KR101640291B1 - 열전 패널, 열전 디바이스 및 열전 요소들의 스트링을 형성하는 방법 - Google Patents

열전 패널, 열전 디바이스 및 열전 요소들의 스트링을 형성하는 방법 Download PDF

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Abstract

매우 분산된 열전 요소들을 구비하는 값싸고, 경량의, 유연한 가열 및 냉각 패널들이 제공된다. 열전 “스트링”은 쿠션들, 매트리스들, 베개들, 담요들, 천장 타일들, 사무실 파티션들, 책상-아래 패널들, 전자기기 인클로져들, 건축물 벽들, 냉장고 벽들, 및 열 변환 패널들 같이 다양한 단열 패널들로 짜이거나 조립될 수 있는 것으로 설명된다. 스트링은 꼬인, 망의, 가닥의, 폼의, 또는 달리 팽창 가능하고 압축 가능한 도체들에 열적으로 그리고 전기적으로 연결된 이격된 열전 요소들을 포함한다. 압축된 도체의 부분 및 요소들은 단열 패널 내에 장착된다. 패널의 외부에서, 도체는 공기 또는 추운 측 상에서 열 흡수를 위한 그리고 뜨거운 측 상에서 열 분산을 위한 다른 매체와 매우 넓은 접촉 표면 면적을 제공하도록 팽창된다.

Description

열전 패널, 열전 디바이스 및 열전 요소들의 스트링을 형성하는 방법{THERMOELECTRIC PANELS, A THERMOELECTRIC DEVICE AND A METHOD FOR FORMING A STRING OF THERMOELECTRIC ELEMENTS}
본 출원은 2011년 5월 4일에 출원된 미국 출원 제13/101,015호로부터 우선권을 주장하며, 차례대로 2010년 9월 13일에 출원된 미국 가출원 제61/403,217호, 2010년 11월 26일에 출원된 미국 가출원 제61/417,380호, 2011년 1월 17일에 출원된 미국 가출원 제61/433,489호, 및 2011년 3월 31일에 출원된 미국 가출원 제61 /470,039호로부터 우선권을 주장한다. 본 출원은 또한 2011년 7월 6일에 출원된 미국 가출원 제61 /504,784호로부터 우선권을 주장한다. 전술한 출원들의 모든 내용은 여기에 참조로서 포함된다.
열전 모듈은 일반적으로 1-3 ㎜로 이격된 밀집 배치된 요소들을 포함한다. 일반적으로 256까지 그러한 요소들은 영역 내에 2×2 inches(5.08×5.08㎝)인 배열로 연결될 수 있다. 이러한 모듈들이 배치될 때, 크고 무거울 히트 싱크들(heat sinks) 및 강력한 팬들은 각각의 측 상에서 열을 분산시키거나 흡수하도록 요구된다. 이러한 밀집한 종래 기술의 구성들에 대한 이유들은 충분히 있다: 낮은 저항을 구비하는 작은 요소들은 발생된 저항 열(I2R)이 열전 냉각을 파괴시키기 전에 더 큰 전류(I)가 흐르게 한다(pI1, 여기에서 p=펠티에 상수). 최대 냉각 용량을 위한 짧은 요소들의 이용은 함께 가까운 뜨겁고 차가운 측 회로 보드들을 생기게 한다. 이러한 근접은 높은 밀도를 초래한다.
열전 요소들의 낮은 밀도 배치를 달성하기 위해, 이러한 요소들은 측면으로 보드들 상에 이격될 수 있으나, 요소들 사이의 공기를 통해 전도되고 복사된 열의 역류가 전체 성능을 제한한다. 일부 설계들은 공기 전도에 의해 열의 역류를 감소시키기 위해 모듈 내부를 비우도록 요구하나, 진공의 공동들은 비싼 재료들을 요구하며 누출되기 쉽다. (유리 및 Kovar™ 같은) 진공 물질들은 또한 단단하고 열의 역류를 제한하기에 충분히 얇을 때 쉽게 깨진다. 이러한 모듈들이 시트 쿠션들, 자동차들, 및 다른 환경들에서 사용될 때, 깨진 유리는 안전 문제들을 이끌 수 있다.
열전 요소들을 펼치는 것의 다른 문제는 넓은 거리들 위에 요소들의 단단한 연결이 차가운 측에 대한 뜨거운 측의 열팽창 시 전단 응력에 의해 그것들을 끊어지게 한다는 것이다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 다른 설계들은 회로 보드들을 위해 폴리아미드 같은 유연한 플라스틱을 사용하도록 제안되었으나, 이러한 물질들은 너무 다공성이어서 진공을 유지하기가 어렵다.
열전 모듈들의 종래 기술의 다른 단점은 뜨거운 측으로 이동된 열의 높은 밀도가 히트 싱크를 통해 온도 구배를 초래한다는 것이며, 이러한 온도 차이는 모듈이 달성할 수 있는 전체 냉각에서 뺀다. 특히, 종래의 열전 제품들은 이러한 온도 구배에 의해 정확한 냉각 온도에 도달할 수 없다.
마지막으로, 종래 기술의 열전 모듈들은 조립 동안 솔더 리플로우 오븐(solder reflow oven) 내에 위치되므로, 높은-온도 물질들만 사용될 수 있다. 불행히도, 냉각 및 가열의 많이 요구되는 이용들은 인체와 가깝거나 직접적인 접촉과 관련되므로, 쿠션들, 천들, 및 유연한 폼 같은 연한 물질들이 바람직하나, 이러한 물질들은 솔더 리플로우 오븐의 높은 온도를 견딜 수 없다.
열전 디바이스들은 온도 차이가 10℃ 또는 그보다 적을 때 증기 압축 냉각 시스템들보다 효율적이거나, 더 효율적일 수 있다. 이러한 이유에서, 점유된 공간들의 국부적인 가열 및 냉각을 위해 열전 기술을 사용하여 개인적인 만족을 위해 요구되는 전체 에너지 소비를 감소시키는 것이 강하게 요구된다. 국부적인 열전 시스템들과 함께 중앙 A/C 또는 가열 시스템의 총 에너지 절약은 그러한 조합에서 30% 또는 그 이상일 일 수 있으나, 종래 기술의 열전 모듈들의 다루기 어려운 실시는 이러한 목적을 위한 그것들의 이용을 저지한다.
대부분의 열전 및 압축기-기반의 냉각 시스템들은 강제 공기 시스템들과 같이 구성된다. 쾌적한 75F로 실내를 냉각시키기 위해, 강제 공기는 그것이 배출구를 나갈 때 55F일 필요가 있다. 55F의 차가운 측 온도 및 80F에서 110F의 외부 온도 사이의 차이는 강제-공기 구성들 내에서 열전 모듈을 가로질러 온도 차이가 너무 커서 그것의 열-역류 전도가 그것의 전체 효율을 매우 낮게 만든다는 것을 의미한다. 그러나, 여기에 개시된 것과 같이 분산된 열전의 실시가 사용된다면, 차가운 측은 인체와 접촉할 수 있거나 충분히 접근하여 가까울 수 있어 열전 요소들에 의해 보여지는 차가운 측은 86-91F의 이상적인 피부 온도에 가깝게 되어, 열전 디바이스에서 온도 차이를 압축기-기반 시스템의 그것과 비교 가능한 효율을 만들어내는 수준으로 감소시킬 수 있다.
오랜 시간 동안 앉아 있거나 누워 있는 사람들은 피부 및 접촉 표면 사이에 가둬진 열로부터 불쾌감을 경험한다. 이와 같이 가둬진 몸 열은 젖은, 끈적끈적한 느낌을 야기하고 축적하는 비생산적인 발한을 이끈다. 극단적인 경우, 수분은 피부 및 조직을 약하게 하여 욕창 및 염증을 유발한다. 이러한 피부 장애들이 근본적으로 조직들에 혈류를 고립시키는 압력에 의해 유발되나, 온도 또한 그러한 형성 및 심해짐의 요인이다(2005년 2월 조루술 및 상처 관리에서 Charles Lachenbruch에 의한 “피부 냉각 표면들: 제한적인 피부 온도의 중요성 평가”를 보시오). 분산된 열전 실시는 불쾌감을 제거하거나 앉고 아래에 누운 위치들에서 가둬진 열에 의해 야기되는 장애들을 감소시키거나 방지하는 데 매우 효율적이다.
하나의 예시에서, 우리는 본 발명에 따라 도체들에 연결된 열전 요소들의 스트링이 가열되거나 냉각된 표면을 산출하는 데 어떻게 사용될 수 있는지를 개시한다. 결과적인 매트리스는 가둬진 열을 제거하기 위해 피부 또는 의복 및 팽창된 도체 사이의 접촉을 이용하며, 전술된 것보다 더 효율적일 뿐만 아니라, 물 또는 공기 같은 작용 유체를 활용하는 종래의 열전 시스템들보다 훨씬 빨리 응답한다. 이러한 종래 시스템들에서, 물 또는 공기의 전체 체적은 사용자가 변화를 느끼기 전에 그것의 온도를 증가 또는 감소시킬 수 있다. 본 발명에서, 사용자는 팽창된 도체가 온도가 변화하자마자 변화를 느끼며, 이는 수초 내에 일어날 수 있다.
따라서, 시트 쿠션들, 매트리스들, 베개들, 담요들, 천장 타일들, 사무실/주거 벽들 또는 파티션들, 책상-아래 패널들, 전자기기 인클로져들, 건축물 벽들, 태양 패널들, 냉장고 벽들, 냉장고들 내부의 냉동기 벽들, 또는 냉장고들 내부의 채소 보관소 벽들 같은, 열전 능력을 구비하여 쾌적하고 안전하게 개선될 다양한 단열 패널들이 필요하다.
재사용 가능한 공급원들로부터 전기를 발생시키는 디바이스들은 모두 한계점을 가진다. 하루에 24시간 전력을 공급하는 이상적인 전력 발생 기술은 가격이 싸며 바람, 조수 및 파도, 태양광, 또는 지열 풀들(pools) 같이 재사용 가능한 공급원들로부터의 에너지만 사용한다. 유틸리티-규모의 전력 발전의 두 가지 가장 공통적인 형태들은 풍력 터빈들 및 광전지 시스템들이다.
광전지(PV) 기술은 다음의 한계점들을 가진다:(1) 높은 비용이 들고, (2) 태양이 밝게 빛날 때에만 전력을 발생시켜, 시간의 33%보다 적으며, (3) 구름들이 태양을 갑자기 차단할 때 전기 그리드(electrical grid) 안으로 과도 전류를 유도하며, (4) 집중되지 않을 때 낮은 효율 또는 집중됐을 때 위험한 온도들 및 빛 수준을 가진다.
풍력 터빈들은 다음의 한계점들을 가진다: (1) 상대적으로 높은 비용이 들고, (2) 바람이 불 때에만 전력을 발생시켜 평균적으로 시간의 33%보다 적으며, (3) 바람이 갑자기 멈추거나 방향을 바꿀 때 전기 그리드(electrical grid) 안으로 과도 전류를 유도하고, (4) 매우 크고 시각적으로 수용 불가능한 구조들을 요구하고, (5) 소음을 발생시키고, (6) 하루 동안 임의의 피크 용량 시간을 구비하여 피크(peak) 수요 시간을 거의 맞추지 않고, (7) acre 당 약 4 Kwatts의 매우 낮은 대지 사용을 구비한다.
PV 및 풍력 터빈들은 모두 재사용 가능한 공급원을 이용할 수 없는 기간 동안 에너지를 저장하기 위해 큰 전지들이 추가될 수 있으나, 그러한 저장은 약 Kwatt hour 당 $1000로 매우 비싸다. 100% 재사용 가능한 발전을 달성하기 위해 전지 저장을 구비하여 결합될 때, 재사용 가능한 PV 또는 풍력 터빈 발전소의 비용은 10년의 연료 비용을 포함하여 대략 watt 당 $20인 데 비해, 화석 연료 발전소는 약 watt 당 $10이다.
조수 및 파도 에너지 시설들은 높은 자본 초기 비용들을 요구하며, 풍력 터빈들과 유사하게, 변화하기 쉬운 출력으로부터 손해를 볼 수 있으며 해안선들 가까이에 세워진다면 시각적으로 수용 불가능한 구조들일 수 있다.
따라서, 재사용 가능한 에너지 공급원들만 활용하고 하루 24시간, 1주일 7일, 및 1년 365일 전력을 공급할 수 있는 낮은-비용의 전력 발전 능력이 필요하다.
대략적으로 말해서, 본 발명은 다양한 패널 물질들을 위해 열전 능력을 가능하게 하고 전체 에너지 소비를 감소시키는 국부적인/개인적인 가열 및 냉각을 가능하게 한다.
일 측면에서 본 발명은 연하고 낮은-온도 패널들을 포함하여 다양한 패널들 안으로 삽입되거나 짜일 수 있는 열전 스트링을 제공한다. 다른 측면에서 본 발명은 또한 가열 및 냉각을 분산시키기 위해 많은, 부피가 큰, 무거운, 그리고 비싼 히트 싱크들 및 팬들이 필요하지 않다. 일 측면에서 본 발명은 열 에너지를 분산시키는 하드웨어를 구비하여 전류를 이동시키는 하드웨어를 결합하여 US 제3,196,524호와 같은 실시예들보다 비용을 절감할 수 있다. 다른 측면에서 본 발명은 열전 요소들 가까이에 낮은 열적 역류를 제공하고 동시에 요소들로부터 멀리 주위 공기에 높은 열 전도를 제공하기 위해 공통적인 세트의 하드웨어를 제공한다. 일 실시예에서 본 발명은 열 누출을 최소화하기 위해 패널 안에 적은 구멍들을 통해 보내질 수 있는 열전 스트링을 제공한다. 다른 실시예에서 본 발명은 매우-분산된 열전 요소들의 US 제3,225,549호 같은 진공 인클로져들이 필요하지 않고 또한 US 제2010/0107657호 같은 위킹(wicking) 유체들이 필요하지 않다. 특히 바람직한 실시예에서 본 발명은 제작 비용에서 watt 당 pennies로 냉각 능력 및 전기 발생을 제공한다. 일부 실시예들에서 본 발명은 전체 냉각 성능이 증기 압축 시스템의 그것과 비교 가능한 수준으로 열전 요소들을 가로질러 요구되는 온도 차이를 감소시킨다. 일부 실시예들에서, 본 발명은 사람 또는 동물 피부 및 표면들 사이에 가둬진 열로부터 불쾌감 및 장애들을 감소시키거나 제거할 수 있다.
본 명세서 내에 포함되어 있음.
본 발명의 특징들 및 이점들은 부수하는 도면들과 결합하여 취해진 다음의 상세한 설명으로부터 보여질 수 있으며 유사한 부호들은 유사한 부분들을 가리킨다:
도 1a는 편평한 (펠렛(pellet)) 변형 완화부들을 구비하는 꼬인 와이어의 가닥들에 의해 연결된 열전 요소들의 스트링을 도시한다;
도 1b는 관모양의 변형 완화부들을 구비하는 꼬인 와이어들의 가닥들에 의해 연결된 열전 요소들의 스트링을 도시한다;
도 2a 및 2b는 표준 회로 보드 제작 공정을 이용하여 변형 완화부들 상에 열전 요소들을 조립하는 방법을 도시한다;
도 3a는 펠렛들을 구비하는 도 1a의 끈이 단열 패널의 교류하는 측들 상에 어떻게 짜이는지를 도시한다;
도 3b는 열-터널링 관들을 구비하는 도 1b의 끈이 단열 패널의 교류하는 측들 상에 어떻게 짜이는지를 도시한다;
도 3c는 펠렛들을 구비하는 도 1a의 끈이 단열 패널의 일측 상에 어떻게 짜이는지를 도시한다;
도 3d는 열-터널링 관들을 구비하는 도 1b의 끈이 단열 패널의 일측 상에 어떻게 짜이는지를 도시한다;
도 4a는 도 3a에 도시된 다중 층의 패널들이 높은 온도 차이를 더 효율적으로 얻기 위해 어떻게 캐스케이드 될(cascaded) 수 있는지를 도시한다;
도 4b는 도 3c의 다중 채널들의 패널들이 높은 온도 차이를 더 효율적으로 얻기 위해 어떻게 캐스케이드 될 수 있는지를 도시한다;
도 5는 다중 금속 물질들이 팽창 가능한 히트 싱크들 또는 열 흡수체들로 어떻게 이용될 수 있는지 다양한 예시들을 도시하는 패널의 평면도이다;
도 6a-6i는 비-지향된 구리 망(도 6a); 지향된 구리 망(도 6b); 편평한 구리 끈(도 6c); 관 모양의 구리 끈(도 6d); 구리 로프(도 6e); 와이어 중심을 구비하는 구리 실(도 6f); 지향된 가닥의 구리(도 6g); 구리 폼(도 6h); 및 비-지향된 가닥의 구리(도 6i)를 포함하여 본 발명에서 이롭게 활용될 수 있는 다양한 팽창 가능한 금속들을 도시한다;
도 7a-c는 본 발명에 따른 열전 냉각기를 도시하며, 도 7d는 종래의 상업적인 냉각기와 본 발명의 열전 냉각기를 비교하여 시간 대 온도를 나타낸다;
도 8은 제한 없이, 가열 및 냉각 기능을 위해 도 3 또는 도 4의 패널을 위한 많은 적용들을 도시한다;
도 9는 태양에 의해 가열된 열 저장 매체로부터 전기를 발생시키기 위해 도 3 또는 도 4의 패널을 위한 하나의 적용을 도시한다;
도 10은 스프링 매트리스의 표면을 위해 가열 및 냉각을 제공하는 도 3 또는 도 4의 패널을 도시한다;
도 11a 및 11b는 공기 매트리스들의 표면을 위해 가열 및 냉각을 제공하는 동일한 패널을 도시한다;
도 12a 및 12b는 두꺼운 폼 매트리스들을 위해 가열 및 냉각을 제공하는 동일한 패널을 도시한다;
도 13a는 도 12a의 열전 패널들로 만들어진 폼 매트리스를 도시하는 측으로부터의, 사시도이다;
도 13b는 도 13a의 매트리스의 단부로부터의 사시도이다;
도 13c는 제거된 열전 패널을 구비하는 도 13a의 매트리스를 도시한다;
도 14는 도 8에 도시된 것과 같이 만들어진 가열되고 냉각된 전기 담요의 사진이다;
도 15a 및 15b는 망-스타일의 사무실 의자에 대한 본 발명의 열전 패널의 통합을 도시하고, 도 15b는 본 발명에 따른 고체 열전 스트링을 도시한다;
도 16a-16c는 의자 내에 도 8 및 도 15a/15b에 도시된 열전 패널의 통합을 도시한다;
도 16a는 의자 망 뒤에 장착된 열전 패널을 도시한다;
도 16b는 망의 앞에 스트링의 일부를 구비하는 열전 스트링을 도시한다;
도 16c는 의자의 뒤에 장착된 열전 스트링을 도시한다;
도 16d는 열전 패널을 도시한다; 및
도 17은 다양한 양의 가열 및 냉각을 포함하는 본 발명에 따라 만들어진 열전 패널에 대한 전자기기 회로의 개략적인 다이어그램을 도시한다.
본 발명의 바람직한 실시예는 도 1a 및 1b에 도시된 것과 같이 꼬이거나가닥의(stranded) 와이어(101)의 가닥들에 의해 연결된 교류하는 P-형(102) 및 N-형(103) 열전 요소들을 포함하는 스트링(string)을 포함한다. 열전 요소들은 흑연 및 탄소 같은 비-금속 도체들이 사용될 수 있기는 하나, 바람직하게, 금속을 포함한다. 일 실시예에서, 교류하는 요소들은 솔더 접합들(solder connections; 104 또는 105)을 수월하게 하도록 단부들 상에 예를 들어 니켈 및/또는 주석으로 도금된, 예를 들어 비스무트 텔루르 화합물(N-형)(103) 및 예를 들어 안티모니 비스무트 텔루르 화합물(P-형)(102)의 작은 광석일 수 있으며, 또는 작은 열-터널링 진공 관들(thermo-tunneling vacuum tubes)일 수 있다. 열전 요소들 또는 관들은 깨지기 쉬우므로, 구리(107) 및 솔더(104 또는 105) 접착들로 결합된 FR4 같은 단단한 물질(106)로 만들어진, “변형 완화부(strain relief)”는 와이어에 대한 당기는 힘이 요소들 또는 진공 관들이 깨지는 것을 막는다. 가닥의 또는 꼬인 와이어의 총 직경은 최소 저항을 구비하는 요구되는 전류를 가지도록 설계된다. 도 1a에서, 변형 완화부는 편평하며, 표준 회로 보드 제작 공정들을 이용하여 그것의 제작을 수월하게 한다. 도 1b에서, 변형 완화부는 요소들(102 또는 103) 위에 그리고 와이어(101)의 충분한 길이 이상으로 위치되는 관 모양의 슬리브(sleeve)이다. 도 1b의 설계는 열전 요소들이 밀폐되어야 한다면 그리고 분리된 회로 보드 제조 단계들의 비용 및 복잡성을 줄이기 위해 유익하다. 제한 없이, 도 1b의 관 모양의 변형 완화부(106)는 에폭시 또는 접착제와 함께 결합된 열전 요소 위에 꿰인(threaded) 짜인(woven) 유리섬유 슬리브일 수 있다. 일단 경화되면, 에폭시 및 짜인 유리섬유의 조합은 매우 단단해지며, 이와 동일한 물질들은 도 1a의 FR-4 회로 보드들을 생산하기 위해 사용된다.
도 2a 및 2b는 이러한 열전 스트링의 하부 어셈블리들이 표준 회로 보드 어셈블리 기술들 및 기계를 이용하여 어떻게 제작될 수 있는지를 도시한다. 큰 FR 4 회로 보드(circuit board; 202)는 도 1a의 변형 완화부들(106)의 구리 패드들(copper pads; 107)로 패턴된다. 밀집 배치는 보드 상에 펠렛들(pellets; 102 및 103) 또는 관들(tubes; 203 또는 204)을 조립하는 데 사용된다. 어셈블리 로봇은 열전 요소들 또는 관들을 배치할 수 있으며 적합한 조인트들에 솔더 페이스트(solder paste; 104)를 배치할 수 있다. 전체 어셈블리는 솔더를 흐르도록 오븐을 통해 나아가고 그런 다음 솔더 조인트들(solder joints)을 경화시키기 위해 냉각된다. 일단 어셈블리가 완성되면, 변형 완화부 어셈블리들은 변형 완화부(106) 상에 장착된 열전 요소들을 남겨두도록 절단선들(201)을 따라 절단된다.
도 2a의 하부 부분은 본 발명이 또한 최근 진보된 열-터널링(thermo-tunneling) 디바이스들에 어떻게 적용될 수 있는지를 도시한다. 그러한 디바이스들은 더 효율적이나 진공 관 내에 패키징(packaging)을 요구한다. 이러한 작은 진공 관들은 도 1a 및 도 1b의 열전 요소들(102 및 103)로 대체될 수 있으며 또한 도 1a 및 1b 및 2a 및 2b의 변형 완화부들(106)로부터 매우 이로울 수 있다. 유용한 진공 패키지는 열 전도를 최소화하기 위해 얇은 유리 벽을 구비하여야 하므로, 또한 매우 깨지기 쉽다.
전류가 도 3에 도시된 패널(301) 안으로 짜인 스트링을 따라 앞뒤로 흐르는 동안 도 1a 및 1b의 열전 요소들은 동일한 방향으로 열을 이동시키기 위해 N-형(103) 및 P-형(102) 사이에서 교류한다. 도 1a 및 1b의 스트링 내에 와이어 가닥들을 압축하는 목적은 패널 내에 작은-직경 구멍들(302)을 통해 스트링을 보내기 위해서이다. 구멍 직경은 패널 물질의 단열 능력을 악화시키는 열 누출을 최소화하기 위해 작을 수 있다. 요소들 가까이에서 와이어들을 압축하는 다른 목적은 요소의 뜨거운 측에서 요소의 차가운 측으로의 역류에 대한 열을 위한 영역을 최소화하기 위한 것이다. 스트링은 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 교류하는 방식으로 패널(301) 안으로 짜일 수 있다. 또는, N-형 및 P-형 요소들이 함께 쌍으로 되어 도 3c 및 3d에 도시된 바와 같이 스트링이 일측으로부터 구멍들(302)을 통해 밀려지게 할 수 있다. 도 3c 및 3d의 단일 측의 접근은 도 3a 및 3b의 양측을 구비하여 작업되는 것보다 일측에서의 패널의 제작을 수월하게 한다.
다른 실시예는 도 3a 및 3b의 패널 구멍들 내부에 스트링의 압축된 부분들(303)이 구리 또는 유사한 금속으로 만들어진 고체 실린더들로 대체되고 이러한 실린더들이 일단에는 열전 요소 그리고 타단에는 팽창된 와이어(101)에 부착될 때이다. 이러한 접근은 전자기기 조립 작업에서 구멍들 내에 요소들 및 실린더들의 로봇식의 배치를 수월하게 한다.
또 다른 실시예는 도 3a-3d의 패널 대신에 주형 안에 스트링을 조립하거나 짠 다음, 주형 안으로 패널 물질을 사출 성형하는 것이다. 주형을 제거하면, 도 3a-3d와 유사한 구성이 획득된다.
도 3a-3d의 실시예에서, 열전 요소들 또는 관들은 종래의 모듈들에 비해 더 넓은 면적 위에서 이격되나, 뜨겁고 차가운 측들은 또한 요소들보다 훨씬 긴 길이로 분리된다. 열 역류 전도가 면적/길이에 비례하므로, 양쪽을 동시에 조절하여 종래의 열전 모듈들과 유사한 전체 열 역류를 유지한다. 스티로폼™, 천 등과 같은 많은 바람직한 단열 패널들은 공기와 유사한 열 전도성을 구비하므로, 본 발명의 패널의 전도성은 종래의 모듈들 내의 공기 공동의 그것과 유사하다. 게다가, 불투명한 패널은 복사로부터 열 역류를 거의 완전히 차단한다.
일단 짜이거나 위치되면, 도 3a-3d의 외부 금속(101)은, 필요하면 공기에 대한 금속의 노출을 최소화하기 위해 패널의 뜨겁고 차가운 측들 상에 팽창되고, 자연 또는 강제-공기 대류 환경 중 하나 안에 그것의 방열(heat sinking) 또는 흡수 능력을 최대화한다.
종래 기술에 대한 본 발명의 핵심 요소는 자연 대류 대 강제-공기 대류를 위해 히트 싱크들(heat sinks)을 재-최적화하는 것이다. 일반적으로 팬에 기초하여, 종래의 강제-공기 대류 시스템들을 구비하여, 강제 공기는 한 방향으로만 이동한다. 따라서, 최적의 히트 싱크는 열의 퍼짐(spreading)을 위한 금속 평판 및 강제 공기의 방향을 따라 열을 퍼지게 하기 위한 선형 금속 “핀들(fins)”이다. 그래서, 종래 기술의 강제 공기 시스템들에서, 최적의 히트 싱크는 일반적으로 사용된 평행 핀들에 의해 나타내진 것과 같이, 공기 흐름을 따라 공기에 접촉하는 면적을 최대화한다.
자연 대류 환경에서, 공기 흐름 속도는 팬으로 하는 것보다 훨씬 낮으나, 공기는 모든 방향으로 이동할 수 있다. 따라서, 자연 대류 환경을 위한 최적의 히트 싱크는 어느 방향으로든 공기에 접촉하는 면적을 최대화하는 것이다.
이러한 바람직한 실시예에서, 자연 대류를 위해 히트 싱크를 재-최적화하는 것은 다음의 이점들을 가져온다: (1) 차가운 측에서의 열의 흡수 및 뜨거운 측에서의 열의 분산의 더 나은 균일성, (2) 팬이 요구되지 않는 것에 의한 조용한 작동, (3) 훨씬 적게 요구되는 총 금속, (4) 팬들은 고장 나기 쉬우므로 더 안정적임, (5) 히트 싱크를 가로지른 온도 변화가 더 나은 추가적인 냉각을 제공하기 위해 극복될 수 있으므로 더 효율적임.
일반적인 종래의 열전 모듈 배치는 일반적으로 두께가 2㎜인 팬들을 구비하는 히트 싱크를 구비한다. 핀의 두 개의 표면들이 공기에 노출되므로, 노출의 총 단면 둘레는 각각의 열전 요소에서 4㎜이다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 압축된 와이어의 총 직경(d)은 1㎜이다. 그러나, 가닥들이 도 3a-3d에 도시된 것과 같이 뜨겁거나 차가운 측 상에서 이격될 때, 공기에 노출된 총 단면 둘레는 Np(d/N1/2)이며, 여기서 N은 가닥들의 수이고 d는 총 직경이다. 가닥의 와이어는 100-400 가닥들로 쉽게 될 수 있으므로, 본 발명에서 공기에 노출된 총 단면은, 종래의 디바이스들에서 노출된 단면보다 7배 큰 31.4-62.8㎜이다. 이러한 노출의 더 큰 단면에 의해 본 발명의 열 분산 및 흡수 능력은 기하학적 변수들에 따라, 단단한 히트 싱크뿐만 아니라 팬에 대한 필요성을 제거하고 대신에 자연 대류에만 의존하기에 충분할 수 있다. 게다가, 가닥들의 이용에 의해 공기에 접촉하는 더 큰 면적은 열 분산을 위해 요구되는 총 금속의 양을 감소시켜, 경량이고, 연하고, 착용 가능한 패널들을 가능하게 한다.
더욱이, 도 3a-3d의 가닥된 와이어들의 수는 거의 임의대로 증가될 수 있는 반면 각각의 가닥의 직경은 비례하여 감소된다. 전술된 것과 같이, 많은 가닥들은 자연 대류와 함께 인자(N1 /2)에 의해 증가된 열 흡수 및 분산을 이끈다. 더 얇은 가닥들은 또한 종래의 딱딱하고, 단단하고 무거운 히트 싱크들과 대조적으로 본 발명의 히트 싱크가 연하고, 경량이고 유연하게 한다. 72-400 가닥들을 구비하는 주석 도금된 구리의 와이어 끈(braid)은 일반적으로 전자산업에서 사용되며, 그러한 끈은 변화하는 직경의 케이블들의 차폐물(shielding)로서 사용되기 위해 팽창 가능하도록 설계된다. 이러한 끈들 내의 각각의 가닥은 AWG 36 또는 직경이 대략 ~100 미크론이다. 끈의 다른 유형, 윅-꼬인(wick-braided) 구리는 솔더를 제공하기 위해 사용되며 그것의 가닥들은 더 얇아서, 열을 분산시키기 위한 매우 연한 디바이스를 가능하게 하며 가닥들이 멀리 펴질 때 열전 패널 내에 전류가 통하게 한다. 구리 망(mesh)은 또한 44 AWG의 더 얇은 가닥들을 구비하여 쉽게 가능하며 완전히 팽창될 때 inch 당 140 가닥들 내에 펴진다.
제한 없이, 도 3a-3d의 패널(301)은 스티로폼™, 천연 천, 합성 천, 천연 스폰지, 합성 스폰지, 폴리우레탄, 유리섬유, 폼 유리, 건축물 단열 물질, 목재, 종이, 솜, 이불 솜, 파이프-피복용 단열재, 천장 타일 물질, 메모리 폼, 쿠션 물질, 또는 다른 단열 물질일 수 있다.
어떠한 경우에, 다중-단계 열전 냉각 및 가열을 구비하는 것이 바람직할 수 있다. 더 높은 온도 차이를 획득할 수 있다. 종래의 모듈들은 종종 일반적으로 감각적인 이미지 카메라들을 위해 요구되는 매우 낮은 온도들을 얻기 위해 2 내지 4 단계들을 구비하는 캐스케이드(cascade) 구성으로 함께 적층된다. 동일한 다중-단계는 도 4a-4b에 도시된 것과 같이, 본 발명에서 가능하며 유사한 이익들을 제공하다. 여기서, 두 개의 패널들(301)은 높은 열 전도 및 전기 절연을 구비하는 열 연결기들(thermal connectors; 400) 사이에서 열적으로 연결된다. 열 연결기들은 구리 솔더 패드들(401) 및 폴리아미드 같은 전기적 절연층(402)을 포함할 수 있다. 이러한 구성에서, 폴리아미드 층(402)은 너무 얇아서 그것의 열 전도성이 매우 높다. 제한 없이, 전기 절연체는 FR-4, 캡톤, 테플론, 절연된 금속 기판 회로 보드, 알루미늄 산화물 또는 다른 쉽게 이용 가능한 물질일 수 있다. 다중-단계 구성은 도 4a에 도시된 것과 같이 교류하는 짜임 또는 도 4b에 도시된 단일-측의 짜임에 적용될 수 있다. 열전 요소들은 펠렛들(102 및 103)과 같이 도시되나 또한 도 2a-2b 및 3a-3d에 도시된 열-터널링 관들(203 및 204)일 수 있다.
도 5는 도 1a 및 3a 및 3d, 및 4a 및 4b의 끈(101)을 교체할 수 있는 팽창 가능한 금속 도체들의 몇몇의 다른 유형을 도시한다. 구리 망은 지향된 형태(oriented form; 501) 또는 비-지향된 형태(un-oriented form; 502)로 가능하며 어느 쪽이든 공기에 대한 높은 접촉 면적을 구비하는 가닥들을 제공한다. 금속 실(tinsel; 503)은 공기로부터 또는 공기에서 열을 분산 또는 흡수하기에 편리한 얇은 구리 가닥들의 다른 덧붙여진 많은 가지들(branches)로 열전 요소에서 전기가 이동하기에 편리한 두꺼운 중앙 와이어를 구비한다. 편평한 끈(504)은 또한 어느 한쪽의 단부 상에 솔더 조인트들을 구비하거나 구비하지 않고 사용 가능하다. 하나의 또는 이러한 팽창된 금속들의 조합으로 만들어진 패널(505)은 완전히 기능적인 열전 패널이 된다.
도 6a-6i는 비-지향된 구리 망(601)의 다른 유형, 로프 같이 짜인 구리 가닥들(603), 동축으로 모인 가닥들(604), 구리 폼(605), 또는 느슨한 구리 가닥들(606)을 포함하는 팽창되거나 팽창 가능한 금속들에 대한 더 큰 가능성을 도시한다. 금속 스크린 또는 망에서, 금속은 열전 요소들에 가까운 형상에 따라 단단하게 말거나 단단하게 접는 것에 의해 압축될 수 있으며, 열전 요소들로부터 다른 방향으로 롤(roll) 또는 접은 부분들을 풀 수 있다.
설명된 열전 패널들은 또한 열로부터 전기를 발생시키기 위해 배치될 수 있다. 열이 일 측에 작용될 때, 제베크(Seebeck) 전압이 발생되어 전력을 위해 사용될 수 있다. 열 공급원은 태양광을 수용하는 선택적인 표면, 길 또는 고속도로 표면, 지열, 엔진 열, 굴뚝 열, 체열, 폐열, 및 많은 다른 실행 가능한 수단들이 있을 수 있다.
예시 1: 본 발명을 사용하는 열전 냉각기.
도 7a-7c는 본 발명을 사용하는 열전 냉각기(701)를 도시한다. 네 개의 열전 패널들(505)은 각각 차갑고 뜨거운 측들을 위해 7 및 11㎝의 끈(101) 길이를 구비하는 도 1a에 도시된 스트링을 사용하여 제작된다. 패널들은 3㎜ 직경의 구멍들 및 3㎝의 펠렛 간격을 구비하는 1-인치(2.54㎝) 두께의 스티로폼™(301)이다. 총 256개의 펠렛들은 네 개의 배치된 패널들 안으로 삽입된다. 네 개의 열전 패널들은 작은 냉각기를 제작하기 위해 두 개의 평범한 스티로폼™ 패널들을 구비하여 결합된다. 도 7a-7c의 냉각기(701)는 히트 싱크 또는 팬을 포함하지 않으며 전기 20 watts로 작동된다.
도 7a-7c의 냉각기는 또한 256개의 펠렛들, 종래 기술의 히트 싱크(706), 및 종래 기술의 팬(705)을 구비하는 종래의 열전 모듈(704)을 포함하는 종래 기술의 상업적인 냉각기(702)와 비교된다. 이러한 상업적인 냉각기는 전기 40 watts로 설계되어 작동된다.
도 7d는 종래의 상업적인 냉각기와 본 발명의 냉각기를 비교하기 위해 실험 동안 취해진 데이터를 도시한다. 그러한 냉각기를 위한 실행의 두 가지 핵심 조치들은 (1) 실내-온도 물컵(703)을 위한 냉각 속도 및 (2) 각각의 냉각기 내부에 공기에 의해 도달된 최저 온도이다. 도 7d에서 그래프(707)는 Y-축 상에 온도 그리고 X-축 상에 분으로 경과 시간을 나타낸다.
본 발명에서 선(709 및 711)의 경사에 의해 가리켜진, 물컵에 대한 냉각 속도는 710의 경사에 의해 가리켜진, 종래 기술의 상업적인 냉각기의 냉각 속도와 유사한 것으로 실험에서 나타냈다. 더불어, 상자 내부 공기의 최저 온도는 선(713) 에 의해 가리켜진 본 발명의 냉각기 및 종래 기술의 냉각기(712) 모두 5.5℃에 도달했다.
도 7d의 데이터는 본 발명이 냉각에서 종래의 상업적인 냉각기만큼 실행한다는 것을 가리킨다. 그러나 종래의 상업적인 냉각기를 위한 40 watts에 비해 본 발명은 20 watts의 전력만 요구된다. 따라서, 본 발명은 상당히 좋은 효율을 구비하여 유사한 성능을 얻었다. 더 좋은 효율은 다음에 의해서이다: (1) 팬을 위한 전력이 요구되지 않음, (2) 히트 싱크를 가로지른 큰 온도 강하의 극복, 및 (3) 용기의 벽들 위로 냉각의 더 나은 분산.
도 3a-3d 및 4a 및 4b에 도시된 본 발명의 열전 패널들은 다른 하나에 대해 일측을 차갑거나 뜨겁게 할 수 있는 일반화된 단열 패널들이다. 이러한 일반화된 패널들은 유사한 기계들을 구비하고 유사한 공정을 사용하여 제작될 수 있으며 다수의 적용들로 사용될 수 있다. 예외없이, 이러한 적용들 중 일부가 도 8에 도시된다.
전체 에너지를 절약하거나 인체를 냉각 또는 가열하여 더 나은 개인적인 쾌적함을 얻기 위해, 하나의 이로운 기술은 환경에 대해 국부적인 가열 또는 냉각을 허용하는 것이다. 예를 들어, 본 발명의 열전 패널은 상당한 에너지 절약과 함께 사무실 직원을 위한 국부적인 쾌적함을 제공하기 위해 도 8에 도시된 것과 같이 책상(805) 아래에 공동 주위에 위치될 수 있다. 또는, 패널은 사무실 의자(804)에서 시트 바닥 또는 시트 뒤 또는 양쪽에 위치될 수 있다. 차량에서, 패널들은 자동차 시트(803)의 시트 바닥 또는 시트 뒤에 위치될 수 있다. 수면 시, 이러한 패널들은 바람직한 담요 아래의 수면 온도를 유지하기 위해 자동 온도 제어기와 함께 결합된 전기 담요(813) 내에 위치될 수 있다. 담요를 위한 제어 전자기기는 설정 온도를 얻기 위해 냉각이 요구되거나 가열이 요구될 때 적절한 방향으로 전류를 자동적으로 전환할 수 있다. 제한 없이, 그러한 자동 온도 제어기는 도 8에 도시된 것들 모두를 포함하여 본 발명의 적용들에 적용될 수 있다.
헬멧을 착용해야 하는 개인들에게, 헬멧 내부에 가둬진 체열은 불쾌하게 할 수 있다. 또는, 헬멧은 머리 보호를 요하는 차가운 환경들에서 착용될 때 충분히 따뜻함을 제공한다. 본 발명의 열전 패널은 오토바이 또는 자전거(808), 군대(810), 또는 공사 현장을 위한 안전모(809)를 포함하여 모든 유형의 헬멧들에 냉각 및 가열 능력을 부가하도록 적합한 형상으로 성형될 수 있다.
유사하게, 본 발명의 패널은 조끼들(816) 같은 의복 또는, 제한 없이, 코트, 바지, 바지의 다리, 및 셔츠 같은 의복의 다른 유형들 같은 의복을 만드는 데 사용되고 형상될 수 있다.
본 발명의 열전 패널은 또한 음식 및 음료들 또는 다른 물체들을 냉각하는 데 사용될 수 있다. 이러한 패널들은 와인 냉각장치(wine chiller; 806) 또는 캠핑 냉각기(801 및 802)의 벽, 도어, 또는 상부에 배치될 수 있다. 패널 및 스트링은 도 8에서 유연할 수 있으므로(812), 물 주전자들, 맥주 또는 다른 컵 또는 병들, 커피 음료들, 우유 또는 크림 병들 또는 상자들 등 같이 형상된 물체들의 주위에 감싸질 수 있다.
본 발명의 열전 패널은 또한 셀프-서브(self-serve) 레스토랑들, 카페테리아들, 또는 외식 서비스들을 위해 도 8에 도시된 뷔페 트레이들(buffet trays; 807)을 가열 또는 냉각시키기 위해 배치될 수 있다. 종래 기술은 그것들을 가열하기 위해 끓는 물 및 트레이들을 냉각시키기 위해 얼음을 이용한다. 얼음 및 뜨거운 물의 공급은 유지되어야 하며 트레이들 아래에 저장소가 주기적으로 보충되어야 한다. 본 발명은 트레이들을 전기로 가열 또는 냉각하는 것에 의해 그리고 차갑고 뜨거운 공급품들을 요하지 않는 것에 의해 종래 기술보다 이점들을 제공한다.
본 발명의 열전 패널은 또한 거주지들 및 건축물들 내에 배치될 수 있으며, 벽 또는 창문 또는 바닥(815)의 일부가 본 발명의 패널에 의해 교체되어 실내에 가열 또는 냉각을 제공한다. 건축물 내의 천장 타일들(815)은 또한 천장 아래에 공간을 가열 및 냉각시키기 위해 본 발명의 패널들에 의해 교체될 수 있다. 본 발명의 패널은 또한 하나의 실내에서 다른 곳으로 세균 및 냄새를 옮길 수 있는 강제 공기에 대한 필요성을 없애기 위해 중앙 압축기-기반의 공기 조절 시스템들과 결합하여 활용될 수 있다. 이러한 경우에, 본 발명의 패널들은 플레넘(plenum) 안으로 향하는 뜨거운 측과 함께 플레넘들을 따라 장착될 수 있다. 압축기-기반의 HVAC 시스템으로부터의 차가운 공기는 뜨거운 측으로부터 멀리 열을 보내는 반면 패널의 차가운 측은 실내로부터 열을 제거한다. 이러한 경우에, 실내는 강제 공기 없이 냉각된다.
다른 측면에서, 본 발명은 적절한 기후에서 태양의 복사에너지로부터 재사용 가능한 전력을 제공한다. 제 2 목적은 태양이 비추지 않을 때 그리고 모든 밤 내내 에너지를 계속해서 제공하는 것이다. 제 3 목적은 풍력 터빈 농장보다 여러 배 높은 Kwatts/acre로 측정되는 대지 활용을 개선하는 것이다. 제 4 목적은 시간에 피크 전력 용량을 제공하여 전기에서 일반적인 피크 수요 시간을 더 잘 맞추는 것이다. 본 발명의 제 5 목적은 열의 형태로 태양의 에너지를 저장하기 위해 불활성이고 비-독성의 물질들을 사용하는 것이다. 제 6 목적은 종래의 전력 발전소의 (연료 비용을 포함하여) 비용의 일부이고 (전지 저장 비용을 포함하여) PV 또는 풍력 터빈 발전소의 와트당 비용의 더 작은 일부인 와트당 비용에서 이러한 능력들을 제공하는 것이다. 아래 기술된 바와 같이, 본 발명은 비-집중된 태양광으로부터 열 분산을 맞추기 위해 그리고 금속 열 퍼지게 하는 것들에 대한 필요성을 없애기 위해 열전 요소들을 추가적으로 분산시키는 것에 의해, US 제3,088,989호 같이 열 저장소를 구비하지 않는 종래 기술의 실시들보다 더 나은 성능을 나타낸다.
본 발명의 실시예는 도 9에 도시된다. 태양의 복사에너지에 대해 대부분 투명한 단열 물질(903)은 열 저장 매체(905)를 둘러싼다. 단열 물질(903)은 또한 태양(907)이 비치지 않을 때 열이 새어 나오는 것을 막는다. 단열 물질은 제한 없이, 공기 또는 공기 포켓들을 밀폐하는 유리 또는 플렉시 유리, 버블 랩, 수영장들에서 태양 덮개들로 사용되는 물질들일 수 있다. 열 저장 매체의 선택적인 표면층 또는 코팅(904)은 태양으로부터 복사에너지를 흡수하고 흡수된 열의 복사 재-방출을 방지하도록 설계된다. 이러한 선택적인 표면층 또는 코팅(904)은 제한 없이, 예를 들어 구리, 알루미늄, 또는 철의 산화물, 탄소, 강철 또는 이것들의 조합 또는 합금, 흑색도료, 또는 태양 오븐들, 태양 캠핑 샤워들, 또는 태양 지붕 물 가열기들에서 사용되는 유사한 물질들로 만들어질 수 있다. 열 저장 매체(905)는 높은 열 용량을 구비하는 큰 체적의 물질을 포함한다. 이러한 물질은 4.2 joules/cm3/℃의 체적 열 용량을 구비하는 물이거나 물보다 약간 적은 열 용량을 구비하는 고철일 수 있다. 선택적인 표면(904) 및 열 저장 매체(905)는 좋은 열 접촉에 있다. 이러한 접촉은 그것들 사이에 열적 인터페이스 물질(906)을 이용하여 높은 열 전도성, 표면들에 결합되는 능력, 및 열을 퍼지게 하는 능력을 구비한다. 열 저장 매체(905)는 분산된 열전 패널(902)의 뜨거운 측에 열적으로 연결되어, 다시 열적 인터페이스 물질(906)을 활용한다. 분산된 열전 패널(902)은 도 2a 및 2b 및 도 3a-3d에 도시된 것과 같이, 내부에 열전 요소들을 구비하는 단열 패널이다. 열전 패널(902)의 차가운 측은 땅(901) 또는 바다, 호수, 또는 웅덩이 같은 물 상에 떠 있어 열적으로 연결된다.
제한 없이, 도 9에 도시된 전력 발생기는 태양(907)이 비출 때에만 전력을 발생시켜, 저장 매체(905)에 대한 필요성이 없다. 이러한 경우에 선택적인 표면(904)은 사이에 열적 인터페이스 물질(906)을 구비하여, 열전 패널(902)에 인접할 수 있다.
제한 없이 다시, 도 9의 전력 발생기는 태양광과 다른 열 공급원을 활용할 수 있다. 저장 매체(905) 내의 물은 활성의 지열 공급원으로부터 흐르거나 전력 발전소 또는 공장으로부터의 가열된 폐수일 수 있다. 열전 패널(902)이 이전에 설명된 유연한 구성으로 제작된다면, 도 8에, 아이템(814)으로 도시된 것과 같이 뜨거운 물 또는 뜨거운 가스들을 운송하는 파이프들 주위에 감싸질 수 있으며, 전기를 발생시킬 수 있다.
예시 2: 태양에너지 저장 및 전기 발생
도 9에 따른 전력 발생기의 예시가 이제 설명될 것이며 이는 풍력 터빈들 및 광전지 패널들 같은 다른 전력 발생기들과 경쟁력 있다. 열 저장 매체(905)는 2m x 2m x 0.3m이고 100℃의 피크 온도에 도달하도록 가정된다. 이러한 온도는 물의 끓는점을 초과하지 않으며, 이는 음식을 요리하는 데 사용되는 단열된 태양 오븐들에 의해 쉽게 도달되는 온도이다. 차가운 측(901) 온도는 실내 온도 또는 20℃로 가정된다. 열전 패널(902)을 가로지는 온도 차이(켬)는 80℃이며 평균 온도는 60℃이다. 물의 열 용량이 4.2 joules/cm3℃로 가정된다면 대기에 대해 80℃까지 상승된 온도에서 열 저장 매체는 4.0E+8 joules 또는 112 Kwatt-hours을 저장한다.
단열 물질(903) 치수는 2m x 2m x 0.05m이며, 0.023 watts/m℃의 공기-포켓 단열체들의 일반적인 열 전도성이 가정된다면 80℃의 ?T에서 단열체의 두께를 통한 열 손실은 147 watts이다.
열전 요소들은 0.005 ohm의 전기 저항(r), 0.009 watts/℃의 열 전도도(K), 및 300μV/℃의 제베크 상수(S)를 구비하여 쉽게 가능하다. 이러한 값들은 대부분의 제조업자들에 의해 주장된 성능 내에 있는, 0.60의 60℃(333K)의 평균 온도에서 열전 성능 ZT =S2T/rk을 가리킨다.
분산된 열전 패널(902)은 2m x 2m x 0.05m이며, 그것은 1333개의 열전 요소들을 포함한다. 요소들은 각각의 측 방향으로 5.5㎝로 이격된다. 요소들을 통한 총 열 손실은 960 watts (1333ΔTK)이다. 연속적으로 연결된 요소들에 의해 발생된 총 전압 V는 1333SΔT 또는 32 volts이다. 모두 연속적으로 연결된 요소들의 총 저항은, R = 1333r = 6.7 ohm이다. 6.7 ohm의 맞춰진 부하를 가정하면, 전류(I)는 V/2R 또는 2.4 amps이다. 따라서, 전력의 총 38.4 watts (0.5VI)는 이러한 예시의 실시예에 의해 부하로 이용 가능하다.
태양(907)의 복사에너지는 약 1000 watts/m2로 공지되어 있으며, 이는 4000 watts가 선택적인 표면(904)에 도달한다는 것을 가리킨다. 열전 요소들을 통한 그리고 단열 물질을 통한 손실을 뺀 후에, 2893 watts (4000-960-147)가 열 저장 매체(905) 내에 열로서 흡수된다. 4000 watts가 하루의 8시간 동안 매체를 들어가고 1145.4 watts (960+147+38.4)가 하루의 24시간 동안 매체를 떠나므로, 많은 에너지(하루에 순(net) 4.52 Kwatt hours)가 나가는 것보다 하루마다 들어와서 이러한 실시예에서 최고 온도에 도달하고 유지되게 한다. 열은 그것이 112 Kwatt hours의 열 용량에 도달할 때까지 열 저장 매체 내에 축적된다. 최고 온도에 도달하는 데 요구되는 시간은 약 25일이다(하루에 112 Kwatt hours/4.52 Kwatt hours).
이러한 실시예는 (태양으로부터 사용 가능한 4000 watts 당 38.4 watts 발생하는) 즉각적인 근거에 대해 1% 보다 적게 효율적인 반면, 이러한 온도들에서 열전 발생기를 위한 보존적인 예상이며, 열 저장소를 이용하는 것은 열전 디바이스(thermoelectric device)가 매일 평균에 대해 약 3% 효율적이게 만든다.
이러한 실시예의 특징 및 이점은 열이 열 저장 매체(905) 내에 축척하면서 중반-오후 시간에 그것의 최대 온도에 도달한다는 것이다. 따라서, 이러한 실시예의 최대 출력 시간은 전기에 대한 피크 수요 시간(time of peak demand)에 더 잘 맞는다. 광전지 패널들은 정오에 그것들의 최대 출력을 구비하며, 이는 피크 수요보다 2시간 빠르다. 풍력 터빈들의 1일 최대 출력은 예측 불가능하다.
이러한 실시예에서, 2m x 2m 영역 내에서 발생된 38.4 watts의 전력은 acre 당 38 Kwatts에 대응하며, acre 당 약 4 Kwatts를 평균으로 하는 풍력 터빈들에 대해 매우 유리하게 유사하다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 물이 신선한 물일 필요가 없으므로 본 실시예의 저장 매체, 물이 본질적으로 자유롭다는 것이다. 열 같은 에너지를 저장하는 것은 전기 같은 에너지를 저장하는 것보다 비용이 훨씬 적게 들며 전지들 내에서 발견되는 독성 화학물질들 없이 저장될 수 있다.
예시 3: 분산된 열전 매트리스
도 10은 도 3c의 열전 패널이 어떻게 스프링을 구비하는 표면을 가열 또는 냉각시키는 데 사용될 수 있는지를 도시한다. 열전 스트링(101)의 꼬인 또는 가닥의 와이어는 매트리스 인클로져(mattress enclosure; 151)의 개구 안으로 연장한다. 팬(153)은 매트리스 표면이 가열되거나 냉각되는지에 따라, 이러한 와이어들을 향해 또는 멀리 열을 이동시키는 데 사용된다. 열이 본 발명에 의해 매우 분산되므로, 팬(153)은 소음 및 전력 소비를 줄이기 위해 훨씬 낮은 초당 회전수를 구비할 수 있다. 어떠한 경우에, 팬은 매트리스의 공동이 다른 수단에 의해 잘 환기된다면 전혀 필요하지 않을 수 있다. 팬(153)에 의해 발생된 공기 흐름(152)은 스프링들(154)의 존재로부터 작은 저항을 보인다. 배출구(155)는 팬(153)으로부터 공기가 주위로 나가는 것을 허용한다.
도 11a 및 11b는 공기 매트리스를 위한 유사한 개념을 도시한다. 매트리스 내의 공기 압력은 변화하는 견고함을 제공하기 위해 제어 가능하거나 고정될 수 있다. 펌프(251)는 매트리스 표면이 냉각되거나 가열되는지에 따라 다시 열을 주입하거나 제거하도록 연속적으로 작동된다. 도 11a에서, 열 접속은 열 전도 인터페이스(255)에 의해 공기 매트리스의 벽(254)을 통해 이루어진다. 도 11b에서, 꼬이거나 가닥의 와이어는 펌프(251)로부터 대류성의 공기 흐름(152)과 접촉하도록 공기 매트리스의 벽(254) 내에 구멍들을 통해 연장한다.
도 12a 및 12b는 두꺼운 폼 매트리스(352)를 위한 유사한 개념을 도시한다. 도 12a에서, 열적으로 전도하는 기둥들(thermally conductive columns; 351)은 대류성의 공기 흐름이 존재하는 침대의 아래로 매트리스의 두께를 통해 아래로 열적으로 연결하는 데 사용된다. 만약 필요하다면, 팬(153)이 자연 대류를 보충할 수 있다. 도 12b는 공기 흐름의 대류 경로를 제공하기 위해 폼 매트리스(352) 내에 중공의 채널들(353)을 활용한다. 이러한 중공의 채널들은 중공의 영역들에 의해 손실된 강도를 회복하기 위해 연하거나 단단한 파이프들을 구비하여 정렬될 것이다. 요구된다면, 도시되지 않은 팬이 가닥의 또는 꼬인 와이어를 가로질러 대류성의 공기를 이동시키는 데 사용된다. 다시, 열이 본 발명에 의해 이미 매우 분산되어 있으므로 팬은 매우 낮은 속도일 수 있다. 제한 없이, 도 12b에서 매트리스 정렬의 상부 부분은 어떠한 매트리스에서는 가장 상부일 수 있어, 매트리스에 변형을 요구하지 않고 매트리스에 냉각 또는 가열을 제공할 수 있다. 유사하게, 도 12b에서 정렬의 작은 구역들은 의자에 변형을 요구하지 않고 어떠한 의자에 가열 또는 냉각을 가져오도록 시트 쿠션 또는 시트 뒤 쿠션들로 배치될 수 있다.
도 13a-13c는 두꺼운 폼 매트리스(352)를 위한 유사한 개념을 도시하며 공기 채널들(353)이 폼의 밖으로 절단된다. 도 13c는 폼(352)의 밖으로 절단된 공기 채널들(353)을 구비하는 두꺼운 폼 매트리스의 그림을 도시한다. 매트리스의 길이를 나아가는 채널들(353)은 그것들의 모두에 공기를 제공하는 측면 채널에 모두 연결된다. 채널들의 두께 및 깊이는 각각의 채널 내에 적절하게 공기 흐름을 균일하게 하도록 설계될 수 있다. 도 13a 및 13b는 도 13c에 따라 제작된 표준(prototype) 매트리스의 다른 각도들에서 취해진 두 개의 사진을 도시한다. 열전 패널(301)은 팬(153)으로부터 채널들(353)의 단부들로 대류성의 공기 흐름에 노출된 꼬이거나 가닥의 와이어와 함께 중공의 채널들을 구비하는 매트리스의 상부 상에 위치된다.
예시 4: 분산된 열전 담요
도 14는 가열 또는 냉각하는 전기 담요로 사용되는 본 발명의 열전 패널의 그림을 도시한다. 패널 단열 물질(301)은 연하고, 가벼운 메모리 폼이나, 이에 제한되지 아니하며 이불 솜 또는 다른 유형의 폼일 수 있다. 열전 스트링(101)의 꼬인 와이어들은 각각의 측 상에 도시된다. 덮개 천(551)은 꼬인 와이어의 감각 및 외관을 덮기 위해 사용된다. 이러한 덮개 천은 열을 효율적으로 전달하기 위해 필요하며 따라서 낮은 열 전도성을 구비하나 솜, 리넨, 또는 폴리에스테르 같이 매우 다공성인 물질로 이루어지거나, 높은 열 전도성을 구비하나 탄소가 주입된 필름들 같이 매우 다공성이 아닌 물질로 이루어질 수 있거나, 고체에서 액체로 또는 액체에서 기체로 상의 변화를 통해 열을 전달하는 상 변화 물질로 이루어질 수 있다. 아웃라스트(outlast) 같은 상 변화 직물들은 이러한 목적을 위해 쉽게 이용 가능하다. 상 변화 물질의 일 측과 접촉하여 열전 효과는 열전 효과 없이 물질의 단일 사이클에 비해 오랫동안 일어나는 연속적인 상 변화 사이클들을 구비하여 연속적으로 효율적이게 한다. 제한 없이, 상 변화 물질은 도 8에 도시된 모든 것들을 포함하여 분산된 열전 패널의 배치와 결합될 수 있다.
예시 5: 분산된 열전 의자
도 15a 및 15b는 본 발명의 열전 패널이 망-스타일의(mesh-style) 사무실 의자와 어떻게 통합될 수 있는지를 도시한다. 이러한 유형의 의자들에서, 망(651)은 부하 및 착석한 사람을 위해 압력의 분산을 지지한다. 도 15a 및 15b의 의도는 열전 패널의 일 실시예를 도시하는 것이며 가열 또는 냉각이 원래 의자의 편안한 특성들 또는 구조를 변화하지 않고 의자의 기능에 추가된다. 다른 목적은 좋은 열 접속을 얻기 위해 가능한 피부 또는 의복에 가까이 팽창된 열전 스트링(101)의 꼬이거나 가닥의 와이어를 구비하는 것이다. 이러한 이유에서, 와이어들은 그것들의 원래 압축된 형태로 망(651)을 통해 가져와지고, 와이어들은 피부 또는 의복에 접촉하는 망(651)의 측 상에서 팽창된다. 제한 없이, 와이어들은 망을 통해 가져와지지 않고 가열 또는 냉각을 제공할 수 있거나, 망이 높은 열 전도성 물질로 만들어지거나, 망이 상 변화 물질일 수 있다. 도 15a 및 15b의 와이어들이 피부와 좋은 접촉을 한다면, 열이 도 15a에 도시된 가닥의 또는 꼬인 와이어 대신에 도 15b에 도시된 고체 와이어(652)에 전도될 수 있다. 또한, 단락을 방지하기 위해 와이어를 절연하도록 요구된다면, 자석 와이어 또는 리츠(Litz) 와이어가 비-절연된 와이어 대신에 사용될 수 있다.
도 16a-16c는 도 15a 및 15b에 따라 제작된 망 스타일의 사무실 의자의 사진을 도시한다. 도 16a는 의자를 도시하며 열전 스트링(101)의 꼬인 와이어 패널 단열 물질(301)(도 16d)이 의자의 뒤의 망 뒤에 있다. 제한 없이, 동일한 기술이 시트를 가열하고 냉각하기 위해 사용될 수 있다. 도 16b는 다른 의자를 도시하며 열전 스트링(101)의 꼬인 와이어가 피부에 더 나은 접촉을 하도록 망(651)을 통해 가져와진다. 도16c는 자연 대류의 최대 효과를 위해 공기를 개방하도록 노출된 끈들을 구비하는 완전히 팽창된 의자의 뒤 측 상에 열전 스트링(101)의 끈을 도시한다.
예시 6: 전자기기 제어장치를 구비하는 열전 패널
도 17은 본 발명의 모든 전술한 적용들을 위해 패널을 제어하고 전력을 공급하는 데 사용될 수 있는 제어 회로를 개략적으로 도시한다. 변화하는 전압 출력을 구비하는 전력 공급원(851)은 컴퓨터 산업에서 쉽게 이용 가능하여 하나의 공급이 많은 휴대용 컴퓨터들에 전력을 공급하도록 구성될 수 있다. 이러한 보편적인 전력 공급원들은 IGO 및 다른 제조업자들로부터 가능하며, 그들은 세 개의 와이어들을 구비하여 출력을 가진다: 두 개의 와이어들은 전력을 공급하고 세 번째 와이어(852)는 전압 출력을 결정하는 전압 수준을 감지한다. 휴대용 컴퓨터들에서 사용될 때, 바람직한 제어 전압은 제어 전압을 설정하는 “팁(tip)”에 의해 결정된다. 도 17의 실시에서, 그러한 보편적인 전력 공급원은 열전 패널(301)의 사용자에게 가열 또는 냉각의 바람직한 양을 설정하게 하도록 사용된다.
도 17에서 DPDT 스위치(853)는 패널 내에 전류의 양극을 설정하여, 사용자가 가열 또는 냉각을 설정하게 한다. DPDT 스위치(853)의 중간 위치는 접속을 제공하지 않으며 따라서 오프 위치(off position)를 위해 사용된다. 그룹의(ganged) 전위차계들(857)은 보편적인 전력 공급원(851)으로 다시 보내지는 제어 전압을 결정하여 얼마나 많이 가열 또는 냉각이 패널에 의해 제공되어야 하는지 사용자가 설정하게 한다. 서미스터(855)의 존재는 대기 온도가 오를 때 제어 전압을 올리고 냉각을 증가시키며, 동등하게 대기 온도가 떨어질 때 냉각을 감소시키기 위해 전압을 낮춘다. 서미스터(856)의 존재는 대기 온도가 떨어질 때 제어 전압을 상승시켜 가열을 증가시키고, 동등하게 대기 온도가 오를 때 제어 전압을 감소시키고 가열을 감소시킨다. 트리밍(trimming) 전위차계들(856)은 최소 냉각, 최대 냉각, 최소 가열, 및 최대 가열을 설정하여 패널(301)이 발전하도록 허용된다. 그러한 취지는 안전하거나 달리 요구되는 수준으로 공정에서 설정될 트리밍 전위차계들을 위한 것이다. 다이오드들(858)은 그룹의 전위차계들(857)의 출력들 중 하나만 제어 전압(852)을 설정할 수 있게 한다.
다양한 변형들은 본 발명의 사상 및 범위에서 벗어남 없이 위에서 이루어질 수 있다.
101: 와이어
102: P-형
103: N-형
104, 105: 솔더 접합들
106: 변형 완화부
107: 구리
151: 매트리스 인클로져
152: 공기 흐름
153: 팬
154: 스프링
155: 배출구
201: 절단선
202: 회로 보드
203, 204: 열전 요소
251: 펌프
254: 공기 매트리스의 벽
255: 열 전도 인터페이스
301: 열전 패널
302: 구멍
303: 압축된 부분
351: 열 전도 기둥들
352: 두꺼운 폼 매트리스
353: 중공의 채널들
400: 열 연결기
401: 솔더 패드
402: 절연층
501: 지향된 형태
502: 비-지향된 형태
503: 금속 실
504: 편평한 끈
505: 열전 패널
551: 덮개 천
601: 구리 망
603: 로프 같이 짜인 구리 가닥들
604: 둥축으로 모인 구리 가닥들
605: 구리 폼
606: 느슨한 구리 가닥들
651: 망
652: 고체 와이어
701: 열전 냉각기
702: 종래의 상업적인 냉각기
703: 물컵
704: 종래의 열전 모듈
705: 종래의 팬
706: 종래의 히트 싱크
707: 그래프
712: 냉각기
801, 802: 캠핑 냉각기
803: 자동차 시트
804: 사무실 의자
805: 책상
806: 와인 냉각장치
807: 뷔페 트레이들
808: 자전거
809: 안전모
810: 군대
813: 전기 담요
815: 벽 또는 창문 또는 바닥
816: 조끼
851: 전력 공급원
852: 와이어
853: DPDT 스위치
855: 서미스터
856: 서미스터
857: 전위차계
858: 다이오드
901: 차가운 측
902: 열전 패널
903: 단열 물질
904: 선택적인 표면
905: 열 저장 매체
906: 열적 인터페이스 물질
907: 태양

Claims (25)

  1. 다수의 구멍들을 포함하는 절연 기판; 및
    p-타입 및 n-타입 반도체 요소들을 포함하는 다수의 별개의 반도체 열전 요소들;
    을 포함하고,
    상기 p-타입 및 n-타입 반도체 열전 요소들은 교대하는 짜임 또는 단일-측의 짜임에 의하여 상기 절연 기판 내 구멍들의 안팎으로 짜이고(woven),
    상기 p-타입 및 n-타입 반도체 열전 요소들은 상기 기판 내에 상기 구멍들 내에 교대로 배치되고,
    상기 p-타입 및 n-타입 반도체 열전 요소들은 다수의 와이어 가닥들을 포함하는 가닥된(stranded), 꼬인(braided), 또는 망(mesh) 와이어 도체들에 의해 서로에게 열적으로 및 전기적으로 연결되고,
    각각의 상기 가닥된, 꼬인, 또는 망 와이어 도체들은 상기 가닥된 와이어 도체들이 상기 p-타입 및 n-타입 반도체 열전 요소들에 연결하는 곳 가까이에서 상기 기판 내 상기 구멍들 내 단면이 압축되고, 상기 가닥된, 꼬인, 또는 망 도체들은 상기 가닥된 와이어 도체들이 상기 반도체 열전 요소들에 연결하는 곳으로부터 상기 가닥들이 멀리 이격되도록 단면이 팽창되어, 상기 도체들의 압축된 부분은 상기 절연 기판 내 구멍들 내에 위치되고 상기 도체들의 팽창된 부분들은 상기 구멍들 외부에 위치되는 열전 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    사이에 금속을 구비하는 쌍들로(pairs) 된 반도체 열전 요소들은 절연 패널의 일 측으로부터 구멍을 통해 밀려나고 타 측 상에 팽창된 또는 팽창 가능한 금속의 루프를 노출시켜 상기 패널 내에 상기 반도체 열전 요소들을 유지하는 열전 패널.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 절연 기판은 천연 천, 합성 천, 천연 스폰지, 합성 스폰지, 폴리우레탄, 유리 섬유, 발포 유리, 건축물 단열 물질, 목재, 종이, 솜, 이불 솜(batting), 파이프-피복용 단열재, 천장 타일 물질, 메모리 폼, 폴리스티렌 폼 및 쿠션 물질로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 물질로 만들어지는 열전 패널.
  4. 시트 쿠션, 시트 뒤(seat back), 담요 또는 담요 부분, 베개, 책상-아래 패널, 천장 타일, 건축물 또는 주거 벽 또는 바닥 또는 창문, 냉장고 또는 와인 냉각장치 벽 또는 도어, 음료 또는 주전자 단열재, 전자기기 인클로져 벽, 착용 가능한 의복 또는 유니폼 피스(piece), 헬멧 또는 모자 또는 안전모 라이닝 또는 유체 포함 파이프에 통합되는, 제1항의 열전 패널을 포함하는 열전 디바이스.
  5. 열이 일 측에 적용될 때 전기를 발생시키기 위해 제1항의 열전 패널을 포함하는 열전 디바이스.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 열은 태양광, 지열, 폐열, 체열, 동물 열, 배기열, 엔진 열, 터빈 열, 및 파이프 열로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 열 공급원을 포함하는 열전 디바이스.
  7. 더 큰 온도 차이들을 획득하기 위해 열적으로 증가하면서 함께 적층되는, 제1항의 다수의 열전 패널들을 포함하는 열전 디바이스.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 다수는 2, 3 또는 4와 동일한 정수인 열전 디바이스.
  9. 제7항에 있어서,
    다수의 열전 패널들은 열적으로 전도성 있는 보드 또는 보드들의 그룹 상에 전기적으로 절연되고 함께 연결되는 열전 디바이스.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 보드는 회로 보드 또는 회로 보드들인 열전 디바이스.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 열전 패널들은 FR4 및 폴리이미드로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 전기 절연 물질에 의해 전기적으로 절연되는 열전 디바이스.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 열전 패널들은 열 전도를 증가시키도록 절연 층들을 구비하는 금속 기판을 포함하거나 전기 절연 물질에 의해 전기적으로 절연되는 열전 디바이스.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 전기 절연 물질은 폴리이미드 또는 금속 산화물 기판이고, 10 내지 40미크론의 두께를 구비하는 열전 디바이스.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 보드 또는 보드들의 어느 한쪽 상에 상기 적층된 패널들 외부에 팽창된 가닥된 와이어 도체들의 솔더링(soldering)을 수월하게 하기 위해 구리 또는 다른 금속 패드들을 포함하는 열전 디바이스.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 패널 내에 상기 반도체 열전 요소들을 장착시키기 위해 변형 완화부(strain relif)를 더 포함하는 열전 패널.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 폴리이미드, 폴리에스테르, 나일론, FR-4 및 유리 섬유로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 회로 보드 기판 물질로 만들어지는 열전 패널.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 변형 완화부는 상기 반도체 열전 요소들에 및 상기 변형 완화부에 상기 가닥된 와이어 도체들을 솔더-부착하기 위해 구리 또는 다른 금속 패드들을 포함하는 열전 패널.
  18. 기판, 상기 기판 내 구멍들 내에 포함되고, 가닥된 와이어 도체들에 의해 서로에 연결된 다수의 별개의 반도체 열전 요소들을 포함하고, 각각의 가닥된 와이어 도체들은 상기 가닥된 와이어 도체들이 상기 반도체 열전 요소들에 연결하는 곳 가까이에서 단면이 압축되고 상기 가닥된 와이어 도체들이 상기 반도체 열전 요소들에 연결하는 곳으로부터 멀리 단면이 팽창되는, 제1항에 청구된 바와 같은 열전 요소들의 스트링을 형성하는 방법에 있어서,
    상기 방법은,
    변형 완화부의 패드들과 함께 패턴된(patterned) 회로 보드 상에 다수의 열전 요소들을 조립하는 단계, 및 상기 회로 보드로부터 변형 완화부재 어셈블리들과 함께 상기 열전 요소들을 절단하는 단계를 포함하는 방법.
  19. 기판, 상기 기판 내 구멍들 내에 포함되고, 가닥된 와이어 도체들에 의해 서로에게 연결된, 다수의 별개의 반도체 열전 요소들을 포함하고, 각각의 가닥된 와이어 도체들은 상기 가닥된 와이어 도체들이 반도체 열전 요소들을 연결하는 곳 가까이에서 단면이 압축되고 상기 가닥된 와이어 도체들이 상기 반도체 열전 요소들을 연결하는 곳으로부터 멀리 단면이 팽창되고, 반도체 열전 요소들은 교대하는 짜임 또는 단일-측의 짜임에 의하여 절연 기판 내 구멍들의 안팎으로 짜여지고, 상기 패널 안의 구멍들 내에서 가닥된 와이어 도체들의 부분들 및 상기 패널 안의 구멍들 외부 부분들은 팽창되는, 제1항에 청구된 바와 같은 열전 요소들의 스트링을 형성하는 방법에 있어서,
    상기 방법은,
    주형 내 열전 요소들의 스트링들을 교대하는 짜임 또는 단일-측의 짜임에 의하여 짜는 단계, 상기 주형 안에 패널 물질을 주입하는 단계, 상기 패널 물질이 장착되게 하는 단계, 및 상기 주형을 제거하는 단계를 포함하는 방법.
  20. 변형 완화부를 위한 패드들과 함께 패턴된 회로 보드 상에 다수의 열전 요소들로부터 조립되고, 상기 회로 보드로부터 변형 완화부재 어셈블리들과 함께 상기 반도체 열전 요소들을 절단하는 반도체 열전 요소들의 스트링을 포함하는 제1항에 청구된 바와 같은 열전 패널.
  21. 주형 안에 조립되고 상기 주형 안에 패널 물질을 주입하여, 상기 패널 물질이 장착되게 하고, 상기 주형을 제거하는 반도체 열전 요소들의 스트링을 포함하는 제1항에 청구된 바와 같은 열전 패널.
  22. 제1항에 있어서,
    공기에 노출된 상기 도체들의 단면 둘레는 Nπ(d/N1/2)이고, 이때 N은 가닥들의 수이고 d는 상기 가닥들의 총 직경인 열전 패널.
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
KR1020137002899A 2010-09-13 2011-09-12 열전 패널, 열전 디바이스 및 열전 요소들의 스트링을 형성하는 방법 KR101640291B1 (ko)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US40321710P 2010-09-13 2010-09-13
US61/403,217 2010-09-13
US41738010P 2010-11-26 2010-11-26
US61/417,380 2010-11-26
US201161433489P 2011-01-17 2011-01-17
US61/433,489 2011-01-17
US201161470039P 2011-03-31 2011-03-31
US61/470,039 2011-03-31
US13/101,015 US8969703B2 (en) 2010-09-13 2011-05-04 Distributed thermoelectric string and insulating panel
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