特表 2024-523526 熱電装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-06-28

(54)【発明の名称】熱電装置

(51)【国際特許分類】

   H10N 10/13 20230101AFI20240621BHJP

【ＦＩ】

H10N10/13

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023579282

(86)(22)【出願日】2022-06-22

(85)【翻訳文提出日】2023-12-22

(86)【国際出願番号】 KR2022008889

(87)【国際公開番号】W WO2022270914

(87)【国際公開日】2022-12-29

(31)【優先権主張番号】10-2021-0080900

(32)【優先日】2021-06-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】517099982

【氏名又は名称】エルジー イノテック カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100114188

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100119253

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 賢教

(74)【代理人】

【識別番号】100129713

【弁理士】

【氏名又は名称】重森 一輝

(74)【代理人】

【識別番号】100137213

【弁理士】

【氏名又は名称】安藤 健司

(74)【代理人】

【識別番号】100183519

【弁理士】

【氏名又は名称】櫻田 芳恵

(74)【代理人】

【識別番号】100196483

【弁理士】

【氏名又は名称】川嵜 洋祐

(74)【代理人】

【識別番号】100160749

【弁理士】

【氏名又は名称】飯野 陽一

(74)【代理人】

【識別番号】100160255

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 祐輔

(74)【代理人】

【識別番号】100219265

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 崇大

(74)【代理人】

【識別番号】100203208

【弁理士】

【氏名又は名称】小笠原 洋平

(74)【代理人】

【識別番号】100146318

【弁理士】

【氏名又は名称】岩瀬 吉和

(72)【発明者】

【氏名】イ，ウンハク

(57)【要約】

本発明の一実施例に係る熱電装置は、一面および前記一面と第１方向に離隔した他面を含む流体流動部、前記流体流動部の一面に配置された第１熱電素子、そして前記流体流動部の他面に配置された第２熱電素子を含み、前記流体流動部の一面には前記第１熱電素子と前記第１方向に重なった第１溝および前記第１熱電素子と前記第１方向に重なっていない第１ホールが配置され、前記第１溝の深さは前記一面および前記他面間距離より浅く、前記第１ホールは前記一面から前記他面まで貫通する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一面および前記一面と第１方向に離隔した他面を含む流体流動部、
前記流体流動部の一面に配置された第１熱電素子、そして
前記流体流動部の他面に配置された第２熱電素子を含み、
前記流体流動部の一面には前記第１熱電素子と前記第１方向に重なった第１溝および前記第１熱電素子と前記第１方向に重なっていない第１ホールが配置され、
前記第１溝の深さは前記一面および前記他面間距離より浅く、
前記第１ホールは前記一面から前記他面まで貫通する、熱電装置。

【請求項2】

前記第１熱電素子および前記流体流動部は前記第１熱電素子および前記第１溝に配置された第１結合部材によって固定された、請求項１に記載の熱電装置。

【請求項3】

前記一面および前記他面の間の一側面に前記流体流動部の流体流入口が配置され、前記一面および前記他面の間で前記一側面に対向する他側面に前記流体流動部の流体排出口が配置され、
前記流体流動部は前記一側面から前記他側面に向かう第２方向に延びた複数の流路を含み、
前記複数の流路の間には前記複数の流路を区分する流路区分壁が配置され、
前記第１溝は前記流路区分壁に配置された、請求項２に記載の熱電装置。

【請求項4】

前記流路区分壁は前記一側面から所定間隔離隔した地点から前記他側面に向かう方向に延びた、請求項３に記載の熱電装置。

【請求項5】

前記流体流動部の前記一側面側に配置され、前記流体流入口に流体を伝達する第１連結部材および前記流体流動部の前記他側面側に配置され、前記流体排出口から排出された前記流体が通過する第２連結部材をさらに含む、請求項４に記載の熱電装置。

【請求項6】

前記一側面は前記第１連結部材内に収容されるように配置され、前記他側面は前記第２連結部材内に収容されるように配置される、請求項５に記載の熱電装置。

【請求項7】

前記第１連結部材は前記流体流動部の前記他側面に向かうように配置された第１連結ホールおよび前記第１連結ホールの縁に配置された第１連結面を含み、前記第２連結部材は前記流体流動部の前記一側面に向かうように配置された第２連結ホールおよび前記第２連結ホールの縁に配置された第２連結面を含み、
前記第１連結ホールには前記流体流動部の前記一側面が挿入され、前記第２連結ホールには前記流体流動部の前記他側面が挿入された、請求項６に記載の熱電装置。

【請求項8】

前記第１連結部材および前記第２連結部材はそれぞれ前記流体流動部と溶接された、請求項７に記載の熱電装置。

【請求項9】

前記第１連結面と前記流体流動部間の境界に沿って第１溶接部が配置され、前記第２連結面と前記流体流動部間の境界に沿って第２溶接部が配置された、請求項８に記載の熱電装置。

【請求項10】

前記流体流動部の一側面と前記流路区分壁間最短距離は前記流体流動部の一側面と前記第１溶接部間最長距離より長い、請求項９に記載の熱電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は熱電装置に関し、より詳細には熱電素子の低温部と高温部間温度差を利用する熱電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

熱電現象は材料内部の電子（ｅｌｅｃｔｒｏｎ）と正孔（ｈｏｌｅ）の移動によって発生する現象であり、熱と電気間の直接的なエネルギー変換を意味する。

【0003】

熱電素子は熱電現象を利用する素子を総称するものであり、Ｐ型熱電材料とＮ型熱電材料を金属電極の間に接合させてＰＮ接合対を形成する構造を有する。

【0004】

熱電素子は電気抵抗の温度変化を利用する素子、温度差によって起電力が発生する現象であるゼーベック効果を利用する素子、電流による吸熱または発熱が発生する現象であるペルティエ効果を利用する素子などに区分され得る。

【0005】

熱電素子は家電製品、電子部品、通信用部品などに多様に適用されている。例えば、熱電素子は冷却用装置、温熱用装置、発電用装置などに適用され得る。これに伴い、熱電素子の熱電性能に対する要求はますます高まっている。

【0006】

最近、自動車、船舶などのエンジンから発生した高温の廃熱および熱電素子を利用して電気を発生させようとするニーズがある。この時、熱電素子の低温部側に第１流体が通過する流体流動部が配置され、熱電素子の高温部側にヒートシンク（ｈｅａｔｓｉｎｋ）が配置され、第１流体より高温である第２流体がヒートシンクを通過することができる。これに伴い、熱電素子の低温部と高温部間温度差によって電気が生成され得る。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明が達成しようとする技術的課題は、熱電素子の低温部と高温部間温度差を利用する熱電装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一実施例に係る熱電装置は一面および前記一面と第１方向に離隔した他面を含む流体流動部、前記流体流動部の一面に配置された第１熱電素子、そして前記流体流動部の他面に配置された第２熱電素子を含み、前記流体流動部の一面には前記第１熱電素子と前記第１方向に重なった第１溝および前記第１熱電素子と前記第１方向に重なっていない第１ホールが配置され、前記第１溝の深さは前記一面および前記他面間距離より浅く、前記第１ホールは前記一面から前記他面まで貫通する。

【0009】

前記第１熱電素子および前記流体流動部は前記第１熱電素子および前記第１溝に配置された第１結合部材によって固定され得る。

【0010】

前記一面および前記他面の間の一側面に前記流体流動部の流体流入口が配置され、前記一面および前記他面の間で前記一側面に対向する他側面に前記流体流動部の流体排出口が配置され、前記流体流動部は前記一側面から前記他側面に向かう第２方向に延びた複数の流路を含み、前記複数の流路の間には前記複数の流路を区分する流路区分壁が配置され、前記第１溝は前記流路区分壁に配置され得る。

【0011】

前記流路区分壁は前記一側面から所定間隔離隔した地点から前記他側面に向かう方向に延長され得る。

【0012】

前記流体流動部の前記一側面側に配置され、前記流体流入口に流体を伝達する第１連結部材および前記流体流動部の前記他側面側に配置され、前記流体排出口から排出された前記流体が通過する第２連結部材をさらに含むことができる。

【0013】

前記一側面は前記第１連結部材内に収容されるように配置され、前記他側面は前記第２連結部材内に収容されるように配置され得る。

【0014】

前記第１連結部材は前記流体流動部の前記他側面に向かうように配置された第１連結ホールおよび前記第１連結ホールの縁に配置された第１連結面を含み、前記第２連結部材は前記流体流動部の前記一側面に向かうように配置された第２連結ホールおよび前記第２連結ホールの縁に配置された第２連結面を含み、前記第１連結ホールには前記流体流動部の前記一側面が挿入され、前記第２連結ホールには前記流体流動部の前記他側面が挿入され得る。

【0015】

前記第１連結部材および前記第２連結部材はそれぞれ前記流体流動部と溶接され得る。

【0016】

前記第１連結面と前記流体流動部間の境界に沿って第１溶接部が配置され、前記第２連結面と前記流体流動部間の境界に沿って第２溶接部が配置され得る。

【0017】

前記流体流動部の一側面と前記流路区分壁間最短距離は前記流体流動部の一側面と前記第１溶接部間最長距離より長くてもよい。

【0018】

前記流体流動部の前記一側面と前記一面の間および前記流体流動部の前記一側面と前記他面の間には傾斜面が配置され得る。

【0019】

前記流体流動部の他面には前記第２熱電素子と前記第１方向に重なった第２溝が配置され、前記第２溝の深さは前記一面および前記他面間距離より浅くてもよい。

【0020】

前記第１溝および前記第２溝それぞれの深さは前記一面および前記他面間距離の１／２倍より浅くてもよい。

【0021】

前記流体流動部の表面に配置されたシールド部材をさらに含み、前記シールド部材および前記流体流動部は前記シールド部材および前記第１ホールに配置された第２結合部材によって固定され得る。

【0022】

前記流体流動部の一面には前記第１熱電素子と前記第１方向に重ならない第２ホールがさらに配置され、前記第２ホールは前記一面から前記他面まで貫通し、前記第２ホールの大きさは前記第１ホールの大きさより大きくてもよい。

【0023】

前記第１熱電素子および前記第２熱電素子のうち少なくとも一つに連結された電線は前記第２ホールを貫通することができる。

【0024】

前記第１熱電素子上に配置された第１ヒートシンク、そして前記第２熱電素子上に配置された第２ヒートシンクをさらに含むことができる。

【発明の効果】

【0025】

本発明の実施例によると、構造が簡単で、組立が容易でありながらも、所定の空間内に最大個数の熱電素子を収容できる熱電装置を得ることができる。

【0026】

本発明の実施例によると、高温部と低温部間温度差を大きくして熱電性能が高い熱電装置を得ることができる。

【0027】

本発明の実施例に係る熱電装置は、高温部と低温部間温度差を利用して電気を生成する発電装置に適用され得る。

【0028】

本発明の実施例に係る熱電装置は流体などの特定対象を冷却または加熱するペルティエ装置に適用され得る。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明の一実施例に係る熱電装置の斜視図である。

【0030】

【図2】本発明の一実施例に係る熱電装置の分解斜視図である。

【0031】

【図3】本発明の一実施例に係る熱電素子の断面図である。

【0032】

【図4】本発明の一実施例に係る熱電素子の斜視図である。

【0033】

【図5】本発明の一実施例に係る熱電装置に含まれる流体流動部の一面に対する斜視図である。

【0034】

【図6】本発明の一実施例に係る熱電装置に含まれる流体流動部の一面に複数の熱電モジュールが配置された正面図である。

【0035】

【図7】本発明の一実施例に係る熱電装置に含まれる流体流動部の一面に複数の熱電モジュールおよび複数の支持部材が配置された正面図である。

【0036】

【図8】本発明の一実施例に係る熱電装置に含まれる熱電モジュールの斜視図である。

【0037】

【図9】本発明の一実施例に係る熱電装置に含まれる熱電モジュールの第１基板の斜視図である。

【0038】

【図10】図５に図示された流体流動部のＡ－Ａ’に対する断面図である。

【0039】

【図11(a)】図５に図示された流体流動部のＢ－Ｂ’に対する断面図である。

【0040】

【図11(b)】図５に図示された流体流動部のＣ－Ｃ’に対する断面図である。

【0041】

【図12】図５に図示された流体流動部と連結部材の断面図である。

【図13】図５に図示された流体流動部と連結部材の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0042】

以下、添付された図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。

【0043】

ただし、本発明の技術思想は説明される一部の実施例に限定されるものではなく互いに異なる多様な形態で具現され得、本発明の技術思想範囲内であれば、実施例間にその構成要素のうち一つ以上を選択的に結合、置き換えて使うことができる。

【0044】

また、本発明の実施例で使われる用語（技術および科学的用語を含む）は、明白に特に定義されて記述されない限り、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に一般的に理解され得る意味で解釈され得、辞書に定義された用語のように一般的に使われる用語は関連技術の文脈上の意味を考慮してその意味を解釈できるであろう。

【0045】

また、本発明の実施例で使われた用語は、実施例を説明するためのものであり本発明を制限しようとするものではない。

【0046】

本明細書で、単数型は文面で特に言及しない限り複数型も含むことができ、「Ａおよび（と）Ｂ、Ｃのうち少なくとも一つ（または一つ以上）」と記載される場合、Ａ、Ｂ、Ｃで組み合わせできるすべての組み合わせのうち一つ以上を含むことができる。

【0047】

また、本発明の実施例の構成要素を説明するにあたって、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）等の用語を使うことができる。

【0048】

このような用語はその構成要素を他の構成要素と区別するためのものに過ぎず、その用語によって該当構成要素の本質や順番または順序などに限定されない。

【0049】

そして、或る構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」または「接続」されると記載された場合、その構成要素はその他の構成要素に直接的に連結、結合または接続される場合だけでなく、その構成要素とその他の構成要素の間にあるさらに他の構成要素によって「連結」、「結合」または「接続」される場合も含むことができる。

【0050】

また、各構成要素の「上（うえ）または下（した）」に形成または配置されるものと記載される場合、上（うえ）または下（した）は二つの構成要素が互いに直接接触する場合だけでなく一つ以上のさらに他の構成要素が二つの構成要素の間に形成または配置される場合も含む。また、「上（うえ）または下（した）」で表現される場合、一つの構成要素を基準として上側方向だけでなく下側方向の意味も含むことができる。

【0051】

図１は本発明の一実施例に係る熱電装置の斜視図であり、図２は本発明の一実施例に係る熱電装置の分解斜視図である。

【0052】

図１～図２を参照すると、熱電装置１０００は流体流動部１１００および流体流動部１１００の表面に配置された熱電モジュール１２００を含む。

【0053】

本発明の実施例に係る熱電装置１０００は、流体流動部１１００の内部を通じて流れる第１流体および流体流動部１１００の外部を通過する第２流体間の温度差を利用して電力を生産することができる。複数個の熱電装置１０００は所定間隔で離隔するように平行に配置されて発電システムをなしてもよい。

【0054】

流体流動部１１００内に流入する第１流体は水であり得るが、これに制限されるものではなく、冷却性能がある多様な種類の流体であり得る。流体流動部１１００に流入する第１流体の温度は１００℃未満、好ましくは５０℃未満、さらに好ましくは４０℃未満であり得るが、これに制限されるものではなく、第２流体より低い温度を有する流体であり得る。流体流動部１１００を通過した後に排出される第１流体の温度は流体流動部１１００に流入する第１流体の温度より高くてもよい。

【0055】

本発明の実施例によると、流体流動部１１００の第１面１１１０および第１面１１１０に対向する第２面１１２０には複数の熱電モジュール１２００が配置され得る。第１面１１１０と第２面１１２０の間の一側面から第１面１１１０と第２面１１２０の間で一側面と対向する他側面に向かうように第１流体が流れ得る。このために、一側面には流体流入口が配置され、他側面には流体排出口が配置され得る。第１面１１１０と第２面１１２０の間の上面である第３面１１３０から第１面１１１０と第２面１１２０の間の下面である第４面１１４０に向かうように第２流体が流れ得る。説明の便宜のために、本明細書では第１面１１１０から第２面１１２０に向かう方向を第１方向と指称し、第１流体が通過する方向を第２方向と指称し、第２流体が通過する方向を第３方向と指称し得るが、これに制限されるものではない。

【0056】

第１流体の流入および排出を容易にし、流体流動部１１００を支持するために、流体流動部１１００の流体流入口側および流体排出口側にはそれぞれ第１連結部材１８００－１および第２連結部材１８００－２が配置され得る。本明細書で、第１連結部材１８００－１および第２連結部材１８００－２はそれぞれ第１拡管部材１８００－１および第２拡管部材１８００－２と混用され得る。または本明細書で、第１連結部材１８００－１および第２連結部材１８００－２はそれぞれ第１拡管ブロック１８００－１および第２拡管ブロック１８００－２と混用されることもある。

【0057】

一方、第２流体は流体流動部１１００の外部、例えば流体流動部１１００の外部に配置された熱電モジュール１２００のヒートシンクを通過する。第２流体は自動車、船舶などのエンジンから発生する廃熱であり得るが、これに制限されるものではない。例えば、第２流体の温度は１００℃以上、好ましくは２００℃以上、さらに好ましくは２２０℃～２５０℃であり得るが、これに制限されるものではなく、第１流体の温度より高い温度を有する流体であり得る。

【0058】

本明細書で、流体流動部１１００の内部を通じて流れる第１流体の温度は、流体流動部１１００の外部に配置された熱電モジュール１２００のヒートシンクを通過する第２流体の温度より低いものを例に挙げて説明する。これに伴い、本明細書で、流体流動部１１００はダクトまたは冷却部と指称され得る。ただし、本発明の実施例はこれに制限されるものではなく、流体流動部１１００の内部を通じて流れる第１流体の温度は、流体流動部１１００の外部に配置された熱電モジュール１２００のヒートシンクを通過する第２流体の温度より高くてもよい。

【0059】

本発明の実施例によると、熱電モジュール１２００は熱電素子および熱電素子上に配置されたヒートシンクを含む。本発明の実施例に係る熱電素子は図３～４に例示された熱電素子１００の構造を有することができる。

【0060】

図３～図４を参照すると、熱電素子１００は第１基板１１０、第１電極１２０、Ｐ型熱電レッグ１３０、Ｎ型熱電レッグ１４０、第２電極１５０および第２基板１６０を含む。

【0061】

第１電極１２０は第１基板１１０とＰ型熱電レッグ１３０およびＮ型熱電レッグ１４０の下部底面の間に配置され、第２電極１５０は第２基板１６０とＰ型熱電レッグ１３０およびＮ型熱電レッグ１４０の上部底面の間に配置される。これに伴い、複数のＰ型熱電レッグ１３０および複数のＮ型熱電レッグ１４０は第１電極１２０および第２電極１５０によって電気的に連結される。第１電極１２０と第２電極１５０の間に配置され、電気的に連結される一対のＰ型熱電レッグ１３０およびＮ型熱電レッグ１４０は単位セルを形成することができる。

【0062】

例えば、口出し線１８１、１８２を通じて第１電極１２０および第２電極１５０に電圧を印加すると、ペルティエ効果によってＰ型熱電レッグ１３０からＮ型熱電レッグ１４０に電流が流れる基板は熱を吸収して冷却部として作用し、Ｎ型熱電レッグ１４０からＰ型熱電レッグ１３０に電流が流れる基板は加熱して発熱部として作用することができる。または第１電極１２０および第２電極１５０間温度差を加えると、ゼーベック効果によってＰ型熱電レッグ１３０およびＮ型熱電レッグ１４０内の電荷が移動し、電気が発生することもある。

【0063】

ここで、Ｐ型熱電レッグ１３０およびＮ型熱電レッグ１４０はビズマス（Ｂｉ）およびテルル（Ｔｅ）を主原料で含むビスマステルライド（Ｂｉ－Ｔｅ）系熱電レッグであり得る。Ｐ型熱電レッグ１３０はアンチモン（Ｓｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、鉛（Ｐｂ）、ホウ素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）、テルル（Ｔｅ）、ビズマス（Ｂｉ）およびインジウム（Ｉｎ）のうち少なくとも一つを含むビスマステルライド（Ｂｉ－Ｔｅ）系熱電レッグであり得る。例えば、Ｐ型熱電レッグ１３０は全体重量１００ｗｔ％に対して主原料物質であるＢｉ－Ｓｂ－Ｔｅを９９～９９．９９９ｗｔ％で含み、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、鉛（Ｐｂ）、ホウ素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）およびインジウム（Ｉｎ）のうち少なくとも一つを０．００１～１ｗｔ％で含むことができる。Ｎ型熱電レッグ１４０はセレン（Ｓｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、鉛（Ｐｂ）、ホウ素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）、テルル（Ｔｅ）、ビズマス（Ｂｉ）およびインジウム（Ｉｎ）のうち少なくとも一つを含むビスマステルライド（Ｂｉ－Ｔｅ）系熱電レッグであり得る。例えば、Ｎ型熱電レッグ１４０は全体重量１００ｗｔ％に対して主原料物質であるＢｉ－Ｓｅ－Ｔｅを９９～９９．９９９ｗｔ％で含み、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、鉛（Ｐｂ）、ホウ素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）およびインジウム（Ｉｎ）のうち少なくとも一つを０．００１～１ｗｔ％で含むことができる。

【0064】

Ｐ型熱電レッグ１３０およびＮ型熱電レッグ１４０はバルク型または積層型で形成され得る。一般的にバルク型Ｐ型熱電レッグ１３０またはバルク型Ｎ型熱電レッグ１４０は熱電素材を熱処理してインゴット（ｉｎｇｏｔ）を製造し、インゴットを粉砕し篩分けして熱電レッグ用粉末を獲得した後、これを焼結し、焼結体をカッティングする過程を通じて得られ得る。この時、Ｐ型熱電レッグ１３０およびＮ型熱電レッグ１４０は多結晶熱電レッグであり得る。このように、Ｐ型熱電レッグ１３０およびＮ型熱電レッグ１４０は多結晶熱電レッグである場合、Ｐ型熱電レッグ１３０およびＮ型熱電レッグ１４０の強度が高くなり得る。積層型Ｐ型熱電レッグ１３０または積層型Ｎ型熱電レッグ１４０はシート状の基材上に熱電素材を含むペーストを塗布して単位部材を形成した後、単位部材を積層しカッティングする過程を通じて得られ得る。

【0065】

この時、一対のＰ型熱電レッグ１３０およびＮ型熱電レッグ１４０は同じ形状および体積を有するか、互いに異なる形状および体積を有することができる。例えば、Ｐ型熱電レッグ１３０とＮ型熱電レッグ１４０の電気伝導特性が異なるため、Ｎ型熱電レッグ１４０の高さまたは断面積をＰ型熱電レッグ１３０の高さまたは断面積と異なるように形成してもよい。

【0066】

この時、Ｐ型熱電レッグ１３０またはＮ型熱電レッグ１４０は円筒形状、多角柱形状、楕円形柱形状などを有することができる。

【0067】

本明細書で、熱電レッグは熱電構造物、半導体素子、半導体構造物などで指称されてもよい。

【0068】

本発明の一実施例に係る熱電素子の性能は熱電性能指数（ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ ｍｅｒｉｔ、ＺＴ）で表すことができる。熱電性能指数（ＺＴ）は数１のように示すことができる。

【0069】

【数1】

【0070】

ここで、αはゼーベック係数［Ｖ／Ｋ］であり、σは電気伝導度［Ｓ／ｍ］であり、α^２σはパワー因子（Ｐｏｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒ、［Ｗ／ｍＫ^２］）である。そして、Ｔは温度で、ｋは熱伝導度［Ｗ／ｍＫ］である。ｋはａ・ｃｐ・ρで示すことができ、ａは熱拡散度［ｃｍ^２／Ｓ］であり、ｃｐは比熱［Ｊ／ｇＫ］であり、ρは密度［ｇ／ｃｍ^３］である。

【0071】

熱電素子の熱電性能指数を得るために、Ｚメーターを利用してＺ値（Ｖ／Ｋ）を測定し、測定したＺ値を利用して熱電性能指数（ＺＴ）を計算することができる。

【0072】

ここで、第１基板１１０とＰ型熱電レッグ１３０およびＮ型熱電レッグ１４０の間に配置される第１電極１２０、そして第２基板１６０とＰ型熱電レッグ１３０およびＮ型熱電レッグ１４０の間に配置される第２電極１５０は銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）およびニッケル（Ｎｉ）のうち少なくとも一つを含み、０．０１ｍｍ～０．３ｍｍの厚さを有することができる。第１電極１２０または第２電極１５０の厚さが０．０１ｍｍ未満の場合、電極として機能が落ちることになって電気伝導性能が低くなり得、０．３ｍｍを超過する場合、抵抗の増加によって伝導効率が低くなり得る。

【0073】

そして、互いに対向する第１基板１１０と第２基板１６０は金属基板であり得、その厚さは０．１ｍｍ～１．５ｍｍであり得る。金属基板の厚さが０．１ｍｍ未満であるか、１．５ｍｍを超過する場合、放熱特性または熱伝導率が過度に高くなり得るため、熱電素子の信頼性が低下し得る。また、第１基板１１０と第２基板１６０が金属基板である場合、第１基板１１０と第１電極１２０の間および第２基板１６０と第２電極１５０の間にはそれぞれ絶縁層１７０がさらに形成され得る。絶縁層１７０は１～２０Ｗ／ｍＫの熱伝導度を有する素材を含むことができる。この時、絶縁層１７０はエポキシ樹脂およびシリコン樹脂のうち少なくとも一つと無機物を含む樹脂組成物であるか、シリコンと無機物を含むシリコン複合体からなる層であるか、酸化アルミニウム層であり得る。ここで、無機物はアルミニウム、ホウ素、ケイ素などの酸化物、窒化物および炭化物のうち少なくとも一つであり得る。

【0074】

この時、第１基板１１０と第２基板１６０の大きさは異なるように形成されてもよい。すなわち、第１基板１１０と第２基板１６０のうち一つの体積、厚さまたは面積は他の一つの体積、厚さまたは面積より大きく形成され得る。ここで、厚さは第１基板１１０から第２基板１６０に向かう方向に対する厚さであり得、面積は第１基板１１０から第２基板１６０に向かう方向に垂直な方向に対する面積であり得る。これに伴い、熱電素子の吸熱性能または放熱性能を高めることができる。好ましくは、第１基板１１０の体積、厚さまたは面積は第２基板１６０の体積、厚さまたは面積のうち少なくとも一つより大きく形成され得る。この時、第１基板１１０はゼーベック効果のために高温領域に配置される場合、ペルティエ効果のために発熱領域に適用される場合、または後述する熱電素子の外部環境から保護のためのシーリング部材が第１基板１１０上に配置される場合に、第２基板１６０より体積、厚さまたは面積のうち少なくとも一つをさらに大きくすることができる。この時、第１基板１１０の面積は第２基板１６０の面積対比１．２～５倍の範囲で形成することができる。第１基板１１０の面積が第２基板１６０に比べて１．２倍未満で形成される場合、熱伝達効率の向上に及ぼす影響は高くなく、５倍を超過する場合にはかえって熱伝達効率が顕著に低下し、熱電モジュールの基本形状を維持することが困難であり得る。

【0075】

また、第１基板１１０と第２基板１６０のうち少なくとも一つの表面には放熱パターン、例えば凹凸パターンが形成されてもよい。これに伴い、熱電素子の放熱性能を高めることができる。凹凸パターンがＰ型熱電レッグ１３０またはＮ型熱電レッグ１４０と接触する面に形成される場合、熱電レッグと基板間の接合特性も向上し得る。

【0076】

図示してはいないが、第１基板１１０と第２基板１６０の間にはシーリング部材がさらに配置されてもよい。シーリング部材は第１基板１１０と第２基板１６０の間で第１電極１２０、Ｐ型熱電レッグ１３０、Ｎ型熱電レッグ１４０および第２電極１５０の側面に配置され得る。これに伴い、第１電極１２０、Ｐ型熱電レッグ１３０、Ｎ型熱電レッグ１４０および第２電極１５０は外部の湿気、熱、汚染などからシーリングされ得る。

【0077】

再び図１～図２を参照すると、流体流動部１１００の第１面１１１０および第２面１１２０には複数の熱電モジュール１２００が配置され得る。

【0078】

前述した通り、各熱電素子は流体流動部１１００に接触するように配置された第１基板１１０、第１基板１１０上に配置された複数の第１電極１２０、複数の第１電極１２０上に配置された複数の熱電レッグ１３０、１４０、複数の熱電レッグ１３０、１４０上に配置された複数の第２電極１５０および複数の第２電極１５０上に配置された第２基板１６０を含み、第２基板１６０上にヒートシンクが配置される。この時、流体流動部１１００上に配置される熱電素子の第１基板は金属基板であり得、金属基板は流体流動部１１００の表面と熱伝達物質（ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｍａｔｅｒｉａｌ、ＴＩＭ、図示されず）によって接着され得る。金属基板は熱伝達性能が優秀であるため、熱電素子と流体流動部１１００間の熱伝達が容易である。また、金属基板と流体流動部１１００が熱伝達物質（ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｍａｔｅｒｉａｌ、ＴＩＭ）によって接着されると、金属基板と流体流動部１１００間の熱伝達が妨害を受けなくなり得る。ここで、金属基板は銅基板、アルミニウム基板および銅－アルミニウム基板のうち一つであり得るが、これに制限されるものではない。

【0079】

複数の熱電モジュール１２００それぞれは生産される電気を外部に抽出したり、ペルティエとして利用するために電気を印加するためのコネクタ部を含むことができる。本発明の実施例によると、支持部材１４００をコネクタ部の周辺に配置して熱電モジュール１２００と流体流動部１１００間の接合力を均一に維持し、コネクタ部に連結される電線Ｗを保護することができる。

【0080】

そして、本発明の実施例によると、複数の熱電モジュール１２００内に水分または汚染物質が浸透することを防止するために、シールド部材１５００がさらに配置され得る。シールド部材１５００は流体流動部１１００の第１面１１１０に配置される第１シールド部材１５１０および流体流動部１１００の第２面１１２０に配置される第２シールド部材１５２０を含むことができる。第１シールド部材１５１０および第２シールド部材１５２０はそれぞれ熱電素子の第２基板上に配置され得る。この時、第２流体がヒートシンクを通過するために、第１シールド部材１５１０および第２シールド部材１５２０にはそれぞれ貫通ホール１５１２、１５２２が形成され、貫通ホール１５１２、１５２２の縁は熱電素子の第２基板上に配置されて貫通ホール１５１２、１５２２を通じてヒートシンクが露出され得る。これによると、熱電素子の内部を外部の汚染物質、水分および第２流体から保護できながらも、第２流体がヒートシンクを直接通過することができるため、第２流体とヒートシンク間の熱交換が効率的になされ得る。本発明の一実施例によると、シールド部材１５００は流体流動部１１００の第３面１１３０に配置される第３シールド部材１５３０および流体流動部１１００の第４面１１４０に配置される第４シールド部材１５４０をさらに含むことができる。第２流体は流体流動部１１００の第３面１１３０から第４面１１４０に向かう方向に流れることができるため、流体流動部１１００の第３面１１３０と第３シールド部材１５３０の間および第４面１１４０と第４シールド部材１５４０の間それぞれには断熱部材がさらに配置されてもよい。これによると、流体流動部１１００の内部で流れる第１流体および流体流動部１１００の外部で流れる第２流体が互いに断熱されるため、熱電素子の熱電性能を高めることができる。

【0081】

一方、本発明の実施例によると、流体流動部１１００の第１面１１１０および第２面１１２０にはガイド部材１７００がさらに配置され得る。ガイド部材１７００は熱電モジュール１２００に連結された電線を外部にガイドする役割をすることができる。ガイド部材１７００は流体流動部１１００の第１面１１１０および第２面１１２０それぞれの上で熱電モジュール１２００の側面に配置され得る。

【0082】

図５は本発明の一実施例に係る熱電装置に含まれる流体流動部の一面に対する斜視図であり、図６は本発明の一実施例に係る熱電装置に含まれる流体流動部の一面に複数の熱電モジュールが配置された正面図であり、図７は本発明の一実施例に係る熱電装置に含まれる流体流動部の一面に複数の熱電モジュールおよび複数の支持部材が配置された正面図であり、図８は本発明の一実施例に係る熱電装置に含まれる熱電モジュールの斜視図であり、図９は本発明の一実施例に係る熱電装置に含まれる熱電モジュールの第１基板の斜視図であり、図１０は図５に図示された流体流動部のＡ－Ａ’に対する断面図であり、図１１（ａ）は図５に図示された流体流動部のＢ－Ｂ’に対する断面図であり、図１１（ｂ）は図５に図示された流体流動部のＣ－Ｃ’に対する断面図であり、図１２～図１３は図５に図示された流体流動部と連結部材の断面図である。

【0083】

図５～図９を参照すると、流体流動部１１００の第１面１１００には熱電モジュール１２００が配置される。以下においては、説明の便宜のために流体流動部１１００の第１面１１１０に配置された熱電モジュール１２００のみを説明しているが、これに制限されるものではなく、第１面１１１０の反対面である第２面１１２０にも同じ構造が適用され得る。流体流動部１１００および熱電モジュール１２００に関連して、図１～図４を参照して説明した内容と同じ内容に対しては重複した説明を省略する。

【0084】

本発明の実施例によると、熱電モジュール１２００の第１基板１２１２は流体流動部１１００の第１面１１１０に配置される。この時、第１基板１２１２は流体流動部１１００の第１面１１１０に直接接触するように配置されるか、熱伝達物質（ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｍａｔｅｒｉａｌ、ＴＩＭ）等を通じて間接接触するように配置され得る。第１基板１２１２は図１～図４を参照して説明した第１基板１１０であり得る。これに伴い、第１基板１２１２に関連して、図１～図４を参照して説明した第１基板１１０と同じ内容に対しては重複した説明を省略する。

【0085】

図８～図９に図示された通り、熱電モジュール１２００の第１基板１２１２は第１領域Ａ１および第２領域Ａ２を含むことができる。この時、第１領域Ａ１には複数の第１電極、複数の熱電レッグ、複数の第２電極、第２基板およびヒートシンク１２２０が配置され、第１領域Ａ１の一側である第２領域Ａ２には第１電極に連結されたコネクタ部２１０、２２０が配置され得る。ここで、複数の第１電極、複数の熱電レッグ、複数の第２電極および第２基板は図１～図４を参照して説明した複数の第１電極１２０、複数の熱電レッグ１３０、１４０、複数の第２電極１５０および第２基板１６０であり得る。図８で第２基板およびヒートシンク１２２０は４分割された例を図示しているが、これに制限されるものではない。一つの第１基板に対して一つの第２基板およびヒートシンク１２２０が配置されるか、一つの第１基板に対して２以上で第２基板およびヒートシンクが分割されて配置されてもよい。

【0086】

本発明の実施例によると、図６～図７に図示された通り、流体流動部１１００と熱電モジュール１２００は結合部材１３００によって結合され得る。このために、図５に図示された通り、流体流動部１１００の第１面１１１０には熱電モジュール１２００の第１基板１２１２と第１方向、すなわち第１面１１１０から第２面１１２０に向かう方向に重なるように形成された第１溝Ｓ１１が形成され得、図９に図示された通り、熱電モジュール１２００の第１基板１２１２の第１領域Ａ１には第１溝Ｓ１１に対応する貫通ホールＳ１２が形成され得る。これと共に、図８に図示された通り、熱電モジュール１２００の第２基板（図示されず）およびヒートシンク１２２０にも第１溝Ｓ１１および貫通ホールＳ１２に対応する貫通ホールＳ１３が形成され得る。これによると、図６～図７に図示された通り、第１結合部材１３１０は第１溝Ｓ１１、貫通ホールＳ１２および貫通ホールＳ１３に結合され、これに伴い、流体流動部１１００と熱電モジュール１２００が結合され得る。

【0087】

一方、本発明の実施例によると、流体流動部１１００の第１面１１１０には第２溝Ｓ２１がさらに形成され得、熱電モジュール１２００の第１基板１２１２の第２領域Ａ２にも第２溝Ｓ２１に対応する貫通ホールＳ２２がさらに形成され得る。これと共に、第１基板１２１２の第２領域Ａ２には支持部材１４００がさらに配置され（図７参照）、支持部材１４００、第１基板１２１２の貫通ホールＳ２２および流体流動部１１００の第２溝Ｓ２１は第２結合部材１３２０によって結合され得る。

【0088】

これによると、熱電モジュール１２００の第１基板１２１２の第１領域Ａ１だけでなく第２領域Ａ２も流体流動部１１００に結合され得るので、熱電モジュール１２００の第１基板１２１２全体に対して流体流動部１１００と均一な接合力を有することができ、第１基板１２１２全体に対して熱が均一に分布され得る。特に、支持部材１４００を利用して熱電モジュール１２００の第１基板１２１２と流体流動部１１００が結合される場合、支持部材１４００の適用により第２結合部材１３２０の締結トルクを高めることができる。これによると、振動条件下でも第２結合部材１３２０が緩む可能性が低いので、熱電モジュール１２００が流体流動部１１００にさらに堅固に付着され得る。

【0089】

一方、図５を参照すると、流体流動部１１００は第１面１１１０および第２面１１２０の間の一側面１１５０に流体流動部１１００の流体流入口１１５２が配置され、第１面１１１０および第２面１１２０の間の他側面に流体流動部１１００の流体排出口が配置され得る。

【0090】

図１０を参照すると、流体流動部１１００の一側面１１５０から他側面１１６０に向かう第２方向に延びる複数の流路１１００Ｆ１、１１００Ｆ２、１１００Ｆ３が形成され、複数の流路１１００Ｆ１、１１００Ｆ２、１１００Ｆ３の間には複数の流路１１００Ｆ１、１１００Ｆ２、１１００Ｆ３を区分する流路区分壁１１００Ｗ１、１１００Ｗ２が配置され得る。

【0091】

流体流動部１１００内に複数の流路１１００Ｆ１、１１００Ｆ２、１１００Ｆ３が形成されると、流体流動部１１００内に流入した第１流体が複数の流路１１００Ｆ１、１１００Ｆ２、１１００Ｆ３内に均一に分散するため、熱電モジュール１２００内で均一な熱電性能を得ることができる。

【0092】

一方、図１１（ａ）を参照すると、第１溝Ｓ１１は流路区分壁１１００Ｗ１、１１００Ｗ２内に形成され得る。これによると、流体流動部１１００内に流入した第１流体が第１溝Ｓ１１を通じて外部に漏洩する問題を防止することができる。

【0093】

この時、第１溝Ｓ１１の深さｔは流体流動部１１００の第１面１１１０および第２面１１２０間距離Ｔより浅くてもよい。これによると、第１溝Ｓ１１は流体流動部１１００の第１面１１１０から第２面１１２０まで貫通しないので、流体流動部１１００の第１面１１１０と熱電モジュール１２００の第１基板１２１２の間に塗布された熱伝達物質ＴＩＭが第２面１１２０に流れる問題を防止することができ、第１面１１１０に塗布された熱伝達物質によって第２面１１２０で熱電モジュール１２００の接合性能が低くなる問題を防止することができる。ここで、熱伝達物質は熱伝達性能および接着性能を有する物質であって、サーマルグリース（ｔｈｅｒｍａｌ ｇｒｅａｓｅ）、サーマルペースト（ｔｈｅｒｍａｌ ｐａｓｔｅ）、サーマルコンパウンド（ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｍｐｏｕｎｄ）等で指称され得る。熱伝達物質は、例えばシリコンオイル内に酸化アルミニウム、単結晶ダイヤモンドおよび金属粒子のうち少なくとも一つが分散した形態であり得る。

【0094】

第１溝Ｓ１１の深さｔは、例えば流体流動部１１００の第１面１１１０および第２面１１２０間距離Ｔの１／２倍より浅くてもよい。これによると、流体流動部１１００の第２面１１２０で第１溝Ｓ１１に対称する位置にも溝Ｓ１１Ａが形成され、熱電モジュールが締結され得る。

【0095】

一方、再び図５～図７および図１０を参照すると、本発明の実施例によると、流体流動部１１００の第１面１１１０には熱電モジュール１２００と重ならないようにホールＳ３１、Ｓ４１が形成され得る。ホールＳ３１、Ｓ４１は流体流動部１１００の第１面１１１０から第２面１１２０まで貫通するように形成され得る。ホールＳ３１、Ｓ４１はガイド部材１７００またはシールド部材１５００が締結されるためのホールであり得る。例えば、ガイド部材１７００が締結されるためのホールＳ３１は流体流動部１１００の流路区分壁１１００Ｗ１、１１００Ｗ２に配置され得る。図１１（ｂ）に図示された通り、ガイド部材１７００が締結されるためのホールＳ３１は流体流動部１１００の流路区分壁１１００Ｗ１、１１００Ｗ２を貫通するように形成され得る。本発明の実施例によると、流体流動部１１００と熱電モジュール１２００間熱伝達性能を最大化するために流体流動部１１００と熱電モジュール１２００の間に熱伝達物質ＴＩＭが配置され得る。これに反し、ガイド部材１７００またはシールド部材１５００は流体流動部１１００上に熱伝達物質ＴＩＭなしに配置された後、結合部材を利用して締結され得る。これに伴い、ガイド部材１７００またはシールド部材１５００が締結されるためのホールＳ３１、Ｓ４１は流体流動部１１００の第１面１１１０および第２面１１２０を貫通するように形成され得る。

【0096】

本発明の実施例によると、流体流動部１１００の第１面１１１０には熱電モジュール１２００と重ならないようにホールＳ５１がさらに形成され得る。ホールＳ５１は流体流動部１１００の第１面１１１０から第２面１１２０まで貫通するように形成され得、熱電モジュール１２００に連結された電線Ｗが通過するためのホールであり得る。このために、ホールＳ５１は他のホールＳ３１、Ｓ４１より大きい面積を有することができる。これによると、第１面１１１０の熱電モジュール１２００に連結された電線Ｗは貫通ホールＳ５１を通じて第２面１１２０の熱電モジュールと電気的に連結され得る。

【0097】

一方、図１０、図１２～図１３を参照すると、流体流動部１１００の一側面１１５０側には第１連結部材１８００－１が配置され、流体流動部１１００の他側面１１６０側には第２連結部材１８００－２が配置され得る。第１連結部材１８００－１は流体供給部（図示されず）の流体を流体流動部１１００の流体流入口１１５２に伝達する役割をし、第２連結部材１８００－２は流体流動部１１００の流体排出口の流体を流体回収部（図示されず）に伝達する役割をすることができる。

【0098】

このために、流体流動部１１００の一側面１１５０は第１連結部材１８００－１内に収容されるように配置され、他側面１１６０は第２連結部材１８００－２内に収容されるように配置され得る。

【0099】

第１連結部材１８００－１は流体供給部（図示されず）に向かうように配置される面１８１０および面１８１０に対向するように配置される面１８２０を含むことができる。面１８２０は流体流動部１１００の他側面１１６０に向かうように配置された第１連結ホール１８２２および第１連結ホール１８２２の縁に配置された第１連結面１８２４を含むことができる。これと同様に、第２連結部材１８００－２は流体流動部１１００の一側面１１５０に向かうように配置された第２連結ホールおよび第２連結ホールの縁に配置された第２連結面を含むことができる。

【0100】

本発明の実施例によると、第１連結ホール１８２２には流体流動部１１００の一側面１１５０が挿入され、第２連結ホールには流体流動部１１００の他側面１１６０が挿入され得る。ここで、第１連結部材１８００－１と流体流動部１１００が第１連結ホール１８２２内で重なる長さＬ１は９ｍｍ以上であり得る。このように、流体流動部１１００の一側面１１５０が第１連結部材１８００－１内に収容されると、第１連結部材１８００－１および流体流動部１１００が安定的に固定され得る。

【0101】

この時、流体流動部１１００の第５面１１５０と第１面１１１０、第２面１１２０、第３面１１３０および第４面１１４０の間には傾斜面１１７０が配置され得る。これによると、第１連結部材１８００－１の第１連結ホール１８２２内に流体流動部１１００の第５面１１５０が容易に挿入され得る。

【0102】

本発明の実施例によると、流体流動部１１００の第５面１１５０は第１連結部材１８００－１の第１連結ホール１８２２の側面１８２６と離隔するように配置され得る。例えば、流体流動部１１００の第５面１１５０は第１連結部材１８００－１の第１連結ホール１８２２の側面１８２６間離隔距離Ｌ２は３～７ｍｍ、好ましくは４～６ｍｍであり得る。これによると、第１連結部材１８００－１の第１連結ホール１８２２の側面１８２６から排出された流体は流体流動部１１００に流入する前に均一に混合された後分散され得、熱電モジュール１２００の全領域で均一な熱電性能を有することができる。

【0103】

本発明の実施例によると、流体流動部１１００の第５面１１５０側が第１連結部材１８００－１の第１連結ホール１８２２内に収容された後、流体流動部１１００と第１連結部材１８００－１は溶接され得る。これによると、溶接部１９００が第１連結部材１８００－１の第１連結面１８２４と流体流動部１１００間の境界に沿って配置され得る。例えば、溶接部１９００は第１連結面１８２４と流体流動部１１００の第１面１１１０、第２面１１２０、第３面１１３０および第４面１１４０間の境界に沿って形成され得る。これによると、第１連結部材１８００－１を通じて流体流動部１１００に流入する流体が漏洩する問題を防止することができる。

【0104】

一方、前述した通り、流体流動部１１００の内部には複数の流路１１００Ｆ１、１１００Ｆ２、１１００Ｆ３を区分する流路区分壁１１００Ｗ１、１１００Ｗ２内に形成され得る。本発明の実施例によると、流路区分壁１１００Ｗ１、１１００Ｗ２は流体流入口１１５２が配置された第５面１１５０から所定間隔離隔した地点から第６面１１６０に向かう方向に延長され得る。これによると、第１連結部材００の第１連結ホール１８２２の側面１８２６から排出された流体は流体流動部１１００の内部の複数の流路１１００Ｆ１、１１００Ｆ２、１１００Ｆ３に流入する前に均一に混合された後分散され得、熱電モジュール１２００の全領域で均一な熱電性能を有することができる。

【0105】

この時、溶接部１９００と流路区分壁１１００Ｗ１、１１００Ｗ２は第１方向に互いに重ならないように配置され得る。例えば、流体流動部１１００で第５面１１５０と流路区分壁１１００Ｗ１、１１００Ｗ２間最短距離Ｐ１は流体流動部１１００の第５面１１５０と溶接部１９００間最長距離Ｐ２より長くてもよい。流体流動部１１００の内部に流路区分壁１１００Ｗ１、１１００Ｗ２が形成されると、流体流動部１１００の第１面１１１０および第２面１１２０は流路区分壁１１００Ｗ１、１１００Ｗ２に沿って微細に屈曲し得る。本発明の実施例により溶接部１９００が流路区分壁１１００Ｗ１、１１００Ｗ２と重ならないように形成されると、溶接の均一度および品質を高めることができる。

【0106】

発電システムは船舶、自動車、発電所、地熱、などで発生する熱源を通じて発電することができ、熱源を効率的に収束するために複数の発電装置を配列することができる。この時、各発電装置は熱電モジュールと流体流動部間の接合力を改善して熱電素子の低温部の冷却性能を改善することができ、これに伴い、発電装置の効率および信頼性を改善することができるため、船舶や車両などの運送装置の燃料効率を改善することができる。したがって、海運業、運送業では運送費の削減と環境にやさしい産業環境を造成することができ、製鉄所などの製造業に適用される場合、材料費などを節減できる。

【0107】

前記では本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、該当技術分野の熟練した当業者は下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正および変更できることを理解できるであろう。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11(a)】

【図11(b)】

【図12】

【図13】

【手続補正書】

【提出日】2023-12-27

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一面および前記一面と第１方向に離隔した他面を含む流体流動部、
前記流体流動部の一面に配置された第１熱電素子、そして
前記流体流動部の他面に配置された第２熱電素子を含み、
前記流体流動部の一面には前記第１熱電素子と前記第１方向に重なった第１溝および前記第１熱電素子と前記第１方向に重なっていない第１ホールが配置され、
前記第１溝の深さは前記一面および前記他面間距離より浅く、
前記第１ホールは前記一面から前記他面まで貫通する、熱電装置。

【請求項2】

前記第１熱電素子および前記流体流動部は前記第１熱電素子および前記第１溝に配置された第１結合部材によって固定された、請求項１に記載の熱電装置。

【請求項3】

前記一面および前記他面の間の一側面に前記流体流動部の流体流入口が配置され、前記一面および前記他面の間で前記一側面に対向する他側面に前記流体流動部の流体排出口が配置され、
前記流体流動部は前記一側面から前記他側面に向かう第２方向に延びた複数の流路を含み、
前記複数の流路の間には前記複数の流路を区分する流路区分壁が配置され、
前記第１溝は前記流路区分壁に配置された、請求項２に記載の熱電装置。

【請求項4】

前記流路区分壁は前記一側面から所定間隔離隔した地点から前記他側面に向かう方向に延びた、請求項３に記載の熱電装置。

【請求項5】

前記流体流動部の前記一側面側に配置され、前記流体流入口に流体を伝達する第１連結部材および前記流体流動部の前記他側面側に配置され、前記流体排出口から排出された前記流体が通過する第２連結部材をさらに含む、請求項４に記載の熱電装置。

【請求項6】

前記一側面は前記第１連結部材内に収容されるように配置され、前記他側面は前記第２連結部材内に収容されるように配置される、請求項５に記載の熱電装置。

【請求項7】

前記第１連結部材は前記流体流動部の前記他側面に向かうように配置された第１連結ホールおよび前記第１連結ホールの縁に配置された第１連結面を含み、前記第２連結部材は前記流体流動部の前記一側面に向かうように配置された第２連結ホールおよび前記第２連結ホールの縁に配置された第２連結面を含み、
前記第１連結ホールには前記流体流動部の前記一側面が挿入され、前記第２連結ホールには前記流体流動部の前記他側面が挿入された、請求項６に記載の熱電装置。

【請求項8】

前記第１連結部材および前記第２連結部材はそれぞれ前記流体流動部と溶接された、請求項７に記載の熱電装置。

【請求項9】

前記第１連結面と前記流体流動部間の境界に沿って第１溶接部が配置され、前記第２連結面と前記流体流動部間の境界に沿って第２溶接部が配置された、請求項８に記載の熱電装置。

【請求項10】

前記流体流動部の一側面と前記流路区分壁間最短距離は前記流体流動部の一側面と前記第１溶接部間最長距離より長い、請求項９に記載の熱電装置。

【請求項11】

前記流体流動部の前記一側面と前記一面の間および前記流体流動部の前記一側面と前記他面の間には傾斜面が配置された、請求項３に記載の熱電装置。

【請求項12】

前記流体流動部の他面には前記第２熱電素子と前記第１方向に重なった第２溝が配置され、前記第２溝の深さは前記一面および前記他面間の距離より浅い、請求項１に記載の熱電装置。

【請求項13】

前記第１溝および前記第２溝それぞれの深さは前記一面および前記他面間の距離の１／２倍より浅い、請求項１２に記載の熱電装置。

【請求項14】

前記第１溝および前記第２溝は互いに対応する位置に形成される、請求項１２に記載の熱電装置。

【請求項15】

前記流体流動部の表面に配置されたシールド部材をさらに含み、前記シールド部材および前記流体流動部は前記シールド部材および前記第１ホールに配置された第２結合部材によって固定された、請求項１に記載の熱電装置。

【請求項16】

前記流体流動部の一面には前記第１熱電素子と前記第１方向に重ならない第２ホールがさらに配置され、前記第２ホールは前記一面から前記他面まで貫通し、前記第２ホールの大きさは前記第１ホールの大きさより大きい、請求項１に記載の熱電装置。

【請求項17】

前記第１熱電素子および前記第２熱電素子のうち少なくとも一つに連結された電線は前記第２ホールを貫通する、請求項１６に記載の熱電装置。

【請求項18】

前記第１熱電素子上に配置された第１ヒートシンク、そして前記第２熱電素子上に配置された第２ヒートシンクをさらに含む、請求項１に記載の熱電装置。

【請求項19】

前記流体流動部の一面と第１熱電素子の間に配置された熱伝達物質をさらに含む、請求項１に記載の熱電装置。

【請求項20】

前記第１溶接部と前記流路区分壁は前記第１方向に互いに重ならない、請求項９に記載の熱電装置。

【手続補正2】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図1】

【国際調査報告】