KR101477294B1

KR101477294B1 - Thermoelectric generator for vehicles and cooling module having it

Info

Publication number: KR101477294B1
Application number: KR1020090130270A
Authority: KR
Inventors: 오동훈; 이대웅; 장길상
Original assignee: 한라비스테온공조 주식회사
Priority date: 2009-12-23
Filing date: 2009-12-23
Publication date: 2014-12-29
Also published as: KR20110073101A

Abstract

본 발명은 차량용 열전 발전 장치 및 이를 포함하는 쿨링모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 본 발명은 엔진으로부터 발생되는 열을 냉각하기 위한 냉각수를 이용하여 발전함으로써 폐열을 유용한 전기에너지로 변환 가능한 차량용 열전 발전 장치 및 이를 포함하는 쿨링모듈에 관한 것이다. The present invention relates to a thermoelectric generator for a vehicle and a cooling module including the same. More particularly, the present invention relates to a thermoelectric generator for a vehicle, which can convert waste heat into useful electric energy by using cooling water for cooling heat generated from the engine, And a cooling module including the same.

발전, 열전모듈, 냉각수, 라디에이터, 쿨링모듈, 열교환기 Power generation, thermoelectric module, cooling water, radiator, cooling module, heat exchanger

Description

차량용 열전 발전 장치 및 이를 포함하는 쿨링모듈{THERMOELECTRIC GENERATOR FOR VEHICLES AND COOLING MODULE HAVING IT}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a thermoelectric generator for a vehicle, and a cooling module including the same. BACKGROUND OF THE INVENTION [0002]

일반적으로 차량의 에너지 흐름을 살펴보면, 가솔린이 가진 화학에너지는 엔진에서 연소하여 기계에너지로 변환되며, 이때의 열효율은 높아도 30%정도에 불과하다.In general, when looking at the energy flow of a vehicle, the chemical energy of gasoline is converted into mechanical energy by combustion in the engine, and the thermal efficiency at this time is only about 30%.

나머지 에너지는 열의 형태로 방출되는 데, 특히, 엔진으로부터 발생되는 열은 냉각수에 의해 전달되어 라디에이터를 통해 방출된다. The remaining energy is released in the form of heat, in particular heat generated from the engine is transferred by the cooling water and discharged through the radiator.

더욱 상세하게, 상기 라디에이터는 엔진의 온도가 일정온도 이상으로 상승되는 것을 방지하기 위한 구성으로, 엔진 내부를 순환하면서 연소에 의해 발생된 열을 흡수한 고온의 냉각수가 워터 펌프에 의해 순환되어 상기 라디에이터를 통과하 면서 외부에 열을 방출하여 엔진의 과열을 방지하며 최적의 운전상태가 유지되도록 하는 열교환기이다.More specifically, the radiator is configured to prevent the temperature of the engine from rising to a predetermined temperature or higher. The high-temperature cooling water, which circulates in the engine and absorbs the heat generated by the combustion, is circulated by the water pump, To prevent the engine from overheating and to maintain the optimal operating condition by releasing heat to the outside.

즉, 엔진으로부터 발생되는 열은 냉각수에 의해 전송되어 라디에이터를 통해 외부로 방출되는 데, 상기 열을 방출하기 위해서는 냉각수의 온도를 적절하게 유지하기 위하여 냉각수를 순환하기 위한 워터 펌프 및 외기를 송풍하는 송풍기의 팬 등을 구동하기 위한 별도의 전력이 필요하다. That is, the heat generated from the engine is transmitted by the cooling water and is radiated to the outside through the radiator. To discharge the heat, a water pump for circulating the cooling water and an air blower A separate electric power is required to drive the fan of the vehicle.

그러나 라디에이터의 크기는 제한되는 상황에서, 외기의 온도가 높은 경우에는 상기 워터 펌프에 의한 냉각수의 순환량 및 팬의 송풍량을 증가한다 할지라도 냉각수를 적절하게 냉각하기 어려운 문제점이 있다. However, in a situation where the size of the radiator is limited, there is a problem that it is difficult to adequately cool the cooling water even if the circulation amount of the cooling water by the water pump and the blowing amount of the fan are increased when the outside air temperature is high.

한편, 열전소자(Thermoelectric Element)란 열과 전기의 상호작용으로 일어나는 각종 효과를 이용하는 소자를 총칭하는 것으로서, 온도가 높아짐에 따라 전기저항이 감소하는 부저항온도계수의 특성을 가지는 소자인 서미스터(thermistor), 온도 차에 의해 기전력이 발생하는 현상인 제베크(Seebeck) 효과를 이용한 소자, 전류에 의해 열의 흡수(또는 발생)가 생기는 현상인 펠티에(Peltier) 효과를 이용한 소자 등이 있다. Thermoelectric elements are collectively referred to as devices that utilize various effects caused by the interaction of heat and electricity. The thermoelectric element is a thermistor, which is a device having a resistance temperature coefficient characteristic, A device using a Seebeck effect, which is a phenomenon in which an electromotive force is generated by a temperature difference, and a device using a Peltier effect, which is a phenomenon in which heat is absorbed (or generated) by an electric current.

특히, 제베크 효과란 2종류의 금속선(또는 반도체) 양끝을 접합하고 그 양끝을 다른 온도로 유지할 때, 회로에 전류(열전류)가 흐르는 열전현상의 하나로서, 1821년 T. J. 제베크가 구리와 비스무트를 사용, 발견했다. 구체적으로 설명하자면 다음과 같다. 하나의 금속봉 양끝 A, B에 온도차를 주면, A, B 사이에는 열류에 따 른 기전력이 나타난다. 이 기전력은 금속의 종류에 따라 다르기 때문에, 2종류의 금속 양끝 A, B를 접합했을 때 각 금속에 나타나는 A, B 사이의 기전력에 차가 생겨 회로에 전류가 흐른다. 한쪽 금속의 중간을 절단하면, 절단된 양 끝에 2종류 금속의 기전력의 차가 나타난다. 이것을 열기전력이라고 한다. 온도 측정에 사용되는 열전기쌍은 이 열기전력을 이용한 것이다.Particularly, the Jebeck effect means that when both ends of two kinds of metal wires (or semiconductors) are bonded and the both ends thereof are kept at different temperatures, as a thermoelectric phenomenon in which current (heat current) flows in the circuit, Use, found. Specifically, it is as follows. If a temperature difference is given to both ends A and B of one metal rod, an electromotive force is shown between A and B according to the heat flow. Since this electromotive force differs depending on the kind of the metal, when the two kinds of metal ends A and B are bonded to each other, difference in electromotive force between A and B appears in each metal, and a current flows in the circuit. When the middle of one metal is cut, the difference in the electromotive force of the two kinds of metals appears at the cut ends. This is called heat power. The thermoelectric pair used for the temperature measurement is based on this thermoelectric power.

상기 열기전력을 이용한 열전 발전은 금속 또는 반도체인 제백소자 양단에 온도차를 주는 경우, 열원부와 냉각부 사이에 전위차가 발생한다는 제백(Seebeck) 효과를 이용한 것으로서, 기계적인 구동부 없이, 열을 직접 전기로 변환할 수 있다는 특징이 있다.The thermoelectric generator using the thermoelectric power utilizes a Seebeck effect in which a potential difference is generated between a heat source and a cooling unit when a temperature difference is given between both ends of a metal or a semiconductor as a semiconductor. And the like.

그러나 상기 열기전력을 이용한 열전 발전은 에너지 생성 효율이 열원부와 냉각부의 온도차에 비례하므로, 양단의 온도차가 크지 않은 경우에는 에너지생성효율이 높지 않으며, 온도차가 큰 조건을 형성하는데 별도의 에너지가 소요될 수 있는 문제점이 있다. However, since the energy generation efficiency of the thermoelectric generator using the thermoelectric power is proportional to the temperature difference between the heat source and the cooling unit, energy generation efficiency is not high when the temperature difference between the both ends is not large, and extra energy is required to form the temperature difference condition There is a problem.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 엔진으로부터 발생되는 열을 냉각하기 위한 냉각수를 이용하여 발전함으로써 폐열을 유용한 전기에너지로 변환 가능한 차량용 열전 발전 장치 및 이를 포함하는 쿨링모듈을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a vehicular thermoelectric generator capable of converting waste heat into useful electrical energy by generating electricity using cooling water for cooling the heat generated from the engine, And to provide a cooling module including the cooling module.

또한, 본 발명의 목적은 라디에이터로 유입되는 냉각수의 일부 또는 전량이 발전을 위해 공급되어 냉각되므로 냉각수의 냉각 효율을 보다 높일 수 있으며, 열저항을 최소화하여 발전 효율을 향상할 수 있는 차량용 열전 발전 장치 및 이를 포함하는 쿨링모듈을 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to provide a vehicular thermoelectric generator capable of enhancing cooling efficiency of cooling water and minimizing thermal resistance by supplying a part or the whole amount of cooling water flowing into a radiator for cooling, And a cooling module including the same.

본 발명의 차량용 열전 발전 장치(100)는 일정거리 이격되어 나란하게 구비되며, 냉각수가 유입되도록 유입부(111) 및 배출되도록 배출부(112)가 형성되는 한 쌍의 탱크부(110); 상기 탱크부(110)에 양단이 고정되어 냉각수 유로(121)를 형성하는 튜브(120); 상기 튜브(120)의 양측 면에 구비되는 열전소자 어레이(130); 상기 열전소자 어레이(130) 층의 바깥쪽 양측에 밀착되어 구비되며 상기 튜브(120)의 폭방향으로 공기가 유동되는 방열핀블록(140); 및 상기 열전소자 어레이(130)를 통해 발생된 전기를 축전시키는 축전지(미도시);를 포함하는 것을 특징으로 한다. A thermoelectric generator (100) for a vehicle according to the present invention includes a pair of tank parts (110) arranged side by side with a predetermined distance therebetween, and having an inlet part (111) and a discharge part (112) A tube 120 having both ends fixed to the tank part 110 to form a cooling water flow path 121; A thermoelectric element array 130 provided on both sides of the tube 120; A heat radiating fin block 140 which is closely attached to both outer sides of the thermoelectric element array layer 130 and air flows in a width direction of the tube 120; And a storage battery (not shown) for storing electricity generated through the thermoelectric element array 130.

이 때, 상기 차량용 열전 발전 장치(100)는 상기 튜브(120), 열전소자 어레 이(130) 및 방열핀(141) 블록이 높이방향으로 복수회 적층되어 구성될 수 있다. At this time, the automotive thermoelectric generator 100 may be configured such that the tube 120, the thermoelectric element array 130, and the radiating fin 141 block are stacked a plurality of times in the height direction.

또한, 상기 방열핀블록(140)은 방열핀(141)과, 상기 방열핀(141)의 상하측면에서 지지하는 한 쌍의 판부(142)를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 튜브(120)는 내부에 복수개의 냉각수 유동 공간이 길이방향으로 형성되는 것을 특징으로 한다. The heat dissipation fin block 140 is formed to include a heat dissipation fin 141 and a pair of plate portions 142 supported by upper and lower sides of the heat dissipation fin 141, A plurality of cooling water flow spaces are formed in the longitudinal direction.

한편, 본 발명의 쿨링모듈(1000)은 차량 전단에 배치되어 냉매를 응축하는 응축기(200); 공기 흐름방향으로 상기 응축기(200)의 후측에 형성되며 엔진열에 의해 가열된 냉각수를 냉각하는 라디에이터(300); 및 상술한 바와 같은 특징을 갖는 차량용 열전 발전 장치(100); 를 포함한다. Meanwhile, the cooling module 1000 of the present invention includes a condenser 200 disposed at the front end of the vehicle for condensing the refrigerant; A radiator 300 formed on the rear side of the condenser 200 in the air flow direction and cooling the cooling water heated by the engine heat; And a thermoelectric generator 100 for a vehicle having the above-described characteristics; .

이 때, 상기 쿨링모듈(1000)은 상기 라디에이터(300)로 유입되는 냉각수가 전량 상기 차량용 열전 발전 장치(100)로 유입되어 유동된 후, 상기 라디에이터(300)로 공급되거나, 상기 쿨링모듈(1000)은 냉각수의 일부가 상기 차량용 열전 발전 장치(100)를 유동하고, 나머지가 라디에이터(300)를 유동하는 것을 특징으로 한다. At this time, the cooling module 1000 is configured such that all the cooling water flowing into the radiator 300 flows into the vehicular thermoelectric generator 100 and then flows to the radiator 300, or the cooling module 1000 ) Is characterized in that a part of the cooling water flows through the vehicular thermoelectric generator (100) and the remainder flows through the radiator (300).

또한, 상기 쿨링모듈(1000)은 상기 차량용 열전 발전 장치(100)가 상기 응축기(200) 또는 라디에이터(300)와 높이방향으로 평행하게 위치되는 것을 특징으로 한다. The cooling module 1000 is characterized in that the vehicular thermoelectric generator 100 is positioned in parallel with the condenser 200 or the radiator 300 in the height direction.

또, 상기 차량용 열전 발전 장치(100)는 상기 라디에이터(300)와 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the automotive thermoelectric generator 100 is formed integrally with the radiator 300.

이에 따라, 본 발명의 차량용 열전 발전 장치 및 이를 포함하는 쿨링모듈은 엔진 폐열을 이용하여 전기에너지를 생성함으로써 버려지는 에너지를 유용한 전기에너지로 활용할 수 있는 장점이 있다. Accordingly, the vehicular thermoelectric generator of the present invention and the cooling module including the same have the advantage of utilizing electric energy, which is generated by generating electric energy by using engine waste heat, as useful electric energy.

특히, 본 발명은 라디에이터로 유입되기 이전의 냉각수 또는 일부 냉각수가 먼저 차량용 열전 발전 장치를 통과하며, 쿨링모듈의 구성요소로서 주행풍이 강해 열전소자 어레이의 온도차가 크게 형성됨으로써 별도의 에너지원 없이도 발전 효율을 높일 수 있는 장점이 있다. Particularly, according to the present invention, cooling water or a part of cooling water before flowing into a radiator passes first through a vehicular thermoelectric generator, and as a component of a cooling module, a running wind is strong and a temperature difference of a thermoelectric element array is large. Can be increased.

또한, 본 발명의 차량용 열전 발전장치 및 이를 포함하는 쿨링모듈은 냉각수의 냉각 효율을 보다 높일 수 있으며, 이에 따라 냉각수 냉각 효율을 높이기 위한 라디에이터 크기 증가, 냉각수 순환량 증가 및 송풍량 증대 등의 필요성이 줄어들어 이에 따른 재료 원가 및 에너지를 저감할 수 있는 장점이 있다. In addition, the thermoelectric generator for a vehicle according to the present invention and the cooling module including the same can further increase the cooling efficiency of the cooling water, thereby reducing the need for increasing the size of the radiator, increasing the circulating amount of cooling water, It is possible to reduce the material cost and energy.

이하, 상술한 바와 같은 차량용 열전 발전 장치(100)를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다. Hereinafter, the vehicle thermoelectric generator 100 as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 차량용 열전 발전 장치(100)를 나타낸 사시도 및 분해사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 차량용 열전 발전 장치(100)의 다른 사시도이다.FIG. 2 and FIG. 3 are a perspective view and an exploded perspective view showing a thermoelectric generator 100 for a vehicle according to the present invention, and FIG. 4 is another perspective view of a thermoelectric generator 100 for a vehicle according to the present invention.

본 발명의 차량용 열전 발전 장치(100)는 한 쌍의 탱크부(110); 튜브(120); 열전소자 어레이(130); 방열핀블록(140) 및 축전지를 포함하여 형성된다. A thermoelectric generator (100) for a vehicle according to the present invention includes a pair of tank portions (110); A tube 120; A thermoelectric element array 130; A heat radiating fin block 140 and a battery.

상기 한 쌍의 탱크부(110)는 일정거리 이격되어 나란하게 구비되며, 냉각수가 유입되도록 유입부(111) 및 배출되도록 배출부(112)가 형성된다. The pair of tank portions 110 are arranged in parallel to each other with a predetermined distance therebetween. An inlet portion 111 and a discharge portion 112 are formed to discharge the cooling water.

도 2 및 도 3에서는 상기 탱크부(110)가 좌ㆍ우 양측에 구비되고, 상기 한 쌍의 탱크부(110)에 각각 유입부(111) 및 배출부(112)가 형성된 예를 도시하였다. 2 and 3 illustrate an example in which the tank portion 110 is provided on the left and right sides and the inlet portion 111 and the discharge portion 112 are formed in the pair of tank portions 110, respectively.

상기 튜브(120)는 상기 탱크부(110)에 양단이 고정되어 냉각수 유로(121)를 형성하는 부분으로서, 상기 튜브(120) 내부에는 복수개의 냉각수 유동 공간이 길이방향으로 형성됨으로써 냉각수가 접촉되는 공간을 넓힘으로써 열전달효율을 높일 수 있도록 하는 것이 바람직하다. The tube 120 is fixed to the tank 110 at both ends thereof to form a cooling water flow path 121. A plurality of cooling water flow spaces are formed in the tube 120 in the longitudinal direction to contact the cooling water It is desirable to increase the heat transfer efficiency by widening the space.

즉, 상기 탱크부(110)는 상기 유입부(111)를 통해 냉각수가 유입되고, 유입된 냉각수를 튜브(120) 측으로 안내하며, 튜브(120)를 통과한 냉각수가 다시 유입되어 상기 배출부(112)를 통해 배출되는 공간이다. That is, in the tank unit 110, the cooling water flows in through the inlet 111, the introduced cooling water is guided to the tube 120 side, the cooling water having passed through the tube 120 flows again, 112).

상기 열전소자 어레이(130)는 상기 튜브(120)의 양측 면에 구비되는 부분으로서, 내부에 N형 반도체 및 P형 반도체를 포함하여 복수개 배치되는 구성으로서, 양측의 온도 차에 의해 기전력이 발생하는 현상인 제베크(Seebeck) 효과를 이용한 소자이다. The thermoelectric element array 130 is provided on both sides of the tube 120 and includes a plurality of N-type semiconductors and P-type semiconductors disposed therein. An electromotive force is generated by the temperature difference between the both sides It is a device using the phenomenon Seebeck effect.

상기 열전소자 어레이(130)는 복수개의 열전소자, 상기 열전소자의 상ㆍ하측 에 구비되는 한 쌍의 전극, 상기 전극의 양측에 구비되는 절연층, 상기 열전소자로부터 연장되어 발생된 기전력이 전달되는 전선을 포함하여 형성된다. The thermoelectric element array 130 includes a plurality of thermoelectric elements, a pair of electrodes provided on upper and lower sides of the thermoelectric elements, an insulating layer provided on both sides of the electrodes, and an electromotive force generated from the thermoelectric elements Wires.

상기 열전소자 어레이(130)의 기본적인 기재는 종래기술에 기재되어 있으므로, 구체적인 설명은 생략한다. Since the basic description of the thermoelectric element array 130 is described in the prior art, a detailed description thereof will be omitted.

상기 방열핀블록(140)은 상기 열전소자 어레이(130) 층의 바깥쪽 양측(상기 튜브(120)가 부착되지 않은 측)에 구비되어 튜브(120)의 폭방향으로 공기가 유동되어 열전소자 어레이(130) 일측을 냉각한다. The heat dissipation fin block 140 is provided on both sides of the thermoelectric element array 130 on the side where the tube 120 is not attached so that air flows in the width direction of the tube 120, 130).

이 때, 상기 방열핀블록(140)은 방열핀(141)이 상기 열전소자 어레이(130)에 직접 접촉되는 경우에 접촉력 및 열전달성능이 저하될 수 있으므로, 방열핀(141)과, 상기 방열핀(141)의 상하측면에서 상기 방열핀(141)을 지지하는 한 쌍의 판부(142)를 포함하여 형성되는 것이 바람직하다. Since the contact force and heat transfer performance of the heat dissipation fin block 140 may be lowered when the heat dissipation fin 141 directly contacts the thermoelectric element array 130, the heat dissipation fin 141 and the heat dissipation fin 141 And a pair of plate portions 142 that support the radiating fins 141 on upper and lower sides.

즉, 상기 열전소자 어레이(130)는 일측에서 상기 방열핀블록(140)의 판부(142)와 접촉된다. That is, the thermoelectric element array 130 is in contact with the plate portion 142 of the heat radiating fin block 140 at one side.

상기 축전지는 상기 열전소자 어레이(130)를 통해 발생된 전기를 축전하는 수단이다. The battery is a means for storing electricity generated through the thermoelectric element array 130.

본 발명의 차량용 열전 발전 장치(100)는 상기 열전모듈 어레이(130)의 일측에는 엔진열에 의한 고온의 냉각수가 유동되고, 타측에는 공기의 유동에 의해 냉각되어 온도차가 발생됨으로써 제베크 효과를 이용하여 발전한다. In the thermoelectric generator 100 for a vehicle according to the present invention, the high-temperature cooling water by the engine heat flows to one side of the thermoelectric module array 130 and the other side is cooled by the flow of air to generate a temperature difference, Develop.

이에 따라, 본 발명의 차량용 열전 발전 장치(100)는 냉각되어야 하는 냉각수의 폐열을 이용하여 발전함으로써 버려지는 에너지를 유용한 전기에너지로 활용 할 수 있는 장점이 있다. Accordingly, the thermoelectric generator 100 for a vehicle according to the present invention has an advantage that the waste heat generated by the use of the waste heat of the cooling water to be cooled can be utilized as useful electric energy.

또한, 본 발명의 차량용 열전 발전 장치(100)는 냉각수가 공냉되어 냉각수가 냉각됨으로써 라디에이터(300)의 기능을 일부 대신할 수 있으며, 냉각수 냉각 성능을 높이기 위해 라디에이터(300) 크기를 늘리거나, 냉각수 순환량을 늘리거나, 송풍량을 늘리는 등의 작업이 필요치 않아 워터 펌프(410) 및 송풍팬의 전력량을 저감할 수 있는 장점이 있다. Further, the thermoelectric generator 100 for a vehicle according to the present invention may partially replace the function of the radiator 300 by cooling the cooling water to cool the cooling water, and may increase the size of the radiator 300 to increase the cooling water cooling performance, It is not necessary to increase the circulation amount or to increase the blowing amount, so that the power amount of the water pump 410 and the blowing fan can be reduced.

한편, 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 차량용 열전 발전 장치(100)는 상기 튜브(120), 열전소자 어레이(130) 및 방열핀블록(140)이 높이방향으로 복수회 적층되어 발전량을 증대할 수 있다. 4, the tube 120, the thermoelectric element array 130, and the radiating fin block 140 are stacked a plurality of times in the height direction to increase the amount of power generation can do.

도 5 및 도 6은 각각 본 발명에 따른 쿨링모듈(1000)을 나타낸 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 쿨링모듈(1000)의 냉각수 흐름을 나타낸 도면이며, 도 8은 본 발명에 따른 쿨링모듈(1000)의 냉각수 흐름을 나타낸 다른 도면이다. 5 and 6 are perspective views showing a cooling module 1000 according to the present invention, FIG. 7 is a view showing a cooling water flow of the cooling module 1000 according to the present invention, and FIG. 8 is a cross- (1000). &Lt; / RTI >

한편, 본 발명의 쿨링모듈(1000)은 응축기(200), 라디에이터(300) 및 상술한 바와 같은 차량용 열전 발전 장치(100)를 포함한다. Meanwhile, the cooling module 1000 of the present invention includes a condenser 200, a radiator 300, and a vehicular thermoelectric generator 100 as described above.

쿨링모듈(1000)이란, 프론트 엔드 모듈(Front End Module)을 구성품으로서, 캐리어에 구비되어 냉매 또는 냉각수를 냉각한다. The cooling module 1000 includes a front end module as a component and is provided in the carrier to cool the refrigerant or cooling water.

상기 응축기(200)는 차량 전단에 배치되어 냉매를 응축하는 수단으로서, 압축기, 팽창수단, 증발기와 함께 냉각 시스템을 구성한다. The condenser 200 is disposed in front of the vehicle and serves as means for condensing the refrigerant, and constitutes a cooling system together with the compressor, the expansion means, and the evaporator.

일반적으로, 상기 응축기(200)는 차량의 전단인, 캐리어의 개구부에 바로 인접하게 구비되며, 일정거리 이격되어 구비되는 한 쌍의 제1헤더탱크(210); 상기 제 1헤더탱크(210)에 형성되어 냉매가 유입되는 제1입구파이프(211) 및 배출되는 제1출구파이프(212); 상기 제1헤더탱크(210)에 양단이 고정되어 냉매 유로(121)를 형성하는 제1튜브(220); 및 상기 제1튜브(220) 사이에 개재되는 제1핀(230)을 포함하여 형성된다. Generally, the condenser 200 includes a pair of first header tanks 210 disposed immediately adjacent to openings of the carrier, which are located at the front end of the vehicle, and are spaced apart from each other by a predetermined distance. A first inlet pipe 211 formed in the first header tank 210 and through which the refrigerant flows, and a first outlet pipe 212 discharged; A first tube 220 having both ends fixed to the first header tank 210 to form a refrigerant channel 121; And a first pin (230) interposed between the first tube (220).

상기 라디에이터(300)는 공기 흐름방향으로 상기 응축기(200)의 후측에 형성되며, 엔진열에 의해 가열된 냉각수를 냉각하는 역할을 담당한다. The radiator 300 is formed on the rear side of the condenser 200 in the air flow direction and serves to cool the cooling water heated by the engine heat.

상기 라디에이터(300)는 상기 응축기(200)와 유사하게, 일정거리 이격되어 구비되는 한 쌍의 제2헤더탱크(310); 상기 제2헤더탱크(310)에 형성되어 냉매가 유입되는 제2입구파이프(311) 및 배출되는 제2출구파이프(312); 상기 제2헤더탱크(310)에 양단이 고정되어 냉매 유로(121)를 형성하는 제2튜브(320); 및 상기 제2튜브(320) 사이에 개재되는 제2핀(330)을 포함하여 형성된다. The radiator 300 includes a pair of second header tanks 310 spaced a predetermined distance apart, similar to the condenser 200. A second inlet pipe 311 and a second outlet pipe 312 formed in the second header tank 310 and through which the refrigerant flows; A second tube 320 having both ends fixed to the second header tank 310 to form a refrigerant passage 121; And a second fin (330) interposed between the second tube (320).

상기 차량용 열전 발전 장치(100)는 상술한 바와 같은 특징을 갖도록 형성되며, 상기 응축기(200) 또는 라디에이터(300)와 높이방향으로 평행하게 위치될 수 있다. The vehicular thermoelectric generator 100 is formed to have the above-described characteristics and can be disposed parallel to the condenser 200 or the radiator 300 in the height direction.

도 5는 상기 차량용 열전 발전 장치(100)가 상기 응축기(200)의 상측에 형성된 예를 도시하였으며, 상기 도 6은 상기 차량용 열전 발전 장치(100)가 상기 라디에이터(300)의 상측에 형성된 예를 도시하였다. 5 shows an example in which the automotive thermoelectric generator 100 is formed on the upper side of the condenser 200 and FIG. 6 shows an example in which the automotive thermoelectric generator 100 is formed on the radiator 300 Respectively.

상기 라디에이터(300)와 차량용 열전 발전 장치(100)는 일체로 구성될 수 있는 데, 일체화된 라디에이터(300) 및 차량용 열전 발전 장치(100)의 상측 및 하측에는 캐리어에 고정되도록 하는 구성이 추가되어야 한다. The radiator 300 and the vehicular thermoelectric generator 100 may be integrally formed and a structure for fixing the radiator 300 and the vehicular thermoelectric generator 100 on the upper and lower sides of the radiator 300 and the vehicle is added do.

도 6에서 상기 차량용 열전 발전 장치(100)가 상기 라디에이터(300)의 상측에 일체로 형성됨에 따라 상기 차량용 열전 발전 장치(100)의 상측 및 상기 라디에이터(300)의 하측에 캐리어에 고정되기 위한 돌출부(113, 313)의 구성이 형성된다. 6, the automotive thermoelectric generator 100 is integrally formed on the upper side of the radiator 300, and therefore, the protrusion for fixing to the upper side of the automotive thermoelectric generator 100 and the lower side of the radiator 300 (113, 313) are formed.

본 발명의 쿨링모듈(1000)은 상기 응축기(200) 또는 라디에이터(300)에 인접하여 구비됨으로써 주행풍과 열교환됨으로써 냉매 또는 냉각수의 냉각 효율을 높일 수 있으며, 차량용 열전 발전 장치(100)의 온도 차를 크게 하여 발전 효율을 보다 높일 수 있는 장점이 있다. The cooling module 1000 of the present invention is provided adjacent to the condenser 200 or the radiator 300 to increase the cooling efficiency of the refrigerant or cooling water by performing heat exchange with the traveling wind, So that the power generation efficiency can be further increased.

이 때, 상기 라디에이터(300) 및 차량용 열전 발전 장치(100)는 모두 냉각수가 유동되는 구성으로서, 상기 차량용 열전 발전 장치(100)는 상기 라디에이터(300)로 유입되는 냉각수의 일부 또는 전체가 유입되어 유동될 수 있다. At this time, all of the radiator 300 and the vehicular thermoelectric generator 100 are configured such that cooling water flows. In the automotive thermoelectric generator 100, part or all of the cooling water flowing into the radiator 300 flows into the radiator 300 Can flow.

도 7은 상기 라디에이터(300)로 유입되는 냉각수의 전량이 상기 차량용 열전 발전 장치(100)로 유입되어 유동된 후, 공급되는 예를 도시하였다. FIG. 7 shows an example in which the entire amount of cooling water flowing into the radiator 300 flows into the vehicular thermoelectric generator 100, and is then supplied.

도 7에 도시한 형태는 고온 상태의 냉각수가 먼저 차량용 열전 발전 장치(100)를 통과하면서 발전되고, 냉각수가 냉각된다. In the embodiment shown in Fig. 7, the cooling water at a high temperature is firstly generated while passing through the vehicular thermoelectric generator 100, and the cooling water is cooled.

이 후에, 1차로 냉각된 냉각수는 다시 상기 라디에이터(300)로 이동되어 내부를 유동하면서 공냉되어 2차 냉각된다. Thereafter, the cooling water that has been cooled first is again transferred to the radiator 300, and is cooled by the air while being cooled inside the radiator 300.

이러한 냉각수는 다시 엔진블록(400)을 통과하면서 엔진열을 흡수하게 되고, 상기 차량용 열전 발전 장치(100) 및 라디에이터(300)를 순차적으로 이동하면서 냉각되며, 워터 펌프(410)에 의해 반복적으로 순환된다. This cooling water is again absorbed by the engine block 400 while being absorbed by the engine and is cooled while sequentially moving the automotive thermoelectric generator 100 and the radiator 300 and is repeatedly circulated by the water pump 410 do.

상기 엔진블록(400)과 열전 발전 장치(100), 라디에이터(300)는 냉각수 순환 라인(420)에 의해 연결되어 냉각수가 이동된다. The engine block 400, the thermoelectric generator 100, and the radiator 300 are connected by a cooling water circulation line 420 to move the cooling water.

도 8은 냉각수의 다른 흐름을 도시한 것으로서, 엔진블록(400)을 통과한 냉각수의 일부가 상기 차량용 열전 발전 장치(100)를 유동하고, 나머지가 라디에이터(300)를 유동하는 예를 나타내었다. 8 shows another example of the cooling water flow, in which a part of the cooling water having passed through the engine block 400 flows through the vehicular thermoelectric generator 100 and the remainder flows through the radiator 300.

상기 도 8에 도시한 흐름은 상기 차량용 열전 발전 장치(100)를 통과한 냉각수의 온도가 라디에이터(300)를 통과한 온도와 큰 차이를 보이지 않는 경우에, 냉각수가 분기되어 각각 상기 차량용 열전 발전 장치(100) 및 라디에이터(300)를 순환하고 다시 합류하도록 한 예를 도시하였다. 8 is different from the temperature at which the temperature of the cooling water having passed through the vehicular thermoelectric generator 100 does not greatly differ from the temperature at which the temperature of the cooling water has passed through the radiator 300, The radiator 100 and the radiator 300 are circulated and joined together again.

이 때 역시, 냉각수는 상기 차량용 열전 발전 장치(100) 및 라디에이터(300)를 각각 순환한 후, 다시 합류하여 워터 펌프(410)에 의해 순환되면서 엔진블록(400)을 통과하여 흡열되며, 상기 과정이 반복된다. In this case, the cooling water also circulates through the vehicular thermoelectric generator 100 and the radiator 300, then joins again, circulates through the water pump 410, and is absorbed through the engine block 400. In this process, Is repeated.

상술한 바와 같은 본 발명의 쿨링모듈(1000)은 냉각수를 이용하여 발전 가능한 차량용 열전 발전 장치(100)를 포함하며, 냉각수를 효과적으로 냉각할 수 있는 장점이 있다.The cooling module 1000 of the present invention as described above includes the thermoelectric generator 100 for a vehicle which can generate electricity using cooling water, and has an advantage of effectively cooling the cooling water.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It goes without saying that various modifications can be made.

도 1은 열전모듈의 작동원리.1 shows the principle of operation of a thermoelectric module.

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 차량용 열전 발전 장치를 나타낸 사시도 및 분해사시도.2 and 3 are a perspective view and an exploded perspective view of a thermoelectric generator for a vehicle according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 차량용 열전 발전 장치의 다른 사시도. 4 is another perspective view of a thermoelectric generator for a vehicle according to the present invention.

도 5 및 도 6은 각각 본 발명에 따른 쿨링모듈을 나타낸 사시도.5 and 6 are perspective views illustrating a cooling module according to the present invention, respectively.

도 7은 본 발명에 따른 쿨링모듈의 냉각수 흐름을 나타낸 도면.7 is a view of cooling water flow of a cooling module according to the present invention.

도 8은 본 발명에 따른 쿨링모듈의 냉각수 흐름을 나타낸 다른 도면. 8 is another diagram showing the cooling water flow of the cooling module according to the present invention.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS

1000 : 쿨링모듈1000: Cooling module

100 : 차량용 열전 발전 장치100: Thermoelectric generator for vehicle

110 : 탱크부 111 : 유입부110: tank portion 111: inlet portion

112 : 배출부 113 : 돌출부112: discharge part 113:

120 : 튜브 121 : 유로120: tube 121: flow path

130 : 열전소자 어레이130: Thermoelectric element array

140 : 방열핀블록 141 : 방열핀140: heat sink fin block 141: heat sink fin

142 : 판부142: Plate

200 : 응축기 210 : 제1헤더탱크200: condenser 210: first header tank

211 : 제1입구파이프 212 : 제2입구파이프211: first inlet pipe 212: second inlet pipe

220 : 제1튜브 230 : 제1핀220: first tube 230: first pin

300 : 라디에이터 310 : 제2헤더탱크300: Radiator 310: Second header tank

311 : 제2입구파이프 312 : 제2입구파이프311: second inlet pipe 312: second inlet pipe

313 : 돌출부313:

320 : 제2튜브 330 : 제2핀320: second tube 330: second pin

400 : 엔진블록 410 : 워터 펌프400: engine block 410: water pump

420 : 냉각수 순환 라인420: Cooling water circulation line

Claims

일정거리 이격되어 나란하게 구비되며, 냉각수가 유입되도록 유입부(111) 및 배출되도록 배출부(112)가 형성되는 한 쌍의 탱크부(110); A pair of tank portions 110 arranged parallel to each other with a predetermined distance therebetween and having an inlet portion 111 and a discharge portion 112 for discharging the cooling water;

상기 탱크부(110)에 양단이 고정되어 냉각수 유로(121)를 형성하는 튜브(120); A tube 120 having both ends fixed to the tank part 110 to form a cooling water flow path 121;

상기 튜브(120)의 양측 면에 구비되는 열전소자 어레이(130); A thermoelectric element array 130 provided on both sides of the tube 120;

상기 열전소자 어레이(130) 층의 바깥쪽 양측에 밀착되어 구비되며 상기 튜브(120)의 폭방향으로 공기가 유동되는 방열핀블록(140); 및 A heat radiating fin block 140 which is closely attached to both outer sides of the thermoelectric element array layer 130 and air flows in a width direction of the tube 120; And

상기 열전소자 어레이(130)를 통해 발생된 전기를 축전시키는 축전지(미도시);를 포함하는 차량용 열전 발전 장치. And a storage battery (not shown) for storing electricity generated through the thermoelectric element array 130.

제1항에 있어서, The method according to claim 1,

상기 차량용 열전 발전 장치(100)는 상기 튜브(120), 열전소자 어레이(130) 및 방열핀(141) 블록이 높이방향으로 복수회 적층되어 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 열전 발전 장치. Wherein the thermoelectric generator (100) for a vehicle is formed by stacking the tube (120), the thermoelectric element array (130), and the radiating fin (141) block plural times in the height direction.

제2항에 있어서, 3. The method of claim 2,

상기 방열핀블록(140)은 방열핀(141)과, 상기 방열핀(141)의 상하측면에서 지지하는 한 쌍의 판부(142)를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 열전 발전 장치. Wherein the heat dissipation fin block 140 is formed to include a heat dissipation fin 141 and a pair of plate portions 142 for supporting the heat dissipation fin 141 on upper and lower sides.

제3항에 있어서, The method of claim 3,

상기 튜브(120)는 내부에 복수개의 냉각수 유동 공간이 길이방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 열전 발전 장치. Wherein the tube (120) has a plurality of cooling fluid flow spaces formed therein in the longitudinal direction.

차량 전단에 배치되어 냉매를 응축하는 응축기(200); A condenser (200) disposed at a front end of the vehicle for condensing the refrigerant;

공기 흐름방향으로 상기 응축기(200)의 후측에 형성되며 엔진열에 의해 가열된 냉각수를 냉각하는 라디에이터(300); 및 A radiator 300 formed on the rear side of the condenser 200 in the air flow direction and cooling the cooling water heated by the engine heat; And

상기 제1항 내지 제4항 중 한 항에 의한 차량용 열전 발전 장치(100); 를 포함하는 쿨링모듈. A vehicular thermoelectric generator (100) according to any one of claims 1 to 4; And a cooling module.

제5항에 있어서, 6. The method of claim 5,

상기 쿨링모듈(1000)은 상기 라디에이터(300)로 유입되는 냉각수가 전량 상기 차량용 열전 발전 장치(100)로 유입되어 유동된 후, 상기 라디에이터(300)로 공 급되는 것을 특징으로 하는 쿨링모듈.Wherein the cooling module (1000) is configured such that cooling water flowing into the radiator (300) flows into the vehicular thermoelectric generator (100) and flows to the radiator (300).

제5항에 있어서, 6. The method of claim 5,

상기 쿨링모듈(1000)은 냉각수의 일부가 상기 차량용 열전 발전 장치(100)를 유동하고, 나머지가 라디에이터(300)를 유동하는 것을 특징으로 하는 쿨링모듈.Wherein the cooling module (1000) is configured such that a part of the cooling water flows through the vehicular thermoelectric generator (100) and the remainder flows through the radiator (300).

제5항에 있어서, 6. The method of claim 5,

상기 쿨링모듈(1000)은 상기 차량용 열전 발전 장치(100)가 상기 응축기(200) 또는 라디에이터(300)와 높이방향으로 평행하게 위치되는 것을 특징으로 하는 쿨링모듈. Wherein the cooling module (1000) is positioned such that the vehicular thermoelectric generator (100) is parallel to the condenser (200) or the radiator (300) in the height direction.

제8항에 있어서, 9. The method of claim 8,

상기 차량용 열전 발전 장치(100)는 상기 라디에이터(300)와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 쿨링모듈. Wherein the vehicular thermoelectric generator (100) is formed integrally with the radiator (300).