CN113748525A - 热转换装置 - Google Patents

热转换装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113748525A
CN113748525A CN202080030687.7A CN202080030687A CN113748525A CN 113748525 A CN113748525 A CN 113748525A CN 202080030687 A CN202080030687 A CN 202080030687A CN 113748525 A CN113748525 A CN 113748525A
Authority
CN
China
Prior art keywords
thermoelectric
power generation
disposed
portions
generation device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202080030687.7A
Other languages
English (en)
Inventor
李彦学
姜宗贤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Innotek Co Ltd
Original Assignee
LG Innotek Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Innotek Co Ltd filed Critical LG Innotek Co Ltd
Publication of CN113748525A publication Critical patent/CN113748525A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
    • H10N10/17—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the structure or configuration of the cell or thermocouple forming the device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B21/00—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B21/02—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/0233—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with air flow channels
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • H05K7/20409—Outer radiating structures on heat dissipating housings, e.g. fins integrated with the housing
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/01—Manufacture or treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
    • H10N10/13—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the heat-exchanging means at the junction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2321/00—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B2321/02—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effects; using Nernst-Ettinghausen effects
    • F25B2321/023—Mounting details thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2321/00—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B2321/02—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effects; using Nernst-Ettinghausen effects
    • F25B2321/025—Removal of heat
    • F25B2321/0251—Removal of heat by a gas

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

根据本发明的实施例的发电装置，包括壳体，其包括沿着第一方向穿过其以便形成内表面的通孔；管道，其被设置在壳体的通孔内，通道形成在管道中使得第一流体沿着垂直于第一方向的第二方向流动；第一热电模块，其包括被设置在管道的第一表面上的第一热电装置和被设置在第一热电装置中的第一翅片；第二热电模块，其包括被设置在面对管道的第一表面的第二表面上的第二热电装置和被设置在第二热电装置中的第二翅片；多个第一引导单元，其被耦合到壳体并被设置在管道上以便彼此面对；以及第二引导单元，其被设置在导管的第一表面和第二表面之间形成的第三表面上。第二引导单元沿着第二方向在多个第一引导单元之间延伸。多个第一引导单元和第二引导单元分别包括倾斜表面，并且第二引导单元的倾斜表面的倾斜角不同于多个第一引导单元中的相应倾斜表面的倾斜角。

Description

热转换装置
技术领域
本发明涉及一种热转换装置，并且更具体地，涉及一种使用来自温暖气体的热来发电的热转换装置。
背景技术
热电现象是由材料中的电子和空穴的传递而引起的现象，并且意指热与电之间的直接能量转换。
热电装置是使用热电现象的装置的通用术语，并且具有其中p型热电材料和n型热电材料接合在金属电极之间以形成p-n结对的结构。
可以将热电装置划分为使用电阻的温度变化的装置、使用作为其中由于温度差产生电动势的现象的塞贝克效应(Seebeck effect)的装置、使用作为其中由于电流发生吸热反应或放热反应的现象的珀尔帖效应(Peltier effect)的装置等等。
热电装置已经被多方面地应用于家用电器、电子组件、通信组件等。例如，热电装置可以应用于冷却设备、热辐射设备、发电设备等。因此，对热电装置的热电性能的需求已经逐渐增加。
近来，使用从车辆、船舶等的发动机和热电装置产生的高温废热来发电已经成为必要。这里，需要用于增加发电性能的结构。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1：韩国专利公开No.10-2015-0132209(2015年11月25日)
专利文献2：韩国专利公开No.10-2017-0063817(2017年6月8日)
专利文献3：韩国专利公开No.10-2018-0134070(2018年12月18日)
发明内容
技术问题
本发明旨在提供一种使用废热发电的热转换装置。
技术解决方案
本发明的一个方面提供了一种发电装置，该发电装置包括壳体，该壳体包括构造成在第一方向中穿过其中并形成内表面的通孔；管道，该管道被设置在壳体的通孔中并具有流动路径使得第一流体在与第一方向垂直的第二方向中流动；第一热电模块，该第一热电模块包括被设置在管道的第一表面上的第一热电装置和被设置在第一热电装置中的第一翅片；第二热电模块，该第二热电模块包括被设置在面对管道的第一表面的第二表面上的第二热电装置和被设置在第二热电装置中的第二翅片；多个第一引导部分，所述多个第一引导部分被耦合到壳体并被设置在管道上同时彼此面对；以及第二引导部分，该第二引导部分被设置在形成在管道的第一表面和第二表面之间的第三表面上。这里，第二引导部分在第二方向中在多个第一引导部分之间延伸。此外，多个第一引导部分和第二引导部分均包括倾斜表面，并且第二引导部分的倾斜表面的倾斜角不同于多个第一引导部分中的每个的倾斜表面的倾斜角。
第二引导部分的倾斜表面可以被设置在第二方向中。
第一引导部分的倾斜表面可以从第一方向或第二方向倾斜，使得第二流体在第一方向中流动，并且第二引导部分的倾斜表面可以从第一方向倾斜，使得第二流体发散并且在第一方向中流动。
第二流体的温度可以高于第一流体的温度。
管道可以包括多个支撑部分，所述多个支撑部分被耦合到壳体的通孔的内表面并被设置为彼此面对；以及主体部分，该主体部分被设置在多个支撑部分之间。此外，多个第一引导部分可以被设置在管道的多个支撑部分上，并且第二引导部分可以被设置在管道的主体部分上。
第一引导部分和第二引导部分可以在第一方向中彼此不重叠。
管道的多个支撑部分中的每个在第一方向中的长度可以大于管道的主体部分在第一方向中的长度。此外，管道的多个支撑部分中的每个在第二方向中的长度可以小于管道的主体部分在第一方向中的长度。
多个第一引导部分中的每个可以包括耦合部分，该耦合部分被耦合到通孔的内表面并且在第二方向中远离耦合部分的方向中变得与管道更加相邻。
第二引导部分和多个第一引导部分的倾斜表面可以在第二方向中彼此不重叠。
多个第一引导部分可以均包括与管道最相邻的第一端，并且第二引导部分可以包括在第二方向中的端。
管道的支撑部分可以均包括面对第二引导部分的侧面。此外，多个第一引导部分的多个第一端可以被设置在管道的支撑部分上，并且多个第一端可以与侧面相邻。
第一翅片和第二翅片可以均在第一方向中延伸。
第一翅片和第二翅片可以均在第一方向中与第二引导部分隔开特定间隔。
管道可以包括多个这样的隔开的管道。这里，多个管道中的每个可以包括彼此面对的第一表面和第二表面。此外，第一热电模块可以包括被设置在第一表面上的多个一侧热电模块，并且第二热电模块可以包括被设置在第二表面上的多个另一侧热电模块。
多个一侧热电模块可以包括面对通孔的内表面的多个第一部分和面对第二热电模块的多个第二部分。此外，多个另一侧热电模块可以包括面对通孔的内表面的多个第三部分和面对第一热电模块的多个第四部分。
一侧热电模块的第二部分可以与另一侧热电模块的第四部分隔开特定间隔。
第一热电模块和第二热电模块中的每个可以包括被耦合到管道的多个第一紧固部分。
多个第一紧固部分可以被设置为在第二方向中彼此隔开。
第二引导部分可以包括多个凹槽，并且多个凹槽可以被设置为在第二方向中彼此隔开。
多个第二紧固部分可以被设置在第二引导部分的多个凹槽中。这里，多个第一紧固部分可以面对管道的第一表面和第二表面。此外，多个第二紧固部分可以面对管道的第三表面，并且第一表面和第二表面可以垂直于第三表面。
本发明的另一方面提供一种发电装置，包括：管道，冷却流体在第一方向中通过该管道；第一热电模块，该第一热电模块包括被设置在管道的第一表面上的第一热电装置和被设置在第一热电装置上的第一散热翅片；第二热电模块，该第二热电模块包括被设置在第二表面上的第二热电装置和第二散热翅片，该第二表面被设置为平行于管道的第一表面，该第二散热翅片被设置在第二热电装置上；以及导气构件，该导气构件被设置在第三表面上，该第三表面被设置在管道的第一表面和第二表面之间。在此，导气构件包括从第一表面和第二表面朝向第三表面的中心与第三表面的距离增加的区域。第一散热翅片的外部与第二散热翅片的外部之间的宽度大于导气构件的宽度。被设置为与第三表面的中心相对应的导气构件的区域朝向第一热电模块和第二热电模块发散，并且进一步包括绝缘构件，该绝缘构件被设置在第三表面和导气构件之间的第三表面上；以及屏蔽构件，该屏蔽构件被设置在第三表面与导气构件之间的绝缘构件上。
第一表面和第一散热翅片之间的距离可以大于第一表面和第一热电装置之间的距离，并且第二表面和第二散热翅片之间的距离可以大于第二表面与第二热电装置之间的距离。
第一热电装置的外部和第二热电装置的外部之间的宽度可以大于导气构件的宽度。
导气构件可以进一步被设置在第四表面上，该第四表面被设置为平行于第三表面并且在第一表面和第二表面之间。
绝缘构件可以包括被设置在第三表面上的第一绝缘表面、在平行于第一表面的方向中从第一绝缘表面延伸并被设置在第一表面的一部分或第一热电装置的一部分上的第二绝缘表面、以及在平行于第二表面的方向中从第一绝缘表面延伸并且被设置在第二表面的一部分上或者第二热电装置的一部分上的第三绝缘表面。屏蔽构件可以包括被设置在第一绝缘表面上的第一屏蔽表面、在平行于第一表面的方向中从第一屏蔽表面延伸并被设置在第二绝缘表面的至少一部分上的第二屏蔽表面、以及在平行于第二表面的方向中从第一屏蔽表面延伸并且被设置在第三绝缘表面的至少一部分上的第三屏蔽表面。
导气构件、第一屏蔽表面、第一绝缘表面和第三表面可以被紧固在一起。
空气层可以被形成在导气构件和第一屏蔽表面之间。
本发明的又一方面提供了一种发电系统，包括第一发电装置；第二发电装置，该第二发电装置被设置为平行于第一发电装置并且与第一发电装置隔开特定间隔；以及框架，该框架被构造为支撑第一发电装置和第二发电装置。第一发电装置和第二发电装置中的每个包括管道，冷却流体在第一方向中通过该管道；第一热电模块，该第一热电模块包括被设置在管道的第一表面上的第一热电装置和被设置在第一热电装置上的第一散热翅片；第二热电模块，该第二热电模块包括被设置在被设置为平行于管道的第一表面的第二表面上的第二热电装置和被设置在第二热电装置上的第二散热翅片；第一导气构件，该第一导气构件被设置在第三表面上，该第三表面被设置在管道的第一表面和第二表面之间并与第三表面隔开；以及第二导气构件，该第二导气构件被设置在被设置为平行于第三表面的第四表面上并且在第一表面和第二表面之间并且与第四表面隔开。第一导气构件包括其中与第三表面的距离从第一表面和第二表面朝向第三表面的中心增加的区域。第一散热翅片的外部与第二散热翅片之间的宽度大于第一导气构件的宽度。被设置为与第三表面的中心相对应的第一导气构件的区域允许气体流入以朝向第一热电模块和第二热电模块发散。框架包括形成在垂直于第一方向并且平行于第一表面和第二表面的第二方向中的两侧上以允许气体通过的开口，并且包括形成在第一方向中的两侧上以允许冷却流体通过其的开口。气体通过第一发电装置的第二热电模块和第二发电装置的第一热电模块。
框架可以进一步包括：第一倾斜构件，该第一倾斜构件被设置为从框架的一个壁表面朝向第一发电装置和第二发电装置的第一导气构件的一侧倾斜；以及第二倾斜构件，该第二倾斜构件被设置为从框架的另一壁表面朝向第一发电装置和第二发电装置的第一导气构件的另一侧倾斜。框架的一个壁表面、第一倾斜构件、第一导气构件、第二倾斜构件以及框架的另一个壁表面可以在第一方向中顺序地被布置。
第一发电装置和第二发电装置中的每个可以进一步包括被设置在管道的一端并且冷却流体通过其流入的流体入口部分和被设置在管道的另一端并且冷却流体通过器排出的流体出口部分。第一倾斜构件可以从框架的一个壁表面朝向管道和流体入口部分之间的边界延伸，并且第二倾斜构件可以从框架的另一个壁表面朝向管道和流体出口部分之间的边界延伸。
有益效果
根据本发明的实施例，可以提供具有优异发电性能的热转换装置。特别地，根据本发明的实施例，可以减少使用组件的数量和占用体积，使得获得组装简单且具有优良发电性能的热转换装置。此外，根据本发明的实施例，可以获得在将热量传递到热电装置方面具有改进的效率的热转换装置。此外，根据本发明的实施例，可以通过调节热转换装置的数量来调节发电容量。此外，根据本发明的实施例，高温气体与热电模块的散热翅片之间的接触面积可以被最大化，使得发电效率可以被最大化。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的热转换装置的横截面图。
图2是根据本发明的一个实施例的热转换装置的透视图。
图3是根据本发明的一个实施例的热转换装置的分解透视图。
图4是根据本发明的一个实施例的包括热转换装置的热转换系统的局部横截面图。
图5是根据本发明的一个实施例的包括热转换装置的热转换系统的局部横截面图。
图6是图示根据本发明的一个实施例的包括在热电模块中的热电装置的横截面图。
图7是图示根据本发明的一个实施例的热电模块中包括的热电装置的透视图。
图8是根据本发明的一个实施例的热转换装置的局部透视图。
图9图示与根据本发明的一个实施例的导气构件的高度和形状有关的各种修改示例。
图10是根据本发明的另一实施例的热转换装置的透视图。
图11至图14是包括图10的热转换装置的热转换系统的透视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。
然而，本发明不限于以下公开的实施例，而是可以以各种形式实施。在不脱离本发明的技术构思的范围的情况下，实施例的一个或多个组件可以选择性地相互组合或替换。
此外，除非另外定义，否则本文中使用的术语(包括技术和科学术语)可以被用作本领域的普通技术人员通常可理解的含义。此外，可以考虑现有技术的上下文含义来解释通用词典中定义的术语。
此外，这里使用的术语旨在描述实施例而不旨在限制本发明。
在说明书中，除非另有特别说明，单数形式包括复数形式。当陈述A、B和C中的至少一种(或一种或多种)时，它可以包括A、B和C的所有组合中的一种或多种。
此外，在描述本发明的实施例的组件时，可以使用诸如第一、第二、A、B、(a)、(b)等的术语。
这些术语仅用于区分一个元素与另一个元素，并且对应元素的本质、顺序、序列等不受这些术语的限制。
此外，当陈述一个元件“连接”或“耦合”到另一个元件时，该元件不仅可以直接连接或耦合到其他元件，而且还可以通过另一介入元件连接或耦合到其他元件。
此外，当陈述元件形成或被设置在另一个元件“上方或下方”时，这两个元件不仅可以彼此直接接触，而且另一个元件可以被形成或被设置在这两个元件之间。此外，“上方(上面)或下方(底下)”不仅可以包括处于向上方向，还可以包括处于基于一个元件的向下方向。
图1是根据本发明的一个实施例的热转换装置的横截面图。图2是根据本发明的一个实施例的热转换装置的透视图。图3是根据本发明的一个实施例的热转换装置的分解透视图。图4是根据本发明的一个实施例的包括热转换装置的热转换系统的局部横截面图。图5是根据本发明的一个实施例的包括热转换装置的热转换系统的局部横截面图。
图6是图示根据本发明的一个实施例的包括在热电模块中的热电装置的横截面图。图7是图示根据本发明的一个实施例的热电模块中包括的热电装置的透视图。
参考图1至图5，热转换装置1000包括管道1100、第一热电模块1200、第二热电模块1300和导气构件1400。此外，热转换系统可以包括图1至图3的多个这样的热转换装置1000。这里，多个热转换装置1000-1、1000-2和1000-3可以被布置为以特定间隔隔开。
根据本发明的实施例的热转换装置1000可以使用流经管道1100内部的冷却流体与沿管道1100外部通过的高温气体之间的温差来发电。在本说明书中，热转换装置可以被称为发电装置。在本说明书中，流经管道1100内部的流体可以称为第一流体，并且沿管道1100外部通过的气体可以称为第二流体。因此，第二流体的温度可以高于第一流体的温度。
为此，第一热电模块1200可以被设置在管道1100的一个表面上，而第二热电模块1300可以被设置在管道1100的另一个表面上。这里，第一热电模块1200和被设置为面对管道1100的第二热电模块1300中的每个的两个表面之一变成低温部分，并且可以使用低温部分和高温部分之间的温差发电。
流入管道1100的冷却流体可以是水但不限于此并且可以是具有冷却性能的多种类型的流体。流入管道1100的冷却流体的温度可以低于100℃，并且优选地低于50℃，并且更具体地低于40℃，但不限于此。穿过管道1100并从管道1100排出的冷却流体的温度可以高于流入管道1100的冷却流体的温度。管道1100包括第一侧1110、面对第一侧1110并被设置为与第一侧1110平行的第二侧1120、被设置在第一侧1110和第二侧1120之间的第三侧1130、以及被设置在第一侧1110和第二侧1120之间以面对第三侧1130的第四侧1140。冷却流体流入由第一侧1110、第二侧1120、第三侧1130和第四侧1140形成的管道内部。冷却流体流入管道1100的冷却流体入口并通过冷却流体出口排出。为了使冷却流体容易流入和排出并支撑管道1100，可以进一步在管道1100的冷却流体入口和冷却流体出口上分别设置入口法兰1500和出口法兰1600。入口法兰1500和出口法兰1600具有带在其中形成的开口的板状，以分别对应于冷却流体入口和冷却流体出口。形成在入口法兰1500中的开口可以形成为具有与管道1100的冷却流体入口的尺寸、形状和位置一致的尺寸、形状和位置。形成在出口法兰1600中的开口(未示出)可以被形成为具有与管道1100的冷却流体出口的尺寸、形状和位置一致的尺寸、形状和位置。
尽管未示出，但是散热翅片可以被设置在管道1100的内壁上。占据管道1100的内壁的散热翅片的形状、数量、面积等可以根据冷却液的温度、废热的温度、必要的发电能力等不同地变化。散热翅片占据管道1100内壁的面积可以是例如管道1100的横截面的1％至40％。因此，在不中断冷却流体的流动的情况下，高热转换效率是可以获得的。这里，散热翅片可以具有不中断冷却流体流动的形状。例如，散热翅片可以沿着冷却流体流动的方向形成。即，散热翅片可以具有从冷却流体入口朝向冷却流体出口延伸的板状，并且多个这样的散热翅片可以布置为以特定间隔隔开。散热翅片和管道1100的内壁可以被一体地形成。
此外，管道1100的内部可被划分为多个区域。当管道1100的内部被划分为多个区域时，尽管冷却流体的流量不足以完全填充管道1100的内部，冷却流体也可以均匀地分散在管道1100内部，使得即使相对于管道1100的整个表面可获得热转换效率。
同时，第一热电模块1200被包括在管道1100的第一侧1110中并且被设置在朝向管道的外侧设置的第一表面1112上，并且第二热电模块1300被包括在管道1100的第二侧1120中并且被设置在朝向管道外侧设置的第二表面1122上以与第一热电模块1200对称。
这里，第一热电模块1200和被设置为与第一热电模块1200对称的第二热电模块1300可以被称为一对热电模块或单元热电模块。
在说明书中，作为示例，为每个管道1100设置一对热电模块。然而，本发明不限于此，并且可以为每个管道1100布置多对热电模块，即，多个这样的单元热电模块。这里，单元热电模块的尺寸和数量可以根据必要的发电量进行调节。
这里，连接到管道1100的多个第一热电模块1200中的至少一些可以使用汇流条(未示出)彼此电连接，并且连接到管道1100的多个第二热电模块1300中的至少一些可以使用另一汇流条(未示出)彼此电连接。汇流条(busbar)可以被设置在例如排出高温空气的出口上并且连接到外部端子。因此，因为在没有将用于多个第一热电模块1200和多个第二热电模块1300的印刷电路板(PCB)被设置在热转换装置中的情况下可以将电供应给多个第一热电模块1200和多个第二热电模块1300，所以易于设计和组装热转换装置。
第一热电模块1200和第二热电模块1300可以使用螺钉紧固到管道1100。因此，第一热电模块1200和第二热电模块1300可以稳定地耦合到管道1100的表面。除此以外，第一热电模块1200和第二热电模块1300中的至少一个可以使用热界面材料(TIM)被接合到管道1100的表面。
同时，第一热电模块1200和第二热电模块1300中的每个包括被设置在第一表面1112和第二表面1122上的热电装置1210和1310以及被设置在热电装置1210和1310上的散热翅片1220和1320。这里，第一表面1112和第一散热翅片1220之间的距离可以大于第一表面1112和热电装置1210之间的距离，并且第二表面1122和第二散热翅片1320之间的距离可以大于第二表面1122和热电装置1310之间的距离。如上所述，冷却流体流过的管道1100可以被设置在热电装置1210或1310的两侧中的一侧并且散热翅片1220或1320可以被设置在其另一侧。当高温气体通过散热翅片1220和1320时，热电装置1210或1310的吸热反应侧和放热反应侧之间的温差可以增加，使得可以增加热转换效率。在本说明书中，虽然这样的组件被称为散热翅片1220和1320，但是这可能不仅意指被构造为散热的翅片，而且还意指被构造为吸热的翅片。例如，散热翅片1220和1320可以通过从经过多个热转换装置1000-1、1000-2和1000-3的高温气体吸收热量来增加高温部分的温度，即，热电装置1210和1310的吸热反应侧的温度。因此，散热翅片1220和1320可以被称为热接收翅片或吸热翅片。
这里，热电装置1210和1310可以具有图6A至图7中所示的热电装置100的结构。参考图6A至图7，热电装置100包括下衬底110、下电极120、p型热电臂130、n型热电臂140、上电极150以及上衬底160。
下电极120被设置在下衬底110与p型热电臂130和n型热电臂140的下底面之间，并且上电极150被设置在上衬底160和p型热电臂130和n型热电臂140的上底面之间。因此，多个这种p型热电臂130和多个这种n型热电臂140通过下电极120和上电极150被电连接。被设置在下电极120和上电极150之间并电连接的一对p型热电臂130和n型热电臂140可以形成单位单元。
例如，当电压通过引线181和182施加到下电极120和上电极150时，其中电流从p型热电臂130流到n型热电臂140的衬底可以充当吸热反应侧，而其中电流从n型热电臂140流向p型热电臂130的衬底可以充当散热侧。
这里，p型热电臂130和n型热电臂140可以是包括铋(Bi)和碲(Te)作为主要材料的碲化铋(Bi-Te)基热电臂。P型热电臂130可以是关于100wt％的总重量，包括含有锑(Sb)、镍(Ni)、铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、铅(Pb)、硼(B)、镓(Ga)、Te、Bi和铟(In)之中的至少一种的99-99.999wt％的Bi-Te基主要材料、以及含有Bi或者Te的0.001至1wt％的混合物的热电臂。例如，主要材料可以是Bi-Se-Te，并且可以以总重量的0.001至1wt％的量进一步包括Bi或Te。n型热电臂140可以是关于100wt％总重量，包括含有硒(Se)、Ni、Al、Cu、Ag、Pb、B、Ga、Te、Bi和In中的至少一种的99-99.999wt％的Bi-Te基主要材料、以及含有Bi或Te的0.001至1wt％的混合物的热电臂。例如，主要材料可以是Bi-Sb-Te，并且可以以总重量的0.001至1wt％的量进一步包括Bi或Te。
p型热电臂130和n型热电臂140可以以块型或堆叠型形成。通常，块型p型热电臂130或块型n型热电臂140可以通过包括下述的过程获得：对热电材料进行加热来制造铸锭，将铸锭粉碎并筛分获得热电臂的粉末，并且烧结粉末并切割烧结的主体。堆叠型p型热电臂130或堆叠型n型热电臂140可以通过包括下述过程获得：将包括热电材料的糊剂涂覆到片状基材形成单元构件并且堆叠和切割单元构件。
这里，一对p型热电臂130和n型热电臂140可以具有相同的形状和体积或者具有不同的形状和体积。例如，因为p型热电臂130和n型热电臂140的导电特性彼此不同，n型热电臂140的高度或横截面积可以被形成为不同于p型热电臂130的高度或横截面积。
根据本发明的一个实施例的热电装置的性能可以被示出为热电性能指数。热电性能指数ZT可以被示出为等式1。
[等式1]
ZT＝α2·σ·T/k
这里，α是塞贝克系数[V/K]，σ是电导率[S/m]，并且α2σ是功率因数[W/mK2]。此外，T是温度，并且k是热导率[W/mK]。k可以被示出为a a·cp·ρ，a是热扩散率[cm2/S]，cp是比热[J/gK]，ρ是密度[g/cm3]。
为了获得热电装置的热电性能系数，可以使用Z计量器(Z-meter)测量Z值(V/K)，并且可以使用测量的Z值来计算热电性能指数ZT。
根据本发明的实施例，p型热电臂130和n型热电臂140可以具有图6B所示的结构。参考图6B，热电臂130和140包括热电材料层132和142、堆叠在热电材料层132和142的一侧上的第一镀层134和144、堆叠在被设置为面对热电材料层132和142的一侧的另一侧上的第二镀层134和144、分别被设置在热电材料层132和142与第一镀层134和144之间以及在热电材料层132和142与第二镀层134和144之间的第一接合层136和146以及第二接合层136和146、以及分别堆叠在第一镀层134和144以及第二镀层134和144上的第一金属层138和148以及第二金属层138和148。
这里，热电材料层132和142可以包括作为半导体材料的Bi和Te。热电材料层132和142可以具有与参考图6A已经描述的p型热电臂130或n型热电臂140相同的材料或形状。
此外，第一金属层138和148以及第二金属层138和148可以选自Cu、Cu合金、Al和Al合金并且具有0.1至0.5mm，并且优选地，0.2到0.3mm的厚度。因为第一金属层138和148以及第二金属层138和148的热膨胀系数类似于或大于热电材料层132和142的热膨胀系数，压缩应力被施加到热电材料层132和142以及第一金属层138和148以及第二金属层138和148之间的边界，使得可以防止裂纹或分层。此外，因为电极120和150与第一金属层138和148以及第二金属层138和148之间的耦合力高，所以热电臂130和140可以与电极120和150稳定地耦合。
接下来，第一镀层134和144以及第二镀层134和144中的每个可以包括Ni、锡(Sn)、Ti、铁(Fe)、Sb、铬(Cr)和钼(Mo)中的至少一个并且具有1至20μm，并且优选地，1至10μm的厚度。因为第一镀层134和144以及第二镀层134和144防止作为热电材料层132和142中的半导体材料的Bi或Te与第一金属层138和148以及第二金属层138和148之间的反应，不仅能够防止热电装置的性能下降，而且能够防止第一金属层138和148以及第二金属层138和148的氧化。
这里，第一接合层136和146以及第二接合层136和146可以被设置在热电材料层132和142与第一镀层134和144以及热电材料层132和142与第二镀层134和144之间。这里，第一接合层136和146以及第二接合层136和146可以包括Te。例如，第一接合层136和146以及第二接合层136和146可以包括Ni-Te、Sn-Te、Ti-Te、Fe-Te、Sb-Te、Cr-Te和Mo-Te中的至少一种。根据本发明的实施例，第一接合层136和146以及第二接合层136和146中的每个可以具有0.5至100μm，并且优选地，1至50μm的厚度。根据本发明的实施例，通过将包括Te的第一接合层136和146以及第二接合层136和146预先被设置在热电材料层132和142与第一镀层134和144以及第二镀层134和144之间，能够防止热电材料层132和142中的Te朝向第一镀层134和144以及第二镀层134和144扩散。因此，可以防止富Bi区域的出现。
同时，被设置在下衬底110与p型热电臂130和n型热电臂140之间的下电极120以及被设置在上衬底160与p型热电臂130和n型热电臂140之间的上电极150可以包括Cu、Ag和Ni中的至少一种并且具有0.01mm至0.3mm的厚度。当下电极120或上电极150的厚度小于0.01mm时，其作为电极的功能劣化，使得可能减少导电性能。当厚度超过0.3mm时，由于电阻增加，导电效率可能减少。
此外，彼此面对的下衬底110和上衬底160可以是绝缘衬底或金属衬底。绝缘衬底可以是氧化铝衬底或具有柔性的聚合物树脂衬底。具有柔性的聚合物树脂衬底可以包括各种绝缘树脂材料，诸如聚酰亚胺(PI)、聚苯乙烯(PS)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、环烯烃共聚物(COC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、诸如树脂的高传输塑料等。金属衬底可以包括Cu、Al或Cu-Al合金并且具有0.1mm至0.5mm的厚度。当金属衬底的厚度小于0.1mm或大于0.5mm时，散热性或热导率可能过度增加，使得可能劣化热电装置的可靠性。此外，当下衬底110和上衬底160是金属衬底时，可以在下衬底110和下电极120之间以及上衬底160和上电极150之间进一步形成介电层170。介电层170可以包括具有5至10W/mK的导热率的材料并且形成为具有0.01mm至0.15mm的厚度。当介电层170的厚度小于0.01mm时，绝缘效率或耐压性可能被劣化。当厚度超过0.15mm时，导热率减少，从而散热效率可能减少。
这里，下衬底110和上衬底160可以被形成为具有不同的尺寸。例如，下衬底110和上衬底160之一的体积、厚度或面积可以被形成为大于另一个的体积、厚度和面积。因此，可以增加热电装置的吸热反应性能或放热反应性能。
此外，可以在下衬底110和上衬底160中的至少一个的表面上形成散热图案，例如，不均匀的图案。因此，可以增加热电装置的散热性能。当不均匀的图案被形成在与p型热电臂130或n型热电臂140接触的一侧上时，可以改进热电臂和衬底之间的接合性。
同时，p型热电臂130或n型热电臂140可以具有圆柱形状、多棱柱形状、椭圆柱形状等。
根据本发明的一个实施例，在p型热电臂130或n型热电臂140中，接合到电极的部分可以被形成为具有大的宽度。
这里，被设置在管道1100上的下衬底110可以是铝衬底1212和1312。由于TIM，铝衬底1212和1312可以分别粘附到第一表面1112和第二表面1122。因为铝衬底1212和1312具有优良的热传递性能，所以很容易在热电装置1210或1310的两侧之一与冷却流体流过的管道1100之间传递热量。此外，当铝衬底1212或1312和冷却流体流过的管道1100由于TIM而彼此粘附时，铝衬底1212或1312与冷却流体流过的管道1100之间的热传递不会被中断。
返回参考图1至图5，冷却流体可以在第一方向中通过管道1100，并且气体可以在与第一方向垂直并且平行于第一表面1112和第二表面1122的方向中在多个热转换装置1000-1、1000-2和1000-3之间通过。为此，可以为每个管道1100设置一个或多个这样的导气构件1400并且被设置在高温气体流入的方向中。例如，当管道1100被设置成使得其第三侧1130面对高温气体流入的方向并且第四侧1140面对高温气体排出的方向时，导气构件1400可以被设置在管道1100的第三侧1130上。另外，根据空气动力学原理，导气构件1400可以被设置在管道1100的第四侧1140上。
这里，流入多个热转换装置1000-1、1000-2和1000-3当中的空间的气体的温度高于从多个热转换装置1000-1、1000-2和1000-3当中的空间排出的气体的温度。例如，流入多个热转换装置1000-1、1000-2和1000-3当中的空间的气体可以是车辆、船舶等的发动机产生的废热，但是不限于此。例如，流入多个热转换装置1000-1、1000-2和1000-3当中的空间的气体的温度可以大于或等于100℃，优选地，200℃，并且更具体地，从220℃至250℃，但不限于此。这里，多个热转换装置1000-1、1000-2和1000-3当中的空间的宽度可以是几毫米，并且根据热转换装置的尺寸、流入气体的温度、气体的流入速度、以及必要的发电量等而变化。在此，多个热转换装置1000-1、1000-2和1000-3当中的空间可以分别意指一个热转换装置1000的第二热电模块1300的散热翅片1320与临近的热转换装置1000的第一热电模块1200的散热翅片1220之间的距离。例如，参考图4，多个热转换装置1000-1、1000-2和1000-3当中的空间a可以为10mm或更小，优选地为5mm或更小，并且更具体地为3mm或更小。尽管一个热转换装置1000的第二热电模块1300的散热翅片1320和与其相邻的热转换装置1000的第一热电模块1200的散热翅片1220可以彼此接触，但是在组装过程中会出现公差。然而，与其中设置散热翅片1220和1320的空间中的流体压力相比，多个热转换装置1000-1、1000-2和1000-3当中的空间a中的流体压力可以更低，使得与散热翅片1220和1320相比在多个热转换装置1000-1、1000-2和1000-3当中流动的气体可能旨在通过多个热转换装置1000-1、1000-2和1000-3当中的空间a，并且涡流可能出现在多个热转换装置1000-1、1000-2和1000-3当中的空间a中。因此，当多个热转换装置1000-1、1000-2和1000-3当中的空间a均超过10mm时，流入气体与散热翅片1220和1320之间的热交换效率可能被减少。此外，随着多个热转换装置1000-1、1000-2和1000-3当中的空间a增加，可以减少可安装在确定的空间中的热转换装置的数量。因此，多个热转换装置1000-1、1000-2和1000-3当中的空间a可以为10mm或更小，优选地为5mm或更小，并且更具体地为3mm或更小。
导气构件1400可以具有这样的形状，其中距第三表面1132的距离从第三表面1132的两端朝向包括在管道1100的第三侧1130中并且面对管道的外部的第三表面1132上的第三表面1132的两端之间的中心更远。例如，导气构件1400可以具有伞形或屋顶形。因此，高温气体(例如，废热)可以被引导以通过导气构件1400发散并且通过多个热转换装置1000-1、1000-2和1000-3当中的空间。这里，导气构件1400的倾斜角θ可以是10°至80°，优选地，20°至70°，更具体地，30°至65°，并且再更具体地，45°至60°。当导气构件1400的倾角θ偏离此数值范围时，例如，当导气构件1400的倾角θ超过数值范围的上限时，流入的气体可以沿导气构件1400流动并且然后移出散热翅片1220和1320被设置的区域并流过多个转换装置1000-1、1000-2和1000-3当中的空间a，使得热交换效率可能会减少。此外，当导气构件1400的倾角θ偏离数值范围时，例如，当导气构件1400的倾角θ小于数值范围的下限时，因为可能难以制造导气构件1400并且热转换装置的高度过高，使得气体的热量可能会被导气构件1400剥夺，从而减少热交换效率。
这里，导气构件1400可以由一对热电模块1200和1300形成，或者可以由连续被设置在一个管道1100上的多对这样的热电模块1200和1300形成。
同时，在一个热转换装置1000中，第一热电模块1200的第一散热翅片1220的外侧与第二热电模块1300的第二散热翅片1320的外侧之间的宽度W1可以大于导气构件1400的宽度W2。此外，第一热电装置1210的外侧和第二热电装置1310的外侧之间的宽度W3可以大于或等于导气构件1400的宽度。这里，第一散热翅片1220的外侧和第二散热翅片1320的外侧中的每个可以意指与面对管道1100的一侧相对的一侧。如上所述，第一热电装置1210的外侧和第二热电装置1310的外侧中的每个可以意指与面对管道1100的一侧相对的一侧。这里，第一散热翅片1220和第二散热翅片1320可以形成在不中断气体流动的方向中。例如，第一散热翅片1220和第二散热翅片1320可以具有沿着气体流动的第二方向延伸的板状。除此以外，第一散热翅片1220和第二散热翅片1320可以具有折叠的形状以形成沿着气体流动的第二方向的流动路径。在此，第一热电模块1200的第一散热翅片1220与第二热电模块1300的第二散热翅片1320之间的最大宽度W1可以意指基于管道1100从第一散热翅片1220的最远点到第二散热翅片1320的最远点的距离。导气构件1400的最大宽度W2可以意指导气构件1400在最靠近管道1100的第三表面1132的区域中的宽度。因此，在第二方向中流动的气体的流动不会被导气构件1400中断，而是直接传递到第一散热翅片1220和第二散热翅片1320。因此，因为气体和第一散热翅片1220和第二散热翅片1320之间的接触面积增加，从气体接收到第一散热翅片1220和第二散热翅片的热量增加使得可以增加发电效率。
这里，导气构件1400与散热翅片1220和1320之间的垂直距离d可以大于或等于10mm，优选地15mm，并且更具体地，17mm。因此，可以提供用于紧固导气构件1400、管道1100、第一热电模块1200和第二热电模块1300的空间。由于导气构件1400而发散的气体可以穿过第一散热翅片1220和第二散热翅片1320以被有效地热交换。特别地，随着导气构件1400与散热翅片1220和1320之间的垂直距离d增加，由于导气构件1400而发散的气体可以有效地穿过第一散热翅片1220和第二散热翅片1320同时无流动阻力。然而，因为当导气构件1400与散热翅片1220和1320之间的垂直距离d过度增加时，热转换装置的高度变得过高，所以布置在有限空间内的热转换装置的数量可能减少并且由于导气构件1400发散的气体的热在通过散热翅片1220和1320之前可以被冷却，使得可以减少热交换效率。因此，导气构件1400与散热翅片1220和1320之间的垂直距离d可以小于或等于200mm，优选为150mm，并且更具体地为100mm。
同时，为了增加密封和绝缘第一热电模块1200、管道1100和第二热电模块1300的效果，绝缘构件1700和屏蔽构件1800可以进一步被设置在管道1100的第三表面1132和导气构件1400之间。
绝缘构件1700可以包括被设置在第三表面1132上的第一绝缘表面1710、在平行于第一表面1112的方向中从第一绝缘表面1710延伸并且被设置在第一表面1112的一部分或第三热电装置1200的一部分上的第二绝缘表面1720、以及在平行于第二表面1122的方向中从第一绝缘表面1710延伸并被设置在第二表面1122的一部分或第二热电装置1300的一部分上的第三绝缘表面1730。这里，第一热电装置1200的一部分和第二热电装置1300的一部分可以意指第一热电装置1200和第二热电装置1300的下衬底，并且下衬底可以是铝板。
此外，屏蔽构件1800可以包括被设置在第一绝缘表面1710上的第一屏蔽表面1810、在平行于第一表面1112的方向中从第一屏蔽表面1810延伸并且被设置在第二绝缘表面1720的至少一部分上的第二屏蔽表面1820、以及在平行于第二面1122的方向中从第一屏蔽表面1810延伸并被设置在第三绝缘表面1730的至少一部分上的第三屏蔽表面1830。
具体地，第二屏蔽表面1820和第三屏蔽表面1830可以分别被设置在第一热电装置1210和第一散热翅片1220之间的边界上以及第二热电装置1310和第二散热翅片1320之间的边界上。
据此，通过多个热转换装置1000的高温气体仅通过第一热电模块1200和第二热电模块1300的散热翅片1220和1320，并且可以防止直接与包括在第一热电模块1200和第二热电模块1300中的热电装置1210和1310接触。此外，导气构件1400可以与第一热电模块1200的侧面绝缘，并且第三侧面1130可以与第二热电模块1300的侧面绝缘，使得能够防止热电转换性能劣化。
同时，导气构件1400、第一屏蔽表面1810、第一绝缘表面1710和管道1100的第三表面1132可以紧固在一起，使得空气层可以被形成在导气构件1400和第二屏蔽表面1810之间。导气构件1400和第二屏蔽表面1810之间的绝缘性能可以由于空气层而进一步增加。
另外，为了进一步增加绝缘性能，在第一绝缘表面1710和第一屏蔽表面1810之间还可以设置额外的绝缘构件1740。
另外，虽然在附图中未示出，但是导气构件1400的一侧可以延伸以具有空心三角形形状以便被接合到第一屏蔽表面1810。
同时，根据本发明的实施例，可以对导气构件1400的高度和形状进行各种修改。
图8是根据本发明的一个实施例的热转换装置的局部透视图，并且图9A至9D图示与根据本发明的一个实施例的导气构件的高度和形状有关的各种修改示例。
参考图9A和9B，导气构件1400的高度可以根据气体的流速而变化。例如，随着流过多个热转换装置1000当中的空间的气体的流速变得更高，如图9A中所示，导气构件1400的更大高度可能是有利的。随着流速变得更低，如图9B中所示，导气构件1400的较小高度可能是有利的。
另外，如图9C和9D中所示，导气构件1400可以具有弯曲表面。例如，导气构件1400可以具有圆顶形状，其中梯度如图9C所示从中心朝向边缘增加，或者具有如图9D所示的从中心到边缘梯度平缓的形状。
如上所述，导气构件1400的高度和形状可以根据气体的流量和流速适当地修改。如上所述，当导气构件1400通过形成在导气构件1400中的孔使用螺丝钉等被紧固到屏蔽构件1800、绝缘构件1700和管道1100时，能够更换适合于气体的流量和流速的导气构件1400。
同时，虽然上面已经描述了法兰1500和1600被形成在热转换装置1000的管道1100的流体入口和流体出口上，但是本发明不限于此。
图10是根据本发明的另一实施例的热转换装置的透视图，并且图11至图14是包括图10的热转换装置的热转换系统的透视图。将会省略参考图1至图9D的等同于上面描述的那些部分的重复描述。
参考图10，热转换装置1000可以进一步包括被设置在管道1100的一端上以允许冷却流体流入其中的流体入口部分1900和被设置在管道1100的另一端上以允许冷却流体通过其排出的流体出口部分1950。如图中所示，至少一个流体入口管1902可以被连接到流体入口部分1900，并且至少一个流体出口管1952可以被连接到流体出口部分1950。
同时，参考图11至图13，第一热转换装置1000-1和第二热转换装置1000-2可以由框架3000支撑。这里，框架3000包括在第二方向中在两侧上的开口3100和3102以允许气体通过，并且包括在第一方向中在两侧上的开口3200和3202以允许冷却流体通过。这里，热转换装置1000的流体入口管1902可以穿过开口3200并且流体出口管1952可以穿过开口3202。
同时，参考图11，根据本发明的实施例的热转换系统10可以进一步包括第一倾斜构件2000，该第一倾斜构件2000被设置为从框架3000的一个壁表面朝向第一热转换装置1000-1和第二热转换装置1000-2的导气构件1400的一侧倾斜；以及第二倾斜构件2100，该第二倾斜构件2100被设置为从框架3000的另一个壁表面朝向第一热转换装置1000-1和第二热转换装置1000-2的导气构件1400的另一侧倾斜。
这里，框架3000的一个壁表面可以是其中形成有开口3200的壁表面，并且框架3000的另一壁表面可以是其中形成有开口3202的壁表面。框架3000的一个壁表面、第一倾斜构件2000、导气构件1400、第二倾斜构件2100和框架3000的另一个壁表面可以沿第一方向被顺序地布置。
由于第一倾斜构件2000和第二倾斜构件2100，流入热转换系统10的高温气体可以被诱导朝向设置热电模块1200和1300的区域移动，使得可以增加发电效率。因此，第一倾斜构件2000和第二倾斜构件2100可以被称为引导部分。
特别地，在热转换装置1000包括流体入口部分1900和流体出口部分1950的实施例中，当第一倾斜构件2000从框架3000的一个壁表面朝向管道1100与流体入口部分1900之间的边界延伸并且第二倾斜构件2100从框架3000的另一个壁表面朝向管道1100和流体出口部分1950之间的边界延伸时，因为能够防止高温气体通过流体入口部分1900和流体出口部分1950流动，可以最大化发电效率。即，第一倾斜构件2000、导气构件1400和第二倾斜构件2100可以被布置在第一方向中以彼此不重叠。第一倾斜构件2000的倾斜表面、导气构件1400的倾斜表面和第二倾斜构件2100的倾斜表面可以被布置在第二方向中以彼此不重叠。
这里，导气构件1400的倾斜表面可以在与第一倾斜构件2000和第二倾斜构件2100的倾斜表面中的每个倾斜表面不同的方向中形成倾斜。例如，关于形成在第一方向和与其中第一流体流动的第一方向以及其中第二流体流动的第二方向垂直的第三方向，即，其中多个热转换装置被布置的方向中的虚拟表面，第一倾斜构件2000和第二倾斜构件2100的倾斜表面被设置为与在第一方向中延伸的虚拟线形成倾斜，并且导气构件1400的倾斜表面可以被设置为与在第三方向中延伸的虚拟线形成倾斜。因此，第一倾斜构件2000和第二倾斜构件2100的倾斜表面倾斜，使得第二流体在第二方向中流动，并且导气构件1400的倾斜表面可以倾斜，使得第二流体发散并流入第二方向。
另外，参考图12，根据本发明的实施例的热转换系统10可以进一步包括第三倾斜构件2200，其被设置为从框架3000的一个壁表面朝向第一热转换装置1000-1的导气构件1400的一侧倾斜；以及第四倾斜构件2300，其被设置为从框架3000的另一壁表面朝向第二热转换装置1000-2的导气构件1400的另一侧倾斜。
这里，框架3000的一个壁表面可以是与第一热转换装置1000-1隔开特定间隔并被设置为平行于第一热转换装置1000-1的热电模块的表面，并且框架3000的另一壁表面可以是面对框架3000的一个壁表面，与第二热转换装置1000-2隔开特定间隔，并被设置为平行于第二热转换装置1000-2的热电模块的表面。即，框架3000的一个壁表面和另一个壁表面可以是被设置在设置有第一倾斜构件2000和第二倾斜构件2100的壁表面之间的壁表面。因此，框架3000的一个壁表面、第三倾斜构件2200、第一热转换装置1000-1的导气构件1400、第二热转换装置1000-2的导气构件1400、第四倾斜构件2300和框架3000的另一个壁表面可以在垂直于第一方向和第二方向的方向中顺序地被布置。
由于第三倾斜构件2200和第四倾斜构件2300，流入热转换系统10的高温气体可以被诱导以朝向设置热电模块1200和1300的区域移动，使得可以增加发电效率。因此，第三倾斜构件2200和第四倾斜构件2300可以被称为引导部分。
另外，参考图13，根据本发明的实施例的热转换系统10可以包括被设置在框架3000的四个壁表面上的第一倾斜构件2000、第二倾斜构件2100、第三倾斜构件2200和第四倾斜构件2300。
虽然第一倾斜构件2000、第二倾斜构件2100、第三倾斜构件2200和第四倾斜构件2300被耦合到在图11至图13中的框架3000的内壁表面，但本发明不限于此，并且第一倾斜构件2000、第二倾斜构件2100、第三倾斜构件2200和第四倾斜构件2300中的至少一个可以通过框架3000的外壁表面被耦合。
虽然包括两个热转换装置的热转换系统在图11至图13中示出，但本发明不限于此并且可以包括如图14中所示的两个热转换装置。据此，第一倾斜构件2000和第二倾斜构件2100可以沿着其中布置n个热转换装置的方向，即，沿着与第一方向和第二方向垂直的第三方向纵向延伸。
虽然上面已经描述了本发明的示例性实施例，但是本领域的技术人员可以理解，在不脱离以下权利要求的范围所公开的本发明的概念和范围的情况下，可以进行各种修改和变化。

Claims (20)

1.一种发电装置，包括：
壳体，所述壳体包括被构造成在第一方向中穿过其中并且形成内表面的通孔；
管道，所述管道被设置在所述壳体的通孔中并且具有流动路径使得第一流体在与所述第一方向垂直的第二方向中流动；
第一热电模块，所述第一热电模块包括被设置在所述管道的第一表面上的第一热电装置和被设置在所述第一热电装置中的第一翅片；
第二热电模块，所述第二热电模块包括被设置在面对所述管道的第一表面的第二表面上的第二热电装置和被设置在所述第二热电装置中的第二翅片；
多个第一引导部分，所述多个第一引导部分被耦合到所述壳体并且被设置在所述管道上同时彼此面对；以及
第二引导部分，所述第二引导部分被设置在所述管道的第一表面和第二表面之间形成的第三表面上，
其中，所述第二引导部分在所述第二方向中在所述多个第一引导部分之间延伸，
其中，所述多个第一引导部分和第二引导部分均包括倾斜表面，以及
其中，所述第二引导部分的倾斜表面的倾斜角不同于所述多个第一引导部分中的每个的倾斜表面的倾斜角。
2.根据权利要求1所述的发电装置，其中，所述第二引导部分的倾斜表面被设置在所述第二方向中。
3.根据权利要求2所述的发电装置，其中，所述第一引导部分的倾斜表面关于所述第一方向或所述第二方向倾斜，使得第二流体在所述第一方向中流动，以及
其中，所述第二引导部分的倾斜表面关于所述第一方向倾斜，使得所述第二流体发散并且在所述第一方向中流动。
4.根据权利要求3所述的发电装置，其中，所述第二流体的温度高于所述第一流体的温度。
5.根据权利要求1所述的发电装置，其中，所述管道包括多个支撑部分，所述多个支撑部分被耦合到所述壳体的通孔的内表面并且被设置为彼此面对；以及主体部分，所述主体部分被设置在所述多个支撑部分之间，
其中，所述多个第一引导部分被设置在所述管道的多个支撑部分上，以及
其中，所述第二引导部分被设置在所述管道的主体部分上。
6.根据权利要求5所述的发电装置，其中，所述第一引导部分和所述第二引导部分在所述第一方向中彼此不重叠。
7.根据权利要求5所述的发电装置，其中，所述管道的多个支撑部分中的每个在所述第一方向中的长度大于所述管道的主体部分在所述第一方向中的长度，以及
其中，所述管道的多个支撑部分中的每个在所述第二方向中的长度小于所述管道的主体部分在所述第一方向中的长度。
8.根据权利要求7所述的发电装置，其中，所述多个第一引导部分中的每个包括耦合部分，所述耦合部分被耦合到所述通孔的内表面并且在所述第二方向中远离所述耦合部分的方向中变得与所述管道更加相邻。
9.根据权利要求8所述的发电装置，其中，所述第二引导部分和所述多个第一引导部分的倾斜表面在所述第二方向中彼此不重叠。
10.根据权利要求9所述的发电装置，其中，所述多个第一引导部分均包括与所述管道最相邻的第一端，以及
其中，所述第二引导部分包括在所述第二方向中的端。
11.根据权利要求10所述的发电装置，其中，所述管道的支撑部分均包括面对所述第二引导部分的侧面，
其中，所述多个第一引导部分的多个第一端被设置在所述管道的支撑部分上，以及
其中，所述多个第一端与所述侧面相邻。
12.根据权利要求1所述的发电装置，其中，所述第一翅片和所述第二翅片均在所述第一方向中延伸。
13.根据权利要求12所述的发电装置，其中，所述第一翅片和所述第二翅片均在所述第一方向中与所述第二引导部分隔开特定间隔。
14.根据权利要求13所述的发电装置，其中，所述管道包括多个这样的隔开的管道，
其中，所述多个管道中的每个包括彼此面对的第一表面和第二表面，以及
其中，所述第一热电模块包括被设置在所述第一表面上的多个一侧热电模块，并且所述第二热电模块包括被设置在所述第二表面上的多个另一侧热电模块。
15.根据权利要求14所述的发电装置，其中，所述多个一侧热电模块包括面对所述通孔的内表面的多个第一部分和面对所述第二热电模块的多个第二部分，以及
其中，所述多个另一侧热电模块包括面对所述通孔的内表面的多个第三部分和面对所述第一热电模块的多个第四部分。
16.根据权利要求15所述的发电装置，其中，所述一侧热电模块的第二部分与所述另一侧热电模块的第四部分隔开特定间隔。
17.根据权利要求12所述的发电装置，其中，所述第一热电模块和所述第二热电模块中的每个包括被耦合到所述管道的多个第一紧固部分。
18.根据权利要求17所述的发电装置，其中，所述多个第一紧固部分被设置为在所述第二方向中彼此隔开。
19.根据权利要求1所述的发电装置，其中，所述第二引导部分包括多个凹槽，以及
其中，所述多个凹槽被设置为在所述第二方向中彼此隔开。
20.根据权利要求19所述的发电装置，其中，多个第二紧固部分被设置在所述第二引导部分的多个凹槽中，
其中，多个第一紧固部分面对所述管道的第一表面和第二表面，
其中，所述多个第二紧固部分面对所述管道的第三表面，以及
其中，所述第一表面和所述第二表面垂直于所述第三表面。
CN202080030687.7A 2019-04-25 2020-04-03 热转换装置 Pending CN113748525A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2019-0048600 2019-04-25
KR1020190048600A KR102083611B1 (ko) 2019-04-25 2019-04-25 열변환장치
PCT/KR2020/004570 WO2020218753A1 (ko) 2019-04-25 2020-04-03 열변환장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113748525A true CN113748525A (zh) 2021-12-03

Family

ID=69805584

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080030687.7A Pending CN113748525A (zh) 2019-04-25 2020-04-03 热转换装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11815297B2 (zh)
EP (2) EP4326037A3 (zh)
JP (1) JP2022531562A (zh)
KR (1) KR102083611B1 (zh)
CN (1) CN113748525A (zh)
WO (1) WO2020218753A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102083611B1 (ko) 2019-04-25 2020-03-02 엘지이노텍 주식회사 열변환장치
JP2023530321A (ja) * 2020-06-15 2023-07-14 エルジー イノテック カンパニー リミテッド 熱電モジュール及びこれを含む発電装置
KR20210156537A (ko) * 2020-06-18 2021-12-27 엘지이노텍 주식회사 발전장치
US20230066855A1 (en) * 2021-09-01 2023-03-02 Baidu Usa Llc Energy-generating fluid distribution module for servers
WO2023243816A1 (ko) * 2022-06-15 2023-12-21 성균관대학교산학협력단 열전 발생기, 이의 제조 방법 및 이를 구비하는 열전 발생 장치.

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1813123A (en) * 1927-05-05 1931-07-07 Murray Radiator Corp Radiator
JPH08189725A (ja) * 1995-01-05 1996-07-23 Nippondenso Co Ltd 冷媒蒸発器
US6672076B2 (en) * 2001-02-09 2004-01-06 Bsst Llc Efficiency thermoelectrics utilizing convective heat flow
KR101055668B1 (ko) * 2008-11-20 2011-08-10 한국과학기술연구원 재생증발식 냉방기의 코어 모듈 및 그의 제작방법
FR2954482B1 (fr) * 2009-12-18 2012-04-27 Valeo Systemes Thermiques Echangeur de chaleur
US8770269B2 (en) * 2010-06-11 2014-07-08 Hs Marston Aerospace Ltd. Three phase fin surface cooler
KR101433173B1 (ko) * 2013-01-31 2014-08-26 주식회사 에프에이치아이코리아 열전모듈을 이용한 공기조화기
CA2906160C (en) 2013-03-15 2021-10-19 Vecarius, Inc. Thermoelectric device
CA2963265A1 (en) 2014-10-02 2016-04-07 Alphabet Energy, Inc. Thermoelectric generating unit and methods of making and using same
KR20160059031A (ko) * 2014-11-17 2016-05-26 현대자동차주식회사 차량용 제습 장치
CN107112611B (zh) * 2015-02-18 2020-04-21 古河电气工业株式会社 电池温度调节装置以及电池温度调节系统
DE102015107468A1 (de) * 2015-05-12 2016-11-17 Benteler Automobiltechnik Gmbh Kraftfahrzeug-Wärmeübertragersystem
KR20170012770A (ko) * 2015-07-23 2017-02-03 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 난방 시스템 및 그 제어방법
US10247490B2 (en) * 2015-08-06 2019-04-02 Denso International America, Inc. Flow funneling insert and heat exchanger with flow funneling element
DE102017200734A1 (de) * 2017-01-18 2018-07-19 Airbus Operations Gmbh Temperierungssystem für ein Galleyfach einer Bordküche
KR102332126B1 (ko) 2017-06-08 2021-11-29 엘지이노텍 주식회사 열변환장치
WO2019032738A1 (en) * 2017-08-08 2019-02-14 Pendram, Inc. SYSTEM AND METHODS FOR STORING PERISHABLE OBJECTS
KR102623103B1 (ko) * 2018-11-20 2024-01-09 엘지전자 주식회사 열전모듈이 구비된 발판
KR102083611B1 (ko) * 2019-04-25 2020-03-02 엘지이노텍 주식회사 열변환장치
KR20200134492A (ko) * 2019-05-22 2020-12-02 현대자동차주식회사 열전모듈이 구비된 열교환기 및 이를 포함하는 배터리 열관리 시스템
US11274601B2 (en) * 2019-11-26 2022-03-15 Delavan Inc. Internal fuel/air heat exchangers
WO2022015792A1 (en) * 2020-07-14 2022-01-20 Alliance For Sustainable Energy, Llc Electric charging particle heater for thermal energy storage

Also Published As

Publication number Publication date
US11815297B2 (en) 2023-11-14
US20220260288A1 (en) 2022-08-18
EP4326037A2 (en) 2024-02-21
TW202046624A (zh) 2020-12-16
EP3961732A4 (en) 2023-01-11
EP4326037A3 (en) 2024-04-24
KR102083611B1 (ko) 2020-03-02
EP3961732B1 (en) 2024-02-07
JP2022531562A (ja) 2022-07-07
EP3961732A1 (en) 2022-03-02
WO2020218753A1 (ko) 2020-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113748525A (zh) 热转换装置
CN111433924B (zh) 热转换设备
KR102434261B1 (ko) 열변환장치
US11980095B2 (en) Heat converter
KR20200005869A (ko) 열변환장치
CN114946043A (zh) 发电设备
US11205746B2 (en) Heat conversion apparatus
KR102316222B1 (ko) 열변환장치
TWI842881B (zh) 熱轉換發電裝置
CN115210890A (zh) 发电设备
KR102249020B1 (ko) 열변환장치
KR102334189B1 (ko) 열변환 장치
KR102476995B1 (ko) 열변환장치
US20230210007A1 (en) Power generation device
KR102487432B1 (ko) 열변환장치
JP2021530112A (ja) 熱変換装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination