KR20220143200A - An apparatus for recycling waste heat and a system for recycling waste heat including the same - Google Patents

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KR20220143200A KR1020210048962A KR20210048962A KR20220143200A KR 20220143200 A KR20220143200 A KR 20220143200A KR 1020210048962 A KR1020210048962 A KR 1020210048962A KR 20210048962 A KR20210048962 A KR 20210048962A KR 20220143200 A KR20220143200 A KR 20220143200A
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Abstract

The present invention provides a waste heat recovery device. The purpose of the present invention is to provide the waste heat recovery device capable of generating power with high efficiency and a waste heat recovery system including the same. The waste heat recovery device includes: a housing installed to be adjacent to a waste heat source provided in a ship or a marine structure; a first thermoelectric generation module installed on one side of the circumference of the housing, and generating electricity by using temperature difference between a high-temperature side and a low-temperature side, wherein the first thermoelectric generation module has a predetermined power generation temperature range with high power generation efficiency; a second thermoelectric generation module installed on the other side of the circumference of the housing, and having the power generation temperature range different from that of the first thermoelectric generation module; a housing arranging member moving the housing to arrange at least one of the first thermoelectric generation module and the second thermoelectric generation module so that at least one of the first thermoelectric generation module and the second thermoelectric generation module faces the waste heat source; and a control unit operating the housing arranging member to arrange the thermoelectric generation module having the power generation temperature range corresponding to the temperature of the waste heat source, among the first and second thermoelectric generation module so that the thermoelectric generation module having the power generation temperature range corresponding to the temperature of the waste heat source faces the waste heat source.

Description

폐열 회수 장치 및 이를 포함하는 폐열 회수 시스템{AN APPARATUS FOR RECYCLING WASTE HEAT AND A SYSTEM FOR RECYCLING WASTE HEAT INCLUDING THE SAME}Waste heat recovery device and waste heat recovery system including same

본 발명은 폐열 회수 장치 및 이를 포함하는 폐열 회수 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선박 또는 해양구조물에 용이하게 적용될 수 있는 폐열 회수 장치 및 이를 포함하는 폐열 회수 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a waste heat recovery device and a waste heat recovery system including the same, and more particularly, to a waste heat recovery device that can be easily applied to a ship or an offshore structure, and a waste heat recovery system including the same.

일반적으로 선박 또는 해양구조물은 엔진을 작동시켜 발생되는 구동력으로 운항을 도모하고, 터빈을 구비한 발전기를 통해 전력을 생산하여 내부 전력으로 사용할 수 있도록 공급한다.In general, ships or offshore structures are operated by driving power generated by operating an engine, and power is generated through a generator equipped with a turbine and supplied to be used as internal power.

여기서, 열에너지로부터 전기에너지를 생산하는 발전기에서는 열에너지를 피스톤이나 터빈을 움직이는 역학적 에너지로 변환시킨 다음, 이를 이용하여 전기에너지를 생산하는 방식을 사용해왔다. Here, in a generator that produces electrical energy from thermal energy, a method of converting thermal energy into mechanical energy that moves a piston or a turbine and then using this to produce electrical energy has been used.

그런데, 이와 같은 방식에 의하면 복잡한 기계적 수단들이 발전기 내에 구성되어야 하므로 제조단가가 높고, 운반이 어려운 문제가 있어, 이에 열에너지를 전기에너지로 변화시키는 열전발전이 고안되었다.However, according to this method, since complex mechanical means must be configured in the generator, the manufacturing cost is high and transportation is difficult. Accordingly, thermoelectric power generation that converts thermal energy into electrical energy has been devised.

열전발전에 사용되는 열전소자는 열과 전기의 상호작용을 나타내는 각종 효과를 이용한 소자의 총칭으로 열전효과는 크게 제백(seeback) 효과와 펠티에(peltier) 효과로 나뉠 수 있다.A thermoelectric device used in thermoelectric power generation is a generic term for devices using various effects representing the interaction between heat and electricity, and the thermoelectric effect can be largely divided into the Seeback effect and the Peltier effect.

제백 효과는 두 금속 또는 반도체 사이에 온도차가 발생하면 두 금속 또는 반도체를 연결하는 폐회로에 전류가 흐르게 되는 열전현상을 나타내고, 펠티에 효과는 이와 반대로 두 금속 또는 반도체에 전류가 흐르도록 하면 전류 방향에 따라 한쪽 단자는 흡열하고, 다른 쪽 단자는 발열을 일으키는 현상이다.The Seebeck effect represents a thermoelectric phenomenon in which current flows in a closed circuit connecting two metals or semiconductors when a temperature difference occurs between two metals or semiconductors. One terminal absorbs heat and the other terminal generates heat.

최근 이러한 열전소자를 이용하여 엔진에서 발생된 고온의 배기가스를 그대로 배출시키지 않고 효율적으로 재사용하기 위한 연구가 다양하게 시도되고 있다.Recently, various studies have been attempted to efficiently reuse the high-temperature exhaust gas generated from the engine using such a thermoelectric element without discharging it as it is.

공개특허 제2013-0110833호(공개일: 2013.10.10) "선박 엔진의 배기 가스를 이용한 열발전장치"Patent Publication No. 2013-0110833 (published on October 10, 2013) "Thermal power generation device using the exhaust gas of a ship engine"

본 발명에서는 폐열 회수 장치 및 이를 포함하는 폐열 회수 시스템, 구체적으로는 선박 또는 해양구조물 내에서 폐열이 발생하는 부분에 용이하게 설치될 수 있고, 발전 온도대역이 다른 복수의 열전발전모듈을 구비하여 폐열의 온도에 따라 적합한 열전발전모듈을 선택적으로 이용함으로써 고효율의 발전을 수행할 수 있는 폐열 회수 장치 및 이를 포함하는 폐열 회수 시스템을 제공하고자 한다.In the present invention, a waste heat recovery device and a waste heat recovery system including the same, specifically, can be easily installed in a part where waste heat is generated in a ship or an offshore structure, and is provided with a plurality of thermoelectric power generation modules having different power generation temperature bands. An object of the present invention is to provide a waste heat recovery device capable of performing high-efficiency power generation by selectively using a suitable thermoelectric power module according to the temperature of the temperature and a waste heat recovery system including the same.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. will be able

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 선박 또는 해양구조물 내에 구비된 폐열원에 인접하여 설치되는 하우징, 하우징의 둘레 일측에 구비되고, 고온측과 저온측의 온도차를 이용하여 전기를 발생시키며, 발전 효율이 높은 소정의 발전 온도대역을 갖는 제1 열전발전모듈, 하우징의 둘레 타측에 구비되고, 제1 열전발전모듈과 다른 발전 온도대역을 갖는 제2 열전발전모듈, 제1 및 제2 열전발전모듈 중 적어도 하나를 폐열원에 대향하게 배치시키도록 하우징을 이동시키는 하우징 배치부재 및 제1 및 제2 열전발전모듈 중, 폐열원의 온도와 대응하는 발전 온도대역을 갖는 열전발전모듈을 폐열원에 대향하게 배치시키도록 하우징 배치부재를 동작시키는 제어부를 포함하는 폐열 회수 장치를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a housing installed adjacent to a waste heat source provided in a ship or an offshore structure, provided on one side of the circumference of the housing, and generates electricity using the temperature difference between the high temperature side and the low temperature side A first thermoelectric power generation module having a predetermined power generation temperature band with high power generation efficiency, a second thermoelectric power generation module provided on the other side of the periphery of the housing, and a second thermoelectric power generation module having a power generation temperature range different from the first thermoelectric power module, first and second A housing arrangement member for moving a housing to dispose at least one of the thermoelectric power modules to face the waste heat source and a thermoelectric power module having a power generation temperature range corresponding to the temperature of the waste heat source among the first and second thermoelectric power modules Provided is a waste heat recovery apparatus including a control unit for operating the housing arrangement member to be disposed opposite to a circle.

또한, 하우징 또는 폐열원이 지나가는 배관에 구비되어, 폐열원의 온도를 검출하는 온도센서를 더 포함하고, 제어부는 온도센서에 의해 검출된 폐열원의 온도에 기초하여, 하우징 배치부재를 제어하는 폐열 회수 장치를 제공한다.In addition, provided in the housing or a pipe through which the waste heat source passes, further comprising a temperature sensor for detecting the temperature of the waste heat source, the control unit is waste heat for controlling the housing arrangement member based on the temperature of the waste heat source detected by the temperature sensor A recovery device is provided.

또한, 선박 또는 해양구조물의 운항 시스템으로부터, 폐열원 정보를 수신하는 통신부를 더 포함하고, 제어부는 통신부에 의해 수신된 폐열원 정보에 기초하여, 하우징 배치부재를 제어하는 폐열 회수 장치를 제공한다.In addition, the apparatus further includes a communication unit for receiving waste heat source information from a navigation system of a ship or offshore structure, wherein the control unit provides a waste heat recovery device for controlling the housing arrangement member based on the waste heat source information received by the communication unit.

또한, 하우징 배치부재에 구비되고, 폐열원과 폐열원에 대향하게 배치된 열전발전모듈의 간격을 조절하도록 하우징을 이동시키는 이송부재를 더 포함하는 폐열 회수 장치를 제공한다.In addition, there is provided a waste heat recovery device provided on the housing arranging member and further comprising a transfer member for moving the housing to adjust a distance between the waste heat source and the thermoelectric power module disposed to face the waste heat source.

또한, 하우징 배치부재는, 폐열원과 인접한 위치에 착탈 가능하게 장착되는 장착부, 장착부에서 하우징을 회전시키도록 구비되는 회전축 및 장착부에 구비되고 제어부의 제어에 따라 동작하여, 제1 및 제2 열전발전모듈 중 적어도 하나를 폐열원에 대향하게 배치시키도록 회전축을 회전시키는 회전구동부를 포함하는 폐열 회수 장치를 제공한다.In addition, the housing arranging member is provided with a mounting unit detachably mounted in a position adjacent to the waste heat source, a rotation shaft provided to rotate the housing in the mounting unit, and the mounting unit and operated under the control of the control unit to operate the first and second thermoelectric power generation units. Provided is a waste heat recovery device including a rotational driving unit for rotating a rotation shaft to dispose at least one of the modules to face the waste heat source.

또한, 이송부재는, 하우징 배치부재에 고정되고 일방향으로 가이드홈이 형성되는 회전프레임 및 회전프레임에 구비되고 제어부의 제어에 따라 동작하여, 폐열원과 폐열원에 대향하게 배치된 열전발전모듈의 간격을 조절하도록 하우징을 가이드홈을 따라 좌우 방향으로 이동시키는 이송구동부를 포함하는 폐열 회수 장치를 제공한다.In addition, the transfer member is fixed to the housing arrangement member and provided in the rotating frame and the rotating frame in which the guide groove is formed in one direction, and operates under the control of the control unit, and the interval between the waste heat source and the thermoelectric power module disposed to face the waste heat source It provides a waste heat recovery device including a transfer driving unit for moving the housing in the left and right direction along the guide groove to control the.

또한, 하우징은 내측이 중공된 파이프 형태로 형성되고, 하우징에 구비되는 제1 및 제2 열전발전모듈은 고온측이 하우징의 외측을 향하고, 저온측이 하우징의 내측을 향하도록 배치되는 폐열 회수 장치를 제공한다.In addition, the housing is formed in the form of a hollow pipe inside, and the first and second thermoelectric power modules provided in the housing are disposed so that the high temperature side faces the outside of the housing and the low temperature side faces the inside of the housing. provides

또한, 하우징의 중공된 내측으로 냉각수를 공급하는 워터 공급라인을 더 포함하는 폐열 회수 장치를 제공한다.In addition, there is provided a waste heat recovery device further comprising a water supply line for supplying cooling water to the hollow inside of the housing.

또한, 하우징의 둘레에서 제1 및 제2 열전발전모듈이 각각 구비되는 일측과 타측을 제외한 부분에 구비되고, 제1 및 제2 열전발전모듈과 발전 온도 대역이 다른 적어도 하나 이상의 열전발전모듈을 더 포함하는 폐열 회수 장치.In addition, at least one thermoelectric power module provided in a portion of the periphery of the housing except for one side and the other side where the first and second thermoelectric power modules are respectively provided, the first and second thermoelectric power modules and the power generation temperature band are different from each other, further A waste heat recovery device comprising.

또한, 하우징은 둘레에 복수의 면이 형성된 다각 파이프 형태로 이루어지고, 각각의 면에 상호 발전 온도대역이 다른 열전발전모듈이 구비되는 폐열 회수 장치를 제공한다.In addition, there is provided a waste heat recovery device in which the housing is formed in the form of a polygonal pipe having a plurality of surfaces formed around it, and thermoelectric power modules having different mutual power generation temperature bands are provided on each surface.

또한, 제1 열전발전모듈은 20℃ 내지 150℃의 발전 온도대역을 가지며, 제2 열전발전모듈은 200℃ 내지 500℃의 발전 온도대역을 갖는 폐열 회수 장치를 제공한다.In addition, the first thermoelectric power module has a power generation temperature range of 20 °C to 150 °C, and the second thermoelectric power module provides a waste heat recovery device having a power generation temperature range of 200 °C to 500 °C.

한편, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에서는, 폐열 회수 장치, 폐열 회수 장치에 의해 생산된 전력의 전압을 변환하는 컨버터 및 컨버터에 의해 변환된 전력을 저장하는 배터리를 포함하는 폐열 회수 시스템을 제공한다.On the other hand, in another aspect of the present invention for solving the above-described problems, a waste heat recovery device, a converter for converting a voltage of power produced by the waste heat recovery device, and a battery for storing the power converted by the converter A waste heat recovery system is provided.

본 발명의 실시예에 따른 폐열 회수 장치는, 간단한 구조로 이루어져, 선박 또는 해양구조물 내에서 폐열이 발생하는 엔진, 이코노마이저, 보일러 또는 가스터빈 등에 용이하게 설치될 수 있고, 발전 온도대역이 다른 복수의 열전발전모듈을 구비하여 폐열의 온도에 따라 적합한 열전발전모듈을 선택적으로 이용함으로써, 고효율의 발전을 수행할 수 있다.The waste heat recovery apparatus according to the embodiment of the present invention has a simple structure and can be easily installed in an engine, economizer, boiler or gas turbine that generates waste heat in a ship or offshore structure, and a plurality of power generation temperature bands with different power generation temperature ranges By providing a thermoelectric power generation module and selectively using a suitable thermoelectric power module according to the temperature of waste heat, high efficiency power generation can be performed.

또한, 상호 대향하게 배치된 폐열원과 열전발전모듈 사이의 간격을 제어할 수 있어 열전발전모듈을 통한 발전 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.In addition, since it is possible to control the distance between the waste heat source and the thermoelectric power module disposed to face each other, it is possible to further improve the power generation efficiency through the thermoelectric power module.

또한, 열전발전모듈에 의해 생산된 전력을 선박 또는 해양구조물 내에서 사용함에 따라 전력을 생산하기 위한 에너지를 효과적으로 절감할 수 있다.In addition, as the power generated by the thermoelectric power generation module is used in a ship or an offshore structure, it is possible to effectively reduce energy for generating power.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned may be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description. will be.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 회수 장치의 구성을 도시한 것이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 회수 장치의 동작 상태를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 회수 장치가 선박 또는 해양구조물 내의 보일러 시스템에 적용된 상태를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 회수 장치의 사용 상태를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 회수 장치의 하우징에 복수의 열전발전모듈이 구비된 것을 도시한 것이다.
1 shows the configuration of a waste heat recovery apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are views illustrating an operating state of a waste heat recovery apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 illustrates a state in which the waste heat recovery apparatus according to an embodiment of the present invention is applied to a boiler system in a ship or an offshore structure.
5 is a view showing a state of use of the waste heat recovery apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a view illustrating that a plurality of thermoelectric power modules are provided in a housing of a waste heat recovery device according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.DETAILED DESCRIPTION The detailed description set forth below in conjunction with the appended drawings is intended to describe exemplary embodiments of the present invention and is not intended to represent the only embodiments in which the present invention may be practiced.

도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략할 수 있고, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용할 수 있다.In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description may be omitted, and the same reference numerals may be used for the same or similar components throughout the specification.

본 발명의 실시예에서, “또는”, “적어도 하나” 등의 표현은 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다.In an embodiment of the present invention, expressions such as “or” and “at least one” may indicate one of the words listed together, or a combination of two or more.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 회수 장치(100)의 구성을 도시한 것이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 회수 장치(100)의 동작 상태를 도시한 것이다.1 shows the configuration of a waste heat recovery device 100 according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are views showing an operating state of the waste heat recovery device 100 according to an embodiment of the present invention. will be.

본 실시예에 따른 폐열 회수 장치(100)는 선박이나, 해양플랜트, 드릴쉽 등의 해양구조물의 내부에 설치되어, 엔진, 이코노마이저, 보일러 또는 가스터빈 등에서 발생되는 폐열을 이용하여 전력을 생산하고, 이를 내부 전력으로 공급함으로써 에너지 효율의 증대를 도모할 수 있다.The waste heat recovery device 100 according to this embodiment is installed inside an offshore structure such as a ship, an offshore plant, or a drill ship, and uses waste heat generated from an engine, an economizer, a boiler or a gas turbine, etc. to produce electric power, By supplying this as internal power, it is possible to increase energy efficiency.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 회수 장치(100)는, 하우징(110), 제1 및 제2 열전발전모듈(120,130), 하우징 배치부재(140), 이송부재(150), 온도센서(160) 및 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.1 to 3 , a waste heat recovery apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a housing 110 , first and second thermoelectric power generation modules 120 and 130 , a housing arrangement member 140 , and transport. It may include a member 150, a temperature sensor 160, and a controller (not shown).

하우징(110)은 선박 또는 해양구조물 내에 구비된 폐열원에 인접하여 설치될 수 있고, 양측면에 각각 열전발전모듈(120,130)이 구비될 수 있다.The housing 110 may be installed adjacent to a waste heat source provided in a ship or offshore structure, and thermoelectric power generation modules 120 and 130 may be provided on both sides, respectively.

일 예로써, 본 실시예에서는 엔진에서 배출되는 고온의 배기가스 또는 보일러에서 발생되는 고온의 스팀 등을 폐열원으로 이용할 수 있으며, 하우징(110)은 배기가스나 스팀이 유동하는 배관(p)에 인접하여 설치될 수 있다.As an example, in this embodiment, high-temperature exhaust gas discharged from an engine or high-temperature steam generated from a boiler can be used as a waste heat source, and the housing 110 is connected to the pipe p through which the exhaust gas or steam flows. It can be installed adjacently.

이때, 엔진 자체에서 발생되는 열을 폐열원으로 이용하는 경우 열전발전모듈(120,130)이 구비된 하우징(110)을 엔진에 인접하여 설치할 수 있다. In this case, when the heat generated by the engine itself is used as a waste heat source, the housing 110 provided with the thermoelectric power generation modules 120 and 130 may be installed adjacent to the engine.

구체적으로, 하우징(110)은 내측이 중공된 다각 파이프 형태로 형성될 수 있고, 일측에 제1 열전발전모듈(120)이 구비되고 타측에는 제1 열전발전모듈(120)과 특성이 다른 제2 열전발전모듈(130)이 구비될 수 있다.Specifically, the housing 110 may be formed in a polygonal pipe shape with a hollow inside, a first thermoelectric power module 120 is provided on one side, and a second thermoelectric power module 120 having different characteristics from the first thermoelectric power module 120 on the other side. A thermoelectric power module 130 may be provided.

이와 같은 열전발전모듈(120,130)은 선박 또는 해양구조물 내 폐열원에서 발생된 열을 이용하여 전력을 생산할 수 있는데, 열전발전모듈(120,130)에는 고온측과 저온측의 온도차를 이용하여 전기를 발생시키는 복수의 열전소자(121,131)가 구비될 수 있다.Such thermoelectric power generation modules 120 and 130 can produce electric power using heat generated from waste heat sources in ships or offshore structures. A plurality of thermoelectric elements 121 and 131 may be provided.

여기서, 열전소자(121,131)의 경우 그 재질에 따라 각각 온도별로 성능이 달라지기 때문에, 발전 효율이 높은 특정 온도대역(이하, '발전 온도대역' 이라 함.)을 가지며, 나머지 온도대역에서는 발전 효율이 낮아지는 특성이 있다.Here, in the case of the thermoelectric elements 121 and 131, since performance varies for each temperature according to the material thereof, they have a specific temperature range (hereinafter, referred to as 'power generation temperature range') with high power generation efficiency, and power generation efficiency in the remaining temperature range. It has a lowering characteristic.

본 실시예에서는 제1 열전발전모듈(120)에 구비된 열전소자(121)의 발전 온도대역에 비해 제2 열전발전모듈(130)에 구비된 열전소자(131)의 발전 온도대역이 더 높게 구성될 수 있다.In this embodiment, the power generation temperature band of the thermoelectric element 131 provided in the second thermoelectric power module 130 is higher than the power generation temperature band of the thermoelectric element 121 provided in the first thermoelectric power generation module 120 is higher. can be

일 예로써, 엔진 또는 보일러의 상태에 따라 달라지는 배기가스나 스팀 등의 온도에 대응하여 효율적인 발전을 수행하도록, 제1 열전발전모듈(120)은 20℃ 내지 150℃의 발전 온도대역을 갖는 열전소자(121)를 구비할 수 있고, 제2 열전발전모듈(130)은 200℃ 내지 500℃의 발전 온도대역을 갖는 열전소자(131)를 구비할 수 있다.As an example, the first thermoelectric power generation module 120 is a thermoelectric element having a power generation temperature range of 20° C. to 150° C. so as to efficiently generate power in response to the temperature of exhaust gas or steam that varies depending on the state of the engine or boiler. 121 may be provided, and the second thermoelectric power module 130 may include a thermoelectric element 131 having a power generation temperature range of 200°C to 500°C.

또한, 본 실시예에서는 제1 열전발전모듈(120)이 하우징(110)의 둘레 일측에 구비되고, 제2 열전발전모듈(130)이 하우징(110)의 둘레 타측에 구비될 수 있는데, 일 예로써, 하우징(110)이 사각으로 형성된 경우, 하우징(110)의 일측 한 면에 제1 열전발전모듈(120)이 구비되고, 반대편인 타측 한 면에 제2 열전발전모듈(130)이 구비될 수 있다.In addition, in this embodiment, the first thermoelectric power module 120 may be provided on one side of the circumference of the housing 110 , and the second thermoelectric power module 130 may be provided on the other side of the circumference of the housing 110 , for example. Thus, when the housing 110 is formed in a square shape, the first thermoelectric power module 120 is provided on one side of the housing 110 and the second thermoelectric power module 130 is provided on the other side opposite to that of the housing 110 . can

또한, 다른 예로써, 하우징(110)의 육각으로 형성된 경우, 외측면의 절반 부위인 일측 세 면에 제1 열전발전모듈(120)이 구비될 수 있고, 나머지 절반 부위인 타측의 세 면에 제2 열전발전모듈(130)이 구비될 수 있다.In addition, as another example, when the housing 110 is formed in a hexagonal shape, the first thermoelectric power module 120 may be provided on three surfaces of one side that is a half portion of the outer surface, and the first thermoelectric power generation module 120 may be provided on three surfaces of the other side that is the other half portion. Two thermoelectric power modules 130 may be provided.

각각의 제1 및 제2 열전발전모듈(120,130)은 고온측이 하우징(110)의 외측을 향하고 저온측은 하우징(110)의 내측을 향하도록 배치되어, 고온측과 저온측의 온도차를 이용하여 전력을 생산할 수 있다.Each of the first and second thermoelectric power generation modules 120 and 130 is disposed such that the high temperature side faces the outside of the housing 110 and the low temperature side faces the inside of the housing 110 , and power is generated using the temperature difference between the high temperature side and the low temperature side. can produce

이때, 하우징(110)에는 냉각수가 유동하는 워터 공급라인(w)이 연결되어, 워터 공급라인(w)을 통하여 하우징(110)의 중공된 내측으로 냉각수가 유동할 수 있다.At this time, a water supply line w through which the cooling water flows is connected to the housing 110 so that the cooling water can flow into the hollow inside of the housing 110 through the water supply line w.

여기서, 냉각수는 해수(Sea Water) 또는 해수에서 변환된 청수(Fresh Water)를 이용할 수 있고, 선박 또는 해양구조물 내에 구비된 보일러 시스템 또는 냉각 시스템 등으로부터 공급받을 수 있다.Here, the cooling water may use sea water or fresh water converted from sea water, and may be supplied from a boiler system or a cooling system provided in a ship or an offshore structure.

하우징 배치부재(140)는 제1 및 제2 열전발전모듈(120,130) 중 적어도 하나를 폐열원에 대향하게 배치시키도록 하우징(110)을 이동시킬 수 있다.The housing arrangement member 140 may move the housing 110 to dispose at least one of the first and second thermoelectric power modules 120 and 130 to face the waste heat source.

구체적으로, 하우징 배치부재(140)는 폐열원과 인접한 위치에 착탈 가능하게 장착되는 장착부(141)와, 장착부(141)에서 하우징(110)을 회전시키도록 구비되는 회전축(142)과, 장착부(141)에 구비되어 회전축(142)에 회전력을 전달하는 회전구동부(143)를 포함할 수 있다.Specifically, the housing arrangement member 140 includes a mounting part 141 that is detachably mounted in a position adjacent to the waste heat source, a rotation shaft 142 provided to rotate the housing 110 in the mounting part 141, and a mounting part ( It is provided on the 141) and may include a rotation driving unit 143 that transmits a rotational force to the rotation shaft 142.

여기서, 회전구동부(143)는 구동모터(미도시)와, 구동모터(미도시)의 회전운동을 회전축(142)으로 전달하는 기어 구조의 동력전달부(미도시)를 포함할 수 있고, 후술되는 제어부(미도시)의 제어에 따라 동작하여 회전축(142)을 소정 각도 회전시킬 수 있다.Here, the rotation driving unit 143 may include a driving motor (not shown) and a power transmission unit (not shown) having a gear structure that transmits the rotational motion of the driving motor (not shown) to the rotating shaft 142 , which will be described later. The rotation shaft 142 may be rotated by a predetermined angle by operating under the control of a controller (not shown).

이송부재(150)는 상호 대향하게 배치된 폐열원과 열전발전모듈(120 또는 130) 사이의 간격을 조절할 수 있도록 하우징(110)을 이동시킬 수 있다.The transfer member 150 may move the housing 110 to adjust the distance between the waste heat source and the thermoelectric power module 120 or 130 disposed to face each other.

구체적으로, 이송부재(150)는 회전축(142)에 고정되고 일방향으로 가이드홈(152)이 형성되는 회전프레임(151)과, 회전프레임(151)에 구비되고 가이드홈(152)을 따라 하우징(110)을 좌우 방향으로 이동시키는 이송구동부(153)를 포함할 수 있다.Specifically, the transfer member 150 is fixed to the rotating shaft 142 and includes a rotating frame 151 in which a guide groove 152 is formed in one direction, and a housing ( It may include a transfer driver 153 for moving the 110 in the left and right direction.

여기서, 이송구동부(153)는 구동모터(미도시)와, 구동모터(미도시)의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 하우징(110)을 가이드홈(152)을 따라 이동시키는 랙/피니언 구조의 동력전달부(미도시)를 포함할 수 있고, 후술되는 제어부(미도시)의 제어에 의해 동작하여 하우징(110)을 가이드홈(152)을 따라 소정 거리 이동시킬 수 있다.Here, the transfer driving unit 153 converts the driving motor (not shown) and the rotational motion of the driving motor (not shown) into linear motion to move the housing 110 along the guide groove 152 of the rack/pinion structure. It may include a power transmission unit (not shown), and operates under the control of a controller (not shown) to be described later to move the housing 110 along the guide groove 152 by a predetermined distance.

온도센서(160)는 폐열원의 온도를 검출하기 위해 구비되고, 하우징(110)에서 제1 및 제2 열전발전모듈(120,130)이 구비된 면에 각각 설치될 수 있다.The temperature sensor 160 is provided to detect the temperature of the waste heat source, and may be respectively installed on the surface of the housing 110 on which the first and second thermoelectric power modules 120 and 130 are provided.

이때, 온도센서(160)는 폐열원의 주변에 별도로 설치될 수도 있는데, 일 예로서 하우징(110)과 인접하게 배치된 스팀 배관이나 배기가스 유동 배관 등의 배관(p)에 설치될 수 있다.In this case, the temperature sensor 160 may be separately installed around the waste heat source, for example, it may be installed in a pipe p such as a steam pipe or an exhaust gas flow pipe disposed adjacent to the housing 110 .

제어부(미도시)는 제1 및 제2 열전발전모듈(120,130) 중, 온도센서(160)에 의해 검출된 폐열원의 온도와 대응하는 발전 온도대역을 갖는 열전발전모듈을 폐열원에 대향하게 위치시키도록 하우징 배치부재(140) 또는 이송부재(150)의 동작을 제어할 수 있다.The controller (not shown) places, among the first and second thermoelectric power modules 120 and 130 , the thermoelectric power module having a power generation temperature band corresponding to the temperature of the waste heat source detected by the temperature sensor 160 to face the waste heat source It is possible to control the operation of the housing arrangement member 140 or the transfer member 150 so as to

구체적으로, 도 2 및 도 3을 참조하면, 일 예로써 배기가스 또는 스팀이 유동하는 배관(p)의 일측에 본 실시예의 폐열 회수 장치(100)를 설치하여, 배관(p)에서 발산되는 열을 이용하여 발전을 수행하는 경우, 온도센서(160)를 통해 배관(p)에서 발산되는 열의 온도를 검출할 수 있다.Specifically, referring to FIGS. 2 and 3 , as an example, the waste heat recovery device 100 of this embodiment is installed on one side of a pipe p through which exhaust gas or steam flows, and heat emitted from the pipe p In the case of performing power generation using , the temperature of heat emitted from the pipe p may be detected through the temperature sensor 160 .

여기서, 제어부(미도시)는 온도센서(160)에 의해 검출된 온도가 200℃ 내지 500℃의 범위에 포함되는 경우, 하우징 배치부재(140)를 동작시켜 해당 온도 대역에서 발전 효율이 높은 제2 열전발전모듈(130)이 배관(p)과 대향하게 배치되도록 하우징(110)을 회전시킬 수 있다.Here, when the temperature detected by the temperature sensor 160 is included in the range of 200 ° C to 500 ° C, the control unit (not shown) operates the housing arrangement member 140 to achieve a second high power generation efficiency in the corresponding temperature band. The housing 110 may be rotated so that the thermoelectric power module 130 is disposed to face the pipe p.

이때에는, 제어부(미도시)의 제어에 따라 하우징 배치부재(140)의 회전구동부(143)가 동작하여, 회전축(142)과 회전축(142)에 고정된 회전프레임(151)을 소정 각도 회전시킴으로써, 회전프레임(151)에 연결된 하우징(110)이 회전될 수 있으며, 하우징(110)에 구비된 제2 열전발전모듈(130)이 배관(p)과 대향하게 배치될 수 있다.At this time, the rotation driving unit 143 of the housing arrangement member 140 is operated under the control of the control unit (not shown) to rotate the rotation shaft 142 and the rotation frame 151 fixed to the rotation shaft 142 by a predetermined angle. , the housing 110 connected to the rotating frame 151 may be rotated, and the second thermoelectric power module 130 provided in the housing 110 may be disposed to face the pipe p.

또한, 제어부(미도시)는 제2 열전발전모듈(130)의 발전 효율을 향상시킬 수 있도록, 이송부재(150)를 동작시켜 하우징(110)을 배관(p) 쪽으로 소정 거리 이동시켜, 배관(p)과 제2 열전발전모듈(130)의 간격을 조절할 수 있다.In addition, the control unit (not shown) operates the transfer member 150 to move the housing 110 toward the pipe p by a predetermined distance so as to improve the power generation efficiency of the second thermoelectric power module 130, p) and the distance between the second thermoelectric power module 130 can be adjusted.

이때에는, 제어부(미도시)의 제어에 따라 이송부재(150)의 이송구동부(153)가 동작하여, 회전프레임(151)의 가이드홈(152)을 따라 하우징(110)을 대향하는 배관(p) 쪽으로 이동시킬 수 있으며, 이를 통해 배관(p)과 제2 열전발전모듈(130)의 간격을 조절할 수 있다.At this time, the transfer driving unit 153 of the transfer member 150 operates under the control of the controller (not shown), and the pipe (p) facing the housing 110 along the guide groove 152 of the rotation frame 151 ) side, and through this, the distance between the pipe p and the second thermoelectric power module 130 can be adjusted.

이와 같이, 본 실시예에 따른 폐열 회수 장치(100)는, 선박 또는 해양구조물 내에서 폐열이 발생하는 엔진, 이코노마이저, 보일러 또는 가스터빈 등에 설치될 수 있고, 폐열의 온도에 따라 제1 및 제2 열전발전모듈(120,130) 중 적합한 열전발전모듈을 이용하여 고효율의 발전을 수행할 수 있다.As described above, the waste heat recovery apparatus 100 according to the present embodiment may be installed in an engine, economizer, boiler or gas turbine that generates waste heat in a ship or offshore structure, and may be installed in the first and second according to the temperature of the waste heat. High-efficiency power generation can be performed by using a suitable thermoelectric power module among the thermoelectric power generation modules 120 and 130 .

한편, 상술한 실시예에서는 제어부(미도시)가 온도센서(160)에 의해 검출된 폐열원의 온도에 기초하여, 하우징 배치부재(140)의 동작을 제어하는 예에 대해 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 선박 또는 해양구조물의 운항 시스템으로부터 수신된 폐열원 정보에 기초하여, 하우징 배치부재의 동작을 제어할 수도 있다.Meanwhile, in the above-described embodiment, an example has been described in which the controller (not shown) controls the operation of the housing arrangement member 140 based on the temperature of the waste heat source detected by the temperature sensor 160 , but the present invention The present invention is not necessarily limited thereto, and the operation of the housing arrangement member may be controlled based on the waste heat source information received from the navigation system of the ship or offshore structure.

이때에는, 선박 또는 해양구조물의 운항 시스템으로부터 폐열원 정보를 수신하는 통신부(미도시)를 포함할 수 있고, 제어부(미도시)가 통신부(미도시)에 의해 수신된 폐열원 정보에 기초하여, 하우징 배치부재(140)의 동작을 제어할 수 있다.In this case, it may include a communication unit (not shown) for receiving waste heat source information from the navigation system of the ship or offshore structure, and the control unit (not shown) based on the waste heat source information received by the communication unit (not shown), An operation of the housing arrangement member 140 may be controlled.

한편, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예의 폐열 회수 장치(100)는 이송구동부(153)의 하측으로 제1 및 제2 열전발전모듈(120,130)이 구비된 하우징(110)이 축 결합되어 배치될 수 있는데, 하우징(110)에 결합된 축을 회전 가능하게 구성하여 제1 및 제2 열전발전모듈(120,130)의 방향을 전환시킬 수도 있다.On the other hand, referring to FIGS. 1 and 2 , in the waste heat recovery apparatus 100 of this embodiment, the housing 110 provided with the first and second thermoelectric power modules 120 and 130 is axially coupled to the lower side of the transfer driving unit 153 . may be disposed, and the direction of the first and second thermoelectric power modules 120 and 130 may be switched by configuring the shaft coupled to the housing 110 to be rotatable.

이때에는, 이송구동부(153)의 하부에 보조 회전구동부(미도시)를 구비하여, 보조 회전구동부(미도시)를 통해 하우징(110)에 결합된 축을 회전시킬 수 있으며, 이를 통해 제1 및 제2 열전발전모듈(120,130) 중 적어도 하나를 폐열원에 대향하게 배치시키도록 하우징(110)을 회전시킬 수 있다.In this case, an auxiliary rotation driving unit (not shown) is provided at the lower portion of the transfer driving unit 153 to rotate the shaft coupled to the housing 110 through the auxiliary rotation driving unit (not shown), and through this, the first and first The housing 110 may be rotated to dispose at least one of the two thermoelectric power modules 120 and 130 to face the waste heat source.

한편, 본 실시예에 따른 폐열 회수 장치(100)에, 컨버터(미도시) 및 배터리(미도시)를 포함하여 폐열 회수 시스템을 구성할 수 있다.Meanwhile, in the waste heat recovery apparatus 100 according to the present embodiment, a waste heat recovery system including a converter (not shown) and a battery (not shown) may be configured.

여기서, 컨버터(미도시)는 폐열 회수 장치(100)의 제1 및 제2 열전발전모듈(120,130)에 의해 생산된 전력의 전압을 변환하여 배터리(미도시)로 공급할 수 있고, 배터리(미도시)는 컨버터(미도시)에 의해 변환된 전력을 저장할 수 있다.Here, the converter (not shown) may convert the voltage of power produced by the first and second thermoelectric power modules 120 and 130 of the waste heat recovery device 100 and supply it to a battery (not shown), and a battery (not shown). ) may store the power converted by the converter (not shown).

일 예로써, 폐열 회수 시스템이 선박 내에 설치된 경우, 폐열 회수 장치(100)의 제1 및 제2 열전발전모듈(120,130)에 의해 생산된 전력을 선박 내 스위치보드(미도시)로 공급하여 바로 사용하거나, 컨버터(미도시)를 통해 배터리(미도시)에 저장하여 필요시 사용할 수 있다.As an example, when a waste heat recovery system is installed in a ship, the power produced by the first and second thermoelectric power generation modules 120 and 130 of the waste heat recovery device 100 is supplied to a switchboard (not shown) in the ship and used immediately. Alternatively, it can be stored in a battery (not shown) through a converter (not shown) and used when necessary.

한편, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 회수 장치(100)가 선박 또는 해양구조물 내의 보일러 시스템에 적용된 상태를 도시한 것이다.Meanwhile, FIG. 4 illustrates a state in which the waste heat recovery apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is applied to a boiler system in a ship or an offshore structure.

도 4를 참조하면, 일 예로써, 선박 또는 해양구조물 내의 보일러 시스템은, 보일러(10)에서 발생되는 고온의 스팀을 배관으로 형성된 스팀 공급라인(s)을 통해 가스터빈(20)으로 공급하여 스팀을 이용한 발전을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 4 , as an example, in a boiler system in a ship or offshore structure, high-temperature steam generated in the boiler 10 is supplied to the gas turbine 20 through a steam supply line s formed as a pipe to provide steam. power generation can be carried out using

더불어, 워터 공급라인(w)을 통해 보일러(10)에 물을 공급하는 워터공급부(30)가 구비될 수 있다.In addition, the water supply unit 30 for supplying water to the boiler 10 through the water supply line (w) may be provided.

또한, 본 실시예의 폐열 회수 장치(100)는 스팀 공급라인(s)과 인접하여 설치될 수 있고, 보일러(10)에 물을 공급하는 워터 공급라인(w)은 제1 및 제2 열전발전모듈(120,130)이 구비된 하우징(110)의 내측을 통과하도록 설치될 수 있다.In addition, the waste heat recovery device 100 of this embodiment may be installed adjacent to the steam supply line (s), and the water supply line (w) for supplying water to the boiler 10 is the first and second thermoelectric power generation modules. (120,130) may be installed to pass through the inside of the provided housing (110).

이때, 제1 및 제2 열전발전모듈(120,130)의 고온측이 하우징(110)의 외측을 향하고 저온측은 하우징(110)의 내측을 향하도록 배치됨으로써, 하우징(110)의 내측을 통과하는 워터 공급라인(w)이 제1 및 제2 열전발전모듈(120,130)의 저온측에 배치될 수 있다.At this time, the high-temperature side of the first and second thermoelectric power generation modules 120 and 130 faces the outside of the housing 110 and the low-temperature side faces the inside of the housing 110 , thereby supplying water passing through the inside of the housing 110 . The line w may be disposed on the low temperature side of the first and second thermoelectric power modules 120 and 130 .

또한, 폐열 회수 장치(100)는 온도센서(160)를 통해 스팀 공급라인(s)으로부터 발산되는 열의 온도를 검출하고, 제1 및 제2 열전발전모듈(120,130) 중, 검출된 온도에 대해 제1 열전발전모듈(120)이 발전 효율이 높은 경우, 제1 열전발전모듈(120)을 스팀 공급라인(s)과 대향하게 배치시킬 수 있다.In addition, the waste heat recovery device 100 detects the temperature of heat emitted from the steam supply line (s) through the temperature sensor 160, and, among the first and second thermoelectric power modules 120 and 130, When the first thermoelectric power module 120 has high power generation efficiency, the first thermoelectric power module 120 may be disposed to face the steam supply line s.

이 과정에서, 제1 열전발전모듈(120)의 고온측에는 열을 발산하는 스팀 공급라인(s)이 배치되고, 저온측에는 냉각 역할을 하는 워터 공급라인(w)이 배치됨으로써, 고온측과 저온측의 온도차를 증대시켜 발전 성능을 향상시킬 수 있다.In this process, a steam supply line (s) for dissipating heat is disposed on the high temperature side of the first thermoelectric power generation module 120, and a water supply line (w) serving as a cooling function is disposed on the low temperature side, so that the high temperature side and the low temperature side By increasing the temperature difference, the power generation performance can be improved.

또한, 스팀 공급라인에서 발산되는 열의 온도가 변화되어, 제1 열전발전모듈(120)의 발전 효율이 떨어지는 경우, 하우징(110)을 회전시켜 해당 온도에서 발전 효율이 높은 제2 열전발전모듈(130)을 스팀 공급라인(s) 쪽으로 배치시킬 수 있다.In addition, when the temperature of the heat emitted from the steam supply line is changed and the power generation efficiency of the first thermoelectric power module 120 decreases, the second thermoelectric power module 130 with high power generation efficiency at the temperature by rotating the housing 110 ) can be arranged toward the steam supply line (s).

또한, 제1 및 제2 열전발전모듈(120,130)에 의해 생산되 전력은 배터리(b)에 저장되어 필요시 사용될 수 있다.In addition, the power produced by the first and second thermoelectric power generation modules 120 and 130 may be stored in the battery b and used when necessary.

한편, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 회수 장치(100)의 사용 상태를 도시한 것이다.Meanwhile, FIG. 5 shows a state of use of the waste heat recovery apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 폐열 회수 장치(100)는, 선박 또는 해양구조물 내의 배관 구조에 따라, 하나의 배관에 인접하여 설치될 수 있지만, 배관 다발에 인접하여 설치되거나, 상호 인접한 복수의 배관 사이에 설치될 수 있다.Referring to FIG. 5 , the waste heat recovery apparatus 100 according to the present embodiment may be installed adjacent to one pipe depending on the pipe structure in the ship or offshore structure, but may be installed adjacent to a pipe bundle or adjacent to each other. It may be installed between a plurality of pipes.

일 예로써, 폐열 회수 장치(100)가 상호 인접한 한 쌍의 배관(p1,p2) 사이에 설치되는 경우, 각 배관(p1,p2)의 온도를 검출하고, 상대적으로 온도가 낮은 배관(p1) 쪽에 제1 열전발전모듈(120)을 배치시키고, 상대적으로 온도가 높은 배관(p2) 쪽에 제2 열전발전모듈(130)을 배치시켜 발전 효율을 높일 수 있다.As an example, when the waste heat recovery device 100 is installed between a pair of mutually adjacent pipes p1 and p2, the temperature of each pipe p1 and p2 is detected, and the pipe p1 having a relatively low temperature By disposing the first thermoelectric power module 120 on the side and the second thermoelectric power module 130 on the side of the pipe p2 having a relatively high temperature, power generation efficiency can be increased.

한편, 상술한 실시예에서는 하우징(110)의 일측에 제1 열전발전모듈(120)이 구비되고, 타측에 제2 열전발전모듈(130)이 구비된 것에 대해 설명하였으나, 하우징(110)에 제1 및 제2 열전발전모듈(120,130)과 다른 발전 온도대역을 갖는 열전발전모듈(170,180, 도 6 참조)을 더 포함할 수도 있다.Meanwhile, in the above-described embodiment, it has been described that the first thermoelectric power module 120 is provided on one side of the housing 110 and the second thermoelectric power module 130 is provided on the other side of the housing 110 . The first and second thermoelectric power modules 120 and 130 may further include thermoelectric power modules 170 and 180 (refer to FIG. 6 ) having different power generation temperature ranges.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 회수 장치(100)의 하우징(110)에 복수의 열전발전모듈이 구비된 것을 도시한 것이다.6 illustrates that a plurality of thermoelectric power generation modules are provided in the housing 110 of the waste heat recovery apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 일 예로써, 폐열 회수 장치(100)의 하우징(110)이 사각으로 형성된 경우, 각각의 면에 서로 다른 발전 온도대역을 갖는 제1 내지 제4 열전발전모듈(120,130,170,180)이 구비될 수 있다.Referring to FIG. 6 , as an example, when the housing 110 of the waste heat recovery device 100 is formed in a square shape, the first to fourth thermoelectric power modules 120, 130, 170 and 180 having different power generation temperature bands on each surface are provided. can be provided.

이에 따라, 온도센서(160)를 통해 폐열원의 온도을 검출하고, 제1 내지 제4 열전발전모듈(120,130,170,180) 중, 검출된 온도에서 발전 효율이 가장 좋은 열전발전모듈을 선택적으로 이용할 수 있다.Accordingly, the temperature of the waste heat source is detected through the temperature sensor 160, and among the first to fourth thermoelectric power modules 120, 130, 170, and 180, the thermoelectric power module having the best power generation efficiency at the detected temperature can be selectively used.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 폐열 회수 장치(100)는, 간단한 구조로 이루어져, 선박 또는 해양구조물 내에서 폐열이 발생하는 엔진, 이코노마이저, 보일러 또는 가스터빈 등에 용이하게 설치될 수 있고, 발전 온도대역이 다른 복수의 열전발전모듈을 구비하여 폐열의 온도에 따라 적합한 열전발전모듈을 선택적으로 이용함으로써, 고효율의 발전을 수행할 수 있다.As described above, the waste heat recovery apparatus 100 according to the embodiment of the present invention has a simple structure and can be easily installed in an engine, economizer, boiler or gas turbine that generates waste heat in a ship or offshore structure. In addition, by providing a plurality of thermoelectric power generation modules having different power generation temperature bands and selectively using suitable thermoelectric power modules according to the temperature of waste heat, high-efficiency power generation can be performed.

또한, 상호 대향하게 배치된 폐열원과 열전발전모듈 사이의 간격을 제어할 수 있어 열전발전모듈을 통한 발전 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.In addition, it is possible to control the distance between the waste heat source and the thermoelectric power module disposed to face each other, it is possible to further improve the power generation efficiency through the thermoelectric power module.

또한, 열전발전모듈에 의해 생산된 전력을 선박 또는 해양구조물 내에서 사용함에 따라 전력을 생산하기 위한 에너지를 효과적으로 절감할 수 있다.In addition, as the power produced by the thermoelectric power module is used in a ship or an offshore structure, it is possible to effectively reduce energy for generating power.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.The embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are merely provided for specific examples in order to easily explain the technical contents of the present invention and help the understanding of the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention.

따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the scope of the present invention should be construed as including all changes or modifications derived based on the technical spirit of the present invention in addition to the embodiments disclosed herein are included in the scope of the present invention.

100 : 폐열 회수 장치 110 : 하우징
120 : 제1 열전발전모듈 130 : 제2 열전발전모듈
140 : 하우징 배치부재 150 : 이송부재
160 : 온도센서 170 : 제3 열전발전모듈
180 : 제4 열전발전모듈
100: waste heat recovery device 110: housing
120: first thermoelectric power module 130: second thermoelectric power module
140: housing arrangement member 150: transfer member
160: temperature sensor 170: third thermoelectric power module
180: fourth thermoelectric power module

Claims (12)

선박 또는 해양구조물 내에 구비된 폐열원에 인접하여 설치되는 하우징;
상기 하우징의 둘레 일측에 구비되고, 고온측과 저온측의 온도차를 이용하여 전기를 발생시키며, 발전 효율이 높은 소정의 발전 온도대역을 갖는 제1 열전발전모듈;
상기 하우징의 둘레 타측에 구비되고, 상기 제1 열전발전모듈과 다른 발전 온도대역을 갖는 제2 열전발전모듈;
상기 제1 및 제2 열전발전모듈 중 적어도 하나를 상기 폐열원에 대향하게 배치시키도록 상기 하우징을 이동시키는 하우징 배치부재; 및
상기 제1 및 제2 열전발전모듈 중, 상기 폐열원의 온도와 대응하는 발전 온도대역을 갖는 열전발전모듈을 상기 폐열원에 대향하게 배치시키도록 상기 하우징 배치부재를 동작시키는 제어부를 포함하는 폐열 회수 장치.
a housing installed adjacent to a waste heat source provided in a ship or an offshore structure;
a first thermoelectric power generation module provided on one side of the circumference of the housing, generating electricity using a temperature difference between a high temperature side and a low temperature side, and having a predetermined power generation temperature band with high power generation efficiency;
a second thermoelectric power module provided on the other side of the periphery of the housing and having a power generation temperature range different from that of the first thermoelectric power module;
a housing arrangement member configured to move the housing to dispose at least one of the first and second thermoelectric power generation modules to face the waste heat source; and
Waste heat recovery including a controller for operating the housing arranging member so that, among the first and second thermoelectric power generation modules, a thermoelectric power generation module having a power generation temperature range corresponding to a temperature of the waste heat source is disposed to face the waste heat source Device.
제 1항에 있어서,
상기 하우징 또는 상기 폐열원이 지나가는 배관에 구비되어, 상기 폐열원의 온도를 검출하는 온도센서를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 온도센서에 의해 검출된 폐열원의 온도에 기초하여, 상기 하우징 배치부재를 제어하는 폐열 회수 장치.
The method of claim 1,
Further comprising a temperature sensor provided in the housing or a pipe through which the waste heat source passes to detect a temperature of the waste heat source,
The control unit is a waste heat recovery device for controlling the housing arrangement member based on the temperature of the waste heat source detected by the temperature sensor.
제 1항에 있어서,
선박 또는 해양구조물의 운항 시스템으로부터, 상기 폐열원 정보를 수신하는 통신부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 통신부에 의해 수신된 폐열원 정보에 기초하여, 상기 하우징 배치부재를 제어하는 폐열 회수 장치.
The method of claim 1,
Further comprising a communication unit for receiving the waste heat source information from the navigation system of the ship or offshore structure,
The control unit is a waste heat recovery device for controlling the housing arrangement member based on the waste heat source information received by the communication unit.
제 1항에 있어서,
상기 하우징 배치부재에 구비되고, 상기 폐열원과 상기 폐열원에 대향하게 배치된 열전발전모듈의 간격을 조절하도록 상기 하우징을 이동시키는 이송부재를 더 포함하는 폐열 회수 장치.
The method of claim 1,
and a transfer member provided on the housing arrangement member and configured to move the housing to adjust a distance between the waste heat source and a thermoelectric power module disposed to face the waste heat source.
제 1항에 있어서,
상기 하우징 배치부재는,
상기 폐열원과 인접한 위치에 착탈 가능하게 장착되는 장착부;
상기 장착부에서 상기 하우징을 회전시키도록 구비되는 회전축; 및
상기 장착부에 구비되고 상기 제어부의 제어에 따라 동작하여, 상기 제1 및 제2 열전발전모듈 중 적어도 하나를 상기 폐열원에 대향하게 배치시키도록 상기 회전축을 회전시키는 회전구동부를 포함하는 폐열 회수 장치.
The method of claim 1,
The housing arrangement member,
a mounting part detachably mounted at a position adjacent to the waste heat source;
a rotating shaft provided to rotate the housing in the mounting part; and
and a rotary driving unit provided in the mounting unit and operated under the control of the control unit to rotate the rotating shaft to dispose at least one of the first and second thermoelectric power generation modules to face the waste heat source.
제 4항에 있어서,
상기 이송부재는,
상기 하우징 배치부재에 고정되고 일방향으로 가이드홈이 형성되는 회전프레임; 및
상기 회전프레임에 구비되고 상기 제어부의 제어에 따라 동작하여, 상기 폐열원과 상기 폐열원에 대향하게 배치된 열전발전모듈의 간격을 조절하도록 상기 하우징을 상기 가이드홈을 따라 좌우 방향으로 이동시키는 이송구동부를 포함하는 폐열 회수 장치.
5. The method of claim 4,
The transfer member is
a rotating frame fixed to the housing arrangement member and having a guide groove formed in one direction; and
A transfer driving unit provided in the rotating frame and operated under the control of the control unit to move the housing in the left and right directions along the guide groove to adjust the distance between the waste heat source and the thermoelectric power module disposed to face the waste heat source A waste heat recovery device comprising a.
제 1항에 있어서,
상기 하우징은 내측이 중공된 파이프 형태로 형성되고,
상기 하우징에 구비되는 제1 및 제2 열전발전모듈은 고온측이 상기 하우징의 외측을 향하고, 저온측이 상기 하우징의 내측을 향하도록 배치되는 폐열 회수 장치.
The method of claim 1,
The housing is formed in the form of a hollow pipe,
The first and second thermoelectric power modules provided in the housing are disposed such that a high temperature side faces an outside of the housing and a low temperature side faces an inside of the housing.
제 7항에 있어서,
상기 하우징의 중공된 내측으로 냉각수를 공급하는 워터 공급라인을 더 포함하는 폐열 회수 장치.
8. The method of claim 7,
The waste heat recovery device further comprising a water supply line for supplying cooling water to the hollow inside of the housing.
제 1항에 있어서,
상기 하우징의 둘레에서 상기 제1 및 제2 열전발전모듈이 각각 구비되는 일측과 타측을 제외한 부분에 구비되고, 상기 제1 및 제2 열전발전모듈과 발전 온도 대역이 다른 적어도 하나 이상의 열전발전모듈을 더 포함하는 폐열 회수 장치.
The method of claim 1,
At least one thermoelectric power module provided on a portion of the periphery of the housing except for one side and the other side on which the first and second thermoelectric power modules are respectively provided, and the first and second thermoelectric power modules and the power generation temperature band are different from each other. Further comprising a waste heat recovery device.
제 9항에 있어서,
상기 하우징은 둘레에 복수의 면이 형성된 다각 파이프 형태로 이루어지고, 각각의 면에 상호 발전 온도대역이 다른 열전발전모듈이 구비되는 폐열 회수 장치.
10. The method of claim 9,
The housing is formed in the form of a polygonal pipe having a plurality of surfaces formed around it, and a thermoelectric power generation module having a mutual power generation temperature range is provided on each surface of the waste heat recovery device.
제 1항에 있어서,
상기 제1 열전발전모듈은 20℃ 내지 150℃의 발전 온도대역을 가지며, 상기 제2 열전발전모듈은 200℃ 내지 500℃의 발전 온도대역을 갖는 폐열 회수 장치.
The method of claim 1,
The first thermoelectric power generation module has a power generation temperature range of 20 °C to 150 °C, and the second thermoelectric power module has a power generation temperature range of 200 °C to 500 °C Waste heat recovery device.
제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항의 구성에 따른 폐열 회수 장치;
상기 폐열 회수 장치에 의해 생산된 전력의 전압을 변환하는 컨버터; 및
상기 컨버터에 의해 변환된 전력을 저장하는 배터리를 포함하는 폐열 회수 시스템.
A waste heat recovery device according to any one of claims 1 to 11;
a converter for converting a voltage of the electric power produced by the waste heat recovery device; and
and a battery for storing the power converted by the converter.
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