KR101673456B1 - 열전 발전 모듈에서 열 확산 밴드를 가진 흡열 구조 - Google Patents

열전 발전 모듈에서 열 확산 밴드를 가진 흡열 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열전 발전 모듈에서 열 확산 밴드를 가진 흡열 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 고출력의 열전 발전 모듈의 흡열부가 열에 의해 팽창하거나 구부려져 열 흡수 효율이 저하되는 문제점을 개선하기 위하여, 방열부를 열 확산 블록으로 분할하고 분할된 상기 열 확산 블록 사이에 열적 평형을 유지하기 위한 열 확산 밴드를 삽입하여 상기 방열부의 온도 편차를 감소시키는 열전 발전 모듈 중 방열부의 열 확산 밴드를 가진 흡열 구조에 관한 것이다.
본 발명에 의한 열 확산 밴드를 가진 흡열 구조의 일 실시 예는, 일 면은 열원으로부터 열을 전달받고 타 면은 열전 소자부의 일 단과 접촉하여 상기 열을 상기 열전 소자부로 전달하는 흡열부, 일 단은 상기 흡열부의 타 면과 접촉하여 상기 흡열부로부터 상기 열을 전달받고 타 단은 방열부의 일 면과 접촉하여 상기 방열부로 상기 열을 전달하며 양 단의 온도 차이에 의하여 기전력을 생성하는 열전 소자부 및 일 면은 상기 열전 소자부의 타 단과 접촉하여 상기 열전 소자부로부터 상기 열을 전달받고 타 면은 상기 열을 방열하는 방열부를 포함하는 열전 발전 모듈에 있어서, 상기 흡열부는 열 확산 밴드가 삽입되는 다수 개의 열 확산 블록으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

열전 발전 모듈에서 열 확산 밴드를 가진 흡열 구조{HEAT ABSORPTION STRUCTURE HAVING HEAT SPREAD BANDS IN A THERMOELECTRIC GENERATOR MODULE}
본 발명은 열전 발전 모듈에서 열 확산 밴드를 가진 흡열 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 고출력의 열전 발전 모듈의 흡열부가 열에 의해 팽창하거나 구부려져 열 흡수 효율이 저하되는 문제점을 개선하기 위하여, 방열부를 열 확산 블록으로 분할하고 분할된 상기 열 확산 블록 사이에 열적 평형을 유지하기 위한 열 확산 밴드를 삽입하여 상기 방열부의 온도 편차를 감소시키는 열전 발전 모듈 중 방열부의 열 확산 밴드를 가진 흡열 구조에 관한 것이다.
도 1 은 열전 발전기(TEG)의 원리를 보인 개념도이고, 도 2 는 복수 개의 열전 소자를 사용하는 열전 발전 모듈을 보인 개념도이며, 도 3 은 열원으로 장작을 사용하는 경우 종래 기술에 의한 야전용 고출력 열전 발전 모듈의 흡열부가 불균일하게 가열되는 것을 보인 개념도이다.
도 1 을 참조하면, 열전 발전기(TEG : Thermoelectric Generator)(1)는, 상대적으로 고온인 열원(熱源)(50)과 상대적으로 저온인 냉원(冷源) 사이에 열전 소자(20)(40)를 배치하고 상기 열원(50)과 상기 냉원 사이에 발생되는 전위차를 이용하여 전기를 생산하는 발전 장치이다.
상기 열전 소자(n형 반도체)(20)의 양단에 온도차(ΔT = Th-Tc)가 존재하는 경우 상기 열전 소자(n형 반도체)(20)의 고온 단에 있는 전자(electron)들이 평균적으로 높은 에너지 페르미 상태에 있으므로 상기 전자(electron)들이 에너지를 낮추기 위해 저온 단으로 확산 된다. 또한, 상기 열전 소자(p형 반도체)(40)의 양단에 온도차(ΔT = Th-Tc)가 존재하는 경우, 상기 열전 소자(p형 반도체)(40)의 고온 단에 있는 정공(positive hole)들이 평균적으로 높은 에너지 페르미 상태에 있으므로, 상기 정공(positive hole)들이 에너지를 낮추기 위해 저온 단으로 확산 된다.
따라서, 상기 열전 소자(20)(40)의 저온 단은 (-)로 대전되고 고온 단은 (+)로 대전되어 상기 열전 소자(20)(40)의 양단 사이에 전위차(Vs)가 발생한다. 이것을 열전 효과(Seebeck Effect)라 부르며 상기 전위차(Vs)의 온도계수를 열전 계수 또는 열전능이라고 호칭하고 "α = dVs/dT" 로 표시한다.
상기 열전 발전기(1)에는, n형 열전 소자(20)와 p형 열전 소자(40)를 흡열부(10) 또는 방열부(30)에 접합한 열전 발전 모듈(2)이 사용된다. 상기 흡열부(10)를 고온으로 유지하는 경우, 상기 n형 열전 소자(20)에서는 고온 단의 전자(-)가 저온 단으로 이동하여 고온 단의 전위가 높아진다. 또한, 상기 흡열부(10)를 고온으로 유지하는 경우, 상기 p형 열전 소자(40)에서는 정공(+)이 고온 단에서 저온 단으로 이동하여 저온 단의 전위가 높아진다. 따라서, 상기 n형 열전 소자(20)와 p형 열전 소자(40) 사이에 기전력(open voltage)이 발생하여 전류가 흐르게 된다.
도 2 를 참조하면, 상기 열전 발전 모듈(2)은 흡열부(10)와 방열부(30) 사이에 복수 개의 n형 열전 소자(20)(21)(22) 및 복수 개의 p형 열전 소자(40)(41)(42)를 전기적으로는 직렬로, 열적으로는 병렬로 설치되어 구성될 수 있다. 상기 열전 발전 모듈(10)의 효율은 상기 열전 소자(20)(21)(22)(40)(41)(42)의 고온 단과 저온 단의 온도 차이, 즉 상기 흡열부(10)와 방열부(30) 사이의 온도 차이에 비례한다. 이와 같이, 상기 열전 발전 모듈(2)은 온도차만으로 발전이 가능한 점, 가동부분이 없으므로 구조가 간단한 점, 유지관리가 용이하고 수명이 긴 점 및 해양열·지열·엔진 폐열·공장 폐열 등 이용 열원이 다양한 점 등의 장점이 있다.
그러나, 상기 열전 발전 모듈(2)의 흡열부(10)는 불균일하게 가열되어 상기 흡열부(10)와 방열부(30) 사이에 설치된 복수 개의 열전 소자(20)(21)(22)(40)(41)(42) 중 일부의 열전 소자(20)(40)만이 작동되는 문제점이 있다. 도 3 을 참조하면, 야전용 고출력 열전 발전 모듈(3)에서 장작을 열원(50)으로 사용하는 경우, 상기 장작에 의한 열원(50)이 상기 흡열부(10)에 균일하게 열을 공급하지 못하므로 일부 열전 소자(20)(40)만 사용되고 이로 인해 발전되는 기전력이 적을 수 있다는 문제점이 있다. 즉, 상기 열전 발전 모듈(2)의 흡열부(10)는 열원(50)에 의하여 불규칙하게 가열될 수 있는 것이다.
따라서, 상기 열전 발전 모듈(2)의 흡열부(10)의 열 확산 문제를 개선하는 열 확산 밴드를 가진 흡열 구조가 필요하다.
KR 1428613 B1 KR 2014-0094064 A
발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로, 열전 발전 모듈의 방열부를 열 확산 블록으로 분할하고 분할된 상기 열 확산 블록 사이에 열적 평형을 유지하기 위한 열 확산 밴드를 삽입하여 상기 방열부의 온도 편차를 감소시키는 열전 발전 모듈 중 방열부의 열 확산 밴드를 가진 흡열 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 열 확산 밴드를 가진 흡열 구조의 일 실시 예는, 일 면은 열원으로부터 열을 전달받고 타 면은 열전 소자부의 일 단과 접촉하여 상기 열을 상기 열전 소자부로 전달하는 흡열부, 일 단은 상기 흡열부의 타 면과 접촉하여 상기 흡열부로부터 상기 열을 전달받고 타 단은 방열부의 일 면과 접촉하여 상기 방열부로 상기 열을 전달하며 양 단의 온도 차이에 의하여 기전력을 생성하는 열전 소자부 및 일 면은 상기 열전 소자부의 타 단과 접촉하여 상기 열전 소자부로부터 상기 열을 전달받고 타 면은 상기 열을 방열하는 방열부를 포함하는 열전 발전 모듈에 있어서, 상기 흡열부는 열 확산 밴드가 삽입되는 열 확산 블록으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 열 확산 블록의 일 면에는 삽입 홈이 형성되고 상기 삽입 홈에는 그리드 형태의 열 확산 밴드가 삽입될 수 있다.
또한, 상기 열 확산 블록에는 삽입 홈이 형성되고 상기 삽입 홈에는 편자 구조의 열 확산 밴드가 삽입될 수 있다. 이때, 상기 편자 구조의 형태는 '┼┼' 형태 또는 'S' 형태 또는 'C' 형태일 수 있다.
또한, 상기 열 확산 밴드는 금속재료일 수 있다.
본 발명에 의한 열 확산 밴드를 가진 흡열 구조의 또 다른 실시 예는, 일 면은 열원으로부터 열을 전달받고 타 면은 열전 소자부의 일 단과 접촉하여 상기 열을 상기 열전 소자부로 전달하는 흡열부, 일 단은 상기 흡열부의 타 면과 접촉하여 상기 흡열부로부터 상기 열을 전달받고 타 단은 방열부의 일 면과 접촉하여 상기 방열부로 상기 열을 전달하며 양 단의 온도 차이에 의하여 기전력을 생성하는 열전 소자부 및 일 면은 상기 열전 소자부의 타 단과 접촉하여 상기 열전 소자부로부터 상기 열을 전달받고 타 면은 상기 열을 방열하는 방열부를 포함하는 열전 발전 모듈에 있어서, 상기 흡열부는 열 확산 밴드가 삽입되는 다수 개의 열 확산 블록으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 열 확산 블록의 일 면에는 삽입 홈이 형성되고 상기 삽입 홈에는 그리드 형태의 열 확산 밴드가 삽입될 수 있다. 여기서, 상기 흡열부는 상기 그리드 형태의 열 확산 밴드가 삽입된 다수 개의 열 확산 블록이 상기 그리드 형태의 열 확산 밴드가 서로 연결되도록 결합되어 구성될 수 있다.
또한, 상기 열 확산 블록에는 삽입 홈이 형성되고 상기 삽입 홈에는 편자 구조의 열 확산 밴드가 삽입될 수 있다. 또한, 상기 편자 구조의 열 확산 밴드는 다수 개의 열 확산 블록에 걸쳐서 삽입될 수 있다. 이때, 상기 편자 구조의 형태는 '┼┼' 형태 또는 'S' 형태 또는 'C' 형태일 수 있다.
또한, 상기 열 확산 밴드는 금속재료일 수 있다.
본 발명에 의한 열 확산 밴드를 가진 흡열 구조에 의하면, 고출력의 열전 발전 모듈의 흡열부가 열에 의해 팽창하거나 구부려지는 것을 방지하여 열 팽창에 대하여 상기 흡열부의 구조를 안정화시키고 열 흡수 효율을 개선하여 열전 발전 모듈의 발전 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1 은 열전 발전기(TEG)의 원리를 보인 개념도.
도 2 는 복수 개의 열전 소자를 사용하는 열전 발전 모듈을 보인 개념도.
도 3 은 열원으로 장작을 사용하는 경우 종래 기술에 의한 야전용 고출력 열전 발전 모듈의 흡열부가 불균일하게 가열되는 것을 보인 개념도.
도 4 는 본 발명에 의한 열 확산 밴드를 가지는 흡열 구조 중 그리드 형태의 삽입 홈을 가지는 열 확산 블록을 보인 사시도.
도 5 는 본 발명에 의한 열 확산 밴드를 가지는 흡열 구조 중 그리드 형태의 열 확산 밴드를 가지는 열 확산 블록을 보인 사시도.
도 6 은 본 발명에 의한 열 확산 밴드를 가지는 흡열 구조 중 다수 개의 열 확상 블록이 결합된 것을 보인 평면도.
도 7 은 본 발명에 의한 열 확산 밴드를 가지는 흡열 구조 중 그리드 형태의 열 확산 밴드를 가지는 다수 개의 열 확산 블록이 상기 열 확산 밴드가 서로 연결되도록 결합된 것을 보인 평면도.
도 8 은 본 발명에 의한 열 확산 밴드를 가지는 흡열 구조 중 '┼┼' 형태를 가지는 편자 구조의 열 확산 밴드를 보인 사시도.
도 9 는 본 발명에 의한 열 확산 밴드를 가지는 흡열 구조 중 'S' 형태를 가지는 편자 구조의 열 확산 밴드를 보인 사시도.
도 10 은 본 발명에 의한 열 확산 밴드를 가지는 흡열 구조 중 'C' 형태를 가지는 편자 구조의 열 확산 밴드를 보인 사시도.
도 11 은 본 발명에 의한 열 확산 밴드를 가지는 흡열 구조 중 '┼┼' 형태를 가지는 편자 구조의 열 확산 밴드가 삽입되는 2 개의 열 확산 블록을 보인 사시도.
도 12 는 본 발명에 의한 열 확산 밴드를 가지는 흡열 구조 중 'S' 형태를 가지는 편자 구조의 열 확산 밴드가 삽입되는 2 개의 열 확산 블록을 보인 사시도.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위하여 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 명세서에 개시된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적이거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 그 기술의 사상이 제한되는 것은 아니며, 본 명세서에 개시된 기술의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경·균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
우선, 본 발명에 의한 열 확산 밴드를 가진 흡열 구조(4)의 흡열부(70)를 가지는 열전 발전 모듈(60)의 일 실시 예는, 흡열부(70), 열전 소자부(80) 및 방열부(90)을 포함할 수 있다.
상기 흡열부(70)는, 일 면은 열원(50)으로부터 열(51)을 전달받고 타 면은 열전 소자부(80)의 일 단과 접촉하여 상기 열(51)을 상기 열전 소자부(80)로 전달할 수 있다.
상기 열전 소자부(80)는, 일 단은 상기 흡열부(70)의 타 면과 접촉하여 상기 흡열부(70)로부터 상기 열(51)을 전달받고 타 단은 방열부(90)의 일 면과 접촉하여 상기 방열부(90)로 상기 열(51)을 전달하며 양 단의 온도 차이에 의하여 기전력을 생성할 수 있다. 여기서, 상기 열전 소자부(80)는, 다수 개의 열전 소자(81)(82)(83)(84)(85)(86)를 포함할 수 있다.
상기 방열부(90)는, 일 면은 상기 열전 소자(80)의 타 단과 접촉하여 상기 열전 소자(80)로부터 상기 열(51)을 전달받고 타 면은 상기 열(51)을 방열할 수 있다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 열 확산 밴드를 가진 흡열 구조의 일 실시 예(4)를 보다 상세하게 설명한다.
도 4 는 본 발명에 의한 열 확산 밴드를 가지는 흡열 구조 중 그리드 형태의 삽입 홈을 가지는 열 확산 블록을 보인 사시도이고, 도 5 는 본 발명에 의한 열 확산 밴드를 가지는 흡열 구조 중 그리드 형태의 열 확산 밴드를 가지는 열 확산 블록을 보인 사시도이며, 도 6 은 본 발명에 의한 열 확산 밴드를 가지는 흡열 구조 중 다수 개의 열 확상 블록이 결합된 것을 보인 평면도이고, 도 7 은 본 발명에 의한 열 확산 밴드를 가지는 흡열 구조 중 그리드 형태의 열 확산 밴드를 가지는 다수 개의 열 확산 블록이 상기 열 확산 밴드가 서로 연결되도록 결합된 것을 보인 평면도이다.
또한, 도 8 은 본 발명에 의한 열 확산 밴드를 가지는 흡열 구조 중 '┼┼' 형태를 가지는 편자 구조의 열 확산 밴드를 보인 사시도이고, 도 9 는 본 발명에 의한 열 확산 밴드를 가지는 흡열 구조 중 'S' 형태를 가지는 편자 구조의 열 확산 밴드를 보인 사시도이며, 도 10 은 본 발명에 의한 열 확산 밴드를 가지는 흡열 구조 중 'C' 형태를 가지는 편자 구조의 열 확산 밴드를 보인 사시도이고, 도 11 은 본 발명에 의한 열 확산 밴드를 가지는 흡열 구조 중 '┼┼' 형태를 가지는 편자 구조의 열 확산 밴드가 삽입되는 2 개의 열 확산 블록을 보인 사시도이며, 도 12 는 본 발명에 의한 열 확산 밴드를 가지는 흡열 구조 중 'S' 형태를 가지는 편자 구조의 열 확산 밴드가 삽입되는 2 개의 열 확산 블록을 보인 사시도이다.
도 4 내지 도 12 을 참조하면, 본 발명에 의한 열 확산 밴드를 가진 흡열 구조(4)를 가지는 상기 흡열부(70)의 일 실시 예는, 상기 흡열부(70)는 열 확산 밴드(200)가 삽입되는 열 확산 블록(100)으로 구성될 수 있다. 더욱 상세하게는, 상기 흡열부(70)는 열원(50)으로부터 열(51)을 고르게 흡수할 수 있는 열 확산 밴드(200)가 삽입된 하나의 열 확산 블록(100)으로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 열 확산 밴드(200)는, 열전도도가 높은 금속재료일 수 있으며, 특히, 구리(CU), 알루미늄(Al)일 수 있다.
이때, 상기 열 확산 블록(100)의 일 면에는 삽입 홈(120)이 형성되고 상기 삽입 홈(120)에는 그리드 형태의 열 확산 밴드(210)가 삽입될 수 있다. 도 4 및 도 5 를 참조하면, 상기 열원(50)으로부터 상기 열(51)을 흡수하는 상기 하나의 열 확산 블록(110)의 표면에는 그리드 형태의 열 확산 밴드 삽입 홈(120)이 형성되고 상기 삽입 홈(120)에는 그리드 형태의 열 확산 밴드(210)가 삽입될 수 있다. 여기서, 상기 삽입 홈의 형태 및 상기 그리드의 형태는 다양할 수 있으며, 특히, 상기 삽입 홈의 형태 및 상기 그리드의 형태는 격자 구조의 그물 형태일 수 있다.
또한, 상기 열 확산 블록(100)에는 삽입 홈(120)이 형성되고 상기 삽입 홈(120)에는 편자 구조의 열 확산 밴드(230)가 삽입될 수 있다. 더욱 상세하게는, 상기 열원(50)으로부터 상기 열(51)을 흡수하는 상기 하나의 열 확산 블록(130)에는 편자 구조의 열 확산 밴드 삽입 홈(131)이 형성되고 상기 삽입 홈(131)에는 편자 구조의 열 확산 밴드(230)가 삽입될 수 있다. 여기서, 상기 편자 구조 열 확산 밴드(230)의 형태는 제한이 없으나, 특히, '┼┼' 형태(240) 또는 'S' 형태(250) 또는 'C' 형태(260)일 수 있다.
도 4 내지 도 12 을 참조하면, 본 발명에 의한 열 확산 밴드를 가진 흡열 구조(4)를 가지는 상기 흡열부(70)의 또 다른 실시 예는, 상기 흡열부(70)는 상기 열 확산 밴드(200)가 삽입되는 다수 개의 열 확산 블록(100)(101)(102)(103)으로 구성될 수 있다. 더욱 상세하게는, 상기 흡열부(70)는, 열원(50)으로부터 열(51)을 고르게 흡수할 수 있는 열 확산 밴드(210)(211)(212)(213)가 각각 삽입된 다수 개의 열 확산 블록(100)(101)(102)(103)으로 구성될 수 있다. 도 6 을 참조하면, 열 확산 밴드(200)가 삽입되지 않는 경우 다수 개의 열 확산 블록(100)(101)(102)(103)이 상기 열원(50)으로부터 열을 균일하게 흡수할 수 없을 수 있다. 여기서, 상기 열 확산 밴드(200)는, 열전도도가 높은 금속재료일 수 있으며, 특히, 구리(CU), 알루미늄(Al)일 수 있다.
이때, 상기 다수 개의 열 확산 블록(100)(101)(102)(103)의 일 면에는 삽입 홈(120)(121)(122)(123)이 형성되고 상기 삽입 홈(120)(121)(122)(123)에는 그리드 형태의 열 확산 밴드(210)(211)(212)(213)가 삽입될 수 있다. 도 7 을 참조하면, 상기 열원(50)으로부터 상기 열(51)을 흡수하는 상기 다수 개의 열 확산 블록(110)(111)(112)(113)의 각 표면에는 그리드 형태의 열 확산 밴드 삽입 홈(120)(121)(122)(123)이 형성되고 상기 각 삽입 홈(120)(121)(122)(123)에는 그리드 형태의 열 확산 밴드(210)(211)(212)(213)가 각각 삽입될 수 있다. 이때, 상기 흡열부(70)는, 상기 그리드 형태의 열 확산 밴드(210)(211)(212)(213)가 삽입된 다수 개의 열 확산 블록(110)(111)(112)(113)이 상기 그리드 형태의 열 확산 밴드(210)(211)(212)(213)가 서로 연결되도록 결합되어 구성될 수 있다. 여기서, 상기 삽입 홈의 형태 및 상기 그리드의 형태는 다양할 수 있으며, 특히, 상기 삽입 홈의 형태 및 상기 그리드의 형태는 격자 구조의 그물 형태일 수 있다.
또한, 상기 다수 개의 열 확산 블록(100)(101)(102)(103)에는 삽입 홈(120)(121)(122)(123)이 형성되고 상기 삽입 홈(120)(121)(122)(123)에는 편자 구조의 열 확산 밴드(230)(231)(232)(233)가 삽입될 수 있다. 더욱 상세하게는, 상기 열원(50)으로부터 상기 열(51)을 흡수하는 각 열 확산 블록(130)(131)(132)(133)에는 편자 구조의 열 확산 밴드 삽입 홈(135)(136)(137)(138)이 각각 형성되고 상기 각 삽입 홈(135)(136)(137)(138)에는 편자 구조의 열 확산 밴드(230)(231)(232)(233)가 각각 삽입될 수 있다. 이때, 상기 흡열부(70)는, 상기 편자 구조의 열 확산 밴드(230)(231)(232)(233)가 삽입된 다수 개의 열 확산 블록(130)(131)(132)(133)이 서로 연결되도록 결합되어 구성될 수 있다. 여기서, 상기 편자 구조 열 확산 밴드(230)(231)의 형태는 제한이 없으나, 특히, '┼┼' 형태(240) 또는 'S' 형태(250) 또는 'C' 형태(260)일 수 있다.
한편, 상기 편자 구조의 열 확산 밴드(230)는, 다수 개의 열 확산 블록(130)(131)에 걸쳐서 삽입될 수 있다. 도 11 및 도 12 를 참조하면, 상기 '┼┼' 형태의 열 확산 밴드(240)는, 상기 '┼┼' 형태를 가지는 편자 중 일부 구조의 열 확산 밴드 삽입 홈이 형성된 2 개의 열 확산 블록(141)(142)에 걸쳐서 삽입될 수 있다. 또한, 상기 'S' 형태 편자 구조의 열 확산 밴드(250)는, 상기 'S' 형태를 가지는 편자 중 일부 구조의 열 확산 밴드 삽입 홈이 형성된 2 개의 열 확산 블록(151)(152)에 걸쳐서 삽입될 수 있다. 여기서, 상기 편자 구조 열 확산 밴드(230)의 형태는 제한이 없고, 상기 열 확산 밴드(240)(250)이 걸쳐서 삽입되는 열 확산 블록의 개수는 제한이 없다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능하고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
1 : 열전 발전기 2 : 열전 발전 모듈
3 : 야전용 고출력 열전 발전 모듈
4 : 본 발명에 의한 열 확산 밴드를 가진 흡열 구조의 흡열부
10 : 흡열부
20, 21, 22 : 열전 소자(n형 반도체)
30 : 방열부
40, 41, 42 : 열전 소자(p형 반도체)
50 : 열원 51 : 열
60 : 본 발명에 의한 흡열 구조의 흡열부를 가지는 열전 발전 모듈
70 : 흡열부
80 : 열전 소자부 81, 82, 83, 84, 85, 86 : 열전 소자
90 : 방열부
100, 101, 102, 103 : 열 확산 블록
110, 111, 112, 113 : 그리드 형태의 열 확산 밴드 삽입 홈이 형성된 열 확산 블록
120, 121, 122, 123 : 삽입 홈
130, 131, 132, 133 : 편자 구조의 열 확산 밴드 삽입 홈이 형성된 열 확산 블록
135, 136, 137, 138 : 편자 구조의 열 확산 밴드 삽입 홈
140 : '┼┼' 형태를 가지는 편자 구조의 열 확산 밴드 삽입 홈이 형성된 열 확산 블록
141 , 142 : '┼┼' 형태를 가지는 편자 중 일부 구조의 열 확산 밴드 삽입 홈이 형성된 열 확산 블록
150 : 'S' 형태를 가지는 편자 구조의 열 확산 밴드 삽입 홈이 형성된 열 확산 블록
151, 152 : 'S' 형태를 가지는 편자 중 일부 구조의 열 확산 밴드 삽입 홈이 형성된 열 확산 블록
200 : 열 확산 밴드
210, 211, 212, 213 : 그리드 형태의 열 확산 밴드
230, 231, 232, 233 : 편자 구조의 열 확산 밴드
240 : '┼┼' 형태 편자 구조의 열 확산 밴드
250 : ''S' 형태 편자 구조의 열 확산 밴드
260 : 'C' 형태 편자 구조의 열 확산 밴드

Claims (10)

  1. 일 면은 열원으로부터 열을 전달받고 타 면은 열전 소자부의 일 단과 접촉하여 상기 열을 상기 열전 소자부로 전달하는 흡열부, 일 단은 상기 흡열부의 타 면과 접촉하여 상기 흡열부로부터 상기 열을 전달받고 타 단은 방열부의 일 면과 접촉하여 상기 방열부로 상기 열을 전달하며 양 단의 온도 차이에 의하여 기전력을 생성하는 열전 소자부 및 일 면은 상기 열전 소자부의 타 단과 접촉하여 상기 열전 소자부로부터 상기 열을 전달받고 타 면은 상기 열을 방열하는 방열부를 포함하는 열전 발전 모듈에 있어서,
    상기 흡열부는 상기 열원으로부터 상기 열을 흡수하는 다수 개의 열 확산 블록으로 구성되고, 상기 다수 개의 열 확산블록에 상기 다수 개의 열 확산 블록 사이에 열적 평형을 유지하기 위한 다수의 열 확산 밴드가 삽입되며,
    상기 열 확산 블록의 일 면에는 삽입 홈이 형성되고 상기 삽입 홈에는 그리드 형태의 열 확산 밴드가 삽입되며,
    상기 흡열부는, 상기 그리드 형태의 열 확산 밴드가 삽입된 다수 개의 열 확산 블록이 상기 그리드 형태의 열 확산 밴드가 서로 연결되도록 결합되어 구성되는 것을 특징으로 하는 열 확산 밴드를 가지는 흡열 구조.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 일 면은 열원으로부터 열을 전달받고 타 면은 열전 소자부의 일 단과 접촉하여 상기 열을 상기 열전 소자부로 전달하는 흡열부, 일 단은 상기 흡열부의 타 면과 접촉하여 상기 흡열부로부터 상기 열을 전달받고 타 단은 방열부의 일 면과 접촉하여 상기 방열부로 상기 열을 전달하며 양 단의 온도 차이에 의하여 기전력을 생성하는 열전 소자부 및 일 면은 상기 열전 소자부의 타 단과 접촉하여 상기 열전 소자부로부터 상기 열을 전달받고 타 면은 상기 열을 방열하는 방열부를 포함하는 열전 발전 모듈에 있어서,
    상기 흡열부는 상기 열원으로부터 상기 열을 흡수하는 다수 개의 열 확산 블록으로 구성되고, 상기 다수 개의 열 확산블록에 상기 다수 개의 열 확산 블록 사이에 열적 평형을 유지하기 위한 다수의 열 확산 밴드가 삽입되며,
    상기 열 확산 블록의 일면에는 삽입 홈이 형성되고 상기 삽입 홈에는 편자 구조의 열 확산 밴드가 삽입되고,
    상기 편자 구조의 열 확산 밴드는 다수 개의 열 확산 블록에 걸쳐서 삽입되는 것을 특징으로 하는 열 확산 밴드를 가지는 흡열 구조.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 열 확산 밴드는 금속재료인 것을 특징으로 하는 열 확산 밴드를 가지는 흡열 구조.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 편자 구조의 형태는 ┼┼ 형태 또는 S 형태 또는 C 형태인 것을 특징으로 하는 열 확산 밴드를 가지는 흡열 구조.
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