KR20190089631A - 열전 모듈 - Google Patents

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Abstract

실시예는 홈을 포함하는 제 1 열전도 플레이트, 상기 홈에 수용된 열전 소자, 상기 열전 소자 상에 배치되고, 일부 영역이 상기 홈을 이루는 내측면과 이격된 제 2 열전도 플레이트 및 상기 제 1 열전도 플레이트의 내측면과 상기 제 2 열전도 플레이트 사이에 배치된 실링 부재; 를 포함하고, 상기 열전 소자는 제 1 기판, 상기 제 1 기판 상에 배치된 복수의 열전 레그, 상기 복수의 열전 레그 상에 배치된 제 2 기판, 상기 제 1 기판과 상기 복수의 열전 레그 사이에 배치된 복수의 제 1 전극과 상기 제 2 기판과 상기 복수의 열전 레그 사이에 배치된 복수의 제 2 전극을 포함하는 전극 및 상기 전극에 전기적으로 연결되며 상기 제 1 열전도 플레이트를 관통하는 리드선을 포함하는 열전 모듈을 개시한다.

Description

열전 모듈 {THERMOELECTRIC DEVICE MODULE}
본 발명은 열전 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열전 모듈 내에서 열 유동 성능이 개선된 열전 모듈에 관한 것이다.
열전현상은 재료 내부의 전자(electron)와 정공(hole)의 이동에 의해 발생하는 현상으로, 열과 전기 사이의 직접적인 에너지 변환을 의미한다.
열전 모듈은 열전현상을 이용하는 소자를 총칭하며, P형 열전 재료와 N형 열전 재료를 금속 전극들 사이에 접합시켜 PN 접합 쌍을 형성하는 구조를 가진다.
열전 모듈은 전기저항의 온도 변화를 이용하는 소자, 온도차에 의해 기전력이 발생하는 현상인 제벡 효과를 이용하는 소자, 전류에 의한 흡열 또는 발열이 발생하는 현상인 펠티에 효과를 이용하는 소자 등으로 구분될 수 있다.
열전 모듈은 가전제품, 전자부품, 통신용 부품 등에 다양하게 적용되고 있다. 예를 들어, 열전 모듈은 냉각용 장치, 온열용 장치, 발전용 장치 등에 적용될 수 있다. 이에 따라, 열전 모듈의 열전성능에 대한 요구는 점점 더 높아지고 있다.
이러한 열전 모듈은 냉각용으로 사용시 냉장고 또는 정수기에 적용 가능하며, 저온 구현에 따른 결로와 습기에 의해 열전소자가 부식되는 문제가 있다. 이런 문제를 해결하기 위해 종래의 경우 열전소자의 측면에 직접 실링재를 배치하여 수분의 침투를 방지하였으나, 열전소자에 실링재가 직접 부착되어 열전 모듈 내에서 열 유동 성능이 저하되는 문제가 있으며, 열전 모듈의 부피가 증가되는 문제가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 열전소자 측면에 열 유동 공간을 확보하여 열전 모듈 내에서 열 유동 성능이 개선된 열전 모듈을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 부피를 감소시킬 수 있는 열전 모듈을 제공하는 것이다.
실시 예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 열전 모듈은 홈을 포함하는 제 1 열전도 플레이트; 상기 홈에 수용된 열전 소자; 상기 열전 소자 상에 배치되고, 일부 영역이 상기 홈을 이루는 내측면과 이격된 제 2 열전도 플레이트; 및 상기 제 1 열전도 플레이트의 내측면과 상기 제 2 열전도 플레이트 사이에 배치된 실링 부재; 를 포함하고, 상기 열전 소자는 제 1 기판; 상기 제 1 기판 상에 배치된 복수의 열전 레그; 상기 복수의 열전 레그 상에 배치된 제 2 기판; 상기 제 1 기판과 상기 복수의 열전 레그 사이에 배치된 복수의 제 1 전극과 상기 제 2 기판과 상기 복수의 열전 레그 사이에 배치된 복수의 제 2 전극을 포함하는 전극; 및 상기 전극에 전기적으로 연결되며 상기 제 1 열전도 플레이트를 관통하는 리드선; 을 포함한다.
상기 제 1 열전도 플레이트의 상면은 상기 제 2 열전도 플레이트의 상면 보다 낮게 배치될 수 있다.
상기 제 1 열전도 플레이트는 상면에서 하부 방향으로 높이 차를 갖는 상부 단차부를 포함하고, 상기 상부 단차부는 상기 제 1 열전도 플레이트의 내측면에 연결되며, 상기 상부 단차부에 상기 실링 부재가 배치될 수 있다.
상기 제 1 열전도 플레이트의 상면은 하부 방향으로 경사를 가지며, 상기 제 1 열전도 플레이트의 상면과 상기 제 1 열전도 플레이트의 내측면이 이루는 각도는 둔각일 수 있다.
상기 제 1 열전도 플레이트의 내측면에서 상기 제 2 열전도 플레이트 측으로 연장된 돌출부를 더 포함하고, 상기 실링 부재는 상기 돌출부의 내측면과 상기 제 2 열전도 플레이트 사이에 배치될 수 있다.
상기 돌출부의 상면은 하부 방향으로 경사를 가지며, 상기 돌출부의 상면과 상기 돌출부의 내측면이 이루는 각도는 둔각일 수 있다.
상기 제 1 열전도 플레이트는 상기 홈의 바닥면에서 하부 방향으로 높이 차를 갖는 하부 단차부를 포함하고, 상기 하부 단차부는 상기 제 1 열전도 플레이트의 내측면에 연결되며, 상기 하부 단차부에 상기 실링 부재가 배치될 수 있다.
상기 제 1 열전도 플레이트는 상기 홈의 바닥면에서 하부 방향으로 오목하게 배치된 오목부를 포함하고, 상기 오목부에 상기 제 1 기판이 수용될 수 있다.
상기 오목부를 이루는 상기 제 1 열전도 플레이트의 내측면에 상기 제 1 기판의 측면이 맞닿을 수 있다.
상기 제 1 열전도 플레이트의 오목부와 상기 전극은 이격 될 수 있다.
상기 제 1 열전도 플레이트는 내측면과 외측면을 관통하는 관통홀을 포함하고, 상기 리드선은 상기 관통홀에 배치될 수 있다.
상기 리드선은 상기 전극에 배치된 접합부; 및 상기 접합부의 단부가 삽입되며, 상기 관통홀에 배치된 연장부; 를 포함할 수 있다.
상기 접합부의 단부는 상기 연장부에 억지 끼움 될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 방수 및 방진 성능이 우수한 열전 모듈을 얻을 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예에 따르면, 열 유동 성능이 개선된 열전 모듈을 얻을 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열전 모듈의 상면도이고,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열전 모듈의 사시도이고,
도 3은 도 1의 A-A'선 단면도이고,
도 4는 도 3의 열전 소자의 사시도이고,
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 열전 모듈의 단면도이고,
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 열전 모듈의 단면도이고,
도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 열전 모듈의 단면도이고,
도 8은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 열전 모듈의 단면도이고,
도 9는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 열전 모듈의 단면도이고,
도 10은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 열전 모듈의 단면도이고,
도 11은 본 발명의 제 8 실시예에 따른 열전 모듈의 단면도이고,
도 12는 본 발명의 제 9 실시예에 따른 열전 모듈의 단면도이고,
도 13은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열전 모듈이 정수기에 적용된 예를 개략적으로 나타낸 블럭도이고,
도 14는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열전 모듈이 냉장고에 적용된 예를 개략적으로 나타낸 블럭도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계 없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열전 모듈의 상면도이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열전 모듈의 사시도이고, 도 3은 도 1의 A-A'선 단면도이고, 도 4는 도 3의 열전 소자의 사시도이다.
이하는 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열전 모듈(1000)을 설명한다.
도 1, 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 모듈(1000)은 열전 소자(100), 제 1 열전도 플레이트(200), 제 2 열전도 플레이트(300), 및 실링 부재(400)를 포함한다.
제 1 열전도 플레이트(200)와 제 2 열전도 플레이트(300)는 열전 소자(100)를 사이에 배치하고 서로 대향한다. 제 1 열전도 플레이트(200)와 제 2 열전도 플레이트(300)는 열전도성이 우수한 금속 재질로 구성될 수 있다.
여기서, 제 1 열전도 플레이트(200)는 열전 소자(100)의 흡열 면과 냉각 측(미도시)의 표면 사이에 설치되어 열전 소자(100)의 흡열 면을 통한 흡열 시 열전달 면적을 향상시킨다. 이때, 제 1 열전도 플레이트(200)는 알루미늄 등이 사용되고 있으나, 구리 및 스테인리스 강, 또는 황동 등의 사용이 가능함은 물론이다.
제 1 열전도 플레이트(200)는 사용시 열전달 면적을 넓힐 수 있으므로 온도 구배를 줄일 수 있으며, 무엇보다 열전 소자(100)의 방열면 방향에 부착된 제 2 열전도 플레이트(300)와 냉각 측(미도시)과의 간격을 인위적으로 유격시킴으로써 상대적으로 뜨거운 제 2 열전도 플레이트(300)에서 차가운 냉각 측(미도시) 쪽으로 열이 전달되는 것을 차단할 수 있다.
제 1 열전도 플레이트(200)는 상면(210), 하면(220) 및 외측면(230)을 포함한다.
또한, 제 1 열전도 플레이트(200)는 상면(210)에서 하부 방향으로 소정 깊이를 갖도록 형성된 홈(240)을 포함한다. 여기서, 제 1 열전도 플레이트(200)는 홈(240)을 이루는 내측면(241) 및 바닥면(242)을 포함한다.
제 1 열전도 플레이트(200)의 하면(220)에는 복수의 핀(220)이 형성되어, 발열 또는 흡열 면적을 확장할 수 있다.
제 2 열전도 플레이트(300)는 열전 소자(100)의 발열 면에 밀착되어 열전 소자(100)의 열을 방열시키며, 통상적으로 압출형 방열판이 많이 사용되나, 경우에 따라서 스카이빙 방식 방열판, 히트 파이프 임베디드 타입 방열판, 핀 본디드 타입 방열판 등의 사용이 가능하다.
여기서, 제 1 열전도 플레이트(200)는 흡열면, 제 2 열전도 플레이트(300)는 방열면으로 설정되는 것으로 설명하였으나, 이는 열전소자에 인가되는 전류 방향에 따라 흡열면과 방열면은 서로 바뀔 수도 있다.
제 2 열전도 플레이트(300)는 상면(310), 하면(320) 및 외측면(330)을 포함한다.
여기서, 제 2 열전도 플레이트(300)의 상면(310)은 제 1 열전도 플레이트(200)의 상면(210)에 비해 제 1 높이 차(H1)를 갖도록 높게 배치되는 것이 바람직하다.
열전 소자(100)는 P형 열전 레그(120), N형 열전 레그(130), 하부 기판(140), 상부 기판(150), 하부 전극(161), 상부 전극(162) 및 솔더층(미도시)을 포함한다.
하부 전극(161)은 하부 기판(140)과 P형 열전 레그(120) 및 N형 열전 레그(130)의 하면 사이에 배치되고, 상부 전극(162)은 상부 기판(150)과 P형 열전 레그(120) 및 N형 열전 레그(130)의 상면 사이에 배치된다. 이에 따라, 복수의 P형 열전 레그(120) 및 복수의 N형 열전 레그(130)는 하부 전극(161) 및 상부 전극(162)에 의하여 전기적으로 연결된다. 하부 전극(161)과 상부 전극(162) 사이에 배치되며, 전기적으로 연결되는 한 쌍의 P형 열전 레그(120) 및 N형 열전 레그(130)는 단위 셀을 형성할 수 있다.
예를 들어, 리드선(181, 182)을 통하여 하부 전극(161) 및 상부 전극(162)에 전압을 인가하면, 펠티에 효과로 인하여 P형 열전 레그(120)로부터 N형 열전 레그(130)로 전류가 흐르는 기판은 열을 흡수하여 냉각부로 작용하고, N형 열전 레그(130)로부터 P형 열전 레그(120)로 전류가 흐르는 기판은 가열되어 발열부로 작용할 수 있다.
여기서, P형 열전 레그(120) 및 N형 열전 레그(130)는 비스무스(Bi) 및 텔루륨(Te)을 주원료로 포함하는 비스무스텔루라이드(Bi-Te)계 열전 레그일 수 있다. P형 열전 레그(120)는 전체 중량 100wt%에 대하여 안티몬(Sb), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 납(Pb), 붕소(B), 갈륨(Ga), 텔루륨(Te), 비스무스(Bi) 및 인듐(In) 중 적어도 하나를 포함하는 비스무스텔루라이드(Bi-Te)계 주원료 물질 99 내지 99.999wt%와 Bi 또는 Te를 포함하는 혼합물 0.001 내지 1wt%를 포함하는 열전 레그일 수 있다. 예를 들어, 주원료물질이 Bi-Se-Te이고, Bi 또는 Te를 전체 중량의 0.001 내지 1wt%로 더 포함할 수 있다. N형 열전 레그(230)는 전체 중량 100wt%에 대하여 셀레늄(Se), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 납(Pb), 붕소(B), 갈륨(Ga), 텔루륨(Te), 비스무스(Bi) 및 인듐(In) 중 적어도 하나를 포함하는 비스무스텔루라이드(Bi-Te)계 주원료 물질 99 내지 99.999wt%와 Bi 또는 Te를 포함하는 혼합물 0.001 내지 1wt%를 포함하는 열전 레그일 수 있다. 예를 들어, 주원료물질이 Bi-Sb-Te이고, Bi 또는 Te를 전체 중량의 0.001 내지 1wt%로 더 포함할 수 있다.
P형 열전 레그(120) 및 N형 열전 레그(130)는 벌크형 또는 적층형으로 형성될 수 있다. 일반적으로 벌크형 P형 열전 레그(120) 또는 벌크형 N형 열전 레그(130)는 열전 소재를 열처리하여 잉곳(ingot)을 제조하고, 잉곳을 분쇄하고 체거름하여 열전 레그용 분말을 획득한 후, 이를 소결하고, 소결체를 커팅하는 과정을 통하여 얻어질 수 있다. 적층형 P형 열전 레그(120) 또는 적층형 N형 열전 레그(230)는 시트 형상의 기재 상에 열전 소재를 포함하는 페이스트를 도포하여 단위 부재를 형성한 후, 단위 부재를 적층하고 커팅하는 과정을 통하여 얻어질 수 있다.
이때, 한 쌍의 P형 열전 레그(120) 및 N형 열전 레그(130)는 동일한 형상으로 동일한 높이를 갖는 것이 바람직하며, 서로 다른 형상 및 체적을 가질 수 있다. 예를 들어, P형 열전 레그(120)와 N형 열전 레그(130)의 전기 전도 특성이 상이하므로, N형 열전 레그(130)의 단면적을 P형 열전 레그(120)의 단면적과 다르게 형성할 수도 있다.
한편, P형 열전 레그(120)와 N형 열전 레그(130)의 측면에는 높이 방향(Z축 방향)으로 절연체(미도시)가 배치될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 소자의 성능은 제벡 지수로 나타낼 수 있다. 제백 지수(ZT)는 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00001
여기서,
Figure pat00002
는 제벡계수[V/K]이고,
Figure pat00003
는 전기 전도도[S/m]이며,
Figure pat00004
는 파워 인자(Power Factor, [W/mK2])이다. 그리고 T는 온도이고, k는 열전도도[W/mK]이다. k는
Figure pat00005
로 나타낼 수 있으며, a는 열확산도[cm2/S]이고, cp 는 비열[J/gK]이며,
Figure pat00006
는 밀도[g/cm3]이다.
열전 모듈의 제백 지수를 얻기 위하여, Z미터를 이용하여 Z 값(V/K)을 측정하며, 측정한 Z값을 이용하여 제벡 지수(ZT)를 계산할 수 있다.
여기서, 하부 기판(140)과 P형 열전 레그(120) 및 N형 열전 레그(130) 사이에 배치되는 하부 전극(120), 그리고 상부 기판(150)과 P형 열전 레그(120) 및 N형 열전 레그(130) 사이에 배치되는 상부 전극(162)은 구리(Cu), 은(Ag) 및 니켈(Ni) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
그리고 상호 대향하는 하부 기판(140)과 상부 기판(150)은 절연 기판 또는 금속 기판일 수 있다. 절연 기판은 알루미나 기판 또는 유연성을 가지는 고분자 수지 기판일 수 있다. 유연성을 가지는 고분자 수지 기판은 폴리이미드(PI), 폴리스티렌(PS), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 환상 올레핀 코폴리(COC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 레진(resin)과 같은 고투과성 플라스틱 등의 다양한 절연성 수지재를 포함할 수 있다. 또는, 절연 기판은 직물일 수도 있다. 금속 기판은 Cu, Cu 합금, Al, Al 합금, Cu-Al 합금을 포함할 수 있다. 또한, 하부 기판(140) 또는 상부 기판(150)이 금속 기판인 경우, 하부 기판(240)과 하부 전극(161) 사이 또는 상부 기판(150)과 상부 전극(162) 사이에는 각각 유전체층이 더 형성될 수 있다. 유전체층은 5~10W/K의 열전도도를 가지는 산화물, 질화물 등의 무기물 소재를 포함하는 고분자 수지일 수 있다. 이때 금속 기판 상에 표면 요철을 더 형성하고, 표면 요철이 형성된 면 상에 유전체층을 배치할 수 있다.
하부 기판(140)과 상부 기판(150)이 모두 금속 기판의 경우, 하부 기판(140)과 상부 기판(150)의 크기는 다르게 형성될 수도 있다. 예를 들어, 하부 기판(140)과 상부 기판(150) 중 하나의 체적, 두께 또는 면적은 다른 하나의 체적, 두께 또는 면적보다 크게 형성될 수 있다. 이에 따라, 열전 모듈의 흡열 성능 또는 방열 성능을 높일 수 있다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 하부 기판(140)은 제 1 방향으로 제 1 길이(D1)를 갖도록 형성되며, 상부 기판(150)은 제 1 방향으로 제 2 길이(D2)를 갖도록 형성될 수 있다.
여기서, 제 1 길이(D1)는 제 2 길이(D2)보다 크게 형성되어, 하부 기판(140) 상에서 제 1 방향의 끝단에 형성된 하부 전극(261)에 리드선(181, 182)을 연결하는 것이 용이하다.
여기서, 하부 전극(261)과 리드선(181, 182)이 전기적으로 연결되는 것은 용접 방식 또는 기구적 체결 방식 등 다양한 방식 중 적어도 하나로 구현될 수 있다.
복수의 하부 전극(161) 및 복수의 상부 전극(162)은 Cu, Ag, Ni 등의 전극재료를 이용하여 P형 열전 레그(120) 및 N형 열전 레그(130)를 전기적으로 연결한다. 하부 전극(161) 및 상부 전극(162)의 두께는 0.01mm~0.3mm의 범위에서 형성될 수 있다. 더욱 바람직하게는 10㎛~20㎛의 범위로 구현할 수 있다.
또한, 복수의 하부 전극(161) 및 복수의 상부 전극(162)은 각각 m*n(여기서, m, n은 각각 1 이상의 정수일 수 있으며, m, n은 서로 동일하거나 상이할 수 있다)의 어레이 형태로 배치될 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다. 각 하부 전극(161)과 상부 전극(162)은 이웃하는 다른 하부 전극(161)과 상부 전극(162)들과 이격 되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 각 하부 전극(161)과 상부 전극(162)은 이웃하는 다른 전극(161, 162)들과 대략 0.5 내지 0.8mm 거리로 이격 되어 배치될 수 있다.
그리고 각 하부 전극(161) 상에는 한 쌍의 P형 열전 레그(120) 및 N형 열전 레그(130)가 배치되며, 각 상부 전극(162) 하에는 한 쌍의 P형 열전 레그(120) 및 N형 열전 레그(130)가 배치될 수 있다.
즉, P형 열전 레그(120)의 하면은 하부 전극(161)에 배치되고, 상면은 상부 전극(162)에 배치되며, N형 열전 레그(130)의 하면은 하부 전극(161)에 배치되고, 상면은 상부 전극(162)에 배치될 수 있다. 하부 전극(161)에 배치된 한 쌍의 P형 열전 레그(120) 및 N형 열전 레그(130) 중 P형 열전 레그(120)가 복수의 하부 전극(162) 중 하나에 배치되면, N형 열전 레그(130)는 이와 이웃하는 다른 하부 전극(162)에 배치될 수 있다. 이에 따라, 복수의 P형 열전 레그(120) 및 복수의 N형 열전 레그(130)는 복수의 하부 전극(161) 및 복수의 하부 전극(162)을 통하여 직렬 연결될 수 있다.
이때, 하부 전극(161) 상에는 한 쌍의 P형 열전 레그(120) 및 N형 열전 레그(130)를 접합하기 위한 한 쌍의 하부 솔더층(미도시)이 도포될 수 있으며, 한 쌍의 하부 솔더층 상에는 한 쌍의 P형 열전 레그(120) 및 N형 열전 레그(130)가 각각 배치될 수 있다.
또한, 상부 전극(162) 하에는 한 쌍의 P형 열전 레그(120) 및 N형 열전 레그(130)를 접합하기 위한 한 쌍의 상부 솔더층(미도시)이 도포될 수 있으며, 한 쌍의 상부 솔더층(172) 하에는 한 쌍의 P형 열전 레그(120) 및 N형 열전 레그(130)가 각각 배치될 수 있다.
한편, 도 3을 참조하면, 이러한 열전 소자(100)는 제 1 열전도 플레이트(200)의 홈(240) 내부에 수용되며, 바닥면(242)에 안착되도록 배치된다.
즉, 제 1 열전도 플레이트(200)의 홈(240)은 열전 소자(100)가 수용되기 위한 수용 공간을 형성하며, 홈(240) 내부에 열전 소자(100)가 수용될 수 있다. 여기서, 홈(240)의 공간은 열전 소자(100)의 체적 대비 1.1 배 내지 5배의 범위에서 형성될 수 있다. 더욱 바람직하게는 2배 내지 3배의 범위로 구현할 수 있다.
커버 프레임(200)의 홈(240)의 공간이 열전 소자(100)의 체적 대비 1.1 배 이하인 경우 열전 소자(100)의 측면에 열 유동 공간을 확보할 수 없어 열 유동 성능의 개선을 기대할 수 없으며, 커버 프레임(200)의 홈(240)의 공간이 열전 소자(100)의 체적 대비 5배 이상인 경우 수용 공간 확장에 따른 열 유동 성능의 개선을 기대할 수 없이 열전 모듈(1000)의 체적을 증대시키는 문제가 있다.
즉, 본 발명의 열전 모듈(1000)은 열전 소자(100)의 하부 기판(140)과 상부 기판(150) 사이에서 온도 차이에 의해 발생하는 열 유동을 열전 소자(100)의 측부로 확장할 수 있어 열 유동에 따른 신뢰성을 확보할 수 있다.
실링 부재(400)는 제 1 열전도 플레이트(200)의 내측면(241)과 제 2 열전도 플레이트(300)의 외측면(330) 사이에 배치되어, 홈(240) 내측으로 수분이 침투되지 않도록 밀봉한다.
여기서, 실링 부재(400)는 방수 테이프, 방수 실리콘, 고무나 수지 소재 등의 접착제 등으로 구성될 수 있으며, 경화 전 제 1 열전도 플레이트(200)의 내측면(241)과 제 2 열전도 플레이트(300)의 외측면(330) 사이의 이격 틈새로 유입될 수 있는 방수 실리콘 등으로 구현되는 것이 바람직하다.
또한, 실링 부재(400)는 제 1 열전도 플레이트(200)와 제 2 열전도 플레이트(300) 사이에 배치되므로, 제 1 열전도 플레이트(200)와 제 2 열전도 플레이트(300) 사이에서 열 교환이 되는 것을 방지하기 위해 단열성 재질로 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 제 1 열전도 플레이트(200)의 내측면(241)과 제 2 열전도 플레이트(300)의 외측면(330) 사이의 이격 거리는 실링 부재(400)의 경화 전 점성에 따라 0.1mm 내지 0.5mm 범위로 설정될 수 있다. 이격 거리가 0.1mm 이하인 경우 실링 부재(400)가 유입되지 않아 제 1 열전도 플레이트(200)와 제 2 열전도 플레이트(300) 사이의 방수 성능을 신뢰할 수 없으며, 반대로 이격 거리가 0.5mm 이상인 경우 필요 이상으로 실링 부재(400)가 유입되어야 제 1 열전도 플레이트(200)와 제 2 열전도 플레이트(300) 사이를 밀봉하는 문제가 발생할 수 있다.
이하에서는 도 5를 참조하여, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 열전 모듈을 설명한다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 열전 모듈의 단면도이다.
도 5에 도시된 열전 모듈은 도 3에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열전 모듈(1000)에 비해 제 1 열전도 플레이트(200)의 상면(210)과 제 2 열전도 플레이트(300)의 상면(310)의 높이 차가 상이하므로, 이하에서는 차별되는 구조적 차이에 대해서만 상세히 설명하며 동일한 구성에 중복되는 도면부호에 대해서는 상세한 설명은 생략한다.
도 5를 참조하면, 제 2 열전도 플레이트(300)의 상면(310)은 제 1 열전도 플레이트(200)의 상면(210)에 비해 제 2 높이 차(H2)를 갖도록 높게 배치되는 것이 바람직하다.
여기서, 제 2 높이 차(H2)는 제 1 열전도 플레이트(200)의 상면(210)이 제 2 열전도 플레이트(300)의 중심에서 이은 가상의 중심선(CL1)과 동일선 상에 위치하는 것일 수 있다.
한편, 제 1 열전도 플레이트(200)의 상면(210)과 제 2 열전도 플레이트(300)의 상면(310) 사이의 높이 차(H2)가 작을수록, 제 1 열전도 플레이트(200)의 내측면(241)과 제 2 열전도 플레이트(300)의 외측면(330)의 접촉 면적이 넓은 것을 의미하므로, 높이 차(H2)가 작을수록 제 1 열전도 플레이트(200)와 제 2 열전도 플레이트(300) 사이의 접촉 면적을 확보하여, 열전 모듈의 구조적 신뢰성 및 밀봉 효율을 확보할 수 있다.
다만, 제 1 열전도 플레이트(200)와 제 2 열전도 플레이트(300)는 사이에서 온도차가 클수록 열전 모듈의 열전 효율이 향상되므로, 열전 효율 측면에서는 제 1 열전도 플레이트(200)와 제 2 열전도 플레이트(300)의 접촉 면적이 작은 것이 효과적이므로, 높이차(H2)가 클수록 효율적이다.
따라서, 제 1 열전도 플레이트(200)의 상면(210)이 제 2 열전도 플레이트(300)의 중심에서 이은 가상의 중심선(CL1)과 동일선 상에 위치하는 것이 구조적 신뢰성, 밀봉 효율 및 열전 효율을 함께 고려했을 때 바람직하다.
이하에서는 도 6을 참조하여, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 열전 모듈을 설명한다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 열전 모듈의 단면도이다.
도 6에 도시된 열전 모듈은 도 3에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열전 모듈(1000)에 비해 리드선(181)의 구성이 상이하므로, 이하에서는 차별되는 리드선(181)에 대해서만 상세히 설명하며 동일한 구성에 중복되는 도면부호에 대해서는 상세한 설명은 생략한다.
리드선(181)은 접합부(185) 및 연장부(186)를 포함한다.
도 4를 함께 참조하면, 접합부(185)는 제 1 전극(161)에 솔더 접합 되며, 열전 소자(100)가 제 1 열전도 플레이트(200)의 홈(240)에 수용 시, 제 1 열전도 플레이트(200)의 내측면(241)에 간섭되지 않는다.
여기서, 제 1 열전도 플레이트(200)는 외측면(230)과 내측면(241)을 관통하는 관통홀(200a)을 포함하고, 연장부(186)는 관통홀(200a)에 삽입되어 접합부(185)와 결합한다.
연장부(186)는 전도성 재질인 심재(186a), 심재(186a)의 단부에서 연장부(186)와 체결되기 위한 접속부(186b) 및 심재(186a)를 감싸는 환형의 절연성 재질인 피복(186c)을 포함한다.
여기서, 접속부(186b)는 접합부(185)의 단부가 삽입되어, 억지 끼움 되어 접속되기 위한 안내 영역과 끼움 부재로 구성될 수 있다.
이하에서는 도 7을 참조하여, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 열전 모듈을 설명한다.
도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 열전 모듈의 단면도이다.
도 7에 도시된 열전 모듈은 도 3에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열전 모듈(1000)에 비해 제 1 열전도 플레이트(200)의 상면(210) 및 실링 부재(410)의 구성이 상이하므로, 이하에서는 차별되는 제 1 열전도 플레이트(200)의 상면(210) 및 실링 부재(410)에 대해서만 상세히 설명하며 동일한 구성에 중복되는 도면부호에 대해서는 상세한 설명은 생략한다.
제 1 열전도 플레이트(200)의 상면(210)에는 상면(210)으로부터 제 3 높이 차(H3)를 갖도록 하부 방향으로 단차를 가는 상부 단차부(211)가 형성된다.
상부 단차부(211)는 경화 전 제 1 열전도 플레이트(200)와 제 2 열전도 플레이트(300) 사이의 이격 틈새로 유입되는 실링 부재(411)가 유입되기 전 넘치는 실링 부재(412)의 버퍼 공간을 제공하는 것일 수 있다.
이로써, 제 1 열전도 플레이트(200)와 제 2 열전도 플레이트(300) 사이의 이격 틈새로 실링 부재(410)를 유입할 시, 넘쳐 제 2 열전도 플레이트(300)의 주변을 오염시키는 문제를 방지할 수 있다.
이하에서는 도 8을 참조하여, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 열전 모듈을 설명한다.
도 8은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 열전 모듈의 단면도이다.
도 8에 도시된 열전 모듈은 도 3에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열전 모듈(1000)에 비해 제 1 열전도 플레이트(200)의 상면(212) 및 실링 부재(410)의 구성이 상이하므로, 이하에서는 차별되는 제 1 열전도 플레이트(200)의 상면(212) 및 실링 부재(420)에 대해서만 상세히 설명하며 동일한 구성에 중복되는 도면부호에 대해서는 상세한 설명은 생략한다.
제 1 열전도 플레이트(200)의 상면(212)은 하부 방향으로 소정 각도(O1)로 경사진 경사면을 갖는다. 여기서, 제 1 열전도 플레이트(200)의 상면(212)과 제 1 열전도 플레이트(200)의 내측면(241)이 이루는 각도(O1)는 둔각으로 형성된다.
여기서, 제 1 열전도 플레이트(200)의 상면(212)과 제 1 열전도 플레이트(200)의 내측면(241)이 이루는 각도(O1)는 100도 내지 170도, 바람직하게는 110도 내지 160도, 더욱 바람직하게는 120도 내지 150도 범위로 설정될 수 있다. 다만, 상술한 각도(O1)는 실링 부재(420)의 경화 전 점성에 따라 다양한 수치로 변경 가능함은 물론이다.
실링 부재(420)는 경화 전 제 1 열전도 플레이트(200)의 상면(212)을 따라 흘러 제 1 열전도 플레이트(200)와 제 2 열전도 플레이트(300) 사이의 이격 틈새로 유입될 수 있는 방수 실리콘 등으로 구현되는 것이 바람직하다.
여기서, 실링 부재(420)는 제 1 열전도 플레이트(200)의 내측면(241)과 제 2 열전도 플레이트(300)의 외측면(330) 사이에 배치된 제 1 실링 부재(421)와 제 1 열전도 플레이트(200)의 상면(212)과 제 2 열전도 플레이트(300)의 외측면(330) 사이에 배치된 제 2 실링 부재(422)를 포함할 수 있다.
즉, 제 1 열전도 플레이트(200)의 상면(212)이 경사를 가짐에 따라, 경화 전 경사면을 따라 실링 부재(420)가 유입되기 용이하며, 경화 후 제 1 열전도 플레이트(200)의 상면(212)을 따라 형성되는 수분의 침투 경로가 길어져, 밀봉 효율을 극대화할 수 있다.
이하에서는 도 9를 참조하여, 본 발명의 제 6 실시예에 따른 열전 모듈을 설명한다.
도 9는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 열전 모듈의 단면도이다.
도 9에 도시된 열전 모듈은 도 3에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열전 모듈(1000)에 비해 연장부(250)의 구성이 상이하므로, 이하에서는 차별되는 연장부(250)에 대해서만 상세히 설명하며 동일한 구성에 중복되는 도면부호에 대해서는 상세한 설명은 생략한다.
도 9를 참조하면, 제 1 열전도 플레이트(200)는 내측면(241)에서 제 2 열전도 플레이트(300) 측으로 돌출된 돌출부(250)를 포함한다.
여기서, 돌출부(250)의 상면(251)은 제 1 열전도 플레이트(200)의 상면(210)과 동일 평면 상에 배치되는 것이 바람직하다.
한편, 제 1 열전도 플레이트(200)의 돌출부(250)의 내측면(252)과 제 2 열전도 플레이트(300)의 외측면(330) 사이에만 선택적으로 실링 부재(430)가 배치될 수 있으므로, 제 1 열전도 플레이트(200)의 홈(240)의 공간은 확장될 수 있다.
따라서, 제 1 열전도 플레이트(200)의 내측면(241)과 열전 소자(100) 사이의 이격 거리를 확장시킬 수 있어, 열전 소자(100)의 하부 기판(140)과 상부 기판(150) 사이에서 온도 차이에 의해 발생하는 열 유동을 열전 소자(100)의 측부로 확장할 수 있어 열 유동에 따른 신뢰성을 확보할 수 있다.
이하에서는 도 10을 참조하여, 본 발명의 제 7 실시예에 따른 열전 모듈을 설명한다.
도 10은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 열전 모듈의 단면도이다.
도 10에 도시된 열전 모듈은 도 9에 도시된 본 발명의 제 6 실시예에 따른 열전 모듈에 비해 연장부(260)의 구성이 상이하므로, 이하에서는 차별되는 연장부(260)에 대해서만 상세히 설명하며 동일한 구성에 중복되는 도면부호에 대해서는 상세한 설명은 생략한다.
도 9를 참조하면, 제 1 열전도 플레이트(200)는 내측면(241)에서 제 2 열전도 플레이트(300) 측으로 돌출된 돌출부(260)를 포함한다.
돌출부(260)의 상면(261)은 하부 방향으로 소정 각도(O2)로 경사진 경사면을 갖는다. 여기서, 돌출부(260)의 상면(261)과 돌출부(260)의 내측면(262)이 이루는 각도(O2)는 둔각으로 형성된다.
여기서, 돌출부(260)의 상면(261)과 돌출부(260)의 내측면(262)이 이루는 각도(O2)는 100도 내지 170도, 바람직하게는 110도 내지 160도, 더욱 바람직하게는 120도 내지 150도 범위로 설정될 수 있다. 다만, 상술한 각도(O2)는 실링 부재(440)의 경화 전 점성에 따라 다양한 수치로 변경 가능함은 물론이다.
실링 부재(440)는 경화 전 돌출부(260)의 상면(261)을 따라 흘러 제 1 열전도 플레이트(200)의 돌출부(260)와 제 2 열전도 플레이트(300) 사이의 이격 틈새로 유입될 수 있는 방수 실리콘 등으로 구현되는 것이 바람직하다.
여기서, 실링 부재(440)는 돌출부(260)의 내측면(262)과 제 2 열전도 플레이트(300)의 외측면(330) 사이에 배치된 제 1 실링 부재(441)와 돌출부(260)의 상면(261)과 제 2 열전도 플레이트(300)의 외측면(330) 사이에 배치된 제 2 실링 부재(442)를 포함할 수 있다.
즉, 돌출부(260)의 상면(261)이 경사를 가짐에 따라, 경화 전 경사면을 따라 실링 부재(440)가 유입되기 용이하며, 경화 후 제 1 열전도 플레이트(200)의 상면(212)을 따라 형성되는 수분의 침투 경로가 길어져, 밀봉 효율을 극대화할 수 있으며, 제 1 열전도 플레이트(200)의 돌출부(260)의 내측면(262)과 제 2 열전도 플레이트(300)의 외측면(330) 사이에만 선택적으로 실링 부재(440)가 배치될 수 있으므로, 제 1 열전도 플레이트(200)의 홈(240)의 공간은 확장될 수 있다.
따라서, 제 1 열전도 플레이트(200)의 내측면(241)과 열전 소자(100) 사이의 이격 거리를 확장시킬 수 있어, 열전 소자(100)의 하부 기판(140)과 상부 기판(150) 사이에서 온도 차이에 의해 발생하는 열 유동을 열전 소자(100)의 측부로 확장할 수 있어 열 유동에 따른 신뢰성을 확보할 수 있다.
이하에서는 도 11을 참조하여, 본 발명의 제 8 실시예에 따른 열전 모듈을 설명한다.
도 11은 본 발명의 제 8 실시예에 따른 열전 모듈의 단면도이다.
도 11에 도시된 열전 모듈은 도 3에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열전 모듈(1000)에 비해 제 1 열전도 플레이트(200)의 바닥면(242) 및 실링 부재(450)의 구성이 상이하므로, 이하에서는 차별되는 제 1 열전도 플레이트(200)의 바닥면(242) 및 실링 부재(450)에 대해서만 상세히 설명하며 동일한 구성에 중복되는 도면부호에 대해서는 상세한 설명은 생략한다.
제 1 열전도 플레이트(200)의 바닥면(242)과 내측면(241)이 만나는 모서리 영역에는 바닥면(242)으로부터 제 4 높이 차(H4)를 갖도록 하부 방향으로 단차를 가는 하부 단차부(243)가 형성된다.
하부 단차부(243)는 경화 전 제 1 열전도 플레이트(200)와 제 2 열전도 플레이트(300) 사이의 이격 틈새로 유입되는 실링 부재(451)가 열전 소자(100) 측으로 넘치기 전, 제 1 열전도 플레이트(200)의 바닥면(242)에서 실링 부재(452)의 버퍼 공간을 제공하는 것일 수 있다.
이로써, 제 1 열전도 플레이트(200)와 제 2 열전도 플레이트(300) 사이의 이격 틈새로 실링 부재(450)를 유입할 시, 경화되기 전의 실링 부재(450)가 제 1 열전도 플레이트(200)의 바닥면(242)을 따라 넘쳐 열전 소자(100)를 오염시키는 문제를 방지할 수 있다.
이하에서는 도 12를 참조하여, 본 발명의 제 9 실시예에 따른 열전 모듈을 설명한다.
도 12는 본 발명의 제 9 실시예에 따른 열전 모듈의 단면도이다.
도 12에 도시된 열전 모듈은 도 3에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열전 모듈(1000)에 비해 제 1 열전도 플레이트(200)의 바닥면(242) 및 오목부(270)의 구성이 상이하므로, 이하에서는 차별되는 제 1 열전도 플레이트(200)의 바닥면(242) 및 오목부(270)에 대해서만 상세히 설명하며 동일한 구성에 중복되는 도면부호에 대해서는 상세한 설명은 생략한다.
제 1 열전도 플레이트(200)는 바닥면(242)으로부터 제 5 높이 차(H5)를 갖도록 하부 방향으로 오목하게 형성된 오목부(270)를 포함한다.
오목부(270)에는 열전 소자(100)의 제 1 기판(140)이 안착된다. 여기서, 오목부(270)를 이루는 내측면에는 제 1 기판(140)의 외측면이 맞닿는 것이 바람직하다.
여기서, 제 1 열전도 플레이트(200)는 열전도성이 우수한 금속 재질로 구성되는 것이 바람직하므로, 제 1 열전도 플레이트(200)를 통한 열전 소자(100)의 단락을 방지하기 위해, 오목부(270) 또는 제 1 열전도 플레이트(200)의 다른 영역은 열전 소자(100)의 제 1 전극(161)과 이격되는 것이 바람직하다.
이로써, 구조적으로 열전 모듈 내에서 열전 소자(100)의 유동을 방지할 수 있으며, 제 1 기판(140)과 제 1 열전도 플레이트(200) 사이의 접촉 면적을 확대하여 열전달 효율을 향상시킬 수 있다.
이하에서는 도 13을 참조하여, 본 발명에 따른 열전 소자가 정수기에 적용된 예를 설명한다.
도 13은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열전 모듈이 정수기에 적용된 예를 개략적으로 나타낸 블럭도이다.
열전 모듈(1000)이 적용된 정수기(1)는 원수 공급관(12a), 정수 탱크 유입관(12b), 정수 탱크(12), 필터 어셈블리(13), 냉각 팬(14), 축열조(15), 냉수 공급관(15a), 및 열전 모듈(1000)을 포함한다.
원수 공급관(12a)은 수원으로부터 정수 대상인 물을 필터 어셈블리(13)로 유입시키는 공급관이고, 정수 탱크 유입관(12b)은 필터 어셈블리(13)에서 정수된 물을 정수 탱크(12)로 유입시키는 유입관이고, 냉수 공급관(15a)은 정수 탱크(12)에서 열전 모듈(1000)에 의해 소정 온도로 냉각된 냉수가 최종적으로 사용자에게 공급되는 공급관이다.
정수 탱크(12)는 필터 어셈블리(13)를 경유하며 정수되고 정수 탱크 유입관(12b)을 통해 유입된 물을 저장 및 외부로 공급하도록 정수된 물을 잠시 수용한다.
필터 어셈블리(13)는 침전 필터(13a)와, 프리 카본 필터(13b)와, 멤브레인 필터(13c)와, 포스트 카본 필터(13d)로 구성된다.
즉, 원수 공급관(12a)으로 유입되는 물은 필터 어셈블리(13)를 경유하며 정수될 수 있다.
축열조(15)가 정수 탱크(12)와, 열전 모듈(1000)의 사이에 배치되어, 열전 모듈(1000)에서 형성된 냉기가 저장된다. 축열조(15)에 저장된 냉기는 정수 탱크(12)로 인가되어, 정수 탱크(120)에 수용된 물을 냉각시킨다.
냉기 전달이 원활하게 이루어질 수 있도록, 축열조(15)는 정수 탱크(12)와 면 접촉될 수 있다.
열전 모듈(1000)은 상술한 바와 같이, 흡열면과 발열면을 구비하며, P 형 반도체 및 N형 반도체 상의 전자 이동에 의해, 일측은 냉각되고, 타측은 가열된다.
여기서, 일측은 정수 탱크(12) 측이며, 타측은 정수 탱크(12)의 반대 측일 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 열전 모듈(1000)은 방수 및 방진 성능이 우수하며, 열 유동 성능이 개선되어, 정수기 내에서 정수 탱크(12)를 효율적으로 냉각할 수 있다.
이하에서는 도 14를 참조하여, 본 발명에 따른 열전 모듈이 냉장고에 적용된 예를 설명한다.
도 14는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열전 모듈이 냉장고에 적용된 예를 개략적으로 나타낸 블럭도이다.
냉장고는 심온 증발실내에 심온 증발실 커버(23), 증발실 구획벽(24), 메인 증발기(25), 냉각팬(26) 및 열전 모듈(1000)을 포함한다.
냉장고 내는 심온 증발실 커버(23)에 의하여 심온 저장실과 심온 증발실로 구획된다.
상세히, 상기 심온 증발실 커버(23)의 전방에 해당하는 내부 공간이 심온 저장실로 정의되고, 심온 증발실 커버(23)의 후방에 해당하는 내부 공간이 심온 증발실로 정의될 수 있다.
심온 증발실 커버(23)의 전면에는 토출 그릴(23a)과 흡입 그릴(23b) 이 각각 형성될 수 있다.
증발실 구획벽(24)은 인너 캐비닛의 후벽으로부터 전방으로 이격 되는 지점에 설치되어, 심온실 저장 시스템이 놓이는 공간과 메인 증발기(25)가 놓이는 공간을 구획한다.
메인 증발기(25)에 의하여 냉각되는 냉기는 냉동실로 공급된 뒤 다시 메인 증발기 쪽으로 되돌아간다.
열전 모듈(1000)은 심온 증발실에 수용되며, 흡열면이 심온 저장실의 서랍 어셈블리 쪽을 향하고, 발열면이 증발기 쪽을 향하는 구조를 이룬다. 따라서, 열전 모듈(1000)서 발생되는 흡열 현상을 이용하여 서랍 어셈블리에 저장된 음식물을 섭씨 영하 50도 이하의 초저온 상태로 신속하게 냉각시키는데 사용될 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 열전 모듈(1000)은 방수 및 방진 성능이 우수하며, 열 유동 성능이 개선되어, 냉장고 내에서 서랍 어셈블리를 효율적으로 냉각할 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 열전 소자
120: P형 열전 레그 130: N형 열전 레그
140: 하부 기판 150: 상부 기판
161: 하부 전극 162: 상부 전극
200: 제 1 열전도 플레이트 300: 제 2 열전도 플레이트
400: 실링 부재

Claims (13)

  1. 홈을 포함하는 제 1 열전도 플레이트;
    상기 홈에 수용된 열전 소자;
    상기 열전 소자 상에 배치되고, 일부 영역이 상기 홈을 이루는 내측면과 이격된 제 2 열전도 플레이트; 및
    상기 제 1 열전도 플레이트의 내측면과 상기 제 2 열전도 플레이트 사이에 배치된 실링 부재; 를 포함하고,
    상기 열전 소자는
    제 1 기판;
    상기 제 1 기판 상에 배치된 복수의 열전 레그;
    상기 복수의 열전 레그 상에 배치된 제 2 기판;
    상기 제 1 기판과 상기 복수의 열전 레그 사이에 배치된 복수의 제 1 전극과 상기 제 2 기판과 상기 복수의 열전 레그 사이에 배치된 복수의 제 2 전극을 포함하는 전극; 및
    상기 전극에 전기적으로 연결되며 상기 제 1 열전도 플레이트를 관통하는 리드선; 을 포함하는 열전 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 열전도 플레이트의 상면은 상기 제 2 열전도 플레이트의 상면 보다 낮게 배치된 열전 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 열전도 플레이트는 상면에서 하부 방향으로 높이 차를 갖는 상부 단차부를 포함하고,
    상기 상부 단차부는 상기 제 1 열전도 플레이트의 내측면에 연결되며,
    상기 상부 단차부에 상기 실링 부재가 배치된 열전 모듈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 열전도 플레이트의 상면은 하부 방향으로 경사를 가지며,
    상기 제 1 열전도 플레이트의 상면과 상기 제 1 열전도 플레이트의 내측면이 이루는 각도는 둔각인 열전 모듈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 열전도 플레이트의 내측면에서 상기 제 2 열전도 플레이트 측으로 연장된 돌출부를 더 포함하고,
    상기 실링 부재는 상기 돌출부의 내측면과 상기 제 2 열전도 플레이트 사이에 배치된 열전 모듈.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 돌출부의 상면은 하부 방향으로 경사를 가지며,
    상기 돌출부의 상면과 상기 돌출부의 내측면이 이루는 각도는 둔각인 열전 모듈.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 열전도 플레이트는 상기 홈의 바닥면에서 하부 방향으로 높이 차를 갖는 하부 단차부를 포함하고,
    상기 하부 단차부는 상기 제 1 열전도 플레이트의 내측면에 연결되며,
    상기 하부 단차부에 상기 실링 부재가 배치된 열전 모듈.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 열전도 플레이트는 상기 홈의 바닥면에서 하부 방향으로 오목하게 배치된 오목부를 포함하고,
    상기 오목부에 상기 제 1 기판이 수용된 열전 모듈.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 오목부를 이루는 상기 제 1 열전도 플레이트의 내측면에 상기 제 1 기판의 측면이 맞닿는 열전 모듈.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 열전도 플레이트의 오목부와 상기 전극은 이격된 열전 모듈.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 열전도 플레이트는 내측면과 외측면을 관통하는 관통홀을 포함하고,
    상기 리드선은 상기 관통홀에 배치된 열전 모듈.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 리드선은 상기 전극에 배치된 접합부; 및
    상기 접합부의 단부가 삽입되며, 상기 관통홀에 배치된 연장부; 를 포함하는 열전 모듈.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 접합부의 단부는 상기 연장부에 억지 끼움 된 열전 모듈.
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