KR102279238B1 - Thermal insulator comprising thermoelectric device and method of fabricating the same - Google Patents

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Abstract

열전 소자를 이용함으로써 단열 성능을 향상시킨 단열재 및 그 제조 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 단열재는 제1 단열 소재 중간에 열전 발열체 하나 이상이 배치된 것이다. 상기 열전 발열체는 하부 전극과 상부 전극; 및 상기 하부 전극과 상부 전극 사이에 나란히 놓인 n형 열전 소재와 p형 열전 소재를 포함함으로써, 하나의 폐회로를 구성한다. 상기 열전 발열체는 상기 하부 전극과 상부 전극 사이의 온도차에 의해 발생된 전류가 상기 열전 발열체 안에서 내부 전류로 흘러 줄 히팅(Joule heating) 발열한다. Provided are a heat insulating material with improved heat insulation performance by using a thermoelectric element, and a method for manufacturing the same. In the insulating material according to the present invention, one or more thermoelectric heating elements are disposed in the middle of the first insulating material. The thermoelectric heating element includes a lower electrode and an upper electrode; and an n-type thermoelectric material and a p-type thermoelectric material placed side by side between the lower electrode and the upper electrode, thereby configuring one closed circuit. The thermoelectric heating element generates heat through Joule heating in which a current generated by a temperature difference between the lower electrode and the upper electrode flows as an internal current in the thermoelectric heating element.

Description

열전 소자가 포함된 단열재 및 그 제조 방법{Thermal insulator comprising thermoelectric device and method of fabricating the same}Thermal insulator comprising thermoelectric device and method of fabricating the same

본 발명은 단열재 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 열전 소자를 이용하여 성능이 향상된 단열재 및 그 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a heat insulating material and a method for manufacturing the same, and more particularly, to an insulating material with improved performance using a thermoelectric element and a method for manufacturing the same.

일반적으로 보온 목적의 단열재에는 열전도도가 낮은 재료가 주로 사용된다. 예를 들면, 석면, 유리섬유, 유리, 스티로폼, 경량 기포 콘크리트 등이 사용된다. In general, materials with low thermal conductivity are mainly used for thermal insulation materials. For example, asbestos, fiberglass, glass, Styrofoam, lightweight aerated concrete, etc. are used.

도 1은 기존 단열재의 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of a conventional heat insulator.

단열재(10)는 고온부(H)와 저온부(L) 사이에서 열 흐름(HF)을 가지며, 온도 프로파일(TP)을 표시한다면, 대개 고온부(H)와 저온부(L) 사이에 선형의 온도 구배(dT/dx)를 가지고 있다. The insulation 10 has a heat flow HF between the hot section H and the cold section L, and if it displays a temperature profile TP, it usually has a linear temperature gradient between the hot section H and the cold section L ( dT/dx).

단열이란, 열이 흐르는 물체의 전열저항을 크게 하여 열 흐름을 작게 하는 것으로 정의할 수 있다. 이것을 건축적으로 말하면 구조체(특히 벽체)의 열관류율을 작게 하는 것을 의미한다고 생각할 수 있다. 열관류율을 작게 하기 위해서는 재료의 열전도도가 낮아야 한다. 그리고, 두께를 증가시켜야 한다.Thermal insulation can be defined as reducing the heat flow by increasing the heat transfer resistance of an object through which heat flows. Architecturally speaking, this can be considered to mean reducing the thermal transmittance of structures (especially walls). In order to reduce the thermal transmittance, the thermal conductivity of the material must be low. And, the thickness should be increased.

그러나 열관류율을 줄이기 위하여 재료의 두께를 증가시키는 것은 실제 응용 환경에서는 공간 제약, 비용 증가 등의 제약이 있다. 그러므로 단열 성능을 위해 단열재 두께를 계속적으로 늘리기는 어렵다. 이에 두께를 늘리지 않으면서, 기존 보온 단열재의 단열 성능을 높이는 기술 개발이 필요하다.However, increasing the thickness of the material in order to reduce the thermal transmittance has limitations such as space constraints and cost increase in an actual application environment. Therefore, it is difficult to continuously increase the thickness of the insulating material for thermal insulation performance. Therefore, it is necessary to develop a technology to increase the insulation performance of the existing thermal insulation material without increasing the thickness.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 열전 소자를 이용함으로써 단열 성능을 향상시킨 단열재 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to solve the above problems, and to provide an insulating material having improved thermal insulation performance by using a thermoelectric element and a method for manufacturing the same.

본 발명에 따른 단열재는 제1 단열 소재 중간에 열전 발열체 하나 이상이 배치된 것이다. 상기 열전 발열체는 하부 전극과 상부 전극; 및 상기 하부 전극과 상부 전극 사이에 나란히 놓인 n형 열전 소재와 p형 열전 소재를 포함함으로써, 하나의 폐회로를 구성한다. 상기 열전 발열체는 상기 하부 전극과 상부 전극 사이의 온도차에 의해 발생된 전류가 상기 열전 발열체 안에서 내부 전류로 흘러 줄 히팅(Joule heating) 발열한다.In the insulating material according to the present invention, one or more thermoelectric heating elements are disposed in the middle of the first insulating material. The thermoelectric heating element includes a lower electrode and an upper electrode; and an n-type thermoelectric material and a p-type thermoelectric material placed side by side between the lower electrode and the upper electrode, thereby configuring one closed circuit. The thermoelectric heating element generates heat through Joule heating in which a current generated by a temperature difference between the lower electrode and the upper electrode flows as an internal current in the thermoelectric heating element.

바람직하기로, 상기 열전 발열체는 하나 이상의 열전 발열체 사이 공간에 제2 단열 소재가 도입되어 있는 형태의 발열 모듈이다.Preferably, the thermoelectric heating element is a heating module of a type in which a second heat insulating material is introduced into a space between one or more thermoelectric heating elements.

상기 제2 단열 소재는 상기 하부 전극 하면과 상기 상부 전극 상면 사이의 높이차에 해당하는 두께로 형성되어 있을 수 있다.The second heat insulating material may be formed to a thickness corresponding to a height difference between the lower surface of the lower electrode and the upper surface of the upper electrode.

그리고, 상기 제1 단열 소재는 한 쌍의 플레이트이고 상기 발열 모듈이 상기 한 쌍의 플레이트 사이에 샌드위치되어 있을 수 있다.In addition, the first heat insulating material may be a pair of plates, and the heating module may be sandwiched between the pair of plates.

상기 제2 단열 소재는 진공 구조 또는 엔지니어링 플라스틱일 수 있다.The second insulating material may be a vacuum structure or engineering plastic.

본 발명에 따른 단열재 제조 방법은 열전 발열체를 제조하는 단계; 및 상기 열전 발열체 하나 이상을 제1 단열 소재 중간에 배치하는 단계를 포함한다.The method for manufacturing a heat insulator according to the present invention comprises the steps of manufacturing a thermoelectric heating element; and arranging one or more of the thermoelectric heating elements in the middle of the first heat insulating material.

상기 열전 발열체는 하부 전극과 상부 전극; 및 상기 하부 전극과 상부 전극 사이에 나란히 놓인 n형 열전 소재와 p형 열전 소재를 포함함으로써, 하나의 폐회로를 구성한다. 상기 열전 발열체는 상기 하부 전극과 상부 전극 사이의 온도차에 의해 발생된 전류가 상기 열전 발열체 안에서 내부 전류로 흘러 줄 히팅 발열한다. The thermoelectric heating element includes a lower electrode and an upper electrode; and an n-type thermoelectric material and a p-type thermoelectric material placed side by side between the lower electrode and the upper electrode, thereby configuring one closed circuit. The thermoelectric heating element generates heating in which a current generated by a temperature difference between the lower electrode and the upper electrode flows as an internal current in the thermoelectric heating element.

바람직하기로, 상기 열전 발열체는 하나 이상의 열전 발열체 사이 공간에 제2 단열 소재가 도입되어 있는 형태의 발열 모듈로 제조한다.Preferably, the thermoelectric heating element is manufactured as a heating module of a type in which a second heat insulating material is introduced into a space between one or more thermoelectric heating elements.

이 경우, 상기 발열 모듈은, 템플레이트 내부에 하나 이상의 열전 발열체를 배치하는 단계; 상기 템플레이트 내부에 엔지니어링 플라스틱을 투입하고 경화시켜 상기 열전 발열체 사이 공간에 제2 단열 소재를 도입하는 단계; 및 상기 제2 단열 소재가 도입된 결과물을 상기 템플레이트로부터 제거하는 단계를 수행하여 제조할 수 있다.In this case, the heating module may include: disposing one or more thermoelectric heating elements inside the template; introducing a second insulating material into the space between the thermoelectric heating elements by injecting and curing engineering plastic into the template; and removing the resultant product to which the second heat-insulating material is introduced from the template.

그리고, 상기 엔지니어링 플라스틱을 상기 하부 전극 하면과 상기 상부 전극 상면 사이의 높이차에 해당하는 두께 이상으로 투입하고 경화시킨 다음, 상기 제2 단열 소재 부분을 연마하여 상기 상부 전극 상면을 노출시키는 단계를 더 포함할 수도 있다. Further, the step of exposing the upper surface of the upper electrode by injecting and curing the engineering plastic to a thickness corresponding to the height difference between the lower surface of the lower electrode and the upper surface of the upper electrode, and then polishing the second insulating material part. may include

상기 n형 열전 소재와 p형 열전 소재 각각은 Bi2Te3계 소재, 스커테루다이트계 소재, PbTe계 소재, 하프 호이슬러계 소재, SiGe계 소재, 진틀계 소재, TAGS(Te/Ag/Ge/Sb)계 소재 및 산화물계 소재 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. Each of the n-type thermoelectric material and the p-type thermoelectric material is Bi 2 Te 3 based material, scutterudite based material, PbTe based material, Half Heusler based material, SiGe based material, sine frame material, TAGS (Te/Ag/Ge) It may include at least one of a /Sb)-based material and an oxide-based material.

본 발명에 따르면, 고온부와 저온부의 온도차에 의해 열전 발열체 안에서 전류가 발생한다. 열전 발열체 안에서 발생된 전류는 밖으로 흐르지 못하고 내부에서 순환 전류로 흐른다. 이것에 의해 줄 히팅되어 온도 증가가 있다. 줄 히팅에 의한 열의 일부는 고온부 측으로 이동할 수가 있다. 그러므로 고온부의 온도 저하 속도를 늦출 수 있다. 즉, 보온 성능이 향상된다. According to the present invention, a current is generated in the thermoelectric heating element by the temperature difference between the high temperature part and the low temperature part. The current generated in the thermoelectric heating element does not flow outward, but flows as a circulating current from the inside. There is a temperature increase due to joule heating. Some of the heat due to Joule heating may move to the high temperature part. Therefore, it is possible to slow down the rate of temperature decrease in the high temperature part. That is, the thermal insulation performance is improved.

열전 발열체는 그 크기가 매우 작으므로 단열재의 중간에 이러한 열전 발열체를 배치하더라도 전체적인 크기가 증가하는 정도는 미미하다. 본 발명의 단열재는 종래보다 얇은 두께로 해도 열전 발열체에 의해 훨씬 우수한 단열 성능을 제공할 수 있다. 이러한 단열재는 건축물의 단열재로 이용될 수 있다. 이러한 단열재는 고온부의 온도 저하 속도를 늦출 수 있으므로 이러한 단열재가 적용된 건축물은 실내외 열 이동이 잘 차단되게 되어 이를 포함하는 건축물은 일정한 온도로 유지될 수 있다. Since the size of the thermoelectric heating element is very small, even if such a thermoelectric heating element is disposed in the middle of the insulator, the overall size increase is insignificant. The thermal insulation material of the present invention can provide much superior thermal insulation performance by the thermoelectric heating element even if the thickness is thinner than that of the prior art. Such an insulator may be used as an insulator of a building. Since such an insulator can slow down the rate of decrease in the temperature of the high-temperature part, the building to which such an insulator is applied is well blocked from moving heat between indoors and outdoors, and the building including the same can be maintained at a constant temperature.

도 1은 기존 단열재의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단열재에 포함될 수 있는 열전 발열체의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시한 열전 발열체를 포함하는 발열 모듈의 단면도이다.
도 4는 도 3의 발열 모듈을 포함하는 단열재의 단면도이다.
도 5는 도 3의 발열 모듈을 제조하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.1 is a cross-sectional view of a conventional heat insulator.
2 is a perspective view of a thermoelectric heating element that may be included in a heat insulating material according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a heating module including the thermoelectric heating element shown in FIG. 2 .
4 is a cross-sectional view of an insulator including the heat generating module of FIG. 3 .
FIG. 5 is a view for explaining a step of manufacturing the heat generating module of FIG. 3 .

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, various embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily implement them. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly explain the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are given to the same or similar elements throughout the specification.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.In addition, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily indicated for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to the illustrated bar. In order to clearly express various layers and regions in the drawings, the thicknesses are enlarged. And in the drawings, for convenience of description, the thickness of some layers and regions are exaggerated.

또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.Also, when a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be “on” or “on” another part, it includes not only cases where it is “directly on” another part, but also cases where another part is in between. . Conversely, when we say that a part is "just above" another part, we mean that there is no other part in the middle. In addition, to be "on" or "on" the reference portion means to be located above or below the reference portion, and to necessarily mean to be located "on" or "on" in the direction opposite to gravity no.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단열재에 포함될 수 있는 열전 발열체의 사시도이다. 도 3은 도 2에 도시한 열전 발열체를 포함하는 발열 모듈의 단면도이다. 도 4는 도 3의 발열 모듈을 포함하는 단열재의 단면도이다. 2 is a perspective view of a thermoelectric heating element that may be included in a heat insulating material according to an embodiment of the present invention. 3 is a cross-sectional view of a heating module including the thermoelectric heating element shown in FIG. 2 . 4 is a cross-sectional view of an insulator including the heat generating module of FIG. 3 .

본 발명에서는 n형 열전 소재와 p형 열전 소재 한 쌍으로 이루어진 열전 발열체를 제안한다. 나아가 하나 이상의, 바람직하게는 다수의 열전 발열체가 포함된 발열 모듈을 제안한다. 더 나아가 이러한 발열 모듈을 포함하는 단열재를 제안한다. The present invention proposes a thermoelectric heating element comprising a pair of an n-type thermoelectric material and a p-type thermoelectric material. Furthermore, a heating module including one or more, preferably a plurality of thermoelectric heating elements is proposed. Furthermore, a heat insulating material including such a heating module is proposed.

먼저, 도 2를 참조하면, 열전 발열체(100)는 하부 전극(20)과 상부 전극(30) 및 하부 전극(20)과 상부 전극(30) 사이에 나란히 놓인 n형 열전 소재(40)와 p형 열전 소재(50)를 포함한다. 열전 발열체(100)는 하부 전극(20)과 상부 전극(30) 사이의 온도차에 의해 발생된 전류가 열전 발열체(100) 안에서 내부 전류로 흘러 줄 히팅 발열한다. First, referring to FIG. 2 , the thermoelectric heating element 100 includes a lower electrode 20 and an upper electrode 30 , and an n-type thermoelectric material 40 and p placed side by side between the lower electrode 20 and the upper electrode 30 . A type thermoelectric material 50 is included. The thermoelectric heating element 100 generates heating in which a current generated by a temperature difference between the lower electrode 20 and the upper electrode 30 flows as an internal current in the thermoelectric heating element 100 .

열전 발열체(100)는 n형 열전 소재(40)와 p형 열전 소재(50)를 포함하므로, n형 열전 소재(40)와 p형 열전 소재(50)의 양단에 온도차가 형성되는 환경에 놓여지면 제벡 현상에 의한 전압이 형성된다. 이 때 n형 열전 소재(40)와 p형 열전 소재(50)는 전압 형성 방향이 반대 방향이다. n형 열전 소재(40)와 p형 열전 소재(50) 양단에는 하부 전극(20)과 상부 전극(30)이 형성되어 있으므로, 이들을 통해 전류가 흐를 수 있다. 이 때, 소자 구조 자체가 폐회로(CC)를 구성하고 있기 때문에 이 폐회로(CC)를 통해 흐르는 전류는 외부로 일부러 인출하지 않는 한 순환 전류이다. 순환 전류가 흐르는 결과 열전 발열체(100)에 줄 히팅으로 인한 열이 발생한다. Since the thermoelectric heating element 100 includes the n-type thermoelectric material 40 and the p-type thermoelectric material 50 , it is placed in an environment in which a temperature difference is formed at both ends of the n-type thermoelectric material 40 and the p-type thermoelectric material 50 . A voltage is formed by the ground Seebeck phenomenon. In this case, the n-type thermoelectric material 40 and the p-type thermoelectric material 50 have opposite voltage formation directions. Since the lower electrode 20 and the upper electrode 30 are formed at both ends of the n-type thermoelectric material 40 and the p-type thermoelectric material 50 , current can flow through them. At this time, since the device structure itself constitutes the closed circuit CC, the current flowing through the closed circuit CC is a circulating current unless it is intentionally drawn to the outside. As a result of the circulating current flowing, heat due to Joule heating is generated in the thermoelectric heating element 100 .

열전 발열체(100) 제조 방법은 다음과 같다. 하부 전극(20) 위에 n형 열전 소재(40)와 p형 열전 소재(50)를 놓는다. 이들 위에 상부 전극(30)을 놓는다. 하나의 하부 전극(20) 위에는 한 쌍의 열전 소재(40, 50)만 놓인다. 하나의 상부 전극(30) 아래에는 한 쌍의 열전 소재(40, 50)만 놓인다. 하부 전극(20)과 열전 소재(40, 50) 사이, 열전 소재(40, 50)와 상부 전극(30) 사이를 접합해 전기적 연결한다. 이로써, n형 열전 소재(40) → 상부 전극(30) → p형 열전 소재(50) → 하부 전극(20) → n형 열전 소재(40) 등의 순으로 전류가 흐르는 폐회로(CC)가 구성된다. A method of manufacturing the thermoelectric heating element 100 is as follows. An n-type thermoelectric material 40 and a p-type thermoelectric material 50 are placed on the lower electrode 20 . An upper electrode 30 is placed on them. Only a pair of thermoelectric materials 40 and 50 are placed on one lower electrode 20 . Only a pair of thermoelectric materials 40 and 50 are placed under one upper electrode 30 . The lower electrode 20 and the thermoelectric materials 40 and 50 are electrically connected by bonding between the thermoelectric materials 40 and 50 and the upper electrode 30 . Accordingly, a closed circuit (CC) through which current flows in the order of n-type thermoelectric material 40 → upper electrode 30 → p-type thermoelectric material 50 → lower electrode 20 → n-type thermoelectric material 40 is constituted do.

하부 전극(20)과 상부 전극(30)은 전기 전도성 재질, 특히 금속 재질로 구성될 수 있다. 전기 손실을 최소화하기 위하여 전기 전도성이 높은 재질로 형성하는 것이 바람직하다. 이를테면, 하부 전극(20)과 상부 전극(30)은 Cu, Al, Ni, Au, Ti, Sn 등 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 그리고, 하부 전극(20)과 상부 전극(30)은 플레이트 모양으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 하부 전극(20)과 상부 전극(30)은 구리 플레이트로 구성될 수 있다. 더욱이, 하부 전극(20)과 상부 전극(30)은 양단에 열전 소재(40, 50)와 용이하게 접합될 수 있도록 일 방향이 상대적으로 긴 직사각형 플레이트 형태 또는 스트립의 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 하부 전극(20)과 상부 전극(30)은 Cu층으로만 이루어질 수 있다. 또는, 하부 전극(20)과 상부 전극(30)은 Cu, Ni 및 Au가 순차적으로 적층되거나, Cu, Ni 및 Sn이 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다. The lower electrode 20 and the upper electrode 30 may be formed of an electrically conductive material, in particular, a metal material. In order to minimize the electrical loss, it is preferable to form the material with high electrical conductivity. For example, the lower electrode 20 and the upper electrode 30 may include Cu, Al, Ni, Au, Ti, Sn, or an alloy thereof. In addition, the lower electrode 20 and the upper electrode 30 may be configured in a plate shape. For example, the lower electrode 20 and the upper electrode 30 may be formed of a copper plate. Furthermore, the lower electrode 20 and the upper electrode 30 may be formed in the form of a rectangular plate or strip having a relatively long one direction so as to be easily bonded to the thermoelectric materials 40 and 50 at both ends. For example, the lower electrode 20 and the upper electrode 30 may be formed of only a Cu layer. Alternatively, the lower electrode 20 and the upper electrode 30 may have a structure in which Cu, Ni, and Au are sequentially stacked, or Cu, Ni, and Sn are sequentially stacked.

열전 소재(40, 50) 각각은 Bi2Te3계 소재, 스커테루다이트계 소재, PbTe계 소재, 하프 호이슬러계 소재, SiGe계 소재, 진틀계 소재, TAGS(Te/Ag/Ge/Sb)계 소재 및 산화물계 소재 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 산화물계 소재는 Bismuth Oxychalcogenide, NaCo2O4, Ca3Co4O9, ZnO, 및 Doped-SrTiO3 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. Bi2Te3계 소재는 상온 내지 250℃의 온도에서 높은 발전 효율을 갖고, 스커테루다이트계 소재는 250℃ 내지 500℃의 온도에서 높은 발전 효율을 갖는다. 발전 효율의 온도 대역을 고려하여 열전 소재(40, 50)를 이용할 수 있다. 열전 소재(40, 50)는 분말 성형 후 가압소결한 벌크에서 절단된 레그(leg)일 수 있다. Each of the thermoelectric materials (40, 50) is Bi 2 Te 3 material, scutterudite-based material, PbTe-based material, half-Heusler-based material, SiGe-based material, ginseng-based material, TAGS (Te/Ag/Ge/Sb) It may include at least one of a material-based material and an oxide-based material. The oxide-based material may include at least one of Bismuth Oxychalcogenide, NaCo 2 O 4 , Ca 3 Co 4 O 9 , ZnO, and Doped-SrTiO 3 . The Bi 2 Te 3 material has high power generation efficiency at room temperature to 250° C., and the scuterudite-based material has high power generation efficiency at a temperature of 250° C. to 500° C. The thermoelectric materials 40 and 50 may be used in consideration of the temperature range of power generation efficiency. The thermoelectric materials 40 and 50 may be legs cut from the bulk, which is press-sintered after powder molding.

접합층(60)이 하부 전극(20)과 열전 소재(40, 50) 사이, 열전 소재(40, 50)와 상부 전극(30) 사이에 위치할 수 있다. 접합층(60)은 Au, Sn, Zr, Zn, Al, Ni, Ag, Ti, W, Cu, Pd 및 Pt 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 접합층(60)의 접합력을 더 강화하기 위한 층, 또는 열전 소재(40, 50)의 산화를 방지하기 위한 층, 또는 각 층의 구성원소들이 다른 층으로 이동하지 못하게 하는 확산방지층 등 기타 필요한 층들을 더 포함할 수도 있다. The bonding layer 60 may be positioned between the lower electrode 20 and the thermoelectric materials 40 and 50 , and between the thermoelectric materials 40 and 50 and the upper electrode 30 . The bonding layer 60 may include at least one of Au, Sn, Zr, Zn, Al, Ni, Ag, Ti, W, Cu, Pd, and Pt, to further strengthen the bonding strength of the bonding layer 60 . A layer, or a layer for preventing oxidation of the thermoelectric materials 40 and 50, or other necessary layers such as a diffusion barrier layer for preventing the elements of each layer from moving to another layer may be further included.

도 3을 참조하면, 이러한 열전 발열체(100)를 다수 포함하는 발열 모듈(110)이 도시되어 있다.Referring to FIG. 3 , a heating module 110 including a plurality of such thermoelectric heating elements 100 is illustrated.

발열 모듈(110)은 열전 발열체(100) 사이 공간에 제2 단열 소재(120)가 도입되어 있는 형태이다. 제2 단열 소재(120)는 하부 전극(20) 하면과 상부 전극(30) 상면 사이의 높이차에 해당하는 두께로 형성되어 있을 수 있다. 그러면 하부 전극(20) 하면과 상부 전극(30) 상면이 노출된 형태가 된다. 제2 단열 소재(120)는 진공 구조 또는 엔지니어링 플라스틱일 수 있다. 엔지니어링 플라스틱의 예는 ㅍ폴리노르보넨(PNR), 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 등이 있다. 특히 엔지니어링 플라스틱인 경우에 제조가 더욱 간단하다는 장점이 있다. The heating module 110 has a form in which the second heat insulating material 120 is introduced into the space between the thermoelectric heating elements 100 . The second heat insulating material 120 may be formed to a thickness corresponding to a height difference between the lower surface of the lower electrode 20 and the upper surface of the upper electrode 30 . Then, the lower surface of the lower electrode 20 and the upper surface of the upper electrode 30 are exposed. The second heat insulating material 120 may be a vacuum structure or engineering plastic. Examples of engineering plastics include polynorbornene (PNR) and polyetheretherketone (PEEK). In particular, in the case of engineering plastics, there is an advantage in that manufacturing is simpler.

제2 단열 소재(120)는 열전 발열체(100) 사이 공간에 도입될 뿐만 아니라 열전 발열체(100) 안의 n형 열전 소재(40)와 p형 열전 소재(50) 사이에도 도입될 수 있다. 발열 모듈(110) 안의 열전 발열체(100)는 일 방향으로, 또는 평면상에서 직교하는 두 방향으로 나란히 배열되어 있을 수 있다. 열전 발열체(100)가 일 방향으로만 배열되어 있는 경우에 발열 모듈(110)은 라인 타입(line type), 열전 발열체(100)가 평면상에서 직교하는 두 방향으로 나란히 배열되어 있는 경우에 발열 모듈(110)은 면 타입(plane type) 부재가 된다. The second heat insulating material 120 may be introduced into the space between the thermoelectric heating elements 100 as well as between the n-type thermoelectric material 40 and the p-type thermoelectric material 50 in the thermoelectric heating element 100 . The thermoelectric heating elements 100 in the heating module 110 may be arranged side by side in one direction or in two directions orthogonal to each other on a plane. When the thermoelectric heating element 100 is arranged in only one direction, the heating module 110 is a line type, and when the thermoelectric heating element 100 is arranged side by side in two directions orthogonal on a plane, the heating module ( 110) is a plane type member.

열전 발열체(100)를 발열 모듈(110)화하지 않고 단체(單體)로 이용하여도 되지만, 발열 모듈(110)화하면 다수의 열전 발열체(100)를 한꺼번에 취급하는 것이 용이해진다. 그리고 제2 단열 소재(120)에 의해 열전 발열체(100)의 줄 열 전달 효율이 증가할 수 있다. The thermoelectric heating element 100 may be used as a single unit instead of as the heating module 110 , but if the heating module 110 is used, it becomes easy to handle a plurality of thermoelectric heating elements 100 at once. In addition, the Joule heat transfer efficiency of the thermoelectric heating element 100 may be increased by the second heat insulating material 120 .

도 4를 참조하면, 이러한 발열 모듈(110)이 제1 단열 소재(130) 중간에 배치되어 단열재(140)를 구성하고 있다. 특히, 제1 단열 소재(130)는 한 쌍의 플레이트(132, 134)이고 발열 모듈(110)이 한 쌍의 플레이트(132, 134) 사이에 샌드위치되어 있다. 예를 들어 한 쌍의 플레이트(132, 134)는 스티로폼일 수 있다. Referring to FIG. 4 , the heat generating module 110 is disposed in the middle of the first heat insulating material 130 to constitute the heat insulating material 140 . In particular, the first heat insulating material 130 is a pair of plates 132 and 134 , and the heating module 110 is sandwiched between the pair of plates 132 and 134 . For example, the pair of plates 132 and 134 may be made of Styrofoam.

단열재(140)는 고온부(H)와 저온부(L) 사이에서 열 흐름(HF')을 가지며, 온도 프로파일(TP')은 도시한 바와 같이 종래 선형의 온도 구배 양상과 달라진다. 고온부(H)와 저온부(L) 사이의 온도차가 종래와 동일해도 열 흐름(HF')은 종래의 그것과 달라진다. The insulator 140 has a heat flow HF′ between the high temperature portion H and the low temperature portion L, and the temperature profile TP′ is different from the conventional linear temperature gradient pattern as shown. Even if the temperature difference between the high temperature part H and the low temperature part L is the same as the conventional one, the heat flow HF' is different from that of the conventional one.

이를 상세히 설명하면, 본 발명의 단열재(140)에서는 고온부(H)와 저온부(L)의 온도차에 의해 열전 발열체(100) 안에서 전류가 발생한다. 이미 설명한 바와 같이 열전 발열체(100)는 하나의 폐회로를 구성하므로, 열전 발열체(100) 안에서 발생된 전류는 밖으로 흐르지 못하고 내부에서 순환 전류로 흐른다. 이것에 의해 줄 히팅되어 온도 증가가 있다. 그에 따라 종래 선형 온도 구배와 달리, 온도 프로파일(TP')에서 열전 발열체(100) 부분에 온도 증가 피크(P)가 나타나는 것이다. 줄 히팅에 의한 열의 일부는 고온부(H) 측으로 이동할 수가 있다. 그러므로 그렇지 않은 경우, 즉 종래에 비하여 고온부(H)의 온도 저하 속도를 늦출 수 있다. In detail, in the heat insulating material 140 of the present invention, a current is generated in the thermoelectric heating element 100 due to the temperature difference between the high temperature part (H) and the low temperature part (L). As already described, since the thermoelectric heating element 100 constitutes one closed circuit, the current generated in the thermoelectric heating element 100 does not flow outside but flows as a circulating current inside. There is a temperature increase due to joule heating. Accordingly, unlike the conventional linear temperature gradient, the temperature increase peak P appears in the thermoelectric heating element 100 in the temperature profile TP'. Some of the heat by Joule heating may move to the high temperature part (H) side. Therefore, if not, that is, compared to the prior art, it is possible to slow down the temperature reduction rate of the high temperature portion (H).

따라서, 어떠한 열원(뜨거운 물체 또는 더운 공기)에 열전 발열체(100)를 두고 그 열전 발열체(100)를 제2 단열 소재(120) 및 제1 단열 소재(130)로 감싸면, 열전 발열체(100)에서 온도차에 의해 줄 열이 발생하고, 그 발생한 줄 열의 일부는 다시 열원으로 전도되어 열원 온도 저하 속도를 낮출 수 있다. 즉, 보온 성능이 향상되는 것이다. 그러므로, 본 발명에 따른 열전 발열체(100), 그리고 이를 포함하는 발열 모듈(110)은 제1 단열 소재(130) 중간에 배치되어 능동형 보온 단열재로 활용될 수 있다. Therefore, if the thermoelectric heating element 100 is placed in any heat source (hot object or hot air) and the thermoelectric heating element 100 is wrapped with the second insulating material 120 and the first insulating material 130, the thermoelectric heating element 100 Joule heat is generated by the temperature difference, and a portion of the generated Joule heat is conducted back to the heat source, thereby reducing the rate of decrease in the temperature of the heat source. That is, the thermal insulation performance is improved. Therefore, the thermoelectric heating element 100 according to the present invention and the heating module 110 including the same may be disposed in the middle of the first thermal insulation material 130 to be utilized as an active thermal insulation material.

바람직하게, 열전 발열체(100) 혹은 발열 모듈(110)의 열관류율이 가능한 낮아야 한다. 발열 모듈(110)의 제2 단열 소재(120)는 열관류율을 낮추는 데 도움이 된다. 온도차 발생하는 조건에서는 열전 발열체(100)의 발열에 의해 보온 성능이 향상된다. 그러므로, 기존의 단열재(10)만 단독으로 적용한 경우보다, 본 발명과 같이 열전 발열체(100) 또는 발열 모듈(110)이 포함된 단열재(140)의 보온 효과가 더 우수하다. Preferably, the thermal transmittance of the thermoelectric heating element 100 or the heating module 110 should be as low as possible. The second heat insulating material 120 of the heat generating module 110 helps to lower the thermal transmittance. In a condition in which a temperature difference occurs, the thermal insulation performance is improved by the heat of the thermoelectric heating element 100 . Therefore, the thermal insulation effect of the thermal insulation material 140 including the thermoelectric heating element 100 or the heating module 110 as in the present invention is superior to that in the case where only the conventional thermal insulation material 10 is applied alone.

열전 발열체는 그 크기가 매우 작으므로 단열재의 중간에 이러한 열전 발열체를 배치하더라도 전체적인 크기가 증가하는 정도는 미미하다. 본 발명의 단열재는 종래보다 얇은 두께로 해도 열전 발열체에 의해 훨씬 우수한 단열 성능을 제공할 수 있다. 이러한 단열재는 건축물의 단열재로 이용될 수 있다. 이러한 단열재는 고온부의 온도 저하 속도를 늦출 수 있으므로 이러한 단열재가 적용된 건축물은 실내외 열 이동이 잘 차단되게 되어 이를 포함하는 건축물은 일정한 온도로 유지될 수 있다. Since the size of the thermoelectric heating element is very small, even if such a thermoelectric heating element is disposed in the middle of the insulator, the overall size increase is insignificant. The thermal insulation material of the present invention can provide much superior thermal insulation performance by the thermoelectric heating element even if the thickness is thinner than that of the prior art. Such an insulator may be used as an insulator of a building. Since such an insulator can slow down the rate of decrease in the temperature of the high-temperature part, the building to which such an insulator is applied is well blocked from moving heat between indoors and outdoors, and the building including the same can be maintained at a constant temperature.

도 4의 단열재(140)와 같은 단열재(140)를 제조하기 위해, 먼저 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이 열전 발열체(100)를 제조할 수 있다. 이러한 열전 발열체(100) 하나 이상을 제1 단열 소재(130) 중간에 배치하여 단열재(140)를 제조할 수 있다.In order to manufacture the heat insulating material 140 like the heat insulating material 140 of FIG. 4 , the thermoelectric heating element 100 may be manufactured as described with reference to FIG. 2 first. One or more of these thermoelectric heating elements 100 may be disposed in the middle of the first heat insulating material 130 to manufacture the heat insulating material 140 .

특히, 본 발명의 실시예에서는 하나 이상의 열전 발열체(100) 사이 공간에 제2 단열 소재(120)가 도입되어 있는 형태의 발열 모듈(110)로 제조하여 단열재(140)를 제조하는 것을 설명하였다. In particular, in the embodiment of the present invention, it has been described that the heat insulating material 140 is manufactured by manufacturing the heat generating module 110 of the type in which the second heat insulating material 120 is introduced into the space between one or more thermoelectric heating elements 100 .

이러한 발열 모듈(110) 제조 방법은 다음 도 5를 참조하여 설명할 수 있다. 도 5는 도 3의 발열 모듈 제조 단계를 설명하기 위한 도면이다. A method of manufacturing such a heating module 110 may be described with reference to FIG. 5 . FIG. 5 is a view for explaining a manufacturing step of the heat generating module of FIG. 3 .

먼저 템플레이트(200) 내부에 하나 이상의 열전 발열체(100)를 배치한다(도 5의 (a)). 템플레이트(200)는 예를 들어 열전 발열체(100)를 올려 놓을 수 있으면서 소정 높이의 벽체를 가져 엔지니어링 플라스틱을 투입해도 담아 놓을 수 있는 일종의 몰드일 수 있다. First, one or more thermoelectric heating elements 100 are disposed inside the template 200 (FIG. 5 (a)). The template 200 may be, for example, a kind of mold capable of putting the thermoelectric heating element 100 on it and having a wall of a predetermined height to put the engineering plastic into it.

다음으로 템플레이트(200) 내부에 엔지니어링 플라스틱을 투입한다. 액상의 엔지니어링 플라스틱은 열전 발열체(100) 사이를 메우면서 템플레이트(200)에 채워진다. 이후 엔지니어링 플라스틱을 경화시킨다. 소정 시간 그대로 두거나 열을 가함으로써, 아니면 경화제의 첨가에 의해 경화가 일어날 수 있다. 그러면 열전 발열체(100) 사이 공간에 제2 단열 소재(120)가 도입된다(도 5의 (b)). 엔지니어링 플라스틱은 하부 전극(20) 하면과 상부 전극(30) 상면 사이의 높이차에 해당하는 두께 이상으로 투입하는 것이 바람직하다. 그렇지 않으면 열전 소재(40, 50) 사이에 충분한 높이로 제2 단열 소재(120)가 도입되지 않는다. Next, the engineering plastic is put into the template 200 . The liquid engineering plastic is filled in the template 200 while filling the gap between the thermoelectric heating elements 100 . The engineering plastic is then cured. Curing may occur either by standing for a predetermined period of time or by applying heat, or by addition of a curing agent. Then, the second heat insulating material 120 is introduced into the space between the thermoelectric heating elements 100 (FIG. 5 (b)). It is preferable that the engineering plastic be added to a thickness corresponding to the height difference between the lower surface of the lower electrode 20 and the upper surface of the upper electrode 30 or more. Otherwise, the second insulating material 120 is not introduced to a sufficient height between the thermoelectric materials 40 and 50 .

다음으로 제2 단열 소재(120)가 도입된 결과물을 템플레이트로부터 제거한다(도 5의 (c)). 이러한 결과물을 그대로 단열재(140) 중간에 배치하여도 되지만, 상부 전극(30) 상면보다 돌출되어 있는 제2 단열 소재(120) 부분을 연마하여 제거하는 것이 더 좋다. 이로써 상부 전극(30) 상면이 노출되고, 발열 모듈(110)에서 하부 전극(20)과 상부 전극(30)이 모두 노출된 상태가 되기 때문에 열전 발열체(100)의 줄열 전달 효율을 증가시킬 수 있다. Next, the resultant to which the second heat insulating material 120 is introduced is removed from the template (FIG. 5(c)). Such a result may be disposed in the middle of the insulating material 140 as it is, but it is better to remove the second insulating material 120 protruding from the upper surface of the upper electrode 30 by grinding. Accordingly, the upper surface of the upper electrode 30 is exposed, and since both the lower electrode 20 and the upper electrode 30 are exposed in the heating module 110 , the Joule heat transfer efficiency of the thermoelectric heating element 100 can be increased. .

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다. Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims are also provided. is within the scope of the

20: 하부 전극
30: 상부 전극
40: n형 열전 소재
50: p형 열전 소재
60: 접합층
100: 열전 발열체
110: 발열 모듈
120: 제2 단열 소재
130: 제1 단열 소재
140: 단열재
200: 템플레이트20: lower electrode
30: upper electrode
40: n-type thermoelectric material
50: p-type thermoelectric material
60: bonding layer
100: thermoelectric heating element
110: heat module
120: second insulating material
130: first insulating material
140: insulation material
200: template

Claims (12)

하나 이상의 열전 발열체; 및
상기 열전 발열체가 중간에 배치되는 제1 단열 소재를 포함하고,
상기 열전 발열체는,
하나의 하부 전극과 하나의 상부 전극; 및
상기 하부 전극과 상부 전극 사이에 나란히 놓이고 상기 하부 전극과 상부 전극에 전기적 연결되는 한 쌍의 n형 열전 소재와 p형 열전 소재를 포함함으로써, 상기 하부 전극, 상기 한 쌍의 열전 소재 중 어느 하나, 상기 상부 전극 및 상기 한 쌍의 열전 소재 중 다른 하나의 순으로 순환 전류가 흐르는 하나의 폐회로를 구성하며,
상기 상부 전극 위로 상기 제1 단열 소재 일부가 배치되고 상기 하부 전극 아래로 상기 제1 단열 소재 나머지 일부가 배치되고,
상기 하부 전극과 상부 전극 사이의 온도차에 의해 발생된 전류가 상기 열전 발열체 안에서 내부 전류로 흘러 줄 히팅 발열하는 것을 특징으로 하는 단열재. one or more thermoelectric heating elements; and
The thermoelectric heating element comprises a first insulating material disposed in the middle,
The thermoelectric heating element,
one lower electrode and one upper electrode; and
By including a pair of n-type thermoelectric material and p-type thermoelectric material placed side by side between the lower electrode and the upper electrode and electrically connected to the lower electrode and the upper electrode, any one of the lower electrode and the pair of thermoelectric materials , constituting one closed circuit through which circulating current flows in the order of the other one of the upper electrode and the pair of thermoelectric materials,
A portion of the first insulating material is disposed above the upper electrode and a remaining part of the first insulating material is disposed below the lower electrode,
Insulation material, characterized in that the current generated by the temperature difference between the lower electrode and the upper electrode is heated to flow as an internal current in the thermoelectric heating element. 제1항에 있어서, 상기 열전 발열체는 하나 이상의 열전 발열체 사이 공간에 제2 단열 소재가 도입되어 있는 형태의 발열 모듈인 것을 특징으로 하는 단열재.The insulator according to claim 1, wherein the thermoelectric heating element is a heating module in which a second thermal insulation material is introduced into a space between one or more thermoelectric heating elements. 제2항에 있어서, 상기 제2 단열 소재는 상기 하부 전극 하면과 상기 상부 전극 상면 사이의 높이차에 해당하는 두께로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 단열재.The insulator according to claim 2, wherein the second insulating material has a thickness corresponding to a height difference between a lower surface of the lower electrode and an upper surface of the upper electrode. 제3항에 있어서, 상기 제1 단열 소재는 한 쌍의 플레이트이고 상기 발열 모듈이 상기 한 쌍의 플레이트 사이에 샌드위치되어 있는 것을 특징으로 하는 단열재. The heat insulating material according to claim 3, wherein the first heat insulating material is a pair of plates, and the heat generating module is sandwiched between the pair of plates. 제2항에 있어서, 상기 제2 단열 소재는 진공 구조 또는 엔지니어링 플라스틱인 것을 특징으로 하는 단열재. The insulation material according to claim 2, wherein the second insulation material is a vacuum structure or an engineering plastic. 하나의 하부 전극과 하나의 상부 전극; 및
상기 하부 전극과 상부 전극 사이에 나란히 놓이고 상기 하부 전극과 상부 전극에 전기적 연결되는 한 쌍의 n형 열전 소재와 p형 열전 소재를 포함함으로써, 상기 하부 전극, 상기 한 쌍의 열전 소재 중 어느 하나, 상기 상부 전극 및 상기 한 쌍의 열전 소재 중 다른 하나의 순으로 순환 전류가 흐르는 하나의 폐회로를 구성하는 열전 발열체를 제조하는 단계; 및
상기 열전 발열체 하나 이상을 제1 단열 소재 중간에 배치하는 단계를 포함하여,
상기 상부 전극 위로 상기 제1 단열 소재 일부가 배치되고 상기 하부 전극 아래로 상기 제1 단열 소재 나머지 일부가 배치되도록 하며,
상기 하부 전극과 상부 전극 사이의 온도차에 의해 발생된 전류가 상기 열전 발열체 안에서 내부 전류로 흘러 줄 히팅 발열하는 것을 특징으로 하는 단열재 제조 방법.one lower electrode and one upper electrode; and
By including a pair of n-type thermoelectric material and p-type thermoelectric material placed side by side between the lower electrode and the upper electrode and electrically connected to the lower electrode and the upper electrode, any one of the lower electrode and the pair of thermoelectric materials , manufacturing a thermoelectric heating element constituting a closed circuit through which a circulating current flows in the order of the other one of the upper electrode and the pair of thermoelectric materials; and
Including the step of arranging one or more of the thermoelectric heating element in the middle of the first insulating material,
A portion of the first insulating material is disposed above the upper electrode and the remaining part of the first insulating material is disposed below the lower electrode,
Insulation material manufacturing method, characterized in that the current generated by the temperature difference between the lower electrode and the upper electrode is heated to flow as an internal current in the thermoelectric heating element. 제6항에 있어서, 상기 열전 발열체는 하나 이상의 열전 발열체 사이 공간에 제2 단열 소재가 도입되어 있는 형태의 발열 모듈로 제조하는 것을 특징으로 하는 단열재 제조 방법.[Claim 7] The method of claim 6, wherein the thermoelectric heating element is manufactured as a heat-generating module in which a second thermal insulation material is introduced into a space between one or more thermoelectric heating elements. 제7항에 있어서, 상기 제2 단열 소재는 상기 하부 전극 하면과 상기 상부 전극 상면 사이의 높이차에 해당하는 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 단열재 제조 방법.The method of claim 7 , wherein the second insulating material is formed to a thickness corresponding to a height difference between a lower surface of the lower electrode and an upper surface of the upper electrode. 제8항에 있어서, 상기 제1 단열 소재는 한 쌍의 플레이트이고 상기 발열 모듈을 상기 한 쌍의 플레이트 사이에 샌드위치하는 것을 특징으로 하는 단열재 제조 방법. The method according to claim 8, wherein the first heat insulating material is a pair of plates, and the heat generating module is sandwiched between the pair of plates. 제7항에 있어서, 상기 제2 단열 소재는 진공 구조 또는 엔지니어링 플라스틱인 것을 특징으로 하는 단열재 제조 방법. The method of claim 7, wherein the second heat insulating material is a vacuum structure or an engineering plastic. 제7항에 있어서, 상기 발열 모듈은,
템플레이트 내부에 하나 이상의 열전 발열체를 배치하는 단계;
상기 템플레이트 내부에 엔지니어링 플라스틱을 투입하고 경화시켜 상기 열전 발열체 사이 공간에 제2 단열 소재를 도입하는 단계; 및
상기 제2 단열 소재가 도입된 결과물을 상기 템플레이트로부터 제거하는 단계를 수행하여 제조하는 것을 특징으로 하는 단열재 제조 방법. The method of claim 7, wherein the heat generating module,
disposing one or more thermoelectric heating elements within the template;
introducing a second insulating material into the space between the thermoelectric heating elements by injecting and curing engineering plastic into the template; and
Method for manufacturing an insulating material, characterized in that the second insulating material is introduced by performing the step of removing from the template. 제11항에 있어서, 상기 엔지니어링 플라스틱을 상기 하부 전극 하면과 상기 상부 전극 상면 사이의 높이차에 해당하는 두께 이상으로 투입하고 경화시킨 다음, 상기 제2 단열 소재 부분을 연마하여 상기 상부 전극 상면을 노출시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단열재 제조 방법.The method according to claim 11, wherein the engineering plastic is added to a thickness corresponding to the height difference between the lower surface of the lower electrode and the upper surface of the upper electrode or more and cured, and then the second insulating material is polished to expose the upper surface of the upper electrode Insulation manufacturing method, characterized in that it further comprises the step of making.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002232027A (en) * 2001-01-30 2002-08-16 Mitsubishi Electric Corp Thermoelectric generating module

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