KR101822482B1 - Insulated Packaging type Thermoelectric Module - Google Patents

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엄재현
장주찬
서호철
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세종공업 주식회사
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Abstract

An insulation packaging-type thermoelectric module according to the present invention comprises: an insulation packaging box (40) which is provided with a sealed-type box space (40A) for accommodating a thermoelectric element (10) converting a temperature difference into electric energy; an insulation wall (50) which is formed in the insulation packaging box (40) to expand the box space (40A) to an insulation space (50A) not filled with the thermoelectric element (10); an insulation substrate (20) which includes a high-temperature upper insulation substrate (20-1) and a low-temperature lower insulation substrate (20-2), and is accommodated in the box space (40A) together with the thermoelectric element (10); and an electrode which withdraws electricity generated from the thermoelectric element (10). Accordingly, the insulation effect by the insulation wall (50) can resolve the difficulty in maintaining a temperature difference between both ends of the existing packaging-type thermoelectric element (10). Particularly, a vacuum space is formed in the insulation wall (50), thereby maintaining a high insulation effect even in a high-temperature outside environment.

Description

단열 패키징 방식 열전모듈{Insulated Packaging type Thermoelectric Module}[0001] The present invention relates to an insulated packaging type thermoelectric module,

본 발명은 열전모듈에 관한 것으로, 특히 밀폐구조의 패키징에 단열구조를 적용한 열전모듈에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermoelectric module, and more particularly, to a thermoelectric module to which a heat insulating structure is applied to a hermetically sealed package.

일반적으로 온도차를 전기에너지로 전기에너지를 온도차로 전환하는 열전소자(thermoelectric element)는 p형 열전소자(홀 이동에 의한 열에너지 이동)와 n형 열전소자(전자 이동에 의한 열에너지 이동)로 구분되고, 수㎜ ~ 500㎛의 크기의 벌크소재로 가공되어 열전모듈(Thermoelectric Module)로 제조된다.Generally, a thermoelectric element that converts a temperature difference into an electrical energy and an electrical energy into a temperature difference is classified into a p-type thermoelectric element (thermal energy transfer by hole transfer) and an n-type thermoelectric element (thermal energy transfer by electron transfer) It is processed into a bulk material having a size of several mm to 500 μm and made into a thermoelectric module.

일례로, 열전모듈은 p-n 열전소자, 상/하부 절연 기판 및 전극을 구성요소로 하고, 벌크 타입 열전소자를 전극 및 기판과 접합하거나 또는 페이스트(paste) 타입 열전소자를 전극 및 기판 상에 직접 제조하거나 또는 스퍼터링(Sputtering)타입 열전소자를 전극 및 기판에 코팅함으로써 제조된다.For example, the thermoelectric module can be manufactured by bonding a bulk type thermoelectric element to an electrode and a substrate by using a pn thermoelectric element, an upper / lower insulating substrate and an electrode as constituent elements, or by directly forming a paste type thermoelectric element on an electrode and a substrate Or by coating a sputtering type thermoelectric element on an electrode and a substrate.

특히 열전모듈은 몰딩(molding)방식 또는 패키징(packaging)방식을 더 부가함으로써 고온 노출에 의한 산화로 소자특성이 사라지거나 부서지는 현상을 차단하여 준다. 여기서, 상기 몰딩방식은 열전소자가 산소와 접촉하는 것을 차단하기 위해 열전모듈 옆면을 실리콘 등을 사용해 몰딩하는 구조이고, 상기 패키징 방식은 금속 등을 이용해 밀폐구조로 패키징하는 구조이다. 그러므로 상기 패키징 방식은 고온용 열전모듈에 적용된다.In particular, the thermoelectric module is further provided with a molding method or a packaging method, thereby preventing the device characteristics from disappearing or breaking due to oxidation due to high temperature exposure. Here, the molding method is a structure in which the side surface of the thermoelectric module is molded using silicon or the like in order to block the contact of the thermoelectric element with oxygen, and the packaging method is a structure in which the thermoelectric module is packaged in a sealed structure using metal or the like. Therefore, the packaging method is applied to the thermoelectric module for high temperature.

따라서 열전모듈은 몰딩방식과 패키징 방식의 밀폐구조로 소자특성을 사라지게 하는 고온 노출이 방지되면서 전극과 함께 집적된 열전소자의 온도 차이를 이용한 전력발전이 이루어진다.Therefore, the thermoelectric module is a sealed structure of a molding method and a packaging method, and electric power generation is performed by using the temperature difference of the thermoelectric elements integrated with the electrodes while avoiding high temperature exposure which makes device characteristics disappear.

국내 등록실용신안공보 20-0447536(2010년01월25일)Domestic Registration Utility Model Bulletin 20-0447536 (Jan. 25, 2010)

하지만, 상기 몰딩방식은 열전모듈 옆면을 실리콘 등을 사용해 몰딩함으로써 고온에는 적용할 수 없는 근본적인 한계를 갖는 방식이다.However, the molding method has a fundamental limitation that can not be applied to a high temperature by molding the side surface of the thermoelectric module using silicon or the like.

또한 상기 패키징 방식은 금속 등을 이용해 밀폐구조로 패키징함으로써 고온 적용성을 가지나 패키징에 의해 열전모듈이 전체적으로 가열되고, 그 결과 열전 소자 양단간의 온도차이 유지에 어려움이 있어 기전력 약화를 방지할 수 없다.In addition, the packaging method has a high temperature applicability by packaging in a sealed structure using metal or the like, but the thermoelectric module is entirely heated by the packaging, and as a result, it is difficult to maintain the temperature difference between the both ends of the thermoelectric device, so that the electromotive force can not be weakened.

이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 단열층이 형성된 금속을 이용한 밀폐구조로 산소와의 접촉을 차단하면서 패키징 방식이 갖던 열전 소자 양단간의 온도차이 유지 어려움을 해소하고, 특히 단열층을 진공으로 형성함으로써 구조적 단순화도 이루어진 단열 패키징 방식 열전모듈을 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above problems and it is an object of the present invention to provide a sealing structure using a metal having a heat insulating layer to prevent contact with oxygen and to solve difficulties in maintaining a temperature difference between both ends of a thermoelectric element, It is an object of the present invention to provide an adiabatic packaging type thermoelectric module which is also simplified.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 단열 패키징 방식 열전모듈은 온도차를 전기에너지로 전환하는 열전 소자가 수용되는 밀폐형 박스 공간을 형성한 단열 패키징 박스; 상기 단열 패키징 박스에 형성되고, 상기 열전 소자로 채워지지 않은 단열 공간으로 상기 박스 공간을 확장하는 라운드형 단열 벽; 고온용 상부 절연 기판과 저온용 하부 절연 기판으로 구분되어 상기 열전 소자와 결합되고, 상기 박스 공간에 수용되는 절연 기판; 상기 열전 소자에서 발생된 전기를 인출하는 전극; 으로 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a thermoelectric packaging type thermoelectric module, including: an insulating packaging box having a closed box space in which a thermoelectric element for converting a temperature difference into electric energy is accommodated; A round type heat insulating wall formed in the heat insulating packaging box and extending the box space into a heat insulating space not filled with the thermoelectric element; An insulating substrate, which is divided into a high-temperature upper insulating substrate and a low-temperature lower insulating substrate, which is coupled to the thermoelectric element and is accommodated in the box space; An electrode for drawing electricity generated from the thermoelectric element; .

바람직한 실시예로서, 상기 라운드형 단열 벽은 상기 단열 패키징 박스의 측면에서 돌출되어 상기 단열 공간을 형성하도록 상기 단열 패키징 박스에 일체로 형성된다.In a preferred embodiment, the round type heat insulating wall is formed integrally with the heat insulating packaging box so as to protrude from the side of the heat insulating packaging box to form the heat insulating space.

바람직한 실시예로서, 상기 라운드형 단열 벽은 진공 공간의 호형 단열층을 형성하는 두께로 이루어진다. 상기 라운드형 단열 벽과 상기 호형 단열층의 각각은 반원형상으로 이루어진다.In a preferred embodiment, the round-shaped heat insulating wall has a thickness to form an arc-shaped insulating layer of a vacuum space. Each of the round type heat insulating wall and the arcuate heat insulating layer has a semicircular shape.

또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 단열 패키징 방식 열전모듈은 온도차를 전기에너지로 전환하는 열전 소자가 수용되는 밀폐형 박스 공간을 형성한 단열 패키징 박스; 상기 단열 패키징 박스에 형성되고, 상기 열전 소자로 채워지지 않은 단열 공간으로 상기 박스 공간을 확장하는 직각형 단열 벽; 고온용 상부 절연 기판과 저온용 하부 절연 기판으로 구분되어 상기 열전 소자와 결합되고, 상기 박스 공간에 수용되는 절연 기판; 상기 열전 소자에서 발생된 전기를 인출하는 전극; 으로 구성되는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an adiabatic packaging-type thermoelectric module including: a heat-insulating packaging box having a closed box space for accommodating thermoelectric elements for converting a temperature difference into electric energy; A rectangular heat insulating wall formed in the heat insulating packaging box and extending the box space into a heat insulating space not filled with the thermoelectric element; An insulating substrate, which is divided into a high-temperature upper insulating substrate and a low-temperature lower insulating substrate, which is coupled to the thermoelectric element and is accommodated in the box space; An electrode for drawing electricity generated from the thermoelectric element; .

바람직한 실시예로서, 상기 직각형 단열 벽은 상기 단열 패키징 박스의 측면에서 돌출되어 상기 단열 공간을 형성하도록 상기 단열 패키징 박스에 일체로 형성된다.In a preferred embodiment, the rectangular heat insulating wall is formed integrally with the heat insulating packaging box so as to protrude from the side of the heat insulating packaging box to form the heat insulating space.

바람직한 실시예로서, 상기 직각형 단열 벽은 진공 공간의 직선형 단열층을 형성하는 두께로 이루어진다. 상기 직각형 단열 벽은 사각형상으로 이루어지고, 상기 직선형 단열층은 직선형상으로 이루어진다.In a preferred embodiment, the rectangular wall has a thickness to form a linear heat insulating layer in the vacuum space. The rectangular heat insulating wall has a rectangular shape, and the linear heat insulating layer has a straight shape.

이러한 본 발명의 열전모듈은 단열 패키징 방식을 적용함으로써 다음과 같은 장점 및 효과를 구현한다.The thermoelectric module of the present invention realizes the following advantages and effects by applying the heat insulation packaging method.

첫째, 열전소자 양단간 온도차이 유지와 산소와의 접촉 차단에 진공을 이용한 패키징 방식이 적용됨으로써 밀폐구조의 다양화가 이루어진다. 둘째, 고온에 적합하나 열전모듈 가열에 의한 온도차이 유지의 어려움이 있던 금속재를 이용한 패키징 방식의 단점을 모두 해소할 수 있다. 셋째, 금속재에 단열층을 적용함으로써 기존 패키징 방식의 구조적 변경이 거의 없이 열전모듈의 기전력 약화를 방지할 수 있다. 넷째, 금속재의 단열층을 진공으로 형성하여 열전달을 방지함으로써 구조적 단순화가 가능하다. 다섯째, 진공의 단열층을 다양한 형상으로 변경함으로써 열전모듈의 외관 디자인이 다양화되고, 디자인 다양성으로 상품성도 향상된다.First, the sealing structure is diversified by applying the vacuum packaging method to maintain the temperature difference between the thermoelectric elements and to block the contact with oxygen. Second, although it is suitable for high temperature, it can solve all the disadvantages of the packaging method using the metal material which has difficulty in maintaining the temperature difference by heating the thermoelectric module. Third, by applying a thermal insulation layer to the metal material, it is possible to prevent the electromotive force of the thermoelectric module from weakening without substantially changing the conventional packaging method. Fourth, it is possible to simplify the structure by forming a heat insulating layer of a metal material in a vacuum to prevent heat transfer. Fifth, by changing the vacuum insulating layer to various shapes, the appearance design of the thermoelectric module is diversified, and the product variety is improved by the design variety.

도 1은 본 발명에 따른 단열 패키징 방식 열전모듈의 구성도이고. 도 2는 본 발명에 따른 단열 패키징 박스의 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 열전모듈에 적용된 단열 패키징 박스의 단열작용상태이고, 도 4는 본 발명에 따른 단열 패키징 방식 열전모듈의 변형 예이다.1 is a block diagram of an adiabatic packaging type thermoelectric module according to the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of an adiabatic packaging box according to the present invention, FIG. 3 is a heat insulating operation state of the adiabatic packaging box applied to the thermoelectric module according to the present invention, and FIG. 4 is a modification of the adiabatic packaging thermoelectric module according to the present invention .

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which illustrate exemplary embodiments of the present invention. The present invention is not limited to these embodiments.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 단열 패키징 방식 라운드형 열전모듈(1)을 나타낸다.1 to 3 show a round thermoelectric module 1 according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 단열 패키징 방식 열전모듈은 열전 소자(10), 절연 기판(20), 전극(30), 단열 패키징 박스(40) 및 단열 벽(50)을 구성요소로 포함하고, 상기 단열 벽(50)이 라운드형을 이룸으로써 라운드형 열전모듈(1)로 제조된다. 그러므로 상기 라운드형 열전모듈(1)은 열전 소자(10), 절연 기판(20), 전극(30), 단열 패키징 박스(40) 및 제1,2 라운드형 단열 벽(50-1,50-2)으로 구성된다.1, the heat-insulating packaging thermoelectric module includes a thermoelectric element 10, an insulating substrate 20, an electrode 30, an insulating packaging box 40, and a heat insulating wall 50 as constituent elements, Type thermoelectric module 1 by forming the wall 50 into a round shape. Therefore, the round thermoelectric module 1 includes the thermoelectric elements 10, the insulating substrate 20, the electrodes 30, the heat insulating packaging box 40, and the first and second round heat insulating walls 50-1 and 50-2 ).

구체적으로 상기 열전 소자(10)는 온도차를 전기에너지로 전기에너지를 온도차로 전환한다. 일례로, 상기 열전 소자(10)는 수㎜ ~ 500㎛의 크기의 벌크소재로 가공되고, p형 열전소자(홀 이동에 의한 열에너지 이동)와 n형 열전소자(전자 이동에 의한 열에너지 이동)로 이루어진 p-n 열전소자일 수 있다.Specifically, the thermoelectric element 10 converts the temperature difference to electrical energy and the electrical energy to a temperature difference. For example, the thermoelectric element 10 is processed into a bulk material having a size of several mm to 500 m, and the p-type thermoelectric element (thermal energy transfer due to hole movement) and the n-type thermoelectric element Lt; RTI ID = 0.0 > thermoelectric < / RTI >

구체적으로 상기 절연 기판(20)은 상부 절연 기판(20-1)과 하부 절연 기판(20-2)으로 구성되고, 상기 상부 절연 기판(20-1)은 열전 소자(10)의 위쪽부위로 덧대어짐으로써 고온을 형성하며, 상기 하부 절연 기판(20-2)은 열전 소자(10)의 아래쪽부위로 덧대어짐으로써 상대적으로 저온을 형성한다. 그러므로 상기 상부 절연 기판(20-1)과 상기 하부 절연 기판(20-2)의 사이 공간은 열전 소자(10)로 채워진다. 일례로, 상기 상,하부 절연 기판(20-1,20-2)과 상기 열전 소자(10)의 일체화는 전극(30)과 함께 직접 제조되거나 또는 전극(30)과 함께 코팅하거나 또는 정전 열 접합(Electrostatic bonding)을 이용한 진공실장으로 형성될 수 있다.Specifically, the insulating substrate 20 is composed of an upper insulating substrate 20-1 and a lower insulating substrate 20-2. The upper insulating substrate 20-1 is sandwiched between upper portions of the thermoelectric elements 10, And the lower insulating substrate 20-2 is bonded to the lower portion of the thermoelectric element 10 to form a relatively low temperature. Therefore, the space between the upper insulating substrate 20-1 and the lower insulating substrate 20-2 is filled with the thermoelectric element 10. For example, the integration of the upper and lower insulating substrates 20-1 and 20-2 and the thermoelectric element 10 can be performed either directly with the electrode 30 or coated with the electrode 30, Or by vacuum mounting using electrostatic bonding.

구체적으로 상기 전극(30)은 - 단자(30-1)와 + 단자(30-2)로 구성되어 연정 소자(20)에 연결되어 단열 패키징 박스(40)의 전원단자(도시되지 않음)로 이어지고, 열전 소자(10)의 온도차로 발생된 전기에너지를 인출한다.Specifically, the electrode 30 is composed of a terminal 30-1 and a positive terminal 30-2 and is connected to the coal crystal element 20 to lead to a power terminal (not shown) of the heat insulating packaging box 40 , The electric energy generated by the temperature difference of the thermoelectric element (10) is taken out.

구체적으로 상기 단열 패키징 박스(40)는 내부의 박스 공간(40A)(도 2참조)이 밀폐된 사각박스형상으로 이루어지고, 상기 박스 공간(40A)으로 열전 소자(10)와 일체화된 절연 기판(20)이 수용된다.Specifically, the adiabatic packaging box 40 includes a box space 40A (see FIG. 2) in an enclosed rectangular box shape, and an insulating substrate (not shown) integrated with the thermoelectric element 10 20 are accommodated.

구체적으로 상기 제1,2 라운드형 단열 벽(50-1,50-2)은 단열 패키징 박스(40)의 박스 공간(40A)에 열전 소자(10)로 채워지지 않은 단열 공간(50A)(도 2 참조)을 형성한다. 이를 위해, 상기 제1,2 라운드형 단열 벽(50-1,50-2)은 단열 패키징 박스(40)의 측면 변형을 통해 형성됨으로써 단열 패키징 박스(40)와 일체로 이루어진다. 특히, 상기 제1,2 라운드형 단열 벽(50-1,50-2)은 단열 패키징 박스(40)의 측면중 서로 대향되도록 2개의 측면에 각각 형성되지만 필요 시 4개의 측면에 모두 형성될 수 있다.Specifically, the first and second round type heat insulating walls 50-1 and 50-2 are provided in the box space 40A of the heat insulating packaging box 40 with a heat insulating space 50A (not shown) filled with the thermoelectric elements 10 2). For this, the first and second round heat insulating walls 50-1 and 50-2 are formed integrally with the heat insulating packaging box 40 by being formed by side deformation of the heat insulating packaging box 40. Particularly, the first and second round type heat insulating walls 50-1 and 50-2 are formed on two sides of the side surface of the heat insulating packaging box 40 so as to face each other, have.

도 2를 참조하면, 상기 제1 라운드형 단열 벽(50-1)은 단열 패키징 박스(40)에서 돌출된 반원형상구조로 이루어짐으로써 열전소자(10)가 점유한 박스 공간(40A)에 단열 공간(50A)을 더 형성한다. 특히 상기 제1 라운드형 단열 벽(50-1)은 반원형상의 빈공간인 호형 단열 층(51)을 형성한 반원형상구조로 이루어지고, 상기 호형 단열 층(51)은 진공을 형성함으로써 단열 공간(50A)에 대한 외부 열 차단 효과를 더 높여준다. 필요 시 상기 호형 단열 층(51)은 진공대신 단열재로 채워질 수 있다. 그리고 상기 제2 라운드형 단열 벽(50-2)은 상기 제1 라운드형 단열 벽(50-1)과 동일한 형성 및 동일한 구조로 이루어짐으로써 단열 공간(50A)과 호형 단열 층(51)을 형성한다.2, the first round heat insulating wall 50-1 has a semi-circular structure protruding from the heat insulating packaging box 40, so that the heat insulating layer 50-1 is formed in the box space 40A occupied by the thermoelectric element 10, (50A) is further formed. Particularly, the first round type heat insulating wall 50-1 has a semi-circular structure in which an arc-shaped insulating layer 51 is formed as a hollow space in a semicircular shape, and the arc-shaped insulating layer 51 is formed in a heat- 50A). ≪ / RTI > If desired, the arc-shaped insulating layer 51 may be filled with a heat insulating material instead of a vacuum. The second round type heat insulating wall 50-2 is formed in the same structure and has the same structure as the first round heat insulating wall 50-1 to form the heat insulating space 50A and the arcuate heat insulating layer 51 .

그러므로 상기 제1,2 라운드형 단열 벽(50-1,50-2)의 각각은 단열 공간(50A)을 통해 단열 패키징 박스(40)의 박스 공간(40A)을 확장하고, 호형 단열 층(51)을 통해 진공에 의한 외부 열 차단 효과를 형성한다.Therefore, each of the first and second round heat insulating walls 50-1 and 50-2 extends the box space 40A of the heat insulating packaging box 40 through the heat insulating space 50A, ) To form an external heat blocking effect by vacuum.

또한, 상기 제1,2 라운드형 단열 벽(50-1,50-2)은 다양한 방식으로 제조될 수 있으나 단열 패키징 박스(40)의 두께를 이용하여 함께 제조된다. 일례로, 단열 패키징 박스(40)가 소정 두께로 사각판재로 형성되는 과정에서 2곳의 위치에 호형 단열 층(51)을 진공으로 형성하고, 이후 호형 단열 층(51)이 좌,우 측면에서 제1,2 라운드형 단열 벽(50-1,50-2)이 형성되도록 단열 패키징 박스(40)를 사각박스형상으로 접어준 다음, 열전소자(10)및 전극(30)과 일체화된 상,하부 절연 기판(20-1,20-2)을 박스 공간(40A)에 수용한 상태로 밀폐하는 방식을 적용할 수 있다.The first and second round type heat insulating walls 50-1 and 50-2 may be manufactured in various ways but are manufactured together using the thickness of the heat insulating packaging box 40. [ For example, the arc-shaped insulation layer 51 is formed in vacuum at two positions in the process of forming the insulation packaging box 40 with a predetermined thickness by a rectangular plate, and then the arc-shaped insulation layer 51 is formed on the left and right sides The heat insulating packaging box 40 is folded into a rectangular box shape so that the first and second round heat insulating walls 50-1 and 50-2 are formed. And the lower insulating substrates 20-1 and 20-2 are enclosed in the box space 40A.

특히, 상기 제1,2 라운드형 단열 벽(50-1,50-2)은 다양한 재질로 이루어질 수 있으나 높은 열전도율을 유지하면서 쉽게 산화되지 않는 SUS 계열 금속재질을 적용한다.In particular, the first and second round heat insulating walls 50-1 and 50-2 may be made of various materials, but SUS-based metal materials which are not easily oxidized while maintaining a high thermal conductivity are applied.

도 3을 참조하면, 단열 패키징 박스(40)의 박스 공간(40A)과 제1,2 라운드형 단열 벽(50-1,50-2)의 단열 공간(50A)은 열전소자(10)의 발전을 위한 내부 온도를 형성한다. 동시에 제1,2 라운드형 단열 벽(50-1,50-2)의 호형 단열 층(51)은 진공에 의한 단열작용으로 내부 온도와 외부 온도 간 열전달 현상을 차단함으로써 외부의 고온에 노출된 라운드 형 열전모듈(1)은 온도 상승이 방지된다.3, the box space 40A of the heat insulating packaging box 40 and the heat insulating space 50A of the first and second round heat insulating walls 50-1, Lt; RTI ID = 0.0 > temperature. At the same time, the arc-shaped heat insulating layer 51 of the first and second round heat insulating walls 50-1 and 50-2 blocks the heat transfer phenomenon between the internal temperature and the external temperature by the heat insulating action by the vacuum, Temperature thermoelectric module 1 is prevented from rising in temperature.

그 결과 박스 공간(40A)과 단열 공간(50A)의 내부 온도는 열전소자(10)의 산화를 일으키는 고온으로 상승되지 않고 열전소자(10)의 발전이 이루어지는 온도 차이로 유지된다. 따라서 라운드 형 열전모듈(1)은 외부의 열악한 온도 환경에서도 기전력 저하 없이 정상적인 발전을 수행할 수 있다.As a result, the internal temperature of the box space 40A and the heat insulating space 50A is maintained at a temperature difference at which the thermoelectric conversion element 10 is not raised to a high temperature causing the oxidation of the thermoelectric conversion element 10. Therefore, the round thermoelectric module 1 can perform normal power generation without deteriorating the electromotive force even in an extreme temperature environment.

한편, 도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 단열 패키징 방식 사각형 열전모듈(1-1)을 나타낸다.Meanwhile, FIG. 4 shows a rectangular thermoelectric module 1-1 according to a second embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 단열 패키징 방식 열전모듈은 열전 소자(10), 절연 기판(20), 전극(30), 단열 패키징 박스(40) 및 단열 벽(50)을 구성요소로 포함하고, 상기 단열 벽(50)이 사각형을 이룸으로써 사각형 열전모듈(1-1)로 제조된다. 그러므로 상기 사각형 열전모듈(1-1)은 열전 소자(10), 절연 기판(20), 전극(30), 단열 패키징 박스(40) 및 제1,2 직각형 단열 벽(50-3,50-4)으로 구성된다.As shown in the figure, the heat insulating packaging type thermoelectric module includes the thermoelectric element 10, the insulating substrate 20, the electrode 30, the heat insulating packaging box 40 and the heat insulating wall 50 as constituent elements, The thermoelectric module 50 is formed into a quadrangle to be a rectangular thermoelectric module 1-1. Therefore, the rectangular thermoelectric module 1-1 includes the thermoelectric element 10, the insulating substrate 20, the electrode 30, the heat insulating packaging box 40, and the first and second rectangular heat insulating walls 50-3 and 50- 4).

구체적으로 상기 열전 소자(10), 상기 절연 기판(20), 상기 전극(30), 상기 단열 패키징 박스(40)는 도 1 내지 도 3을 통해 기술된 라운드형 열전모듈(1)의 구성요소와 동일하다.Specifically, the thermoelectric transducer 10, the insulating substrate 20, the electrode 30, and the heat-insulating packaging box 40 are the same as the components of the round thermoelectric module 1 described with reference to FIGS. same.

구체적으로 상기 제1,2 직각형 단열 벽(50-3,50-4)은 단열 패키징 박스(40)의 박스 공간(40A)을 확장하는 단열 공간(50A)을 형성함에 있어 도 1 내지 도 3을 통해 기술된 제1,2 라운드형 단열 벽(50-1,50-2)의 구성요소와 동일하다. 다만, 상기 제1,2 직각형 단열 벽(50-3,50-4)은 직선형 단열 층(51-1)으로 진공공간을 형성함으로써 반원형상의 호형 단열 층(51)과 차이를 갖는다. 특히, 상기 직선형 단열 층(51-1)은 "ㄷ "형상으로 이루어짐으로써 단열 공간(50A)의 전체에 대한 단열 효과를 형성한다.Specifically, the first and second rectangular heat insulating walls 50-3 and 50-4 are formed in the insulating space 50A extending the box space 40A of the heat insulating packaging box 40, 50-1 and 50-2 described in the first and second embodiments. However, the first and second rectangular heat insulating walls 50-3 and 50-4 are different from the semicircular arch-shaped heat insulating layer 51 by forming a vacuum space with the linear heat insulating layer 51-1. In particular, the linear heat insulating layer 51-1 is formed in a " C "shape to form a heat insulating effect on the entire heat insulating space 50A.

그러므로 상기 사각형 열전모듈(1-1)도 도 1 내지 도 3을 통해 기술된 라운드형 열전모듈(1)의 온도 차이 유지와 산화방지 및 기전력 저하 방지 등을 동일하게 구현한다.Therefore, the square thermoelectric module 1-1 also realizes the temperature difference maintenance, the oxidation prevention, and the prevention of the electromotive force reduction of the round thermoelectric module 1 described with reference to FIGS.

전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 단열 패키징 방식 열전모듈은 온도차를 전기에너지로 전환하는 열전 소자(10)가 수용되는 밀폐형 박스 공간(40A)을 형성한 단열 패키징 박스(40), 열전 소자(10)로 채워지지 않은 단열 공간(50A)으로 박스 공간(40A)을 확장하도록 단열 패키징 박스(40)에 형성된 단열 벽(50), 고온용 상부 절연 기판(20-1)과 저온용 하부 절연 기판(20-2)으로 이루어져 열전 소자(10)와 함께 박스 공간(40A)에 수용되는 절연 기판(20), 열전 소자(10)에서 발생된 전기를 인출하는 전극(30)을 포함함으로써 단열 벽(50)에 의한 단열효과로 기존 패키징 방식의 열전 소자(10)의 양단간 온도차이 유지 어려움을 해소하고, 특히 단열 벽(50)에 진공공간을 형성함으로써 외부 고온 환경에서도 높은 단열 효과를 유지한다.As described above, the heat-insulating packaging type thermoelectric module according to the present embodiment includes the heat-insulating packaging box 40 in which the sealed box space 40A accommodating the thermoelectric element 10 for converting the temperature difference into electric energy is formed, The heat insulating wall 50 formed in the heat insulating packaging box 40, the high temperature upper insulating substrate 20-1 and the low temperature lower insulating substrate 20A are formed so as to extend the box space 40A into the heat insulating space 50A not filled with the heat insulating film 50A, An insulating substrate 20 made of a thermoelectric element 20-2 and accommodated in a box space 40A together with the thermoelectric element 10 and an electrode 30 for drawing out electricity generated in the thermoelectric element 10, 50, the difficulty in maintaining the temperature difference between the opposite ends of the thermoelectric element 10 of the conventional packaging method is solved. In particular, a high-temperature insulating effect is maintained even in an external high temperature environment by forming a vacuum space in the heat insulating wall 50.

1 : 라운드형 열전모듈 1-1 : 사각형 열전모듈
10 : 열전 소자 20 : 절연 기판
20-1,20-2 : 상,하부 절연 기판
30 : 전극 30-1 : - 단자
30-2 : + 단자 40 : 단열 패키징 박스
40A : 박스 공간 50 : 단열 벽
50-1,50-2 : 제1,2 라운드형 단열 벽
50-3,50-4 : 제1,2 직각형 단열 벽
50A : 단열 공간 51 : 호형 단열 층
51-1 : 직선형 단열 층
1: Round type thermoelectric module 1-1: Rectangular thermoelectric module
10: thermoelectric element 20: insulating substrate
20-1, 20-2: upper and lower insulating substrates
30: electrode 30-1: - terminal
30-2: + Terminal 40: Insulation packaging box
40A: box space 50: insulating wall
50-1, 50-2: 1st and 2nd round type heat insulating walls
50-3, 50-4: 1st and 2nd rectangular wall
50A: Insulating space 51: Arched insulating layer
51-1: Straight insulation layer

Claims (11)

온도차를 전기에너지로 전환하는 열전 소자가 수용되는 밀폐형 박스 공간을 형성한 단열 패키징 박스;
상기 단열 패키징 박스에 형성되고, 상기 열전 소자로 채워지지 않은 단열 공간으로 상기 박스 공간을 확장하는 단열 벽;이 포함되고,
상기 단열 벽은 단열 층을 빈 공간으로 형성하는 두께인 것을 특징으로 하는 단열 패키징 방식 열전모듈.
An insulating packaging box in which a sealed box space is formed in which a thermoelectric element for converting a temperature difference to electric energy is accommodated;
And a heat insulating wall formed in the heat insulating packaging box and extending the box space into a heat insulating space not filled with the thermoelectric element,
Wherein the heat insulating wall has a thickness that forms a heat insulating layer as an empty space.
청구항 1에 있어서, 상기 단열 벽은 상기 단열 패키징 박스에 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 단열 패키징 방식 열전모듈.
The heat insulating packaging type thermoelectric module according to claim 1, wherein the heat insulating wall is formed integrally with the heat insulating packaging box.
청구항 2에 있어서, 상기 단열 벽은 상기 단열 패키징 박스의 측면에서 돌출되어 상기 단열 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 단열 패키징 방식 열전모듈.
The heat insulating packaging type thermoelectric module according to claim 2, wherein the heat insulating wall protrudes from a side surface of the heat insulating packaging box to form the heat insulating space.
청구항 1에 있어서, 상기 단열 벽은 금속 재질인 것을 특징으로 하는 단열 패키징 방식 열전모듈.
The heat insulating packaging type thermoelectric module according to claim 1, wherein the heat insulating wall is made of a metal.
삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 단열 층은 진공 공간인 것을 특징으로 하는 단열 패키징 방식 열전모듈.
The heat insulating packaging type thermoelectric module according to claim 1, wherein the heat insulating layer is a vacuum space.
청구항 1에 있어서, 상기 단열 벽과 상기 단열 층은 각각 반원형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 단열 패키징 방식 열전모듈.
The heat-insulating packaging type thermoelectric module according to claim 1, wherein the heat insulating wall and the heat insulating layer are each semicircular.
청구항 1에 있어서, 상기 단열 벽은 사각형상으로 이루어지고, 상기 단열 층은 직선형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 단열 패키징 방식 열전모듈.
The heat insulating packaging type thermoelectric module according to claim 1, wherein the heat insulating wall has a rectangular shape, and the heat insulating layer has a straight shape.
청구항 8에 있어서, 상기 직선형상은 "ㄷ "형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 단열 패키징 방식 열전모듈.
The heat-insulating packaging type thermoelectric module according to claim 8, wherein the linear shape is a "C" shape.
청구항 1에 있어서, 상기 열전 소자는 상기 박스 공간에 수용되는 절연 기판과 결합되고, 발생된 전기를 인출하는 전극과 연결된 것을 특징으로 하는 단열 패키징 방식 열전모듈.
The thermoelectric module according to claim 1, wherein the thermoelectric element is coupled to an insulating substrate accommodated in the box space and connected to an electrode for drawing out the generated electricity.
청구항 10에 있어서, 상기 절연 기판은 고온을 형성하는 상부 절연 기판과 상대적으로 저온을 형성하는 하부 절연 기판으로 구성된 것을 특징으로 하는 단열 패키징 방식 열전모듈.[Claim 11] The thermoelectric module of claim 10, wherein the insulating substrate is composed of an upper insulating substrate forming a high temperature and a lower insulating substrate forming a relatively low temperature.
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