KR20120112735A - 열전도 재료로부터 전기 에너지를 발생시키는 장치 - Google Patents

열전도 재료로부터 전기 에너지를 발생시키는 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20120112735A
KR20120112735A KR1020127020495A KR20127020495A KR20120112735A KR 20120112735 A KR20120112735 A KR 20120112735A KR 1020127020495 A KR1020127020495 A KR 1020127020495A KR 20127020495 A KR20127020495 A KR 20127020495A KR 20120112735 A KR20120112735 A KR 20120112735A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thermoelectric
protrusion
thermoelectric element
heat
main body
Prior art date
Application number
KR1020127020495A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101365850B1 (ko
Inventor
롤프 브뤽크
지그리드 림벡크
Original Assignee
에미텍 게젤샤프트 퓌어 에미시온스테크놀로기 엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에미텍 게젤샤프트 퓌어 에미시온스테크놀로기 엠베하 filed Critical 에미텍 게젤샤프트 퓌어 에미시온스테크놀로기 엠베하
Publication of KR20120112735A publication Critical patent/KR20120112735A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101365850B1 publication Critical patent/KR101365850B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/10Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
    • H10N10/13Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the heat-exchanging means at the junction

Landscapes

  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
  • Electromechanical Clocks (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)

Abstract

본 발명은 전기 에너지를 발생시키는 장치(1)에 관한 것으로서, 상기 장치는 적어도 하나의 돌출부(3)와 열전 소자(4)를 구비한 적어도 하나의 가열된 열-전도 베이스(2)를 포함하고, 상기 열전 소자는 상기 적어도 하나의 돌출부(3)에 측방향으로 부착되며, 모든 열전 소자(4)의 열전기 효율과 상기 적어도 하나의 돌출부(3)의 열 용량이 서로 맞춰진다.

Description

열전도 재료로부터 전기 에너지를 발생시키는 장치{Device for generating electric energy from a heat-conducting material}
본 발명은 열 에너지로부터 전기 에너지를 발생시키는 장치에 관한 것으로서, 상기 장치에는 열전도 재료가 제공된다. 이러한 장치는 예를 들면 열전기 발생기로 알려져 있으며, 자동차의 내연 기관의 배기 시스템에 사용될 수 있다.
예를 들면, 가솔린 기관 및 디젤 기관과 같은, 이동가능한 내연 기관의 배기 처리에 있어서, 배기 가스가 주변 환경에 배출될 때, 상기 배기 가스가 거의 완전하게 청결하게 되는 방식으로 상기 배기 가스를 현재 처리하는 시도가 행해지고 있다. 또한 임의 형태의 배출된 미사용 에너지를 사용가능한 형태의 에너지로 변환하려는 시도가 있었다.
자동차 엔진으로부터의 배기 가스가 열 에너지를 가지며, 상기 열 에너지는 열 접촉에 의해 열전도 재료로 이송될 수 있고 열전기 발생기에 의해 전기 에너지로 변환되어, 예를 들면 배터리 또는 여러 에너지 저장 장치를 충전하고 및/또는 전기 사용자에게 직접적으로 필요한 에너지를 공급한다. 여하튼, 보다 많은 양의 에너지가 자동차를 작동시키는데 사용될 수 있다.
이러한 열전기 발생기는 통상적으로 복수의 열전 트랜듀서 소자를 갖는다. 상기 소자용 열전기 재료는 열 에너지를 전기 에너지로 효율적으로 변환(제베크 효과(Seebeck effect))하고 반대로 전기 에너지를 열 에너지로 효율적으로 변환(펠티에 효과(Peltier effect))할 수 있는 종류의 것이다. "제베크 효과"는 열 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 현상에 기초하고 열전기 에너지를 발생시키는데 사용된다. "펠티에 효과"는 제베크 효과와 반대이고, 열 흡착을 수반하고 상이한 재료를 통해 흐르는 전류에 의해 야기되는 현상이다. 펠티에 효과는 예를 들면 열전기 냉각을 위해 이미 제안되었다.
이러한 열전 트랜듀서 소자는 바람직하게 다수의 열전 소자를 구비하며, 이들 열전 소자는 "고온 측"이라 명명된 곳과 "저온 측"이라 명명된 곳 사이에 위치된다. 열전 소자는 예를 들면, 적어도 2개의 (p 도프되고 n 도프된) 반도체 블럭을 포함하고, 이들 블럭은 그 상부면과 하부면에서("고온 측" 및 "저온 측" 쪽으로) 전기 전도 브릿지에 교호로 연결된다. 세라믹 시트 또는 세라믹 코팅 및/또는 이와 유사한 재료가 금속 브릿지를 단열하도록 사용되고 결론적으로 바람직하게 상기 금속 브릿지 사이에 배치된다. 온도 구배가 반도체 블럭의 양측에 제공된다면, 전위차가 형성된다. 이러한 경우에, 열은 하나의 접촉점("고온 측")에서 흡수되며, 전자는 한 측으로부터 다음 블럭의 보다 고-에너지 전도 밴드로 통과한다. 다른 한편으로, 전자가 이후에 에너지를 배출하여 저 에너지 레벨("저온 측")에서 다른 측으로 복귀할 수 있다. 결론적으로, 대응하는 온도 구배가 주어져, 전류의 흐름이 발생할 수 있다.
자동차, 특히 승용차 분야에 상응하는 열전기 발생기의 사용은 열전기 발생기가 배기 가스 스트림에 삽입되는 정도로 이미 알려져 있으며, 열 에너지가 열 복사에 의해 이동된다. 그러나, 아래 기재된 사항은 열전기 발생기를 고체의 열 전도 표면에 사용하는 것에 중점되어 있고, 이러한 사용에 의해 열 에너지가 열 전도에 의해 전달될 것이다. 그러나, 이러한 열 발생원으로부터의 전기 에너지의 발생은 지금까지 충분히 효율적이지 못했다.
따라서 본 발명의 목적은 종래 기술과 관련하여 기술된 문제점을 적어도 부분적으로 해결하는 것이다. 특히, 이용가능한 열 에너지를 전기 에너지로의 변환과 관련된 효율을 향상시킬 수 있는 열전기 발생기를 제공하고 또한 특히 (안정-상태) 연속 작동에 적당하고 열전도 재료로부터의 열 에너지의 추출에 적당하다.
이들 목적은 청구항 1의 특징에 따른 장치에 의해 달성된다. 본 발명에 따른 장치의 여러 유리한 실시예가 종속 청구항에 특정되어 있다. 청구범위에서 개별적으로 특정된 특징이 임의의 필요한 기술적으로 예측가능한 방식으로 서로 합쳐질 수 있고 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸다는 것을 알 수 있을 것이다. 특히 도면과 관련된 기재는 본 발명의 이해를 더욱 돕기 위한 것이고 본 발명의 부가적인 특정 실시예를 특정한다.
전기 에너지 발생을 위한 본 발명에 따른 장치는 적어도 하나의 돌출부와 열전 소자를 구비한 적어도 하나의 가열된 열을 전도하는 메인 몸체를 포함하고, 이들 열전 소자는 적어도 하나의 돌출부에 측방향으로 부착되며, 각각의 열전 소자의 열전기 효율과 상기 적어도 하나의 돌출부의 이송된 열 출력은 서로 맞춰지게 된다.
이러한 장치는 특히, 열전기 발생기로 명명되어 있다. 가열된 메인 몸체는 예를 들면 배기 파이프, 내연 기관의 일부 또는 여러 다양한 금속 몸체로 형성될 수 있다. 여러 열전도 재료가 또한 가능하다. 큰 열 용량을 갖는 고체의 몸체가 바람직하게 사용된다.
메인 몸체가 플레임, 배기 가스 스트림, 전기 가열기, 물 및/또는 여러 다양한 열 발생원에 의해 가열될 수 있다. 메인 몸체는 특히 단속적으로 가열되고 그 열 용량 때문에, 반대 측을 지나 균일하게 열을 이송한다. 돌출부는 예를 들면, 가열 장치와 마주한 가열된 메인 몸체로부터 돌출된 핀의 형태를 취하고 있다고 여겨질 수 있다. 많은 돌출부는 재료의 표면적을 증가시키도록 바람직하게 형성되어 있고 이에 따라 보다 많은 열전 소자를 부착한다. 이와 관련하여 "부착"이라는 표현은 단단하게 고정되고, 접착되게 결합되고, 납땜, 용접 등을 의미하거나 또는 적어도 50%의 돌출부 표면적 이상, 바람직하게 적어도 80%의 돌출부 표면적 이상, 특히 바람직하게 돌출부 표면적의 적어도 95%의 돌출부 표면적 이상 일정하게 배치된다는 것을 의미한다. 따라서 열전 소자는 돌출부와 직접적인 열 접촉 상태에 있는 방식으로 상기 돌출부에 부착된다. 따라서 가열된 메인 몸체는 열전 소자의 고온 측과 저온 측 사이에 분리부를 형성하며, 상기 돌출부는 저온 측의 방향으로 뻗어있다. 각각의 돌출부는 일반적으로 베이스, 팁 즉 전방부, 및 원주방향 표면을 구비한다. 이와 관련하여 측방향이라는 것은 열전 소자가 베이스와 팁 즉, 전방부 사이의 원주방향 표면에 부착되고 그렇지 않으면 상기 표면에 평행하게 뻗어있고 및/또는 상기 표면에 기울어져 뻗어있는 것을 의미한다.
특히, 메인 몸체는 보조 가열 장치의 가열 몸체(예열 장치, 파크(park) 가열 장치)이므로, 메인 몸체에 배치된 돌출부는 보조 가열 장치의 물의 순환부로 돌출한다. 보조 가열 장치는 특히 자동차에 사용하기에 적당하고 냉각수를 예열함으로써, 간접적으로 내열 기관을 가열하여, 저온 시동(cold starting)에 의해 야기된 순간 손상이 피해진다. 더욱이, 이러한 보조 가열 장치는 또한 차량 내부를 가열할 수 있다. 이러한 경우에, 열전기 발생기의 저온 측은 보조 가열 장치의 물의 순환에 의해 형성되어, 돌출부에 배치된 열전 소자가 고온 측(보조 가열 장치의 메인 몸체나 가열 몸체)과 저온 측(냉각수) 사이에 위치된다.
돌출부는 특히 많아야 40 mm[밀리미터], 특히 많아야 20 mm의 팁과 베이스 사이의 길이를 넘어 뻗어있다. 메인 몸체상에 많은 돌출부가 배치되며, 상기 돌출부는 바람직하게 평방 센티미터 당 많아야 하나의 돌출부(1 돌출부/cm2)의 밀도를 갖는다.
가열된 메인 몸체로부터 멀리 돌출부에서의 열 유속 때문에, 원통형 돌출부는 예를 들면 그 연장부의 방향을 따라서, 불균일한 온도 프로파일, 결론적으로 불균일한 이송 열 출력을 갖는다. 각각의 열전 소자는 특정 온도차에 대해 최대(최대 효율)가 되는 열전기 효율을 갖는다. 본 발명에서 "열전기 효율"이라는 표현은 이송된 전기력과 흡수된 열 출력의 비율을 의미한다. 각각의 열전 소자의 효율을 가능한 한 높게 하기 위하여, 이러한 종류의 열전 소자가 돌출부의 각각의 국부 온도, 및 결론적으로 고온 측과 저온 측 사이의 온도차와 맞춰지도록 만들어진다.
선택적으로 또는 부가적으로, 돌출부로부터 열전 소자까지의 열 유속은 의도적으로 (부분적으로) 방지되거나 도움이 되어, 예를 들면 열 출력의 이송을 가능한 일정하게 할 수 있고, 이에 따라 열전 소자의 규정된 열전기 효율에 적용할 수 있다.
온도 프로파일을 적용하는 다른 한 가능성은 돌출부의 단면을 적용하는 가능성이다. 따라서 예를 들면 다공성 재료로 (부분적으로) 이루어지고 및/또는 (부분적으로) 거친 표면을 갖도록, 그 연장부의 방향을 따라 협폭으로 및/또는 광폭으로 선택될 수 있다.
여하튼, 열전 소자의 효율은 특히 돌출부의 이송된 열의 출력에 용이하게 적용될 수 있다.
또한 열전 소자가 적어도 하나의 돌출부 상에서 측방향으로, 즉 원주방향 표면 상에 배치되도록 본 발명에서 제안된다. 이와 유사하게 모든 열전 소자가 동일한 전기 효율(통상적인 작동 온도에서)을 갖는 것이 바람직하다. 더욱이, 적어도 하나의 돌출부의 이송된 열의 출력은 전체 원주방향 표면(예를 들면 대응하게 작은 기준면과 관련하여) 상에서 일정하거나 또는 실질적으로 동일한 것이 바람직하다.
장치의 바람직한 실시예에 따라, 가열된 열을 전도하는 메인 몸체상의 적어도 하나의 돌출부가 원주방향 표면상에서 동일한 온도를 갖는다. 이와 관련하여 "동일한"이라는 표현은 동일한 열전 소자가 돌출부의 모든 원주방향 표면상에서 사용될 수 있다는 것을 의미한다. 바람직하게 100℃ 이하의, 특히 50℃ 이하의 그리고 가장 바람직하게 많아야 20℃ 이하의 온도차가 원주방향 표면상에서, 특히 모든 (동적 및/또는 정적) 부하 상태 또는 가열 상태 내내 달성되도록 이와 관련하여 메인 몸체 또는 돌출부가 설계된다. 특히, 원주방향 표면에서의 온도가 사용된 열전 소자의 최대 효율로부터 최대 30% 만큼, 바람직하게 최대 15% 까지도 벗어난다. 동일한 온도가 모든 원주방향 표면상에서 달성된다면, 상이한 최대 효율을 갖는 상이한 열전기 발생기를 사용하기 위한 요구조건이 필요 없으므로 개별적으로 이송된 열 출력이 대응하는 발생기의 최대 효율과 맞춰지게 한다.
열전 소자용 여러 재료와 상기 재료의 최대 작동 온도는 일례로써 아래와 같이 주어진다:
n-타입: Bi2Te3 [대략 250℃];
PbTe [대략 500℃];
Ba0.3Co3.95Ni0.05Sb12 [대략 600℃];
Bay(Co,Ni)4Sb12 [대략 600℃];
CoSb3 [대략 700℃];
Ba8Ga16Ge30 [대략 850℃];
La2Te3 [대략 1100℃];
SiGe [대략 1000℃];
Mg2(Si,Sn) [대략 700℃];
p-타입: (Bi,Sb)2Te3 [대략 200℃];
Zn4Sb3 [대략 380℃];
TAGS [대략 600℃];
PbTe [대략 500℃];
SnTe [대략 600℃];
CeFe4Sb12 [대략 700℃];
Yb14MnSb11 [대략 1000℃];
SiGe [대략 1000℃];
Mg2(Si,Sb) [대략 600℃] .
장치의 바람직한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 열전 소자가 적어도 하나의 제1 열 단열기에 의해, 적어도 부분 구역에서, 적어도 하나의 돌출부와 분리된다.
돌출부의 온도 프로파일을 적용하기 위하여, 제1 열 단열기가 돌출부(특히 상기 돌출부의 원주방향 표면)(예를 들면 코팅처럼)에 부착되어 열전 소자로의 열 유속을 감소시키도록 제안된다. "열 단열기"라는 용어는 본 발명에서 완전하게 방지되는 것이 아닌 일부가 차단된다는 의미로 해석되어야 함을 알 수 있을 것이다. 열 단열기는 돌출부의 하나 이상의 부분 구역 위를 뻗어있거나 또는 상기 부분 구역을 완전히 커버할 수 있다. 돌출부와 열전 소자 사이에 도입된 열 단열기는 돌출부가 적어도 부분 구역에서 열전 소자와 직접적으로 열 접촉하지 않는 효과를 가지며, 이는 "분리된"이라는 표현으로 표현된다.
또한 상이한 돌출부에 대한 상이한 열전 소자를 사용하도록, 그리고 상이한 돌출부에 대한 상이한 열전기 재료나 상이한 재료 두께를 선택하도록, 돌출부 상의 많은 열전 소자를 사용하도록 제안된다.
장치의 다른 일 바람직한 실시예에 따라, 적어도 하나의 열전 소자가 적어도 하나의 제2 열 단열기에 의해, 적어도 부분 구역에서, 적어도 하나의 가열된 메인 몸체와 분리된다.
제2 열 단열기는 메인 몸체와 가장 가까운(인접한) 열전 소자와 가열된 메인 몸체 사이에 바람직하게 위치되어, 돌출부의 메인 몸체 측(베이스)의 단부에서 돌출부의 온도 프로파일에서의 피크가 피해지고 열전 소자에서의 악영향(특히 열 복사에 의함)이 피해진다. 열 유속은 제2 열 단열기에 의해 완전하게 억제되는 것이 바람직하다. 이러한 단열기는 제1 열 전도기와 동일한 재료로 이루어질 수 있지만, 상이한 재료로 이루어질 수도 있다. 제2 열 단열기는 돌출부 근처의 구역으로 제한될 수 있고 모든 메인 몸체상에서 코팅의 형태를 취할 수 있다.
장치의 다른 일 바람직한 실시예에 따라, 적어도 하나의 돌출부가 상기 돌출부의 축선 방향에서의 적어도 하나의 열전 소자의 열전기 효율과 맞춰지는 단면적과 축선방향을 갖는다.
축선 방향은 종종 베이스로부터 팁까지의 즉, 전방부까지의 돌출부의 연장 방향을 의미하는 것임을 알 수 있을 것이다. 돌출부의 단면적은 축선 방향에 수직한 평면이라고 여겨지며, 이에 따라 법선 면은 축선 방향에 평행하게 뻗어있다. 따라서 돌출부는 축선 방향을 따라 상이한 단면적을 갖도록 본 발명에서 설계된다. 이러한 경우에, 단면적은 예를 들면 그 형태 즉 외형, 크기, 재료의 다공도 및/또는 열 전도 특성면에서 상이할 수 있다. 단면적의 변화는 열 유속의 경로가 원주방향 표면에 의해 그리고 축선 방향에 따른 열 에너지의 상이한 배출이 얻어지도록, 열 유속의 경로가 짧아지거나 길어지거나 또는 막히거나 보다 완만하게 된다는 효과를 갖는다. 여하튼, 돌출부의 온도 프로파일은 특히 영향을 받을 수 있고, 이 결과 열전 소자의 열전기 효율과 맞춰지게 된다.
장치의 다른 일 바람직한 실시예에 따라, 적어도 2개의 열전 소자가 동일한 최대 효율을 갖는다.
많은 열전 소자가 사용된다면, 동일한 최대 효율을 갖는 열전 소자가 바람직하게 사용되어, 최대 효율의 적용과 서로에 이송된 열 출력이 상기 기재된 방법에 의해서만 요구되어 지고, 재료를 적용할 필요가 없다. 결론적으로, 돌출부의 원주방향 표면에 부착된 모든 열전 소자가 바람직하게 동일한 최대 효율을 갖는다.
특히 본 발명의 바람직한 실시예는 내연 기관이 장착된, 자동차, 특히 승용차에 관한 것이다.
본 발명 및 기술 분야가 개략적인 도면을 기초로 설명되어 있다. 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내고 있지만 본 발명이 이들 도시된 사항만으로 한정되지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.
도 1은 단면부로 도시된 돌출부를 구비한 제 1 실시예의 장치의 도면이고,
도 2는 단면으로 적용된 돌출부와 부가적인 제1 열 단열기를 구비한 장치의 제2 실시예를 나타낸 도면이고,
도 3은 많은 열전 소자를 구비한 제3 실시예의 장치를 도시한 도면이고,
도 4는 자동차의 고온의 배기 가스로부터 전기 에너지를 발생시키는 장치를 통합하여 도시한 도면이며,
도 5는 대응하는 장치를 구비한 자동차를 도시한 도면이다.
도 1은 메인 몸체(2)가 설치된 장치(1)의 일 실시예를 도시한 도면으로서, 상기 메인 몸체는 가열 장치(13)(예를 들면, 버너)에 의해 가열되고, 돌출부(3)를 구비하며, 상기 돌출부에 측방향으로 열전 소자(4)가 부착되고, 상기 열전 소자는 냉각 장치(14)에 의해 냉각된다. 돌출부(3)는 제2 열 단열기(15)에 의해 일 부분(7)에서 가열된 메인 몸체(2)와 분리되어, 돌출부(3)의 베이스(18)에서의 온도 피크가 피해진다. 더욱이, 돌출부(3)는 그 축선 방향(8)으로 상이한 단면적(9)을 가져서, 돌출부(3)의 이송된 열 출력이 열전 소자(4)의 효율로 적용된다. 본 명세서에 나타난 실시예의 경우에, 열전 소자(4)는 베이스(18)로부터 원주방향 표면(17)을 따라서 돌출부(3)의 전방부(16)까지 뻗어있다. 그러나, 실제로, 열전 소자(4)의 갯수 및 정위 또는 위치는 적용을 위해 다양한 형태로 주어질 수 있다.
이후 참조된 도면은 어느 정도 동일한 구성요소를 나타내고 있으며, 상기 구성요소는 또한 동일한 부재번호로 지시되어 있다.
도 2는 제2 실시예에 따른 장치(1)를 도시한 도면이다. 돌출부(3)는 제1 열 단열기(5)에 의해 부분 구역(6)에서 열전 소자(4)와 분리되고 축선 방향(8)을 따라 상이한 단면적(9)을 갖는다. 제1 열 단열기(5)는 또한 돌출부(3)의 단면적(9)에 적용되는 상이한 단면을 갖는다. 열전 소자(4)는 돌출부(3) 및 제1 열 단열기(5)에 측방향으로 부착되고 제2 열 단열기(15)에 의해 가열된 메인 몸체(2)로부터 분리된다. 열전 소자(4)의 효율을 위한 이송된 열 출력의 적용은 제1 열 단열기(5)의 외형과 돌출부(3)의 상이한 단면적(9)에 의해 상기 실시예에서 발생한다.
도 3은 제3 실시예에 따른 장치(1)를 도시한 도면이다. 열전 소자(4)는 제2 열 단열기(15)에 의해 가열된 메인 몸체(2)로부터 분리된다. 열전 소자(4)의 효율을 위한 돌출부의 이송된 열 출력의 적용은 열전 소자(4)의 최대 효율을 상이하게 한다.
도 4는 돌출부(3)의 이송된 열 출력을 나타낸 도면이다. 제1 열 단열기(5)가 없는 원통형 돌출부(3)가 상기 도 4의 좌측에 도시되어 있다. 이러한 경우에, 이송된 열 출력(P)은 베이스로부터 전방부까지 축선 방향(8)을 따라서 감소된다. 제1 열 단열기(5)를 갖는 돌출부(3)가 도 4의 우측에 도시되어 있고 상기 돌출부(3)의 단면적(9)은 축선 방향(8)으로 상이하다. 이송된 열 출력(P)은 돌출부(3)의 축선 방향(8)을 따라서 증가한다.
도 5는 배기 시스템을 통해 배출되는 배기 가스(12)를 만드는 내연 기관(11)을 구비한 자동차(10)를 도시한 도면으로서, 상기 배기 시스템은 장치(1)와 열 접촉 상태이다. 이는 자동차(10)의 배기 가스(12)의 열 에너지로부터 얻어질 수 있게 된다. 이러한 경우에 열전기 발생기의 가열은 (단지) 배기 가스에 의해 제공되는 것이 아닌, 적어도 하나의 버너 및/또는 전기 가열 장치에 의해 제공되어, 고체 베이스판에 일정한 공급 열을 제공한다면 바람직하다.
1 장치 2 메인 몸체
3 돌출부 4 열전 소자
5 제1 열 단열기 6 부분 구역
7 일 부분 8 축선 방향
9 단면적 10 자동차
11 내연 기관 12 배기 가스
13 가열 (장치) 14 냉각 (장치)
15 제2 열 단열기 16 전방부
17 원주방향 영역 18 베이스

Claims (6)

  1. 전기 에너지 발생 장치(1)로서, 적어도 하나의 돌출부(3)와 많은 열전 소자(4)를 구비한 적어도 하나의 가열된 열을 전도하는 메인 몸체(2)를 포함하고, 상기 열전 소자는 상기 적어도 하나의 돌출부(3)에 측방향으로 부착되고, 각각의 열전 소자(4)의 열전기 효율과 상기 적어도 하나의 돌출부(3)에 의해 이송된 열 출력은 서로 맞춰지게 되는 전기 에너지 발생 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    가열된 열을 전도하는 메인 몸체(2) 상의 상기 적어도 하나의 돌출부는 원주방향 표면(17) 상에서 동일한 온도를 갖는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 발생 장치(1).
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 적어도 하나의 열전 소자(4)는 적어도 하나의 제1 열 단열기(5)에 의해, 적어도 부분 구역(6)에서 적어도 하나의 돌출부(3)와 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 발생 장치(1).
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 열전 소자(4)는 적어도 하나의 제2 열 단열기(15)에 의해, 적어도 일 부분(7)에서, 적어도 하나의 가열된 메인 몸체(2)와 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 발생 장치(1).
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 돌출부(3)는 축선 방향(8)과 상기 돌출부(3)의 상기 축선 방향(8)에서 적어도 하나의 열전 소자(4)의 열전기 효율과 맞춰지는 단면적(9)을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 발생 장치(1).
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 2개의 열전 소자(4)는 동일한 최대 효율을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 발생 장치(1).
KR1020127020495A 2010-01-08 2011-01-05 열전도 재료로부터 전기 에너지를 발생시키는 장치 KR101365850B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010004200A DE102010004200A1 (de) 2010-01-08 2010-01-08 Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie aus einem wärmeleitenden Material
DE102010004200.5 2010-01-08
PCT/EP2011/050086 WO2011083116A2 (de) 2010-01-08 2011-01-05 Vorrichtung zur erzeugung elektrischer energie aus einem wärmeleitenden material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120112735A true KR20120112735A (ko) 2012-10-11
KR101365850B1 KR101365850B1 (ko) 2014-02-21

Family

ID=44121410

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127020495A KR101365850B1 (ko) 2010-01-08 2011-01-05 열전도 재료로부터 전기 에너지를 발생시키는 장치

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9087959B2 (ko)
EP (1) EP2522040B1 (ko)
JP (1) JP6034195B2 (ko)
KR (1) KR101365850B1 (ko)
CN (1) CN102714271B (ko)
DE (1) DE102010004200A1 (ko)
IN (1) IN2012DN05215A (ko)
RU (1) RU2537097C2 (ko)
WO (1) WO2011083116A2 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6196074B2 (ja) * 2013-06-20 2017-09-13 高砂熱学工業株式会社 配管への熱電発電素子の設置方法および熱電発電装置
JP6134658B2 (ja) * 2014-01-22 2017-05-24 株式会社アツミテック 熱電変換モジュール
CN105898231A (zh) * 2016-05-23 2016-08-24 南京莱斯信息技术股份有限公司 基于能量复得技术的车载通信监控系统

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3350705B2 (ja) * 1997-07-08 2002-11-25 科学技術庁長官官房会計課長 熱伝達率コントロール熱電発電装置
JP2000352313A (ja) * 1999-06-09 2000-12-19 Nissan Motor Co Ltd 自動車用排熱発電装置
US6613972B2 (en) * 2000-01-07 2003-09-02 University Of Southern California Microcombustor and combustion-based thermoelectric microgenerator
US6539725B2 (en) 2001-02-09 2003-04-01 Bsst Llc Efficiency thermoelectrics utilizing thermal isolation
US7942010B2 (en) 2001-02-09 2011-05-17 Bsst, Llc Thermoelectric power generating systems utilizing segmented thermoelectric elements
US6959555B2 (en) * 2001-02-09 2005-11-01 Bsst Llc High power density thermoelectric systems
US20100257871A1 (en) 2003-12-11 2010-10-14 Rama Venkatasubramanian Thin film thermoelectric devices for power conversion and cooling
EP1756881A4 (en) * 2003-12-11 2011-03-09 Nextreme Thermal Solutions THERMOELECTRIC THIN FILM DEVICES FOR POWER CONVERSION AND COOLING
UA71776A (en) * 2003-12-17 2004-12-15 Inst Of Thermal Electricity Of Thermoelectric generator for producing thermal and electric power
JP2006211780A (ja) * 2005-01-26 2006-08-10 Toyota Motor Corp 熱電発電装置
WO2008013946A2 (en) * 2006-07-28 2008-01-31 Bsst Llc High capacity thermoelectric temperature control systems
US7985918B2 (en) * 2006-12-14 2011-07-26 Thermohex, Llc Thermoelectric module
CN100561765C (zh) * 2007-11-28 2009-11-18 况学成 一种热电模块的制造方法
DE102007063172B4 (de) * 2007-12-19 2010-11-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Thermoelektrischer Generator und Verfahren zum Betrieb eines thermoelektrischen Generators
DE202008000832U1 (de) * 2008-01-21 2008-03-20 Vitek, Christian, Dipl.-Ing. (FH) Thermoelektrischer Generator
RU81378U1 (ru) * 2008-06-26 2009-03-10 Институт Термоэлектричества Нан И Мон Украины Термоэлектрический генератор для систем телеметрии
US20100006132A1 (en) * 2008-07-14 2010-01-14 Lucent Technologies, Inc. Stacked Thermoelectric Modules
DE102008043346A1 (de) * 2008-10-31 2010-05-06 Robert Bosch Gmbh Abgaswärmetauscher für einen thermoelektrischen Generator
AT507533B1 (de) * 2008-11-14 2010-08-15 Herbert Karl Fuchs Vorrichtung zur umwandlung von wärmeenergie in elektrische energie
JP5191926B2 (ja) * 2009-02-26 2013-05-08 株式会社東芝 熱電発電装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013516777A (ja) 2013-05-13
US20120273020A1 (en) 2012-11-01
WO2011083116A2 (de) 2011-07-14
RU2012133740A (ru) 2014-02-20
US9087959B2 (en) 2015-07-21
CN102714271B (zh) 2015-05-27
RU2537097C2 (ru) 2014-12-27
EP2522040B1 (de) 2019-11-13
CN102714271A (zh) 2012-10-03
JP6034195B2 (ja) 2016-11-30
EP2522040A2 (de) 2012-11-14
DE102010004200A1 (de) 2011-07-14
WO2011083116A3 (de) 2011-10-13
KR101365850B1 (ko) 2014-02-21
IN2012DN05215A (ko) 2015-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101308257B1 (ko) 열전기 장치
JP5785763B2 (ja) 熱転送装置および製造方法
US20110016888A1 (en) Thermoelectric module
US7287506B1 (en) Thermoelectric system
CN104303325B (zh) 热电模块、热交换器、排气系统和内燃机
KR101494124B1 (ko) 자동차의 열전기 발생기용 열교환기를 구비한 장치
US20100258155A1 (en) Thermoelectric element
JP5737151B2 (ja) 熱電発電装置
JP2012533972A (ja) 管束を備える熱電デバイス
RU2573607C2 (ru) Термоэлектрическое устройство
US20140305481A1 (en) Thermoelectric generator to engine exhaust manifold assembly
JP2002325470A (ja) 自動車用熱電発電装置
JP5918268B2 (ja) 熱膨張を補償するための手段を有する熱電モジュール
KR100923608B1 (ko) 열전 장치를 포함하는 가열장치
KR101365850B1 (ko) 열전도 재료로부터 전기 에너지를 발생시키는 장치
KR20130128459A (ko) 차량의 열전기 발생기용 열전기 모듈
US20140326288A1 (en) Semiconductor element, thermoelectric module, method for producing a tubular thermoelectric module and motor vehicle
JP2004088057A (ja) 熱電モジュール
CN105845818B (zh) 热电发电装置
JP3482094B2 (ja) 熱電変換素子用熱応力緩和パッド及び熱電変換素子
JP3573448B2 (ja) 熱電変換素子
KR20110000387A (ko) 열전소자
JPH09199764A (ja) 熱電発電モジュール
Rajkumar et al. Recovering energy from the exhaust heat in vehicles using thermo electric generator
JPH11261117A (ja) 熱電変換モジュール及びそれを用いた排熱発電装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170202

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180201

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190131

Year of fee payment: 6