CN116368964A - 热电模块和包括该热电模块的发电机 - Google Patents

热电模块和包括该热电模块的发电机 Download PDF

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奉相勋
李彦学
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Abstract

根据本发明的实施方式公开了一种热电装置,其包括:流体流动部件;热电模块,热电模块设置在流体流动部件上;导引部件,导引部件设置在流体流动部件上并且与热电模块间隔开;以及屏蔽构件,屏蔽构件设置在热电模块上,其中,导引部件的一部分与屏蔽构件在竖向方向上重叠。

Description

热电模块和包括该热电模块的发电机
技术领域
本发明涉及热电模块和包括该热电模块的发电机,并且更具体地涉及利用热电元件的低温部分与高温部分之间的温度差的热电模块和包括该热电模块的发电机,或者用于冷却或加热特定物体、比如流体的热电装置(特别地,塞贝克装置)。
背景技术
热电现象是由于材料中的电子和空穴的运动而出现的现象,并且意指热与电之间的直接能量转换。
热电元件是使用热电现象的元件的通用术语,并且具有P型热电材料和N型热电材料结合在金属电极之间以形成PN结对的结构。
热电元件可以分为:利用根据温度变化的电阻的温度变化的元件;利用塞贝克效应的元件,在塞贝克效应中,由于温度差而产生电动势;以及利用珀耳帖效应的元件,在珀耳帖效应中,由于电流而发生吸热或加热。
热电元件被广泛应用于家用电器、电子部件、通信部件等。例如,热电元件可以应用于冷却装置、加热装置、发电设备等。因此,对热电元件的热电性能的需求逐渐增加。
近来,需要利用从比如汽车和船舶的发电机以及热电元件产生的高温废热来发电。
在这种情况下,可以在热电元件的低温部分侧设置第一流体穿过的流体移动部件,可以在热电元件的高温部分侧设置散热器,并且第二流体可以穿过散热器。因此,可以通过热电元件的低温部分与高温部分之间的温度差产生电力。
发明内容
技术问题
本发明的实施方式将提供一种利用热电元件的低温部分与高温部分之间的温度差发电的热电模块,以及包括该热电模块的发电机。
另外,本发明的实施方式将提供一种即使尺寸增加也具有改善的防潮性的热电模块,以及一种包括该热电模块的发电机。
此外,本发明的实施方式将提供长的并排设置的用以提高发电性能的热电模块,以及包括该热电模块的发电机。
在实施方式中要解决的问题不限于上述问题,并且还包括可以从下述问题的解决方案和实施方式中确定的目的和效果。
技术方案
根据本发明的实施方式的热电装置可以包括:流体移动部件;热电模块,热电模块设置在流体移动部件上;导引部件,导引部件设置在流体移动部件上并且与热电模块间隔开;以及屏蔽构件,屏蔽构件设置在热电模块上,其中,导引部件的一部分可以与屏蔽构件在竖向方向上重叠。
导引部件可以包括凹槽部分,该凹槽部分设置在与屏蔽构件在竖向方向上重叠的区域中。
导引部件可以包括中央部分和设置成与中央部分间隔开的支承部分,并且导引部件的凹槽部分可以设置在支承部分的上表面上。
屏蔽构件可以具有设置成在第一方向上彼此间隔开的多个屏蔽构件,中央部分可以设置在彼此相邻的所述多个屏蔽构件之间,并且支承部分可以设置在所述多个屏蔽构件下方。
流体移动部件可以包括沿第一方向延伸的凹槽部分;热电装置还可以包括设置在流体移动部件的凹槽部分上的第一密封构件;以及设置在导引部件与屏蔽构件之间的第二密封构件。
第二密封构件可以设置在导引部件的凹槽部分、支承部分的上表面以及中央部分的与支承部分的上表面接触的侧表面上。
第二密封构件可以延伸至支承部分的侧表面,该侧表面在支承部分的上表面与流体移动部件的凹槽部分之间倾斜,导引部件的凹槽部分可以沿垂直于第一方向的第二方向延伸,并且第一方向可以与多个热电模块或多个屏蔽构件布置所沿着的方向对应。
第一密封构件可以与第二密封构件接触,中央部分在第二方向上的长度可以大于所述多个凹槽部分之间在第二方向上的长度,并且中央部分可以与流体移动部件的凹槽部分在竖向方向上至少部分重叠。
中央部分在第二方向上的长度可以大于支承部分在第二方向上的长度。
导引部件的凹槽部分可以设置在流体移动部件的凹槽部分的内侧。
屏蔽构件可以包括多个屏蔽孔,热电模块可以包括与流体移动部件的一个表面接触的热电元件;以及设置在热电元件上的散热器,并且散热器可以穿过所述多个屏蔽孔。
屏蔽构件可以包括与热电模块在竖向方向上重叠的第一部分;在竖向方向上偏离热电模块的第二部分;以及连接第一部分和第二部分的阶状部分,并且第二部分比第一部分更靠近流体移动部件的一个表面。
热电装置还可以包括设置在热电模块与屏蔽构件之间的第三密封构件;其中,第三密封构件可以与第一密封构件间隔开。
热电元件可以包括:第一基板,第一基板与流体移动部件的一个表面接触;第二基板,第二基板设置成与第一基板间隔开;第一电极,第一电极设置在第一基板上;第二电极,第二电极设置在第二基板下方;以及多个热电腿,所述多个热电腿设置在第一电极与第二电极之间;第三密封构件可以设置在第二基板的边缘与屏蔽孔的边缘之间并且与第一基板在竖向方向上重叠。
屏蔽孔的面积可以小于第二基板的面积。
有利效果
根据本发明的实施方式,可以获得可以简单组装并且具有优异发电性能的发电机。
另外,根据本发明的实施方式,即使尺寸增加,也可以实现具有改善的防潮性的热电模块,以及包括该热电模块的发电机。
特别地,可以提供一种热电模块,其中,通过具有屏蔽构件和密封构件来保护热电模块免受湿气、热或其他污染物的影响,以及一种包括该热电模块的发电机。
另外,可以提供一种每单位面积具有高发电效率的热电模块和包括该热电模块的发电机。
本发明的各种有益优点和效果不受详细说明的限制,并且通过本发明的详细实施方式的说明应当容易理解。
附图说明
图1是根据本发明的实施方式的发电机的立体图;
图2是根据本发明的实施方式的发电机的分解立体图;
图3是根据本发明的实施方式的发电机的流体移动部件的立体图;
图4是根据本发明的实施方式的发电机的流体移动部件的另一立体图;
图5是沿着图1中的线A-A”截取的横截面图;
图6和图7是图示了根据本发明的实施方式的热电元件的视图;
图8是包括在根据本发明的实施方式的发电机中的热电模块的立体图;
图9是包括在根据本发明的实施方式的发电机中的热电模块的第一基板的俯视图;
图10是其中多个热电模块设置在包括于根据本发明的实施方式的发电机中的流体移动部件的一个侧部上的俯视图;
图11是包括在根据本发明的实施方式的发电机中的盖构件的立体图;
图12是示出了根据本发明的实施方式的发电机和联接至该发电机的盖构件的视图;
图13是沿着图12中的线B-B”截取的横截面图;
图14和图15是包括在根据本发明的实施方式的发电机中的导引部件的立体图;
图16是从图14中的线C-C’观察的视图;
图17是沿着图14中的线D-D’截取的横截面图;
图18和图19是解释了根据本发明的实施方式的发电机中的屏蔽构件的联接的视图;
图20是沿着图19中的线E-E”截取的横截面图;
图21是图19中的部分K1的放大图;
图22是沿着图21中的线F-F”截取的横截面图;
图23是图19中的部分K2的放大图;
图24是沿着图23中的线G-G’截取的横截面图;
图25和图26是包括在根据本发明的实施方式的发电机中的虚设模块的立体图;
图27和图28是解释了根据本发明的实施方式的发电机中的屏蔽构件的联接的视图;
图29是解释了根据本发明的实施方式的发电机中的第一密封构件、第二密封构件和第三密封构件的位置的视图;
图30是图29中的部分K3的放大图;以及
图31是沿着图29中的线H-H’截取的横截面图。
具体实施方式
在下文中,将参照附图对本发明的优选实施方式进行详细地描述。
然而,本发明的技术精神不限于将要描述的一些实施方式,并且可以以各种形式实施,并且实施方式中的一个或更多个元件可以选择性地联接和替换,以在本发明的技术精神的范围内使用。
另外,除非特别定义和描述,否则可以用本领域技术人员通常理解的含义来解释本发明的实施方式中所使用的术语(包括技术术语和科学术语),并且通常使用的术语、比如字典中定义的术语可以考虑其在相关领域中的上下文含义来理解。
此外,在本发明的实施方式中使用的术语仅被提供用于描述本发明的实施方式而不是出于限制的目的。
在本申请文件中,除非上下文另外明确地指示,否则单数形式包括其复数形式,并且在描述“A、B和C中的至少一者(或者一者或更多者)”的情况下,这可以包括可以与A、B和C组合的所有组合中的至少一个组合。
另外,诸如第一、第二、A、B、(a)、(b)等的术语可以用于描述本发明的实施方式的元件。
提供这些术语仅是为了将元件与其他元件区分开,并且元件的本质、顺序、次序等不受这些术语的限制。
另外,当元件被描述为“连接”、“联接”或“链接”至另一元件时,不仅可以包括元件直接连接、联接或链接至另一元件的情况,而且还可以包括元件通过元件与另一元件之间的另外的元件连接、联接或链接至另一元件的情况。
此外,当元件被描述为形成在另一元件“上(上方)”或“下(下方)”时,术语“上(上方)”或“下(下方)”既包括两个元件彼此直接接触的情况,也包括一个或更多个元件(间接)设置在两个元件之间的情况。另外,当元件被描述为设置在另一元件“上或下”时,这种描述可以包括元件相对于另一元件设置在上侧部或下侧部处的情况。
首先,本发明的热电装置(或发电机)可以在包括热电模块的发电系统中使用。例如,发电机(包括作为热电装置的热电模块或热电元件)可以包括流体移动穿过的路径或管。此外,可以根据热电元件的低温部分与高温部分之间的温度差以各种方式应用发电机。
图1是根据本发明的实施方式的发电机的立体图,以及图2是根据本发明的实施方式的发电机的分解立体图。
参照图1和图2,热电装置1000(或“发电机”)包括流体移动部件1100、热电模块1200、盖构件1300、导引部件1400和虚设模块1500、屏蔽构件1600、固定构件1700和外壳1800。此外,根据实施方式的热电装置1000还可以包括电连接至热电模块1200的导线,并且还可以包括诸如螺钉之类的各种元件,这些元件是用于如稍后描述的部件之间的联接的紧固构件。另外,根据实施方式,可以存在多个热电装置,所述多个热电装置设置成以预定的间隔并排(例如,平行)地彼此间隔开,以形成发电系统。
另外,在根据实施方式的热电装置1000中,可以通过热电模块1200利用流动穿过流体移动部件1100的内部的第一流体与流动穿过流体移动部件1100的外部的第二流体之间的温度差来产生电力。
具体地,引入到流体移动部件1100中的第一流体可以是水,但不限于此,并且可以是具有冷却性能的各种类型的流体(例如,气体等)。另外,流入到流体移动部件1100中的第一流体的温度可以低于100℃、优选地低于50℃、更优选地低于40℃,但不限于此,并且可以低于第二流体的温度。在穿过流体移动部件1100之后排放的第一流体的温度可能高于引入到流体移动部件1100的第一流体的温度。
第一流体可以从设置在流体移动部件1100的一个侧部上的流体入口引入,并且通过设置在与一个侧部相反的另一侧部上的流体出口排放。为了便于第一流体的流入和流出并且为了支承流体移动部件1100,可以进一步在流体移动部件1100的流体入口侧部和流体出口侧部上分别设置有入口凸缘JI和出口凸缘(未示出)。
同时,第二流体可以穿过流体移动部件1100的外部、例如设置在流体移动部件1100外部的热电模块1200的散热器。第二流体可以是从诸如汽车、船舶等的发动机产生的废热,但不限于此。例如,第二流体的温度可以是100℃或更高、优选地是200℃或更高、更优选地是220℃至250℃,但不限于此,并且可以高于第一流体的温度。
在本申请文件中,将描述其中流动穿过流体移动部件1100的内部的第一流体的温度高于流动穿过设置在流体移动部件1100外部的热电模块1200的散热器1220的第二流体的温度的示例。因此,在本申请文件中,流体移动部件1100可以被称为导管或冷却部件。然而,本发明的实施方式不限于此,并且流动穿过流体移动部件1100的内部的第一流体的温度可以高于流动穿过设置在流体移动部件1100外部的热电模块1200的散热器1220的第二流体的温度。
另外,在本申请文件中,第一流体可以沿第一方向(X轴方向)移动,并且流体移动部件1100的流动路径也可以沿第一方向延伸。此外,第二方向(Y轴方向)可以与第二流体在垂直于第一方向(X轴方向)的方向上的移动方向对应。此外,第三方向(Z轴方向)可以是垂直于第一方向(X轴方向)和第二方向(Y轴方向)两者的竖向方向。第三方向(Z轴方向)可以与竖向方向互换使用,并且可以与相对于流体移动部件1100从下热电模块至上热电模块的方向对应。
热电模块1200可以设置在流体移动部件1100上。此外,可以存在多个热电模块1200,所述多个热电模块1200中的每个热电模块可以设置在流体移动部件1100的一个表面上、即流体移动部件1100的上表面和下表面。在此,上表面意指沿第三方向或竖向方向设置的外表面,并且下表面意指沿与第三方向相反的方向设置的外表面。此外,热电模块1200可以相对于流体移动部件1100定位成彼此对应。例如,位于流体移动部件1100下方的热电模块1200可以与位于流体移动部件1100上方的热电模块1200在第三方向(Z轴方向)上重叠。在下文中,除非另外特别说明,否则将关于流体移动部件1100的上表面对热电模块1200、盖构件1300、导引部件1400、虚设模块1500、屏蔽构件1600和外壳1800进行描述。
另外,根据本发明的实施方式的热电模块1200可以包括热电元件和设置在热电元件上的散热器。因此,热电模块1200可以通过由第一流体与第二流体之间的温度差产生的塞贝克效应发电,如上所述。热电模块1200的热电元件可以具有图6和图7中所图示的热电元件的结构。稍后将给出详细描述。
热电模块1200可以设置在流体移动部件1100的上表面和下表面上,并且可以存在多个热电模块。例如,热电模块1200可以包括第一热电模块1200-1至第十二热电模块1200-12,如图2中所示。因此,尽管热电模块1200的数目图示为12,但这是一个示例,并不限于该数目。
另外,与导引部件1400或屏蔽构件1600对应的六个热电模块(例如,1200-1至1200-6)可以形成一个第一热电模块组1200a,并且设置成沿第一方向(X轴方向)彼此间隔开的六个热电模块(例如,1200-7至1200-12)可以形成另一第二热电模块组1200b。在下文中,将基于六个热电模块被一个屏蔽构件(例如,1600-1)屏蔽的事实进行描述。然而,如上所述,热电模块1200的数目可以根据屏蔽构件1600的尺寸、流体移动部件1100的尺寸等进行各种改变。
另外,在本申请文件中,第一方向(X轴方向)可以与所述多个热电模块1200的布置方向对应。也就是说,所述多个热电模块1200可以并排设置以在第一方向(X轴方向)上彼此重叠。
如稍后将描述的,热电模块1200的热电元件包括设置成与流体移动部件1100接触的第一基板、设置在第一基板上的多个第一电极、设置在所述多个第一电极上的多个热电腿、设置在所述多个热电腿上的多个第二电极、以及设置在所述多个第二电极上的第二基板,并且在第二基板上设置有散热器。并且,还可以分别在第一基板与所述多个第一电极之间以及所述多个第二电极与第二基板之间进一步设置绝缘层。
此外,设置在流体移动部件1100上的热电元件的第一基板可以是金属基板,并且该金属基板可以通过热界面材料(TIM)(未示出)粘附至流体移动部件1100的表面。由于金属基板具有优异的热传递性能,因此热电元件与流体移动部件1100之间的热传递是容易的。另外,当金属基板和流体移动部件110通过热界面材料(TIM)粘附时,金属基板与流体移动部件1100之间的热传递可以不受阻碍。在此,金属基板可以是铜基板、铝基板以及铜铝基板中的一者,但不限于此。稍后将描述热电元件的详细说明。
所述多个热电模块1200中的每个热电模块都可以包括用于将产生的电提取到外部或者提供由塞贝克效应产生的电的连接器。
在这种情况下,盖构件1300可以设置在热电模块1200的连接器上。因此,盖构件1300可以保护热电模块1200的连接器。
另外,盖构件1300通过螺钉、螺栓、结合构件等联接至热电模块1200和流体移动部件1100,使得流体移动部件1100与热电模块1200之间的联接力可以提高。此外,盖构件1300通过结合构件、螺钉等联接至流体移动部件1100和屏蔽构件1600,使得屏蔽构件1600、盖构件1300、热电模块1200与流体移动部件1100之间的联接力也可以提高。
盖构件1300可以设置在热电模块1200中的热电元件的第一基板上。例如,盖构件1300可以设置在热电元件的第一基板不与第二基板重叠的区域(在下文中,与第二区域对应)上。此外,热电模块的连接器和盖构件1300可以设置在第一基板不与第二基板重叠的区域上。
另外,可以存在与热电模块1200对应的多个盖构件1300。例如,热电装置1000中的盖构件1300的数目可以与热电模块的数目相同。例如,所述多个盖构件可以包括第一盖构件1300-1至第十二盖构件1300-12,并且可以在第一方向(X轴方向)上彼此重叠。例如,盖构件1300可以包括第一盖构件组1300a和第二盖构件组1300b。此外,第一盖构件组1300a可以包括第一盖构件1300-1至第六盖构件1300-6,并且第二盖构件组1300b包括第七盖构件1300-7至第十二盖构件1300-12。另外,类似于热电模块,所述多个盖构件1300可以相对于流体移动部件1100对称设置。也就是说,盖构件1300可以设置在流体移动部件1100的上表面或下表面上。
导引部件1400可以设置在第一热电模块组1200a与第二热电模块组1200b之间。也就是说,导引部件1400可以设置在彼此相邻的热电模块之间或者彼此相邻的热电模块组之间。
此外,根据实施方式的导引部件1400可以设置在彼此相邻的盖构件1300之间或者彼此相邻的盖构件组之间。另外,导引部件1400可以设置在彼此相邻的屏蔽构件1600之间。
具体地,导引部件1400的至少一部分可以定位在彼此相邻的屏蔽构件1600之间,导引部件1400的另一部分可以定位在屏蔽构件1600下方。因此,导引部件1400的部分可以与屏蔽构件1600在竖向方向上重叠。因此,导引部件支承屏蔽构件1600,并且补偿流体移动部件1100与屏蔽构件1600之间的间隔距离,由此即使第二密封构件在竖向方向上的高度较小,也能有效地提供密封效果。此外,可以抑制随着第二密封构件的高度在竖向方向上增加而产生的诸如间隙之类的结构。因此,导引部件1400设置在彼此相邻的屏蔽构件1600-1与1600-2之间的边界处,并且可以对屏蔽构件中的每个屏蔽构件执行所述多个热电模块1200或热电模块组的密封。例如,导引部件1400可以密封屏蔽构件1600与流体移动部件1100之间的空间,以防止彼此隔开的第一屏蔽构件1600-1与第二屏蔽构件1600-2之间的湿气或污染物渗透到屏蔽构件中的每个屏蔽构件下方的热电模块中。此外,导引部件1400有助于后面待描述的第二密封构件的应用,由此通过借助第二密封构件进行密封来提高热电装置1000的可靠性。
虚设模块1500可以设置在流体移动部件1100的上表面和下表面上。另外,虚设模块1500可以沿第一方向(X轴方向)设置在流体移动部件1100的端部侧。例如,两个虚设模块1500可以设置成在流体移动部件1100的上表面上沿第一方向(X轴方向)彼此间隔开,并且所述多个热电模块1200可以设置在两个虚设模块1500之间。
虚设模块1500可以包括凹槽或孔,连接至连接器的电线可以通过该凹槽或孔被导引至外部等。
另外,虚设模块1500可以与屏蔽构件1600在第三方向(Z轴方向)上至少部分重叠。例如,第二密封构件可以应用于重叠区域,使得虚设模块1500可以通过第二密封构件联接至屏蔽构件1600。在本申请文件中,第二密封构件包括第二-第一密封构件和第二-第二密封构件,第二-第一密封构件是由上述导引部件导引的密封构件,并且第二-第二密封构件意指与虚设模块1500在竖向方向上至少部分重叠的密封构件。然而,将在本申请文件中描述第二密封构件,并且稍后将对其详细说明进行描述。
因此,第一密封构件和第二密封构件可以沿着屏蔽构件1600的边缘设置。在实施方式中,第一密封构件可以至少部分地连接至第二密封构件。例如,第一密封构件和第二密封构件可以在屏蔽构件1600的边缘处彼此接触,以形成闭合环。因此,当屏蔽构件1600的长度在第一方向上增加时,可能存在工艺上的限制,可能由于热或压力而使弯折增加,从而可能出现热不平衡。因此,多个屏蔽构件1600可以沿着第一方向并排设置。因此,由于在该过程中在第一方向上彼此相邻的屏蔽构件1600之间不可避免地出现分隔空间,因此第一密封构件和第二密封构件与屏蔽构件1600的边缘接触,从而可以保护一个屏蔽构件1600内的热电模块。例如,屏蔽构件1600下方的热电模块1200可以容易地免受湿气或污染物的影响。
屏蔽构件1600可以设置在流体移动部件1100的上方或下方。如上所述,屏蔽构件1600可以相对于流体移动部件1100对称地设置。
另外,可以存在多个屏蔽构件1600,所述多个屏蔽构件1600可以设置成在流体移动部件1100的上表面上沿第一方向(X轴方向)彼此间隔开。在彼此相邻的屏蔽构件1600之间、例如第一屏蔽构件1600-1与第二屏蔽构件1600-2之间存在分隔空间,并且导引部件1400的一部分可以设置在分隔空间中。
另外,屏蔽构件1600可以覆盖至少一个热电模块1200或热电模块组。在这种情况下,屏蔽构件1600可以包括与热电模块1200的散热器对应的屏蔽孔。也就是说,散热器可以穿过屏蔽构件1600的屏蔽孔。
屏蔽构件1600联接至流体移动部件1100、导引部件1400和虚设模块1500,并且屏蔽构件1600的下部部分、即热电模块可以由第一密封构件和第二密封构件保护。另外,屏蔽构件1600通过第三密封构件联接至热电元件的第二基板,并且第三密封构件可以阻挡污染物等渗透到第二基板与屏蔽构件1600之间。稍后将对此的详细说明进行解释。
固定构件1700可以设置在沿第二方向(Y轴方向)面对流体移动部件1100的表面上。可以存在多个固定构件1700。固定构件1700的数目可以与屏蔽构件1600的数目相同。
另外,固定构件1700包括凹部,并且流体移动部件1100和屏蔽构件1600可以定位在凹部中。也就是说,固定构件1700可以提高流体移动部件1100与屏蔽构件1600之间的联接力。此外,固定构件1700可以主要阻挡外部污染物进入到屏蔽构件1600和流体移动部件1100中。此外,支承件或密封构件可以进一步设置在凹部中。作为示例,该固定构件1700可以具有
Figure BDA0004193502510000111
形形状。
外壳1800可以设置在流体移动部件1100上方的虚设模块1500的上部部分上或流体移动部件1100下方的虚设模块1500的下部部分上,以包围虚设模块1500。外壳1800可以在其上部部分和下部部分处包围虚设模块1500。此外,外壳1800的至少一部分可以与屏蔽构件1600在第三方向(Z轴方向)上重叠。因此,外壳1800可以保护虚设模块1500和屏蔽构件1600。
在下文中,将对上述部件中的每个部件进行详细描述。
图3是根据本发明的实施方式的发电机的流体移动部件的立体图;图4是根据本发明的实施方式的发电机的流体移动部件的另一立体图,以及图5是沿着图1中的线A-A”截取的横截面图。
参照图3至图4,根据实施方式的流体移动部件1100可以包括在竖向方向或第三方向(Z轴方向)上彼此相反的上表面1110和下表面1120。
根据本发明的实施方式,多个热电模块1200、多个盖构件、多个导引部件、多个虚设模块、屏蔽构件等可以设置在流体移动部件1100的一个表面上。例如,作为热电模块1200的下基板的第一基板可以设置在流体移动部件1100的一个表面(例如,上表面或下表面)上。第一基板可以设置成通过热界面材料(TIM)等与流体移动部件1100的一个表面间接接触。
另外,流体移动部件1100可以包括入口表面1130和出口表面1140,入口表面1130和出口表面1140在第一方向(X轴方向)上彼此面对。流体移动部件1100可以包括沿第一方向(X轴方向)延伸的流体孔1100h。第一流体可以被引入到设置在流体孔1100h的一侧的入口表面1130中并且被排放至设置在流体孔1100h的另一侧的出口表面1140。入口表面1130和出口表面1140的位置可以互换。
此外,如上所述,入口凸缘JI可以设置在入口表面1130上。另外,出口凸缘(未示出)可以设置在出口表面1140上。入口凸缘JI和出口凸缘可以包括孔Jh。入口凸缘JI和出口凸缘的孔Jh可以沿第一方向(X轴方向)延伸。此外,入口凸缘JI可以定位成与流体移动部件1100的流体孔1100h对应。例如,入口凸缘JI和出口凸缘的孔Jh可以与流体移动部件1100的流体孔1100h在第一方向(X轴方向)上重叠。因此,当第一流体通过入口凸缘JI的孔Jh被引入时,第一流体可以穿过入口凸缘JI的孔Jh并且移动至流体孔1100h。此外,穿过流体孔110h的第一流体可以通过出口凸缘的孔排放。入口凸缘JI和出口凸缘的孔Jh的面积可以与流体孔1100h的面积(例如,垂直于第一方向(YZ平面)的横截面面积)不同。例如,入口凸缘JI和出口凸缘的孔Jh的面积可以小于流体孔1100h的面积。另外,入口凸缘JI和出口凸缘的孔Jh的数目可以与流体孔1100h的数目不同。然而,这是示例性的,并且流体入口和流体出口中的孔的数目、位置、形状等不限于此。流体移动部件1100可以形成有一个流体入口、一个流体出口以及连接流体入口与流体出口的流体通路管。
另外,流体移动部件1100可以包括在竖向方向上延伸的多个第一紧固孔S1和S2。流体移动部件1100可以通过所述多个第一紧固孔S1和S2联接至热电模块和虚设模块。因此,设置在流体移动部件1100的上表面1110上的热电模块和设置在流体移动部件1100的下表面1120下方的热电模块可以彼此面对。因此,可以通过温度差容易地执行发电和发电控制。
此外,所述多个第一紧固孔S1和S2可以不与流体孔1100h在竖向方向上重叠。因此,可以容易地防止第一流体对设置在第一紧固孔S1和S2中的螺钉等的损坏,并且可以提高流体移动部件1100与热电模块或虚设模块之间的联接力。
另外,根据该实施方式的流体移动部件1100可以包括多个凹槽部分1100g,所述多个凹槽部分1100g设置成在上表面1110或下表面1120上沿第二方向(Y轴方向)彼此间隔开。例如,在流体移动部件1100的上表面1110上可以设置有设置成在第二方向(Y轴方向)上间隔开的凹槽部分1100g1(例如,上凹槽部分)。另外,在流体移动部件1100的下表面1120上可以设置有设置成在第二方向(Y轴方向)上间隔开的凹槽部分1100g2(例如,下凹槽部分)。
在流体移动部件1100的上部部分上可以存在多个凹槽部分1100g1。例如,凹槽部分1100g1可以包括设置成在第二方向(Y轴方向)上彼此间隔开的第一-第一凹槽1100g1a和第一-第二凹槽1100g1b。第一-第一凹槽1100g1a与热电模块(例如,散热器)之间的在第二方向(Y轴方向)上的最小分隔距离可以与第一-第二凹槽1100g1b与热电模块(例如,散热器)之间的在第二方向(Y轴方向)上的最小分隔距离不同。例如,第一-第一凹槽1100g1a与热电模块(例如,散热器)之间的在第二方向(Y轴方向)上的最小分隔距离可以小于第一-第二凹槽1100g1b与热电模块(例如,散热器)之间的在第二方向(Y轴方向)上的最小分隔距离。因此,可以容易地确保用于设置第一连接器和第二连接器以及电线的空间,这将在后面进行描述。
另外,在流体移动部件1100的下部部分上可以存在多个凹槽部分1100g2。例如,凹槽部分1100g2可以包括设置成在第二方向(Y轴方向)上彼此间隔开的第二-第一凹槽1100g2a和第二-第二凹槽1100g2b。
此外,第一紧固孔S1和S2可以设置在根据实施方式的流体移动部件1100的凹槽部分1100g之间。换句话说,热电模块和虚设模块可以设置在根据实施方式的流体移动部件1100的凹槽部分1100g之间。在各位置中,流体移动部件1100的凹槽部分1100g可以设置在热电模块1200外部。因此,如稍后将描述的,第一密封构件应用于流体移动部件1100的凹槽部分1100g并且结合至屏蔽构件,由此容易地保护热电模块免受从外部引入的污染物的渗透。在本申请文件中,对“内部”的描述可以是指从流体移动部件1100的外部朝向中心的方向,并且对“外部”的描述可以是指从流体移动部件1100的中心朝向外部的方向。流体移动部件1100的中心可以是重心或者将每个拐角一分为二的线的交点。
另外,流体移动部件1100还可以包括沿竖向方向延伸的多个第二紧固孔S3。流体移动部件1100可以借助螺纹连接等方式通过第二紧固孔S3联接至屏蔽构件和固定构件。
参照图5,根据实施方式的屏蔽构件1600可以包括在竖向方向上与热电模块1200重叠的第一部分P1和在竖向方向上偏离热电模块1200的第二部分P2,以及在第一部分P1与第二部分P2之间的连接第一部分P1和第二部分P2的阶状部分P3。
屏蔽孔设置在第一部分P1中,并且散热器1220可以穿过屏蔽孔。稍后将对此的说明进行解释。
此外,热电元件1210和盖构件1300可以定位在第一部分P1下方。第一部分P1可以在盖构件1300上具有附加的阶状区域。
第二部分P2可以在竖向方向上偏离热电模块1200,并且可以与流体移动部件1100的一个表面(例如,上表面)接触。也就是说,第二部分P2可以设置成比第一部分P1更靠近流体移动部件1100的一个表面(例如,上表面)。例如,第一部分P1与流体移动部件1100的上表面之间的竖向距离可以大于第二部分P2与流体移动部件1100的上表面之间的竖向距离。在实施方式中,由于流体移动部件1100在竖向方向上的高度小于热电模块1200在竖向方向上的高度,因此热电模块1200可以设置在流体移动部件1100内部或凹槽中。因此,第一部分P1距流体移动部件1100的一个表面(例如,上表面)的高度小于第二部分P2距流体移动部件1100的一个表面(例如,上表面)的高度,从而可以容易地确保用于热电模块的空间。
阶状部分P3可以设置在第一部分P1与第二部分P2之间。阶状部分P3可以与第一部分P1和第二部分P2接触。另外,阶状部分P3可以相对于第二部分P2以预定角度θ1和θ2倾斜。此外,预定角度θ1和θ2可以彼此不同。例如,更靠近盖构件1300的第二部分P2与阶状部分P3之间的角度θ2(例如,第二角度)可以不同于与盖构件1300间隔开的第二部分P2与阶状部分P3之间的角度θ1(例如,第一角度)。第一角度θ1可以小于第二角度θ2。因此,可以容易地确保下述空间:其中,盖构件1300可以设置在第一部分P1下方。利用该构型,屏蔽构件1300的流体阻力可以增加。因此,流体在屏蔽构件1300上的运动减少,使得穿过屏蔽构件1300的流体与热电模块的散热器之间的热交换可以增加。因此,根据实施方式的热电装置的能量效率可以提高。
另外,第二部分P2可以定位在热电模块1200或第一部分P1外部。例如,第二部分P2、阶状部分P3、第一部分P1、阶状部分P3以及第二部分P2可以从屏蔽构件1600沿第二方向依次设置。
此外,根据实施方式的凹槽部分1100g可以与屏蔽构件1600的至少一部分在竖向方向(Z轴方向)上重叠。例如,上凹槽部分1100g1和下凹槽部分1100g2可以与第二部分P2和阶状部分P3中的至少一者在竖向方向(Z轴方向)上重叠。作为实施方式,流体移动部件1100的凹槽部分1100g可以定位在第二部分P2与阶状部分P3之间的边界表面下方。边界表面可以设置在热电模块1200外部。因此,当第一密封构件SL1应用于凹槽部分1100g时,第一密封构件SL1与第二部分P2和阶状部分P3两者接触,从而可以容易地去除第二部分P2与流体移动部件1100之间的空的空间。例如,第一密封构件LS1与第二部分P2和阶状部分P3两者接触,并且第二部分P2从外部按压第一密封构件SL1,使得第一密封构件SL1的内部可以朝向上部部分凸出。因此,第一密封构件SL1可以与阶状部分P3的底部表面完全接触,并且可以容易地沿着底部表面延伸至上部部分。因此,可以通过第一密封构件SL1提高屏蔽构件1600与流体移动部件1100之间的联接力。另外,可以通过第一密封构件SL1阻挡可以渗透在屏蔽构件1600与流体移动部件1100之间、特别地第二部分P2与流体移动部件1100之间的污染物、湿气等。此外,可以阻止第一密封构件SL1溢出到热电模块中。
图6和图7是图示了根据本发明的实施方式的热电元件的视图。
参照图6和图7,热电元件100包括第一基板110、第一电极120、P型热电腿130、N型热电腿140、和第二电极150和第二基板160。
第一电极120设置在第一基板110与P型热电腿130和N型热电腿140的下底表面之间,并且第二电极150设置在第二基板160与P型热电腿130和N型热电腿140的上底表面之间。因此,多个P型热电腿130和多个N型热电腿140通过第一电极120和第二电极150电连接。设置在第一电极120与第二电极150之间并且彼此电连接的一对P型热电腿130和N型热电腿140可以形成单元电池。
例如,当通过引线181和182向第一电极120和第二电极150施加电压时,由于珀耳帖效应,电流通过其从P型热电腿130流动至N型热电腿140的基板可以吸收热且因此用作冷却部件,并且电流通过其从N型热电腿140流动至P型热电腿130的基板可以被加热且因此用作加热部件。替代性地,当在第一电极120与第二电极150之间施加温度差时,P型热电腿130和N型热电腿140中的电荷由于塞贝克效应而移动,从而可以产生电。
在此,P型热电腿130和N型热电腿140可以是包括铋(Bi)和碲(Te)作为主要原材料的碲化铋(Bi-Te)基热电腿。P型热电腿130可以是包括锑(Sb)、镍(Ni)、铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、铅(Pb)、硼(B)、镓(Ga)、碲(Te)、铋(Bi)和铟(In)中的至少一者的Bi-Te基热电腿。例如,基于按重量计100%的总重量,P型热电腿130可以包括按重量计99%至99.999%范围内的基于Bi-Sb-Te的主要原材料和包含按重量计0.001%至1%范围内的镍(Ni)、铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、铅(Pb)、硼(B)、镓(Ga)和铟(In)中的至少一者的材料。N型热电腿140可以是包括硒(Se)、镍(Ni)、铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、铅(Pb)、硼(B)、镓(Ga)、碲(Te)、铋(Bi)和铟(In)中的至少一者的Bi-Te基热电腿。例如,基于按重量计100%的总重量,N型热电腿140可以包括按重量计99%至99.999%范围内的基于Bi-Se-Te的主要原材料和包含按重量计0.001%至1%范围内的镍(Ni)、铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、铅(Pb)、硼(B)、镓(Ga)和铟(Iin)中的至少一者的材料。
P型热电腿130和N型热电腿140可以形成为块型或堆叠型。通常,块型P型热电腿130或块型N型热电腿140可以通过下述过程获得:对热电材料执行热处理以制造晶锭、粉碎和筛分晶锭以获得用于热电腿的粉末、烧结粉末以及切割烧结体。在这种情况下,P型热电腿130和N型热电腿140可以是多晶热电腿。如上所述,当P型热电腿130和N型热电腿140是多晶热电腿时,可以增加P型热电腿130和N型热电腿140中的每一者的强度。堆叠型P型热电腿130或堆叠型N型热电腿140可以通过下述过程获得:应用具有包括热电材料的糊状物的片状基部来形成单元构件、堆叠单元构件、以及切割堆叠的单元构件。
在这种情况下,一对P型热电腿130和N型热电腿140可以具有相同的形状和体积,或者可以具有不同的形状和体积。例如,由于P型热电腿130和N型热电腿140的导电特性不同,因此N型热电腿140的高度或截面面积可以形成为不同于P型热电腿130的高度或截面面积。
在此,P型热电腿130或N型热电腿140可以具有筒形形状、多边柱形状、椭圆形柱形等。
在本申请文件中,热电腿也可以被称为热电结构、半导体装置、半导体结构等。
根据本发明的一个实施方式的热电元件的性能可以由品质因数ZT表示。品质因数ZT可以由等式1表达。
[等式1]
Figure BDA0004193502510000171
其中,α为塞贝克系数[V/K],σ为电导率[S/m],α2σ为功率因数[W/mK2]。另外,T为温度,并且k为热导率[W/mK]。k可以被表达为a·cp·ρ,其中,a为热扩散率[cm2/S],cp为比热[J/gK],并且ρ为密度[g/cm3]。
为了获得热电元件的品质因数,使用Z计测量Z值[V/K],并且可以使用所测量的Z值计算品质因数ZT。
在此,设置在第一基板110与P型热电腿130和N型热电腿140之间的第一电极120以及设置在第二基板160与P型热电腿130和N型热电腿140之间的第二电极150可以包括铜(Cu)、银(Ag)、铝(Al)和镍(Ni)中的至少一者并且具有0.01mm至0.3mm的厚度。当第一电极120或第二电极150的厚度小于0.01mm时,其作为电极的功能降低,并且因此导电性能会降低,并且当第一电极120或第二电极150的厚度超过0.3mm时,传导效率会由于电阻的增加而降低。
另外,彼此面对的第一基板110和第二基板160可以是金属基板并且可以具有0.1mm至1.5mm的厚度。当金属基板的厚度小于0.1mm或超过1.5mm时,散热特性或热导率可能过度增加,使得热电元件的可靠性可能会劣化。另外,当第一基板110和第二基板160是金属基板时,还可以在第一基板110与第一电极120之间以及第二基板160与第二电极150之间形成绝缘层170。绝缘层170可以包括具有1W/mK至20W/mK的热导率的材料。在这种情况下,绝缘层170可以是包含环氧树脂和硅树脂以及无机材料中的至少一者的树脂复合物、由包含硅和无机材料的硅复合物制成的层、或者氧化铝层。在此,无机材料可以是铝、硼和硅的氧化物、氮化物和碳化物中的至少一者。
在这种情况下,第一基板110和第二基板160可以形成为具有不同的尺寸。也就是说,第一基板110和第二基板160中的一者的体积、厚度或面积中的至少一者可以形成为大于第一基板110和第二基板160中的另一者的体积、厚度或面积中的至少一者。在此,厚度可以是在从第一基板110朝向第二基板160的方向上的厚度,并且面积可以是在与从第一基板110朝向第二基板160的方向垂直的方向上的面积。因此,可以提高热电元件的吸热性能或散热性能。优选地,第一基板110的体积、厚度或面积中的至少一者可以形成为大于第二基板160的体积、厚度或面积中的至少一者。在此,在第一基板110设置在用于塞贝克效应的高温区域中,并且第一基板110用作用于珀尔帖效应的加热区域,或者用于保护将在后面描述的热电模块免受外部环境影响的密封剂设置在第一基板110上的情况下,第一基板110的体积、厚度或面积中的至少一者可以大于第二基板160的体积、厚度或面积中的至少一者的。在这种情况下,第一基板110的面积可以在第二基板160的面积的1.2倍至5倍的范围内形成。当第一基板110的面积形成为小于第二基板160的面积的1.2倍时,对提高传热效率的效果不大,而当第一基板110的面积形成为大于第二基板160的面积的5倍时,传热效率显著降低,并且热电模块的基本形状可能难以保持。
另外,可以在第一基板110和第二基板160中的至少一者的表面上形成散热图案、例如不规则图案。因此,可以提高热电元件的散热性能。在不规则图案形成在与P型热电腿130或N型热电腿140接触的表面上的情况下,热电腿与基板之间的结合特性也可以得到改善。
尽管未示出,但是密封构件还可以设置在第一基板110与第二基板160之间。密封构件可以设置在第一基板110与第二基板160之间的第一电极120、P型热电腿130、N型热电腿140和第二电极150的侧表面上。因此,第一电极120、P型热电腿130、N型热电腿140和第二电极150可以被密封以阻隔外部湿气、热、污染物等。
对根据上述实施方式的热电元件100的描述可以应用于根据本发明的实施方式的热电装置的热电模块或热电元件的各部件。将在下面对此的说明进行解释。
图8是包括在根据本发明的实施方式的发电机中的热电模块的立体图,图9是包括在根据本发明的实施方式的发电机中的热电模块的第一基板的俯视图,以及图10是其中多个热电模块设置在包括在根据本发明的实施方式的发电机中的流体移动部件的一个侧部上的俯视图。
参照图8至图10,热电模块1200可以包括热电元件1210和设置在热电元件1210上的散热器1220。
热电元件1210可以以与图6和图7中描述的相同方式应用。例如,热电元件1210可以包括与流体移动部件1100的一个表面(上表面或下表面)接触的第一基板1212、与第一基板1212在竖向方向上间隔开的第二基板(例如,上基板1214)、设置在第一基板1212与第二基板1214之间的多个第一电极、多个热电腿以及多个第二电极。在这种情况下,由于第一基板1212、所述多个第一电极、所述多个热电腿、所述多个第二电极和第二基板1214分别与参照图6和图7描述的所述多个第一电极120、所述多个热电腿130和140、所述多个第二电极150和第二基板160对应,因此可以应用上述说明。
在根据实施方式的热电元件1210中,第一基板1212可以包括第一区域A1和第二区域A2。在这种情况下,可以在第一区域A1中设置多个第一电极、多个热电腿、多个第二电极、第二基板和散热器1220。此外,第二区域A2定位在第一区域A1的一侧,并且可以在第二区域A2中设置有连接至第一电极的第一连接器210和第二连接器220。第一连接器210和第二连接器220中的每一者都可以具有多个连接器,以便于与电线连接并且容易改变电连接方法、比如串联或并联。
此外,根据本发明的实施方式,流体移动部件1100和热电模块1200可以通过紧固构件、比如螺钉彼此联接。为此,在如上所述的流体移动部件1100的上表面1110上形成第一紧固孔,并且也在热电模块1200中的第一基板1212的第一区域A1中形成多个第一紧固孔1200h1。所述多个第一紧固孔和所述多个第一通孔1200h1可以定位成彼此对应。例如,所述多个第一紧固孔和所述多个第一通孔1200h1可以在竖向方向上彼此重叠。
另外,第一通孔1200h1不仅可以形成在第一基板1212中,还可以形成在热电模块1200的第二基板(未示出)以及散热器1220中。热电模块1200和流体移动部件1100可以借助螺钉等通过第一通孔1200h1被紧固。
同时,根据本发明的实施方式,还可以在流体移动部件1100的上表面1110中形成多个第二通孔1200h2。第二通孔1200h2可以定位在第一基板1212的第二区域A2中。第二通孔1200h2可以定位成与上面所描述的第二紧固孔对应。例如,第二通孔1200h2可以与第二紧固孔在竖向方向上重叠。
此外,如上所述,由于盖构件1300设置在第一基板1212的第二区域A2中,因此盖构件1300、热电模块1200和流体移动部件1100可以借助紧固构件(例如,螺钉等)通过第二通孔1200h2彼此联接。
利用该构型,由于热电模块1200的第一基板1212的第一区域A1和第二区域A2都可以联接至流体移动部件1100,因此热电模块1200的整个第一基板1212可以与流体移动部件1100具有均匀的结合力,并且热可以均匀地分布在整个第一基板1212上。
图11是包括在根据本发明的实施方式的发电机中的盖构件的立体图,图12是示出了根据本发明的实施方式的发电机和连接至发电机的盖构件的视图,以及图13是沿着图12中的线B-B”截取的横截面图。
参照图11至图13,根据实施方式的盖构件1300可以被设置为与来自热电模块1200的第一基板1212的第二区域A2在竖向方向上重叠。也就是说,盖构件1300设置在热电模块1200的第二区域A2上,使得设置在第二区域A2中的第一连接器210和第二连接器220可以被包围,并且电连接至第一连接器210和第二连接器220的导线(未示出)可以被包围。
另外,盖构件1300可以通过第一紧固孔联接至热电模块1200和流体移动部件1100。通过该联接,可以提高紧固扭矩。根据以上所述,即使在振动条件下,热电模块1200也可以更牢固地附接至流体移动部件1100。
在这种情况下,盖构件1300在第一方向(X轴方向)上的长度可以与第一基板1212在第一方向(X轴方向)上的长度相同。例如,盖构件1300在第一方向(X轴方向)上的长度可以是其中设置有盖构件1300的第一基板1212在第一方向(X轴方向)上的长度的0.9倍至1倍、优选地0.925倍至1倍、更优选地0.95倍至1倍。利用该构型,由于盖构件1300在第一方向上按压第一基板1212的整个长度,因此可以防止第一基板1212的变形或脱离。
另外,盖构件1300可以包括设置在其上表面1310上的上表面凹槽1310g。可以向上表面凹槽1310g施加密封剂。因此,可以执行盖构件1300的上表面1310与盖构件1300上的屏蔽构件1600之间的结合和密封。因此,可以阻挡在屏蔽构件1600与盖构件1300之间渗透的异物、湿气等。因此,可以提高热电模块1200的电稳定性。
另外,盖构件1300可以包括多个盖孔1300h。盖孔1300h可以定位成与热电模块的上面所描述的第二通孔对应。也就是说,盖孔1300h可以与第二通孔在竖向方向上重叠。另外,第二通孔可以定位成与流体移动部件的第一紧固孔对应。因此,第一紧固孔、第二通孔和盖孔1300h可以在竖向方向上彼此重叠,并且因此,流体移动部件1100、热电模块1200和盖构件1300可以通过紧固构件联接。
此外,盖孔1300h可以形成在盖构件1300的两侧,从而以平衡的方式支承第一基板121的第二区域A2的两侧并且防止第一基板1212的热变形。在这种情况下,一个盖构件1300中的两个盖孔1300h之间的距离可以大于热电模块1200中的两个第一通孔之间的距离。利用该构型,盖构件1300可以一致并且均匀地支承第一基板1212的第二区域A2的两侧。
另外,可以在盖构件1300的下表面1320上设置第一盖凹槽1300g1和第二盖凹槽1300g2。第二盖凹槽1300g2可以定位在第一盖凹槽1300g1中并且与第一盖凹槽1300g1在竖向方向上重叠。
第一盖凹槽1300g1沿第一方向(X轴方向)延伸并且可以与第一基板1212的盖孔1310h在第二方向(Y轴方向)上间隔开。导线以及第一连接器210和第二连接器220可以定位在第一盖凹槽1300g1中。另外,导线可以沿着彼此相邻的所述多个盖构件1300的第一盖凹槽1300g1设置,以使彼此相邻的热电模块1200电连接。
在实施方式中,第一盖凹槽1300g1可以与第一基板1212的第二区域A2在竖向方向上重叠,并且特别地,也可以与第一连接器210和第二连接器220在竖向方向上重叠。特别地,第二盖凹槽1300g2可以定位成与第一连接器210和第二连接器220对应。例如,第二盖凹槽1300g2可以与第一连接器210和第二连接器22在竖向方向上重叠。
此外,第一连接器210和第二连接器220与第二盖凹槽1300g2的底表面之间由于第二盖凹槽1300g2而可能存在间隙区域GP。因此,可以在保护第一连接器210和第二连接器220的同时提高关于尺寸的兼容性。
另外,盖构件1300可以包括设置在彼此间隔开的盖孔1300h之间的多个第三盖凹槽1300g3。所述多个第三盖凹槽1300g3的高度(在竖向方向上的长度)可以与第一盖凹槽1300g1和第二盖凹槽1300g2的高度不同。例如,所述多个第三盖凹槽1300g3的高度(在竖向方向上的长度)可以小于第一盖凹槽1300g1和第二盖凹槽1300g2的高度。
另外,用于促进第一基板1212与盖构件1300之间的紧固的结合构件可以应用于第三盖凹槽1300g3。因此,可以提高盖构件1300与热电模块1200、特别是与第一基板1212之间的结合力。
另外,由于盖构件1300设置在第一基板1212上的第二区域A2中并且通过如上所述的盖孔1300h联接至流体移动部件1100,因此在第二区域A2中可以抑制流体移动部件1100与第一基板1212之间的隆起现象。
此外,根据实施方式的盖构件1300可以包括绝缘材料、例如塑料材料。根据以上所述,由于紧固构件的头部与盖构件1300接触,因此包括金属的第一基板1212和紧固构件的头部可以彼此绝缘,并且可以提高热电模块1200的耐压性能。
另外,当盖构件1300包括塑料材料时,盖构件1300可以容易地模制成各种尺寸和形状。更具体地,盖构件1300可以是适用于高温的塑料材料、比如聚苯硫醚(PPS)。根据以上所述,可以防止盖构件1300的形状由于具有高温的第二流体而变形的问题。
另外,屏蔽构件1600的第一部分P1可以包括第一-第一部分P1-1和第一-第二部分P1-2。第一-第一部分P1-1可以与热电模块1200的第一区域在竖向方向上重叠。此外,第一-第二部分P1-2可以与热电模块1200的第二区域A2在竖向方向上重叠。上面所描述的盖构件以及第一连接器和第二连接器可以设置在第一-第二部分P1-2下方。另外,第一-第一部分P1-1在竖向方向上距流体移动部件1100的上表面1110的高度hb可以小于第一-第二部分P1-2与流体移动部件1100的上表面1110之间在竖向方向上的高度ha。利用该构型,如上所述,可以通过第一部分的高度差来增加屏蔽构件的阶状部分的倾斜角。因此,第一-第二部分P1-2对流体的热阻增加,使得流体可以在第一部分P1上停留更长时间。因此,可以提高根据实施方式的热电装置的热效率。此外,可以容易地确保用于第一连接器210和第二连接器220以及电线的空间。
图14和图15是包括在根据本发明的实施方式的发电机中的导引部件的立体图,图16是从图14中的线C-C’观察的视图,以及图17是沿着图14中的线D-D’截取的横截面图。
参照图14至图17,在根据实施方式的热电装置中,导引部件1400可以设置在彼此相邻的屏蔽构件之间。因此,导引部件1400可以与屏蔽构件在竖向方向上至少部分重叠。另外,导引部件1400可以设置在彼此相邻的热电模块组之间。例如,导引部件1400可以设置成与彼此相邻的热电模块组在第一方向(X轴方向)上间隔开。
更具体地,导引部件1400可以包括中央部分1410和支承部分1420,支承部分1420与中央部分1410接触并且设置成与中央部分1410在第一方向(X轴方向)上间隔开。支承部分1420可以与中央部分1410接触并且可以从中央部分1410的侧表面沿第一方向(X轴方向)或与第一方向(X轴方向)相反的方向延伸。
中央部分1410可以定位在导引部件1400的第一方向(X轴方向)的等分线上。中央部分1410设置在导引部件1400的中央,并且彼此间隔开的两个支承部分1420可以相对于中央部分1410对称地设置。例如,中央部分1410可以设置在彼此相邻的屏蔽构件之间。因此,在导引部件1400中,用于上屏蔽构件的支承力可以以平衡的方式施加,而不会相对于中央部分1410集中在一侧。因此,可以提高引导部件1400的可靠性。
另外,中央部分1410在第二方向(Y轴方向)上可以具有比在流体移动部件的上表面上设成置彼此间隔开的凹槽部分之间在第二方向(Y轴方向)上的长度大的长度La。因此,中央部分1410的至少一部分可以与流体移动部件的凹槽部分在竖向方向上重叠。因此,中央部分1410可以将支承部分1420上的第二密封构件导引成延伸到流体移动部件的凹槽部分中。此外,支承部分1420在第二方向(Y轴方向)上的长度可以小于在流体移动部件的上表面上成彼此间隔开的凹槽部分之间在第二方向(Y轴方向)上的长度。因此,设置在支承部分1420的上表面上的第二密封构件可以延伸至支承部分1420的倾斜侧。此外,第二密封构件可以由支承部分1420的倾斜侧表面沿着侧表面导引,并且可以容易地延伸到位于其下部部分上的流体移动部件的凹槽部分。因此,可以容易地执行第二密封构件与第一密封构件之间的连接。也就是说,可以通过第一密封构件和第二密封构件在屏蔽构件的边缘处、特别地在弯折部分处提高密封效果。
此外,支承部分1420可以与中央部分1410的侧表面接触。中央部分1410在竖向方向上的高度H1可以与支承部分1420在竖向方向上的高度H2不同。中央部分1410在竖向方向上的高度H1可以大于支承部分1420在竖向方向上的高度H2。
另外,支承部分1420在第二方向(Y轴方向)上的长度La可以与中央部分1410在第二方向(Y轴方向)上的长度Lb不同。支承部分1420在第二方向(Y轴方向)上的长度La可以小于中央部分1410在第二方向(Y轴方向)上的长度Lb。因此,中央部分1410可以容易地将第二密封构件沿着中央部分1410的侧表面导引至上面所描述的支承部分1420的倾斜侧表面。
因此,与支承部分1420相比,中央部分1410可以具有在第二方向(Y轴方向)和竖向方向上突出的结构。因此,如稍后将描述的,当第二密封构件被施加在支承部分上并且利用第二密封构件在屏蔽构件与导引部件之间进行密封时,可以防止第二密封构件溢出至彼此间隔开的支承部分1420。此外,中央部分1410可以防止彼此相邻的屏蔽构件彼此接触。此外,中央部分1410可以导引第二密封构件的位置,使得第二密封构件穿过支承部分1420并且面向流体移动部件的凹槽部分。此外,流体移动部件的凹槽部分上的第一密封构件和第二密封构件可以彼此接触,以对设置在一个屏蔽构件下方的所述多个热电模块的整体进行外部密封。另外,第二密封构件可以延伸至其中的热电模块,使得密封构件可以应用在导引凹槽中。因此,可以提高所述多个热电模块的可靠性。
此外,支承部分1420在竖向方向上的高度H2可以与热电元件的高度对应。例如,支承部分1420在竖向方向上的高度H2可以与热电元件的高度相同。因此,由于屏蔽构件在与导引部件1400和热电元件接触的表面上不具有阶梯差,因此可以提供加工的容易性并且解决由于阶梯差而导致的密封困难。
另外,支承部分1420的至少一部分设置在屏蔽构件下方,并且支承部分1420的上表面可以面向屏蔽构件。
导引部件1400可以包括多个导引孔。例如,导引部件1400的支承部分1420可以包括第一导引孔1420h1和第二导引孔1420h2。可以存在多个第一导引孔1420h1和多个第二导引孔1420h2,所述多个第一导引孔1420h1和所述多个第二导引孔1420h2可以相对于中央部分1410对称地设置。因此,当导引部件1400联接至流体移动部件时,由于紧固而产生的力可以均匀地施加至导引部件1400和流体移动部件。因此,可以容易地防止导引部件从流体移动部件的上表面提升的现象。
另外,根据实施方式,导引部件1400可以包括设置在一侧的第一导引区域SA1和设置在另一侧的第二导引区域SA2。第一导引区域SA1可以与热电模块中的第一区域对应。例如,第一导引区域SA1可以与相邻热电模块的第一区域在第一方向(X轴方向)上重叠。另外,第二导引区域SA2可以设置在与第一导引区域SA1的第二方向(Y轴方向)相反的一侧。第二导引区域SA2可以与相邻的热电模块的第二区域在第一方向(X轴方向)上重叠。
上面所描述的第一导引孔1420h1可以设置在第一导引区域SA1中。例如,第一导引孔1420h1可以定位成与第一区域的第一通孔对应。也就是说,第一导引孔1420h1可以与第一通孔在第一方向(X轴方向)上重叠。因此,可以通过第一导引孔1420h1容易地制造流体移动部件的流体孔。
此外,第二导引孔1420h2可以设置在第二导引区域SA2中。例如,第二导引孔1420h2可以定位成与第二通孔对应,以与第二通孔在第一方向(X轴方向)上重叠。因此,导引部件1400与流体移动部件之间的紧固可以与热电模块与流体移动部件之间的紧固对应。因此,可以容易地实现上面所描述的紧固孔和通孔的形成,并且也可以容易地执行流体移动部件中的流体孔的制造,并且第一流体可以容易地沿第一方向(X轴方向)移动。
另外,根据实施方式的引导部件1400可以包括形成在其底表面上的导引凹槽1400g。导引凹槽1400g可以定位在第二导引区域SA2中。该导引凹槽1400g可以定位成与上面所描述的第一盖凹槽对应。例如,导引凹槽1400g可以与第一盖凹槽在第一方向上(X轴方向)重叠。利用该构型,连接至第一盖凹槽中的第一连接器和第二连接器的电线可以穿过导引凹槽1400g,以电连接设置在彼此相邻的屏蔽构件下方的热电模块。导引凹槽1400g在竖向方向可以具有与第一盖凹槽在竖向方向上的高度相同的高度。因此,可以防止电线等的弯折。
另外,第二密封构件可以部分地设置在导引凹槽1400g中。另外,由于第二密封构件设置在导引凹槽1400g中,因此定位在导引凹槽1400g中的导线可以结合至第二密封构件。因此,导线的位置被第二密封构件固定,从而可以抑制振动,并且可以防止由于移动和冲击而造成的损坏。也就是说,可以提高导线的可靠性。此外,支承部分1420可以具有与盖构件1300对应的阶状区域。也就是说,支承部分1420在第一导引区域SA1中在竖向方向上的高度可以小于支承部分1420在第二导引区域SA2中在竖向方向上的高度。相应地,由于盖构件1300的高度大于热电元件的高度,因此支承部分1420也具有上面所描述的高度差。因此,支承部分1420可以在邻近第二区域的部分处具有阶状结构。
另外,根据实施方式的导引部件1400可以包括设置在上表面1400a上的凹槽部分1420g。导引部件1400的凹槽部分1420g可以设置在支承部分1420上。因此,导引部件1400的凹槽部分1420g可以与间隔开的屏蔽构件中的每个屏蔽构件在竖向方向上重叠。
导引部件1400的凹槽部分1420g可以设置在支承部分1420的上表面上并且可以相对于中央部分1410对称地设置。例如,导引部件1400的凹槽部分1420g可以是两个。然而,并不局限于这些数字。
另外,导引部件1400的凹槽部分1420g可以设置成相比于靠近导引部件1400的外表面而言更靠近中央部分1410。例如,导引部件1400的凹槽部分1420g与导引部件1400的外表面之间的距离d1可以与导引部件1400的凹槽部分1420g与中央部分1410之间的距离d2不同。导引部件1400的凹槽部分1420g与导引部件1400的外表面之间的距离d1可以大于导引部件1400的凹槽部分1420g与中央部分1410之间的距离d2。利用该构型,当屏蔽构件坐置在导引部件1400上时,应用于导引部件1400的凹槽部分1420g的第二密封构件可以容易地朝向中央部分1410移动。因此,第二密封构件可以设置在屏蔽构件的底表面与导引部件1400的上表面1400a之间以及屏蔽构件的侧表面与中央部分1410的侧表面1410a之间。因此,导引部件1400与屏蔽构件之间的密封可以由第二密封构件精确地执行,而没有空的区域。稍后将对此的详细说明进行解释。
图18和图19是解释了根据本发明的实施方式的发电机中的屏蔽构件的联接的视图;图20是沿着图19中的线E-E”截取的横截面图;图21是图19中的部分K1的放大图;图22是沿着图21中的线F-F”截取的横截面图;图23是图19中的部分K2的放大图;以及图24是沿着图23中的线G-G’截取的横截面图。
参照图18和图19,在多个热电模块1200、多个盖构件1300、导引部件1400和虚设模块(未示出)设置在流体移动部件上之后,安置屏蔽构件1600,使得热电模块1200可以通过屏蔽构件1600而被保护免受外部湿气和污染物的影响。在这种情况下,为了更精确的密封,在第一密封构件SL1被应用于流体移动部件的凹槽部分并且第二密封构件SL2被应用于导引部件1400的凹槽部分之后,可以安置屏蔽构件1600。因此,第一密封构件和第二密封构件SL2设置在屏蔽构件1600与流体移动部件之间的空间中以及导引部件1400与屏蔽构件之间的空间中,从而可以实现密封。应当理解的是,图示的紧固构件(例如,螺钉)中的一些紧固构件可以等同地设置在附图中每个部件的孔中。另外,如上面所描述的,导引部件1400可以设置在彼此相邻的所述多个屏蔽构件1600-1与1600-2之间,或者设置在彼此相邻的所述多个热电模块组之间。
此外,第二密封构件SL2应用在导引部件1400的凹槽部分上,并且可以通过屏蔽构件1600移动至支承部分的上表面和侧表面以及中央部分的侧表面。稍后将对此的详细说明进行解释。
参照图20,导引部件1400可以设置在彼此相邻的一个屏蔽构件1600-1与另一屏蔽构件1600-2之间。此外,支承部分1420的至少一部分区域可以与屏蔽构件1600在竖向方向上重叠。中央部分1410可以在竖向方向上偏离屏蔽构件1600并且设置成在第一方向(X轴方向)上间隔开。
第二密封构件SL2可以设置在导引部件1400的凹槽部分1420g以及支承部分1420的上表面1420a上。支承部1420的上表面1420a可以面向上屏蔽构件1600。此外,第二密封构件SL2也可以设置在中央部分1410的侧表面1410a上。中央部分1410的侧表面1410a可以是与支承部分1420的上表面1420a接触的表面。因此,第二密封构件SL2可以设置在屏蔽构件1600的底表面与支承件1420的上表面1420a之间以及屏蔽构件1600的侧表面与中央部分1410的侧表面1410a之间。因此,可以抑制湿气或污染物从屏蔽构件1600的外部渗透到导引部件1400与屏蔽构件1600之间的区域中。
另外,本申请文件中所描述的密封构件(例如,第一密封构件至第三密封构件)可以由耐热和防潮材料制成。例如,密封构件可以包括包含耐热硅的密封材料、密封带等。
参照图21至图24,如上所述,第二密封构件SL2可以设置在导引部件1400的上表面和侧表面上。例如,第二密封构件SL2也可以设置在支承部分1420的侧表面1420b上,使得第二密封构件SL2可以与支承部分1420的侧表面1420b接触。
另外,支承部分1420的侧表面1420b可以设置成邻近流体移动部件1100的凹槽部分1100g。因此,流体移动部件1100的凹槽部分1100g上的第一密封构件SL1和设置在支承部1420的侧表面1420b上的第二密封构件SL2可以彼此连接。也就是说,第二密封构件SL2和第一密封构件SL1可以通过导引部件1400彼此连接。因此,可以通过第一密封构件SL1和第二密封构件SL2阻挡污染物渗透到彼此相邻的所述多个屏蔽构件1600-1与1600-2之间。
流体移动部件1100的凹槽部分1100g以及导引部件1400中的支承部分1420的侧表面1420a可以在第二方向(Y轴方向)上彼此间隔开。另外,中央部分的至少一部分可以与流体移动部件1100的凹槽部分1100g在竖向方向上重叠。因此,中央部分1410可以将第二密封构件SL2导引成沿着中央部分1410的侧表面1410a朝向流体移动部件1100的凹槽部分1100g移动。因此,中央部分1410可以引起第一密封构件SL1与第二密封构件SL2之间的接触,从而可以去除屏蔽构件1600、流体移动部件1100与导引部件1400之间的空的区域,并且因此可以实现精确的密封。
另外,由于支承部分1420具有与如上所述的盖构件1300对应的阶状区域,因此支承部分1420在第一导引区域中在竖向方向上的高度H3可以小于支承部分1420在第二导引区域中在竖向方向上的高度H4。
另外,如上所述,热电模块、盖构件、导引部件、虚设模块和屏蔽构件相应地定位在流体移动部件1100的下表面以及上表面上。
另外,导引部件1400的凹槽部分1420g可以设置在流体移动部件1100的在第二方向(Y轴方向)上彼此间隔开的凹槽部分1100g之间。例如,导引部件1400的凹槽部分1420g可以设置在流体移动部件1100的彼此间隔开的凹槽部分1100g内侧。因此,第一密封构件SL1和第二密封构件SL2可以容易地彼此连接。
图25和图26是包括在根据本发明的实施方式的发电机中的虚设模块的立体图,以及图27和图28是解释了根据本发明的实施方式的发电机中的屏蔽构件的联接的视图。
参照图25至图28,根据实施方式的发电机可以包括设置在流体移动部件1100上的虚设模块1500。
虚设模块1500可以设置在流体移动部件1100的一个表面(例如,上表面或下表面)的一侧或另一侧。例如,虚设模块1500可以设置在沿第一方向(X轴方向)并排布置的热电模块1200外部。例如,虚设模块1500可以设置在流体移动部件1100的一个表面的两个端部处,并且多个热电模块1200可以设置在两个虚设模块1500之间。因此,虚设模块1500可以与所述多个热电模块1200在第一方向(X轴方向)上至少部分重叠。
虚设模块1500可以包括上表面1510和下表面1520。虚设模块1500的上表面1510可以具有阶状结构。
另外,可以在虚设模块1500的下表面1520上定位有模块凹槽1500g。
同时,根据本发明的实施方式,可以使用虚设模块1500来导引连接至连接器的电线。因此,根据本发明的实施方式的虚设模块可以是导引模块。例如,虚设模块1500的模块凹槽1500g可以从相邻的热电模块1200延伸并且沿第一方向弯折,以沿第二方向(Y轴方向)延伸。
更具体地,设置在流体移动部件1100的上表面1110的一侧和另一侧的相应的虚设模块1500可以包括沿第一方向(X轴方向)延伸的模块凹槽1500g。这些模块凹槽1500g可以定位成与上面所描述的盖构件1300的第一盖凹槽和第二盖凹槽对应。例如,模块凹槽1500g可以与第一盖凹槽在第一方向(X轴方向)上重叠。
因此,连接至连接器210和220的导线可以在第一方向上被导引穿过模块凹槽1500g。因此,连接至设置在第一基板1212的第二区域A2中的连接器210和220的导线可以沿着第一方向被容纳并固定在模块凹槽1500g中。
此外,模块凹槽1500g可以向外弯折并且沿第二方向或与第二方向相反的方向延伸。因此,导线可以沿着模块凹槽1500g朝向虚设模块1500的外部被导引。因此,导线可以延伸到发电机的外部,并且导线可以电连接至外部电路或电池。
另外,虚设模块1500可以包括多个通孔1500h。所述多个通孔1500h可以定位成与流体移动部件1100的第一紧固孔对应。也就是说,虚设模块1500的通孔1500h可以设置成与流体移动部件1100的第一紧固孔在竖向方向上重叠。因此,虚设模块1500的通孔1500h和流体移动部件1100的第一紧固孔可以通过诸如螺钉之类的紧固构件彼此联接。
同时,根据本发明的实施方式,屏蔽构件1600可以设置在虚设模块1500的至少一部分上。根据以上所述,可以防止沿着虚设模块1500导引的导线暴露于湿气、第二流体或污染物。
虚设模块1500还可以包括朝向相邻的热电模块突出的突出部1530。突出部1530的底表面与虚设模块的下表面齐平,但是突出部1530的顶表面可以与虚设模块1500的上表面形成阶梯。另外,第二密封构件可以应用于突出部1530,以在屏蔽构件1600与虚设模块1500之间进行密封。在本申请文件中,第二密封构件意指从屏蔽构件的边缘的下部部分沿第二方向延伸的密封构件。此外,第二密封构件包括第二-第一密封构件SL2a和第二-第二密封构件SL2b,并且第二-第一密封构件SL2a是由上面所描述的导引部件导引的密封构件,而第二-第二密封构件SL2b意指与虚设模块1500在竖向方向上至少部分重叠的密封构件。然而,如上所述,在本申请文件中描述了第二密封构件。
第二密封构件SL2可以设置在突出部1530上。第二密封构件SL2的一部分以及突出部1530可以设置在流体移动部件1100的上表面上。另外,突出部1530可以包括用于与屏蔽构件联接的突起孔,并且屏蔽构件和虚设模块可以通过诸如螺钉之类的紧固构件彼此联接。此外,第二密封构件SL2可以应用于突出部和紧固构件,以消除在紧固期间所产生的空的空间。因此,可以抑制第二流体或其他污染物渗透到屏蔽构件的下部部分中。
另外,第二密封构件SL2沿第二方向(Y轴方向)延伸并且可以与流体移动部件1100的凹槽部分1100g在竖向方向上重叠。此外,第二密封构件SL2可以设置在相对于流体移动部件1100的上表面沿第二方向(Y轴方向)间隔开的所述多个凹槽部分1100g之间。
因此,第二密封构件SL2可以与设置在流体移动部件1100的凹槽部分1100g上的第一密封构件SL1接触。例如,第二密封构件SL2与第一密封构件SL1之间的接触或连接可以沿着热电模块组或屏蔽构件的边缘发生。
因此,根据实施方式的第一密封构件SL1和第二密封构件SL2可以在上面所描述的位置处连接,以形成闭合环来包围所述多个热电模块。因此,第二流体或污染物不会通过屏蔽构件1600与流体移动部件1100之间的间隙渗透到热电模块中。因此,可以提高发电机的可靠性。
另外,根据实施方式的屏蔽构件1600可以设置在热电模块1200和流体移动部件1100上。屏蔽构件1600可以包括如上所述的第一部分P1、第二部分P2和阶状部分P3。
第一部分P1是与热电模块1200在竖向方向上重叠的区域,第二部分P2是设置成偏离热电模块1200并且设置成邻近流体移动部件的区域,以及阶状部分P3是设置在第一部分P1与第二部分P2之间的区域。可以以与上面所描述相同的方式对其说明进行应用。
此外,第一部分P1可以包括与热电模块的第一区域竖向重叠的第一-第一部分P1-1和与热电模块的第二区域竖向重叠的第一-第二部分P1-2。上面所描述的盖构件以及第一连接器和第二连接器可以设置在第一-第二部分P1-2下方。
此外,在第一-第二部分P1-2与第一-第一部分P1-1之间存在用于盖构件等的布置空间的阶梯差,并且第一-第二部分P1-2在竖向方向上距流体移动部件的上表面的高度可以小于第一-第一部分P1-1在竖向方向上距流体移动部件的上表面的高度。
另外,屏蔽构件1600可以包括设置在第一部分P1中的多个屏蔽孔1600h。多个散热器1220中的每个散热器可以穿过所述多个屏蔽孔1600h中的每个屏蔽孔。热电元件1210和盖构件1300可以定位在第一部分P1下方。
第二部分P2设置成在竖向方向上偏离热电模块1200并且可以与流体移动部件1100的一个表面接触。也就是说,第二部分P2可以设置成比第一部分P1更靠近流体移动部件1100的一个表面(例如,上表面)。例如,第一部分P1与流体移动部件1100的上表面之间在竖向方向上的距离可以大于第二部分P2与流体移动部件1100的上表面之间的竖向距离。另外,流体移动部件1100的一个表面(例如,上表面)与屏蔽构件1600之间在竖向方向上的距离可以从第二部分P2朝向第一部分P1逐渐增加。因此,屏蔽构件1600可以保护流体移动部件1100和热电元件1210,同时使第二流体的流动阻力最小化。
另外,屏蔽构件1600还可以包括设置在侧表面上的支承区域,该侧表面垂直于流体移动部件1100的从第二部分P2沿第二方向和第三方向延伸的上表面。根据上述内容,由于屏蔽构件1600可以以
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的形状设置在流体移动部件1100的一个侧部上,因此可以防止屏蔽构件1600的位置偏离流体移动部件1100的上表面的问题,并且可以提高组装的容易程度。
阶状部分P3可以设置在第一部分P1与第二部分P2之间。阶状部分P3可以与第一部分P1和第二部分P2接触。
另外,第二部分P2可以定位在热电模块1200或第一部分P1外部。例如,第二部分P2、阶状部分P3、第一部分P1、阶状部分P3和第二部分P2可以从屏蔽构件1600开始沿第二方向(Y轴方向)依次设置。
屏蔽构件1600设置在热电元件1210上。在这种情况下,为了使第二流体穿过散热器1220,在屏蔽构件1600中形成有屏蔽孔1600h,并且屏蔽孔1600h的边缘设置在热电元件1210的第二基板上,使得散热器1220可以通过屏蔽孔1600h暴露。也就是说,屏蔽孔1600h的边缘设置在热电元件1210的第二基板上,并且散热器1220可以穿过屏蔽孔1600h。根据以上所述,可以保护热电元件1210的内部免受外部污染物、湿气和第二流体的影响,并且由于第二流体可以直接穿过散热器1220,因此可以有效地执行第二流体与散热器1220之间的热交换。在这种情况下,屏蔽孔1600h的边缘设置在热电元件1210的第二基板上,并且为了允许散热器1220穿过屏蔽孔1600h,屏蔽孔1600h的尺寸(或者XY上的面积)可以小于热电元件1210的第二基板的尺寸并且可以大于散热器1220的尺寸、即散热器1220在第二基板上设置于其上的表面的尺寸。
同时,如所图示的,可以在流体移动部件1100的上表面1110上设置多个热电元件1210,并且散热器1220可以设置在热电元件1210中的每个热电元件上。为此,在屏蔽构件1600中形成有多个屏蔽孔1600h,并且每个屏蔽孔1600h的边缘设置在每个热电元件1210的第二基板上,使得每个散热器1220可以穿过每个屏蔽孔1600h。根据以上所述,由于可以通过使用一个屏蔽构件1600来覆盖所述多个热电元件1210,因此可以简化组装屏蔽构件1600的过程和结构。
根据本发明的实施方式,还可以在屏蔽构件1600中形成多个附加的通孔。在这种情况下,流体移动部件和屏蔽构件1600可以通过所述多个通孔紧固。
在整个申请文件中,虽然热电元件100和1210被描述为包括第一基板110、第一电极120、P型热电腿130、N型热电腿140、第二电极150以及第二基板160,但是热电元件100和1210的限定不限于此。因此,这也可以意指热电元件100和1210可以包括第一电极120、P型热电腿130、N型热电腿140、第二电极150以及第二基板160,并且可以设置在第一基板110上。
另外,在整个申请文件中,热电装置1000被描述为包括但不限于流体移动部件1100、热电模块1200、盖构件1300和屏蔽构件1600,并且热电模块1200被描述为包括但不限于热电元件1210和散热器1220。因此,这也可以意指热电模块可以包括流体移动部件1100、热电元件1210和散热器1220、盖构件1300、屏蔽构件1600中的所有部件。
图29是解释了根据本发明的实施方式的发电机中的第一密封构件、第二密封构件和第三密封构件的位置的视图;图30是图29中的部分K3的放大图;以及图31是沿着图29中的线H-H’截取的横截面图。
参照图29至图31,根据实施方式的热电装置还可以包括设置在热电元件1210与屏蔽构件1600之间的第三密封构件SL3。
首先,如上所述,屏蔽构件1600可以设置在热电元件1210上以覆盖热电元件1210的至少一部分。然而,为了使第二流体穿过散热器1220,可以在屏蔽构件1600中设置屏蔽孔1600h。此外,屏蔽孔1600h的边缘设置在热电元件1210的第二基板1214上,并且散热器1220可以通过屏蔽孔1600h暴露。也就是说,屏蔽孔1600h的边缘设置在热电元件1210的第二基板上,并且散热器1220可以穿过屏蔽孔1600h。因此,可以在第二流体穿过散热器1220时有效地执行热交换。
此外,第三密封构件SL3可以沿着屏蔽孔1600h的边缘设置在屏蔽构件1600与第二基板1214之间。利用该构型,第三密封构件SL3可以保护热电元件1210的内部免受外部污染物、湿气和第二流体的影响。
在这种情况下,屏蔽孔1600h的边缘设置在热电元件1210的第二基板上,并且为了使散热器1220穿过屏蔽孔1600h,屏蔽孔1600h的尺寸可以小于热电元件1210的第二基板的尺寸并且可以大于散热器1220的尺寸、即散热器1220在第二基板上设置于其上的表面的尺寸。例如,屏蔽孔1600h的边缘以及散热器1220可以在第一方向(X轴方向)或第二方向(Y轴方向)上间隔开。
此外,第三密封构件SL3可以设置在屏蔽孔1600h的边缘与第二基板1214的边缘之间。因此,第三密封构件SL3可以与第一基板1212在竖向方向上重叠。另外,第三密封构件SL3可以与屏蔽构件1600的第一部分P1、特别地与第一-第一部分P1-1竖向地重叠。
另外,根据实施方式的第三密封构件SL3可以设置成与第一密封构件SL1在第二方向(Y轴方向)上间隔开。此外,第一密封构件SL1和第三密封构件SL3可以具有与热电元件1210在竖向方向上的长度彼此对应的高度差。
作为修改示例,第三密封构件SL3可以沿着第一部分P1和阶状部分P3延伸,以连接至第二部分P2下方的第一密封构件SL1。例如,第三密封构件SL3可以在第一-第一凹槽上连接至第一密封构件SL1。因此,可以通过联接第一密封构件和第三密封构件提高屏蔽构件、热电模块与流体移动部件之间的联接力。
发电系统可以通过从船舶、汽车、发电厂、地热等产生的热源发电,并且可以布置多个发电机以有效地获取热源。在这种情况下,在每个发电机中,热电元件的低温部分的冷却性能可以通过提高热电模块与流体移动部件之间的结合力来提高。因此,由于可以提高发电机的效率和可靠性,因此可以提高诸如船舶或车辆之类的运输设备的燃料效率。因此,在航运和运输业中,可以降低运输成本并且可以创造生态友好的工业环境,并且当应用于诸如钢厂之类的制造业时,可以降低材料成本。
虽然已经参照优选实施方式主要描述了本发明,但是应当理解的是,本发明不限于所公开的示例性实施方式,并且本发明所属领域的技术人员可以在不脱离本发明主旨的情况下设计出各种改型和应用。

Claims (15)

1.一种热电装置,包括:
流体移动部件;
热电模块,所述热电模块设置在所述流体移动部件上;
导引部件,所述导引部件设置在所述流体移动部件上并且与所述热电模块间隔开;以及
屏蔽构件,所述屏蔽构件设置在所述热电模块上,
其中,所述导引部件的一部分与所述屏蔽构件在竖向方向上重叠。
2.根据权利要求1所述的热电装置,其中,所述导引部件包括凹槽部分,所述凹槽部分设置在与所述屏蔽构件在所述竖向方向上重叠的区域中。
3.根据权利要求2所述的热电装置,其中,所述导引部件包括中央部分和设置成与所述中央部分间隔开的支承部分,并且
其中,所述导引部件的所述凹槽部分设置在所述支承部分的上表面上。
4.根据权利要求3所述的热电装置,其中,所述屏蔽构件具有多个屏蔽构件,所述多个屏蔽构件设置成在第一方向上彼此间隔开,
所述中央部分设置在彼此相邻的所述多个屏蔽构件之间,并且
所述支承部分设置在所述多个屏蔽构件下方。
5.根据权利要求3所述的热电装置,其中,所述流体移动部件包括沿第一方向延伸的凹槽部分,并且
还包括,
第一密封构件,所述第一密封构件设置在所述流体移动部件的所述凹槽部分上;以及
第二密封构件,所述第二密封构件设置在所述导引部件与所述屏蔽构件之间。
6.根据权利要求5所述的热电装置,其中,所述第二密封构件设置在所述导引部件的所述凹槽部分、所述支承部分的所述上表面以及所述中央部分的与所述支承部分的所述上表面接触的侧表面上。
7.根据权利要求6所述的热电装置,其中,所述第二密封构件延伸至所述支承部分的在所述支承部分的所述上表面与所述流体移动部件的所述凹槽部分之间倾斜的侧表面,
所述导引部件的所述凹槽部分沿垂直于所述第一方向的第二方向延伸,并且
所述第一方向与多个热电模块或多个屏蔽构件布置所沿着的方向对应。
8.根据权利要求6所述的热电装置,其中,所述第一密封构件与所述第二密封构件接触,
所述中央部分在所述第二方向上的长度大于多个凹槽部分在所述第二方向上的长度,并且
所述中央部分的至少一部分与所述流体移动部件的所述凹槽部分在竖向方向上重叠。
9.根据权利要求7所述的热电装置,其中,所述中央部分在所述第二方向上的长度大于所述支承部分在所述第二方向上的长度。
10.根据权利要求5所述的热电装置,其中,所述导引部件的所述凹槽部分设置在所述流体移动部件的所述凹槽部分内侧。
11.根据权利要求5所述的热电装置,其中,所述屏蔽构件包括多个屏蔽孔,
所述热电模块包括与所述流体移动部件的一个表面接触的热电元件;以及设置在所述热电元件上的散热器,并且
所述散热器穿过所述多个屏蔽孔。
12.根据权利要求11所述的热电装置,其中,所述屏蔽构件包括与所述热电模块在竖向方向上重叠的第一部分;在所述竖向方向上偏离所述热电模块的第二部分;以及连接所述第一部分和所述第二部分的阶状部分,并且
所述第二部分比所述第一部分更靠近所述流体移动部件的一个表面。
13.根据权利要求11所述的热电装置,还包括设置在所述热电模块与所述屏蔽构件之间的第三密封构件;
其中,所述第三密封构件与所述第一密封构件间隔开。
14.根据权利要求13所述的热电装置,其中,所述热电元件包括:第一基板,所述第一基板与所述流体移动部件的一个表面接触;第二基板,所述第二基板设置成与所述第一基板间隔开;第一电极,所述第一电极设置在所述第一基板上;第二电极,所述第二电极设置在所述第二基板下方;以及多个热电腿,所述多个热电腿设置在所述第一电极与所述第二电极之间;
所述第三密封构件设置在所述第二基板的边缘与所述屏蔽孔的边缘之间并且与所述第一基板在所述竖向方向上重叠。
15.根据权利要求14所述的热电装置,其中,所述屏蔽孔的面积小于所述第二基板的面积。
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