KR20160046645A - 유연열전소자 모듈 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유연열전소자 모듈 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 길이 방향으로 연장되는 히트 싱크; 및 상기 히트 싱크 내에 배치되는 열전 모듈;을 포함하며, 상기 히트 싱크는, 본체를 구성하는 파이프 형태의 바디, 및 상기 바디의 중심부에 형성되며 길이 방향으로 관통되는 중공을 갖고, 상기 열전 모듈은, 복수의 열전판을 갖되, 상기 각각의 열전판은 소정의 길이 및 폭을 갖는 판상으로 구성되며, 길이 방향으로 상기 히트 싱크와 나란히 연장되게 배치되되, 폭 방향으로 일 측은 상기 바디의 내주면에 연결되고 타 측은 상기 중공의 내측에 위치하게 배치되며, 상기 복수의 열전판은 상기 중공 내에서 원주 방향을 따라서 소정의 간격을 갖고 서로 나란하게 배열되되, 상기 각각의 열전판은 상기 히트 싱크의 반경 방향에 대해 소정의 각을 가져서 상기 복수의 열전판이 서로 소정의 사이각을 갖고 기울어지게 배치되는 유연열전소자 모듈 장치에 관한 것이다.

Description

유연열전소자 모듈 장치{FLEXIBLE HEAT SINK MODULE APPARATUS}
본 발명은 유연열전소자 모듈 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 길이 방향으로 연장되는 히트 싱크; 및 상기 히트 싱크 내에 배치되는 열전 모듈;을 포함하며, 상기 히트 싱크는, 본체를 구성하는 파이프 형태의 바디, 및 상기 바디의 중심부에 형성되며 길이 방향으로 관통되는 중공을 갖고, 상기 열전 모듈은, 복수의 열전판을 갖되, 상기 각각의 열전판은 소정의 길이 및 폭을 갖는 판상으로 구성되며, 길이 방향으로 상기 히트 싱크와 나란히 연장되게 배치되되, 폭 방향으로 일 측은 상기 바디의 내주면에 연결되고 타 측은 상기 중공의 내측에 위치하게 배치되며, 상기 복수의 열전판은 상기 중공 내에서 원주 방향을 따라서 소정의 간격을 갖고 서로 나란하게 배열되되, 상기 각각의 열전판은 상기 히트 싱크의 반경 방향에 대해 소정의 각을 가져서 상기 복수의 열전판이 서로 소정의 사이각을 갖고 기울어지게 배치되는 유연열전소자 모듈 장치에 관한 것이다.
내연기관에서는 소정의 연료를 연소시켜 동력을 생산한다. 이 과정에서 대량의 폐열이 발생하며, 특히 배기관을 통해 배출되는 배기가스에는 대량의 폐열이 포함되어 있다.
열전 소자는 온도 차이를 이용하여 전기를 생산하는 장치로서, 이러한 폐열을 이용하여 전기를 생산할 경우, 에너지 재생이 구현되며 내연기관의 에너지 효율 또한 향상될 수 있다.
다만, 이러한 열전 소자의 경우, 고온부와 저온부 사이의 온도차이를 크게하여 에너지 생산 효율을 높이는 것이 큰 과제로 남게 된다.
열전 분야에서, 고효율의 열전기적 활성 물질에 대한 연구는 매우 중요하다. 열전기 물질의 특성은 이른바 figure of merit, ZT 값으로 표현한다.
Figure pat00001
상기 식에서 Z는 열전재료의 성능지수이며, S는 지벡 계수,
Figure pat00002
는 전기전도도, k는 열전도도, T는 온도를 나타낸다. 높은 성능지수를 얻기 위해서는 지벡계수와 전기전도도는 높고 열전도도는 작은 값을 가져야 한다. 열전도도는 비데만 프란츠 법칙(Wiedemann-Franz law)을 따르기 때문에 전기전도도와 독립된 제어가 어렵지만, 재료의 나노구조를 제어함으로써 전체 열전도도를 낮출 수 있다.
현재 저온 열전 재료로서 Bi2Te3을 발견한 이래로, 달성된 최대 ZT 값은 약 1에서 정체되었다. ZT 값이 2보다 크면, 열전기 시스템은 예를 들어 온도 제어에 대한 통상적인 기술과 경합할 수 있을 것이다. 열전기학에 있어서 사용 부문 및 적용 분야는 파라미터 ZT에 직접 의존하게 되는 데, 열전소자를 모듈로 만들었을 경우에는 다음과 같은 효율 관계식을 가지게 된다.
Figure pat00003
상기 식에서 ZT는 열전기 물질의 특성을 나타내는 것이고,
Figure pat00004
는
Figure pat00005
의 온차를 나타내고,
Figure pat00006
는 고온부의 온도로 배기관에 접촉하는 부분의 온도를 의미하고,
Figure pat00007
는 저온부의 온도로 Heat sink에 부착되는 부분의 온도를 의미한다.
위의 식에서 볼 수 있듯이
Figure pat00008
와
Figure pat00009
사이에 1 ℃이상의 차이만 나더라도 열전 모듈에서는 전기 에너지를 생성하게 되며,
Figure pat00010
와
Figure pat00011
의 차이가 커질수록 효율은 증가하게 된다. 예를 들어 ZT=1,
Figure pat00012
=50℃ ,
Figure pat00013
=100 ℃,
Figure pat00014
=50 ℃ 인 경우에는
Figure pat00015
약 10.82%의 효율을 가지게 되며, 플렉서블 열전 모듈의 수가 증가하게 되면 전기에너지의 생산은 더욱 증가하게 될 것이다.
하지만 위 식에서 고온부의 온도가 올라가면 효율이 낮아지므로 고온부의 온도가 높이는 만큼 저온부와 고온부의 차이가 더욱 많이 발생하도록 해주어야 한다.
등록특허 10-1265145
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 길이 방향으로 연장되는 히트 싱크; 및 상기 히트 싱크 내에 배치되는 열전 모듈;을 포함하며, 상기 히트 싱크는, 본체를 구성하는 파이프 형태의 바디, 및 상기 바디의 중심부에 형성되며 길이 방향으로 관통되는 중공을 갖고, 상기 열전 모듈은, 복수의 열전판을 갖되, 상기 각각의 열전판은 소정의 길이 및 폭을 갖는 판상으로 구성되며, 길이 방향으로 상기 히트 싱크와 나란히 연장되게 배치되되, 폭 방향으로 일 측은 상기 바디의 내주면에 연결되고 타 측은 상기 중공의 내측에 위치하게 배치되며, 상기 복수의 열전판은 상기 중공 내에서 원주 방향을 따라서 소정의 간격을 갖고 서로 나란하게 배열되되, 상기 각각의 열전판은 상기 히트 싱크의 반경 방향에 대해 소정의 각을 가져서 상기 복수의 열전판이 서로 소정의 사이각을 갖고 기울어지게 배치되는 유연열전소자 모듈 장치를 제공하는 데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유연열전소자 모듈 장치는, 길이 방향으로 연장되는 히트 싱크; 및 상기 히트 싱크 내에 배치되는 열전 모듈;을 포함하며, 상기 히트 싱크는, 본체를 구성하는 파이프 형태의 바디, 및 상기 바디의 중심부에 형성되며 길이 방향으로 관통되는 중공을 갖고, 상기 열전 모듈은, 복수의 열전판을 갖되, 상기 각각의 열전판은 소정의 길이 및 폭을 갖는 판상으로 구성되며, 길이 방향으로 상기 히트 싱크와 나란히 연장되게 배치되되, 폭 방향으로 일 측은 상기 바디의 내주면에 연결되고 타 측은 상기 중공의 내측에 위치하게 배치되며, 상기 복수의 열전판은 상기 중공 내에서 원주 방향을 따라서 소정의 간격을 갖고 서로 나란하게 배열되되, 상기 각각의 열전판은 상기 히트 싱크의 반경 방향에 대해 소정의 각을 가져서 상기 복수의 열전판이 서로 소정의 사이각을 갖고 기울어지게 배치된다.
바람직하게는, 상기 열전판의 폭 방향 타 측은 인접한 다른 열전판과 접하여, 상기 복수의 열전판의 폭 방향 타 측은 소정의 배기관이 관통하도록 원통형 형상을 구성한다.
바람직하게는, 상기 열전판은, 유연성을 갖는 재질로 구성되어 벤딩 가능하게 구성되되, 곡률반경이 1 mm 내지 10 mm 로 구성된다.
바람직하게는, 상기 바디는, 상기 중공을 형성하는 내주면에 소정의 돌출각 및 2 개의 빗변을 갖는 삼각형의 돌출부가 복수개 형성되되,상기 복수의 돌출부는 원주 방향으로 서로 나란하게 반복적으로 형성되어, 상기 바디의 내주면에 고랑 및 이랑이 교대로 형성되는 구성을 가지며, 상기 각각의 열전판은, 상기 각각의 돌출부의 일 측 빗변에 접하게 배치된다.
바람직하게는, 냉매가 유동하는 냉매관;을 더 포함하며, 상기 냉매관은, 상기 히트 싱크의 상기 바디 내에 매설되어 상기 바디를 관통하게 배치된다.
바람직하게는, 상기 냉매관은, 상기 고랑을 따라서 상기 히트 싱크의 길이방향으로 연장되게 구성된다.
바람직하게는, 복수의 연결 단자;를 더 포함하며, 상기 연결 단자는, 상기 복수의 열전판 사이에 각각 연결되어 상기 복수의 열전판을 직렬로 연결하게 구성된다.
바람직하게는, 상기 각각의 연결 단자는, 상기 히트 싱크의 외주면 둘레를 따라서 연장되되 부분적으로 절곡되어 상기 복수의 열전판의 양 단에 연결되게 배치된다.
바람직하게는, 상기 연결 단자는, 상기 열전판의 길이 방향 양단에 각각 연결되는 복수의 제1 연결 단자, 및 복수의 제2 연결 단자를 포함하고, 상기 제1 연결 단자는 서로 인접한 2 개의 열전판의 일 단을 연결하며, 상기 제2 연결 단자는 서로 인접한 2 개의 열전판의 타 단을 연결하되, 어느 하나의 열전판의 양 단에 상기 제1 연결 단자와 상기 제2 연결 단자가 각각 연결되어 상기 제1 연결 단자와 상기 제2 연결 단자가 각각 다른 하나의 열전판과 연결됨으로서 복수의 열전판이 직렬 연결되게 구성된다.
바람직하게는, 위치가 가변되는 복수의 이동 단자;를 더 포함하며, 상기 이동 단자는, 상기 복수의 연결 단자 사이를 연결하여, 상기 복수의 열전판을 병렬 연결하게 구성된다.
바람직하게는, 상기 이동 단자는, 상기 열전판의 길이 방향 양단에 각각 연결되는 복수의 제1 이동 단자, 및 복수의 제2 이동 단자를 포함하고, 상기 제1 이동 단자는 상기 복수의 제1 연결 단자 사이를 연결하고, 상기 제2 이동 단자는 상기 복수의 제2 연결 단자 사이를 각각 연결하여, 상기 복수의 열전판을 병렬 연결하게 구성된다.
바람직하게는, 상기 이동 단자는, 상기 히트 싱크의 외주면을 따라서 변위하여, 서로 인접한 연결 단자 사이를 연결하는 병렬 연결 모드, 및 서로 인접한 연결 단자 사이의 연결을 해제하는 직렬 연결 모드를 갖는다.
바람직하게는, 상기 히트 싱크의 양 단에 연결되는 캡;을 더 포함하며, 상기 캡은, 상기 히트 싱크에 대해 탈착되게 배치된다.
바람직하게는, 상기 히트 싱크의 양 단에 연결되는 캡;을 더 포함하며, 상기 캡은 상기 히트 싱크의 둘레 방향으로 회전가능하게 구성되며, 상기 이동 단자는, 상기 캡의 내측에 배치되고, 상기 캡의 회전에 따라서 변위하여 병렬 모드와 직렬 모드가 가변되는 구성을 갖는다.
바람직하게는, 상기 하우징은, 유연한 재질을 포함하고 길이 방향으로 형성된 분할선에 의해 측방향으로 분할되어 일 플레이트 형태로 펼쳐지게 구성되며, 둥글게 말려져 측방향 양 단부가 연결됨으로써 원통형 구성을 달성하는 구성을 갖는다.
바람직하게는, 상기 하우징은, 길이 방향으로 형성된 2 개의 분할선에 의해 측방향으로 2 개의 부분으로 분할되되, 상기 부분의 일 측은 힌지 연결되어 서로 회동하게 구성되며, 타 측은 소정의 시건 장치를 통해 연결되어 개폐되게 구성된다.
본 발명에 따른 유연열전소자 모듈 장치는, 기능을 갖는 열전판의 고온부와 저온부의 온도 차이가 한정된 공간 내에서 최대한으로 확대될 수 있다.
즉, 고온부로 작용하는 열전판의 일 단부가 소정의 배기관에 접하되, 직경방향이 아니라 접선 방향으로 접하며, 타 단부 또한 히트 싱크의 접선 방향으로 접함으로써, 고온부와 저온부 사이의 이격거리가 확대되며 따라서 고온부와 저온부 사이의 온도 차이가 최대로 확보되고 온도구배가 명료해질 수 있다. 아울러, 저온부에 인접한 히트 싱크 내에는 상술한 냉매관이 매설됨에 따라서, 저온부와 고온부 사이의 온도 차이가 더욱 확대될 수 있다. 이에 따라서 온도차에 의한 전기 생산 효율이 극대화될 수 있으며, 작은 공간 내에서 전기 생산율이 향상될 수 있다.
한편, 열전판이 구비되는 공간은 공기가 흐르거나, 또는 저압, 진공인 상태로 만들 수 있으며, 이에 의해서 열전판의 양쪽 끝단의 온도구배가 확실하게 됨으로써 전력생한 효율이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유연열전소자 모듈 장치는, 상기 열전 모듈을 구성하는 열전판이 유연성을 갖게 구성된다. 기존의 합금과 세라믹 소자의 열전모듈의 경우, 취성이 커서 내연기관의 진동과 외부의 충격으로 인해 시간이 경과할 경우 파괴될 우려가 있었다. 그러나, 본 발명에서는 이러한 유연성을 갖는 열전판이 마련되어, 이러한 단점을 방지하며, 상기 열전판이 내연기관의 배기관을 용이하게 감쌀 수 있게 설치됨으로써 내연기관의 진동과 외부의 충격을 용이하게 흡수할 수 있다. 또한, 이러한 유연성을 갖는 열전 모듈의 경우 재료의 특성상 합금과 세라믹에 비해 밀도가 낮은 탄소기반 유기재료를 주로 사용하여, 비교적 경량의 장점을 가질 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명에 따른 유연열전소자 모듈 장치는, 유연성을 갖는 열전 모듈이 히트 싱크 내에 마련됨으로써, 종래의 내연기관의 배기관에 용이하게 추가 설치 및 해제가 가능하다. 즉, 상기 열전 모듈이 유연성을 가져서 배기관이 쉽게 삽입될 수 있으므로, 단순히 배기관에 설치만 하는 것으로 구동이 가능하게 구성된다. 이를 통해, 종래의 내연기관 외에 새로운 내연기관 모두에 대해 적용이 가능하여 범용성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치는, 복수의 열전판이 연결 단자에 의해서 직렬 연결됨에 따라서, 높은 전력의 수득이 가능해질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치는, 연결 단자를 연결하는 이동 단자를 구비함에 따라서, 열전 모듈의 병렬 연결, 및 직렬 연결이 선택적으로 달성될 수 있다. 즉, 직렬로 연결할 경우, 높은 전력을 얻을 수 있으며, 병렬로 연결할 경우, 부분적으로 열전판 및 열전 모듈이 손상되는 경우에도 지속적인 전력 생산 및 공급이 가능해질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치는, 히트 싱크의 길이 방향 단부에 연결되는 캡을 포함하며, 상기 캡은 상기 히트 싱크에 대해 회전 가능하게 구성되고 상기 캡의 내측면에 이동 단자가 배치됨에 따라서, 상기 병렬 연결 모드와 직렬 연결 모드가 간단하게 가변될 수 있으며, 그에 따라서 전력의 생산 효율이 향상될 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치를 나타낸 도면이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치를 나타낸 도면이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치의 일부를 확대해 나타낸 도면이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치가 자동차 배기관에 설치된 형태를 나타낸 도면이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치를 나타낸 도면이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치의 열전 모듈과 연결 단자 사이의 연결을 나타낸 도면이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치의 열전 모듈과 연결 단자 및 이동 단자 사이의 연결을 나타낸 도면이다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치의 열전 모듈과 연결 단자 및 이동 단자 사이의 연결을 나타낸 도면이다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치의 연결 단자와 이동 단자 사이의 연결을 나타낸 도면이다.
도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치의 연결 단자와 이동 단자 사이의 연결을 나타낸 도면이다.
도 11 은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치의 연결 단자와 이동 단자 사이의 연결을 나타낸 도면이다.
도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치의 캡을 나타낸 도면이다.
도 13 은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치의 캡과 히트 싱크 사이의 연결을 나타낸 도면이다.
도 14 는 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치를 나타낸 도면이다.
도 15 는 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치를 펼쳐서 나타낸 도면이다.
도 16 은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치를 나타낸 도면이다.
도 17 은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치의 구조를 나타낸 도면이다.
도 18 은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치의 구조를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 설명한다. 본 실시예는 제한적인 것으로 의도된 것이 아니다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "상하", "좌우"등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 부재 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 부재의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 부재를 가로놓을 경우, "상하방향" 은 "좌우방향" 으로 해석될 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "상하"는 좌우 방향을 모두 포함할 수 있다. 부재는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 부재는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 부재의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도면에서 각 부재의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.
또한, 실시예에서 본 발명의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 본 발명을 이루는 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.
도 1 내지 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치(1)를 나타낸 도면이고, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치(1)가 자동차 배기관에 설치된 형태를 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 유연열전소자 모듈 장치(1)는, 길이 방향으로 연장되는 히트 싱크(100); 및 상기 히트 싱크(100) 내에 배치되는 열전 모듈(200);을 포함하며, 상기 히트 싱크(100)는, 본체를 구성하는 파이프 형태의 바디(110), 및 상기 바디(110)의 중심부에 형성되며 길이 방향으로 관통되는 중공(120)을 갖고, 상기 열전 모듈(200)은, 복수의 열전판(210)을 갖되, 상기 각각의 열전판(210)은 소정의 길이 및 폭을 갖는 판상으로 구성되며, 길이 방향으로 상기 히트 싱크(100)와 나란히 연장되게 배치되되, 폭 방향으로 일 측은 상기 바디(110)의 내주면에 연결되고 타 측은 상기 중공(120)의 내측에 위치하게 배치되며, 상기 복수의 열전판(210)은 상기 중공(120) 내에서 원주 방향을 따라서 소정의 간격을 갖고 서로 나란하게 배열되되, 상기 각각의 열전판(210)은 상기 히트 싱크(100)의 반경 방향에 대해 소정의 각을 가져서 상기 복수의 열전판(210)이 서로 소정의 사이각을 갖고 기울어지게 배치된다.
히트 싱크(100)는 본 발명에 따른 유연열전소자 모듈 장치(1)의 하우징으로서 기능하며, 열 매개체의 역할을 수행한다. 바람직하게는, 히트 싱크(100)는 열 전도가 우수한 재질로 구성될 수 있다. 히트 싱크(100)는 소정의 길이 방향으로 연장되는 구성을 갖는다.
히트 싱크(100)는 전체적으로 파이프 형태로 구성된다. 즉, 파이프 형태의 원통형 바디(110)를 갖고, 히트 싱크(100)의 길이 방향으로 관통되는 중공(120)을 갖는다.
열전 모듈(200)은 상기 히트 싱크(100) 내에 배치된다. 즉, 상기 열전 모듈(200)은 히트 싱크(100)의 중공(120) 내에 배치된다.
열전 모듈(200)은 복수개의 열전판(210)을 갖는다. 상기 각각의 열전판(210)은 소정의 길이 및 폭을 갖는 판상, 즉 소정의 플레이트(plate) 형태로 구성된다. 상기 열전판(210)은, 소정의 길이 및 폭을 가져서 길이 방향으로 상기 히트 싱크(100)와 나란히 연장되게 배치된다. 즉, 중공(120)이 관통되는 방향으로 길게 연장되게 배치된다. 또한, 폭 방향으로 일 측은 상기 바디(110)의 내주면에 연결되고 타 측은 상기 중공(120)의 내측에 위치하게 배치된다. 즉, 상기 열전판(210)의 폭 방향 일 측은 상기 히트 싱크(100)의 중공(120)의 내면에 닿아 부착되고, 타 측은 상기 중공(120)의 내부로 연장된다.
상기 열전판(210)은 P-형 반도체와 N-형 반도체을 접합하여 이루어지며, 온도의 차이에 의해서 전기를 생산하는 부재로 구성된다. 즉, 예컨대 상기 열전판(210)의 폭 방향 양 측에 고온의 고온부와 저온의 저온부가 각각 형성되면 상기 열전판(210) 내부에서 전기가 발생된다.
상기 복수의 열전판(210)은 상기 중공(120) 내에서 원주 방향을 따라서 소정의 간격을 갖고 서로 나란하게 배열되되, 상기 각각의 열전판(210)은 상기 히트 싱크(100)의 반경 방향에 대해 소정의 각을 가져서 상기 복수의 열전판(210)이 서로 소정의 사이각을 갖고 기울어지게 배치된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 열전판(210)은 소정의 간격 K 를 갖고 원주 방향을 따라서 서로 나란하게 배열된다. 아울러, 각각의 열전판(210)은 중공(120)의 내주면에서 중공(120)의 중심으로 향하게 연장되지 않고, 그에 대해 소정의 각을 갖게 연장된다. 즉, 도면에 도시된 바와 같이, 히트 싱크(100)의 반경 방향에 대해서 소정의 각을 갖게 배치되어 소위 기울어져 누운 형태의 배치를 갖는다. 이에 따라서 각각의 열전판(210)은 히트 싱크(100)의 중심과 소정의 이격거리를 가지며 히트 싱크(100)의 면적을 분할하는 선분과 중첩되는 배치를 갖는다.
바람직하게는, 상기 바디(110)는, 상기 중공(120)을 형성하는 내주면에 소정의 돌출각 및 2 개의 빗변을 갖는 삼각형의 돌출부(120)가 복수개 형성되되, 상기 복수의 돌출부(120)는 원주 방향으로 서로 나란하게 반복적으로 형성되어, 상기 바디(110)의 내주면에 고랑(124) 및 이랑(122)이 교대로 형성되는 구성을 가지며, 상기 각각의 열전판(210)은, 상기 각각의 돌출부(120)의 일 측 빗변에 접하게 배치된다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 중공(120)을 형성하는 내주면에 복수의 돌출부(120)가 형성되되, 상기 돌출부(120)는 각각 소정의 돌출각 θ 와, 상기 돌출각을 중심으로 한 2 개의 빗변을 갖는 삼각형으로 구성되며, 상기 돌출부(120)는 각각 히트 싱크(100)의 길이 방향으로 연장되되 원주 방향으로 서로 나란히 배열되어 바디(110)의 내주면에 고랑(124) 및 이랑(122)이 교대로 형성되는 구성을 이룰 수 있다. 아울러, 상기 열전판(210)의 폭 방향 일 측부는 상기 각각의 돌출부(120)의 일 측 빗변이 접하게 배치되어 상기 열전판(210)의 기울어진 배치 구조가 달성될 수 있다. 한편, 히트 싱트(100)의 외면 부분에는 다수의 홈이 형성될 수 있으며, 이에 의해서 표면적이 더욱 확대되어 열 배출에 용이할 수 있다.
아울러, 냉매가 유동하는 냉매관(300)이 마련되며, 상기 냉매관(300)은, 상기 히트 싱크(100)의 상기 바디(110) 내에 매설되어 상기 바디(110)를 관통하게 배치될 수 있다. 상기 냉매관(300)은 상기 열전판(210)의 폭 방향으로 온도 차이를 유지하게 하는 부재로서, 상기 바디(110) 내에 매설되고 소정의 냉수와 같은 냉매가 유동하게 함으로써 상기 열전판(210)의 폭 방향 일 측부의 온도가 저온을 유지하도록 할 수 있다. 한편, 도면에 도시된 바와 같이 상기 냉매관(300)은 상기 바디(110) 내에 매설되어 바디(110)를 길이 방향으로 관통하되, 상술한 돌출부(120)에 의해 이루어진 상기 이랑(122)을 따라서 상기 히트 싱크(100)의 길이방향으로 연장되게 구성된다.
상기와 같은 구성을 가짐에 따라서, 상기 복수의 열전판(210)이 배열되어 형성된 배열 형태는 상기 중공(120) 내에 대체로 원통형의 공간을 형성한다. 즉, 바람직하게는, 상기 열전판(210)의 폭 방향 타 측은 인접한 다른 열전판(210)과 접할 수 있으며 또는 접하지 아니할 수 있다. , 상기 복수의 열전판(210)의 폭 방향 타 측은 소정의 배기관이 관통하도록 원통형 형상을 구성한다.
아울러 상기 원통형 공간의 외주부에는 상기 열전판(210)이 각각 위치한다. 이에 따라서, 도 4 에 도시된 바와 같이, 상기 원통형 공간 내에 소정의 배기관이 위치할 수 있다. 또한, 상기 열전판(210)과 배기관 사이의 위치 관계는 상기 원통형 배기관의 직경 방향으로 상기 열전판(210)이 닿는 것이 아니라, 원통형 배기관의 접선 형태로 상기 열전판(210)이 닿는 구조를 가질 수 있다.
바람직하게는, 상기 열전판(210)은, 유연성을 갖는 재질로 구성되어 벤딩 가능하게 구성된다. 한편, 바람직하게는, 상기 벤딩에 의한 곡률반경우 1 mm 내지 10 m 일 수 있다. 바람직하게는, 상기 열전판(210)은, 예컨대 유리화온도(=glass temperature , Tg)가 배기관 온도를 견딜 수 있는 내열성을 가진 고분자(ex. Polyimide , poly(ether ether keton) , Poly(ether sulfone) , Poly(phenylene sulfide)등)로 코팅된 졀전소자를 포함하며, 유연열전소자로 사용되어지는 n형 p형 반도체 열전재료는 내열성을 가진 폴리머로 코팅된 상태에서 곡률반경이 1mm~10m정도로 구성이 되어지는 소자를 포함할 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 유연열전소자 모듈 장치(1)는, 유연열전소자의 기능을 갖는 열전판(210)의 고온부와 저온부의 온도 차이가 한정된 공간 내에서 최대한으로 확대될 수 있다.
열전모듈의 효율을 증가시키기 위해서는 온도 차이가 크게 유지되도록 해야 한다. 이를 위해서는, 고온부와 저온부 사이의 온도 차이를 크게 하는 것 외에, 고온부와 저온부 사이의 거리를 적절히 이격시켜 고온부의 열이 저온부에 전달되어 열 평형이 이루어지는 것을 방지하는 방법을 취할 수 있다.
즉, 상기 고온부로 작용하는 열전판(210)의 일 단부가 상술한 소정의 배기관에 접하되, 직경방향 외에 접선 방향으로 접할 수 있으며, 타 단부 또한 히트 싱크(100)의 접선 방향으로 접함으로써, 고온부와 저온부 사이의 이격거리가 확대되며 따라서 고온부와 저온부 사이의 온도 차이가 최대로 확보되고 온도구배가 명료해질 수 있다. 아울러, 저온부에 인접한 히트 싱크(100) 내에는 상술한 냉매관(300)이 매설됨에 따라서, 저온부와 고온부 사이의 온도 차이가 더욱 확대될 수 있다. 이에 따라서 온도차에 의한 전기 생산 효율이 극대화될 수 있으며, 작은 공간 내에서 전기 생산율이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유연열전소자 모듈 장치(1)는, 상기 열전 모듈(200)을 구성하는 열전판(210)이 유연성을 갖게 구성된다. 기존의 합금과 세라믹 소자의 열전모듈의 경우, 취성이 커서 내연기관의 진동과 외부의 충격으로 인해 시간이 경과할 경우 파괴될 우려가 있었다. 그러나, 본 발명에서는 이러한 유연성을 갖는 열전판(210)이 마련되어, 이러한 단점을 방지하며, 상기 열전판(210)이 내연기관의 배기관을 용이하게 감쌀 수 있게 설치됨으로써 내연기관의 진동과 외부의 충격을 용이하게 흡수할 수 있다. 또한, 이러한 유연성을 갖는 열전 모듈(200)의 경우 재료의 특성상 합금과 세라믹에 비해 밀도가 낮은 탄소기반 유기재료를 주로 사용하여, 비교적 경량의 장점을 가질 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명에 따른 유연열전소자 모듈 장치(1)는, 연성을 갖는 열전 모듈(200)이 히트 싱크(100) 내에 마련됨으로써, 종래의 내연기관의 배기관에 용이하게 추가 설치 및 해제가 가능하다. 즉, 상기 열전 모듈(200)이 연성을 가져서 배기관이 쉽게 삽입될 수 있으므로, 단순히 배기관에 설치만 하는 것으로 구동이 가능하게 구성된다. 이를 통해, 종래의 내연기관 외에 새로운 내연기관 모두에 대해 적용이 가능하여 범용성을 확보할 수 있다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치(1)를 나타낸 도면이고, 도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치(1)의 열전 모듈(200)과 연결 단자(400) 사이의 연결을 나타낸 도면이다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 유연열전소자 모듈 장치(1)는, 복수의 연결 단자(400);를 더 포함하며, 상기 연결 단자(400)는, 상기 복수의 열전판(210) 사이에 각각 연결되어 상기 복수의 열전판(210)을 직렬로 연결하게 구성된다.
즉, 도 5 에 도시된 바와 같이, 소정의 연결 단자(400)가 마련되며, 상기 연결 단자(400)는 상기 복수의 열전판(210) 사이에 각각 연결되어 상기 복수의 열전판(210)을 직렬로 연결한다. 즉, 열전판(210) - 연결 단자(400) - 열전판(210) - 연결 단자(400)의 순차적인 연결 구성을 가질 수 있다.
이때, 바람직하게는, 상기 각각의 연결 단자(400)는, 상기 히트 싱크(100)의 외주면 둘레를 따라서 연장되되 부분적으로 절곡되어 상기 복수의 열전판(210)의 양 단에 연결되게 배치된다. 즉, 도 5 에 도시된 바와 같이, 상기 연결 단자(400)의 일 부분은 절곡되어 양 단이 상기 열전판(210)에 연결되며, 가운데 부분은 상기 히트 싱크(100)의 외주면 둘레를 따라서 연장되는 구성을 가질 수 있다.
바람직하게는, 도 6 에 도시된 바와 같이, 상기 연결 단자(400)는, 상기 열전판(210)의 길이 방향 양단에 각각 연결되는 복수의 제1 연결 단자(410), 및 복수의 제2 연결 단자(420)를 포함하고, 상기 제1 연결 단자(410)는 서로 인접한 2 개의 열전판(210)의 일 단을 연결하며, 상기 제2 연결 단자(420)는 서로 인접한 2 개의 열전판(210)의 타 단을 연결하되, 어느 하나의 열전판(210)의 양 단에 상기 제1 연결 단자(410)와 상기 제2 연결 단자(420)가 각각 연결되어 상기 제1 연결 단자(410)와 상기 제2 연결 단자(420)가 각각 다른 하나의 열전판(210)과 연결됨으로서 복수의 열전판(210)이 직렬 연결되게 구성된다. 여기서 길이 방향이라 함은, 상술한 바와 같이, 중공(120)이 관통되는 방향 및 히트 싱크(100)가 연장되는 방향을 의미한다. 이러한 구성을 가짐에 따라서 도 6 의 I 와 같은 방향으로 전류가 흐를 수 있다.
상기와 같이 복수의 열전판(210)이 연결 단자(400)에 의해서 직렬 연결됨에 따라서, 높은 전력의 수득이 가능해질 수 있다. 한편, 이때, 소정의 전기 입력 단자 및 출력 단자가 마련될 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다.
도 7 및 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치(1)의 열전 모듈(200)과 연결 단자(400) 및 이동 단자(500) 사이의 연결을 나타낸 도면이고, 도 9 내지 도 11 은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치(1)의 연결 단자(400)와 이동 단자(500) 사이의 연결을 나타낸 도면이다.
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치(1)는 위치가 가변되는 복수의 이동 단자(500);를 더 포함하며, 상기 이동 단자(500)는, 상기 복수의 연결 단자(400) 사이를 연결하여, 상기 복수의 열전판(210)을 병렬 연결하게 구성되되, 위치가 가변하여 상기 복수의 연결 단자(400) 사이를 연결하거나, 또는 연결 해제하게 구성된다.
상기 이동 단자(500)는 상기 연결 단자(400) 사이를 연결한다. 이에 따라서, 도 7 에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 열전판(210) 사이의 병렬 연결이 달성된다.
바람직하게는, 상기 이동 단자(500)는, 상기 열전판(210)의 길이 방향 양단에 각각 연결되는 복수의 제1 이동 단자(510), 및 복수의 제2 이동 단자(520)를 포함하고, 상기 제1 이동 단자(510)는 상기 복수의 제1 연결 단자(410) 사이를 연결하고, 상기 제2 이동 단자(520)는 상기 복수의 제2 연결 단자(420) 사이를 각각 연결하여, 상기 복수의 열전판(210)을 병렬 연결하게 구성된다.
이때, 상기 이동 단자(500)는, 도 7 과 도 8 에 도시된 바와 같이 소정의 화살표 방향 T 으로 변위하여 연결 단자(400) 사이의 연결을 달성하거나 해제할 수 있다. 이에 따라서, 이동 단자(500)와 연결 단자(400) 사이의 연결이 달성되면 열전판(210) 사이의 병렬 연결 모드가 구현되며, 이동 단자(500)와 연결 단자(400) 사이의 연결이 해제되면 열전판(210) 사이의 직렬 연결 모드가 구현된다. 즉, 도 9 에 도시된 바와 같이, 복수의 이동 단자(500)와 복수의 연결 단자(400)가 마련되되, 상기 이동 단자(500)는 화살표 S 와 같이 변위하여 복수의 연결 단자(400) 사이를 연결하거나, 또는 연결 해제할 수 있게 된다.
바람직하게는, 상기 이동 단자(500)는, 상기 히트 싱크(100)의 외주면을 따라서 변위하여, 서로 인접한 연결 단자(400) 사이를 연결하는 병렬 연결 모드, 및 서로 인접한 연결 단자(400) 사이의 연결을 해제하는 직렬 연결 모드를 갖는다. 즉, 도 10 및 11 에 도시된 바와 같이, 상기 연결 단자(400)와 이동 단자(500)는 히트 싱크(100)의 외주면을 따라서 배치되되, 상기 이동 단자(500)는 상기 히트 싱크(100)의 외주면을 따라서 변위하여 연결 단자(400) 사이의 연결을 달성하거나, 또는 해제할 수 있다.
상기와 같은 구성을 가짐에 따라서, 열전 모듈(200)의 병렬 연결, 및 직렬 연결이 선택적으로 달성될 수 있다. 즉, 직렬로 연결할 경우, 높은 전력을 얻을 수 있으며, 병렬로 연결할 경우, 부분적으로 열전판(210) 및 열전 모듈(200)이 손상되는 경우에도 지속적인 전력 생산 및 공급이 가능해질 수 있다.
도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치(1)의 캡(600)을 나타낸 도면이고, 도 13 은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치(1)의 캡(600)과 히트 싱크(100) 사이의 연결을 나타낸 도면이며, 도 14 는 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치(1)를 나타낸 도면이다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 유연열전소자 모듈 장치(1)는, 상기 히트 싱크(100)의 양 단에 연결되는 캡(600);을 더 포함하며, 상기 캡(600)은, 상기 히트 싱크(100)에 대해 탈착되게 배치된다.
상기 캡(600)은 상기 히트 싱크(100)의 양 단에 배치되어 연결되는 것으로서, 소정의 고무 마개와 같은 구성을 가질 수 있다. 바람직하게는, 상기 캡(600)은 상기 히트 싱크(100)의 길이 방향 단부의 형태에 대응하여 소정의 원환 형태의 단부 결합부(610)를 가질 수 있다.
한편, 상기 캡(600)은 고무, 금속 등 다양한 재질로 구성될 수 있으며, 재질에 한정되지 않는다. 캡(600)은 배기관의 진동 및 기계의 진동을 견딜 수 있도록 강성을 가질 수 있으며, 배기관에 직접적으로 접촉할 수 있으므로 내열성이 있는 재료로 구성될 수 있다. 또한, 캡(600)은 열전 모듈(200)의 열전판(210)들이 배기관들을 감싸는 것을 지지하는 역할에 기여할 수 있다. 아울러, 그 형태 또한 도면에 도시된 바와 같이 한정하지 않는다.
바람직하게는, 상기 캡(600)은 상기 히트 싱크(100)의 둘레 방향으로 회전가능하게 구성되며, 상기 이동 단자(500)는, 상기 캡(600)의 내측에 배치되고, 상기 캡(600)의 회전에 따라서 변위하여 병렬 모드와 직렬 모드가 가변되는 구성을 갖는다.
즉, 상술한 바와 같이, 상기 연결 단자(400)에 대해 상기 이동 단자(500)가 변위하여 연결 단자(400) 사이의 전기적 연결이 결정되되, 상기 이동 단자(500)는 상기 캡(600)의 내측에 배치되어 캡(600)이 회전함에 따라서 변위하고 따라서 연결 단자(400) 사이의 연결이 달성되는 구성을 가질 수 있다. 이때, 캡(600)의 회전은 도 13 의 화살표 R 과 같이 이루어지며, 이에 따라서 이동 단자(500)가 변위하여 연결 단자(400) 사이의 연결을 달성할 수 있다.
이러한 구성을 가짐에 따라서, 상기 병렬 연결 모드와 직렬 연결 모드가 간단하게 가변될 수 있으며, 그에 따라서 전력의 생산 효율이 향상될 수 있다.
도 15 는 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치(1)를 펼쳐서 나타낸 도면이며, 도 16 은 도 15 의 유연열전소자 모듈 장치(1)를 나타낸 도면이다. 또한, 도 17 및 18 은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치(1)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 15 에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치(1)의 히트 싱크(100)는 유연한 재질로 구성될 수 있다. 한편, 히트 싱크(100)는 길이방향으로 분할된 일 분할선에 의해서 측방향으로 분할되어 일 플레이트 형태로 펼쳐진 형태로 구성될 수 있으며, 상기 히트 싱크(100)를 말아서 측방향 단부를 연결 시킴으로써 도 16 과 같이 원통형 히트 싱크(100) 및 원통형 유연열전소자 모듈 장치(1)를 구현할 수 있다. 즉, 상기 히트 싱크(100)는 하나의 플레이트형 구성을 갖되, 유연성을 가져서 동그랗게 말아 측방향 단부가 연결됨으로써 원통형 구성을 달성하는 구성을 가질 수 있다. 이때, 상기 히트 싱크(100)에 결합된 열전판(210)은 상기 히트 싱크(100)의 면적 방향에 대해 대각 방향으로 연장되게 결합된 형태를 가질 수 있다. 한편, 상기 히트 싱크(100)의 측방향 양 단부에서 서로 결합을 수행할 수 있도록 소정의 결합 수단이 마련될 수 있으며, 결합 수단은 예컨대 소정의 클립, 걸이 등의 시건 장치일 수 있다. 이러한 구성을 가짐에 따라서, 소정의 파이프에 대해 용이한 설치가 가능해질 수 있다. 즉, 파이프의 외측에 상기 히트 싱크(100)를 펼친 후 상기 파이프를 중심으로 히트 싱크(100)를 말아서 단부를 결합시킴으로써 간단한 설치를 달성할 수 있다.
도 17 및 18 은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치(1)의 구조를 나타낸 도면이다. 도 17 및 18 에 의하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유연열전소자 모듈 장치(1)의 히트 싱크(100)는 파선 A - B 를 따라서 분할될 수 있다. 즉, 원통형 시트 싱크는 A - B 를 따라서 분할되어 각각 반원통 형태의 2 부분으로 분할될 수 있고, 이에 따라서 길이 방향으로 연장되는 2 개의 분할선이 마련될 수 있다. 이때, 일 측은 연결단으로써 반원통 형태의 2 부분을 서로 회동 가능하게 연결하는 소정의 경첩과 같은 연결 장치가 마련되며, 타 측은 개방단으로서 분할된 양측을 고정하는 소정의 시건 장치가 마련될 수 있다. 이에 따라서, 일 측을 중심으로 회동하여 히트 싱크(100)의 개폐가 수행될 수 있다.
상기와 같은 구성을 가짐에 따라서 소정의 파이프에 대한 설치가 용이하게 이루어질 수 있다. 즉, 개방단을 개방한 후, 내부에 파이프가 위치하도록 하고, 이어서 개방단을 닫아 고정시킴으로써 파이프에 대한 간단한 설치가 달성될 수 있다.
이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
1: 유연열전소자 모듈 장치
100: 히트 싱크
110: 바디
120: 중공
122: 이랑
124: 고랑
200: 열전 모듈
210: 열전판
300: 냉매관
400: 연결 단자
410: 제1 연결 단자
420: 제2 연결 단자
500: 이동 단자
510: 제1 이동 단자
520: 제2 이동 단자
600: 캡
610: 단부 결합부

Claims (18)

  1. 길이 방향으로 연장되는 히트 싱크; 및
    상기 히트 싱크 내에 배치되는 열전 모듈;
    을 포함하며,
    상기 히트 싱크는,
    본체를 구성하는 파이프 형태의 바디, 및
    상기 바디의 중심부에 형성되며 길이 방향으로 관통되는 중공을 갖고,
    상기 열전 모듈은,
    복수의 열전판을 갖되,
    상기 각각의 열전판은 소정의 길이 및 폭을 갖는 판상으로 구성되며,
    길이 방향으로 상기 히트 싱크와 나란히 연장되게 배치되되,
    폭 방향으로 일 측은 상기 바디의 내주면에 연결되고 타 측은 상기 중공의 내측에 위치하게 배치되며,
    상기 복수의 열전판은 상기 중공 내에서 원주 방향을 따라서 소정의 간격을 갖고 서로 나란하게 배열되되,
    상기 각각의 열전판은 상기 히트 싱크의 반경 방향에 대해 소정의 각을 가져서 상기 복수의 열전판이 서로 소정의 사이각을 갖고 기울어지게 배치되는 유연열전소자 모듈 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 열전판의 폭 방향 일 측은 인접한 다른 열전판과 접하여,
    상기 열전판의 폭 방향 타 측은 소정의 배기관이 관통하도록 원통형 형상을 구성하는 유연열전소자 모듈 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 열전판의 폭 방향 일 측은 n 형 반도체의 끝 단이 위치하며,
    상기 열전판의 폭 방향 타 측은 p 형 반도체의 끝 단이 위치하는 유연열전소자 모듈 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 열전판은,
    유연성을 갖는 재질로 구성되어 벤딩 가능한 유연열전소자 모듈 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 열전판은,
    유연성을 갖되, 곡률반경이 1mm 내지 10 m 인 유연열전소자 모듈 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 바디는,
    상기 중공을 형성하는 내주면에 소정의 돌출각 및 2 개의 빗변을 갖는 삼각형의 돌출부가 복수개 형성되되,
    상기 복수의 돌출부는 원주 방향으로 서로 나란하게 반복적으로 형성되어, 상기 바디의 내주면에 고랑 및 이랑이 교대로 형성되는 구성을 가지며,
    상기 각각의 열전판은,
    상기 각각의 돌출부의 일 측 빗변에 접하게 배치되는 유연열전소자 모듈 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    냉매가 유동하는 냉매관;을 더 포함하며,
    상기 냉매관은,
    상기 히트 싱크의 상기 바디 내에 매설되어 상기 바디를 관통하게 배치되는 유연열전소자 모듈 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 냉매관은,
    상기 고랑을 따라서 상기 히트 싱크의 길이방향으로 연장되는 유연열전소자 모듈 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    복수의 연결 단자;를 더 포함하며,
    상기 연결 단자는,
    상기 복수의 열전판 사이에 각각 연결되어 상기 복수의 열전판을 직렬로 연결하는 유연열전소자 모듈 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 각각의 연결 단자는,
    상기 히트 싱크의 외주면 둘레를 따라서 연장되되 부분적으로 절곡되어 상기 복수의 열전판의 양 단에 연결되게 배치되는 유연열전소자 모듈 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 연결 단자는,
    상기 열전판의 길이 방향 양단에 각각 연결되는 복수의 제1 연결 단자, 및 복수의 제2 연결 단자를 포함하고,
    상기 제1 연결 단자는 서로 인접한 2 개의 열전판의 일 단을 연결하며,
    상기 제2 연결 단자는 서로 인접한 2 개의 열전판의 타 단을 연결하되,
    어느 하나의 열전판의 양 단에 상기 제1 연결 단자와 상기 제2 연결 단자가 각각 연결되어 상기 제1 연결 단자와 상기 제2 연결 단자가 각각 다른 하나의 열전판과 연결됨으로서 복수의 열전판이 직렬 연결되는 유연열전소자 모듈 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    위치가 가변되는 복수의 이동 단자;를 더 포함하며,
    상기 이동 단자는, 상기 복수의 연결 단자 사이를 연결하여,
    상기 복수의 열전판을 병렬 연결하게 구성되되,
    위치가 가변하여 상기 복수의 연결 단자 사이를 연결하거나, 또는 연결 해제하게 구성되는 유연열전소자 모듈 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 이동 단자는
    상기 열전판의 길이 방향 양단에 각각 연결되는 복수의 제1 이동 단자, 및 복수의 제2 이동 단자를 포함하고,
    상기 제1 이동 단자는 상기 복수의 제1 연결 단자 사이를 연결하고,
    상기 제2 이동 단자는 상기 복수의 제2 연결 단자 사이를 각각 연결하여,
    상기 복수의 열전판을 병렬 연결하는 유연열전소자 모듈 장치.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 이동 단자는,
    상기 히트 싱크의 외주면을 따라서 변위하여,
    서로 인접한 연결 단자 사이를 연결하는 병렬 연결 모드, 및
    서로 인접한 연결 단자 사이의 연결을 해제하는 직렬 연결 모드를 갖는 유연열전소자 모듈 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 히트 싱크의 양 단에 연결되는 캡;을 더 포함하며,
    상기 캡은,
    상기 히트 싱크에 대해 탈착되게 배치되는 유연열전소자 모듈 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 캡은 상기 히트 싱크의 둘레 방향으로 회전가능하게 구성되며,
    상기 이동 단자는,
    상기 캡의 내측에 배치되고,
    상기 캡의 회전에 따라서 변위하여 병렬 모드와 직렬 모드가 가변되는 유연열전소자 모듈 장치.
  17. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징은,
    유연한 재질을 포함하고 길이 방향으로 형성된 분할선에 의해 측방향으로 분할되어 일 플레이트 형태로 펼쳐지게 구성되며,
    둥글게 말려져 측방향 양 단부가 연결됨으로써 원통형 구성을 달성하는 열전소자 모듈 장치.
  18. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징은,
    길이 방향으로 형성된 2 개의 분할선에 의해 측방향으로 2 개의 부분으로 분할되되,
    상기 부분의 일 측은 힌지 연결되어 서로 회동하게 구성되며,
    타 측은 소정의 시건 장치를 통해 연결되어 개폐되게 구성된 열전소자 모듈 장치.
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