KR20220104405A - Generator using exhaust heat - Google Patents

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KR20220104405A KR1020210006627A KR20210006627A KR20220104405A KR 20220104405 A KR20220104405 A KR 20220104405A KR 1020210006627 A KR1020210006627 A KR 1020210006627A KR 20210006627 A KR20210006627 A KR 20210006627A KR 20220104405 A KR20220104405 A KR 20220104405A
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Abstract

An exhaust heat power generator according to one embodiment of the present invention comprises: a heat absorption pipe arranged in connection with an exhaust pipe through which exhaust heat is discharged; a heat recovery pipe forming a laminated structure with the heat absorption pipe and arranged to absorb and discharge exhaust heat passing through the heat absorption pipe as air in the atmosphere flows in; a plurality of thermoelectric elements disposed between the heat absorption pipe and the heat recovery pipe and arranged in parallel to absorb the exhaust heat and to convert the same into current; a plurality of converters arranged to be connected and correspond to the plurality of thermoelectric elements one by one; a converter control unit controlling the plurality of converters; and an energy storage unit receiving the current from the plurality of thermoelectric elements through the plurality of converters and storing the same as electrical energy. The exhaust heat power generator can efficiently recover thermal energy from the exhaust heat emitted from heating devices into electric energy.

Description

배기열 발전 장치{GENERATOR USING EXHAUST HEAT}Exhaust Heat Generator {GENERATOR USING EXHAUST HEAT}

본 발명은 배기열 발전 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배기열이 배출되는 배기관로와 연결되어 배기열을 이용하여 전기 에너지를 생성하는 배기열 발전 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust heat generator, and more particularly, to an exhaust heat generator that is connected to an exhaust pipe through which exhaust heat is discharged and generates electric energy using exhaust heat.

난로 등의 난방 장치에서 배출되는 배기열은 일반적으로 폐열로 버려진다. 그러나 배기열은 상당한 열 에너지를 가지고 있으므로 에너지의 낭비를 막고 효율성을 높이기 위해서 이를 활용할 수 있는 방안이 요구된다.Exhaust heat emitted from heating devices such as stoves is generally discarded as waste heat. However, since exhaust heat has considerable thermal energy, a method is required to utilize it in order to prevent wastage of energy and increase efficiency.

근래에는 캠핑, 아웃도어 문화의 발전에 따라 기온이 낮은 겨울에도 캠핑, 차박 등을 즐기기 위한 각종 난방 장치에 대한 수요가 증가하고 있는데, 특히 차량의 시동을 걸지 않고도 난방을 가능하게 하는 무시동 히터 제품이 큰 인기를 얻고 있다. 상용차, 화물트럭, 버스 등에도 무시동 히터가 장착되는 경우도 늘어나고 있다.Recently, with the development of camping and outdoor culture, the demand for various heating devices for enjoying camping and car parks even in winter when the temperature is low is increasing. This is gaining great popularity. Commercial vehicles, freight trucks, and buses are also increasingly equipped with copper heaters.

일반적으로 무시동 히터는 차량의 연료를 난방 열원으로 사용하지만 구동을 위한 전원으로 차량의 배터리를 사용하게 된다. 다시 말하면, 무시동 히터를 작동시킬 경우 차량에 포함된 배터리의 전원을 지속적으로 소모하게 된다. 그러므로 무시동 히터를 장시간 사용할 경우 배터리의 과방전으로 인해 수명이 저하되고, 시동성이 나빠지게 된다.In general, the non-rechargeable heater uses vehicle fuel as a heating heat source, but uses the vehicle's battery as a power source for driving. In other words, when the passive heater is operated, the power of the battery included in the vehicle is continuously consumed. Therefore, when the copper heater is used for a long time, the lifespan is reduced due to overdischarge of the battery, and the startability is deteriorated.

이러한 상황 속에서 난로, 무시동 히터 등과 같은 난방 장치에서 배출되는 배기열의 열 에너지를 전기 에너지로 회수하는 방안이 고려될 수 있다. 구체적으로 양쪽 단부의 열 에너지의 차이가 있으면 전류가 흐르는 제백 효과(Seeback effect)를 이용한 발전이 고려될 수 있다.In this situation, a method of recovering the thermal energy of exhaust heat discharged from a heating device such as a stove, a copper heater, or the like as electrical energy may be considered. Specifically, if there is a difference in thermal energy between both ends, power generation using the Seeback effect through which current flows may be considered.

이와 관련하여 열전소자를 이용한 전기 생산 장치가 제시되기도 한다. 그러나 열전소자를 이용한 종래의 전기 생산 장치의 경우 대부분 효율이 매우 낮고 열 에너지로부터 회수되는 전기 에너지가 미미하여 실질적으로 거의 활용되지 못하고 있는 실정이다.In this regard, an apparatus for generating electricity using a thermoelectric element is also proposed. However, in the case of a conventional electricity production device using a thermoelectric element, most of the efficiency is very low and the electrical energy recovered from the thermal energy is insignificant, so that it is hardly utilized in practice.

등록특허 10-1769766 "냉각수 폐열을 이용한 무시동 난방 장치", 2017.08.21 등록공고Registered Patent No. 10-1769766 "Using cooling water waste heat", 2017.08.21 Registration notice

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 난로, 무시동 히터 등과 같은 난방 장치에서 배출되는 배기열의 열 에너지를 전기 에너지로 효율적으로 회수할 수 있는 배기열 발전 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is to solve the problems of the prior art described above, and an object of the present invention is to provide an exhaust heat generator capable of efficiently recovering heat energy of exhaust heat discharged from a heating device such as a stove and a copper-free heater as electrical energy. will provide

본 발명의 다른 목적은 공간 효율성이 우수하고, 배선이 간편한 배기열 발전 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an exhaust heat generator having excellent space efficiency and easy wiring.

본 발명의 또 다른 목적은 전기 에너지의 생성에 사용되고 남은 배기열의 열 에너지를 난방에 재사용할 수 있게 해주는 배기열 발전 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an exhaust heat power generation device that allows the heat energy of exhaust heat remaining after being used for generation of electrical energy to be reused for heating.

본 발명의 일 측면에 따르면, 배기열이 배출되는 배기관로와 연결되어 배치되는 열 흡수관로; 상기 열 흡수관로와 적층 구조를 이루되, 대기 중의 공기가 유입되어 상기 열 흡수관로를 통과하는 배기열을 흡수하여 배출되도록 배치되는 열 회수관로; 상기 열 흡수관로와 상기 열 회수관로 사이에 배치되어 상기 배기열을 흡수하여 전류로 변환하도록 병렬 배치되는 복수 개의 열전소자; 상기 복수 개의 열전소자에 일대일로 대응 연결되어 배치되는 복수 개의 컨버터; 상기 복수 개의 컨버터를 제어하는 컨버터 제어부 및 상기 복수 개의 열전소자로부터 상기 복수 개의 컨버터를 거쳐 상기 전류를 제공받아 전기 에너지로 저장하는 에너지 저장부를 포함하는 배기열 발전 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a heat absorption pipe that is disposed in connection with an exhaust pipe through which exhaust heat is discharged; a heat recovery pipe having a stacked structure with the heat absorption pipe, the heat recovery pipe being disposed so that air in the atmosphere is introduced and exhaust heat passing through the heat absorption pipe is absorbed and discharged; a plurality of thermoelectric elements disposed between the heat absorption pipe path and the heat recovery pipe path and arranged in parallel to absorb the exhaust heat and convert it into current; a plurality of converters arranged in a one-to-one correspondence with the plurality of thermoelectric elements; There is provided an exhaust heat generator including a converter control unit for controlling the plurality of converters and an energy storage unit for receiving the current from the plurality of thermoelectric elements through the plurality of converters and storing the current as electrical energy.

이때, 상기 열 흡수관로의 하부에 상기 열 회수관로가 배치되고, 상기 복수 개의 열전소자는 상기 열 흡수관로와 상기 열 회수관로 사이에 배치될 수 있다.In this case, the heat recovery pipe may be disposed under the heat absorption pipe, and the plurality of thermoelectric elements may be disposed between the heat absorption pipe and the heat recovery pipe.

또한, 상기 열 흡수관로의 하부 및 상기 열 회수관로의 상부는 평평하게 형성되고, 상기 복수 개의 열전소자는 상면이 상기 열 흡수관로의 하부에 접하고 하면이 상기 열 회수관로의 상부에 접하여 배치될 수 있다.In addition, the lower portion of the heat absorption tube and the upper portion of the heat recovery tube are formed to be flat, and the plurality of thermoelectric elements may be disposed in contact with the upper surface of the plurality of thermoelectric elements and the lower surface in contact with the upper portion of the heat recovery tube passage. have.

또한, 상기 복수 개의 열전소자는 상기 열 흡수관로 및 상기 열 회수관로의 종방향을 따라 2열로 나란히 배치될 수 있다.In addition, the plurality of thermoelectric elements may be arranged side by side in two rows along the longitudinal direction of the heat absorption pipe and the heat recovery pipe.

또한, 상기 복수 개의 컨버터 및 상기 컨버터 제어부는 상기 열 회수관로의 하부에 배치될 수 있다.In addition, the plurality of converters and the converter control unit may be disposed below the heat recovery pipe.

또한, 상기 복수 개의 컨버터는 상기 컨버터 제어부의 제어에 따라 전압을 부스팅할 수 있다.Also, the plurality of converters may boost a voltage under the control of the converter controller.

또한, 상기 컨버터 제어부는 각 상기 열전소자로부터 상기 에너지 저장부로 최대의 전류가 제공되도록 각 상기 컨버터를 제어하되, 각 상기 컨버터가 소정의 임계 전압 이상을 유지하도록 제어할 수 있다.Also, the converter control unit may control each of the converters to provide a maximum current from each of the thermoelectric elements to the energy storage unit, and control each of the converters to maintain a predetermined threshold voltage or more.

또한, 상기 배기열 발전 장치는, 상기 열 흡수관로의 유입구 측에 배치되는 배기 조절 벤트 및 상기 배기 조절 벤트를 제어하여 상기 열 흡수관로로 유입되는 배기열의 양을 조절하는 열 흡수 제어부를 더 포함할 수 있다.In addition, the exhaust heat generator may further include an exhaust control vent disposed on the inlet side of the heat absorption pipe path and a heat absorption control unit configured to control the exhaust control vent to control the amount of exhaust heat flowing into the heat absorption pipe path have.

또한, 상기 배기열 발전 장치는, 상기 배기관로를 통해 배출되는 배기열과 외부의 대기를 믹싱하는 믹싱 팬을 더 포함하고, 상기 열 흡수 제어부는 상기 배기 조절 벤트와 더불어 상기 믹싱 팬을 제어할 수 있다.In addition, the exhaust heat generator may further include a mixing fan for mixing the exhaust heat discharged through the exhaust pipe and external atmosphere, and the heat absorption control unit may control the mixing fan together with the exhaust control vent.

또한, 상기 배기열 발전 장치는, 상기 열 회수관로의 유입구 측에 배치되는 대류 팬 및 상기 대류 팬을 제어하여 상기 열 회수관로 내 공기 유동량 및 배출량을 조절하는 대류 팬 제어부를 더 포함할 수 있다.In addition, the exhaust heat generator may further include a convection fan disposed on the inlet side of the heat recovery pipe and a convection fan controller configured to control the convection fan to adjust the amount of air flow and discharge in the heat recovery pipe.

본 발명에 따른 배기열 발전 장치는 열 흡수관로와 열 회수관로 사이에 배치되어 열 흡수관로를 통과하는 배기열을 흡수하여 전류로 변환하도록 병렬 배치되는 복수 개의 열전소자 및 복수 개의 열전소자에 일대일로 대응 연결되어 배치되는 복수 개의 컨버터를 통해 배기열을 이용한 전기 에너지의 생산 및 저장이 효율적으로 이루어질 있게 해준다.The exhaust heat generator according to the present invention is disposed between a heat absorption pipe and a heat recovery pipe to absorb exhaust heat passing through the heat absorption pipe and convert it into a current in parallel to a plurality of thermoelectric elements and a plurality of thermoelectric elements in a one-to-one correspondence connection It enables efficient production and storage of electrical energy using exhaust heat through a plurality of converters arranged in the same manner.

본 발명에 따른 배기열 발전 장치는 열 흡수관로, 열 회수관로 및 복수 개의 열전소자의 적층 구조를 통해 우수한 공간 효율성 및 배선의 간편함을 제공한다.The exhaust heat generator according to the present invention provides excellent space efficiency and simplicity of wiring through a heat absorption pipe path, a heat recovery pipe path, and a stacked structure of a plurality of thermoelectric elements.

본 발명에 따른 배기열 발전 장치는 열 회수관로를 통과하며 데워진 공기를 난방에 재활용할 수 있게 해준다.The exhaust heat generator according to the present invention allows the air heated through the heat recovery pipe to be recycled for heating.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기열 발전 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기열 발전 장치의 일부 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 분해 사시도를 다른 각도에서 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2의 A-A'단면도이다.1 is a block diagram of an exhaust heat generator according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a partial configuration of an exhaust heat generator according to an embodiment of the present invention.
3 is an exploded perspective view of FIG. 2 ;
4 is a view showing an exploded perspective view of FIG. 2 from another angle.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line A-A' of FIG. 2 .

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention, parts irrelevant to the description are omitted from the drawings, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 설명하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this specification, terms such as "comprises" or "have" are intended to describe the existence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features It is to be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

본 명세서에서, 도면에 도시된 구성 요소들과의 상관 관계를 설명하기 위해 공간적으로 상대적인 용어인 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부" 등이 사용될 수 있다. 이들은 도면 상 도시된 것을 기준으로 정하여진 상대적인 용어들로서 배향에 따라 위치 관계는 반대로 해석될 수도 있다. 또한, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결"되어 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 서로 직접 연결되는 것뿐만 아니라 간접적으로 서로 연결되는 경우도 포함한다.In this specification, spatially relative terms "front", "rear", "upper" or "lower" may be used to describe a correlation with the components shown in the drawings. These are relative terms determined based on what is shown in the drawings, and the positional relationship may be conversely interpreted according to the orientation. In addition, when a component is "connected" with another component, it includes not only direct connection to each other but also indirect connection to each other unless otherwise specified.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기열 발전 장치의 구성도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기열 발전 장치의 일부 구성을 나타낸 도면이다. 또한, 도 3은 도 2의 분해 사시도이고, 도 4는 도 2의 분해 사시도를 다른 각도에서 나타낸 도면이다. 한편, 도 5는 도 2의 A-A'단면도이다.1 is a block diagram of an exhaust heat generator according to an embodiment of the present invention. 2 is a view showing a partial configuration of an exhaust heat generator according to an embodiment of the present invention. In addition, FIG. 3 is an exploded perspective view of FIG. 2 , and FIG. 4 is a view showing the exploded perspective view of FIG. 2 from another angle. Meanwhile, FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line A-A' of FIG. 2 .

본 발명의 일 실시예에 따른 배기열 발전 장치는 난로, 무시동 히터 등과 같은 난방 장치의 배기관로에 연결되어 난방 장치에서 배출되는 배기열을 에너지원으로 사용하여 전기 에너지를 생성한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 배기열 발전 장치에 의할 경우 종래 난방 장치에서 배출되어 폐열로 버려지던 배기열을 활용하여 전기 에너지를 생성할 수 있다.The exhaust heat generator according to an embodiment of the present invention is connected to an exhaust pipe path of a heating device, such as a stove or a copper heater, and generates electric energy using exhaust heat discharged from the heating device as an energy source. In the case of the exhaust heat generator according to an embodiment of the present invention, it is possible to generate electrical energy by using exhaust heat discharged from a conventional heating device and discarded as waste heat.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기열 발전 장치는 열 흡수관로(10), 열 회수관로(20), 복수 개의 열전소자(30), 복수 개의 컨버터(40), 컨버터 제어부(50) 및 에너지 저장부(60)를 포함한다.1 to 5 , the exhaust heat generator according to an embodiment of the present invention includes a heat absorption pipe line 10 , a heat recovery pipe line 20 , a plurality of thermoelectric elements 30 , a plurality of converters 40 , It includes a converter control unit 50 and an energy storage unit 60 .

열 흡수관로(10)는 배기열이 배출되는 배기관로와 연결되어 배치된다. 이때, 배기관로는 난로, 무시동 히터 등과 같은 난방 장치에서 배기열을 배출하는 관로를 의미할 수 있다.The heat absorption pipe 10 is disposed in connection with the exhaust pipe through which exhaust heat is discharged. In this case, the exhaust pipe may refer to a pipe for discharging exhaust heat from a heating device such as a stove or a copper heater.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서, 열 흡수관로(10)는 전체적으로 사각의 블록 형상을 가질 수 있다. 더욱 상세하게, 상기 배기열이 유입되는 측을 전방으로 할 때, 열 흡수관로(10)는 전방으로 유입된 배기열이 내부를 유동하여 후방으로 배출되도록 내부에 유로가 형성되되 상부가 개방된 형태를 가지는 열 흡수관로 본체(11)와, 열 흡수관로 본체(11)의 개방된 상부를 커버하는 열 흡수관로 커버(12)를 포함할 수 있다.2 to 5 , in an embodiment of the present invention, the heat absorption pipe 10 may have a rectangular block shape as a whole. More specifically, when the side where the exhaust heat is introduced is forward, the heat absorption pipe 10 has a flow path formed therein so that the exhaust heat introduced in the front flows inside and is discharged to the rear, but has an open top. It may include a heat absorption tube main body 11 and a heat absorption tube passage cover 12 covering the open upper portion of the heat absorption tube passage body 11 .

열 흡수관로 본체(11)는 상기 배기관로와 연통되어 상기 배기열이 유입되도록 전방에 형성된 유입구(111), 유입구(111)로 유입된 배기열이 유동하도록 형성된 유로부(112) 및 유로부(112)를 통과한 배기열이 외부로 배출되도록 후방에 형성된 유출구(113)를 포함한다.The heat absorption pipe main body 11 communicates with the exhaust pipe path and has an inlet 111 formed in the front so that the exhaust heat is introduced, a flow path 112 and a flow path part 112 formed so that the exhaust heat introduced into the inlet 111 flows. It includes an outlet 113 formed in the rear so that the exhaust heat passing through is discharged to the outside.

유로부(112)는 상기 배기열이 전방에서 후방으로 이동하되 좌우측 방향을 교번하여 진행하며 우회하도록 형성되어 있다. 또한, 유로부(112)는 유입구(111)를 통해 진입한 배기열의 경로가 2개로 분지되도록 좌우 대칭으로 형성되어 있다. 유로부(112)가 이와 같이 이루어짐으로써 열 흡수관로 본체(11)의 하부면으로 상기 배기열의 열 에너지가 균일하게 분산되어 전달될 수 있다.The flow path part 112 is formed so that the exhaust heat moves from the front to the rear but alternately proceeds in the left and right directions and bypasses it. In addition, the flow path part 112 is formed symmetrically left and right so that the path of the exhaust heat entering through the inlet 111 is divided into two. By forming the flow path 112 in this way, the heat energy of the exhaust heat can be uniformly distributed and transmitted to the lower surface of the body 11 through the heat absorption pipe.

열 회수관로(20)는 열 흡수관로(10)와 적층 구조를 이루되, 대기 중의 공기가 유입되어 열 흡수관로(10)를 통과하는 배기열을 흡수하여 배출되도록 배치된다. 본 발명의 일 실시예에서, 열 회수관로(20)는 열 흡수관로(10)의 하부에 배치될 수 있다. The heat recovery pipe 20 has a stacked structure with the heat absorption pipe 10 , and is disposed so that air in the atmosphere is introduced and exhaust heat passing through the heat absorption pipe 10 is absorbed and discharged. In an embodiment of the present invention, the heat recovery pipe 20 may be disposed below the heat absorption pipe 10 .

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서, 열 회수관로(20)는 전체적으로 사각의 블록 형상을 가질 수 있다. 더욱 상세하게, 상기 배기열이 유입되는 측을 전방으로 할 때, 열 회수관로(20)는 후방으로 유입된 공기가 내부를 유동하여 전방으로 배출되도록 내부에 유로가 형성되되 하부가 개방된 형태를 가지는 열 회수관로 본체(21)와, 열 회수관로 본체(21)의 개방된 하부를 커버하는 열 회수관로 커버(22)를 포함할 수 있다.2 to 5 , in an embodiment of the present invention, the heat recovery pipe 20 may have a rectangular block shape as a whole. More specifically, when the exhaust heat is introduced to the front side, the heat recovery pipe line 20 has a flow path formed therein so that the air introduced to the rear flows through the inside and is discharged to the front, but the lower part has an open shape. It may include a heat recovery pipe main body 21 and a heat recovery pipe path cover 22 that covers the open lower portion of the heat recovery pipe body 21 .

열 회수관로 본체(21)는 대기 중의 공기가 유입되도록 후방에 형성된 유입구(211), 유입구(211)로 유입된 공기가 유동하도록 형성된 유로부(212) 및 유로부(212)를 통과하며 데워진 공기가 외부로 배출되도록 전방에 형성된 유출구(213)를 포함한다.The heat recovery pipe main body 21 has an inlet 211 formed at the rear so that air in the atmosphere is introduced, a flow passage 212 formed so that the air introduced into the inlet 211 flows, and air heated while passing through the flow passage 212 . It includes an outlet 213 formed in the front so that it is discharged to the outside.

유로부(212)는 상기 공기가 후방에서 전방으로 이동하되 좌우측 방향을 교번하여 진행하며 우회하도록 형성되어 있다. 또한, 유로부(212)는 유입구(211)를 통해 진입한 공기의 경로가 2개로 분지되도록 좌우 대칭으로 형성되어 있다. 유로부(212)가 이와 같이 이루어짐으로써 유로부(212) 내를 유동하는 공기가 균일하게 열 에너지를 전달받을 수 있다.The flow path 212 is formed so that the air moves from the rear to the front, but alternately proceeds in the left and right directions and bypasses it. In addition, the flow path 212 is formed symmetrically left and right so that the path of the air entering through the inlet 211 is divided into two. As the flow passage 212 is formed in this way, the air flowing in the flow passage 212 may receive thermal energy uniformly.

본 발명의 일 실시예에서, 열 회수관로 본체(21)는 열 흡수관로 본체(11)와 동일한 형상으로 이루어지되, 열 흡수관로 본체(11)와 상하 대칭을 이루며 배치될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the heat recovery pipe body 21 may have the same shape as the heat absorption pipe body 11 , and may be disposed vertically symmetrically with the heat absorption pipe body 11 .

이와 같은 배치를 통하여 열 흡수관로(10)를 통과하는 배기열은 열 회수관로(20)의 하부로 균일하게 열 에너지를 전달하고, 열 회수관로(20)를 통과하는 공기는 열 흡수관로(10)의 하부로 전달되는 열 에너지를 열 회수관로(20)의 상부를 통해 균일하게 전달받을 수 있다.Through this arrangement, the exhaust heat passing through the heat absorption pipe line 10 uniformly transfers thermal energy to the lower part of the heat recovery pipe line 20, and the air passing through the heat recovery pipe line 20 is the heat absorption pipe line 10. The heat energy transferred to the lower part of the can be uniformly transmitted through the upper part of the heat recovery pipe (20).

한편, 열 회수관로 커버(22)는 열 회수관로(20)의 개방된 하부를 폐쇄한다. 본 발명의 일 실시예에서, 열 회수관로 커버(22)는 열 회수관로(20)의 개방된 하부를 커버하는 형상으로 형성된 플레이트(221)와, 플레이트(221)의 하면에서 하부로 연장된 측벽(222)을 포함한다.Meanwhile, the heat recovery pipe cover 22 closes the open lower part of the heat recovery pipe 20 . In one embodiment of the present invention, the heat recovery pipe cover 22 includes a plate 221 formed in a shape to cover the open lower portion of the heat recovery pipe 20 , and a sidewall extending downward from the lower surface of the plate 221 . (222).

복수 개의 열전소자(30)는 열 흡수관로(10)와 열 회수관로(20) 사이에 배치되어 상기 배기열을 흡수하여 전류로 변환하도록 병렬 배치된다. 열전소자(30)는 양쪽 단부의 열 에너지의 차이가 있으면 전류가 흐르는 제백 효과(Seeback effect)를 통해 전류를 생산할 수 있다.The plurality of thermoelectric elements 30 are disposed between the heat absorption pipe 10 and the heat recovery pipe 20 to absorb the exhaust heat and convert it into current in parallel. The thermoelectric element 30 may generate current through a Seeback effect through which current flows when there is a difference in thermal energy between both ends.

본 발명의 일 실시예에서, 복수 개의 열전소자(30)는 열 흡수관로(10)와 열 회수관로(20) 사이에 배치될 수 있다. 더욱 상세하게, 열 흡수관로(10)의 하부 및 열 회수관로(20)의 상부는 평평하게 형성되고, 복수 개의 열전소자(30)는 상면이 열 흡수관로(10)의 하부에 접하고 하면이 열 회수관로(20)의 상부에 접하여 배치될 수 있다. In an embodiment of the present invention, the plurality of thermoelectric elements 30 may be disposed between the heat absorption pipe 10 and the heat recovery pipe 20 . In more detail, the lower portion of the heat absorption tube 10 and the upper portion of the heat recovery tube 20 are formed flat, and the plurality of thermoelectric elements 30 have an upper surface in contact with the lower portion of the heat absorption tube 10 and a lower surface of the heat absorption tube 10 . It may be disposed in contact with the upper portion of the recovery pipe 20 .

이때, 열전소자(30)는 사각의 플레이트 형상으로 이루어질 수 있다. 이에 따라 각 열전소자(30)의 상면과 하면은 열 흡수관로(10)의 하부 및 열 회수관로(20)의 상부에 각각 최대의 접촉 면적을 확보하며 배치될 수 있으며, 복수 개의 열전소자(30)를 최대한 조밀하게 배치할 수 있게 된다.In this case, the thermoelectric element 30 may have a rectangular plate shape. Accordingly, the upper surface and the lower surface of each thermoelectric element 30 may be disposed at the lower part of the heat absorption pipe 10 and the upper part of the heat recovery pipe 20 while securing a maximum contact area, respectively, and a plurality of thermoelectric elements 30 ) can be arranged as densely as possible.

본 발명의 일 실시예에서, 복수 개의 열전소자(30)는 열 흡수관로(10) 및 열 회수관로(20)의 종방향을 따라 2열로 나란히 배치되어 있다. 더욱 상세하게, 열전소자(30)는 4개씩 나란히 총 8개가 배치되어 있다. 물론, 열전소자(30)의 배치 형태 및 개수는 예시적인 것이며, 열전소자(30)와 열 흡수관로(10) 및 열 회수관로(20) 사이의 접촉 면적 및 열전소자(30)의 크기 등에 따라 열전소자(30)의 배치 형태 및 개수는 달라질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the plurality of thermoelectric elements 30 are arranged side by side in two rows along the longitudinal direction of the heat absorption pipe 10 and the heat recovery pipe 20 . In more detail, a total of eight thermoelectric elements 30 are arranged side by side by four. Of course, the arrangement shape and number of the thermoelectric elements 30 are exemplary, and depending on the contact area between the thermoelectric element 30 and the heat absorption pipe 10 and the heat recovery pipe 20 and the size of the thermoelectric element 30 , etc. The arrangement shape and number of the thermoelectric elements 30 may vary.

복수 개의 컨버터(40)는 복수 개의 열전소자(30)에 일대일로 대응 연결되어 배치된다. 복수 개의 컨버터(40)는 컨버터 제어부(50)의 제어에 따라 전압을 부스팅할 수 있다. 각 컨버터(40)는 DC 컨버터로 이루어질 수 있다. 복수 개의 컨버터(40)를 통해 전압이 부스팅됨으로써 에너지 저장부(60)에 전기 에너지의 저장이 원활히 이루어질 수 있다.The plurality of converters 40 are disposed in one-to-one correspondence with the plurality of thermoelectric elements 30 . The plurality of converters 40 may boost voltage under the control of the converter controller 50 . Each converter 40 may be a DC converter. Since the voltage is boosted through the plurality of converters 40 , the electrical energy may be smoothly stored in the energy storage unit 60 .

각 컨버터(40)는 컨버터 제어부(50)의 제어에 따라 자신과 일대일로 대응 연결된 열전소자(30)로부터 에너지 저장부(60)로 최대의 전류가 제공되도록 작동한다. 이때, 각 컨버터(40)는 소정의 임계 전압 이상을 유지할 수 있다.Each converter 40 operates so that the maximum current is provided to the energy storage unit 60 from the thermoelectric element 30 that is connected to itself one-to-one according to the control of the converter control unit 50 . At this time, each converter 40 may maintain a predetermined threshold voltage or more.

여기서, 소정의 임계 전압은 에너지 저장부(60)로의 전류의 흐름 및 전기 에너지의 저장이 가능하게 하는 최소한의 전위차를 의미할 수 있다. 소정의 임계 전압은 에너지 저장부(60)의 전기 에너지 저장이 누적되는 과정에서 얻어지는 데이터를 학습하여 결정될 수 있다. 예를 들면, 소정의 임계 전압은 0.7V~1.2V 사이에서 결정될 수 있다.Here, the predetermined threshold voltage may mean a minimum potential difference that enables the flow of current to the energy storage unit 60 and the storage of electrical energy. The predetermined threshold voltage may be determined by learning data obtained in the process of accumulating electrical energy storage in the energy storage unit 60 . For example, the predetermined threshold voltage may be determined between 0.7V and 1.2V.

컨버터 제어부(50)는 복수 개의 컨버터(40)를 제어한다. 컨버터 제어부(50)는 복수 개의 컨버터(40) 각각을 개별적으로 제어할 수 있다.The converter control unit 50 controls the plurality of converters 40 . The converter control unit 50 may individually control each of the plurality of converters 40 .

본 발명의 일 실시예에서, 컨버터 제어부(50)는 각 열전소자(30)로부터 에너지 저장부(60)로 최대의 전류가 제공되도록 각 컨버터(40)를 제어하되, 각 컨버터(40)가 소정의 임계 전압 이상을 유지하도록 제어할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the converter control unit 50 controls each converter 40 so that the maximum current is provided from each thermoelectric element 30 to the energy storage unit 60, but each converter 40 is a predetermined It can be controlled to maintain above the threshold voltage of

본 발명의 일 실시예에서, 복수 개의 열전소자(30)는 직렬로 연결되지 않고 병렬로 배치된다. 이를 통해 에너지 저장부(60)로 유입되는 전류의 양을 늘릴 수 있다. 다만, 복수 개의 열전소자(30)가 병렬 연결될 경우 에너지 저장부(60)로의 전류 유입 및 전기 에너지 저장을 위한 전위차 형성이 어려울 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에 의할 경우 복수 개의 컨버터(40)가 복수 개의 열전소자(30)에 일대일로 대응되어 배치되어 전압 부스팅을 수행함으로써 이러한 문제를 해결할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the plurality of thermoelectric elements 30 are not connected in series but are arranged in parallel. Through this, the amount of current flowing into the energy storage unit 60 may be increased. However, when a plurality of thermoelectric elements 30 are connected in parallel, it may be difficult to introduce a current into the energy storage unit 60 and form a potential difference for storing electrical energy. ) is arranged in a one-to-one correspondence with the plurality of thermoelectric elements 30 to perform voltage boosting, thereby solving this problem.

본 발명의 일 실시예에서, 복수 개의 컨버터(40) 및 컨버터 제어부(50)는 열 회수관로(20)의 하부에 배치될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 복수 개의 컨버터(40) 및 컨버터 제어부(50)는 열 회수관로 커버(22)의 하부에 형성된 수용 공간 내에 배치될 수 있다. 더 나아가 복수 개의 컨버터(40) 및 컨버터 제어부(50)는 상기 수용 공간에 배치되는 인쇄회로기판(미도시) 상에 구비될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the plurality of converters 40 and the converter control unit 50 may be disposed under the heat recovery pipe 20 . As will be described later, the plurality of converters 40 and the converter control unit 50 may be disposed in an accommodating space formed under the heat recovery pipe cover 22 . Furthermore, the plurality of converters 40 and the converter control unit 50 may be provided on a printed circuit board (not shown) disposed in the accommodation space.

에너지 저장부(60)는 복수 개의 열전소자로부터 상기 복수 개의 컨버터를 거쳐 상기 전류를 제공받아 전기 에너지로 저장한다. 에너지 저장부(60)는 전기 에너지를 저장하는 전지(예를 들면, 2차 전지)를 포함할 수 있다.The energy storage unit 60 receives the current from a plurality of thermoelectric elements through the plurality of converters and stores the current as electrical energy. The energy storage unit 60 may include a battery (eg, a secondary battery) for storing electrical energy.

본 발명의 일 실시예에서, 에너지 저장부(60)는 전지와 더불어 전류 센서 및 DC-DC 컨버터 등을 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the energy storage unit 60 may further include a current sensor and a DC-DC converter in addition to the battery.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기열 발전 장치는 복수 개의 열전소자(30)와 연결된 전압/전류 센서(70)를 더 포함할 수 있다. 전압/전류 센서(70)는 복수 개의 열전소자(30)에서 발생하는 전류 및/또는 전압을 센싱한다. 전압/전류 센서(70)에 의해 센싱된 열전소자(30)의 전류 및/또는 전압은 컨버터 제어부(50)로 전달되어 제어를 위한 자료로 활용될 수 있다.Meanwhile, the exhaust heat generator according to an embodiment of the present invention may further include a voltage/current sensor 70 connected to a plurality of thermoelectric elements 30 . The voltage/current sensor 70 senses current and/or voltage generated by the plurality of thermoelectric elements 30 . The current and/or voltage of the thermoelectric element 30 sensed by the voltage/current sensor 70 may be transmitted to the converter control unit 50 and used as data for control.

본 발명의 일 실시예에 따른 배기열 발전 장치는 앞서 살펴본 구성들 외에 열 회수관로(20) 내 공기 유동량 및 배출량을 조절하기 위해, 대류 팬(80), 대류 팬 제어부(90), 유입구측 온도 센서(100), 유출구측 온도 센서(110) 및 대기 온도 센서(120)를 더 포함할 수 있다.In the exhaust heat generator according to an embodiment of the present invention, in addition to the above-described configurations, the convection fan 80 , the convection fan controller 90 , and the inlet side temperature sensor are configured to control the amount of air flow and discharge in the heat recovery pipe 20 . (100), the outlet side temperature sensor 110 and the air temperature sensor 120 may be further included.

대류 팬(80)은 열 회수관로(20)의 유입구(211) 측에 배치된다. 대류 팬(80)은 대류 팬 제어부(90)의 제어에 따라 회전 속도가 조절된다. 대류 팬(80)의 회전 속도에 따라 열 회수관로(20) 내로 유입되어 유동하는 공기 유동량, 열 회수관로(20)의 외부로 배출되는 공기의 배출량이 달라진다.The convection fan 80 is disposed on the inlet 211 side of the heat recovery pipe 20 . The rotation speed of the convection fan 80 is adjusted according to the control of the convection fan controller 90 . The amount of air flowing into and flowing into the heat recovery pipe 20 and the amount of air discharged to the outside of the heat recovery pipe 20 vary according to the rotation speed of the convection fan 80 .

열 회수관로(20) 내로 유입된 공기는 열 흡수관로(10)로 유입된 배기열 가운데 복수 개의 열전소자(30)로 전달되어 전력 생산에 활용된 열을 제외하고 나머지를 전달받을 수 있다. 열 회수관로(20) 내로 유입된 공기는 전달되는 배기열을 통해 데워져서 외부로 배출되며, 난방 용도로 재활용될 수 있다.The air introduced into the heat recovery pipe line 20 is transferred to the plurality of thermoelectric elements 30 among the exhaust heat introduced into the heat absorption pipe line 10 to receive the remainder except for heat used for power generation. The air introduced into the heat recovery pipe 20 is heated through the transferred exhaust heat and discharged to the outside, and may be recycled for heating purposes.

대류 팬 제어부(90)는 대류 팬(80)을 제어하여 열 회수관로(20) 내 공기 유동량 및 배출량을 조절한다. 대류 팬 제어부(90)는 설정된 난방 온도 등에 맞추어 대류 팬(80)을 제어할 수 있다.The convection fan control unit 90 controls the convection fan 80 to adjust the amount of air flow and discharge in the heat recovery pipe 20 . The convection fan control unit 90 may control the convection fan 80 according to a set heating temperature or the like.

유입구측 온도 센서(100)는 열 회수관로(20)의 유입구(211)측에 배치되어 유입구(211)측의 온도를 측정한다. 유출구측 온도 센서(110)는 열 회수관로(20)의 유출구(213)측에 배치되어 유출구(213)측의 온도를 측정한다. 또한, 대기 온도 센서(120)는 열 회수관로(20)의 외부에 배치되어 열 회수관로(20) 주변의 대기 온도를 측정할 수 있다.The inlet side temperature sensor 100 is disposed on the inlet 211 side of the heat recovery pipe 20 to measure the temperature of the inlet 211 side. The outlet side temperature sensor 110 is disposed on the outlet 213 side of the heat recovery pipe 20 to measure the temperature at the outlet 213 side. In addition, the atmospheric temperature sensor 120 may be disposed outside the heat recovery pipe 20 to measure the ambient temperature around the heat recovery pipe 20 .

유입구측 온도 센서(100), 유출구측 온도 센서(110) 및 대기 온도 센서(120)에 의해 측정된 온도 정보는 대류 팬 제어부(90)로 전달될 수 있다. 다시 말하면, 대류 팬 제어부(90)는 유입구측 온도 센서(100), 유출구측 온도 센서(110) 및 대기 온도 센서(120)에 의해 측정된 온도 정보를 대류 팬(80)의 제어에 활용할 수 있다.Temperature information measured by the inlet side temperature sensor 100 , the outlet side temperature sensor 110 , and the atmospheric temperature sensor 120 may be transmitted to the convection fan controller 90 . In other words, the convection fan control unit 90 may utilize the temperature information measured by the inlet side temperature sensor 100 , the outlet side temperature sensor 110 , and the atmospheric temperature sensor 120 to control the convection fan 80 . .

본 발명의 일 실시예에 따른 배기열 발전 장치는 전술한 구성들 외에 열 흡수관로(10)로 유입되는 배기열의 양을 조절하기 위해, 배기 조절 벤트(130), 믹싱 팬(140), 믹싱 팬 제어부(150), 유입구측 온도 센서(160) 및 유출구측 온도 센서(170)를 더 포함할 수 있다.In the exhaust heat generator according to an embodiment of the present invention, in order to control the amount of exhaust heat flowing into the heat absorption pipe 10 in addition to the above-described components, the exhaust control vent 130 , the mixing fan 140 , and the mixing fan controller 150 , it may further include an inlet-side temperature sensor 160 and an outlet-side temperature sensor 170 .

배기 조절 벤트(130)는 열 흡수관로(10)의 유입구(111)측에 배치된다. 배기 조절 벤트(130)는 열 흡수 제어부(150)의 제어에 따라서 유입구(111)의 단면적을 조절하여 배기관로를 통해 열 흡수관로(10)로 유입되는 배기열의 양을 조절할 수 있다.The exhaust control vent 130 is disposed on the inlet 111 side of the heat absorption pipe 10 . The exhaust control vent 130 may adjust the amount of exhaust heat flowing into the heat absorption pipe 10 through the exhaust pipe by adjusting the cross-sectional area of the inlet 111 according to the control of the heat absorption controller 150 .

믹싱 팬(140)은 배기관로를 통해 배출되는 배기열과 외부의 대기를 믹싱한다. 믹싱 팬(140)은 열 흡수관로(10)의 주변에 배치될 수 있다. 믹싱 팬(140)은 열 흡수 제어부(150)의 제어에 따라서 배기관로를 통해 배출되는 배기열과 외부의 대기를 믹싱함으로써 열 흡수관로(10)로 유입되는 배기열의 양을 조절한다.The mixing fan 140 mixes the exhaust heat discharged through the exhaust pipe and the external atmosphere. The mixing pan 140 may be disposed around the heat absorption pipe 10 . The mixing fan 140 adjusts the amount of exhaust heat flowing into the heat absorption pipe 10 by mixing the exhaust heat discharged through the exhaust pipe with the external atmosphere according to the control of the heat absorption controller 150 .

본 발명의 일 실시예에서, 믹싱 팬(140)은 배기 조절 벤트(130)만으로 열 흡수관로(10)로 유입되는 배기열의 조절이 어려울 때 보조적으로 작동하도록 구비될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the mixing fan 140 may be provided to operate auxiliary when it is difficult to control the exhaust heat flowing into the heat absorption pipe 10 only with the exhaust control vent 130 .

열 흡수 제어부(150)는 배기 조절 벤트(130)를 제어하여 열 흡수관로(10)로 유입되는 배기열의 양을 조절하는 를 더 포함할 수 있다. 또한, 열 흡수 제어부(150)는 배기 조절 벤트(130)와 더불어 믹싱 팬(140)을 제어할 수 있다.The heat absorption control unit 150 may further include controlling the exhaust control vent 130 to control the amount of exhaust heat flowing into the heat absorption pipe line 10 . In addition, the heat absorption control unit 150 may control the mixing fan 140 together with the exhaust control vent 130 .

유입구측 온도 센서(160)는 열 흡수관로(10)의 유입구(111)측에 배치되어 유입구(111)측의 온도를 측정한다. 유출구측 온도 센서(170)는 열 흡수관로(10)의 유출구(113)측에 배치되어 유출구(113)측의 온도를 측정한다.The inlet side temperature sensor 160 is disposed on the inlet 111 side of the heat absorption pipe 10 to measure the temperature of the inlet 111 side. The outlet side temperature sensor 170 is disposed on the outlet 113 side of the heat absorption pipe 10 to measure the temperature at the outlet 113 side.

유입구측 온도 센서(160) 및 유출구측 온도 센서(170)에 의해 측정된 온도 정보는 열 흡수 제어부(150)로 전달될 수 있다. 즉, 열 흡수 제어부(150)는 유입구측 온도 센서(160) 및 유출구측 온도 센서(170)에 의해 측정된 온도 정보를 배기 조절 벤트(130) 및/또는 믹싱 팬(140)의 제어에 활용할 수 있다.Temperature information measured by the inlet side temperature sensor 160 and the outlet side temperature sensor 170 may be transmitted to the heat absorption control unit 150 . That is, the heat absorption control unit 150 may utilize the temperature information measured by the inlet side temperature sensor 160 and the outlet side temperature sensor 170 to control the exhaust control vent 130 and/or the mixing fan 140 . have.

도 2 내지 도 5에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기열 발전 장치는 열 흡수관로(10), 열 회수관로(20) 및 복수 개의 열전소자(30)를 적층 배치하고, 외부의 충격, 습기, 이물질 등으로부터 보호하는 케이스(1000)를 더 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 2 to 5 , in the exhaust heat generator according to an embodiment of the present invention, a heat absorption pipe line 10 , a heat recovery pipe line 20 and a plurality of thermoelectric elements 30 are stacked and arranged, and the external It may further include a case 1000 that protects against impact, moisture, foreign substances, and the like.

본 발명의 일 실시예에서, 케이스(1000)는 하부 케이스(1100) 및 상부 케이스(1200)를 포함할 수 있다. 하부 케이스(1100)는 상부가 개방된 용기로 형성되고, 상부 케이스(1200)는 하부가 개방된 용기로 형성되어 하부 케이스(1100)와 상부 케이스(1200)가 결합된 상태에서 내부에 배치 공간이 형성된다.In an embodiment of the present invention, the case 1000 may include a lower case 1100 and an upper case 1200 . The lower case 1100 is formed as a container with an open upper portion, and the upper case 1200 is formed as a container with an open lower portion, so that there is an arrangement space therein in a state in which the lower case 1100 and the upper case 1200 are combined. is formed

케이스(1000) 내부에 형성되는 배치 공간에는 열 흡수관로(10), 열 회수관로(20) 및 복수 개의 열전소자(30)가 적층 구조를 이루며 배치될 수 있다. 더욱 상세하게, 배치 공간의 바닥면에서 일정 높이 이격된 위치에 열 회수관로(20)가 배치되고, 열 회수관로(20) 상면에 복수 개의 열전소자(30)가 배치되며, 복수 개의 열전소자(30) 위에 열 흡수관로(10)가 배치된다.In the arrangement space formed inside the case 1000 , the heat absorption pipe 10 , the heat recovery pipe 20 , and the plurality of thermoelectric elements 30 may be disposed in a stacked structure. More specifically, the heat recovery pipe 20 is disposed at a position spaced apart from the bottom surface of the arrangement space by a predetermined height, and a plurality of thermoelectric elements 30 are disposed on the upper surface of the heat recovery pipe 20, and a plurality of thermoelectric devices ( 30) A heat absorption pipe 10 is disposed on it.

하부 케이스(1100)는 전방과 후방에 하측으로 만입된 만입부(1110)를 포함하고, 상부 케이스(1200)는 전방과 후방에 상측으로 만입된 만입부(1210)를 포함한다. 하부 케이스(1100)와 상부 케이스(1200)가 결합된 상태에서 만입부(1110, 1210)는 열 흡수관로(10)의 유입구(111) 및 유출구(113), 열 회수관로(20)의 유입구(211) 및 유출구(213)가 노출되는 장공을 형성한다.The lower case 1100 includes the indentation portions 1110 indented downward at the front and rear, and the upper case 1200 includes the indentations 1210 indented upwards at the front and rear. In a state in which the lower case 1100 and the upper case 1200 are coupled, the indents 1110 and 1210 are the inlet 111 and outlet 113 of the heat absorption pipe 10, the inlet of the heat recovery pipe 20 ( 211) and the outlet 213 to form a long hole exposed.

한편, 하부 케이스(1100)는 바닥면에서 상부로 돌출된 격벽(1130)을 포함한다. 격벽(1130)에 의해 둘러싸인 공간의 상부에는 열 회수관로 커버(22)가 배치될 수 있다. 즉, 하부 케이스(1100)의 내부에는 격벽(1130)에 의해 둘러싸인 별도의 수용 공간이 구획될 수 있으며, 상기 수용 공간의 상부에 열 회수관로(20)가 배치될 수 있다.Meanwhile, the lower case 1100 includes a partition wall 1130 protruding upward from the bottom surface. A heat recovery pipe path cover 22 may be disposed on the upper portion of the space surrounded by the partition wall 1130 . That is, a separate accommodating space surrounded by the partition wall 1130 may be partitioned inside the lower case 1100 , and the heat recovery pipe 20 may be disposed above the accommodating space.

상기 수용 공간에는 복수 개의 컨버터(40) 및 컨버터 제어부(50) 등의 구성이 배치될 수 있다. 더욱 상세하게, 복수 개의 컨버터(40) 및 컨버터 제어부(50) 등은 상기 수용 공간에 배치되는 인쇄회로기판(미도시) 상에 구비될 수 있다.Components such as a plurality of converters 40 and a converter control unit 50 may be disposed in the accommodating space. In more detail, the plurality of converters 40 and the converter controller 50 may be provided on a printed circuit board (not shown) disposed in the accommodation space.

상기 수용 공간 내에 복수 개의 컨버터(40) 및 컨버터 제어부(50) 등의 구성이 배치될 경우 복수 개의 열전소자(30) 등과의 연결을 위한 배선이 상기 수용 공간 외부로 인출될 필요가 있다. 이러한 배선을 위하여 상기 수용 공간을 구획하는 격벽(1130)은 하측으로 함입 형성된 하나 이상의 만입부(1140)를 가질 수 있다.When components such as the plurality of converters 40 and the converter control unit 50 are disposed in the accommodating space, wires for connecting the plurality of thermoelectric elements 30 and the like need to be drawn out of the accommodating space. For such wiring, the partition wall 1130 dividing the accommodation space may have one or more indentations 1140 recessed downward.

또한, 상기 수용 공간을 구획하는 격벽(1130)의 상단에는 열 회수관로 커버(22)의 측벽(222)이 삽입될 수 있도록 삽입홈(1150)이 구비될 수 있다. 열 회수관로 커버(22)의 측벽(222)이 삽입홈(1150)에 삽입되어 고정될 경우 열 회수관로(20)가 케이스(1000) 내에서 안정적으로 고정될 수 있으며, 이에 따라 열 회수관로(20), 복수 개의 열전소자(30) 및 열 흡수관로(10)의 적층 구조가 안정적으로 유지될 수 있다.In addition, an insertion groove 1150 may be provided at the upper end of the partition wall 1130 dividing the receiving space so that the side wall 222 of the heat recovery pipe path cover 22 can be inserted. When the side wall 222 of the heat recovery pipe cover 22 is inserted and fixed into the insertion groove 1150, the heat recovery pipe 20 can be stably fixed in the case 1000, and accordingly, the heat recovery pipe line ( 20), the stacked structure of the plurality of thermoelectric elements 30 and the heat absorption pipe 10 may be stably maintained.

한편, 본 발명의 일 실시예에서, 상부 케이스(1200)는 상면에 통공(1220)을 구비한다. 통공(1220)에는 믹싱 팬(140)이 삽입 배치될 수 있다.On the other hand, in one embodiment of the present invention, the upper case 1200 is provided with a through hole 1220 in the upper surface. The mixing pan 140 may be inserted into the through hole 1220 .

이상 살펴본 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 열을 흡수하여 전류로 변환하는 열전소자(30) 복수개를 병렬 배치하되 복수 개의 열전소자(30)와 일대일로 대응되어 배치되는 컨버터(40)를 통해 배기열을 이용한 전기 에너지의 생산이 효율적으로 이루어질 있게 된다.As described above, according to an embodiment of the present invention, a plurality of thermoelectric elements 30 that absorb heat and convert into electric current are arranged in parallel, but the converter 40 is arranged in a one-to-one correspondence with the plurality of thermoelectric elements 30 . Through this, the production of electric energy using exhaust heat can be made efficiently.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 케이스(1000) 내에 열 흡수관로(10), 열 회수관로(20) 및 복수 개의 열전소자(30)의 적층 구조를 용이하게 구현할 수 있을 뿐만 아니라 컨버터(40) 및 컨터버 제어부(50) 등의 배치 및 배선을 효율적으로 구현할 수 있다. 더 나아가 케이스(1000)를 통해 외부 충격, 수분, 이물질 등으로부터 안정성을 확보할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to easily implement a stacked structure of the heat absorption pipe 10 , the heat recovery pipe 20 , and the plurality of thermoelectric elements 30 in the case 1000 as well as the converter ( 40) and the arrangement and wiring of the converter control unit 50 and the like can be efficiently implemented. Furthermore, it is possible to secure stability from external shocks, moisture, foreign substances, and the like through the case 1000 .

본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 의해 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.Although one embodiment of the present invention has been described, the spirit of the present invention is not limited by the embodiments presented herein, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention can add components, within the scope of the same spirit, Other embodiments may be easily proposed by changes, deletions, additions, etc., but these will also fall within the scope of the present invention.

10: 열 흡수관로 20: 열 회수관로
30: 열전소자 40: 복수 개의 컨버터
50: 컨버터 제어부10: heat absorption pipe line 20: heat recovery pipe line
30: thermoelectric element 40: a plurality of converters
50: converter control unit

Claims (10)

배기열이 배출되는 배기관로와 연결되어 배치되는 열 흡수관로;
상기 열 흡수관로와 적층 구조를 이루되, 대기 중의 공기가 유입되어 상기 열 흡수관로를 통과하는 배기열을 흡수하여 배출되도록 배치되는 열 회수관로;
상기 열 흡수관로와 상기 열 회수관로 사이에 배치되어 상기 배기열을 흡수하여 전류로 변환하도록 병렬 배치되는 복수 개의 열전소자;
상기 복수 개의 열전소자에 일대일로 대응 연결되어 배치되는 복수 개의 컨버터;
상기 복수 개의 컨버터를 제어하는 컨버터 제어부 및
상기 복수 개의 열전소자로부터 상기 복수 개의 컨버터를 거쳐 상기 전류를 제공받아 전기 에너지로 저장하는 에너지 저장부를 포함하는 배기열 발전 장치.a heat absorption pipe path disposed in connection with an exhaust pipe path through which exhaust heat is discharged;
a heat recovery pipe configured to form a stacked structure with the heat absorption pipe, the heat recovery pipe being disposed so that air in the atmosphere is introduced and exhaust heat passing through the heat absorption pipe is absorbed and discharged;
a plurality of thermoelectric elements disposed between the heat absorption pipe path and the heat recovery pipe path and arranged in parallel to absorb the exhaust heat and convert it into current;
a plurality of converters arranged in a one-to-one correspondence with the plurality of thermoelectric elements;
a converter control unit for controlling the plurality of converters; and
and an energy storage unit configured to receive the current from the plurality of thermoelectric elements through the plurality of converters and store the current as electrical energy. 제 1 항에 있어서,
상기 열 흡수관로의 하부에 상기 열 회수관로가 배치되고, 상기 복수 개의 열전소자는 상기 열 흡수관로와 상기 열 회수관로 사이에 배치되는 배기열 발전 장치.The method of claim 1,
The heat recovery pipe is disposed below the heat absorption pipe, and the plurality of thermoelectric elements are disposed between the heat absorption pipe and the heat recovery pipe. 제 2 항에 있어서,
상기 열 흡수관로의 하부 및 상기 열 회수관로의 상부는 평평하게 형성되고, 상기 복수 개의 열전소자는 상면이 상기 열 흡수관로의 하부에 접하고 하면이 상기 열 회수관로의 상부에 접하여 배치되는 배기열 발전 장치.3. The method of claim 2,
The lower portion of the heat absorption tube and the upper portion of the heat recovery tube are formed to be flat, and the plurality of thermoelectric elements have an upper surface in contact with a lower portion of the heat absorption tube passage and a lower surface in contact with the upper portion of the heat recovery tube passage. . 제 3 항에 있어서,
상기 복수 개의 열전소자는 상기 열 흡수관로 및 상기 열 회수관로의 종방향을 따라 2열로 나란히 배치되는 배기열 발전 장치.4. The method of claim 3,
The plurality of thermoelectric elements are arranged side by side in two rows along the longitudinal direction of the heat absorption pipe path and the heat recovery pipe path. 제 3 항에 있어서,
상기 복수 개의 컨버터 및 상기 컨버터 제어부는 상기 열 회수관로의 하부에 배치되는 배기열 발전 장치.4. The method of claim 3,
The plurality of converters and the converter control unit are disposed below the heat recovery pipe path. 제 1 항에 있어서,
상기 복수 개의 컨버터는 상기 컨버터 제어부의 제어에 따라 전압을 부스팅하는 배기열 발전 장치.The method of claim 1,
The plurality of converters is an exhaust heat generator for boosting a voltage under the control of the converter control unit. 제 6 항에 있어서,
상기 컨버터 제어부는 각 상기 열전소자로부터 상기 에너지 저장부로 최대의 전류가 제공되도록 각 상기 컨버터를 제어하되, 각 상기 컨버터가 소정의 임계 전압 이상을 유지하도록 제어하는 배기열 발전 장치.7. The method of claim 6,
The converter control unit controls each of the converters to provide a maximum current from each of the thermoelectric elements to the energy storage unit, and controls each of the converters to maintain a predetermined threshold voltage or higher. 제 1 항에 있어서,
상기 열 흡수관로의 유입구 측에 배치되는 배기 조절 벤트 및
상기 배기 조절 벤트를 제어하여 상기 열 흡수관로로 유입되는 배기열의 양을 조절하는 열 흡수 제어부를 더 포함하는 배기열 발전 장치.The method of claim 1,
an exhaust control vent disposed on the inlet side of the heat absorption pipe; and
and a heat absorption controller configured to control the exhaust control vent to control the amount of exhaust heat flowing into the heat absorption pipe path. 제 8 항에 있어서,
상기 배기관로를 통해 배출되는 배기열과 외부의 대기를 믹싱하는 믹싱 팬을 더 포함하고,
상기 열 흡수 제어부는 상기 배기 조절 벤트와 더불어 상기 믹싱 팬을 제어하는 배기열 발전 장치.9. The method of claim 8,
Further comprising a mixing fan for mixing the exhaust heat discharged through the exhaust pipe and the external atmosphere,
The heat absorption control unit controls the mixing fan together with the exhaust control vent. 제 1 항에 있어서,
상기 열 회수관로의 유입구 측에 배치되는 대류 팬 및
상기 대류 팬을 제어하여 상기 열 회수관로 내 공기 유동량 및 배출량을 조절하는 대류 팬 제어부를 더 포함하는 배기열 발전 장치.The method of claim 1,
a convection fan disposed on the inlet side of the heat recovery pipe; and
and a convection fan control unit controlling the convection fan to adjust an air flow amount and a discharge amount in the heat recovery pipe path.
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