KR20210156535A

KR20210156535A - 열전모듈 및 이를 포함하는 발전장치

Info

Publication number: KR20210156535A
Application number: KR1020200074231A
Authority: KR
Inventors: 이언학; 봉상훈
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2020-06-18
Filing date: 2020-06-18
Publication date: 2021-12-27

Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 열전모듈은 일면 및 상기 일면과 제1 방향으로 이격된 타면을 포함하는 유체유동부, 상기 유체유동부의 일면에 배치된 제1 열전소자, 상기 유체유동부의 타면에 배치된 제2 열전소자, 상기 제1 열전소자 상에 배치된 제1 실드부재, 그리고 상기 제2 열전소자 상에 배치된 제2 실드부재를 포함하고, 상기 제1 실드부재 및 상기 제2 실드부재는 각각 체결홀을 포함하며, 상기 제1 실드부재의 체결홀과 상기 제2 실드부재의 체결홀은 상기 제1 방향으로 서로 어긋나도록 배치된다.

Description

열전모듈 및 이를 포함하는 발전장치{THERMOELECTRIC MODULE AND POWER GENERATING APPARATUS COMPRISING THE SAME}

본 발명은 열전모듈 및 이를 포함하는 발전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열전소자의 저온부와 고온부 간 온도 차를 이용하는 열전모듈 및 이를 포함하는 발전장치, 또는 유체 등의 특정 대상을 냉각 또는 가열하는 펠티에 장치에 관한 것이다.

열전현상은 재료 내부의 전자(electron)와 정공(hole)의 이동에 의해 발생하는 현상으로, 열과 전기 사이의 직접적인 에너지 변환을 의미한다.

열전소자는 열전현상을 이용하는 소자를 총칭하며, P형 열전 재료와 N형 열전 재료를 금속 전극들 사이에 접합시켜 PN 접합 쌍을 형성하는 구조를 가진다.

열전소자는 전기저항의 온도 변화를 이용하는 소자, 온도 차에 의해 기전력이 발생하는 현상인 제벡 효과를 이용하는 소자, 전류에 의한 흡열 또는 발열이 발생하는 현상인 펠티에 효과를 이용하는 소자 등으로 구분될 수 있다.

열전소자는 가전제품, 전자부품, 통신용 부품 등에 다양하게 적용되고 있다. 예를 들어, 열전소자는 냉각용 장치, 온열용 장치, 발전용 장치 등에 적용될 수 있다. 이에 따라, 열전소자의 열전성능에 대한 요구는 점점 더 높아지고 있다.

최근, 자동차, 선박 등의 엔진으로부터 발생한 고온의 폐열 및 열전소자를 이용하여 전기를 발생시키고자 하는 니즈가 있다. 이때, 열전소자의 저온부 측에 제1 유체가 통과하는 유체유동부가 배치되고, 열전소자의 고온부 측에 히트싱크(heatsink)가 배치되며, 제2 유체가 히트싱크를 통과할 수 있다. 이에 따라, 열전소자의 저온부와 고온부 간 온도 차에 의하여 전기가 생성될 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 열전소자의 저온부와 고온부 간 온도 차를 이용하는 열전모듈 및 이를 포함하는 발전장치, 또는 유체 등의 특정 대상을 냉각 또는 가열하는 펠티에 장치를 제공하는 것이다.

상기 제1 열전소자에 배치된 제1 히트싱크를 더 포함하고, 상기 제1 실드부재는 복수의 관통홀을 포함하고, 상기 복수의 관통홀은 제1 관통홀을 포함하고, 상기 제1 히트싱크는 상기 제1 관통홀을 관통할 수 있다.

상기 제1 관통홀과 상기 제1 히트싱크 사이에 배치된 실링부재를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 열전소자의 일측에 배치되며, 상기 제1 열전소자와 연결되는 커넥터부를 더 포함하고, 상기 복수의 관통홀 중 일부인 제2 관통홀은 상기 커넥터부와 수직으로 중첩되도록 배치될 수 있다.

상기 커넥터부의 상면의 일부에 배치되는 커버부재를 더 포함하고, 상기 제2 관통홀의 폭은 상기 커넥터부의 상면의 폭보다 클 수 있다.

상기 제2 관통홀의 면적은 상기 제1 관통홀의 면적보다 작을 수 있다.

상기 제2 관통홀은 실링부재에 의하여 실링될 수 있다.

상기 제1 실드부재의 가장자리 중 적어도 일부를 따라 배치된 실링부재를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 실드부재는 상기 유체유동부의 일면에 배치된 제1 실드부, 상기 제1 실드부에 연결되며 상기 제1 관통홀이 형성된 영역을 포함하는 제2 실드부, 상기 제2 실드부와 연결되고 상기 제2 관통홀이 형성된 영역을 포함하는 제3 실드부 및 상기 제3 실드부와 연결되고 상기 유체유동부에 배치된 제4 실드부를 포함하고, 상기 유체유동부의 일면을 기준으로 상기 제2 실드부의 높이는 상기 제1 실드부 및 상기 제4 실드부보다 높게 배치되고, 상기 제3 실드부의 높이는 상기 제1 실드부, 상기 제2 실드부 및 상기 제4 실드부보다 높게 배치될 수 있다.

상기 제1 실드부재는 상기 제1 실드부로부터 연장되며 상기 유체유동부의 일면에 수직하는 면에 배치된 지지부를 더 포함할 수 있다.

상기 지지부는 서로 이격되도록 배치된 복수의 지지영역을 포함할 수 있다.

상기 제1 실드부재는 상기 제3 실드부에 배치되며 복수의 전선이 중첩되는 영역과 적어도 일부가 중첩되도록 돌출된 돌출부를 더 포함할 수 있다.

상기 복수의 관통홀은 복수의 전선이 중첩되는 영역과 적어도 일부가 중첩되도록 형성된 제3 관통홀을 더 포함할 수 있다.

상기 제3 관통홀의 면적은 상기 제1 관통홀의 면적 및 상기 제2 관통홀의 면적과 상이할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 조립이 간단하면서도 발전성능이 우수한 발전장치를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 면적 대비 많은 개수의 발전장치를 배치할 수 있으며, 이에 따라 단위 면적 당 발전 효율을 높일 수 있다.

특히, 본 발명의 실시예에 따르면, 실드부재를 열전모듈에 배치하는 공정이 단순하며, 열전모듈이 수분, 열 또는 기타 오염물질로부터 보호될 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 발전장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 발전장치의 분해사시도이다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 열전소자이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 발전장치에 포함되는 유체유동부의 한 면에 대한 상면도이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 발전장치에 포함되는 열전모듈의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 발전장치에 포함되는 열전모듈의 제1 기판의 상면도이다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 발전장치에 포함되는 유체유동부의 한 면에 복수의 열전모듈이 배치된 상면도이다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 발전장치에 포함되는 유체유동부의 한 면에 복수의 열전모듈이 배치되고, 복수의 커버부재가 배치된 상면도이다.
도 10 본 발명의 한 실시예에 따른 발전장치에 포함되는 유체유동부의 한 면에 복수의 열전모듈이 배치되고, 복수의 커버부재가 배치되며, 커넥터에 전선이 연결된 상면도이다.
도 11은 도 11의 일부 확대도이다.
도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 발전장치에 포함되는 커버부재를 나타낸다.
도 13은 본 발명의 한 실시예에 따른 발전장치에 포함되는 유체유동부의 한 면에 복수의 열전모듈이 배치되고, 커넥터에 전선이 연결된 후 실드부재가 배치된 상면도이다.
도 14는 도 12의 실드부재의 사시도이다.
도 15는 도 14의 실드부재에서 실링부재가 도포되는 영역을 표시한 도면이다.
도 16은 도 14의 실드부재의 A-A' 방향의 단면도이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 실드부재의 사시도이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전장치의 사시도이다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전장치의 상면도이다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전장치를 복수 개 배치한 예이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.

이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.

그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속' 되는 경우도 포함할 수 있다.

또한, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 발전장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 발전장치의 분해사시도이다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 발전장치(1000)는 유체유동부(1100) 및 유체유동부(1100)의 표면에 배치된 열전모듈(1200)을 포함한다. 복수 개의 발전장치(1000)는 소정 간격으로 이격되도록 평행하게 배치되어 발전 시스템을 이룰 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따른 발전장치(1000)는, 유체유동부(1100)의 내부를 통해 흐르는 제1 유체 및 유체유동부(1100)의 외부를 통과하는 제2 유체 간의 온도 차를 이용하여 전력을 생산할 수 있다.

유체유동부(1100) 내로 유입되는 제1 유체는 물일 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니며, 냉각 성능이 있는 다양한 종류의 유체일 수 있다. 유체유동부(1100)로 유입되는 제1 유체의 온도는 100℃미만, 바람직하게는 50℃미만, 더욱 바람직하게는 40℃미만일 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니고, 제2 유체보다 낮은 온도를 갖는 유체일 수 있다. 유체유동부(1100)를 통과한 후 배출되는 제1 유체의 온도는 유체유동부(1100)로 유입되는 제1 유체의 온도보다 높을 수 있다.

제1 유체는 유체유동부(1100)의 유체 유입구로부터 유입되어 유체 배출구를 통하여 배출된다. 제1 유체의 유입 및 배출을 용이하게 하고, 유체유동부(1100)를 지지하기 위하여, 유체유동부(1100)의 유체 유입구 측 및 유체 배출구 측에는 각각 유입구 플랜지(미도시) 및 배출구 플랜지(미도시)가 더 배치될 수 있다. 또는, 유체유동부(1100)의 제1 면(1110), 제1 면(1110)에 대향하는 제2 면(1120) 및 제1 면(1110)과 제2 면(1120) 사이의 제3 면(1130)에 수직하도록 배치된 제5 면(1150)에는 복수의 유체 유입구(미도시)가 형성되고, 제5 면(1150)에 대향하는 제6 면(1160)에는 복수의 유체 배출구(1162)가 형성될 수 있다. 복수의 유체 유입구(미도시) 및 복수의 유체 배출구(1162)는 유체유입부(1100) 내 복수의 유체 통과 관(미도시)과 연결될 수 있다. 이에 따라, 각 유체 유입구로 유입된 제1 유체는 각 유체 통과 관을 통과한 후 각 유체 배출구(1162)로부터 배출될 수 있다.

다만, 이는 예시적인 것이며, 유체 유입구 및 유체 배출구의 개수, 위치, 형상 등이 이로 제한되는 것은 아니다. 유체유동부(1100)에는 하나의 유체 유입구, 하나의 유체 배출구 및 이를 연결하는 유체 통과 관이 형성될 수도 있다.

한편, 제2 유체는 유체유동부(1100)의 외부, 예를 들어 유체유동부(1100)의 외부에 배치된 열전모듈(1200)의 히트싱크(1220)를 통과한다. 제2 유체는 자동차, 선박 등의 엔진으로부터 발생하는 폐열일 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 제2 유체의 온도는 100℃이상, 바람직하게는 200℃이상, 더욱 바람직하게는 220℃내지 250℃일 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니고, 제1 유체의 온도보다 높은 온도를 갖는 유체일 수 있다.

본 명세서에서, 유체유동부(1100)의 내부를 통해 흐르는 제1 유체의 온도는 유체유동부(1100)의 외부에 배치된 열전모듈(1200)의 히트싱크(1220)를 통과하는 제2 유체의 온도보다 낮은 것을 예로 들어 설명한다. 이에 따라, 본 명세서에서, 유체유동부(1100)는 덕트 또는 냉각부라 지칭될 수 있다. 다만, 본 발명의 실시예는 이로 제한되는 것은 아니며, 유체유동부(1100)의 내부를 통해 흐르는 제1 유체의 온도는 유체유동부(1100)의 외부에 배치된 열전모듈(1200)의 히트싱크(1220)를 통과하는 제2 유체의 온도보다 높을 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 열전모듈(1200)은 열전소자(1210) 및 열전소자(1210) 상에 배치된 히트싱크(1220)를 포함한다. 본 발명의 실시예에 따른 열전소자(1210)는 도 3 내지 4에 예시된 열전소자(100)의 구조를 가질 수 있다.

도 3 내지 도 4를 참조하면, 열전소자(100)는 제1 기판(110), 제1 전극(120), P형 열전 레그(130), N형 열전 레그(140), 제2 전극(150) 및 제2 기판(160)을 포함한다.

제1 전극(120)은 제1 기판(110)과 P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)의 하부 바닥면 사이에 배치되고, 제2 전극(150)은 제2 기판(160)과 P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)의 상부 바닥면 사이에 배치된다. 이에 따라, 복수의 P형 열전 레그(130) 및 복수의 N형 열전 레그(140)는 제1 전극(120) 및 제2 전극(150)에 의하여 전기적으로 연결된다. 제1 전극(120)과 제2 전극(150) 사이에 배치되며, 전기적으로 연결되는 한 쌍의 P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)는 단위 셀을 형성할 수 있다.

예를 들어, 리드선(181, 182)을 통하여 제1 전극(120) 및 제2 전극(150)에 전압을 인가하면, 펠티에 효과로 인하여 P형 열전 레그(130)로부터 N형 열전 레그(140)로 전류가 흐르는 기판은 열을 흡수하여 냉각부로 작용하고, N형 열전 레그(140)로부터 P형 열전 레그(130)로 전류가 흐르는 기판은 가열되어 발열부로 작용할 수 있다. 또는, 제1 전극(120) 및 제2 전극(150) 간 온도 차를 가해주면, 제벡 효과로 인하여 P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140) 내 전하가 이동하며, 전기가 발생할 수도 있다.

여기서, P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)는 비스무스(Bi) 및 텔루륨(Te)를 주원료로 포함하는 비스무스텔루라이드(Bi-Te)계 열전 레그일 수 있다. P형 열전 레그(130)는 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 열전 레그일 수 있다. 예를 들어, P형 열전 레그(130)는 전체 중량 100wt%에 대하여 주원료물질인 Bi-Sb-Te를 99 내지 99.999wt%로 포함하고, 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 납(Pb), 붕소(B), 갈륨(Ga) 및 인듐(In) 중 적어도 하나를 0.001 내지 1wt%로 포함할 수 있다. N형 열전 레그(140)는 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 열전 레그일 수 있다. 예를 들어, N형 열전 레그(140)는 전체 중량 100wt%에 대하여 주원료물질인 Bi-Se-Te를 99 내지 99.999wt%로 포함하고, 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 납(Pb), 붕소(B), 갈륨(Ga) 및 인듐(In) 중 적어도 하나를 0.001 내지 1wt%로 포함할 수 있다.

P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)는 벌크형 또는 적층형으로 형성될 수 있다. 일반적으로 벌크형 P형 열전 레그(130) 또는 벌크형 N형 열전 레그(140)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. 이때, P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)는 다결정 열전 레그일 수 있다. 이와 같이, P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)는 다결정 열전 레그인 경우, P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)의 강도가 높아질 수 있다. 적층형 P형 열전 레그(130) 또는 적층형 N형 열전 레그(140)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(130) 및 N형 열전 레그(140)는 동일한 형상 및 체적을 가지거나, 서로 다른 형상 및 체적을 가질 수 있다. 예를 들어, P형 열전 레그(130)와 N형 열전 레그(140)의 전기 전도 특성이 상이하므로, N형 열전 레그(140)의 높이 또는 단면적을 P형 열전 레그(130)의 높이 또는 단면적과 다르게 형성할 수도 있다.

이때, P형 열전 레그(130) 또는 N형 열전 레그(140)는 원통 형상, 다각 기둥 형상, 타원형 기둥 형상 등을 가질 수 있다.

본 명세서에서, 열전 레그는 열전 구조물, 반도체 소자, 반도체 구조물 등으로 지칭될 수도 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 열전 소자의 성능은 열전성능 지수(figure of merit, ZT)로 나타낼 수 있다. 열전성능 지수(ZT)는 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.

여기서, α는 제벡계수[V/K]이고, σ는 전기 전도도[S/m]이며, α²σ는 파워 인자(Power Factor, [W/mK²])이다. 그리고, T는 온도이고, k는 열전도도[W/mK]이다. k는 a·cp·ρ로 나타낼 수 있으며, a는 열확산도[cm²/S]이고, cp 는 비열[J/gK]이며, ρ는 밀도[g/cm³]이다.

열전 소자의 열전성능 지수를 얻기 위하여, Z미터를 이용하여 Z 값(V/K)을 측정하며, 측정한 Z값을 이용하여 열전성능 지수(ZT)를 계산할 수 있다.

여기서, 제1 기판(110)과 P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140) 사이에 배치되는 제1 전극(120), 그리고 제2 기판(160)과 P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140) 사이에 배치되는 제2 전극(150)은 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al) 및 니켈(Ni) 중 적어도 하나를 포함하며, 0.01mm 내지 0.3mm의 두께를 가질 수 있다. 제1 전극(120) 또는 제2 전극(150)의 두께가 0.01mm 미만인 경우, 전극으로서 기능이 떨어지게 되어 전기 전도 성능이 낮아질 수 있으며, 0.3mm를 초과하는 경우 저항의 증가로 인하여 전도 효율이 낮아질 수 있다.

그리고, 상호 대향하는 제1 기판(110)과 제2 기판(160)은 금속 기판일 수 있으며, 그 두께는 0.1mm~1.5mm일 수 있다. 금속 기판의 두께가 0.1mm 미만이거나, 1.5mm를 초과하는 경우, 방열 특성 또는 열전도율이 지나치게 높아질 수 있으므로, 열전 소자의 신뢰성이 저하될 수 있다. 또한, 제1 기판(110)과 제2 기판(160)이 금속 기판인 경우, 제1 기판(110)과 제1 전극(120) 사이 및 제2 기판(160)과 제2 전극(150) 사이에는 각각 절연층(170)이 더 형성될 수 있다. 절연층(170)은 1~20W/mK의 열전도도를 가지는 소재를 포함할 수 있다. 이때, 절연층(170)은 에폭시 수지 및 실리콘 수지 중 적어도 하나와 무기물을 포함하는 수지 조성물이거나, 실리콘과 무기물을 포함하는 실리콘 복합체로 이루어진 층이거나, 산화알루미늄층일 수 있다. 여기서, 무기물은 알루미늄, 붕소, 규소 등의 산화물, 질화물 및 탄화물 중 적어도 하나일 수 있다.

이때, 제1 기판(110)과 제2 기판(160)의 크기는 다르게 형성될 수도 있다. 즉, 제1 기판(110)과 제2 기판(160) 중 하나의 체적, 두께 또는 면적은 다른 하나의 체적, 두께 또는 면적보다 크게 형성될 수 있다. 여기서, 두께는 제1 기판(110)으로부터 제2 기판(160)을 향하는 방향에 대한 두께일 수 있으며, 면적은 제1 기판(110)으로부터 제2 기판(160)을 향하는 방향에 수직하는 방향에 대한 면적일 수 있다. 이에 따라, 열전 소자의 흡열 성능 또는 방열 성능을 높일 수 있다. 바람직하게는, 제1 기판(110)의 체적, 두께 또는 면적은 제2 기판(160)의 체적, 두께 또는 면적 중 적어도 하나 보다 더 크게 형성될 수 있다. 이때, 제1 기판(110)은 제벡 효과를 위해 고온영역에 배치되는 경우, 펠티에 효과를 위해 발열영역으로 적용되는 경우 또는 후술할 열전소자의 외부환경으로부터 보호를 위한 실링부재가 제1 기판(110) 상에 배치되는 경우에 제2 기판(160) 보다 체적, 두께 또는 면적 중 적어도 하나를 더 크게 할 수 있다. 이때, 제1 기판(110)의 면적은 제2 기판(160)의 면적 대비 1.2 내지 5배의 범위로 형성할 수 있다. 제1 기판(110)의 면적이 제2 기판(160)에 비해 1.2배 미만으로 형성되는 경우, 열전달 효율 향상에 미치는 영향은 높지 않으며, 5배를 초과하는 경우에는 오히려 열전달 효율이 현저하게 떨어지며, 열전모듈의 기본 형상을 유지하기 어려울 수 있다.

또한, 제1 기판(110)과 제2 기판(160) 중 적어도 하나의 표면에는 방열 패턴, 예를 들어 요철 패턴이 형성될 수도 있다. 이에 따라, 열전 소자의 방열 성능을 높일 수 있다. 요철 패턴이 P형 열전 레그(130) 또는 N형 열전 레그(140)와 접촉하는 면에 형성되는 경우, 열전 레그와 기판 간의 접합 특성도 향상될 수 있다.

도시되지 않았으나, 제1 기판(110)과 제2 기판(160) 사이에는 실링부재가 더 배치될 수도 있다. 실링부재는 제1 기판(110)과 제2 기판(160) 사이에서 제1 전극(120), P형 열전 레그(130), N형 열전 레그(140) 및 제2 전극(150)의 측면에 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 전극(120), P형 열전 레그(130), N형 열전 레그(140) 및 제2 전극(150)은 외부의 습기, 열, 오염 등으로부터 실링될 수 있다.

다시 도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열전모듈(1200)은 열전소자(1210) 및 열전소자(1210) 상에 배치된 히트싱크(1220)를 포함한다. 도 1 내지 도 2에서 유체유동부(1100)의 제1면(1110)에 2개의 열전모듈(1200-1, 1200-2)이 배치되고, 제2면(1120)에도 2개의 열전모듈(1200-3, 1200-4)이 배치되는 것으로 예시되어 있으나, 이로 제한되는 것은 아니며, 한 면에 2개 이상의 열전모듈이 배치될 수 있다.

전술한 바와 같이, 각 열전소자(1210)는 유체유동부(1100)에 접촉하도록 배치된 제1기판(110), 제1 기판(110) 상에 배치된 복수의 제1 전극(120), 복수의 제1 전극(120) 상에 배치된 복수의 열전레그(130, 140), 복수의 열전레그(130, 140) 상에 배치된 복수의 제2 전극(150) 및 복수의 제2 전극(150) 상에 배치된 제2 기판(160)을 포함하며, 제2 기판(160) 상에 히트싱크(1220)가 배치된다. 그리고, 제1 기판(110)과 복수의 제1 전극(120) 사이 및 복수의 제2 전극(150)과 제2 기판(160) 사이에는 각각 절연층(170)이 더 배치될 수 있다.

이때, 유체유동부(1100) 상에 배치되는 열전소자(1210)의 제1 기판은 금속 기판일 수 있고, 금속 기판은 유체유동부(1100)의 표면과 열전달물질(thermal interface material, TIM, 미도시)에 의하여 접착될 수 있다. 금속 기판은 열전달 성능이 우수하므로, 열전소자와 유체유동부(1100) 간의 열전달이 용이하다. 또한, 금속 기판과 유체유동부(1100)가 열전달물질(thermal interface material, TIM)에 의하여 접착되면, 금속 기판과 유체유동부(1100) 간의 열전달이 방해 받지 않을 수 있다. 여기서, 금속 기판은 구리 기판, 알루미늄 기판 및 구리-알루미늄 기판 중 하나일 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 유체유동부(1100)의 표면에는 복수의 열전모듈(1200)이 배치된다. 복수의 열전모듈(1200) 각각은 생산되는 전기를 외부로 추출, 또는 펠티어로 이용하기 위해 전기를 인가하기 위한 커넥터를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 커버부재(1400)를 커넥터 상에 배치하여열전모듈(1200)과 유체유동부(1100) 간 접합력을 균일하게 유지하고, 커넥터에 연결되는 도선을 보호할 수 있다.도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 발전장치에 포함되는 유체유동부의 한 면에 대한 상면도이고, 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 발전장치에 포함되는 열전모듈의 사시도이고, 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 발전장치에 포함되는 열전모듈의 제1 기판의 상면도이다. 도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 발전장치에 포함되는 유체유동부의 한 면에 복수의 열전모듈이 배치된 상면도이며, 도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 발전장치에 포함되는 유체유동부의 한 면에 복수의 열전모듈이 배치되고, 복수의 커버부재가 배치된 상면도이며, 도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 발전장치에 포함되는 유체유동부의 한 면에 복수의 열전모듈이 배치되고, 복수의 커버부재가 배치되며, 커넥터에 전선이 연결된 상면도이다. 도 11은 도 10의 일부 확대도이고, 도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 발전장치에 포함되는 커버부재를 나타낸다.

도 5 내지 도 12을 참조하면, 유체유동부(1100)의 제1면(1110)에는 열전모듈(1200)이 배치된다. 이하에서, 설명의 편의를 위하여 유체유동부(1100)의 제1면(1110)에 배치된 열전모듈(1200)만을 설명하고 있으나, 이로 제한되는 것은 아니며, 제1면(1110)의 반대 면인 제2면(1120)에도 동일한 구조가 적용될 수 있다. 유체유동부(1100) 및 열전모듈(1200)과 관련하여, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 내용과 동일한 내용에 대해서는 중복된 설명을 생략한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 열전모듈(1200)의 제1 기판(1212)은 유체유동부(1100)의 제1면(1110)에 배치된다. 이때, 제1 기판(1212)은 유체유동부(1100)의 제1면(1110)에 직접 접촉하도록 배치되거나, 열전달물질(thermal interface material, TIM) 등을 통하여 간접 접촉하도록 배치될 수 있다. 제1 기판(1212)은 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 제1 기판(110)일 수 있다. 이에 따라, 제1 기판(1212)과 관련하여, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 제1 기판(110)과 동일한 내용에 대해서는 중복된 설명을 생략한다.

도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 열전모듈(1200)의 제1 기판(1212)은 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 영역(A1)에는 복수의 제1 전극, 복수의 열전 레그, 복수의 제2 전극, 제2 기판 및 히트싱크(1220)가 배치되고, 제1 영역(A1)의 일측인 제2 영역(A2)에는 제1 전극에 연결된 커넥터부(210, 220)가 배치될 수 있다. 여기서, 복수의 제1 전극, 복수의 열전 레그, 복수의 제2 전극 및 제2 기판은 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 복수의 제1 전극(120), 복수의 열전 레그(130, 140), 복수의 제2 전극(150) 및 제2 기판(160)일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 유체유동부(1100)와 열전모듈(1200)은 결합부재(1300)에 의하여 결합될 수 있다. 이를 위하여, 유체유동부(1100)의 제1면(1110)에는 복수의 제1-1 관통홀(S11)이 형성될 수 있으며, 열전모듈(1200)의 제1 기판(1212)의 제1 영역(A1)에도 복수의 제1-1 관통홀(S11)에 대응하는 복수의 제1-2 관통홀(S12)이 형성될 수 있다. 이와 함께, 열전모듈(1200)의 제2 기판(미도시) 및 히트싱크(1220)에도 복수의 제1-1 관통홀(S11) 및 복수의 제1-2 관통홀(S12)에 대응하는 복수의 제1-3 관통홀(S13)이 형성될 수 있다. 이에 따르면, 도 8 내지 도 11에 도시된 바와 같이 복수의 제1 결합부재(1310)는 복수의 제1-1 관통홀(S11), 복수의 제1-2 관통홀(S12) 및 복수의 제1-3 관통홀(S13)에 결합되며, 이에 따라 유체유동부(1100)와 열전모듈(1200)이 결합될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 유체유동부(1100)의 제1면(1110)에는 복수의 제2-1 관통홀(S21)이 더 형성될 수 있으며, 열전모듈(1200)의 제1 기판(1212)의 제2 영역(A2)에도 복수의 제2-1 관통홀(S21)에 대응하는 복수의 제2-2 관통홀(S22)이 더 형성될 수 있다. 이와 함께, 제1 기판(1212)의 제2 영역(A2)에는 커버부재(1400)가 더 배치되며, 도 12에 도시된 바와 같이, 커버부재커버부재(1400)에는 복수의 제2-1 관통홀(S21) 및 복수의 제2-2 관통홀(S22)에 대응하는 복수의 제2-3 관통홀(S23)이 형성될 수 있다. 복수의 제2 결합부재(1320)는 복수의 제2-1 관통홀(S21), 복수의 제2-2 관통홀(S22) 및 복수의 제2-3 관통홀(S23)에 결합되며, 이에 따라 유체유동부(1100), 열전모듈(1200) 및 커버부재(1400)가 결합될 수 있다.

이에 따르면, 열전모듈(1200)의 제1 기판(1212)의 제1 영역(A1)뿐만 아니라 제2 영역(A2)도 유체유동부(1100)에 결합될 수 있으므로, 열전모듈(1200)의 제1 기판(1212) 전체에 대하여 유체유동부(1100)와 고른 접합력을 가질 수 있으며, 제1 기판(1212) 전체에 대하여 열이 고르게 분포될 수 있다.

특히, 도 11에 도시된 바와 같이, 커버부재(1400)를 이용하여 열전모듈(1200)의 제1 기판(1212)과 유체유동부(1100)가 결합될 경우, 커버부재(1400)의 적용으로 인해 제2 결합부재(1320)의 체결 토크를 높일 수 있다. 이에 따르면, 진동 조건 하에서도 제2 결합부재(1320)가 풀릴 가능성이 낮으므로, 열전모듈(1200)이 유체유동부(1100)에 더욱 견고하게 부착될 수 있다.

이때, 커버부재(1400)의 폭(D)은 커버부재(1400)가 배치되는 제1 기판(1212)의 폭(D')과 거의 동일할 수 있다. 예를 들어, 커버부재(1400)의 폭(D)은 커버부재(1400)가 배치되는 제1 기판(1212)의 폭(D')의 0.9 내지 1배, 바람직하게는 0.925 내지 1배, 더욱 바람직하게는 0.95 내지 1배일 수 있다. 이에 따르면, 커버부재(1400)가 제1 기판(1212)의 폭(D') 전체에 대하여 가압하므로, 제1 기판(1212)의 변형 또는 이탈을 방지할 수 있다.

더욱 구체적으로, 복수의 제2-3 관통홀(S23)은 커버부재(1400)의 양측에 형성되며, 이에 따라, 제1 기판(1212)의 제2 영역(A2)의 양측을 균일하고 균형있게 지지할 수 있으며, 제1 기판(1212)의 열변형을 방지할 수 있다. 이때, 하나의 커버부재(1400) 내 두 개의 제2-3 관통홀(S23) 간 간격(d3)은 하나의 히트싱크(1220) 내 두 개의 제1-3 관통홀(S13) 간 간격(d4)보다 클 수 있다. 이에 따르면, 커버부재(1400)가 제1 기판(1212)의 제2 영역(A2)의 양측을 균일하고 균형있게 지지할 수 있다.

한편, 도 12에 도시된 바와 같이, 커버부재(1400)의 양측에 형성된 복수의 제2-3 관통홀(S23)은 내벽이 단차를 가지는 형태일 수 있다. 즉, 커버부재(1400)의 양 면 중 제1 기판(1212)을 향하도록 배치되는 제1면(1402)에서의 제2-3 관통홀(S23)의 직경(d1)은 커버부재(1400)의 제1면(1402)의 반대면인 제2면(1404)에서의 제2-3 관통홀(S23)의 직경(d2)보다 작을 수 있으며, 제2-3 관통홀(S23)의 내벽에는 단차(1406)가 형성될 수 있다. 이에 따르면, 제2 결합부재(1320)의 헤드는 제2-3 관통홀(S23)의 내벽에 형성된 단차(1406) 상에 배치될 수 있다.

여기서, 커버부재(1400)는 절연성 소재, 예를 들어 플라스틱 소재를 포함할 수 있다. 이에 따르면, 제2 결합부재(1320)의 헤드가 커버부재(1400)에 접촉하므로, 금속을 포함하는 제1 기판(1212)과 제2 결합부재(1320)의 헤드가 절연될 수 있고, 열전모듈(1200)의 내전압 성능을 높일 수 있다.

또한, 커버부재(1400)가 플라스틱 소재를 포함할 경우, 커버부재(1400)를 다양한 크기 및 형상으로 용이하게 성형할 수 있다. 더욱 구체적으로, 커버부재(1400)는 PPS(polyphenylene sulfide) 등과 같이 고온에서 적용 가능한 플라스틱 소재일 수 있다. 이에 따르면, 고온인 제2 유체에 의하여 커버부재(1400)의 형상이 변형되는 문제를 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같아. 커버부재(1400)와 제1 기판(1212)은 복수의 제2-3 관통홀(S23)을 통과하는 결합부재(1320)에 의해 결합되므로, 복수의 제2-3 관통홀(S23)을 포함하는 영역을 결합부(1400A)라 지칭할 수 있다. 결합부(1400A)는 열전소자(1210)의 일측에 가장 인접한 제1 측면(1410) 및 제1 측면(1410)과 대향하는 제2 측면(1420)을 포함한다. 커버부재(1400)의 제2 측면(1420)은 제1 기판(1212)의 가장자리(E1)를 따라 배치될 수 있다. 여기서, 제1 기판(1212)의 가장자리(E1)은 제1 기판(1212)의 4개의 가장자리 중 제2 영역(A2)에 배치되며, 복수의 커넥터(210, 220)가 배치되는 방향과 평행한 방향의 가장자리일 수 있다. 이와 같이, 커버부재(1400)의 제2 측면(1420)이 제1 기판(1212)의 가장자리(E1)를 따라 배치되면, 커버부재(1400)가 제1 기판(1212)의 가장자리(E1)를 가압하므로, 열전모듈(1200)의 가장자리가 유체유동부(1100)로부터 들뜨는 문제를 방지할 수 있다. 이때, 커버부재(1400)의 제1 측면(1410)에는 제2 측면(1420)을 향하여 오목한 제1홈(1412)이 형성되고, 제2 측면(1420)에는 제1 측면(1410)을 향하여 오목한 제2홈(1422)이 형성될 수 있다. 이와 같이, 커버부재(1400)의 제1 측면(1410) 및 제2 측면(1420)에 모두 홈이 형성될 경우, 커버부재(1400)의 양 측면에 열응력이 균형있게 가해지므로, 열응력의 불균형에 의한 커버부재(1400)의 튀틀림을 방지할 수 있다. 이때, 제1 홈(1412)의 폭(B1)은 제2홈(1422)의 폭(B2)보다 크다. 예를 들어, 제1 홈(1412)의 폭(B1)은 제2홈(1422)의 폭(B2)의 1.5 내지 3배일 수 있다. 이와 같이, 제1 홈(1412)의 폭(B1)이 제2홈(1422)의 폭(B2)보다 클 경우, 커넥터부(210, 220)에 전선(W1, W2)을 용이하게 연결할 수 있다. 뿐만 아니라, 커넥터부(210, 220)에 가깝게 배치되는 제1 홈(1412)의 폭(B1)이 제2홈(1422)의 폭(B2)보다 크면, 커넥터부(210, 220)에서 발생한 열이 제1 홈(1412)을 통하여 효율적으로 배출될 수 있으며, 제2 측면(1420)을 통하여 커버부재(1400)의 강성을 유지할 수 있다. 또한, 제1 기판(1212)의 가장자리(E1)에 가깝게 배치되는 제2 홈(1422)의 폭이 제1홈(1412)의 폭보다 작으면, 제1 기판(1212)의 가장자리(E1)에서 커버부재(1400)와 제1 기판(1212)의 가장자리(E1) 간 접촉 면적이 넓어지므로, 커버부재(1400)가 제1 기판(1212)의 가장자리(E1)를 가압하는 힘이 크고, 이에 따라, 열전모듈(1200)의 제1 기판(1212)의 가장자리(E1)와 유체유동부(1100) 간 접합력이 커지며, 열전모듈(1200)의 제1 기판(1212)의 가장자리(E1)에서의 들뜸이 방지될 수 있다.

구체적으로, 커버부재(1400)는 커넥터부(210, 220)의 적어도 일부 상에 배치될 수 있다. 전술한 바와 같이, 커넥터부(210, 220)가 서로 이격되도록 배치되는 제1 커넥터(210) 및 제2 커넥터(220)를 포함하는 경우, 제1 커넥터(210) 및 제2 커넥터(220)의 적어도 일부는 제1홈(1412)에 배치될 수 있다. 이에 따르면, 제1홈(1412)에 의하여 노출되는 제1 커넥터(210)의 일단 또는 타단과 제1 홈(1412)에 의하여 노출되는 제2 커넥터(220)의 일단 또는 타단에 전선(W1, W2)을 용이하게 연결할 수 있다. 즉, 열전모듈(1200)의 제1 기판(1212) 상에 커버부재(1400)를 고정한 후 전선(W1, W2)을 연결할 수 있으므로, 전선(W1, W2)의 교체 또는 전선(W1, W2) 연결 경로의 변경이 가능하다.

이때, 커넥터부(210, 220)는 제1 기판(1212)의 가장자리(E1)으로부터 동일한 거리(h2) 상에서 서로 이격되도록 배치된 제1 커넥터(210) 및 제2 커넥터(220)를 포함하므로, 커버부재(1400)는 제1 커넥터(210)의 적어도 일부 상에 배치된 제1 커버 영역(1430) 및 제2 커넥터(220)의 적어도 일부 상에 배치된 제2 커버 영역(1432)을 포함하며, 제1 커버영역(1430) 및 제2 커버영역(4320) 사이에 제1홈(1412)이 배치될 수 있다.

이때, 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 커버영역(1430) 및 제2 커버영역(1432)의 측면으로부터 제1 커넥터(210) 및 제2 커넥터(220)의 말단이 노출되도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 커버영역(1430) 및 제2 커버영역(1432) 각각의 폭(C1)은 제1 커넥터(210) 및 제2 커넥터(220) 각각의 폭(C2)의 0.8 내지 0.95배, 바람직하게는 0.85 내지 0.9배일 수 있다. 이에 따르면, 제1 커버영역(1430) 및 제2 커버영역(1432)각각이 제1 커넥터(210) 및 제2 커넥터(220) 각각을 외부의 온도 등으로부터 보호하면서도, 전선(W1, W2)의 의 연결이 용이한 효과를 가질 수 있다. 다만, 전선(W1, W2)의 연결이 용이하다면, 제1 커버영역(1430) 및 제2 커버영역(1432) 각각의 폭(C1)은 제1 커넥터(210) 및 제2 커넥터(220) 각각의 폭(C2)의 0.8 내지 1.1 배일 수 있다. 이에 따르면, 제1 커버영역(1430) 및 제2 커버영역(1432)은 외부의 온도 등으로부터 제1 커넥터(210) 및 제2 커넥터(220) 각각을 보호하면서도, 열전 모듈에 인가 및/또는 발생되는 온도 차이에 의한 뒤틀림에 의한 손상 등을 좀 더 효과적으로 방지할 수 있다.

이때, 제1 커버 영역(1430) 및 제2 커버 영역(1432)의 양 면 중 커넥터(210, 220)를 향하도록 배치되는 면은 커넥터(210, 220)로부터 이격되도록 배치될 수 있다. 이에 따르면, 커넥터(210, 220)는 제1 내지 제2 커버 영역(1430, 1432)에 의하여 외부의 물리적인 압력, 수분, 제2 유체 또는 오염으로부터 보호될 수 있으며, 제1 내지 제2 커버 영역(1430, 1432)이 커넥터(210, 220)와 금속 재질의 실드부재 간 접촉 가능성을 차단하므로, 열전모듈(1200)의 내전압을 높일 수 있다.

한편, 제1 커버 영역(1430) 및 제2 커버 영역(1432) 각각의 말단은 제1 기판(1212)을 향하도록 배치된 벤딩될 수 있다. 즉, 커버부재(1400)는 제1 커버영역(1430) 및 제2 커버영역(1432)으로부터 제1 기판(1212)을 향하도록 돌출된 제1 가이드 영역(1440) 및 제2 가이드 영역(1442)을 더 포함할 수 있다. 제1 가이드 영역(1440)은 제1 커넥터(210)의 측면 상에 배치되고, 제2 가이드 영역(1442)은 제2 커넥터(220)의 측면 상에 배치될 수 있다. 이에 따르면, 제1 내지 제2 커넥터(210, 220)에 연결된 전선(W1, W2)이 열전소자의 전극 측으로 밀려 올라가거나 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 이때, 제1 내지 제2 가이드 영역(1440, 1442)은 제1 기판(1212)에 접촉할 수 있다. 이에 따르면, 제1 내지 제2 가이드 영역(1440, 1442)에 의하여 제1 기판(1212)에 압력이 가해질 수 있으므로, 제1 기판(1212)과 유체유동부(1100) 간 접합력을 높일 수 있다. 전술한 바와 같이, 제1 가이드 영역(1440)에는 제1 커버영역(1430)이 연결되고, 제2 가이드 영역(1442)에는 제2 커버영역(1432)이 연결될 수 있다. 이때, 제1 커버영역(1430) 및 제2 커버영역(1432) 각각은 제1 가이드 영역(1440) 및 제2 가이드 영역(1442) 각각을 지지할 수 있다. 제1 커버영역(1430) 및 제2 커버영역(1432) 각각의 폭(C1)이 소정 범위, 예를 들어 제1 커넥터(210) 및 제2 커넥터(220) 각각의 폭(C2)의 0.85배 이상이면, 제1 가이드 영역(1440) 및 제2 가이드 영역(1442) 각각을 지지할 수 있을 정도로 커버부재(1400)가 높은 강성을 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 커버부재(1400)의 결합부(1400A)에서 결합부(1400A)의 양면 중 제1 기판(1212)을 향하도록 배치된 제1면(1402)은 제1 기판(1212)과 접촉하되, 제1면(1402)에는 균일한 간격의 복수의 리세스(R)가 형성될 수 있다. 이에 따르면, 커버부재(1400)의 사출 성형이 용이하고, 열 변형에 따른 뒤틀림을 방지하며, 커버부재(1400)를 성형하기 위한 재료의 양 및 커버부재(1400)의 무게를 줄이면서도 커버부재(1400)의 전체 면적에 대하여 균일하게 제1 기판(1212)을 가압할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 커버부재(1400)의 제2홈(1422)은 소정의 곡률을 가지는 곡면을 포함할 수 있으며, 제1 기판(1212)의 가장자리(E1)에는 제3홈(G)이 형성되며. 제2홈(1422) 및 제3홈(G)은 서로 대응하도록 배치될 수 있다. 즉, 제2 홈(1422) 및 제3홈(G)은 동일한 크기 및 형상을 가지며 유체유동부(1100)의 제1 표면(1110) 상의 동일한 위치 상에 정렬될 수 있다. 이에 따르면, 유체유동부(1100) 상에 열전모듈(1200)을 배치한 후 커버부재(1400)를 배치할 때, 커버부재(1400)의 위치를 가이드하기 용이하다.

또한, 커버부재(1400)의 제2 홈(1422) 및 제1 기판(1212)의 가장자리(E1)에 형성된 제3홈(G)에 의하면, 제1 기판(1212)의 열응력을 완화할 수 있으므로, 제1 기판(1212)의 열변형을 줄일 수 있고, 이에 따라 제1 기판(1212)과 유체유동부(1100) 간의 접합력을 높일 수 있다.

특히, 제2홈(1422) 및 제3홈(G) 중 적어도 하나는 소정의 곡률을 가지는 완만한 곡선 형상일 수 있다. 이와 같이, 모서리 부분에 열응력이 집중되는 문제를 방지할 수 있으므로, 제1 기판(1212)의 열응력 완화 성능을 더욱 높일 수 있다.

여기서, 제2 홈(1422)은 커버부재(1400)의 양측에 형성된 복수의 제2-3 관통홀(S23) 사이에 형성되고, 제3 홈(G)은 제1 기판(1212)의 제2 영역(A2)에 배치된 제1 커넥터(210) 및 제2 커넥터(220) 사이에 형성될 수 있다. 이때, 제3홈(G)의 깊이(h1)는 제1 기판(1212)의 가장자리(E1)로부터 커넥터(210, 220)까지의 거리(h2)보다 작을 수 있다. 이에 따르면, 제1 기판(1212)과 유체유동부(1100) 간 접합력을 유지할 수 있으며, 열전모듈(1200)의 내전압 성능을 높일 수 있다.

도 5 내지 도 12에 도시한 바와 같이, 복수의 열전모듈(1200)을 유체유동부(1100) 상에 배치하고, 커버부재(1400)를 커넥터부(210, 220) 상에 배치하며 결합부재(1300)를 이용하여 복수의 열전모듈(1200), 커버부재(1400) 및 유체유동부(1100)를 결합한 후, 복수의 열전모듈(1200)을 전선(W1, W2)으로 연결한다. 이후, 복수의 열전모듈(1200) 내로 수분 또는 오염물질이 침투하는 것을 방지하기 위하여, 실드부재(1500)가 더 배치된다.

도 13은 본 발명의 한 실시예에 따른 발전장치에 포함되는 유체유동부의 한 면에 복수의 열전모듈이 배치되고, 커넥터에 전선이 연결된 후 실드부재가 배치된 상면도이고, 도 14는 도 13의 실드부재의 사시도이며, 도 15는 도 14의 실드부재에서 실링부재가 도포되는 영역을 표시한 도면이며, 도 16은 도 14의 실드부재의 A-A' 방향의 단면도이고, 도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 실드부재의 사시도이다.

도 5 내지 도 12를 참조하여 설명한 바와 같이, 유체유동부(1100)의 한 면(1110)에는 열전소자(1210)가 배치되며, 열전소자(1210)에는 히트싱크(1220)가 배치된다. 전술한 바와 같이, 열전소자(1210)는 유체유동부(1100)의 한 면(1110)에 배치되는 제1 기판(110), 제1 기판(110)에 배치되는 제1 전극(120), 제1 전극(120)에 배치되는 반도체 소자(130, 140), 반도체 소자(130, 140)에 배치되는 제2 전극(150) 및 제2 전극(150)에 배치되는 제2 기판(160)을 포함하며, 제2 기판(160) 상에 히트싱크(1220)가 배치될 수 있다.

도 13 내지 도 17을 참조하면, 실드부재(1500)는 열전소자(1210) 상에 배치된다. 이때, 제2 유체가 히트싱크(1220)를 통과하기 위하여, 실드부재(1500)에는 제1 관통홀(1502)이 형성되며, 제1 관통홀(1502)의 가장자리는 열전소자(1210)의 제2 기판 상에 배치되어 제1 관통홀(1502)을 통하여 히트싱크(1220)가 노출될 수 있다. 즉, 제1 관통홀(1502)의 가장자리는 열전소자(1210)의 제2 기판 상에 배치되며, 히트싱크(1220)는 제1 관통홀(1502)을 관통할 수 있다. 이에 따르면, 열전소자(1210) 내부를 외부의 오염 물질, 수분 및 제2 유체로부터 보호할 수 있으면서도, 제2 유체가 히트싱크(1220)를 직접 통과할 수 있으므로, 제2 유체와 히트싱크(1220) 간 열교환이 효율적으로 이루어질 수 있다. 이때, 제1 관통홀(1502)의 가장자리는 열전소자(1210)의 제2 기판 상에 배치되며, 히트싱크(1220)는 제1 관통홀(1502)을 관통할 수 있도록, 제1 관통홀(1502)의 크기는 열전소자(1210)의 제2 기판의 크기보다 작고, 히트싱크(1220)의 크기, 즉 히트싱크(1220)가 제2 기판에 배치되는 면의 크기보다 클 수 있다.

한편, 도시된 바와 같이, 유체유동부(1100)의 한 면(1110)에는 복수의 열전소자(1210)가 배치되며, 각 열전소자(1210)에는 히트싱크(1220)가 배치될 수 있다. 이를 위하여, 실드부재(1500)에는 복수의 제1 관통홀(1502)이 형성되며, 각 제1 관통홀(1502)의 가장자리는 각 열전소자(1210)의 제2 기판 상에 배치되어 각 제1 관통홀(1502)을 각 히트싱크(1220)가 관통할 수 있다. 이에 따르면, 하나의 실드부재(1500)를 이용하여 복수의 열전소자(1210)를 커버할 수 있으므로, 실드부재(1500)를 조립하는 공정 및 구조가 단순화될 수 있다.

한편, 도 15에 표시된 바와 같이, 실드부재(1500)에 형성된 제1 관통홀(1502)의 가장자리를 따라 제2 기판 상에 실링부재(1600)가 배치될 수 있다. 즉, 실링부재(1600)는 제1 관통홀(1502)과 히트싱크(1220) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 실드부재(1500)의 가장자리의 적어도 일부를 따라 실링부재(1610)가 더 배치될 수 있다. 여기서, 실링부재(1600, 1610)는 내열 실리콘을 포함하는 실링재 또는 실링테이프 등일 수 있다. 이에 따르면, 열전소자(1210) 내부로 습기, 제2 유체 또는 오염물질이 침투하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 실드부재(1500)에는 복수의 제2 관통홀(1504)이 더 형성될 수도 있다. 이때, 복수의 제2 관통홀(1504)은 각 열전소자(1210)의 제1 기판(1212)의 제2 영역(A2) 상에서 커넥터(210, 220)가 배치된 영역과 적어도 일부가 수직으로 중첩되도록 형성될 수도 있다. 여기서, 수직은 각 열전소자(1210)의 제1 기판(110)으로부터 제2 기판(160)으로 향하는 방향에 평행하는 방향을 의미할 수 있다. 이에 따르면, 커넥터(210, 220)의 적어도 일부 상에는 금속 재질의 실드부재(1500)가 배치되지 않으므로, 열전소자(1210)의 내전압 특성을 높일 수 있다. 이때, 복수의 제2 관통홀(1504)은 실링부재(1620)에 의하여 실링될 수 있다.

더욱 구체적으로, 도 13을 참조하면, 복수의 제2 관통홀(1504) 중 하나(1504-1)는 제1 커넥터(210)와 수직으로 중첩되도록 형성되고, 다른 하나(1504-2)는 제2 커넥터(220)와 수직으로 중첩되도록 형성될 수 있다. 도 13의 확대도에서, 실제로는 실드부재(1500)의 제2 관통홀(1504-1, 1504-2)를 통하여 커버부재(1400)의 일부가 도시되어야 하지만, 이해를 돕기 위하여 실드부재(1500) 아래에 배치된 커넥터(210, 220) 및 커버부재(1400)를 모두 도시하였다. 이때, 각 제2 관통홀(1504)의 폭(C3)은 제1 커넥터(210) 또는 제2 커넥터(220)의 폭(C2)보다 클 수 있다. 이에 따르면, 각 제2 관통홀(1504)의 가장자리는 제1 커넥터(210) 또는 제2 커넥터(220)와 수직으로 중첩되지 않도록 배치되며, 이에 따라 제1 커넥터(210) 또는 제2 커넥터(220) 상에는 금속 재질의 실드부재(1500)가 배치되지 않으므로, 열전소자(1210)의 내전압 특성을 높일 수 있으며, 제1 커넥터(210) 또는 제2 커넥터(220)에서 발생한 열이 실드부재(1500)를 통하여 전도되지 않고 제2 관통홀(1504-1, 1504-2)를 통하여 외부로 방출될 수 있다.

이때, 도 11 내지 도 12를 참조하여 전술한 바와 같이, 커넥터부(210, 220)의 상면에는 커버부재(1400)가 배치될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따르면, 하나의 열전소자(1210)에 대한 제1 커넥터(210) 및 제2 커넥터(220)의 상면에 커버부재(1400)가 배치되고, 열전소자(1210) 및 커버부재(1400) 상에 실드부재(1500)가 배치되되, 커버부재(1400)가 배치된 제1 커넥터(210)의 상면 및 제2 커넥터(220)의 상면 각각에는 실드부재(1500)의 제2 관통홀(1504-1, 1504-2)이 배치될 수 있다. 즉, 제1 커넥터(210) 상에 커버부재(1400)의 제1 커버영역(1430)이 배치되고, 제2 커넥터(220) 상에 커버부재(1400)의 제2 커버영역(1432)이 배치되며, 제1 커버영역(1430) 및 제2 커버영역(1432)가 실드부재(1500)의 제2 관통홀(1504-1, 1504-2)과 수직으로 중첩되도록 배치될 수 있다. 이에 따르면, 제1 커버영역(1430) 및 제2 커버영역(1432)은 제1 커넥터(210) 및 제2 커넥터(220)를 물리적으로 보호할뿐만 아니라, 제1 커넥터(210) 및 제2 커넥터(220)에 연결된 전선의 이탈을 방지하는 제1 가이드 영역(1440) 및 제2 가이드 영역(1442)에 대한 강성을 제공할 수도 있다.여기서, 제2 관통홀(1504) 각각은 제1 관통홀(1502) 각각의 면적보다 작을 수 있다. 이에 따르면, 제2 관통홀(1504)을 실링부재(1620)로 채우기 용이하며, 제2 관통홀(1504) 내로 습기, 제2 유체 또는 오염물질이 침투하는 것을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 실드부재(1500)는 단차를 가지도록 형성될 수 있다. 즉, 실드부재(1500)는 유체유동부(1100)의 한 면(1110)에 배치되는 제1 실드영역(1510), 제1 실드영역(1510)에 연결되며 제1 관통홀(1502)이 형성된 영역을 포함하는 제2 실드영역(1520), 제2 실드영역(1520)과 연결되고 복수의 제2 관통홀(1504)이 형성된 영역을 포함하는 제3 실드영역(1530) 및 제3 실드영역(1530)과 연결되고 유체유동부(1100)의 한 면(1110)에 배치되는 제4 실드영역(1540)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 실드영역(1510) 및 제4 실드영역(1540)은 유체유동부(1100)의 한 면(1110) 상에 배치되며, 제2 실드영역(1510)은 열전소자(1210)의 제2 기판 상에 배치될 수 있고, 제3 실드영역(1530)은 커넥터(210, 220) 상에 배치될 수 있다. 이에 따라, 유체유동부(1100)의 한 면(1110)을 기준으로 제2 실드영역(1520)의 높이는 제1 실드영역(1510) 및 제4 실드영역(1540)보다 높게 배치될 수 있다. 또한, 커넥터(210, 220)의 높이가 열전소자(1210)의 제2 기판의 높이모다 높으므로, 제3 실드영역(1530)의 높이는 제1 실드영역(1510), 제2 실드영역(1520) 및 제4 실드영역(1540)보다 높게 배치될 수 있다. 이에 따르면, 실드부재(1500)는 제2 유체의 유동 저항을 최소화하면서 유체 유동부(1100)와 열전소자(1210)를 보호할 수 있다.

또한, 실드부재(1500)는 제1 실드영역(1510)으로부터 연장되며 유체유동부(1100)의 한 면(1110)에 수직하는 면(1130)에 배치되는 지지영역(1550)을 더 포함할 수도 있다. 이에 따르면, 실드부재(1500)는 "ㄱ"자 형상으로 유체유동부(1100) 상에 배치될 수 있으므로, 실드부재(1500)의 위치가 유체유동부(1100)의 한 면(1110) 상에서 어긋나도록 배치되는 문제를 방지할 수 있으며, 조립이 용이하다. 이때, 지지영역(1550)은 서로 이격되도록 배치된 복수의 지지영역을 포함할 수도 있다. 이에 따르면, 실드부재(1500)를 구성하기 위한 재료비를 줄일 수 있으며, 실드부재(1500)의 무게를 줄일 수 있다.

한편, 도 17에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 실드부재(1500)에는 제3 관통홀(1506)이 더 형성될 수도 있다. 이때, 제3 관통홀(1506)은 실드부재(1500)의 제3 실드영역(1530)에서 복수의 전선(W1, W2)이 중첩되는 영역과 적어도 일부가 중첩되도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 열전모듈(1200)에 연결된 전선(W1, W2)은 외부로 인출될 수 있다. 또는, 유체유동부(1100)의 양면에 배치된 복수의 열전모듈(1200)이 전선(W1, W2)에 의하여 병렬 또는 직렬로 서로 연결될 수 있다. 이때, 전선(W1, W2)을 가이드하기 위하여 유체유동부(1100)의 일단 또는 타단에 가이드부재(미도시)가 배치될 수 있으며, 가이드부재를 통하여 복수의 전선(W1, W2)이 가이드될 수 있다. 이때, 좁은 공간 내에서 복수의 전선(W1, W2)이 중첩되는 영역이 발생할 수 있다. 복수의 전선(W1, W2)의 중첩으로 인하여 실드부재(1500) 전체의 높이가 높아져야 하는 문제를 방지하기 위하여, 복수의 전선(W1, W2)이 중첩되는 영역과 일부가 중첩되도록 제3 관통홀(1506)이 형성될 수 있다. 이에 따르면, 실드부재(1500)로 인하여 복수의 전선(W1, W2) 중 적어도 하나가 우회하여야 하는 문제를 방지할 수 있다. 이때, 제3 관통홀(1506)은 실링부재(미도시)에 의하여 채워질 수 있다. 이에 따라, 제3 관통홀(1506) 내부로 습기, 제2 유체 또는 오염물질이 침투하는 문제를 방지할 수 있다. 이를 위하여, 제3 관통홀(1506)의 면적은 복수의 제1 관통홀(1502) 중 하나의 면적보다 작고, 복수의 제2 관통홀(1504) 중 하나의 면적보다 클 수 있다. 즉, 제1 관통홀(1502)은 히트싱크(1220)가 관통하는 관통홀이므로, 제1 내지 제3 관통홀 중 가장 크기가 크고, 제3 관통홀(1506)은 전선이 중첩되는 영역에 배치되므로 제2 관통홀(1504)보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.

또는, 도시되지 않았으나, 실드부재(1500)의 제3 실드영역(1530)에서 복수의 전선(W1, W2)이 중첩되는 영역과 적어도 일부가 중첩되도록 돌출부가 형성될 수도 있다. 이에 따르면, 실드부재(1500)로 인하여 복수의 전선(W1, W2) 중 적어도 하나가 우회하여야 하는 문제를 방지할 수 있으며, 중첩되는 복수의 전선(W1, W2)으로 인하여 실드부재(1500) 전체의 높이가 높아지는 문제를 방지할 수 있고, 제3 관통홀(1506)을 형성하는 경우에 비하여 별도의 실링부재로 실링하는 과정을 줄일 수 있다.

이와 같이, 복수의 전선이 중첩되는 영역에 제3 관통홀(1506) 또는 돌출부가 형성될 경우, 실드부재(1500) 전체의 높이가 높아지는 문제를 방지할 수 있으며, 이에 따라 실드부재(1500)로 인하여 제2 유체의 유동 저항이 발생하는 문제를 최소화할 수 있다.

도 13 내지 도 17에서는 유체유동부(1100)의 한 면(1110)에 복수의 열전모듈(1200) 및 하나의 실드부재(1500)가 배치되는 예를 설명하고 있으나, 이로 제한되는 것은 아니며, 유체유동부(1100)의 한 면(1110) 및 이에 대향하는 다른 면(1120)에 대칭하도록 복수의 열전모듈(1200) 및 실드부재(1500)가 배치될 수도 있다.

도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전장치의 사시도이고, 도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전장치의 상면도이며, 도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전장치를 복수 개 배치한 예이다.

도 16 및 도 17을 참조하면, 유체유동부(1100)의 한 면(1110) 및 유체유동부(1100)의 한 면(1110)과 Y 방향으로 이격된 다른 면(1120)에 대칭하도록 복수의 열전모듈(1200) 및 실드부재(1500)가 배치될 수 있다. 복수의 열전모듈(1200) 및 실드부재(1500)의 구성에 관하여 도 11 내지 도 15에서 설명한 내용과 동일한 내용에 대해서는 중복된 설명을 생략한다.

유체유동부(1100)의 한 면(1110)에 배치된 실드부재(1500)는 복수의 결합부재(1330)에 의하여 유체유동부(1100)의 한 면(1110)과 결합되고, 유체유동부(1100)의 다른 면(1120)에 배치된 실드부재(1500)는 복수의 결합부재(1340)에 의하여 유체유동부(1100)의 다른 면(1120)과 결합될 수 있다. 이를 위하여, 유체유동부(1100)의 한 면(1110)과 실드부재(1500)에는 복수의 결합부재(1330)가 결합되기 위한 복수의 홀이 형성될 수 있으며, 유체유동부(1100)의 다른 면(1120)과 실드부재(1500)에는 복수의 결합부재(1340)가 결합되기 복수의 홀이 형성될 수 있다. 이때, 복수의 결합부재(1330)의 위치는 복수의 결합부재(1340)의 위치와 Y 방향 내에서 서로 어긋나도록 배치될 수 있다. 이에 따르면, 유체유동부(1100) 내에서 결합부재(1330) 및 결합부재(1340)가 서로 만나지 않으므로, 결합부재(1330) 및 결합부재(1340) 중 하나만 결합될 수 있을 정도로 유체유동부(1100)의 두께를 얇게 구현하는 것이 가능하다. 즉, 유체유동부(1100)의 한 면(1110)에서 결합되는 결합부재(1330)가 유체유동부(1100)의 다른 면(1120)에서 결합되는 결합부재(1340)와 서로 어긋나도록 배치될 경우, 결합부재(1330)와 결합부재(1340)가 유체유동부(1100) 내에서 서로 만나지 않으므로, 유체유동부(1100)의 Y 방향의 두께는 결합부재(1330)와 결합부재(1340) 중 하나의 길이보다 길고, 결합부재(1330)의 길이와 결합부재(1340)의 길이를 합친 길이보다는 짧도록 구현될 수 있다.

이에 따르면, 도 20에 도시된 바와 같이, 소정의 공간 내에 복수의 발전장치(1000-1, 1000-2, 1000-3)를 조밀하게 배치할 수 있다. 즉, 유체유동부(1100)의 Y 방향의 두께가 얇을수록, Y 방향에서 소정의 거리 내에 배치할 수 있는 발전장치의 개수가 많아질 수 있다. 소정의 거리 내에서 배치할 수 있는 발전장치의 개수가 많아질수록, 단위 면적 또는 단위 부피 당 발전량을 높일 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예와 같이 복수의 결합부재(1330)의 위치는 복수의 결합부재(1340)의 위치와 Y 방향 내에서 서로 어긋나도록 배치될 경우, 유체유동부(1100)의 Y 방향의 두께(T1)는 최소 8mm, 바람직하게는 8mm 내지 20mm, 더욱 바람직하게는 8mm 내지 15mm, 더욱 바람직하게는 8mm 내지 12mm일 수 있다. 이에 따르면, 발전장치(1000-1)에 포함되는 유체유동부(1100)와 이웃하는 발전장치(1000-2)에 포함되는 유체유동부(1100)는 최소 28mm 거리(T2), 바람직하게는 28mm 내지 40mm, 더욱 바람직하게는 28mm 내지 35mm, 더욱 바람직하게는 28mm 내지 32mm마다 배치될 수 있고, 발전장치(1000-1)의 일단과 이웃하는 발전장치(1000-2)의 일단 간 거리(T3)는 1mm 이상일 수 있다. 이와 같이, 소정의 공간 내에 복수의 발전장치(1000-1, 1000-2, 1000-3)를 조밀하게 배치할 경우, 소정 공간 내 발전량을 높일 수 있다.

또한, 복수의 결합부재(1330)의 위치가 복수의 결합부재(1340)의 위치와 Y 방향 내에서 서로 어긋나도록 배치될 경우, 각 결합부재(1330, 1340)의 길이를 유체유동부(1100)의 두께의 1/2보다 길게 구현하는 것이 가능하다. 이에 따르면, 결합부재(1330, 1340)와 유체유동부(1100) 간 결합력 및 신뢰성이 높아질 수 있다.

이상에서, 유체유동부(1100) 상에 배치된 단일의 열전모듈(1200) 및 커버부재(1400)를 중심으로 설명하고 있으나, 도 8 내지 도 10에서 도시된 바와 같이, 유체유동부(1100)의 한 면 상에는 복수의 열전모듈(1200)이 배치될 수 있으며, 각 열전모듈(1200)마다 커버부재(1400)가 배치될 수 있다.

본 명세서 전체적으로, 열전소자(100, 1210)는 제1 기판(110), 제1 전극(120), P형 열전 레그(130), N형 열전 레그(140), 제2 전극(150) 및 제2 기판(160)을 포함하는 것으로 설명되고 있으나, 열전소자(100, 1210)의 정의가 이로 제한되는 것은 아니며, 열전소자(100, 1210)는 제1 전극(120), P형 열전 레그(130), N형 열전 레그(140), 제2 전극(150) 및 제2 기판(160)을 포함하며, 제1 기판(110) 상에 배치되는 것을 의미할 수도 있다.

또한, 본 명세서 전체적으로, 발전장치(1000)는 유체유동부(1100), 열전모듈(1200), 커버부재(1400) 및 실드부재(1500)를 포함하고, 열전모듈(1200)은 열전소자(1210) 및 히트싱크(1220)을 포함하는 것으로 설명되고 있으나, 이로 제한되는 것은 아니며, 열전모듈이 유체유동부(1100), 열전소자(1210) 및 히트싱크(1220), 커버부재(1400), 실드부재(1500)를 모두 포함하는 것을 의미할 수도 있다.

본 명세서에서 폭은 복수의 열전모듈이 어레이되는 방향, 즉 도 19 내지 도 20에서 도시된 X 방향에서의 폭을 의미할 수 있다. 예를 들어, 커버부재(1400)의 폭(D), 제1 기판(1212)의 폭(D'), 제1 홈(1412)의 폭(B1), 제2홈(1422)의 폭(B2), 제1 커버영역(1430) 및 제2 커버영역(1432) 각각의 폭(C1), 제1 커넥터(210) 및 제2 커넥터(220) 각각의 폭(C2)은 복수의 열전모듈이 어레이되는 방향, 즉 도 19 내지 도 20에서 도시된 X 방향에서의 폭을 의미할 수 있다.

발전 시스템은 선박, 자동차, 발전소, 지열, 등에서 발생하는 열원을 통해 발전할 수 있고, 열원을 효율적으로 수렴하기 위해 복수의 발전 장치를 배열할 수 있다. 이때, 각 발전 장치는 열전모듈과 유체유동부 간 접합력을 개선하여 열전소자의 저온부의 냉각 성능을 개선할 수 있으며, 이에 따라 발전 장치의 효율 및 신뢰성을 개선할 수 있으므로, 선박이나 차량 등의 운송 장치의 연료 효율을 개선할 수 있다. 따라서 해운업, 운송업에서는 운송비 절감과 친환경 산업 환경을 조성할 수 있고, 제철소 등 제조업에 적용되는 경우 재료비 등을 절감할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

일면 및 상기 일면과 제1 방향으로 이격된 타면을 포함하는 유체유동부,
상기 유체유동부의 일면에 배치된 제1 열전소자,
상기 유체유동부의 타면에 배치된 제2 열전소자,
상기 제1 열전소자 상에 배치된 제1 실드부재, 그리고
상기 제2 열전소자 상에 배치된 제2 실드부재를 포함하고,
상기 제1 실드부재 및 상기 제2 실드부재는 각각 체결홀을 포함하며,
상기 제1 실드부재의 체결홀과 상기 제2 실드부재의 체결홀은 상기 제1 방향으로 서로 어긋나도록 배치된 열전모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1 열전소자에 배치된 제1 히트싱크를 더 포함하고,
상기 제1 실드부재는 복수의 관통홀을 포함하고,
상기 복수의 관통홀은 제1 관통홀을 포함하고,
상기 제1 히트싱크는 상기 제1 관통홀을 관통하는 열전모듈.
제2항에 있어서,
상기 제1 관통홀과 상기 제1 히트싱크 사이에 배치된 실링부재를 더 포함하는 열전모듈.
제2항에 있어서,
상기 제1 열전소자의 일측에 배치되며, 상기 제1 열전소자와 연결되는 커넥터부를 더 포함하고,
상기 복수의 관통홀 중 일부인 제2 관통홀은 상기 커넥터부와 수직으로 중첩되도록 배치되는 열전모듈.
제4항에 있어서,
상기 커넥터부의 상면의 일부에 배치되는 커버부재를 더 포함하고,
상기 제2 관통홀의 폭은 상기 커넥터부의 상면의 폭보다 큰 열전모듈.
제5항에 있어서,
상기 제2 관통홀의 면적은 상기 제1 관통홀의 면적보다 작은 열전모듈.
제6항에 있어서,
상기 제2 관통홀은 실링부재에 의하여 실링되는 열전모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1 실드부재의 가장자리 중 적어도 일부를 따라 배치된 실링부재를 더 포함하는 열전모듈.
제4항에 있어서,
상기 제1 실드부재는 상기 유체유동부의 일면에 배치된 제1 실드부, 상기 제1 실드부에 연결되며 상기 제1 관통홀이 형성된 영역을 포함하는 제2 실드부, 상기 제2 실드부와 연결되고 상기 제2 관통홀이 형성된 영역을 포함하는 제3 실드부 및 상기 제3 실드부와 연결되고 상기 유체유동부에 배치된 제4 실드부를 포함하고,
상기 유체유동부의 일면을 기준으로 상기 제2 실드부의 높이는 상기 제1 실드부 및 상기 제4 실드부보다 높게 배치되고, 상기 제3 실드부의 높이는 상기 제1 실드부, 상기 제2 실드부 및 상기 제4 실드부보다 높게 배치되는 열전모듈.
제9항에 있어서,
상기 제1 실드부재는 상기 제1 실드부로부터 연장되며 상기 유체유동부의 일면에 수직하는 면에 배치된 지지부를 더 포함하는 열전모듈.
제10항에 있어서,
상기 지지부는 서로 이격되도록 배치된 복수의 지지영역을 포함하는 열전모듈.
제9항에 있어서,
상기 제1 실드부재는 상기 제3 실드부에 배치되며 복수의 전선이 중첩되는 영역과 적어도 일부가 중첩되도록 돌출된 돌출부를 더 포함하는 열전모듈.
제4항에 있어서,
상기 복수의 관통홀은 복수의 전선이 중첩되는 영역과 적어도 일부가 중첩되도록 형성된 제3 관통홀을 더 포함하는 열전모듈.
제13항에 있어서,
상기 제3 관통홀의 면적은 상기 제1 관통홀의 면적 및 상기 제2 관통홀의 면적과 상이한 열전모듈.