KR20190097440A - 도넛형 열전 발전모듈 및 그 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파이프 양상의 열원이 통과하도록 통로가 마련된 하나 이상의 기판; 기판에서 통로 주변에 원주 방향을 따라 배치되며, 상호 이격되어 있는 복수의 열전라인; 및 복수의 열전라인에 대응하여 연결되는 복수의 전극을 포함하며, 열전라인은 열원으로부터 열을 흡수하여 전기를 생산하도록 플러스와 마이너스 요소로 구성된 열전쌍을 포함하며, 열전라인은 원주 방향을 따라 배치되며 통로에 인접한 복수의 고온접점과, 반대로 통로로부터 이격되어 배치되는 복수의 저온접점을 포함하는 도넛형 열전전력생산장치이다.

Description

도넛형 열전 발전모듈 및 그 장치{MULTI-MULTI-ARRAY THEMOELETRIC GENERATOR AND ITS GENERATING SYSTEM}
본 발명은 열전 발전모듈 및 그 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 다중 다열 배열식으로 제작하여 전압과 전류의 제어가 가능한 도넛형 열전 발전모듈 및 그 시스템에 관한 것이다.
열전모듈은 펠티어(Peltier) 효과와 제벡(seebeck) 효과를 이용한 것으로, 냉각이나 가열 혹은 발전을 수행할 수 있는 열과 전기의 교환요소이다. 이러한 열전모듈은 전기 극성 전환을 통해 간편하게 냉각과 가열 혹은 발전을 전환 수행할 수 있다.
열점모듈은 제벡 효과에 의한 모듈 양단간의 온도 차이를 이용하여 전기를 얻을 수 있다.
이러한 열전모듈은 냉각용 혹은 가열용과 발전용이 있으며, 우수한 냉각 혹은 가열 또는 발전효과를 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 부피가 매우 작아서 차세대 냉각 혹은 가열 및 발전소자로 각광받고 있다.
열전모듈은 냉각용 전자소자와 같이 시스템의 안정성을 요하면서, 가동공간이 협소하고, 소음방지를 요하며, 온도의 제어가 쉽게 가능해야 하는 경우에 사용되고 있다. 발전용은 배기 폐열을 이용하며, 폐열에너지를 전기에너지로 변환시켜 발전 효율을 높이는 데 사용된다.
이처럼 배기 폐열을 회수하기 위한 열전모듈을 이용하는 열전발전장치가 있다. 열전발전장치는 차량, 보일러, 굴뚝 등의 배기가스 폐열을 이용하여 열에너지를 전기에너지로 변환하는 것이다.
이와 관련된 종래기술은 배기가스와 같은 고온의 기체를 이용하여 열전 발전을 하는 것으로서, 기체의 불규칙한 확산으로 인해 열전모듈의 고온 측의 표면 온도를 일정하게 유지하기 어려운 문제가 있다.
폐열을 회수하여 전기를 생산하는 열전발전장치는 폐열을 회수하기 위한 온도 차이가 있는 영역에 판상 형상으로 부착 가능하게 구성된다. 이러한 종래의 열전발전장치용 열전모듈은 곡면을 갖는 배기관에 설치하기 어려운 측면이 있었다.
기존의 열전모듈은 파이프 형상에 부착하기 어렵고, 또 부착 면부가 특정 면부로 한정되어 발전효율이 감소하였다.
본 발명의 실시 예들은 파이프 형상의 열원에 설치가 용이하며 열원에 균일하게 배치되어 배기관과 같은 열원으로부터 열을 회수하여 발전을 수행할 수 있는 도넛형 열전 발전모듈 및 그 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도넛형 열전발전모듈은, 파이프 양상의 열원이 통과하도록 통로가 마련된 하나 이상의 기판; 상기 기판에서 통로 주변에 원주 방향을 따라 배치되며, 상호 이격되어 있는 복수의 열전라인; 및 상기 복수의 열전라인에 대응하여 연결되는 복수의 전극을 포함하며, 상기 열전라인은 열원으로부터 열을 흡수하여 전기를 생산하도록 플러스와 마이너스 요소로 구성된 열전쌍을 포함하며, 상기 열전라인은 원주 방향을 따라 배치되며 상기 통로에 인접한 복수의 고온접점과, 상기 고온접점보다 상기 통로로부터 이격되어 배치되는 복수의 저온접점을 포함한다.
상기 복수의 고온접점과 상기 복수의 저온접점은 원주 방향을 따라 상기 통로의 중심에 대해 거리 차이를 두고 교대로 배치될 수 있다.
상기 복수의 열전라인 각각은, 상기 복수의 고온접점과 복수의 저온접점을 교대로 연결하도록 원주 방향을 따른 지그재그 양상으로 배치될 수 있다.
상기 기판은 복수로 적층되어 배치되되, 상기 복수의 전극은 적층된 복수의 기판을 따라 병렬 혹은 직렬을 연결될 수 있다.
상기 기판이 수용되어 열전달이 가능한 열전 본체를 더 포함하며, 상기 열전 본체에는 방열핀들이 마련될 수 있다.
상기 기판은 5층~10층으로 배치되되, 10mm~15mm 두께로 적층 배치될 수 있다.
상기 기판은 중심 라인 상을 향해 경사져 배치될 수 있다.
상기 방열핀은 원주 방향을 따라 간격을 두고 배치될 수 있다.
상기 기판은 폴리이미드로 마련될 수 있다.
상기 복수의 전극은, 양극과 음극을 포함하며, 상기 양극, 음극 및 복수의 고온접점과 저온접점에 각각 연결되도록 배치되는 전력선을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도넛형 열전 전력생산장치는, 상기 도넛형 열전 전력생산모듈; 상기 열전 본체에 위치하는 전송펌프; 상기 열전 본체에 위치하는 축전지; 및 생성된 전기를 전송받아 집전하는 집전부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따르면, 파이프 형상의 열원에 설치가 용이하며 열원에 균일하게 배치되어 배기관과 같은 열원으로부터 열을 회수하여 발전을 수행할 수 있는 도넛형 열전 발전장치 및 그 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도넛형 열전 발전모듈의 개념도이다.
도 2는 도 1의 열전 발전모듈의 하나의 기판 정면도이다.
도 3은 도 2의 복수의 기판 적층 배치도이다.
도 4는 도 3의 열전 발전모듈에 방열핀이 열전 본체에 설치된 상태도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도넛형 열전 발전모듈로 만든 도넛형 열전 발전장치의 개념도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도넛형 열전 발전모듈로 만든 도넛형 열전 발전장치의 개념도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 도넛형 열전 발전모듈은, 파이프 양상의 열원(101)이 통과하도록 통로(111)가 마련된 기판(110), 기판(110)에서 통로(111) 주변에 원주 방향을 따라 배치되며 상호 이격되어 있는 열전라인(120), 및 열전라인(120)에 대응하여 연결되는 전극(121)들을 포함한다.
열전라인(120)은 열원(101)으로부터 열을 흡수하여 전기를 생산하도록 플러스(131)와 마이너스(132) 요소로 구성된 열전쌍(130)을 포함한다.
이러한 열전라인(120)은 원주 방향을 따라 배치되며 통로(111)에 인접한 복수의 고온접점(141)과, 고온접점(141)보다 통로(111)로부터 이격되어 배치되는 복수의 저온접점(142)을 포함한다.
복수의 고온접점(141)과 복수의 저온접점(142)은 원주 방향을 따라 통로(111)의 중심에 대해 거리 차이를 두고 교대로 배치될 수 있다.
열전라인(120)은 복수로서, 통로(111)의 반경 방향을 따라 배치된다.
복수의 열전라인(120) 각각은, 복수의 고온접점(141)과 복수의 저온접점(142)을 교대로 연결하도록 원주 방향을 따른 지그재그 양상으로 배치될 수 있다.
이러한 복수의 열전라인(120)은 통로(111)를 통과하는 열원(101)에 인접하게 고온접점(141)이 배치되며, 고온접점(141)과 거리를 두고 저온접점(142)이 배치됨으로써 열전쌍(130)의 고온접점(141)과 저온접점(142)의 온도 차이를 이용하여 전기를 생산할 수 있는 것이다.
열전라인(120)들이 기판(110)의 통로(111) 주변에 여러 개가 배치됨으로써 열전라인(120)들에 의한 전기생산량이 증가된다. 열전라인(120)들이 밀집 배치됨으로써 열전쌍(130)에 의한 전기 생산량이 증가될 수 있다.
이처럼 복수의 열전라인(120)들은 통로(111)를 지나는 열원(101)에 의한 열전쌍(130)의 열전도 차이에 의해 전기를 생산하며, 고온접점(141)과 저온접점(142)에 연결된 전극(121)으로 전기가 통하며, 전극(121)을 통해 전기를 저장하는 장소로 송전될 수 있다.
기판(110)은 폴리이미드로 마련된다. 폴리이미드는 전기 절연성과 녹는점이 높은 것이다. 이처럼 폴리이미드에 의해 디스크 형상의 기판(110) 제작이 용이하다. 또한 기판(110)이 열원(101)에 설치된 경우를 상정하면, 열원(101)의 가열에 의해 쉽게 변형되지 않는다.
열전모듈을 구성하는 열전쌍(130)은 일종의 열전 소자이다. 열전 소자[thermoelement, 熱電素子]란, 펠티에 효과에 의한 흡열 또는 발열을 이용한 것으로, 비스무트와 테르르의 화합물(Bi2Te3) 등의 반도체로 만든 pn접합을 사용한다. 또한 금속계 Ni-Cr합금(chromel)과 Cu-Ni합금(constantan)을 사용할 수 있다. 큰 용적에 사용할 때는 여러 개를 직렬로 하여 사용하며 단열재로 열절연하는 동시에 발열 측에서는 날개(fin)를 부착하여 방열할 수 있는 것이다.
기판(110)의 전극(121)은 구리나 금일 수 있다. 기판(110)은 폴리이미드와 같은 필름형 유연성 재료 혹은 전자회로 기판(110)과 같은 고정형 기판(110)을 적용할 수 있다.
기판(110)에서 열전 소자가 접합될 영역을 제외한 부분에 전기절연재가 코팅될 수 있다. 전기절연재의 소재로는 합성수지인 폴리디메틸실록산일 수 있다.
폴리디메틸실록산(PDMS, polydimethylsiloxane)은 실리콘 계열 유기 중합체 중 녹아 흐르는 성질(유동성)을 가지고 있다.
분자량이 작은 폴리실록산은 고리구조를 가지며 기름이나 그리스로 사용되고, 분자량이 큰 폴리실록산은 －80℃에서도 탄성이 있고 300℃ 이상에서도 안정하여 탄성중합체로 유용하다.
폴리디메틸실록산 이외에도 전기절연재의 소재로 사용되는 합성수지의 종류로는 페놀수지, 폴리우레탄수지, 폴리이미드수지, 아크릴수지, 우레아/멜라민수지, 실리콘수지 등이 있다.
도 2를 참조하면, 복수의 전극(121)은, 양극(122)과 음극(123)을 형성하는 부재들을 포함하며, 양극(122), 음극(123) 및 복수의 고온접점(141)과 저온접점(142)에 각각 연결되도록 배치되는 전력선을 더 포함할 수 있다.
전력선이 양극(122)과 음극(123)을 교대로 연결함으로써 직렬이 되며, 양극(122)들과 음극(123)들을 같은 극끼리 연결한 후 이들을 다시 연결하면 병렬이 된다.
전력선은 양극(122), 음극(123) 및 전기접점들에 각각 연결되면서 설치되어 전류를 통전할 수 있다.
전력생산모듈(100)의 구성요소의 구체적인 배치 예들을 알아보면, 와이어 형태, 혹은 박막형태를 형성하면서 직렬로 전기접점(냉/온)을 평면상에 배열시키고, 형성되는 전기접점의 숫자는 기판(110)의 크기 및 전력생산모듈(100)의 크기에 의해 결정된다.
상기의 열전라인(120)은, 양극(122)에 Ni-Cr합금(chromel)과 음극(123)에 Cu-Ni합금(constantan)을 사용한 E형 열전대일 수 있다.
E형 열전대에 대해서 알아보면, E-Type 열전대(Chromel/Constantan)(-200∼900℃)는 +쪽에 Ni-Cr합금(chromel)과 -쪽에 Cu-Ni합금(constantan)을 사용한 열전대로서, 산업용 열전대중 기전력(EMF) 특성이 가장 높다.
E형 열전대는, 750℃ 까지 지속적으로 사용할 수 있고, 실제 사용을 위해, E형과 유사한 K형을 예방책으로 사용해 보는 것이 좋다. E형 열전대는 기본 금속 열전대중 가장 높은 저항성을 갖고 있어 이와 연결시키는 계기 선정시에 각별한 주의가 요구된다.
E형 열전대 이외에도, T-Type 열전대 (Copper/Constantan), N-Type 열전대(Nicrosil/Nisil) 등이 있으며, 적용 상황에 따라서 경제성이 있는 적당한 타입의 열전대를 사용할 수 있다.
도 3을 참조하면, 기판(110)은 복수로 적층되어 배치되며, 복수의 전극(121)은 적층된 복수의 기판(110)을 따라 병렬 혹은 직렬을 연결될 수 있다.
도 3에서 기판(110)들의 병렬연결은, 기판(110)들의 음극선들을 하나의 터미널로 연결하고, 양극선들을 다른 하나의 터미널로 연결함으로써 이루어진다. 반대로 기판(110)들의 직렬연결은, 기판(110)들의 음극선과 양극선을 교차로 연결함으로써 이루어진다.
기판(110)은 여러 장이 통로(111)의 중심 라인을 따라 일렬로 배치될 수 있다. 이처럼 다량의 기판(110)을 열원(101) 주위에 배치함으로써 전기 생산량을 증가시킬 수 있다.
기판(110)은 5층~10층으로 배치되되, 10mm~15mm 두께로 적층 배치될 수 있다. 이러한 기판(110)은 열전 본체(150)에서 적층되어 상기와 같은 길이를 만든다. 이러한 기판(110)의 적층 두께는 열원(101)에 적절히 배치할 수 있는 두께로서, 두께가 더 두껍게 되면 좁은 공간에 배치하기 어렵게 된다.
기판(110)이 적절한 두께로 열전 본체(150)에 배치되며, 열전 본체(150)가 짧은 두께로 형성되므로, 열원(101)의 굴곡 형상을 따라 발전 모듈 여러 개를 쉽게 배치할 수 있다.
도 4를 참조하면, 기판(110)이 수용되어 열전달이 가능한 열전 본체(150)를 더 포함하며, 열전 본체(150)에는 방열핀(151)들이 마련될 수 있다. 방열핀(151)들은 기판(110) 외곽에서 기판(110)으로 전달된 열을 방열하는 것이다. 방열핀(151)은 원주 방향을 따라 간격을 두고 배치된다.
이러한 방열핀(151)들은 기판(110)에서 있는 고온접점(141)과 저온접점(142)의 온도 차이를 크게 만들어 준다. 이에 따라 열전라인(120)에서 전기 생산량이 증가된다.
한편 상기의 본 발명의 일 실시예에 따른 도넛형 열전 발전모듈은, 통로(111)에 대해 직각으로 교차하게 배치되는 양상이다. 이러한 기판(110)의 배치 양상은 통로(111)를 통과하는 열원(101)이 설치 공간에 여유가 있을 때는 괜찮지만, 열원(101)의 설치 공간이 매우 협소한 경우에는 제약을 받을 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 도넛형 열전 전력생산장치는, 상기의 도넛형 열전 전력생산모듈(100), 열전 본체(150)에 위치하는 전송펌프(160), 열전 본체(150)에 위치하는 축전지(161), 생성된 전기를 전송받아 집전하는 집전부(162)를 포함할 수 있다.
전송펌프(160)는 전기를 송전하는 것이며, 축전지(161)는 생산된 전기를 저장하는 것이며, 집전부(162)는 축전지(161)의 전기를 전송펌프(160)에 의해 전송받아 집전하는 것이다.
이러한 도넛형 열전 전력생산장치는, 열전 전력생산모듈(100)로부터 생산된 전기를 축전지(161)에 일시적으로 저장한 후 전송펌프(160)에 의해 집전부(162)로 저장함으로써 전기를 사용하기 위한 전력 용량을 제공할 수 있다. 축전지(161)에는 다수의 열전 전력생산모듈(100)의 전기를 저장할 수 있는 것이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예는 기판(110)의 형상을 더 컴팩트하게 구성한 것이다. 다른 실시예에 따른 기판(110)은 중심 라인 상을 향해 경사져 배치된 것이다.
이처럼 기판(110)이 경사져 배치됨에 따라 기판(110)은 통로(111)의 반경 방향 측으로 연장되지 않고 통로(111)의 중심 라인 상으로 경사져 배치된다. 기판(110)은 눕혀져 배치되며, 여러 개의 기판(110)들이 눕혀져 배치됨에 따라 기판(110)들은 컴팩트하게 배치 구성된다.
다른 실시예에 따른 기판(110)들이 컴팩트하게 배치되면서 열원(101)에 대해서 설치 공간이 줄게 되므로, 발전모듈은 좁은 공간에서 발전용량과 효율이 높게 된다.
도면으로 도시되진 않았으나 본 발명의 일 실시예에 따른 도넛형 열전 전력생산장치는, 태양열 접속부재을 더 포함할 수 있다. 태양열 접속부재는 열전 본체의 일부분에 연결되며 태양열을 집광하여 생성된 열에너지를 전력생산모듈으로 보낼 수 있다.
본 발명의 실시 예에서와 같이 태양열을 이용하는 경우, 태양열 접속부재는 태양열에 의해 가열될 수 있으나, 열원은 반드시 태양열로 한정되어야 하는 것은 아니다. 다른 응용 예에서는 지열이나, 온천수, 인공 광원 등과 같은 다양한 열원에 의해 가열되는 형태로 구현될 수도 있다.
본 발명은 상기에 나타난 실시 양태들로 제한되진 않으며, 청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성할 수 있음을 밝혀둔다.
100 : 열전 전력생산모듈 101: 열원
110: 기판 111: 통로
120: 열전라인 121: 전극
122: 양극 123: 음극
130: 열전쌍 131: 플러스
132: 마이너스 141: 고온접점
142: 저온접점 150: 열전 본체
151: 방열핀 155: 전력선
160: 전송펌프 161: 축전지
162: 집전부

Claims (11)

  1. 파이프 양상의 열원이 통과하도록 통로가 마련된 하나 이상의 기판;
    상기 기판에서 통로 주변에 원주 방향을 따라 배치되며, 상호 이격되어 있는 복수의 열전라인; 및
    상기 복수의 열전라인에 대응하여 연결되는 복수의 전극을 포함하며,
    상기 열전라인은 열원으로부터 열을 흡수하여 전기를 생산하도록 플러스와 마이너스 요소로 구성된 열전쌍을 포함하며,
    상기 열전라인은 원주 방향을 따라 배치되며 상기 통로에 인접한 복수의 고온접점과, 상기 고온접점보다 상기 통로로부터 이격되어 배치되는 복수의 저온접점을 포함하는 도넛형 열전 전력생산모듈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 고온접점과 상기 복수의 저온접점은 원주 방향을 따라 상기 통로의 중심에 대해 거리 차이를 두고 교대로 배치되는 도넛형 열전 전력생산모듈.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 복수의 열전라인 각각은,
    상기 복수의 고온접점과 복수의 저온접점을 교대로 연결하도록 원주 방향을 따른 지그재그 양상으로 배치되는 도넛형 열전 전력생산모듈.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 기판은 복수로 적층되어 배치되되, 상기 복수의 전극은 적층된 복수의 기판을 따라 병렬 혹은 직렬을 연결되는 도넛형 열전 전력생산모듈.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판이 수용되어 열전달이 가능한 열전 본체를 더 포함하며,
    상기 열전 본체에는 방열핀들이 마련되는 도넛형 열전 전력생산모듈.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 기판은 5층~10층으로 배치되되, 10mm~15mm 높이로 적층 배치되는 도넛형 열전 전력생산모듈.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 기판은 중심 라인 상을 향해 경사져 배치되는 도넛형 열전 전력생산모듈.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 방열핀은 원주 방향을 따라 간격을 두고 배치되는 도넛형 열전 전력생산모듈.
  9. 제5 항에 있어서,
    상기 기판은 폴리이미드로 마련되는 도넛형 열전 전력생산모듈.
  10. 제5 항에 있어서,
    상기 복수의 전극은, 양극과 음극을 포함하며,
    상기 양극, 음극 및 복수의 고온접점과 저온접점에 각각 연결되도록 배치되는 전력선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도넛형 열전 전력생산모듈.
  11. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 따른 도넛형 열전 전력생산모듈;
    상기 열전 본체에 위치하는 전송펌프;
    상기 열전 본체에 위치하는 축전지; 및
    생성된 전기를 전송받아 집전하는 집전부를 포함하는 도넛형 열전 전력생산장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102229957B1 (ko) * 2020-08-06 2021-03-19 주식회사 세진이에스 선형 열전 소자 및 이를 포함하는 열전 조립체
CN114464725A (zh) * 2022-02-07 2022-05-10 中国航空发动机研究院 一种热电膜、热电膜制造方法及热电器件

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61254082A (ja) * 1985-04-30 1986-11-11 Suzuki Motor Co Ltd 排気熱発電装置
JPH0936439A (ja) * 1995-07-24 1997-02-07 Agency Of Ind Science & Technol 熱電発電モジュール
JP5834256B2 (ja) * 2013-03-12 2015-12-16 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 熱発電素子、熱発電ユニットおよび熱発電システム
KR20160105614A (ko) * 2015-02-27 2016-09-07 고려대학교 산학협력단 플렉서블 열전발전모듈 및 그 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61254082A (ja) * 1985-04-30 1986-11-11 Suzuki Motor Co Ltd 排気熱発電装置
JPH0936439A (ja) * 1995-07-24 1997-02-07 Agency Of Ind Science & Technol 熱電発電モジュール
JP5834256B2 (ja) * 2013-03-12 2015-12-16 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 熱発電素子、熱発電ユニットおよび熱発電システム
KR20160105614A (ko) * 2015-02-27 2016-09-07 고려대학교 산학협력단 플렉서블 열전발전모듈 및 그 제조방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102229957B1 (ko) * 2020-08-06 2021-03-19 주식회사 세진이에스 선형 열전 소자 및 이를 포함하는 열전 조립체
CN114464725A (zh) * 2022-02-07 2022-05-10 中国航空发动机研究院 一种热电膜、热电膜制造方法及热电器件
CN114464725B (zh) * 2022-02-07 2024-05-24 中国航空发动机研究院 一种热电膜、热电膜制造方法及热电器件

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