KR20130039139A - 열전 모듈 - Google Patents

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KR20130039139A
KR20130039139A KR1020110103622A KR20110103622A KR20130039139A KR 20130039139 A KR20130039139 A KR 20130039139A KR 1020110103622 A KR1020110103622 A KR 1020110103622A KR 20110103622 A KR20110103622 A KR 20110103622A KR 20130039139 A KR20130039139 A KR 20130039139A
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type thermoelectric
thermoelectric element
metal electrode
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heat absorbing
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KR1020110103622A
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최동혁
김용석
이성호
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명은 에너지 저장 장치의 냉각 시스템에 적용되는 열전 모듈에 관한 것으로, 냉각 효율성을 높이기 위하여, 교대로 배치되는 복수 개의 P형 열전 소자 및 N형 열전 소자; 상기 P형 열전 소자와 N형 열전 소자 사이 각각에 구비되는 금속 전극; 상기 P형 열전 소자와 N형 열전 소자 사이에 위치하는 상기 금속 전극의 하면과 연결되는 흡열판; 및 상기 N형 열전 소자와 상기 P형 열전 소자 사이에 위치하는 상기 금속 전극의 상면과 연결되는 발열판;을 포함하는 열전 모듈을 제시한다.

Description

열전 모듈{THERMOELECTRIC MODULE}
본 발명은 열전 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에너지 저장 장치에 포함되는 에너지 저장 소자 각각에 대해 냉각이 이루어질 수 있는 구조를 갖춘 열전 모듈에 관한 것이다.
열전 소자(Thermoelectric device)란 열전 변환을 이용하여 자연계, 기계 빌딩 등의 인공물에 존재하는 온도의 차이를 이용하여 온도차에 의한 기전력이 발생하는 현상인 제백 효과(Seebeck effect)를 이용한 소자이다. 일반적으로 열전 소자는 미국 특허 공개 제 2009-0025773호에 개시된 바와 같이, 열전체 내부의 열 또는 캐리어의 이동 방향이 저온 영역 및 고온 영역의 대향면 사이에 수직 방향으로 형성된다.
열전 변환(Thermoelectric conversion)이란 열에너지와 전기에너지 사이의 에너지 변환으로, 이와 같은 열전 소자는 크게 열전 재료의 양단에 온도 차이가 있을 때 전기가 발생하는 제백 효과(Seebeck effect)를 이용한 발전이나, 열전 재료에 전류를 흘려주면 그 양단 사이에 온도 구배가 발생하는 펠티어 효과(Peltier effect)를 이용한 냉각의 두 가지 응용처가 있다.
제백 효과(Seebeck effect)를 이용하면, 컴퓨터나 자동차 엔진 등에서 발생한 열을 전기에너지로 변환할 수 있고, 펠티에 효과(Peltier effect)를 이용하면, 냉매가 필요 없는 각종 냉각 시스템을 구현할 수 있다. 따라서, 최근 신에너지 개발, 폐에너지 회수, 환경보호 등에 대한 관심이 고조되면서, 열전 소자에 대한 관심도 높아지고 있다.
특히, 현재 전기, 전자, 통신, 컴퓨터 산업 및 자동차 산업 등에 전력원으로 사용되는 에너지 저장 장치는, 높은 구동 전압을 위하여 에너지 저장 소자, 예를 들어, 리튬 이온 전지(Lithium ion battery) 또는 전기화학 커패시터(Electrochemical Capacitor)가 복수 개로 이루어진 하나의 모듈로서 제작되고 있는데, 이에 따른 발열로 인하여 에너지 저장 장치의 성능과 수명을 저하되는 문제가 발생하고 있고, 이에 따라, 최근 열전 모듈을 이용한 에너지 저장 장치 냉각 시스템에 관한 발명이 활발히 이루어지고 있는 실정이다.
이제, 종래 열전 모듈의 구성 및 그 냉각 원리를 살펴보고, 종래 열전 모듈을 상기 언급한 에너지 저장 장치에 적용하는 경우 발생하는 문제점에 대해 살펴보기로 한다.
도 1은 종래의 일반적인 열전 소자 모듈을 개략적으로 도시한 부분 절개 사시도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 열전 소자 모듈(1)은 P형 열전 재료들(3)과 N형 열전 재료들(5)을 구비한다. 세라믹 또는 질화 규소로 제조된 한 쌍의 절연 기판(7)에는 각각 소정 패턴으로 전극들(9)이 부착되어 상기 열전 재료들(3, 5)은 상기 전극들(9)에 의해 전기적으로 직렬 연결된다.
종래의 열전 소자 모듈(1)에 있어서, 단자(2)에 연결된 리드선(4)을 통해 전극(9)에 직류 전압을 인가하면, 펠티에 효과에 의해, P형 열전 재료(3)에서 N형 열전 재료(5)로 전류가 흐르는 측은 열이 발생되고, 반대로 N형 열전 재료(5)에서 P형 열전 재료(3)로 전류가 흐르는 측은 열을 흡수하게 된다. 따라서, 발열측에 접합된 절연 기판(7)은 가열되고, 흡열측에 접합된 절연 기판(7)은 냉각된다.
이와 같은 종래 열전 모듈(1)을 이용한 에너지 저장 장치 냉각 시스템은, 일례로써, 공개된 일본특허출원번호 제2005-057006호에 개시되어 있는 바와 같이, 단순히 에너지 저장 소자(일본 특허출원번호 제2005-057006호 도 3의 부호 10) 상에 열전 모듈(일본 특허출원번호 제2005-057006호 도 3의 부호 14)을 구비하여 흡열부로 작동하는 하부 절연 기판을 통해 열을 흡수, 방출하는 형태로 구현되고 있다.
또는 열전 모듈을 에너지 저장 모듈 자체의 상단 또는 좌우측면에 부착하는 형태로 이루어질 수도 있다.
그러나, 이와 같은 시스템에서는 에너지 저장 소자 각각에 대해서는 냉각이 이루어지지 않아 냉각 효율이 떨어지는 문제점이 있다. 즉, 에너지 저장 장치에서 발열의 주요 구성 장치는 개개의 에너지 저장 소자이고, 이러한 에너지 저장 소자에서 가장 넓은 면적을 차지하는 전면이나 후면에 대해 냉각이 이루어지지 않아 냉각 효율이 떨어지는 것이다.
특허문헌1 : 일본 특허출원번호 제2005-057006호
이와 같은 문제를 해결하기 위하여 창안된 본 발명은, 에너지 저장 장치의 냉각 효율성을 높일 수 있도록 에너지 저장 소자 각각에 대해 냉각될 수 있는 구조로 이루어진 열전 모듈의 제공을 목적으로 한다.
이를 위하여, 본 발명에 따른 열전 모듈은 교대로 배치되는 복수 개의 P형 열전 소자 및 N형 열전 소자; 상기 P형 열전 소자와 N형 열전 소자 사이 각각에 구비되는 금속 전극; 상기 P형 열전 소자와 N형 열전 소자 사이에 위치하는 상기 금속 전극의 하면과 연결되는 흡열판; 및 상기 N형 열전 소자와 상기 P형 열전 소자 사이에 위치하는 상기 금속 전극의 상면과 연결되는 발열판;을 포함하는 열전 모듈을 제공한다.
그리고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전 모듈은 교대로 배치되는 복수 개의 N형 열전 소자 및 P형 열전 소자; 상기 N형 열전 소자와 P형 열전 소자 사이 각각에 구비되는 금속 전극; 상기 N형 열전 소자와 P형 열전 소자 사이에 위치하는 상기 금속 전극의 하면과 연결되는 흡열판; 및 상기 P형 열전 소자와 상기 N형 열전 소자 사이에 위치하는 상기 금속 전극의 상면과 연결되는 발열판;을 포함하는 열전 모듈을 제공한다.
여기에서, 상기 흡열판의 전면과 후면 중 어느 일면, 또는 양면에 구비되는 에너지 저장 소자;를 추가로 포함하는 열전 모듈을 제공한다.
그리고, 상기 P형 및/또는 N형 열전 소자는 상기 발열판과 소정의 간격을 두고 이격되는 열전 모듈을 제공한다.
또한, 상기 P형 및/또는 N형 열전 소자는 상기 흡열판과 소정의 간격을 두고 이격되는 열전 모듈을 제공한다.
또한, 상기 발열판의 전면이 z축을 향하여 노출되는 열전 모듈을 제공한다.
또한, 상기 흡열판의 전면과 상기 금속 전극의 전면이 서로 다른 각도를 향하도록 하여 연결되는 열전 모듈을 제공한다.
또한, 상기 금속 전극과, 흡열판, 그리고 발열판은 구리(Cu), 금(Au), 은(Ag), 질화알루미늄(AlN), 탄화규소(SiC), 알루미늄(Al) 중 어느 하나 이상을 포함하는 것으로 이루어지는 열전 모듈을 제공한다.
또한, 상기 흡열판의 단면적은 상기 에너지 저장 소자의 단면적 보다 넓은
열전 모듈을 제공한다.
본 발명에 따른 열전 모듈을 에너지 저장 장치의 냉각 시스템에 적용하는 경우, 에너지 저장 장치에 포함된 에너지 저장 소자 각각에 대하여 냉각이 이루어질 수 있어 냉각 효율성을 극대화할 수 있다.
도 1은 종래의 일반적인 열전 소자 모듈을 개략적으로 도시한 부분 절개 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 열전 모듈의 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 열전 모듈의 일부 구성을 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 열전 모듈에 에너지 저장 소자가 부착된 상태를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 열전 모듈에 있어서의 열의 이동 경로를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전 모듈의 정면도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 기술 등은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 함과 더불어, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공될 수 있다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
또한, 본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comPrise)' 및/또는 '포함하는(comPrisiNg)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용효과를 더욱 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 열전 모듈의 정면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 열전 모듈의 일부 구성을 나타낸 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 열전 모듈(100)은 교대로 배치되는 복수 개의 P형 열전 소자(110) 및 N형 열전 소자(120), 상기 P형 열전 소자(110)와 N형 열전 소자(120) 사이 각각에 구비되는 금속 전극(130), 상기 P형 열전 소자(110)와 N형 열전 소자(120) 사이에 위치하는 상기 금속 전극(130)의 하면과 연결되는 흡열판(140) 및 상기 N형 열전 소자(120)와 상기 P형 열전 소자(110) 사이에 위치하는 상기 금속 전극(130)의 상면과 연결되는 발열판(150)을 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 P형 열전 소자(110) 및 N형 열전 소자(120)는 당업계에서 사용되는 것이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 비스무트(Bi), 안티몬(Sb), 텔루르(Te), 및 셀렌(Se)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 2종 이상을 포함하는 것일 수 있다.
상기 금속 전극(130)은 상기 P형 열전 소자와 N형 열전 소자 사이 각각에 구비되어, 상기 P형 열전 소자(110)와 N형 열전 소자(120)를 전기적으로 직렬로 연결할 수 있다.
즉, 종래 열전 모듈은 p형 열전 소자와 n형 열전 소자가 하부 전극 패턴과 상부 전극 패턴 사이에 1개씩 교대로 나란히 배열되어, 전기적으로는 직렬로 연결되고, 구조적으로는 병렬로 연결되는 형태이나, 본 발명에 따른 열전 모듈(100)은 복수 개의 P형 열전 소자(110) 및 N형 열전 소자(120)가 교대로 배치되고, 상기 금속 전극(130)이 상기 P형 열전 소자(110)와 N형 열전 소자(120) 사이에 각각 구비됨에 따라, 전기적으로는 물론, 구조적으로도 직렬로 연결되는 형태를 취한다.
상기 금속 전극(130)은 열전도성이 우수한 구리(Cu), 은(Au), 금(Ag), 알루미늄(Al), 텅스텐(W) 중 어느 하나 이상을 포함하는 것으로 이루어질 수 있으며, 그 외에도 열전도성이 우수한 재료를 포함할 수 있다.
도면에 도시되어 있지 아니하나, 본 발명에 따른 열전 모듈(100)은 양 단에 전압을 인가하기 위하여, 상기 복수 개의 P형 열전 소자(110) 중 가장 좌측에 위치하는 P형 열전 소자의 좌측면, 그리고 상기 복수 개의 N형 열전 소자(120) 중 가장 우측에 위치하는 N형 열전 소자의 우측면 각각에 금속 전극이 구비될 수 있다.
이러한 구조를 통하여, 본 발명에 따른 열전 모듈(100)에 직류 전압을 인가하면 P형 열전 소자(110) 내의 정공은 (-)쪽으로, 상기 N형 열전 소자(120) 내의 전자는 (+)쪽으로 이동할 수 있다.
도 4는 흡열판에 에너지 저장 소자가 구비된 상태를 나타낸 도면으로, 도 4를 참조하면, 상기 흡열판(140)은 냉각시키고자 하는 대상이 발열하는 열을 흡수하는 기능을 수행할 수 있고, 이에 따라, 상기 흡열판의 전면(도 3의 140a)에는 에너지 저장 소자(160)가 위치할 수 있다.
여기서, 상기 에너지 저장 소자(160)는 예를 들어, 리튬 이온 전지(Lithium ion battery) 또는 전기화학 커패시터(Electrochemical Capacitor) 등이 될 수 있고, 이 외에도 에너지를 저장하는 소자라면 무엇이든 될 수 있다.
냉각시키고자 하는 대상은 상기 흡열판의 전면(도 3의 140a) 뿐만 아니라, 후면에도 위치할 수 있으며, 전, 후면 모두에 위치할 수도 있다.
이와 같이, 상기 흡열판에 발열량이 가장 많은 에너지 저장 소자 중 단면적이 가장 넓은 면이 직접 위치하고, 이러한 구성이 에너지 저장 소자 각각에 대해 적용되어 냉각이 이루어짐에 따라, 종래의 열전 모듈을 단순히 에너지 저장 장치에 부착하여 냉각하는 방식에 비해 냉각 효율성을 극대화할 수 있다.
여기서, 더욱 효과적인 열 전달을 위하여, 상기 흡열판(140)의 단면적은 상기 에너지 저장 소자(160)의 단면적 보다 넓게 구성하는 것이 바람직하다. 다만, 흡열판(140) 간에 단락되어 전기적인 쇼트(Short)가 발생하지 않도록 구성하여야 함은 당연하다.
한편, 상기 흡열판의 전면(도 3의 140a)과 상기 금속 전극의 전면(도 3의 130a)은 서로 다른 각도를 향하도록 하여 연결될 수 있다. 일례로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 금속 전극의 전면(130a)은 x축 방향을 향하도록 하고, 상기 흡열판의 전면(140a)은 y축 방향을 향하도록 하여 연결할 수 있다.
이와 같은 구조를 취함에 따라, 에너지 저장 장치에 있어서, 에너지 저장 소자들의 배치 방향에 맞게 상기 흡열판의 배치 각도를 적절하게 변경할 수 있고, 이에 따라, 다양한 형태의 에너지 저장 장치에 대하여 본 발명에 따른 열전 모듈을 능동적으로 적용시킬 수 있다.
또한, 상기 P형 및/또는 N형 열전 소자(110, 120)는 상기 흡열판(140)과 소정의 간격을 두고 이격될 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.
내구성이 약한 열전 소자의 특성상 P형 및/또는 N형 열전 소자(110, 120)가 상기 발열판(150)과 직접 접촉하는 경우, 물리적으로 파손될 우려가 있고 열전 성능이 저하될 수 있기 때문이다.
상기 발열판(150)은 열의 이동에 따라 상기 흡열판(140)에서 흡수한 열을 외부로 방출하는 기능을 수행할 수 있다. 특히, 상기 발열판(150)의 전면(도 3의 150a)에 방열핀이 배치될 수 있으므로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 발열판(150)의 전면(150a)은 z축을 향하여 노출될 수 있도록 구성함이 바람직하다.
또한, 상술한 바와 마찬가지로, 상기 P형 및/또는 N형 열전 소자는 상기 발열판(150)과 소정의 간격을 두고 이격될 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.
상기 흡열판(140) 및 발열판(150)은 열전도성이 우수한 구리(Cu), 은(Au), 금(Ag), 알루미늄(Al), 텅스텐(W) 중 어느 하나 이상을 포함하는 것으로 이루어질 수 있으며, 그 외에도 열전도성이 우수한 재료를 포함할 수 있음은 당업자 입장에서 자명하다.
도 5는 본 발명에 따른 열전 모듈에 있어서의 열의 이동 경로를 나타낸 도면으로써, 이제, 본 발명에 따른 열전 모듈(100)에 있어서의 열의 이동 경로에 따른 냉각 방식에 대해 자세히 살펴보기로 한다.
도면에 도시되어 있지 아니하나, 본 발명에 따른 열전 모듈(100)은 양 단에 전압을 인가하기 위하여, 상기 복수 개의 P형 열전 소자(110) 중 가장 좌측에 위치하는 P형 열전 소자의 좌측면, 그리고 상기 복수 개의 N형 열전 소자(120) 중 가장 우측에 위치하는 N형 열전 소자의 우측면 각각에 금속 전극이 구비될 수 있다.
이와 같은 구조에서, 상기 복수 개의 P형 열전 소자(110) 중 가장 좌측에 위치하는 P형 열전 소자에 (-)전압을 인가하고, 상기 복수 개의 N형 열전 소자(120) 중 가장 우측에 위치하는 N형 열전 소자에 (+)전압을 인가면, 상기 각 P형 열전 소자(110) 내의 정공(hole)은 상기 흡열판(140)이 흡수한 열을 갖고 상기 금속 전극(130)의 우측으로 이동하고, N형 열전 소자(120) 내의 전자(electron)는 상기 흡열판(140)이 흡수한 열을 갖고 상기 금속 전극(130)의 좌측으로 이동하게 된다.
그리고, 이와 같이 상기 각 P형 열전 소자(110) 및 N형 열전 소자(120)에 의해 이동된 열은 상기 금속 전극(130)으로 집중하게 되고, 상기 금속 전극(130)에 집중된 열은 상기 발열판(150)을 통해 방출됨으로써 냉각이 이루어진다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전 모듈의 정면도로써, 도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전 모듈(200)은, 교대로 배치되는 복수 개의 N형 열전 소자(220) 및 P형 열전 소자(210), 상기 N형 열전 소자(220)와 P형 열전 소자(210) 사이 각각에 구비되는 금속 전극(230), 상기 N형 열전 소자(220)와 P형 열전 소자(210) 사이에 위치하는 상기 금속 전극(230)의 하면과 연결되는 흡열판(240) 및 상기 P형 열전 소자(210)와 상기 N형 열전 소자(220) 사이에 위치하는 상기 금속 전극(230)의 상면과 연결되는 발열판(250)을 포함할 수 있다.
그리고, 도면에 도시되어 있지 아니하나, 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전 모듈(200)은 양 단에 전압을 인가하기 위하여, 상기 복수 개의 N형 열전 소자(220) 중 가장 좌측에 위치하는 N형 열전 소자의 좌측면, 그리고 상기 복수 개의 P형 열전 소자(210) 중 가장 우측에 위치하는 P형 열전 소자의 우측면 각각에 금속 전극이 구비될 수 있다.
이와 같은 구조에서, 상기 복수 개의 N형 열전 소자(220) 중 가장 좌측에 위치하는 N형 열전 소자에 (+)전압을 인가하고, 상기 복수 개의 P형 열전 소자(210) 중 가장 우측에 위치하는 P형 열전 소자에 (-)전압을 인가하면, 상기 P형 열전 소자(210) 내의 정공(hole)은 상기 흡열판(240)이 흡수한 열을 갖고 상기 금속 전극(230)의 좌측으로 이동하고, 상기 N형 열전 소자(220) 내의 전자(electron)는 상기 흡열판(240)이 흡수한 열을 갖고 상기 금속 전극(230)의 우측으로 이동하게 된다.
그리고, 이와 같이 상기 각 P형 열전 소자(210) 및 N형 열전 소자(220)에 의해 이동된 열은 상기 각 금속 전극(230)으로 집중하게 되고, 상기 금속 전극(230)에 집중된 열은 상기 발열판(250)을 통해 방출됨으로써 냉각이 이루어진다.
이와 같은 열의 이동 경로에 따라 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전 모듈(200)은 도 2의 열전 모듈과 달리, 상기 N형 열전 소자(220)와 P형 열전 소자(210) 사이에 위치하는 상기 금속 전극(230)의 하면에는 흡열판(240)이 연결되어야 하고, 상기 P형 열전 소자(210)와 상기 N형 열전 소자(220) 사이에 위치하는 상기 금속 전극(230)의 상면에는 발열판(250)이 연결되어야 하는 것이다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전 모듈(200)은, 도 2의 열전 모듈과 마찬가지로, 상기 흡열판(240)의 전면과 후면 중 어느 일면, 또는 양면에 구비되는 에너지 저장 소자를 추가로 포함할 수 있다.
그리고, 상기 P형 및/또는 N형 열전 소자(210, 220)는 상기 흡열판(240)과 소정의 간격을 두고 이격되도록 구성하는 것이 바람직하며, 또한, 상기 P형 및/또는 N형 열전 소자(210, 220)는 상기 발열판(250)과 소정의 간격을 두고 이격되도록 구성하는 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전 모듈(200)은 상기 발열판(250)에 방열핀이 배치될 수 있으므로, 상기 발열판(250)의 전면은 z축을 향하여 노출될 수 있도록 구성할 수 있다.
또한, 상기 흡열판(240)의 전면과 상기 금속 전극(230)의 전면은 서로 다른 각도를 향하도록 하여 연결될 수 있다.
그리고, 상기 금속 전극(230), 흡열판(240), 그리고 발열판(250)은 열전도성이 우수한 구리(Cu), 은(Au), 금(Ag), 알루미늄(Al), 텅스텐(W) 중 어느 하나 이상을 포함하는 것으로 이루어질 수 있고, 에너지 저장 소자의 단면적 보다 상기 흡열판(240)의 단면적을 넓게 구성함으로써 냉각 효율을 높일 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
100: 본 발명에 따른 열전 모듈
200: 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전 모듈
110, 210: P형 열전 소자
120, 220: N형 열전 소자
130, 230: 금속 전극
140, 240: 흡열판
150, 250: 방열판
160: 에너지 저장 소자

Claims (9)

  1. 교대로 배치되는 복수 개의 P형 열전 소자 및 N형 열전 소자;
    상기 P형 열전 소자와 N형 열전 소자 사이 각각에 구비되는 금속 전극;
    상기 P형 열전 소자와 N형 열전 소자 사이에 위치하는 상기 금속 전극의 하면과 연결되는 흡열판; 및
    상기 N형 열전 소자와 상기 P형 열전 소자 사이에 위치하는 상기 금속 전극의 상면과 연결되는 발열판;
    을 포함하는
    열전 모듈.
  2. 교대로 배치되는 복수 개의 N형 열전 소자 및 P형 열전 소자;
    상기 N형 열전 소자와 P형 열전 소자 사이 각각에 구비되는 금속 전극;
    상기 N형 열전 소자와 P형 열전 소자 사이에 위치하는 상기 금속 전극의 하면과 연결되는 흡열판; 및
    상기 P형 열전 소자와 상기 N형 열전 소자 사이에 위치하는 상기 금속 전극의 상면과 연결되는 발열판;
    을 포함하는
    열전 모듈.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 흡열판의 전면과 후면 중 어느 일면, 또는 양면에 구비되는 에너지 저장 소자;
    를 추가로 포함하는
    열전 모듈.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 P형 및/또는 N형 열전 소자는 상기 흡열판과 소정의 간격을 두고 이격되는
    열전 모듈.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 P형 및/또는 N형 열전 소자는 상기 발열판과 소정의 간격을 두고 이격되는
    열전 모듈.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 발열판의 전면이 z축을 향하여 노출되는
    열전 모듈.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 흡열판의 전면과 상기 금속 전극의 전면이 서로 다른 각도를 향하도록 하여 연결되는
    열전 모듈.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 금속 전극과, 흡열판, 그리고 발열판은
    구리(Cu), 금(Au), 은(Ag), 질화알루미늄(AlN), 탄화규소(SiC), 알루미늄(Al) 중 어느 하나 이상을 포함하는 것으로 이루어지는
    열전 모듈.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 흡열판의 단면적은 상기 에너지 저장 소자의 단면적 보다 넓은
    열전 모듈.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20230141042A (ko) 2022-03-31 2023-10-10 세종대학교산학협력단 액체 금속 갈륨을 추진제로 사용하는 인공위성용 전계방사형 전기추진 시스템

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102366934B1 (ko) * 2015-07-22 2022-02-23 엘지전자 주식회사 열교환모듈 및 이를 포함하는 세탁물 처리장치

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6207886B1 (en) * 1998-06-30 2001-03-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Skutterudite thermoelectric material thermoelectric couple and method of producing the same
US20050045702A1 (en) * 2003-08-29 2005-03-03 William Freeman Thermoelectric modules and methods of manufacture
US8455751B2 (en) * 2003-12-02 2013-06-04 Battelle Memorial Institute Thermoelectric devices and applications for the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210007573A (ko) * 2019-07-12 2021-01-20 최병대 제조가 용이하면서 향상된 열전효율을 가지는 열전모듈.
KR20230141042A (ko) 2022-03-31 2023-10-10 세종대학교산학협력단 액체 금속 갈륨을 추진제로 사용하는 인공위성용 전계방사형 전기추진 시스템

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