CN116584179A - 热电模块和包括该热电模块的发电装置 - Google Patents

热电模块和包括该热电模块的发电装置 Download PDF

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CN116584179A CN202180074917.4A CN202180074917A CN116584179A CN 116584179 A CN116584179 A CN 116584179A CN 202180074917 A CN202180074917 A CN 202180074917A CN 116584179 A CN116584179 A CN 116584179A
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李彦学
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Abstract

公开了一种热电装置,根据本发明的一个实施方式,该热电装置包括:流体移动部件,该流体移动部件包括在一个表面上沿第一方向延伸的凹槽部分;热电模块,该热电模块布置在所述一个表面上;以及屏蔽构件,该屏蔽构件布置在热电模块上,其中,屏蔽构件包括:第一部分,该第一部分与热电模块在竖向方向上重叠;第二部分,该第二部分在竖向方向上偏离热电模块;以及台阶部分,该台阶部分用于将第一部分连接至第二部分,并且第二部分相比于第一部分更靠近流体移动部件的所述一个表面,并且流体移动部件的凹槽部分与第二部分和/或台阶部分在竖向方向上重叠。

Description

热电模块和包括该热电模块的发电装置
技术领域
本发明涉及热电模块和包括该热电模块的发电装置,并且更具体地,涉及利用热电元件或热电装置(特别地,塞贝克装置)的低温部分与高温部分之间的温度差来冷却或加热特定目标、比如流体的热电模块和包括该热电模块的发电装置。
背景技术
热电现象是由材料内部的电子和空穴的运动引起的现象,并且意味着在热与电之间的直接能量转换。
热电元件是用于利用热电现象的元件的通用术语,并且具有其中P型热电材料和N型热电材料在金属电极之间结合以形成PN结对的结构。
可以将热电元件分类成:利用电阻的根据温度的变化的元件;利用塞贝克效应(Seebeck effect)的元件,塞贝克效应是由温度差产生电动势的现象;以及利用珀耳帖效应(Peltier effect)的元件,珀耳帖效应是由于电流等而发生热吸收或热产生的现象。
热电元件广泛应用于家用电器、电子零件、通信部件等。例如,热电元件可以应用于冷却装置、加热装置、发电装置等。因此,对热电元件的热电性能的需求逐渐增加。
近来,需要利用热电元件和从汽车、船舶等的发动机产生的热的废热来发电。
在这种情况下,可以在热电元件的低温部分上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上设置散热器,并且第二流体可以通过散热器。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来产生电力。
发明内容
技术问题
本发明的实施方式旨在提供利用热电元件的低温部分与高温部分之间的温度差来产生电力的热电模块和包括该热电模块的发电装置。
另外,本发明的实施方式可以提供即使在尺寸增加时也具有改进的防潮性能的热电模块和包括该热电模块的发电装置。
另外,本发明的实施方式可以提供一种热电模块,在该热电模块中,长的热电模块平行设置以改进发电性能,并且可以提供一种包括该热电模块的发电装置。
实施方式的目的不限于此,并且还可以包括可以从以下待描述的构型或实施方式识别出的目的或效果。
技术方案
根据本发明的一个实施方式的热电装置包括:流体移动部件,该流体移动部件包括凹槽部分,该凹槽部分在流体移动部件的一个表面中沿第一方向延伸;热电模块,该热电模块设置在所述一个表面上;以及屏蔽构件,该屏蔽构件设置在热电模块上,其中,屏蔽构件包括:第一部分,该第一部分与热电模块在竖向方向上重叠;第二部分,该第二部分与热电模块在竖向方向上不对准;以及台阶部分,该台阶部分构造成连接第一部分和第二部分,第二部分相比于第一部分更靠近流体移动部件的所述一个表面,并且流体移动部件的凹槽部分与第二部分和台阶部分中的至少一者在竖向方向上重叠。
流体移动部件的凹槽部分可以设置在第二部分与台阶部分接触的边界的下方。
热电装置还可以包括:第一密封构件,该第一密封构件设置在流体移动部件的凹槽部分中;以及第二密封构件,该第二密封构件至少部分地连接至第一密封构件。
热电模块可以在屏蔽构件的下方定位在第一密封构件和第二密封构件的内侧。
第二密封构件可以设置为多个第二密封构件,所述多个第二密封构件设置成在第一方向上彼此间隔开,并且第一密封构件可以设置为多个第一密封构件,所述多个第一密封构件设置成在垂直于第一方向的第二方向上彼此间隔开。
热电模块可以设置在多个第二密封构件之间以及多个第一密封构件之间。
第一部分可以与流体移动部件的所述一个表面相距一高度,该高度大于第二部分与流体移动部件的所述一个表面之间的高度。
第一部分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所述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多个屏蔽孔。
第一部分可以包括与热电模块在竖向方向上重叠的1-1部分以及与热电元件在竖向方向上不对准的1-2部分,并且1-2部分与流体移动部件的所述一个表面之间的高度可以大于1-1部分与流体移动部件的所述一个表面之间的高度。
热电模块还可以包括连接器,该连接器设置在热电元件的一侧处并且连接至热电元件,并且连接器可以与1-1部分在竖向方向上重叠。
流体移动部件的凹槽部分可以包括设置成在垂直于第一方向的第二方向上彼此间隔开的1-1凹槽和1-2凹槽,并且1-1凹槽与热电元件之间的在第二方向上的最小间隔距离可以不同于1-2凹槽与热电元件之间的在第二方向上的最小间隔距离。
热电装置还可以包括设置在热电元件与第一部分之间的第三密封构件。
热电元件可以包括:第一基板,该第一基板与流体移动部件的所述一个表面接触;第二基板,该第二基板设置成与第一基板间隔开;第一电极,该第一电极设置在第一基板上;第二电极,该第二电极设置在第二基板的下方;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,并且第三密封构件可以与第一基板在竖向方向上重叠。
第三密封构件可以设置成与第一密封构件或第二密封构件间隔开。
第三密封构件可以沿着台阶部分朝向第一密封构件或第二密封构件延伸,并且流体移动部件的所述一个表面与屏蔽构件之间的距离可以从第二部分朝向第一部分逐渐增加。
有益效果
根据本发明的实施方式,可以获得具有简单组装和优异发电性能的发电装置。
另外,根据本发明的实施方式,可以实现即使在尺寸增加时也具有改进的防潮性的热电模块和包括该热电模块的发电装置。
特别地,可以提供具有屏蔽构件和密封构件并且因此被保护免受湿气、热或其他污染物影响的热电模块以及包括该热电模块的发电装置。
另外,可以提供一种其单元区域示出了高发电效率的热电模块以及包括该热电模块的发电装置。
本发明的各种有益的优点和效果不限于以上描述,并且将在描述本发明的具体实施方式的过程中将更容易理解。
附图说明
图1是根据本发明的实施方式的发电装置的立体图。
图2是根据本发明的实施方式的发电装置的分解立体图。
图3是根据本发明的实施方式的发电装置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装置的流体移动部件的另一立体图。
图5是发电装置的沿着图1中的线A-A”截取的横截面图。
图6和图7是示出根据本发明的一个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装置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装置中的热电模块的第一基板的俯视图。
图10是在包括在根据本发明的实施方式的发电装置中的流体移动部件的一个表面上设置有多个热电模块的俯视图。
图11是包括在根据本发明的实施方式的发电装置中的盖构件的立体图。
图12是示出根据本发明的实施方式的发电装置和联接至发电装置的盖构件的视图。
图13是发电装置的沿着图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装置中的导引部件的立体图。
图16是导引部件的沿着图14中的线C-C’截取的视图。
图17是导引部件的沿着图14中的线D-D’截取的横截面图。
图18和图19是用于描述屏蔽构件联接在根据本发明的实施方式的发电装置中的视图。
图20是屏蔽构件沿着图19中的线E-E”联接的橫截面图。
图21是图19中的部分K1的放大图。
图22是部分K1的沿着图21中的线F-F”截取的橫截面图。
图23是图19中的部分K2的放大图。
图24是部分K2的沿着图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装置中的虚设模块的立体图。
图27和图28是用于描述屏蔽构件联接在根据本发明的实施方式的发电装置中的视图。
图29是用于描述根据本发明的实施方式的发电装置中的第一密封构件、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。
图31是沿着图29中的线H-H’示出第一密封构件、第二密封构件和第三密封构件的横截面图。
具体实施方式
在下文中,将参照附图详细地描述本发明的示例性实施方式。
然而,本发明的技术精神不限于将被描述的一些实施方式,而是可以以各种不同的形式实现,并且实施方式中的一个或更多个部件可以选择性地彼此联接和替换,只要所述一个或更多个部件在本发明的技术精神范围内即可。
另外,除非明确具体地定义和描述,否则在本发明的实施方式中使用的术语(包括技术术语和科学术语)可以解释为本发明所属领域的技术人员通常理解的含义,并且可以考虑相关技术的上下文含义来解释通用术语、比如字典中定义的术语的含义。
另外,在本发明的实施方式中使用的术语用于描述实施方式,而不意在限制本发明。
在说明书中,除非在短语中另有说明,否则单数形式也可以包括复数形式,并且当描述为“A、B和C中的至少一者(或者一者或更多者)”时,其可以包括A、B和C的所有可能的组合中的一者或更多者。
另外,诸如第一、第二、A、B、(a)和(b)之类的术语可以用于描述本发明的实施方式的部件。
这些术语仅用于将部件与另一部件区分开,并且相应部件的本质、顺序或次序不受这些术语的限制。
另外,当某一部件被描述为“连接”、“联接”或“连结”至另一部件时,某一部件不仅可以包括直接连接、联接或连接至另一部件的情况,而且还可以包括在其他部件插置在某一部件与另一部件之间的情况下,“连接”、“联接”或“连结”至另一部件。
另外,当某一部件被描述为形成或设置在每个部件的“顶部(上方)或底部(下方)”时,顶部(上方)或底部(下方)不仅包括两个部件彼此直接接触的情况,而且包括一个或更多个其他部件形成或设置在所述两个部件之间的情况。另外,当表述为“顶部(上方)或底部(下方)”时,这同样不仅可以包括相对于一个部件的向上方向的含义,而且还可以包括相对于一个部件的向下方向的含义。
首先,根据本发明的热电装置(或发电装置)可以在包括热电模块的发电系统中使用。例如,发电装置(包括作为热电装置的热电模块或热电元件)可以包括流体移动通过的路径或管。另外,发电装置可以根据热电元件的低温部分与高温部分之间的温度差而不同地应用。
图1是根据本发明的实施方式的发电装置的立体图,并且图2是根据本发明的实施方式的发电装置的分解立体图。
参照图1和图2,热电装置1000(或“发电装置”)包括流体移动部件1100、热电模块1200、盖构件1300、导引部件1400、虚设模块1500、屏蔽构件1600、固定构件1700和壳体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的电线,并且如以下将描述的,热电装置1000还可以包括各种元件、比如作为用于部件之间的联接的紧固构件的螺钉。另外,根据实施方式的热电装置1000可以设置为多个热电装置1000,所述多个热电装置1000设置成彼此间隔开预先确定的距离并且并排设置(例如,平行设置)以形成发电系统。
另外,根据实施方式的热电装置1000可以通过热电模块1200利用流动通过流体移动部件1100内部的第一流体与通过流体移动部件1100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)。另外,引入到流体移动部件1100中的第一流体的温度可以低于100℃、优选地低于50℃、并且更优选地低于40℃,但不限于此,并且第一流体可以是具有比第二流体更低温度的流体。在通过流体移动部件1100之后排出的第一流体的温度可能会高于引入到流体移动部件1100中的第一流体的温度。
第一流体可以从设置在流体移动部件1100的一个侧部处的流体入口引入并且通过设置在面向所述一个侧部的另一个侧部处的流体出口排出。为了便于第一流体的引入和排出并支承流体移动部件1100,还可以在流体移动部件1100的流体入口侧和流体出口侧处分别设置入口凸缘JI和出口凸缘(未示出)。
同时,第二流体可以通过流体移动部件1100的外部,例如,通过设置在流体移动部件1100外部的热电模块1200的散热器。第二流体可以包括从比如汽车和船舶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、并且更优选地在220℃至250℃的范围内,但不限于此,并且第二流体可以是具有比第一流体更高温度的流体。
在本说明书中,将描述一个示例,其中,流动通过流体移动部件1100内部的第一流体的温度低于通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。因此,在本说明书中,流体移动部件1100可以被称为管道部件或冷却部件。然而,本发明的实施方式不限于此,并且流动通过流体移动部件1100内部的第一流体的温度可以高于通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,在本说明书中,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。另外,第二方向(Y轴方向)可以对应于第二流体沿垂直于第一方向(X轴方向)的方向的移动方向。另外,作为竖向方向的第三方向(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对应于相对于流体移动部件1100从下部热电模块至上部热电模块的方向。
热电模块1200可以设置在流体移动部件1100上。另外,热电模块1200可以设置为多个热电模块1200,所述多个热电模块1200可以设置在一个表面上、即,流体移动部件1100的上表面和下表面中的每一者上。在此,上表面是沿第三方向或竖向方向设置的外表面,并且下表面是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上的热电模块1200在第三方向(Z轴方向)上重叠。在下文中,将描述基于流体移动部件1100的上表面的热电模块1200、盖构件1300、导引部件1400、虚设模块1500、屏蔽构件1600和壳体1800,除非另有具体说明。
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,如上所述,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。热电模块1200的热电元件可以具有图6和图7中所示出的热电元件的结构。下面将给出对此的详细描述。
热电模块1200可以设置为多个热电模块1200,所述多个热电模块1200设置在流体移动部件1100的上表面和下表面上。例如,如图2所示,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。如上所述,尽管示出了12个热电模块1200,但这仅是说明性的,并且本发明不限于该数目。
另外,对应于导引部件1400或屏蔽构件1600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,并且设置成在第一方向(X轴方向)上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,将对用于屏蔽六个热电模块的一个屏蔽构件(例如,1600-1)的情况进行描述。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,在本说明书中,第一方向(X轴方向)可以对应于多个热电模块1200的布置方向。换句话说,多个热电模块1200可以并排设置成在第一方向(X轴方向)上彼此重叠。
如以下将描述的,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、设置在多个第一电极上的多个热电腿、设置在多个热电腿上的多个第二电极以及设置在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。在第一基板与多个第一电极之间以及在多个第二电极与第二基板之间还可以设置有绝缘层。
另外,热电元件的设置在流体移动部件1100上的第一基板可以是金属基板,并且金属基板可以通过热接口材料(TIM)(未示出)结合至流体移动部件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之间的热传递很容易。另外,当金属基板和流体移动部件1100利用TIM结合时,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、铝基板和铜铝基板中的一者,但不限于此。以下将描述热电元件的详细描述。
多个热电模块1200中的每一者可以包括用于将产生的电力提取到外部或提供从塞贝克效应产生的电力的连接器。
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可以通过螺钉、螺杆、结合构件等联接至热电模块1200和流体移动部件1100,由此增加流体移动部件1100与热电模块1200之间的联接力。此外,盖构件1300可以通过结合构件、螺钉等联接至流体移动部件1100和屏蔽构件1600,由此增加屏蔽构件1600、盖构件1300、热电模块1200和流体移动部件1100之间的联接力。
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可以设置在其中热电元件的第一基板不与第二基板重叠的区域(在下文中,对应于第二区域)上。另外,热电模块的连接器和盖构件1300可以设置在其中第一基板不与第二基板重叠的区域上。
另外,多个盖构件1300可以形成为对应于热电模块1200。例如,在热电装置1000中,盖构件1300的数目可以与热电模块的数目相同。例如,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。另外,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可以包括第七盖构件1300-7至第十二盖构件1300-12。另外,多个盖构件1300也可以像热电模块那样相对于流体移动部件1100对称地设置。换句话说,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。换句话说,导引部件1400可以设置在相邻的热电模块或相邻的热电模块组之间。
此外,根据实施方式的导引部件1400可以设置在相邻的盖构件1300之间或相邻的盖构件组之间。另外,导引部件1400可以设置在相邻的屏蔽构件1600之间。
具体地,导引部件1400的至少一部分可以定位在相邻的屏蔽构件1600之间,并且其他部分可以定位在屏蔽构件1600下方。如上所述,导引部件1400可以设置在相邻的屏蔽构件1600-1与1600-2之间的边界处以密封用于每个屏蔽构件的多个热电模块1200或热电模块组。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,以防止湿气或污染物进入到彼此间隔开的第一屏蔽构件1600-1与第二屏蔽构件1600-2之间从而防止到达每个屏蔽构件下方的热电模块。此外,导引部件1400可以容易地应用以下将描述的第二密封构件,由此通过由第二密封构件执行的密封增加热电装置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的端部处。例如,两个虚设模块1500可以在流体移动部件1100的上表面上设置成在第一方向(X轴方向)上彼此间隔开,并且多个热电模块1200可以设置在两个虚设模块1500之间。
虚设模块1500可以包括能够将连接至连接器的电线导引至外部的凹槽或孔。
另外,虚设模块1500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。例如,第二密封构件可以应用于重叠区域,并且虚设模块1500可以通过第二密封构件联接至屏蔽构件1600。在本说明书中,第二密封构件包括2-1密封构件和2-2密封构件,并且2-1密封构件是由上述导引部件导引的密封构件,并且2-2密封构件是与虚设模块1500在竖向方向上至少部分地重叠的密封构件。然而,在本说明书中,将对第二密封构件进行描述,并且以下将对第二密封构件的详细说明进行描述。
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,第一密封构件的至少一部分可以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封闭环。因此,随着屏蔽构件1600的长度在第一方向上增加,由于在加工过程中存在限制并且由于因热或加压引起的弯折增加而发生热不平衡,因此多个屏蔽构件1600可以在第一方向上并排设置。因此,由于在加工过程中在相邻的屏蔽构件1600之间沿第一方向不可避免地形成有分离空间,因此第一密封构件可以与第二密封构件在屏蔽构件1600的边缘处接触,由此保护一个屏蔽构件1600内侧的热电模块。例如,可以容易地保护屏蔽构件1600下方的热电模块1200免受湿气或污染物影响。
屏蔽构件1600可以设置在流体移动部件1100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,多个屏蔽构件1600可以在流体移动部件1100的上表面上设置成在第一方向(X轴方向)上彼此间隔开。分离空间存在于相邻的屏蔽构件1600之间、例如,存在于第一屏蔽构件1600-1与第二屏蔽构件1600-2之间,并且导引部件1400的一部分可以设置在分离空间中。
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的散热器相对应的屏蔽孔。换句话说,散热器可以穿过屏蔽构件1600的屏蔽孔。
屏蔽构件1600可以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可以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进入第二基板与屏蔽构件1600之间。以下将给出对此的详细描述。
固定构件1700可以沿第二方向(Y轴方向)设置在面向流体移动部件1100的表面上。固定构件1700可以设置为多个固定构件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。换句话说,固定构件1700可以增加流体移动部件1100与屏蔽构件1600之间的联接力。此外,可以主要阻挡外部污染物移动至屏蔽构件1600和流体移动部件1100。另外,附加地,还可以在凹部中设置支承件或密封构件。固定构件1700可以具有例如形形状。
壳体1800可以设置在位于流体移动部件1100上的虚设模块1500上或设置在位于流体移动部件1100下方的虚设模块1500下方,以围绕虚设模块1500。壳体1800可以围绕上部虚设模块1500或下部虚设模块1500。另外,壳体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,壳体1800可以保护虚设模块1500和屏蔽构件1600。
在下文中,将详细地描述上述每个部件。
图3是根据本发明的实施方式的发电装置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装置的流体移动部件的另一立体图,并且图5是发电装置的沿着图1中的线A-A”截取的横截面图。
参照图3和图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的下部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可以包括在第一方向(X轴方向)上彼此相反的入口表面1130和出口表面1140。另外,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。第一流体可以引入到设置在流体孔1100h的一侧处的入口表面1130中,并且第一流体可以排出到设置在流体孔1100h的另一侧处的出口表面1140。入口表面1130和出口表面1140的位置也可以互换。
另外,入口凸缘JI可以设置在如上所述的入口表面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。另外,入口凸缘JI可以定位成对应于流体移动部件1100的流体孔1100h。例如,入口凸缘JI和出口凸缘的孔Jh可以设置成与流体移动部件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。另外,穿过流体孔110h的第一流体可以通过出口凸缘的孔排出。入口凸缘JI和出口凸缘的孔Jh的面积可以不同于流体孔1100h的面积(例如,垂直于第一方向的横截面面积(YZ平面))。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的数目可以不同于流体孔1100h的数目。然而,这是说明性的,并且流体入口和流体出口的孔的数目、位置、形状等不限于此。在流体移动部件1100中还可以形成一个流体入口、一个流体出口和连接一个流体入口和一个流体出口的流体通路管。
另外,流体移动部件1100可以包括沿竖向方向延伸的多个第一紧固孔S1和S2。流体移动部件1100可以通过多个第一紧固孔S1和S2联接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上的热电模块以及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相反。因此,可以容易地进行通过温度差的发电和发电控制。
此外,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中的螺钉等的损害,并且增加流体移动部件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在上表面1110或下表面1120中设置成在第二方向(Y轴方向)上彼此间隔开。例如,设置成在第二方向(Y轴方向)上彼此间隔开的凹槽部分1100g1(例如,上部凹槽部分)可以设置在流体移动部件1100的上表面1110中。另外,设置成在第二方向(Y轴方向)上彼此间隔开的凹槽部分1100g2(例如,下部凹槽部分)可以设置在流体移动部件1100的下表面1120上。
多个凹槽部分1100g1可以形成在流体移动部件1100的上部部分中。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1-1凹槽1100g1a和1-2凹槽1100g1b。1-1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)上的最小间隔距离可以不同于1-2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)上的最小间隔距离。例如,1-1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)上的最小间隔距离可以小于1-2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)上的最小间隔距离。因此,可以容易地确保以下将描述的用于布置第一连接器部件和第二连接器部件以及电线的空间。
另外,多个凹槽部分1100g2可以形成在流体移动部件1100的下部部分中。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2-1凹槽1100g2a和2-2凹槽1100g2b。
另外,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。在位置上,流体移动部件1100的凹槽部分1100g可以设置在热电模块1200外侧。因此,如以下将描述的,第一密封构件可以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影响。在本说明书中,术语“向内”可以是从流体移动部件1100的外部朝向流体移动部件1100的中心的方向,并且术语“向外”可以是从流体移动部件1100的中心朝向流体移动部件1100外部的方向。流体移动部件1100的中心可以是重心或平分每个拐角的线的交点。
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。通过第二紧固孔S3,流体移动部件1100可以通过螺钉联接等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可以包括与热电模块1200竖向地重叠的第一部分P1、与热电模块1200在竖向上不对准的第二部分P2以及位于第一部分P1与第二部分P2之间的用于连接第一部分P1和第二部分P2的台阶部分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。以下将给出对此的描述。
另外,热电元件1210和盖构件1300可以定位在第一部分P1的下部部分上。第一部分P1可以具有位于盖构件1300上的附加台阶区域。
第二部分P2可以设置成与热电模块1200在竖向方向上不对准并且可以与流体移动部件1100的一个表面(例如,上表面)接触。换句话说,第二部分P2可以设置成相比于第一部分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的上表面之间的在竖向方向上的距离。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的距流体移动部件1100的一个表面(例如,上表面)的高度可以小于第二部分P2的距流体移动部件1100的一个表面(例如,上表面)的高度,由此容易地确保热电模块的空间。
台阶部分P3可以设置在第一部分P1与第二部分P2之间。台阶部分P3可以与第一部分P1和第二部分P2接触。另外,台阶部分P3可以相对于第二部分P2以预先确定的角度θ1和θ2倾斜。另外,预先确定的角度θ1和θ2可以彼此不同。例如,更靠近盖构件1300的第二部分P2与台阶部分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与台阶部分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,可以容易地确保其中盖构件1300可以设置在第一部分P1的下部部分中的空间。通过这种构型,可以增加屏蔽构件1300抵抗流体的阻力。因此,可以减小流体在屏蔽构件1300上的运动,由此增加流体与热电模块的穿过屏蔽构件1300的散热器之间的热交换。因此,可以提高根据实施方式的热电装置的能量效率。
另外,第二部分P2可以定位在热电模块1200或第一部分P1外侧。例如,第二部分P2、台阶部分P3、第一部分P1、台阶部分P3和第二部分P2可以从屏蔽构件1600沿第二方向(Y轴方向)顺序地设置。
另外,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,上部凹槽部分1100g1和下部凹槽部分1100g2可以与第二部分P2和台阶部分P3中的至少一者在竖向方向(Z轴方向)上重叠。在实施方式中,流体移动部件1100的凹槽部分1100g可以定位在第二部分P2与台阶部分P3之间的边界的下部部分中。边界可以设置在热电模块1200外侧。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可以与第二部分P2和台阶部分P3两者接触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可以与第二部分P2和台阶部分P3两者接触,并且第二部分P2可以从外侧按压第一密封构件SL1,使得第一密封构件SL1的内侧可以向上凸出。因此,第一密封构件SL1可以与台阶部分P3的底部表面完全接触,并且可以沿着底部表面容易地向上延伸。因此,可以通过第一密封构件SL1增加屏蔽构件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、特别地渗透在第二部分P2与流体移动部件1100之间的污染物和湿气。此外,可以抑制第一密封构件SL1溢出到热电模块中。
图6和图7是示出根据本发明的一个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、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的下表面和N型热电腿140的下表面之间,并且第二电极150设置在第二基板160与P型热电腿130的上表面和N型热电腿140的上表面之间。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,当电压通过导线181和182施加至第一电极120和第二电极150时,由于珀耳帖效应,其中电流从P型热电腿130流动至N型热电腿140的基板可以吸收热以用作冷却部件,并且其中电流从N型热电腿140流动至P型热电腿130的基板可以被加热以用作加热部件。替代性地,当施加第一电极120与第二电极150之间的温度差时,P型热电腿130和N型热电腿140中的电荷可以由于塞贝克效应而移动以产生电力。
在此,P型热电腿130和N型热电腿140可以是包含铋(Bi)和碲(Te)作为主要材料的碲化铋(Bi-Te)基热电腿。P型热电腿130可以是包含锑(Sb)、镍(Ni)、铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、铅(Pb)、硼(B)、镓(Ga)、碲(Te)、铋(Bi)和铟(In)中的至少一者的碲化铋(Bi-Te)基热电腿。例如,相对于按重量计100%的总重量,P型热电腿130可以包含按重量计99%至99.999%的作为主要原材料的Bi-Sb-Te,并且包含按重量计0.001%至1%的镍(Ni)、铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、铅(Pb)、硼(B)、镓(Ga)和铟(In)中的至少一者。N型热电腿140可以是包含硒(Se)、镍(Ni)、铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、铅(Pb)、硼(B)、镓(Ga)、碲(Te)、铋(Bi)和铟(In)中的至少一者的碲化铋(Bi-Te)基热电腿。例如,相对于按重量计100%的总重量,N型热电腿140可以包含按重量计99%至99.999的作为主要原材料的Bi-Se-Te,并且包含按重量计0.001%至1%的镍(Ni)、铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、铅(Pb)、硼(B)、镓(Ga)和铟(In)中的至少一者。
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可以通过以下方式来获得:对热电材料进行热处理以制造锭,对锭进行研磨和筛分以获得用于热电腿的粉末,然后烧结粉末并且切割经烧结的材料。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可以通过以下过程来获得:将包括热电材料的糊状物施加到具有片形形状的基部上以形成单元构件,并且然后堆叠和切割该单元构件。
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的高度或横截面面积也可以与P型热电腿130的高度或横截面面积不同地形成。
在这种情况下,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、椭圆柱形状等。
在本说明书中,热电腿也可以被称为热电结构、半导体元件、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。ZT可以如等式1中所表示的。
[等式1]
ZT=α2·σ·T/k
在此,α表示塞贝克系数[V/K],σ表示电导率[S/m],并且α2σ表示功率因数([W/mK2])。另外,T表示温度,并且k表示热导率[W/mK]。k可以表示为a·cp·ρ,其中,a表示热扩散率[cm2/S],cp表示比热[J/gK],并且ρ表示密度[g/cm3]。
为了获得热电元件的ZT,可以使用Z计来测量Z值(V/K),并且可以使用所测量的Z值来计算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可以包含铜(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,电极的功能可能退化,由此降低导电性能,而当厚度超过0.3mm时,由于电阻的增加,传导效率可能会降低。
另外,彼此相对的第一基板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高,由此降低热电元件的可靠性。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之间以及在第二基板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材料制成的层、或氧化铝层。在此,无机材料可以是与铝、硼和硅组合的氧化物、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。换句话说,第一基板110和第二基板160中的一者的体积、厚度或面积可以形成为大于另一者的体积、厚度或面积。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至第二基板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、厚度或面积可以形成为大于第二基板160的体积、厚度和面积中的至少一者。在这种情况下,当第一基板110设置在用于塞贝克效应的高温区域中时,在第一基板110应用于用于珀耳帖效应的加热区域时或者在用于保护将在下文中描述的热电元件免受外部环境等影响的密封剂设置在第一基板110上时,第一基板110的体积、厚度和面积中的至少一者可以形成为大于第二基板160的体积、厚度和面积中的所述一者。在这种情况下,第一基板110的面积可以形成为在第二基板160的面积的1.2倍至5倍的范围内。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,对传热效率提高的影响不高,而当第一基板110的面积超过第二基板160的面积的5倍时,传热效率反而可能显著降低,并且可能难以保持热电模块的基本形状。
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、例如不均匀图案。因此,可以提高热电元件的散热性能。当不均匀图案形成在与P型热电腿130或N型热电腿140接触的表面上时,还可以增加热电腿与基板之间的结合特性。
尽管未示出,但在第一基板110与第二基板160之间还可以设置密封构件。密封构件可以在第一基板110与第二基板160之间设置在第一电极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可以被密封以免受外部湿气、热、污染等影响。
对根据上述实施方式的热电元件100的描述可以适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部件。在下文中,以下将给出对此的详细描述。
图8是包括在根据本发明的实施方式的发电装置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装置中的热电模块的第一板的俯视图,以及图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装置中的流体移动部件的一个表面上的俯视图。
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。
参照图6和图7所描述的内容可以以相同的方式应用于热电元件1210。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1214(例如,上部基板)、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、多个第一电极、多个热电腿、多个第二电极和第二基板1214分别对应于参照图6和图7描述的多个第一电极120、多个热电腿130和140、多个第二电极150和第二基板160,因此可以将上述内容应用于此。
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,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可以设置在第一区域A1中。另外,第二区域A2可以定位在第一区域A1的一侧处,并且连接至第一电极的第一连接器210和第二连接器220可以设置在第二区域A2中。可以形成多个第一连接器210和第二连接器220以便于与电线连接并且容易地改变电连接方法、比如串联连接或并联连接。
另外,根据本发明的实施方式,流体移动部件1100和热电模块1200可以由紧固构件、比如螺钉联接。为此,如上所述,第一紧固孔可以形成在流体移动部件1100的上表面1110中,并且多个第一通孔1200h1也可以形成在热电模块1200中的第一基板1212的第一区域A1中。多个第一紧固孔和多个第一通孔1200h1可以定位成彼此对应。例如,多个第一紧固孔和多个第一通孔1200h1可以在竖向方向上彼此重叠。
另外,第一通孔1200h1不仅可以形成在热电模块1200的第一基板1212中,而且可以形成在第二基板(未示出)和散热器1220中。热电模块1200和流体移动部件1100可以借助穿过第一通孔1200h1的螺钉等来紧固。
同时,根据本发明的实施方式,在流体移动部件1100的上表面1110中还可以形成多个第二通孔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可以定位成对应于以上描述的第二紧固孔。例如,第二通孔1200h2可以与第二紧固孔在竖向方向上重叠。
另外,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可以借助穿过第二通孔1200h2的紧固构件(例如,螺钉)来联接。
通过这种构型,由于不仅热电模块1200的第一基板1212的第一区域A1而且第二区域A2可以联接至流体移动部件1100,因此流体移动部件1100可以与热电模块1200的整个第一基板1212具有均匀的结合力,并且热可以均匀地分配至整个第一基板1212。
图11是包括在根据本发明的实施方式的发电装置中的盖构件的立体图,图12是示出根据本发明的实施方式的发电装置和联接至发电装置的盖构件的视图,以及图13是发电装置的沿着图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可以设置成在热电模块1200中与第一基板1212的第二区域A2在竖向方向上重叠。换句话说,盖构件1300可以设置在热电模块1200的第二区域A2上以围绕设置在第二区域A2中的第一连接器210和第二连接器220并且围绕电连接至第一连接器210和第二连接器220的电线(未示出)。
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。由于该联接,可以增加紧固扭矩。因此,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)上的长度可以在盖构件1300设置在其上的第一基板1212的在第一方向(X轴方向)上的长度的0.9倍至1倍的范围内、优选地在第一基板1212的所述长度的0.925倍至1倍的范围内、并且更优选地在第一基板1212的所述长度的0.95倍至1倍的范围内。通过这种构型,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的变形或分离。
另外,盖构件1300可以包括设置在上表面1310中的上表面凹槽1310g。密封剂可以应用于上表面凹槽1310g。因此,盖构件1300的上表面1310和位于盖构件1300上的屏蔽构件1600可以被结合和密封。因此,可以阻挡异物、湿气等进入在屏蔽构件1600与盖构件1300之间。因此,可以提高热电模块1200的电稳定性等。
另外,盖构件1300可以包括多个盖孔1300h。盖孔1300h可以定位成对应于以上描述的热电模块的第二通孔。换句话说,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对应于流体移动部件的第一紧固孔。因此,第一紧固孔、第二通孔和盖孔1300h可以在竖向方向上重叠,并且因此流体移动部件1100、热电模块1200和盖构件1300可以由紧固构件联接。
另外,由于盖孔1300h形成在盖构件1300的两个侧部中,因此第一基板121的第二区域A2的两个侧部以平衡的方式被支承并且可以防止第一基板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。通过这种构型,盖构件1300可以以平衡的方式均匀地支承第一基板1212的第二区域A2的两个侧部。
另外,在盖构件1300的下表面1320中可以设置第一盖凹槽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中以与第一盖凹槽1300g1在竖向方向上重叠。
第一盖凹槽1300g1可以沿第一方向(X轴方向)延伸并且可以设置成与第一基板1212的盖孔1310h在第二方向(Y轴方向)上间隔开。导电线以及第一连接器210和第二连接器220可以定位在第一盖凹槽1300g1中。另外,导电线可以沿着多个相邻的盖构件1300的第一盖凹槽1300g1设置,以电连接相邻的热电模块1200。
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,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可以定位成对应于第一连接器210和第二连接器220。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,可以在第一连接器210和第二连接器220与第二盖凹槽1300g2的底部表面之间通过第二盖凹槽1300g2形成间隙区域GP。因此,可以在保护第一连接器210和第二连接器220的同时增加用于尺寸的兼容性。
另外,盖构件1300可以包括设置在分开的盖孔1300h之间的多个第三盖凹槽1300g3。多个第三盖凹槽1300g3的高度(在竖向方向上的长度)可以不同于第一盖凹槽1300g1和第二盖凹槽1300g2的高度。例如,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,可以增加盖构件1300与热电模块1200、特别是第一基板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,因此可以抑制流体移动部件1100与第一基板1212之间在第二区域A2中的提升现象。
另外,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。因此,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被绝缘,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可以容易地以各种尺寸和形状中的任何尺寸和形状模制。更具体地,盖构件1300可以是能够在高温下适用的塑料材料、比如聚苯硫醚(PPS)。因此,可以防止盖构件1300的形状因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1-1部分P1-1和1-2部分P1-2。1-1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。另外,1-2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。以上描述的盖构件以及第一连接器和第二连接器可以设置在1-2部分P1-2的下部部分上。另外,在1-1部分P1-1中,从流体移动部件1100的上表面1110沿竖向方向的高度hb可以小于1-2部分P1-2与流体移动部件1100的上表面1110之间的在竖向方向上的高度ha。通过这种构型,如上所述,屏蔽构件的台阶部分的倾斜角度可以通过第一部分的高度差增加。因此,由1-2部分P1-2的对流体的热阻力增加,并且因此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装置中的导引部件的立体图,图16是导引部件的沿着图14中的线C-C’截取的视图,以及图17是导引部件的沿着图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可以设置在相邻的屏蔽构件之间。因此,导引部件1400的至少一部分可以与屏蔽构件在竖向方向上重叠。另外,导引部件1400可以设置在相邻的热电模块组之间。例如,导引部件1400可以设置成与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和与中央部分1410接触并设置成与中央部分1410在第一方向(X轴方向)上间隔开的支承部分1420。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可以定位在沿导引部件1400的第一方向(X轴方向)的等分线上。中央部分1410可以设置在导引部件1400的中央处,并且两个分开的支承部分1420可以相对于中央部分1410对称地设置。例如,中央部分1410可以设置在相邻的屏蔽构件之间。因此,在导引部件1400中,用于设置在支承部分1420上的屏蔽构件的支承力可以以平衡的方式施加至屏蔽构件,而不相对于中央部分1410集中在一侧上。因此,可以提高导引部件1400的可靠性。
另外,中央部分1410可以具有沿第二方向(Y轴方向)的长度La,该长度La大于流体移动部件的上表面中的设置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,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。
另外,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可以不同于支承部分1420在竖向方向上的高度H2。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可以不同于中央部分1410在第二方向(Y轴方向)上的长度Lb。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,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)上以及在竖向方向上突出的结构。因此,如以下将描述的,当第二密封构件应用在支承部分上并且屏蔽构件和导引部件由第二密封构件密封时,可以防止第二密封构件溢出至分开的支承部分1420。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并且面向相邻的流体移动部件的凹槽部分。因此,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多个热电模块的整体进行外部密封。因此,可以提高多个热电模块的可靠性。
另外,支承部分1420在竖向方向上的高度H2可以对应于热电元件的高度。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,由于屏蔽构件相对于与导引部件1400和热电元件接触的表面不具有台阶差,因此可以提供加工容易度并且解决由于台阶差而导致的密封困难。
另外,支承部分1420的至少一部分可以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。可以形成多个第一导引孔1420h1和第二导引孔1420h2并且多个第一导引孔1420h1和第二导引孔1420h2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被提升的现象。
另外,在实施方式中,导引部件1400可以包括设置在一个侧部处的第一导引区域SA1和设置在另一个侧部处的第二导引区域SA2。第一导引区域SA1可以对应于热电模块中的第一区域。例如,第一导引区域SA1可以与相邻的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在第二方向(Y轴方向)上相反的侧部处。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。
以上描述的第一导引孔1420h1可以设置在第一导引区域SA1中。例如,第一导引孔1420h1可以定位成对应于第一区域的第一通孔。换句话说,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。
另外,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可以定位成对应于第二通孔并且可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制造成对应于热电模块与流体移动部件之间的紧固。因此,可以容易地形成以上描述的紧固孔和通孔并且容易地制造流体移动部件中的流体孔,并且第一流体可以容易地沿第一方向(X轴方向)移动。
另外,根据实施方式的导引部件1400可以包括形成在底部表面中的导引凹槽1400g。导引凹槽1400g可以定位在第二导引区域SA2中。导引凹槽1400g可以定位成对应于以上描述的第一盖凹槽。例如,导引凹槽1400g可以与第一盖凹槽在第一方向(X轴方向)上重叠。通过这种构型,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以电连接设置在相邻的屏蔽构件下方的热电模块。导引凹槽1400g可以在竖向方向上具有与第一盖凹槽在竖向方向上的高度相同的高度。因此,可以防止电线的弯折等。
另外,支承部分1420可以具有对应于盖构件1300的台阶区域。换句话说,支承部分1420在第一导引区域SA1中沿竖向方向的高度可以小于支承部分1420在第二导引区域SA2中沿竖向方向的高度。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也具有以上描述的高度差。因此,支承部分1420可以在与第二区域相邻的部分上具有台阶结构。
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中的凹槽部分1420g。导引部件1400的凹槽部分1420g可以设置在支承部分1420中。因此,导引部件1400的凹槽部分1420g可以与分开的屏蔽构件中的每一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的上表面中并且关于中央部分1410对称地设置。例如,可以形成导引部件1400的两个凹槽部分1420g。然而,本发明不限于该数目。
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可以不同于导引部件1400的凹槽部分1420g与中央部分1410之间的距离d2。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。通过这种构型,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部表面与导引部件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和屏蔽构件可以由第二密封构件紧密地密封,而没有空的区域。下面将给出对此的详细描述。
图18和图19是用于描述屏蔽构件联接在根据本发明的实施方式的发电装置中的视图,图20是屏蔽构件沿着图19中的线E-E”联接的横截面图,图21是图19中的部分K1的放大图,图22是部分K1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是部分K2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,屏蔽构件坐置在流体移动部件上,并且因此热电模块1200可以由屏蔽构件1600保护免受外部湿气和污染物的影响。在这种情况下,为了更紧密的密封,在第一密封构件SL1应用到流体移动部件的凹槽部分中并且第二密封构件SL2应用到导引部件1400的凹槽部分中之后,屏蔽构件1600可以坐置在流体移动部件上。因此,第一密封构件和第二密封构件SL2可以设置在屏蔽构件1600与流体移动部件之间的空间以及导引部件1400与屏蔽构件之间的空间中,由此实现密封。应当理解的是,所示出的紧固构件(例如,螺钉)中的一些紧固构件可以相同地设置在附图中的每个部件的孔中。另外,如上所述,导引部件1400可以设置在多个相邻的屏蔽构件1600-1与1600-2之间或多个相邻的热电模块组之间。
另外,第二密封构件SL2可以应用到导引部件1400的凹槽部分中并且通过屏蔽构件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。下面将给出对此的详细描述。
参照图20,导引部件1400可以设置在一个屏蔽构件1600-1与和其相邻的另一屏蔽构件1600-2之间。另外,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可以与屏蔽构件1600在竖向方向上不对准并且设置成与屏蔽构件1600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中以及支承部分1420的上表面1420a中。支承部分1420的上表面1420a可以面向设置在支承部分1420上的屏蔽构件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的底部表面与支承部分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的外部进入到导引部件1400与屏蔽构件1600之间的区域。
另外,在本说明书中,以下将描述的密封构件(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树脂的密封材料、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,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可以设置成与流体移动部件1100的凹槽部分1100g邻近。因此,位于流体移动部件1100的凹槽部分1100g上的第一密封构件SL1和设置在支承部分1420的侧表面1420b上的第二密封构件SL2可以彼此接触。换句话说,第二密封构件SL2和第一密封构件SL1可以由导引部件1400连接。因此,可以通过第一密封构件SL1和第二密封构件SL2阻挡污染物等进入多个相邻的屏蔽构件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可以导引第二密封构件SL2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可以将第二密封构件SL2导引成与第一密封构件SL1接触以便去除屏蔽构件1600、流体移动部件1100和导引部件1400之间的空的区域,由此进行紧密密封。
另外,由于支承部分1420具有对应于如上所述的盖构件1300的台阶区域,因此支承部分1420在第一导引区域中沿竖向方向的高度H3可以小于支承部分1420在第二导引区域中沿竖向方向的高度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不仅定位在流体移动部件1100的上表面上,而且对应地定位在流体移动部件1100的下表面上。
另外,导引部件1400的凹槽部分1420g可以设置在沿第二方向(Y轴方向)分开的两个流体移动部件1100的凹槽部分1100g之间。例如,导引部件1400的凹槽部分1420g可以设置在分开的流体移动部件1100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可以容易地连接。
图25和图26是包括在根据本发明的实施方式的发电装置中的虚设模块的立体图,以及图27和图28是用于描述屏蔽构件联接在根据本发明的实施方式的发电装置中的视图。
参照图25至图28,根据实施方式的发电装置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)的一个侧部或另一个侧部处。例如,虚设模块1500可以设置在沿第一方向(X轴方向)并排设置的热电模块1200外侧。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的至少一部分可以与多个热电模块1200在第一方向(X轴方向)上重叠。
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可以具有台阶结构。
另外,在虚设模块1500的下表面1520中可以定位有模块凹槽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可以在从相邻的热电模块1200沿第一方向延伸之后弯折并且沿第二方向(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的一个侧部和另一个侧部处的虚设模块1500可以包括沿第一方向(X轴方向)延伸的模块凹槽1500g。模块凹槽1500g可以定位成对应于盖构件1300的第一盖凹槽和第二盖凹槽中的每一者。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的电线可以沿第一方向被导引通过模块凹槽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的电线可以沿第一方向固定地容纳在模块凹槽1500g中。
此外,模块凹槽1500g可以向外弯折并且沿第二方向或沿与第二方向相反的方向延伸。因此,电线可以沿着模块凹槽1500g被朝向虚设模块1500的外部导引。因此,电线可以延伸至发电装置外部,并且电线可以电连接至外部电路、电池等。
另外,虚设模块1500可以包括多个通孔1500h。多个通孔1500h可以定位成对应于流体移动部件1100的第一紧固孔。换句话说,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紧固构件、比如螺钉联接。
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。因此,可以防止沿着虚设模块1500导引的电线暴露于湿气、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的底部表面可以形成为与虚设模块的下表面共面,但是突出部1530的上表面可以与虚设模块1500的上表面形成台阶。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。在本说明书中,第二密封构件是指在屏蔽构件的下部边缘处沿第二方向延伸的密封构件。此外,第二密封构件包括2-1密封构件SL2a和2-2密封构件SL2b,并且2-1密封构件SL2a是由以上描述的导引部件导引的密封构件,并且2-2密封构件SL2b是与虚设模块1500在竖向方向上至少部分地重叠的密封构件。然而,如上所述,将在本说明书中对第二密封构件进行描述。
第二密封构件SL2可以设置在突出部1530上。第二密封构件SL2的一部分不仅可以设置在突出部1530上,而且可以设置在流体移动部件1100的上表面上。另外,突出部1530可以包括将与屏蔽构件联接的突出部孔,并且屏蔽构件和虚设模块可以由紧固构件、比如螺钉联接。此外,第二密封构件SL2可以应用于突出部和紧固构件以去除在紧固时形成的空的空间。因此,可以抑制第二流体或其他污染物进入屏蔽构件下方。
另外,第二密封构件SL2可以沿第二方向(Y轴方向)延伸并且与流体移动部件1100的凹槽部分1100g在竖向方向上重叠。另外,第二密封构件SL2可以设置在与流体移动部件1100的上表面在第二方向(Y轴方向)上间隔开的多个凹槽部分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中的第一密封构件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进行。
因此,根据实施方式的第一密封构件SL1和第二密封构件SL2可以在以上描述的位置处连接以形成封闭环,从而围绕多个热电模块。因此,第二流体、污染物等无法进入屏蔽构件1600与流体移动部件1100之间的间隙而到达热电模块。因此,可以提高发电装置的可靠性。
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。如上所述,屏蔽构件1600可以包括第一部分P1、第二部分P2和台阶部分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是与热电模块1200不对准并且与流体移动部件邻近设置的区域,并且台阶部分P3是设置在第一部分P1与第二部分P2之间的区域。以上所述内容可以以相同方式应用于屏蔽构件1600的描述。
此外,第一部分P1可以包括与热电模块的第一区域竖向地重叠的1-1部分P1-1以及与热电模块的第二区域竖向地重叠的1-2部分P1-2。以上描述的盖构件以及第一连接器和第二连接器可以设置在1-2部分P1-2的下部部分上。
另外,在1-2部分P1-2与1-1部分P1-1之间存在用于盖构件等的布置空间的台阶,并且1-2部分P1-2沿竖向方向距流体移动部件的上表面的高度可以小于1-1部分P1-1中沿竖向方向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中的每一个散热器可以穿过多个屏蔽孔1600h中的每一个屏蔽孔。热电元件1210和盖构件1300可以定位在第一部分P1的下部部分上。
第二部分P2可以与热电模块1200在竖向方向上不对准并且可以与流体移动部件1100的一个表面接触。换句话说,第二部分P2可以设置成相比于第一部分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的上表面之间的在竖向方向上的距离。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之间的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,同时使对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的上表面、从第二部分P2沿第二方向和第三方向延伸。因此,由于屏蔽构件1600可以以形状设置在流体移动部件1100的一个侧部上,因此可以解决屏蔽构件1600的位置在流体移动部件1100的上表面上不对准的问题并且提高组装容易性。
台阶部分P3可以设置在第一部分P1与第二部分P2之间。台阶部分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外侧。例如,第二部分P2、台阶部分P3、第一部分P1、台阶部分P3和第二部分可以从屏蔽构件1600在第二方向(Y轴方向)上顺序地设置。
屏蔽构件1600设置在热电元件1210上。在这种情况下,为了使第二流体通过散热器1220,可以在屏蔽构件1600中形成屏蔽孔1600h,并且屏蔽孔1600h的边缘可以形成在热电元件1210的第二基板上使得散热器1220可以通过屏蔽孔1600h暴露。换句话说,屏蔽孔1600h的边缘可以设置在热电元件1210的第二基板上,并且散热器1220可以穿过屏蔽孔1600h。因此,由于即使在保护热电元件1210的内部免受外部污染物、湿气和第二流体影响时第二流体也可以直接通过散热器1220,因此可以有效地进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的边缘可以设置在热电元件1210的第二基板上,并且屏蔽孔1600h的尺寸(或XY平面上的面积)可以小于热电元件1210的第二基板的尺寸并且大于散热器1220的尺寸、即散热器1220设置在第二基板上的表面的尺寸使得散热器1220可以穿过屏蔽孔1600h。
同时,如所示出的,多个热电元件1210可以设置在流体移动部件1100的上表面1110上,并且散热器1220可以设置在每个热电元件1210上。为此,多个屏蔽孔1600h可以形成在屏蔽构件1600中,并且每个屏蔽孔1600h的边缘可以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。因此,由于多个热电元件1210可以利用一个屏蔽构件1600覆盖,因此可以简化组装过程和屏蔽构件1600的结构。
根据本发明的实施方式,还可以在屏蔽构件1600中形成多个通孔。在这种情况下,流体移动部件和屏蔽构件1600可以通过多个通孔紧固。
在整个说明书中,热电元件100和1210已经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和第二基板160,但是热电元件100和1210的限定不限于此,并且热电元件100和1210也可以指包括第一电极120、P型热电腿130、N型热电腿140、第二电极150和第二基板160并且设置在第一基板110上。
另外,在整个说明书中,已经描述了热电装置1000包括流体移动部件1100、热电模块1200、盖构件1300和屏蔽构件1600并且热电模块1200包括热电元件1210和散热器1220,但不限于此,并且热电模块也可以指包括流体移动部件1100、热电元件1210、散热器1220、盖构件1300和屏蔽构件1600中的全部。
图29是用于描述根据本发明的实施方式的发电装置中的第一密封构件、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’示出第一密封构件、第二密封构件和第三密封构件的横截面图。
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,为了使第二流体通过散热器1220,屏蔽孔1600h可以设置在屏蔽构件1600中。另外,屏蔽孔1600h的边缘可以设置在热电元件1210的第二基板1214上,并且散热器1220可以通过屏蔽孔1600h暴露。换句话说,屏蔽孔1600h的边缘可以设置在热电元件1210的第二基板上,并且散热器1220可以穿过屏蔽孔1600h。因此,在第二流体通过散热器1220时可以有效地进行热交换。
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。通过这种构型,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的边缘可以设置在热电元件1210的第二基板上,并且屏蔽孔1600h的尺寸可以小于热电元件1210的第二基板的尺寸并且大于散热器1220的尺寸、即散热器1220设置在第二基板上的表面的尺寸使得散热器1220可以穿过屏蔽孔1600h。例如,屏蔽孔1600h的边缘和散热器1220可以在第一方向(X轴方向)或第二方向(Y轴方向)上彼此间隔开。
另外,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也可以与第一基板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、特别是1-1部分P1-1在竖向方向上重叠。
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可以对应于热电元件1210在竖向方向上的长度而彼此具有高度差。
作为修改示例,第三密封构件SL3也可以沿着第一部分P1和台阶部分P3延伸并且可以连接至第二部分P2的下部部分上的第一密封构件SL1。例如,第三密封构件SL3可以连接至位于1-1凹槽上的第一密封构件SL1。因此,可以通过联接第一密封构件和第三密封构件增加屏蔽构件、热电模块和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、地热厂等产生的热源来发电,并且可以在发电系统内部布置多个发电装置以有效地汇聚热源。在这种情况下,每个发电装置可以通过增加热电模块与流体移动部件之间的结合力来提高热电元件的低温部分的冷却性能,由此提高发电装置的效率和可靠性,并且因此可以提高运输装置、比如船舶或车辆的燃料效率。因此,在航运和运输工业中,可以降低运输成本并且可以创造生态友好的工业环境,并且当应用于制造工业、比如钢铁厂时,可以降低加工成本或等。
虽然已经参照本发明的示例性实施方式进行了以上描述,但是本领域技术人员将能够理解的是,在不脱离所附权利要求中描述的本发明的精神和范围的情况下,可以对本发明进行各种修改和改变。

Claims (15)

1.一种热电装置,包括:
流体移动部件,所述流体移动部件包括凹槽部分,所述凹槽部分在所述流体移动部件的一个表面中沿第一方向延伸;
热电模块,所述热电模块设置在所述一个表面上;以及
屏蔽构件,所述屏蔽构件设置在所述热电模块上,
其中,所述屏蔽构件包括:第一部分,所述第一部分与所述热电模块在竖向方向上重叠;第二部分,所述第二部分与所述热电模块在所述竖向方向上不对准;以及台阶部分,所述台阶部分构造成连接所述第一部分和所述第二部分,
其中,所述第二部分相比于所述第一部分更靠近所述流体移动部件的所述一个表面,并且
其中,所述流体移动部件的所述凹槽部分与所述第二部分和所述台阶部分中的至少一者在所述竖向方向上重叠。
2.根据权利要求1所述的热电装置,其中,所述流体移动部件的所述凹槽部分设置在所述第二部分与所述台阶部分接触的边界的下方。
3.根据权利要求1所述的热电装置,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中;以及
第二密封构件,所述第二密封构件至少部分地连接至所述第一密封构件。
4.根据权利要求3所述的热电装置,其中,所述热电模块在所述屏蔽构件的下方定位在所述第一密封构件和所述第二密封构件的内侧。
5.根据权利要求3所述的热电装置,其中,所述第二密封构件设置为多个第二密封构件,所述多个第二密封构件设置成在所述第一方向上彼此间隔开,并且
其中,所述第一密封构件设置为多个第一密封构件,所述多个第一密封构件设置成在垂直于所述第一方向的第二方向上彼此间隔开。
6.根据权利要求5所述的热电装置,其中,所述热电模块设置在所述多个第二密封构件之间以及所述多个第一密封构件之间。
7.根据权利要求1所述的热电装置,其中,所述第一部分与所述流体移动部件的所述一个表面相距一高度,所述高度大于所述第二部分与所述流体移动部件的所述一个表面之间的高度。
8.根据权利要求7所述的热电装置,其中,所述第一部分包括多个屏蔽孔,
其中,所述热电模块包括与所述流体移动部件的所述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
其中,所述散热器穿过所述多个屏蔽孔。
9.根据权利要求8所述的热电装置,其中,所述第一部分包括与所述热电模块在所述竖向方向上重叠的1-1部分以及与所述热电元件在所述竖向方向上不对准的1-2部分,并且
其中,所述1-2部分与所述流体移动部件的所述一个表面之间的高度大于所述1-1部分与所述流体移动部件的所述一个表面之间的高度。
10.根据权利要求9所述的热电装置,其中,所述热电模块还包括连接器,所述连接器设置在所述热电元件的一侧处并且连接至所述热电元件,并且
其中,所述连接器与所述1-1部分在所述竖向方向上重叠。
11.根据权利要求10所述的热电装置,其中,所述流体移动部件的所述凹槽部分包括设置成在垂直于所述第一方向的第二方向上彼此间隔开的1-1凹槽和1-2凹槽,并且
其中,所述1-1凹槽与所述热电元件之间的在所述第二方向上的最小间隔距离不同于所述1-2凹槽与所述热电元件之间的在所述第二方向上的最小间隔距离。
12.根据权利要求11所述的热电装置,还包括第三密封构件,所述第三密封构件设置在所述热电元件与所述第一部分之间。
13.根据权利要求12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所述一个表面接触;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的下方;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,并且
其中,所述第三密封构件与所述第一基板在所述竖向方向上重叠。
14.根据权利要求12所述的热电装置,其中,所述第三密封构件设置成与所述第一密封构件或所述第二密封构件间隔开。
15.根据权利要求12所述的热电装置,其中,所述第三密封构件沿着所述台阶部分朝向所述第一密封构件或所述第二密封构件延伸,并且
其中,所述流体移动部件的所述一个表面与所述屏蔽构件之间的距离从所述第二部分朝向所述第一部分逐渐增加。
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