KR20190006535A - 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치 - Google Patents

전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치(20)에 관한 것이다. 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치(20)는 복수의 반도체 소자(4)로 구성되는 적어도 하나의 층(6)과; 적어도 2개의 부재(26, 28)로 형성되는 적어도 하나의 외함부(22)를; 포함하며, 외함부의 대향하는 광폭측 표면(26', 28')들 사이에는 복수의 반도체 소자(4)로 구성되는 적어도 하나의 층(6)이 수용되고, 외함부(22)를 형성하는 2개의 부재(26, 28) 중 적어도 하나는 복수의 반도체 소자(4)로 구성되는 층(6)보다 측면으로 더 돌출되며, 복수의 반도체 소자(4)로 구성되는 층(6)보다 측면으로 더 돌출되는 각각의 부재(26, 28)의 섹션(30)은 기능 섹션(32)으로서 형성된다.

Description

전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치
본 발명은 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치에 관한 것이다.
전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치는 통상 이른바 열전 장치(thermoelectric device)를 의미하거나 전열 변환기(electrothermal converter)(약어: TED)를 의미하기도 한다. 상기 유형의 열전 장치는, 각각의 전류 흐름 방향에 따라서, 가열 모드 또는 냉각 모드로 작동될 수 있다. 이 경우, 전류 흐름이 있는 경우, 열전 장치의 2개의 대향하는 측에서는 온도차가 생성된다.
종래 기술로부터는 이미 상기 유형의 열전 장치가 다수 공지되어 있다. 대표적인 열전 장치는 복수의 반도체 소자(semiconductor element)로 이루어진 층을 포함한다. 복수의 반도체 소자로 구성되는 층은 예컨대 통상 반도체 재료로 이루어지고 p형 및 n형 도핑된 직육면체들의 형태로 형성되는 이른바 열전 펠릿들(약어: TE 펠릿)의 층일 수 있다.
반도체 재료로 이루어진 직육면체들은 상면 및 하면 상에서 교호적으로 금속 브릿지들을 통해 서로 연결된다. 상기 각각의 연결로 인해 반도체 소자들의 직렬 회로가 형성되며, 그럼으로써 공급되는 전류는 직육면체들 중 각각의 개별 직육면체를 관류하게 된다. 전류 세기 및 전류 방향에 따라서, 일측 측면 표면의 연결점들은 냉각되며, 그에 반해 타측 측면 표면의 연결점들은 가열된다. 그 결과, 전류에 의해 열은 일측 측면 표면에서 타측 측면 표면으로 펌핑될 수 있으며, 그럼으로써 측면 표면들 간의 온도차가 조정된다.
통상적으로, 반도체 소자들로 이루어진 층은, 세라믹판 또는 구리판으로 이루어진 2겹의 형태이면서 외함부(enclosure)를 형성하는 부재들 사이에서 납땜되거나, 또는 다른 방식으로 결합되는데, 그 이유는 특히 세라믹 및 구리가 높은 열전도도를 보유하기 때문이다. 그에 이어서, 외함부의 상면 부재 및 하면 부재는 납땜 결합, 접착 결합, 압착 결합, 윤활제 결합, 또는 열 필름 결합에 의해 예컨대 유체 회로와 같은 다른 부품들에 연결될 수 있다. 그러나 상기 유형의 공지된 유닛들에서의 문제는, 전술한 상면 및 하면 부재가, 열전 장치의 고정 결합, 또는 밀봉식이거나 유연한 고정을 가능하게 하도록 구성되어 있지 않다는 점에 있는데, 그 이유는 특히 세라믹판들 또는 구리판들로 이루어진 외함부의 부재들이 매우 강성이면서 형태 안정적인 부재들이기 때문이다.
또한, 예컨대 유체 회로에 상기 유형의 열전 장치를 결합할 때에도, 복수의 반도체 소자로 이루어진 층의 외함부의 구성요소로서의 세라믹판들 또는 구리판들의 분명한 단점들이 발생하기도 한다. 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 공지된 다수의 변환 장치의 경우, 반도체 소자들로 이루어진 층은 세라믹판들 또는 구리판들 사이로 끼워지며, 반도체 소자들은 예컨대 납땜 재료, 접착제, 윤활제, 열 필름 등의 층에 의해 세라믹판들 또는 구리판들 사이에 결합된다. 외함부의 일측 부재를 통해, 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치는 유체 회로에 연결될 수 있다. 그러나 이런 구성의 경우, 유체 회로 방향의 열 흐름에 대해 다수의 열 저항이 발생할 수 있다. 따라서 확인된 점에 따르면, 매체의 열 흐름 동안 분명한 열 손실이 기록된다. 특히 액체 또는 기체 흐름의 경우, 변환 장치의 밀봉 결손 또는 밀봉 불량과 결부되어 바람직하지 못한 유체 손실이 발생할 수 있다.
따라서 본 발명의 과제는, 종래 기술의 전술한 단점들을 적어도 부분적으로 해소하는, 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제는, 청구항 제1항의 특징들을 가지는, 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치를 통해 해결된다. 또 다른 바람직한 구현예들은 종속 청구항들을 통해 기재된다.
전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 본 발명에 따른 변환 장치는, 복수의 반도체 소자로 구성되는 적어도 하나의 층; 및 적어도 2개의 부재로 형성되는 외함부;를 포함하며, 외함부의 대향하는 광폭측 표면들(broadside surface) 사이에는 복수의 반도체 소자로 구성되는 적어도 하나의 층이 수용된다. 외함부를 형성하는 2개의 부재 중 적어도 하나는 복수의 반도체 소자로 구성되는 층보다 측면으로 더 돌출된다. 또한, 복수의 반도체 소자로 구성되는 층보다 측면으로 더 돌출되는 각각의 부재의 섹션은 기능 섹션(function section)으로서 형성된다.
그 밖에도, 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치의 본 발명에 따른 실시 예의 경우, 외함부를 형성하는 2개의 부재 중 적어도 하나의 부재의 기능 섹션은 적어도 일부 영역에서 만곡 구조(curved structure)를 포함할 수 있다. 기능 섹션을 형성하는 적어도 하나의 부재가 유체에 바로 인접하여 배치되는 경우, 유체에 대해 복수의 반도체 소자로 구성되는 층을 밀봉하기 위해, 기능 섹션은 만곡 구조의 영역에서 실링 유닛으로서 유체를 내포하는 엘리먼트와 상호작용할 수 있다. 이런 방식으로, 외함부를 형성하는 2개의 부재 중 적어도 하나의 부재의 기능 섹션은 동시에 실링(sealing) 또는 패킹(packing)으로서 작용할 수 있다. 특히, 유체를 내포하는 엘리먼트 상에 배치되어 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치와 유체를 내포하는 엘리먼트 사이의 틈새들 또는 간극들을 통해 유체를 내포하는 엘리먼트에서부터 유체의 의도되지 않은 유출을 통한 유체의 손실을 방지하기 위해, 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치가 기체 또는 액체 유체를 내포하는 엘리먼트에 결합될 때, 패킹이 바람직할 수 있다. 밀봉 특성들을 제공하기 위해, 기능 섹션은 함몰부들 및/또는 만곡부들을 구비할 수 있거나, 또는 함몰부들 및/또는 만곡부들을 형성할 수 있다.
이 경우, 바람직하게는, 밀봉을 위해 제공되는 기능 섹션의 만곡 구조는 복수의 반도체 소자로 구성되는 층의 영역을 중심으로 소정의 이격 간격으로 이격되어 연장되며, 그리고 유체를 내포하는 엘리먼트와 상호작용하면서 하나의 실링 링(sealing ring)을 형성하여, 복수의 반도체 소자로 구성되는 층은 유체에 대해 밀봉된다.
또한, 기능 섹션은 해당 부재의 추가 영역들에 비해 상대적으로 더 큰 강성을 보유할 수 있다. 해당 부재의 상대적으로 더 큰 강성은 예컨대 해당 부재의 기능 섹션의 영역 내에서 강화 및/또는 보강되어 형성된 재료를 통해 실현될 수 있다. 해당 부재의 기능 섹션의 강화는 예컨대 해당 부재의 추가 영역들에 비해 기능 섹션의 영역에서 해당 부재의 증가된 횡단면을 통해 형성될 수 있다. 또한, 기능 섹션의 영역에서 다른 재료들 및/또는 강화 또는 보강 엘리먼트들의 부가를 통해 해당 부재를 강화하는 점 역시도 생각해볼 수 있다. 강화 및/또는 보강을 통해, 외함부를 형성하는 2개의 부재 중 적어도 하나의 부재의 안정성은 개선될 수 있다. 이런 방식으로, 예컨대 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치의 개별 부재들 간의 납땜 연결부들의 의도하지 않은 굽힘이나 파손은 방지될 수 있다.
이 경우, 기능 섹션은 통상의 방법들을 통해 예컨대 O 링들과 같은 실링 수단들, 실리콘, 땜납 또는 접착제와 같은 실란트의 수용이 가능하거나 수월해지도록 형성될 수 있다. 또한, 기능 표면(function surface)은, 재료 결합식 결합(예: 용접)이 구현될 수 있도록 형성될 수 있다.
또한, 기능 섹션과 반도체 소자들 사이의 열 전도도에는, 예컨대 이격 간격, 벽 두께, 핀 부착(finning) 또는 유사한 구조들을 통해 적절하게 영향을 줄 수 있다. 열 전도의 증가는 예컨대 기능 섹션에 접촉하는 몸체와의 열 교환을 향상시킬 수 있다. 이와 반대로 열 전도도의 감소는 예컨대 높은 입열량(heat input)을 갖는 결합 공정들(용접, 납땜) 동안 TED의 과열을 방지할 수 있다.
또한, 기능 섹션이 적어도 일부 영역에서 가역적으로 탄성 변형 가능하게 형성되는 점도 생각해볼 수 있다. 기능 섹션의 적어도 일부 영역에서의 가역적인 탄성 변형성을 기반으로, 상기 기능 섹션은 적어도 일부 영역에서 탄성되면서 휘어질 수 있는 방식으로 형성될 수 있다. 그 결과로 경우에 따라 수반되는 기능 섹션의 탄성 특성들은 다수의 관점에서 유용하다. 예컨대 유체를 내포하는 엘리먼트와 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치가 상호작용할 때, 유체와 관련하여 압력 변동이 발생할 수 있다. 유체의 압력 변동을 통해, 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치에, 특히 경우에 따라 유체와 열적으로 접촉하는 외함부의 일측 부재에 작용하는 압력 역시도 변동될 수 있다. 기능 섹션의 가역적인 탄성 변형성을 기반으로, 압력 변동은, 예컨대 복수의 반도체 소자로 구성되는 층, 또는 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치의 개별 부재들 사이의 납땜 연결부들의 손상을 방지하기 위해, 소정의 범위에서 보상될 수 있다. 또한, 탄성 특성은, 목표되는 방식으로, 기능 표면이 하중이 가해지지 않는 정상 위치로부터 힘 방향으로 편향되게 함으로써, TED와 온도 조절 대상 표면 사이의 접촉력을 구현하기 위해 이용될 수 있다. 이는 예컨대 온도 조절 대상 표면 상에 기능 표면을 나사로 조일 때 일어날 수 있다. 많은 사례에서, 복수의 반도체 소자로 구성되는 적어도 하나의 층이 적어도 2개의 부재로 형성되는 외함부의 적어도 하나의 제2 부재에 대해 소정의 이격 간격으로 이격되고 직접 접촉하지 않으면서 배치되는 점도 생각해볼 수 있다. 예컨대 기능 섹션을 포함하는 부재의 기능 섹션의 가역적인 탄성 변형성을 기반으로, 편향은, 복수의 반도체 소자로 구성되는 적어도 하나의 층과, 외함부의 적어도 하나의 제2 부재 간의 접촉이 이루어지도록 하기 위해 이용될 수 있다. 이로써, 열 에너지의 의도되는 전달을 유지하거나 방지하기 위해, 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치의 부재들 간에 열 에너지의 전달이 이루어지거나 방지될 수 있다.
생각해볼 수 있는 실시형태들에서, 기능 섹션은 고정 부재(fixing element)를 수용하도록 형성되는 적어도 하나의 관통구를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 관통구를 통해, 외함부를 형성하는 적어도 2개의 부재 중 기능 섹션을 포함하는 적어도 하나의 부재, 또는 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치 전체는 예컨대 나사들과 같은 고정 부재들에 의해 유체를 내포하는 엘리먼트와 용이하면서도 지속적으로 연결될 수 있거나, 또는 유체를 내포하는 엘리먼트 상에 결합될 수 있다. 또한, 외함부를 형성하는 2개 이상의 부재 중 2개가 각각 관통구들을 포함하거나 보유하는 점에 한해, 외함부를 형성하는 부재들 사이의 복수의 반도체 소자로 구성되는 층과 같은, 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치의 구성요소들의 체결도 가능하다. 특히 유용하게는, 관통구들은, 기능 섹션을 형성하는 부재의 볼록하게 만곡된 테두리 또는 모서리 영역들에 배치된다. 특히, 실링 유닛으로서, 만곡 구조를 포함하는 기능 섹션과 유체를 내포하는 엘리먼트의 상호작용이 제공되는 경우, 기능 섹션의 만곡 구조의 바깥쪽에 배치되는 관통구들이 유용하다. 관통구들을 통과하는 고정 부재들을 이용하여, 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치를 고정하는 것을 통해, 유체를 밀봉하는 엘리먼트 상으로 기능 섹션의 만곡 구조를 압착하는 것을 기반으로 적합한 밀봉 작용이 달성되며, 그럼으로써 유체를 내포하는 엘리먼트에서부터 유체의 누출은 방지될 수 있게 된다.
그 밖에도, 기능 섹션을 형성하는 적어도 하나의 부재의 상부 광폭측 표면이면서, 복수의 반도체 소자로 구성되는 적어도 하나의 층의 반대 방향으로 향해 있는 것인 상기 상부 광폭측 표면은 유체용 채널의 섹션을 형성할 수 있다.
또한, 기능 섹션을 형성하는 적어도 하나의 부재는 상부 광폭측 표면 상에서 상기 섹션의 영역에 열 교환 촉진 구조를 포함하는 점도 역시 생각해볼 수 있다.
또한, 기능 섹션을 형성하는 적어도 하나의 부재는 상부 광폭측 표면 상에서 적어도 부분적으로 상기 섹션의 영역에 탄성 층을 포함할 수 있다. 또한, 외함부를 형성하는 적어도 2개의 부재 중 적어도 하나의 광폭측 표면이면서 복수의 반도체 소자로 구성되는 적어도 하나의 층의 방향으로 향하는 상기 광폭측 표면은 열 교환 촉진 엘리먼트를 구비할 수 있다.
더 나아가, 적어도 2개의 부재로 형성된 외함부가 복수의 반도체 소자로 구성되어 서로 이격되어 있는 적어도 2개의 층을 수용하도록 형성되는 것인 실시형태들도 생각해볼 수 있다.
또한, 적어도 2개의 부재 각각은 복수의 반도체 소자로 구성되는 적어도 하나의 층보다 측면으로 더 돌출될 수 있다. 이런 경우, 복수의 반도체 소자로 구성되는 층보다 측면으로 더 돌출되는, 적어도 2개의 부재의 섹션들이 기능 섹션으로서 형성될 수 있다.
명백히 쉽게 생각할 수 있는 점으로서, 적어도 기능 섹션은, 적어도, 다른 몸체, 또는 유체와 접촉하는 다른 위치들에서, 전기 또는 열적 전도가 촉진되거나, 또는 대폭 방지되는 방식으로, 또는 부식 방지가 달성되는 방식으로, 코팅되거나, 처리되거나, 또는 부동태화될 수 있다. 통상의 방법들은 예컨대 애노드화 처리(anodization), 주석 도금, 알루미늄 산화물 코팅, 니트릴 고무의 도포 등을 포함한다.
바람직하게는, 돌출된 영역 또는 기능 섹션(또는 이의 부분들)은 서로 다르거나, 또는 외함부와 다른 재료 조성을 보유할 수 있다. 이로써, 예컨대 상이한 탄성 또는 열 전도도의 영역들과 같은 목표되는 특성들이 생성된다. 또한, 더 폭넓은 범위의 상이한 제조 및 결합 방법들이 본 발명에 따른 특성들의 구현을 위해 이용될 수 있다.
더 나아가, 본 발명은, 상기 기재내용의 일 실시형태에 따르는 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 적어도 하나의 변환 장치를 포함하는 차량 시트; 차량 스티어링휠; 차량 내의 배터리 또는 배터리 하우징; 차량을 위한 온도 조절식 음료 홀더; 그 외 추가로 열 교환기; 축열기; 또는 열 전달기;에도 관한 것이다.
하기에서는, 본 발명의 실시예들 및 그 장점들이 첨부한 도면들에 따라서 더 상세하게 설명된다. 도면들에서 개별 엘리먼트들 상호 간의 크기 비율들은 항시 실제 크기 비율들에 상응하지 않는데, 그 이유는 일부 형태들이 간소화되어 도시되어 있고 다른 형태들은 더 나은 도해를 위해 다른 엘리먼트들에 비해 확대되어 도시되어 있기 때문이다. 본 발명의 동일하거나 동일한 작용을 하는 엘리먼트들을 위해서는 동일한 도면부호들이 이용된다. 또한, 명확성을 위해, 개별 도면들에는, 각각의 도의 기재를 위해 필요한 도면부호들만이 표시된다. 도시된 실시형태들은 본 발명에 따른 장치가 어떻게 형성될 수 있는지에 대한 예시들일 뿐, 최종적인 제한을 나타내는 것은 아니다.
도 1은, 이미 종래 기술로부터 공지된 것과 같은, 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치를 도시한 개략도이다.
도 2는 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 본 발명에 따른 변환 장치의 일 실시형태를 도시한 개략도이다.
도 3a, 3b, 3c, 3d 및 3e는 외함부를 형성하면서, 복수의 반도체 소자로 구성된 층보다 측면으로 더 돌출된 부재들 중 하나의 부재의 생각해볼 수 있는 형성을 도시한 개략도이다.
도 4는 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 본 발명에 따른 변환 장치의 일 실시형태를 도시한 개략도이다.
도 5는 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 본 발명에 따른 변환 장치의 일 실시형태를 도시한 개략도이되, 도 5에 도시된 상기 실시형태는 유체 회로와 연결되거나, 또는 유체 회로를 포함한다.
도 6은 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 본 발명에 따른 변환 장치의 생각해볼 수 있는 또 다른 실시형태를 도시한 도면이다.
도 7은 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 본 발명에 따른 변환 장치의 또 다른 실시형태를 도시한 도면이다.
도 8은 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 본 발명에 따른 변환 장치의 또 다른 실시형태를 도시한 도면이다.
도 9a, 9b는 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 본 발명에 따른 변환 장치의 또 다른 실시형태를 도시한 도면이다.
도 10은 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 본 발명에 따른 변환 장치의 또 다른 실시형태를 도시한 도면이다.
도 11은 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 본 발명에 따른 변환 장치의 또 다른 실시형태를 도시한 도면이다.
도 1에는, 공지된 종래 기술에 따르는 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치(2)가 도시되어 있다. 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치(2)는 복수의 반도체 소자(4)로 구성되는 층(6)을 포함한다. 반도체 소자(4)들은, 교호적으로 p형 및 n형 도핑되어 배열되는 이른바 직육면체형 TE 펠릿(4')들이다. 직육면체형 TE 펠릿(4')들은 상면 및 하면(16 및 16') 상에서 교호적으로 금속 브릿지(8)들을 통해 서로 연결되며, 그럼으로써 각각 서로 상이하게 도핑된 2개의 TE 펠릿(4')이 서로 연결되어 있게 된다. 복수의 TE 펠릿(4')으로 구성되는 층(6)은, 세라믹판 또는 구리판(12')들의 형태이면서 외함부(10)를 형성하는 2개의 부재(12) 사이에 결합된다. 외함부(10)를 형성하는 부재(12)들 사이에서는, 복수의 TE 펠릿(4')으로 구성된 층(6)이, 예컨대 납땜층, 접착층, 압착층, 윤활제층 또는 열 필름층의 형태인 열 교환 촉진 엘리먼트(14)에 의해 결합된다.
도 2에는, 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 본 발명에 따른 변환 장치(20)의 일 실시형태가 도시되어 있다. 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치(20)는 복수의 반도체 소자(4)로 구성되는 층(6)을 포함한다. 반도체 소자(4)들은, 교호적으로 p형 및 n형 도핑되어 배열되는 직육면체형 TE 펠릿(4')들이다. 직육면체형 펠릿(4')들은 상면 및 하면(16 및 16') 상에서 교호적으로 금속 브릿지(8)들을 통해 서로 연결되며, 그럼으로써 각각 2개의 상이하게 도핑된 TE 펠릿(4')들이 서로 연결되어 있게 된다. 복수의 반도체 소자(4)로 구성되는 층(6)은 적어도 2개의 부재(26 및 28)로 형성되는 외함부(22)의 광폭측 표면(26' 및 28')들 사이에 배열된다. 외함부(22)의 부재(28)는 도면부호(30)에 따라서 예시된 것처럼 일 섹션에 의해 층(6)보다 더 돌출된다. 부재(28)의 측면으로 돌출된 상기 섹션(30)은 기능 섹션(32)으로서 형성된다. 도 2에서는, 기능 섹션(32)을 포함하는 외함부(22)의 부재(28)가 부재(26)보다 감소된 횡단면을 보유하는 점을 확인할 수 있다. 광폭측 표면(26')과 복수의 반도체 소자(4)로 구성되는 층(6) 사이에는 열 교환 촉진 엘리먼트(24)가 배열된다. 열 교환 촉진 엘리먼트(24)는, 예컨대, 열 교환 촉진 특성 외에도, 추가로 부재(26)의 광폭측 표면(26') 상에서 복수의 반도체 소자(4)로 구성된 층(6)의 고정을 제공할 수 있는 열 필름 또는 납땜 연결부(24')일 수 있다.
도 3a 내지 도 3e에는, 기능 섹션(32)을 포함하는 본 발명에 따른 부재(28)의 다양한 실시형태들이 각각 도시되어 있다. 이 경우, 기능 섹션(32)의 상이한 구성 형태들의 혼합 형태들 역시 나타낼 수 있다는 점도 배제되지 않는다. 이미 언급한 것처럼, 부재(28)는 복수의 반도체 소자(4)로 구성되는 층(6)보다 측면으로 더 돌출된다. 부재(28)의 측면으로 돌출된 섹션은 도면부호(30)로 식별표시되어 있다. 복수의 반도체 소자(4)로 구성되는 층(6)의 측면 연장부의 영역은 도 3a 내지 도 3e에 각각 파선(6"')에 따라서 예시되어 있다. 도 3a에 따른 부재(28)의 기능 섹션(32)은, 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치(20) 또는 부재(28)의 고정을 위해, 예컨대 나사들의 형태인 고정 부재들의 수용을 위한 복수의 관통구(36)를 포함한다.
관통구(36)들은 각각 부재(28)의 기능 섹션(32)의 볼록하게 만곡된 테두리 또는 모서리 영역(38)들 내에 배치되는데, 그 이유는 관통구(36)들의 상기 유형의 배치 방식의 경우 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치(20) 또는 부재(28)의 안정된 고정 가능성이 가능해지기 때문이다. 도 3b의 구현 변형예의 경우에서도, 부재(28)의 기능 섹션(32)은, 각각 관통구(36)들을 포함하여 볼록하게 만곡된 테두리 또는 모서리 영역(38)들을 포함한다. 또한, 기능 섹션(32)은 복수의 반도체 소자(4)로 구성되는 층(6)의 영역(6"')을 이격되어 둘러싸는 만곡 구조(40)를 포함한다. 만곡 구조(40)는, 특히 도 3b의 단면도(A-A)에서 확인되는 것처럼, 부재(28)의 재료 내에 함몰부들 및 상승부들을 통해 형성된다. 만곡 구조(40)를 통해서는 실링 유닛이 마련될 수 있다. 또한, 만곡 구조(40) 또는 이 만곡 구조(40)의 영역 내 부재(28)는 가역적으로 탄성 변형될 수 있다.
부재(28)의 기능 섹션(32)의 도 3c의 실시형태에 따라서, 적어도 기능 섹션(32)의 영역(42)들은 부재(28)의 추가 영역(44)들보다 더 큰 강성을 보유할 수 있다. 도 3b의 만곡 구조(40)처럼, 상대적으로 더 큰 강성을 보유하는 영역(42)은, 복수의 반도체 소자(4)로 구성되는 층(6)의 영역(6"')을 이격되어 둘러쌀 수 있다. 영역(42)의 상대적으로 더 큰 강성은 예컨대 부재(28)의 재료의 강화를 통해 생성될 수 있다. 부재(28)의 영역(42)의 상대적으로 더 큰 강성을 통해, 전체적으로 부재(28)의 높은 안정성이 조성되며, 그럼으로써 납땜 연결부(24')들(도 2 참조), 또는 복수의 반도체 소자(4)로 구성되는 층(6)의 손상의 위험은 더 낮아진다. 도 3d의 실시형태는, 복수의 반도체 소자로 구성되는 층(6)의 영역(6"')을 덮고 그 결과 예컨대 손상으로부터 상기 영역을 보호하는 강화된 영역을 포함한다.
도 3e에는, 이미 언급한 혼합 형태인 부재(28)의 기능 섹션(32)의 형성 형태가 도시되어 있다. 이런 경우, 부재(28)는 다시금 볼록하게 만곡된 테두리 또는 모서리 영역(38)들을 포함한다. 상기 테두리 또는 모서리 영역(38)들 내에서 기능 섹션(32)은 각각 관통구(36)들을 포함한다. 또한, 부재(28)의 기능 섹션(32)은, 적어도 일부 영역에서 가역적으로 탄성 변형 가능하게 형성되는 제1 만곡 구조(40')를 포함한다. 또한, 기능 섹션(32)은, 유체를 내포하는 엘리먼트(58)와 상호작용하면서 실링 유닛을 형성하는 제2 만곡 구조(40")를 포함한다. 제1 만곡 구조(40') 및 제2 만곡 구조(40")는 복수의 반도체 소자(4)로 구성된 층(6), 또는 이 층의 영역(6"')을 소정의 이격 간격에서 둘러싼다. 단면도(D-D)에는, 재차 부재(28)의 기능 섹션(32)의 제1 및 제2 만곡 구조(40' 및 40")가 명료하게 도시되어 있다.
도 4에는, 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 본 발명에 따른 변환 장치(20)의 또 다른 실시형태가 도시되어 있다. 여기서는, 오직 외함부(22)의 부재(28)만이 도시되어 있으며, 상기 부재는 하부 광폭측 표면(28') 상에서 복수의 반도체 소자(4)로 구성되는 층(6)과 연결된다. 부재(28)의 측면으로 돌출된 섹션(30) 상의 기능 섹션(32) 내에는 관통구(36)들이 제공된다. 부재(28)의 상부 광폭측 표면(28") 상에서 부재(28)는 열 교환 촉진 구조(46)를 구비한다. 도 5에 도시된 것처럼, 유체(50)를 내포하는 엘리먼트, 예컨대 유체용 채널(48) 또는 유체 회로(48')의 벽부(58)와 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치의 연결 시, 열 교환 촉진 구조(46)는 유체용 채널(48) 또는 유체 회로(48')의 유체(50)와 열 전도 방식으로 접촉될 수 있다. 유체(50)는 액상 또는 기상 유체일 수 있다.
도 5에 따른, 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치의 구현 변형예의 경우, 부재(28)의 기능 섹션(32)은 관통구(36)들에 추가로 만곡 구조(40)를 포함한다. 외함부(22)의 부재(26) 역시도 관통구(36)들을 구비할 수 있으며, 그럼으로써 고정 엘리먼트(34)들은 부재(28) 및 부재(26)의 관통구(36)들을 통해 안내될 수 있게 된다. 열 교환 촉진 구조(46)는, 상기 배치 방식의 경우, 자체의 유체 유동 방향이 화살표(52)에 따라서 예시되어 있는 유체(50)의 유동 내에 위치하며, 그럼으로써 열 교환의 촉진이 가능해질 수 있게 된다. 또한, 열 교환 촉진 구조(46)에 추가로, 또는 열 교환 촉진 구조(46) 대신에, 탄성 층(68)도 제공될 수 있다. 유체용 채널(48)에 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치(20)를 결합할 때, 기능 섹션(32)을 형성하는 부재(28)는 유체용 채널(48)의 유체(50)에 바로 인접하여 배치된다. 이는 예컨대 유체용 채널(48)의 벽부(58) 내 공동부(60)를 통해 수행될 수 있으며, 그에 따라 이런 공동부(60)의 영역 내에서 유체(50)는 부재(28)의 상부 광폭측 표면(28")의 섹션(70)과 직접 접촉한다. 따라서 이런 공동부의 영역에서, 또는 유체용 채널(48)에 기능 섹션(32)을 포함한 부재(28)를 결합하는 영역에서, 부재(28)는 부분적으로 그 자체로 채널(48)을 형성한다. 유체용 채널(48)의 벽부 상에서 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치(20)의 고정은 관통구(36)들을 통해 안내되는 고정 부재(34)들에 의해 수행될 수 있다. 기능 섹션(32)의 만곡 구조(40)를 통해, 고정 부재(34)들에 의해 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치(20)의 고정 시에, 실링 유닛이 형성된다. 그 결과, 유체(50)에 대해 복수의 반도체 소자(4)로 구성되는 층(6)을 밀봉시킬 수 있다.
도 6에는, 전기 에너지를 열 에너지(20)로 변환하기 위한 본 발명에 따른 변환 장치의 또 다른 실시형태가 도시되어 있다. 이런 경우, 외함부(22)의 부재(28)는, 각각 복수의 반도체 소자(4)로 구성되는 제1 층(6') 및 제2 층(6")의 결합이 가능해질 수 있는 방식으로 형성된다. 이런 경우, 부재(28)는 각각 복수의 반도체 소자(4)로 구성되는 제1 및 제2 층(6' 및 6")을 수용하도록 형성된다. 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치(20)가 결합되는 유체용 채널(48)은 분리 벽부(54)에 의해 제1 및 제2 채널 섹션(62 및 62')으로 분할되며, 그럼으로써 복수의 반도체 소자(4)로 구성되는 제1 층(6')은 제1 채널 섹션(62) 내에 배열되며, 복수의 반도체 소자(4)로 구성되는 제2 층(6")은 제2 채널 섹션(62') 내에 배열된다. 제1 및 제2 층(6' 및 6")의 영역에서 부재(28)는 각각 독립적인 기능 섹션(32' 및 32")을 포함한다.
기능 섹션(32' 및 32")들은 각각 제1 만곡 구조(40') 및 제2 만곡 구조(40")를 포함한다. 제1 만곡 구조(40')는 복수의 반도체 소자(4)로 구성되는 층(6' 및 6")의 영역 내에 배치된다. 각각의 만곡 구조(40' 또는 40")의 영역에서 기능 섹션(32' 및 32")들은 각각 가역적으로 탄성 변형 가능하게 형성되며, 그럼으로써 부재(28)의 탄성변형이 가능해진다. 이런 기능 섹션(32' 및 32")들의 가역적인 탄성 변형성은, 부재(26)가 비평면 또는 비직선 횡단면을 보유할 때 바람직한데, 그 이유는, 이런 경우 가역적 탄성 변형성을 통해, 복수의 반도체 소자(4)로 구성되는 층(6' 및 6")들의 안정되고 확실한 배열이 가능해지기 때문이다. 제2 만곡 구조(40")의 영역에서 기능 섹션(32' 및 32")들은 유체용 채널(48)의 벽부(58), 또는 분리 벽부(54)와 상호작용하며, 그럼으로써 각각 실링 유닛이 형성된다. 그 결과, 복수의 반도체 소자(4)로 구성되는 층(6' 및 6")들은 유체에 대해 밀봉된다. 분리 벽부(54)의 영역에서, 제1 및 제2 기능 섹션(32' 및 32")의 만곡 구조(40")들은 공통 만곡 구조(40")로서 형성될 수 있다.
또한, 만곡 구조(40)의 영역에서 부재(28)의 가역적 탄성 변형성은 도 7에도 예시되어 있다. 여기서는, 화살표(64)들에 의해, 유체 회로(48') 내의 유체(50)와 관련한 압력 변화가 상징적으로 표시되어 있으며, 상기 압력 변화는, 만곡 구조(40)의 가역적 탄성 변형성을 기반으로, 화살표(66)에 의해 도시된 것처럼, 열 교환 촉진 엘리먼트(24)의 방향으로 복수의 반도체 소자(4)로 구성되는 층(6)의 변위가 수행되는 방식으로, 부재(28)에 작용한다. 유체(50)의 목표되는 압력 변화에 의해, 특히, 열 에너지의 의도되는 전달을 유지하거나 방지하기 위해, 열 교환 촉진 엘리먼트(24)와 이루어질, 또는 방지될 접촉이 제어될 수 있다. 또한, 기능 섹션(32)의 가역적 탄성 변형성은 복수의 반도체 소자(4)로 구성된 층(6) 또는 제공된 납땜 연결부들과 관련한 손상을 방지할 수 있다.
도 8에는, 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 본 발명에 따른 변환 장치(20)의 또 다른 실시형태가 도시되어 있다. 유체용 채널(48)의 벽부(58)의 방향으로 부재(28)의 편향을 제한하기 위해, 예컨대 손상을 방지하기 위해, 열 교환 촉진 구조(46)는, 화살표(64)들을 통해 상징적으로 표시된 유체(50)의 압력 변화가 정해진 경우, 상기 구조 자신이 유체용 채널(48)의 벽부(58)에 인접하고 그에 따라 부재(28)의 추가 변형이 방지되는 방식으로 형성될 수 있다. 또 다른 가능성으로서, 복수의 반도체 소자(4)로 구성되는 층(6")의 영역에, 부재(28)의 변형을 제한하는 제한 부재(56)들이 부착될 수 있다. 이런 경우, 열 교환 촉진 구조(46')는 열 교환 촉진 구조(46)보다 더 작은 치수를 보유할 수 있다. 소정의 압력에서, 제한 부재(56)들은 부재(28)에 인접하며, 그리고 그에 따라 부재(28) 또는 기능 섹션(32)의 추가 변형을 방지한다.
도 9a 및 도 9b에는, 전기 에너지를 열 에너지(20)로 변환하기 위한 본 발명에 따른 변환 장치(20)의 또 다른 실시형태들이 도시되어 있다. 실질적으로 도 4와 유사한 구성 및 기능과 관련하여, 여기서 실질적인 차이점은, 외함부(29)가 단일 부재형으로 형성되어 각각 4개의 표면에서 반도체 소자(4)들을 에워싸며, 그리고 바람직하게는 절연 재료로 구성된다는 점에 있다. 이 경우, 외함부(29)는 금속 브릿지(8)들 및 절연 층(14)들 모두를 포함하지 않는다. TED에 대한 상기 유형의 구성은 이미 공지되어 있다. 본 발명에 따라서, 외함부(29)는 측면으로 연장되며(30), 그리고 기능 섹션(32)을 포함한다. 도 9a에는, 고정을 가능하게 하는 관통구(36)들이 제공되어 있다. 도 9b에는, 실링 수단(37)의 수용을 위한 구조(35)가 제공되어 있다. 실링 수단으로서는, 예컨대 O 링들, 땜납, 접착제, 실리콘 질량이 이용될 수 있다.
도 10에는, 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 본 발명에 따른 변환 장치(20)의 또 다른 실시형태가 도시되어 있다. 본 구성에서, 반도체 소자(4)들은, 금속 브릿지들을 통해 연결되는 스택(stack) 내에 배열된다. 상기 유형의 구성은 이미 종래 기술로부터 공지되어 있다. 본 발명에 따라서, 측면으로 연장되고 돌출 영역(30)에는 기능 섹션(32)을 포함하여 형성되는 외함부(29)가 제공된다. 여기서 기능 섹션(32)은, 외주를 따라 연장되는 실링으로서 기능하는 만곡부(40)를 포함한다.
도 11에는, 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 본 발명에 따른 변환 장치(20)의 또 다른 실시형태가 도시되어 있다. 반도체 소자들은 스택으로서 구성된다. 열은 반도체 소자(4)들로부터 금속 브릿지(8)들에 의해 절연 층(14)을 경유하여 실질적으로 반도체 소자들의 일측 면을 덮는 외함부(28) 상으로 전도된다. 상기 구성은 이미 종래 기술로부터 공지되어 있다. 본 발명에 따라서, 외함부(28)는 측면으로 돌출된 섹션(30)을 포함하며, 그리고 그곳에 기능 영역(32)을 구비한다. 여기서 기능 영역은, 외주를 따라 연장되는 실링을 구현하거나 열 팽창을 보상하기에 적합한 만곡부를 포함한다.
본 발명은 바람직한 실시형태를 참조하여 기재하였다. 그러나 통상의 기술자라면, 하기 특허청구범위의 보호 범위를 벗어나지 않으면서, 본 발명의 변형 또는 수정이 가능할 수 있다는 점을 생각할 수 있을 것이다.
2: 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치(종래 기술)
4, 4': 반도체 소자, TE 펠릿
6, 6', 6", 6"': 층, 제1 층, 제2 층, 층의 영역
8: 금속 브릿지
10: 외함부
12, 12': 부재, 세라믹판 또는 구리판
14: 열 교환 촉진 엘리먼트
16, 16': 상면, 하면
20: 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치
22: 외함부
24, 24': 열 교환 촉진 엘리먼트, 열 필름 / 납땜 연결부
26, 26': 부재, 광폭측 표면
28, 28', 28": 부재, 하부 광폭측 표면, 상부 광폭측 표면
29: 단일 부재형 외함부
30: 측면으로 돌출된 섹션
32, 32', 32": 기능 섹션, 제1 기능 섹션, 제2 기능 섹션
34: 고정 부재
35: 실링 수단 수용부
36: 관통구
38: 테두리 또는 모서리 영역
40, 40', 40": 만곡 구조, 제1 만곡 구조, 제2 만곡 구조
42: 상대적으로 더 큰 강성을 갖는 영역
44: 상대적으로 더 적은 강성을 갖는 영역
46: 열 교환 촉진 구조
48, 48': 유체용 채널, 유체 회로
50: 유체
52: 유체 유동 방향
54: 분리 벽부
56: 제한 부재
58: 유체를 내포하는 엘리먼트, 유체용 채널/유체 회로의 벽부
60: 공동부
62, 62': 제1 채널 섹션, 제2 채널 섹션
64: 압력 변화
66: 압력 변화
68: 탄성 층
70: 섹션

Claims (16)

  1. 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치(20)로서, 상기 변환 장치는
    - 복수의 반도체 소자(4)로 구성되는 적어도 하나의 층(6, 6', 6"); 및
    - 적어도 2개의 부재(26, 28)로 형성되는 외함부(22)를; 포함하고,
    상기 외함부의 대향하는 광폭측 표면(26', 28')들 사이에는 상기 복수의 반도체 소자(4)로 구성되는 상기 적어도 하나의 층(6, 6', 6")이 수용되는, 상기 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치에 있어서,
    - 상기 외함부(22)를 형성하는 상기 2개의 부재(26, 28) 중 적어도 하나는 상기 복수의 반도체 소자(4)로 구성되는 상기 층(6, 6', 6")보다 측면으로 더 돌출되고,
    - 상기 복수의 반도체 소자(4)로 구성되는 상기 층(6, 6', 6")보다 측면으로 더 돌출되는 상기 각각의 부재의 섹션(30)은 기능 섹션(32, 32', 32")으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치(20).
  2. 제1항에 있어서, 상기 기능 섹션(32, 32', 32")은 적어도 일부 영역에 만곡 구조(40, 40', 40")를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치(20).
  3. 제2항에 있어서, 기능 섹션(32)을 형성하는 상기 적어도 하나의 부재(28)는 유체(50)에 직접 인접하여 배치되고, 상기 기능 섹션(32)은 상기 만곡 구조(40, 40', 40")의 영역에서 실링 유닛으로서 유체(50)를 내포하는 엘리먼트(58)와 상호작용하며, 그럼으로써 상기 복수의 반도체 소자(4)로 구성되는 상기 층(6, 6', 6")은 유체(50)에 대해 밀봉되는 것을 특징으로 하는 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치(20).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나 이상의 항에 있어서, 상기 기능 섹션(32, 32', 32")은 상기 부재(28)의 추가 영역들에 비해 더 큰 강성을 보유하는 것을 특징으로 하는 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치(20).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나 이상의 항에 있어서, 상기 기능 섹션(32, 32', 32")은 적어도 일부 영역에서 가역적으로 탄성 변형 가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치(20).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나 이상의 항에 있어서, 상기 기능 섹션(32, 32', 32")은 고정 부재(34)를 수용하도록 형성된 적어도 하나의 관통구(36)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치(20).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나 이상의 항에 있어서, 상기 기능 섹션(32, 32', 32")을 형성하는 상기 적어도 하나의 부재(28)의 상부 광폭측 표면(28")이면서, 복수의 반도체 소자(4)로 구성되는 상기 적어도 하나의 층(6, 6', 6")의 반대 방향으로 향해 있는 상기 상부 광폭측 표면(28")은 유체용 채널(48)의 섹션(70)을 형성하는 것을 특징으로 하는 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치(20).
  8. 제7항에 있어서, 상기 기능 섹션(32, 32', 32")을 형성하는 상기 적어도 하나의 부재(28)는, 상기 상부 광폭측 표면(28") 상에서 상기 섹션(70)의 영역에 열 교환 촉진 구조(46)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치(20).
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 기능 섹션(32, 32', 32")을 형성하는 상기 적어도 하나의 부재(28)는, 상기 상부 광폭측 표면(28") 상에서, 적어도 부분적으로 상기 섹션(70)의 영역에 탄성 층(68)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치(20).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 하나 이상의 항에 있어서, 상기 외함부(22)를 형성하는 적어도 2개의 부재(26, 28) 중 적어도 하나의 광폭측 표면이면서, 복수의 반도체 소자(4)로 구성되는 상기 적어도 하나의 층(6, 6', 6")의 방향으로 향하는 상기 적어도 하나의 광폭측 표면(26')은 열 교환 촉진 엘리먼트(24, 24')를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치(20).
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 하나 이상의 항에 있어서, 적어도 2개의 부재(26, 28)로 형성되는 상기 외함부(22)는 복수의 반도체 소자(4)로 구성되어 서로 이격되어 있는 적어도 2개의 층(6, 6', 6")을 수용하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치(20).
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 하나 이상의 항에 있어서, 상기 적어도 2개의 부재(26, 28) 각각은 복수의 반도체 소자(4)로 구성되는 상기 적어도 하나의 층(6, 6', 6")보다 측면으로 더 돌출되며, 그리고 복수의 반도체 소자(4)로 구성되는 상기 적어도 하나의 층(6, 6', 6")보다 측면으로 돌출되는 상기 적어도 2개의 부재(26, 28)의 섹션(30)들은 각각 기능 섹션(32, 32', 32")으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치(20).
  13. 제1항 내지 제11항 중 어느 하나 이상의 항에 있어서, 상기 외함부(22, 26, 28)는 단지 단일 부재형으로만, 또는 일면에만 제공되는(29) 것을 특징으로 하는 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치(20).
  14. 제13항에 있어서, 상기 단일 부재형 외함부(29)는 적어도 하나의 면에서 상기 반도체 소자(4)들을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 변환 장치(20).
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 하나 이상의 항에 따르는 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 적어도 하나의 변환 장치(20)를 포함하는 차량 시트; 차량 스티어링휠; 차량 내의 배터리 또는 배터리 하우징; 차량을 위한 온도 조절식 음료 홀더; 그 외 추가로 열 교환기; 축열기; 또는 열 전달기.
  16. 제1항 내지 제15항 중 적어도 하나를 포함하는 열전 발전기 또는 그 부품.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018004928B4 (de) * 2018-06-21 2020-04-16 Voss Automotive Gmbh Thermoelektrisches Modul sowie Wärmetauschereinheit mit zumindest einem solchen thermoelektrischen Modul

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007311656A (ja) * 2006-05-19 2007-11-29 Toyota Motor Corp 熱電モジュール
KR101494241B1 (ko) * 2013-10-22 2015-02-17 리빙케어소재기술(주) 폐열 회수 발전 시스템
JP2015056507A (ja) * 2013-09-11 2015-03-23 ヤマハ株式会社 熱電モジュール

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3225549A (en) * 1962-04-18 1965-12-28 Thore M Elfving Thermoelectric cooling device
JP3982080B2 (ja) * 1997-12-05 2007-09-26 松下電工株式会社 熱電モジュールの製造法と熱電モジュール
JP4490765B2 (ja) 2004-08-24 2010-06-30 株式会社東芝 熱−電気直接変換装置
DE102009013535A1 (de) * 2009-03-19 2010-09-23 Behr Gmbh & Co. Kg Thermoelektrische Vorrichtung
DE102009025033A1 (de) * 2009-06-10 2010-12-16 Behr Gmbh & Co. Kg Thermoelektrische Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer thermoelektrischen Vorrichtung
DE102012102090A1 (de) 2012-01-31 2013-08-01 Curamik Electronics Gmbh Thermoelektrisches Generatormodul, Metall-Keramik-Substrat sowie Verfahren zum Herstellen eines Metall-Keramik-Substrates
US20150280097A1 (en) 2012-10-05 2015-10-01 Honda Motor Co., Ltd. Thermoelectric conversion generating device
RU2534445C1 (ru) * 2013-06-04 2014-11-27 Открытое акционерное общество "РИФ" Термоэлектрический охлаждающий модуль

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007311656A (ja) * 2006-05-19 2007-11-29 Toyota Motor Corp 熱電モジュール
JP2015056507A (ja) * 2013-09-11 2015-03-23 ヤマハ株式会社 熱電モジュール
KR101494241B1 (ko) * 2013-10-22 2015-02-17 리빙케어소재기술(주) 폐열 회수 발전 시스템

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