KR20190090928A - Thermo electric module - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 열전 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열전 모듈의 열 전도 차단에 관한 것이다.The present invention relates to a thermoelectric module, and more particularly to a thermal conduction block of a thermoelectric module.
열전현상은 재료 내부의 전자(electron)와 정공(hole)의 이동에 의해 발생하는 현상으로, 열과 전기 사이의 직접적인 에너지 변환을 의미한다.Thermoelectric phenomenon is a phenomenon caused by the movement of electrons and holes in a material, and means a direct energy conversion between heat and electricity.
열전 모듈은 열전현상을 이용하는 소자를 총칭하며, P형 열전 재료와 N형 열전 재료를 금속 전극들 사이에 접합시켜 PN 접합 쌍을 형성하는 구조를 가진다. The thermoelectric module generically refers to a device using a thermoelectric phenomenon, and has a structure in which a P-type thermoelectric material and an N-type thermoelectric material are bonded between metal electrodes to form a PN junction pair.
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.The thermoelectric module may be classified into a device using a temperature change of an electrical resistance, a device using a Seebeck effect, which is a phenomenon in which electromotive force is generated by a temperature difference, and a device using a Peltier effect, a phenomenon in which endothermic or heat generation by a current occurs.
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.Thermoelectric modules are applied to a variety of home appliances, electronic components, communication components, and the like. For example, the thermoelectric module may be applied to a cooling device, a heating device, a power generating device, or the like. Accordingly, the demand for thermoelectric performance of thermoelectric modules is increasing.
열전 모듈은 기판, 전극 및 열전 레그를 포함하며, 상부기판과 하부기판 사이에 복수의 열전 레그가 어레이 형태로 배치되며, 복수의 열전 레그와 상부기판 사이에 복수의 상부 전극이 배치되고, 복수의 열전 레그와 및 하부기판 사이에 복수의 하부전극이 배치된다. 여기서, 복수의 상부전극 및 복수의 하부전극은 열전 레그들을 직렬 또는 병렬 연결한다.The thermoelectric module includes a substrate, an electrode, and a thermoelectric leg, and a plurality of thermoelectric legs are arranged in an array form between the upper substrate and the lower substrate, and a plurality of upper electrodes are disposed between the plurality of thermoelectric legs and the upper substrate. A plurality of lower electrodes are disposed between the thermoelectric leg and the lower substrate. Here, the plurality of upper electrodes and the plurality of lower electrodes connect the thermoelectric legs in series or in parallel.
일반적으로, 열전 모듈이 냉각용 장치에 적용될 시, 장치를 냉각한 후 열전 모듈에 전류를 차단하게 된다.In general, when the thermoelectric module is applied to the cooling device, the current is blocked in the thermoelectric module after cooling the device.
하지만, 이때, 열전도가 높은 열전 모듈을 통해 냉각된 장치와 외부와 열 교환이 이루어져 냉각된 장치의 온도가 신속하게 오르는 문제가 있다.However, at this time, there is a problem that the temperature of the cooled device rises rapidly due to heat exchange with the device cooled through the thermoelectric module having high thermal conductivity and the outside.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 열전 모듈의 열전도를 차단하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to block the thermal conductivity of the thermoelectric module.
한편, 실시 예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.On the other hand, the problem to be solved in the embodiment is not limited to this, it will be said that also includes the object and effect that can be grasped from the solution means or embodiment of the problem described below.
본 발명의 한 실시예에 따른 열전 모듈은 홈을 포함하는 제 1 열전도 플레이트; 상기 제 1 열전도 플레이트 상에 배치된 열전 소자; 상기 열전 소자 상에 배치되는 제 2 열전도 플레이트; 상기 제 1 열전도 플레이트의 홈에 일단이 삽입되며, 상기 홈의 내측 방향 및 외측 방향으로 이동 가능한 이동 부재; 및 상기 이동 부재를 이동시키는 구동부; 를 포함하고, 상기 열전 소자는 제 1 기판; 상기 제 1 기판상에 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 연결된 리드선; 을 포함한다.Thermoelectric module according to an embodiment of the present invention includes a first thermal conductive plate including a groove; A thermoelectric element disposed on the first thermal conductive plate; A second thermal conductive plate disposed on the thermoelectric element; A moving member having one end inserted into a groove of the first heat conductive plate and movable in an inner direction and an outer direction of the groove; And a driving unit to move the moving member. The thermoelectric device includes a first substrate; A plurality of thermoelectric legs disposed on the first substrate; A second substrate disposed on the plurality of thermoelectric legs; An electrode including a plurality of first electrodes disposed between the first substrate and the plurality of thermoelectric legs and a plurality of second electrodes disposed between the second substrate and the plurality of thermoelectric legs; A lead wire electrically connected to the electrode; .
상기 구동부는 전자석일 수 있다.The driving unit may be an electromagnet.
상기 이동 부재의 타단에 배치된 자성 부재를 더 포함하고, 상기 전자석에 전류 인가 시, 상기 전자석과 상기 자성 부재 사이에는 인력 또는 척력이 발생할 수 있다.Further comprising a magnetic member disposed at the other end of the moving member, when the current is applied to the electromagnet, attraction or repulsion may occur between the electromagnet and the magnetic member.
상기 제 1 열전도 플레이트와 상기 이동 부재는 동일 재질로 구성될 수 있다.The first heat conductive plate and the movable member may be made of the same material.
상기 제 1 열전도 플레이트와 상기 이동 부재의 열전도율은 동일할 수 있다.The thermal conductivity of the first thermal conductive plate and the moving member may be the same.
상기 제 1 열전도 플레이트와 상기 이동 부재의 열전도율은 공기의 열전도율보다 작을 수 있다.The thermal conductivity of the first thermally conductive plate and the movable member may be less than the thermal conductivity of air.
상기 홈을 이루는 상기 제 1 열전도 플레이트의 내측면과 상기 이동 부재의 일단 사이에 배치된 탄성 부재를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include an elastic member disposed between an inner side surface of the first heat conductive plate forming the groove and one end of the movable member.
상기 제 2 열전도 플레이트는 제 2 홈을 포함하고, 상기 제 2 열전도 플레이트의 제 2 홈에 일단이 삽입되며, 상기 제 2 홈의 내측 방향 및 외측 방향으로 이동 가능한 제 2 이동 부재를 더 포함하고, 상기 구동부는 상기 제 2 이동 부재를 이동시킬 수 있다.The second heat conductive plate further includes a second moving member, one end of which is inserted into the second groove of the second heat conductive plate and movable in an inner direction and an outer direction of the second groove, The driving unit may move the second moving member.
상기 구동부는 전자석일 수 있다.The driving unit may be an electromagnet.
상기 제 2 이동 부재의 타단에 배치된 제 2 자성 부재를 더 포함하고,Further comprising a second magnetic member disposed at the other end of the second moving member,
상기 전자석에 전류 인가 시, 상기 전자석과 상기 제 2 자성 부재 사이에는 인력 또는 척력이 발생할 수 있다.When a current is applied to the electromagnet, attraction or repulsion may occur between the electromagnet and the second magnetic member.
상기 홈을 제외한 상기 제 1 열전도 플레이트의 전체 부피는 상기 홈의 전체 부피 대비 0.3배 내지 1배일 수 있다.The total volume of the first heat conductive plate except for the grooves may be 0.3 to 1 times the total volume of the grooves.
본 발명의 실시예에 따르면, 열전도의 차단이 가능한 열전 모듈을 얻을 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예에 따르면, 열전도도가 우수하고, 신뢰성이 높은 열전 모듈을 얻을 수 있다. According to an embodiment of the present invention, it is possible to obtain a thermoelectric module capable of blocking thermal conduction. In particular, according to the embodiment of the present invention, it is possible to obtain a thermoelectric module having excellent thermal conductivity and high reliability.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Various and advantageous advantages and effects of the present invention are not limited to the above description, and will be more readily understood in the course of describing specific embodiments of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 모듈이 적용된 정수기를 개략적으로 도시한 블록도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 모듈의 단면도이고,
도 3은 도 2의 열전 소자의 사시도이고,
도 4는 도 2의 열전 모듈에서 이동 부재의 이동을 나타내는 구동 예시도이고,
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전 모듈에서 이동 부재의 이동을 나타내는 구동 예시도이고,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열전 모듈에서 이동 부재의 이동을 나타내는 구동 예시도이다.1 is a block diagram schematically showing a water purifier to which a thermoelectric module is applied according to an embodiment of the present invention;
2 is a cross-sectional view of a thermoelectric module according to an embodiment of the present invention;
3 is a perspective view of the thermoelectric element of FIG.
4 is an exemplary view illustrating driving of a moving member in the thermoelectric module of FIG. 2;
5 and 6 are exemplary views showing the movement of the movable member in the thermoelectric module according to another exemplary embodiment of the present invention.
7 is an exemplary view illustrating driving of a moving member in a thermoelectric module according to another exemplary embodiment of the present invention.
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.As the present invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated and described in the drawings. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
제 2, 제 1 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 제 2 구성요소는 제 1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 1 구성요소도 제 2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms including ordinal numbers, such as second and first, may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as the first component, and similarly, the first component may also be referred to as the second component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
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.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.
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.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.
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.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.
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.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and the same or corresponding components will be given the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 모듈이 적용된 정수기를 개략적으로 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 모듈의 단면도이고, 도 3은 도 2의 열전 소자의 사시도이고, 도 4는 도 2의 열전 모듈에서 이동 부재의 이동을 나타내는 구동 예시도이다.1 is a block diagram schematically illustrating a water purifier to which a thermoelectric module is applied according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of a thermoelectric module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a thermoelectric element of FIG. 2. 4 is a perspective view illustrating driving of a moving member in the thermoelectric module of FIG. 2.
우선, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 모듈이 적용된 정수기(1)는 원수 공급관(12a), 정수 탱크 유입관(12b), 정수탱크(12), 필터 어셈블리(13), 냉각 팬(14), 축열조(15), 냉수 공급관(15a), 및 열전 모듈(1000)을 포함한다.First, referring to FIG. 1, a water purifier 1 to which a thermoelectric module according to an embodiment of the present invention is applied includes a raw
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.The raw
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.The purified
필터 어셈블리(13)는 침전 필터(13a)와, 프리 카본 필터(13b)와, 멤브레인 필터(13c)와, 포스트 카본 필터(13d)로 구성된다.The filter assembly 13 is composed of a
즉, 원수 공급관(12a)으로 유입되는 물은 필터 어셈블리(13)를 경유하며 정수될 수 있다.That is, the water flowing into the raw
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.The
냉기 전달이 원활하게 이루어질 수 있도록, 축열조(15)는 정수 탱크(12)와 면 접촉될 수 있다.The
열전 모듈(1000)은 상술한 바와 같이, 흡열면과 발열면을 구비하며, P 형 반도체 및 N형 반도체 상의 전자 이동에 의해, 일측은 냉각되고, 타측은 가열된다.As described above, the
여기서, 일측은 정수 탱크(12) 측이며, 타측은 정수 탱크(12)의 반대측일 수 있다.Here, one side may be the purified
즉, 열전 모듈(1000)은 정수기(1) 내에서 정수 탱크(12)를 효율적으로 냉각할 수 있다.That is, the
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 모듈(1000)은 열전 소자(100), 제 1 열전도 플레이트(200), 제 2 열전도 플레이트(300), 이동 부재(400) 및 구동부(500)를 포함한다.2 and 3, a
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.The first thermally
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.Here, the first
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.Since the first
제 1 열전도 플레이트(200)는 일측면에서 내부 측으로 소정 깊이를 갖도록 형성된 홈(210)을 포함한다. 여기서, 제 1 열전도 플레이트(200)는 홈(210)을 이루는 내측면(211)을 포함한다.The first heat
홈(210)에는 이동 부재(400)가 삽입되며, 홈(210)은 이동 부재(400)가 이동될 수 있는 경로를 안내한다. 여기서, 홈(210)에는 이동 부재(400)가 삽입 및 배출 시 외부와 동일 압력을 유지하기 위한 공기 주입홀(미도시)이 형성될 수 있다.The moving
제 1 열전도 플레이트(200)의 하면에는 복수의 핀이 형성되어, 발열 또는 흡열 면적을 확장할 수 있다.A plurality of fins may be formed on the bottom surface of the first heat
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.The second thermal
여기서, 제 1 열전도 플레이트(200)는 흡열면, 제 2 열전도 플레이트(300)는 방열면으로 설정되는 것으로 설명하였으나, 이는 열전 소자에 인가되는 전류 방향에 따라 흡열면과 방열면은 서로 바뀔 수도 있다.Here, the first
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.The
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.The
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.For example, when a voltage is applied to the
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.Here, the P-type
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 기재상에 열전 소재를 포함하는 페이스트를 도포하여 단위 부재를 형성한 후, 단위 부재를 적층하고 커팅하는 과정을 통하여 얻어질 수 있다.The P-type
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.In this case, the pair of P-type
한편, P형 열전 레그(120)와 N형 열전 레그(130)의 측면에는 높이 방향(Z축 방향)으로 절연체(미도시)가 배치될 수 있다.Meanwhile, an insulator (not shown) may be disposed on the side surfaces of the P-type
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 소자의 성능은 제벡 지수로 나타낼 수 있다. 제백 지수(ZT)는 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다. On the other hand, the performance of the thermoelectric device according to an embodiment of the present invention can be represented by Seebeck index. The Seebeck index ZT may be expressed as in Equation 1.
여기서, 는 제벡 계수[V/K]이고, 는 전기 전도도[S/m]이며, 는 파워 인자(Power Factor, [W/mK2])이다. 그리고, T는 온도이고, k는 열전도도[W/mK]이다. k는 로 나타낼 수 있으며, a는 열확산도[cm2/S]이고, cp 는 비열[J/gK]이며, 는 밀도[g/cm3]이다.here, Is the Seebeck coefficient [V / K], Is the electrical conductivity [S / m], Is the power factor ([W / mK 2 ]). And T is the temperature and k is the thermal conductivity [W / mK]. k is Where a is the thermal diffusivity [cm 2 / S], cp is the specific heat [J / gK], Is the density [g / cm 3 ].
열전 모듈의 제백 지수를 얻기 위하여, Z미터를 이용하여 Z 값(V/K)을 측정하며, 측정한 Z값을 이용하여 제벡 지수(ZT)를 계산할 수 있다. In order to obtain the Seebeck index of the thermoelectric module, the Z value (V / K) may be measured using a Z meter, and the Seebeck index (ZT) may be calculated using the measured Z value.
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.Here, the
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 또는 Cu-Al 합금을 포함할 수 있다. 또한, 하부 기판(140)과 상부 기판(150)이 금속 기판인 경우, 하부 기판(140)과 하부 전극(161) 사이 및 상부 기판(150)과 상부 전극(162) 사이에는 각각 유전체층이 더 형성될 수 있다. 유전체층은 5~10W/K의 열전도도를 가지는 소재를 포함할 수 있다. The
이때, 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.At this time, the size of the
한편, 도 3에 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.Meanwhile, as shown in FIG. 3, the
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.Here, the first length D1 is larger than the second length D2, and thus it is easy to connect the
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.The lower electrode 261 and the
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.The plurality of
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.In addition, the plurality of
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. A pair of P-type
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.That is, the lower surface of the P-type
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.In this case, a pair of lower solder layers (not shown) may be applied on the
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.In addition, a pair of upper solder layers (not shown) may be applied under the
이동 부재(400)는 일단이 제 1 열전도 플레이트(200)의 홈(210)에 삽입되며, 홈(210)의 내측 방향 및 외측 방향으로 이동된다.One end of the moving
즉, 제 1 열전도 플레이트(200)의 홈(210)은 이동 부재(400)가 수용되기 위한 수용 공간을 형성하며, 홈(210)의 내부에 이동 부재(400)가 수용되며, 이동 부재(400)는 홈(210)을 따라 왕복 직선 운동할 수 있다.That is, the
한편, 도시하지 않았지만, 홈(210)을 이루는 제 1 열전도 플레이트(200)의 내측면과 이동 부재(400) 사이에는 레일 등과 같은 가이드부가 배치될 수 있다.Although not shown, a guide portion such as a rail may be disposed between the inner surface of the first heat
이동 부재(400)는 제 1 열전도 플레이트(200)와 동일 재질로 구성되어 열전도도가 동일한 것이 바람직하다. 또는 이동 부재(400)는 제 1 열전도 플레이트(200)와 열전도가 매우 유사한 것이 바람직하다.The moving
여기서, 도 2에 도시된 바와 같이, 리드선(181, 182)을 통하여 하부 전극(161) 및 상부 전극(162)에 전압을 인가되어 냉각부와 발열부를 형성할 시, 이동 부재(400)는 제 1 열전도 플레이트(200)의 홈(210)의 내부에 배치되어, 제 1 열전도 플레이트(200)의 내부에서 열전도 경로를 제공할 수 있다.As shown in FIG. 2, when the voltage is applied to the
이와 반대로, 도 4에 도시된 바와 같이, 리드선(181, 182)에 인가되는 전류가 차단되면, 이동 부재(400)는 구동부(500)를 통해 제 1 열전도 플레이트(200)의 홈(210)의 외부에 배치되어, 제 1 열전도 플레이트(200)의 홈(210)에 공기층을 형성할 수 있다.On the contrary, as shown in FIG. 4, when the current applied to the
즉, 제 1 열전도 플레이트(200) 및 이동 부재(400)에 비해 낮은 열전도도를 갖는 공기층을 제 1 열전도 플레이트(200) 내부에 형성하여, 제 1 열전도 플레이트(200)와 제 2 열전도 플레이트(300) 사이의 열 교환을 억제할 수 있다.That is, an air layer having a lower thermal conductivity than the first thermal
여기서, 홈(210)이 이루는 공간은 홈(210)을 제외한 제 1 열전도 플레이트(200)의 체적 대비 0.3배 내지 1배의 범위에서 형성될 수 있다. 더욱 바람직하게는 0.5배 내지 0.8배의 범위로 구현할 수 있다.Here, the space formed by the
홈(210)이 이루는 공간의 체적이 제 1 열전도 플레이트(200)의 체적 대비 0.3배 이하인 경우 제 1 열전도 플레이트(200)에서 이동 부재(400)가 배출될 시 형성되는 공기층이 체적이 미비하여 열전도 차단 효과를 기대할 수 없으며, 홈(210)이 이루는 공간의 체적이 제 1 열전도 플레이트(200)의 체적 대비 1배 이상인 경우 제 1 열전도 플레이트(200)에서 이동 부재(400)가 배출될 시 제 1 열전도 플레이트(200)의 강성에 따른 신뢰성을 확보할 수 없는 문제가 있다.When the volume of the space formed by the
구동부(500)는 열전 소자(100)의 타측에 배치되며, 실질적으로 이동 부재(400)를 이동시키도록 구현될 수 있다.The driving
구동부(500)는 모터 또는 피스톤 등과 같은 기계 장치로 구현될 수 있으나 이는 이동 부재(400)와 접촉되어야 하므로, 접촉되지 않은 상태로 이동 부재(400)를 이동 시킬 수 있는 전자석으로 구현되는 것이 바람직하다.The driving
즉, 구동부(500)는 이동 부재(400) 또는 제 1 열전도 플레이트(200)에 접촉되지 않고 이격되어 배치될 수 있어, 열 전달에 영향을 미치지 않을 수 있다.That is, the driving
구동부(500)는 전류 인가 방향에 따라 제 1 극성(예를 들어, N) 및 제 2 극성(예를 들어, S)을 가질 수 있다.The
여기서, 이동 부재(400)의 타단에는 제 1 극성(N)을 갖는 자성 부재(410)가 배치된다.Here, the
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 구동부(500)가 제 1 극성(N)을 갖는 경우, 구동부(500)와 자성 부재(410) 사이의 척력으로 인해 이동 부재(400)는 제 1 열전도 플레이트(200)의 홈(210)의 내부에 삽입되어 열 전달 경로를 제공할 수 있다.That is, as shown in FIG. 2, when the driving
반대로, 도 4에 도시된 바와 같이, 구동부(500)가 제 2 극성(S)을 갖는 경우, 구동부(500)와 자성 부재(410) 사이의 인력으로 인해 이동 부재(400)는 제 1 열전도 플레이트(200)의 홈(210)의 내부에서 배출되며, 홈(210)에 공기층을 형성하며 열 전달을 차단할 수 있다.On the contrary, as shown in FIG. 4, when the driving
또한, 도시 하지 않았지만, 열전 소자(100)의 외측에는 실링 부재(미도시)가 배치되어, 열전 소자(100) 내측으로 수분이 침투되지 않도록 밀봉하는 것이 바람직하다.In addition, although not shown, a sealing member (not shown) is disposed outside the
여기서, 실링 부재는 방수 테이프, 방수 실리콘, 고무나 수지 소재 등의 접착제 등으로 구성될 수 있으며, 유입된 후 경화되는 방수 실리콘 등으로 구현되는 것이 바람직하다.Here, the sealing member may be composed of an adhesive such as waterproof tape, waterproof silicone, rubber or resin material, and is preferably implemented by waterproof silicone that is cured after being introduced.
이하에서는 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전 모듈을 설명한다. Hereinafter, a thermoelectric module according to another exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전 모듈에서 이동 부재의 이동을 나타내는 구동 예시도이다.5 and 6 are exemplary driving diagrams illustrating the movement of the movable member in the thermoelectric module according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 5 및 도 6에 도시된 열전 모듈(2000)은 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 모듈(1000)에 비해 탄성 부재(600)가 상이하므로, 이하에서는 탄성 부재(600)에 대해서만 상세히 설명하며 동일한 구성에 중복되는 도면부호에 대해서는 상세한 설명은 생략한다.5 and 6, the
도 5를 참조하면, 홈(210)을 이루는 제 1 열전도 플레이트(200)의 내측면(211)과 이동 부재(400)의 일단 사이에는 탄성 부재(600)이 배치된다.Referring to FIG. 5, an
탄성 부재(600)는 용수철과 같이 탄성 복원율이 우수한 재질로 구현될 수 있다.The
한편, 구동부(500)는 전류가 인가됨에 따라 이동 부재(400)의 타단에 배치된 자성 부재(410)와 다른 극성을 갖거나, 전류가 차단되어 오프(OFF)되는 상태로 구동될 수 있다.Meanwhile, as the current is applied, the driving
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 구동부(500)가 제 1 극성(N)을 갖는 경우, 구동부(500)와 자성 부재(410) 사이의 척력으로 인해 이동 부재(400)는 제 1 열전도 플레이트(200)의 홈(210)의 내부에 삽입되어 열 전달 경로를 제공할 수 있다.That is, as shown in FIG. 5, when the driving
여기서, 제 1 열전도 플레이트(200)의 내측면(211)과 이동 부재(400)의 일단 사이에 배치된 탄성 부재(600)는 압축된 상태를 유지할 수 있다.Here, the
이후, 도 6을 참조하면, 구동부(500)에 전류가 차단된 경우, 탄성 부재(600)의 탄성 복원력으로 인해 이동 부재(400)는 제 1 열전도 플레이트(200)의 홈(210)의 내부에서 배출되며, 홈(210)에 공기층을 형성하며 열 전달을 차단할 수 있다.Subsequently, referring to FIG. 6, when a current is blocked in the driving
이하에서는 도 7을 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열전 모듈을 설명한다. Hereinafter, a thermoelectric module according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열전 모듈에서 이동 부재의 이동을 나타내는 구동 예시도이다.7 is an exemplary view illustrating driving of a moving member in a thermoelectric module according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 7에 도시된 열전 모듈(3000)은 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 모듈(1000)에 비해 제 2 열전도 플레이트(700), 제 2 이동 부재(800) 및 구동부(550)의 구성이 상이하므로, 이하에서는 제 2 열전도 플레이트(700), 제 2 이동 부재(800) 및 구동부(550)에 대해서만 상세히 설명하며 동일한 구성에 중복되는 도면부호에 대해서는 상세한 설명은 생략한다.The
제 2 열전도 플레이트(700)는 일측면에서 내부 측으로 소정 깊이를 갖도록 형성된 홈(710)을 포함한다. 이하에서는 용어의 중복을 회피하기 위해 홈(710)을 제 2 홈(710)으로 설명한다.The second thermal
여기서, 제 2 열전도 플레이트(700)는 제 2 홈(710)을 이루는 내측면(711)을 포함한다.Here, the second heat
제 2 홈(710)에는 이동 부재(800)가 삽입되며, 제 2 홈(710)은 이동 부재(800)가 이동될 수 있는 경로를 안내한다. 이하에서는 용어의 중복을 회피하기 위해 이동 부재(800)를 제 2 이동 부재(800)로 설명한다.The moving
여기서, 제 2 홈(710)에는 제 2 이동 부재(800)가 삽입 및 배출 시 외부와 동일 압력을 유지하기 위한 공기 주입홀(미도시)이 형성될 수 있다.Here, an air injection hole (not shown) may be formed in the
제 2 이동 부재(800)는 일단이 제 2 열전도 플레이트(700)의 제 2 홈(710)에 삽입되며, 제 2 홈(710)의 내측 방향 및 외측 방향으로 이동된다.One end of the second moving
즉, 제 2 열전도 플레이트(700)의 제 2 홈(710)은 제 2 이동 부재(800)가 수용되기 위한 수용 공간을 형성하며, 제 2 홈(710)의 내부에 제 2 이동 부재(800)가 수용되며, 제 2 이동 부재(800)는 제 2 홈(710)을 따라 왕복 직선 운동할 수 있다.That is, the
한편, 도시하지 않았지만, 제 2 홈(710)을 이루는 제 2 열전도 플레이트(700)의 내측면과 제 2 이동 부재(800) 사이에는 레일 등과 같은 가이드부가 배치될 수 있다.Although not shown, a guide portion such as a rail may be disposed between the inner surface of the second heat
제 2 이동 부재(800)는 제 2 열전도 플레이트(700)와 동일 재질로 구성되어 열전도도가 동일한 것이 바람직하다. 또는 제 2 이동 부재(800)는 제 2 열전도 플레이트(700)와 열전도가 매우 유사한 것이 바람직하다.The second moving
여기서, 리드선(181, 182)을 통하여 하부 전극(161) 및 상부 전극(162)에 전압을 인가되어 냉각부와 발열부를 형성할 시, 제 2 이동 부재(800)는 제 2 열전도 플레이트(700)의 제 2 홈(710)의 내부에 배치되어, 제 2 열전도 플레이트(700)의 내부에서 열전도 경로를 제공하며, 리드선(181, 182)을 통하여 하부 전극(161) 및 상부 전극(162)에 전압을 인가되어 냉각부와 발열부를 형성할 시, 이동 부재(400)는 제 1 열전도 플레이트(200)의 홈(210)의 내부에 배치되어, 제 1 열전도 플레이트(200)의 내부에서 열전도 경로를 제공할 수 있다.Here, when a voltage is applied to the
이와 반대로, 도 7에 도시된 바와 같이, 리드선(181, 182)에 인가되는 전류가 차단되면, 제 2 이동 부재(800)는 구동부(550)를 통해 제 2 열전도 플레이트(700)의 제 2 홈(710)의 외부에 배치되어, 제 2 열전도 플레이트(700)의 제 2 홈(710)에 공기층을 형성하며, 이동 부재(400)는 구동부(550)를 통해 제 1 열전도 플레이트(200)의 홈(210)의 외부에 배치되어, 제 1 열전도 플레이트(200)의 홈(210)에 공기층을 형성할 수 있다.On the contrary, as shown in FIG. 7, when the current applied to the
즉, 제 2 열전도 플레이트(700) 및 제 2 이동 부재(800)에 비해 낮은 열전도도를 갖는 공기층을 제 2 열전도 플레이트(700) 내부에 형성하여, 제 1 열전도 플레이트(200)와 제 2 열전도 플레이트(700) 사이의 열 교환을 억제할 수 있다.That is, an air layer having a lower thermal conductivity than the second thermal
여기서, 제 2 홈(710)이 이루는 공간은 제 2 홈(710)을 제외한 제 2 열전도 플레이트(700)의 체적 대비 0.3배 내지 1배의 범위에서 형성될 수 있다. 더욱 바람직하게는 0.5배 내지 0.8배의 범위로 구현할 수 있다.Here, the space formed by the
제 2 홈(710)이 이루는 공간의 체적이 제 2 열전도 플레이트(700)의 체적 대비 0.3 배 이하인 경우 제 2 열전도 플레이트(700)에서 제 2 이동 부재(800)가 배출될 시 형성되는 공기층이 체적이 미비하여 열전도 차단 효과를 기대할 수 없으며, 제 2 홈(710)이 이루는 공간의 체적이 제 2 열전도 플레이트(700)의 체적 대비 1배 이상인 경우 제 2 열전도 플레이트(700)에서 제 2 이동 부재(800)가 배출될 시 제 2 열전도 플레이트(700)의 강성에 따른 신뢰성을 확보할 수 없는 문제가 있다.When the volume of the space formed by the
구동부(550)는 모터 또는 피스톤 등과 같은 기계 장치로 구현될 수 있으나 이는 이동 부재(400) 및 제 2 이동 부재(800)와 접촉되어야 하므로, 접촉되지 않은 상태로 이동 부재(400) 및 제 2 이동 부재(800)를 이동시킬 수 있는 전자석으로 구현되는 것이 바람직하다.The driving
즉, 구동부(550)는 이동 부재(400), 제 1 열전도 플레이트(200), 제 2 이동 부재(800) 또는 제 2 열전도 플레이트(700)에 접촉되지 않고 이격 되어 배치될 수 있어, 열 전달에 영향을 미치지 않을 수 있다.That is, the driving
구동부(550)는 전류 인가 방향에 따라 제 1 극성(예를 들어, N) 및 제 2 극성(예를 들어, S)을 가질 수 있다.The
여기서, 제 2 이동 부재(800)의 타단에는 제 1 극성(N)을 갖는 자성 부재(810)가 배치된다. 이하에서는 용어의 중복을 회피하기 위해 자성 부재(810)를 제 2 자성 부재(810)로 설명한다.Here, the
즉, 구동부(550)가 제 1 극성(N)을 갖는 경우, 구동부(550)와 제 2 자성 부재(810) 사이의 척력으로 인해 제 2 이동 부재(800)는 제 2 열전도 플레이트(700)의 제 2 홈(710)의 내부에 삽입되어 열 전달 경로를 제공하며, 자성 부재(410) 사이의 척력으로 인해 이동 부재(400)는 제 1 열전도 플레이트(200)의 홈(210)의 내부에 삽입되어 열 전달 경로를 제공할 수 있다.That is, when the driving
반대로, 도 7에 도시된 바와 같이, 구동부(550)가 제 2 극성(S)을 갖는 경우, 구동부(550)와 제 2 자성 부재(810) 사이의 인력으로 인해 제 2 이동 부재(800)는 제 2 열전도 플레이트(700)의 제 2 홈(710)의 내부에서 배출되어 제 2 홈(710)에 공기층을 형성하며 열 전달을 차단할 수 있으며, 구동부(550)가 제 2 극성(S)을 갖는 경우, 구동부(550)와 자성 부재(410) 사이의 인력으로 인해 이동 부재(400)는 제 1 열전도 플레이트(200)의 홈(210)의 내부에서 배출되어 홈(210)에 공기층을 형성하며 열 전달을 차단할 수 있다.On the contrary, as shown in FIG. 7, when the driving
즉, 구동부(550)의 동작으로, 제 1 열전도 플레이트(200)와 제 2 열전도 플레이트(700) 각각에 공기층을 형성하여, 보다 효과적으로 열 전달을 차단할 수 있다.That is, by the operation of the
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.Although described above with reference to the embodiment is only an example and is not intended to limit the invention, those of ordinary skill in the art to which the present invention does not exemplify the above within the scope not departing from the essential characteristics of this embodiment It will be appreciated that many variations and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.
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, 700: 제 2 열전도 플레이트
400, 800: 이동 부재
500: 구동부
600: 탄성 부재100: thermoelectric element
120: P type thermoelectric leg 130: N type thermoelectric leg
140: lower substrate 150: upper substrate
161: lower electrode 162: upper electrode
200: first
400 and 800: moving member 500: drive part
600: elastic member
Claims (11)
상기 제 1 열전도 플레이트 상에 배치된 열전 소자;
상기 열전 소자 상에 배치되는 제 2 열전도 플레이트;
상기 제 1 열전도 플레이트의 홈에 일단이 삽입되며, 상기 홈의 내측 방향 및 외측 방향으로 이동 가능한 이동 부재; 및
상기 이동 부재를 이동시키는 구동부; 를 포함하고,
상기 열전 소자는
제 1 기판;
상기 제 1 기판상에 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 연결된 리드선; 을 포함하는 열전 모듈.
A first heat conducting plate comprising a groove;
A thermoelectric element disposed on the first thermal conductive plate;
A second thermal conductive plate disposed on the thermoelectric element;
A moving member having one end inserted into a groove of the first heat conductive plate and movable in an inner direction and an outer direction of the groove; And
A drive unit for moving the moving member; Including,
The thermoelectric element is
A first substrate;
A plurality of thermoelectric legs disposed on the first substrate;
A second substrate disposed on the plurality of thermoelectric legs;
An electrode including a plurality of first electrodes disposed between the first substrate and the plurality of thermoelectric legs and a plurality of second electrodes disposed between the second substrate and the plurality of thermoelectric legs; And
A lead wire electrically connected to the electrode; Thermoelectric module comprising a.
상기 구동부는 전자석인 열전 모듈.
The method of claim 1,
The driving unit is an electromagnet module.
상기 이동 부재의 타단에 배치된 자성 부재를 더 포함하고,
상기 전자석에 전류 인가 시, 상기 전자석과 상기 자성 부재 사이에는 인력 또는 척력이 발생하는 열전 모듈.
The method of claim 2,
Further comprising a magnetic member disposed at the other end of the moving member,
At the time of applying the current to the electromagnet, the thermoelectric module generates a attraction force or repulsion between the electromagnet and the magnetic member.
상기 제 1 열전도 플레이트와 상기 이동 부재는 동일 재질로 구성된 열전 모듈.
The method of claim 1,
And the first heat conducting plate and the moving member are made of the same material.
상기 제 1 열전도 플레이트와 상기 이동 부재의 열전도율은 동일한 열전 모듈.
The method of claim 1,
And a thermal conductivity of the first thermally conductive plate and the moving member is the same.
상기 제 1 열전도 플레이트와 상기 이동 부재의 열전도율은 공기의 열전도율보다 작은 열전 모듈.
The method of claim 5, wherein
And a thermal conductivity between the first thermally conductive plate and the moving member is less than that of air.
상기 홈을 이루는 상기 제 1 열전도 플레이트의 내측면과 상기 이동 부재의 일단 사이에 배치된 탄성 부재를 더 포함하는 열전 모듈.
The method of claim 1,
The thermoelectric module of claim 1, further comprising an elastic member disposed between the inner surface of the first thermal conductive plate forming the groove and one end of the movable member.
상기 제 2 열전도 플레이트는 제 2 홈을 포함하고,
상기 제 2 열전도 플레이트의 제 2 홈에 일단이 삽입되며, 상기 제 2 홈의 내측 방향 및 외측 방향으로 이동 가능한 제 2 이동 부재를 더 포함하고,
상기 구동부는 상기 제 2 이동 부재를 이동시키는 열전 모듈.
The method of claim 1,
The second heat conducting plate includes a second groove,
One end is inserted into the second groove of the second heat conductive plate, and further includes a second moving member movable in the inner direction and the outer direction of the second groove,
And the driving part moves the second moving member.
상기 구동부는 전자석인 열전 모듈.
The method of claim 8,
The driving unit is an electromagnet module.
상기 제 2 이동 부재의 타단에 배치된 제 2 자성 부재를 더 포함하고,
상기 전자석에 전류 인가 시, 상기 전자석과 상기 제 2 자성 부재 사이에는 인력 또는 척력이 발생하는 열전 모듈.
The method of claim 9,
Further comprising a second magnetic member disposed at the other end of the second moving member,
When the current is applied to the electromagnet, the thermoelectric module generates a attraction force or repulsive force between the electromagnet and the second magnetic member.
상기 홈을 제외한 상기 제 1 열전도 플레이트의 전체 부피는
상기 홈의 전체 부피 대비 0.3배 내지 1배인 열전 모듈.The method of claim 1,
The total volume of the first heat conducting plate excluding the groove is
0.3 to 1 times the total volume of the groove of the thermoelectric module.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180009710A KR102343090B1 (en) | 2018-01-26 | 2018-01-26 | Thermo electric module |
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KR1020180009710A KR102343090B1 (en) | 2018-01-26 | 2018-01-26 | Thermo electric module |
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KR20190090928A true KR20190090928A (en) | 2019-08-05 |
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---|---|---|---|---|
KR102164983B1 (en) * | 2019-11-08 | 2020-10-13 | 엘지이노텍 주식회사 | Thermo electric element |
WO2022065651A1 (en) * | 2020-09-24 | 2022-03-31 | 엘지이노텍 주식회사 | Thermoelectric device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160065329A (en) * | 2014-11-28 | 2016-06-09 | 한국전자통신연구원 | thermoelectric MODULE |
-
2018
- 2018-01-26 KR KR1020180009710A patent/KR102343090B1/en active IP Right Grant
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WO2022065651A1 (en) * | 2020-09-24 | 2022-03-31 | 엘지이노텍 주식회사 | Thermoelectric device |
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