 향상시킨 열을 이용한 발전 장치를 얻을 수 있다.

또한 본 개시에 따르면 열원을 바람으로부터 보호하는 한편, 열전달 면적으로 확장하고, 대류와 복사에 의한 열발산 이외에, 전도에 의하면 열발산을 가능케하고, 열원의 연소를 위한 산소의 공급을 보장하고, 나아가 열원의 연소를 조절할 수 있게 된다.

발전 장치 : 20, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900
흡열판 : 22, 130, 220, 350, 410, 630, 930
방열판 : 23, 120, 210, 340, 510, 920
발전 소자 : 21, 110, 420, 710, 910
열원 : 14, 140, 230, 330, 430, 610, 810, 970, 1010
열원 수용부 : 620, 820, 960, 1000

Claims (6)

1. 연소를 통해 열 에너지를 생성하는 열원을 이용하는 발전 장치에 있어서,
   열원의 상부에 위치하며, 열 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전 소자;
   발전소자와 열원 사이에 위치하며, 발전 소자에 열을 공급하는 흡열판; 그리고
   발전 소자를 기준으로 흡열판의 반대 측에 위치하며, 상면과, 바닥과 접하는 측면을 구비하고, 상면의 내측에 발전 소자와 흡열판이 결합되어 측면이 바람으로부터 열원을 보호하며, 열원에 공기가 공급될 수 있도록 적어도 하나의 개구를 구비하는 확장 방열판;을 포함하는 발전 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   발전 소자와 확장 방열판 사이에 위치하며, 상면에 고정되는 방열판;을 더 포함하는 발전 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상면은 20cm 이상의 폭을 가지는 발전 장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   적어도 하나의 개구는 측면의 상측에 위치하며, 열원에 의해 데워진 공기가 방출되는 공기 출구용 개구를 포함하는 발전 장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   적어도 하나의 개구는 열원에 공기를 공급하는 공기 입구용 개구를 더 포함하는 발전 장치.
6. 청구항 1에 있어서,
   적어도 하나의 개구 중의 하나에 마련되는 유량 조절기;를 포함하는 발전 장치.

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