KR102021664B1 - Multi-multi-array themoeletric generator and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열전 소자를 이용하여 전기에너지를 생성하는 열전 발전장치로서, 외부의 열원이 수용되는 본체 및 본체의 일부분에 설치되며 열전 소자를 구비하여 열전 소자로 전기를 발전시키는 발전유닛을 포함하고, 발전유닛은, 열전 소자에 설치된 양극과 음극간의 온도차를 유지하기 위해, 열전 소자의 동일 평면상에서 양극과 음극을 길이방향을 따라 이격되게 배치하며, 열전 발전장치는, 본체와 발전유닛의 구성으로 적어도 하나의 발전모듈이 형성되고, 발전모듈들을 상하로 적층하여 중첩시키며, 발전유닛은, 일부분에 전극 연결용 전극부가 설치되는 기판과 기판에서 열전소자가 접합될 영역을 제외한 부분에 코팅되는 전기절연재와 기판에 설치된 전극부의 일부분에 형성되어 양극을 이루는 적어도 하나의 양극 부재와 양극 부재에 대응하여 전극부의 일부분에 형성되어 음극을 이루는 적어도 하나의 음극 부재 및 기판의 일부분에 형성되며 양극과 음극에 각각 연결되어 양극과 음극에 전류를 소통시키는 전류소통부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a thermoelectric power generation device for generating electrical energy by using a thermoelectric element, which is installed on a main body and a part of the main body that accommodates an external heat source, and includes a power generation unit for generating electricity with the thermoelectric element, In order to maintain the temperature difference between the anode and the cathode installed in the thermoelectric element, the power generation unit is disposed on the same plane of the thermoelectric element so as to be spaced apart along the longitudinal direction, and the thermoelectric power generation device includes at least a configuration of the main body and the power generation unit. One power generation module is formed, and the power generation modules are stacked on top of each other to overlap each other. At least one anode member and an anode member formed on a portion of an electrode portion provided on the substrate to form an anode; It is formed in the electrode portion forming the cathode portion is formed on at least one negative electrode member, and a portion of the substrate, and is characterized in that are connected to the positive electrode and the negative electrode includes a current communication member for communicating current to the anode and the cathode.
Description
본 발명은 열전 발전장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 다중 다열 배열식으로 제작하여 전압과 전류의 제어가 가능한 다중 다열 배열식 열전 발전장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thermoelectric generator and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a multi-multiple array thermoelectric generator and a method for manufacturing the same, which can be controlled in a multi-stage array type to control voltage and current.
열전모듈은 펠티어(Peltier) 효과와 제벡(seebeck) 효과를 이용한 것으로, 냉각이나 가열을 동시에 수행할 수 있는 열과 전기의 교환시스템으로, 극전환을 통해 간편하게 냉각과 가열을 전환할 수 있다.The thermoelectric module uses the Peltier effect and the Seebeck effect. The thermoelectric module is a heat and electricity exchange system that can simultaneously perform cooling or heating, and can be easily switched between cooling and heating through polar switching.
또한 제벡 효과에 의해 모듈 양단간의 온도 차이를 이용하여 전기에너지를 얻을 수 있는 장치이다.In addition, it is a device that can obtain electrical energy by using the temperature difference between the both ends by the Seebeck effect.
이와 같은 열전모듈은 냉각용과 발전용이 있으며, 빠르고 우수한 냉각효과 또는 발전효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 부피가 매우 작기 때문에 차세대 냉각 및 발전소자로 각광받고 있다.Such thermoelectric modules are used for cooling and power generation, and are gaining the spotlight as next generation cooling and power generators because they are fast and have excellent cooling or power generation effects and are very small in volume.
특히, 냉각용 전자소자와 같이 시스템의 안정성을 요하나 가동공간이 협소한 경우, 소음방지를 요하는 경우, 온도의 제어가 쉽게 가능해야 하는 경우에 사용되어지고 있다. 발전용은 배폐열을 이용하여 열에너지를 전기에너지로 변환하여 발전하는데 사용되어지고 있다.In particular, when the stability of the system is required, such as a cooling electronic device, but the operating space is narrow, when noise prevention is required, it is used when the temperature control must be easily possible. Power generation is used to generate heat by converting thermal energy into electrical energy using waste heat.
이러한, 열전모듈을 이용하는 열전발전장치에 있어서, 차량, 보일러, 굴뚝 등의 배기가스 폐열을 이용하여 열에너지를 전기에너지로 변환하여 발전하는 기술들이 제안되고 있다.In such a thermoelectric generator using a thermoelectric module, techniques for converting thermal energy into electrical energy using waste gas waste heat of a vehicle, a boiler, a chimney, and the like have been proposed.
이와 관련된 종래기술은 배기가스와 같은 고온의 기체를 이용하여 열전 발전을 하는데 있어서, 기체의 불규칙한 확산으로 인해 열전 모듈의 고온측의 표면 온도를 일정하게 유지하는 것이 어렵다는 문제가 있다.In the related art, thermoelectric power generation using high temperature gas, such as exhaust gas, has a problem that it is difficult to maintain a constant surface temperature on the high temperature side of the thermoelectric module due to irregular diffusion of gas.
종래 기술에 따라서는 전술한 문제로 인해 열전 발전의 효율이 떨어진다는 문제가 있다.According to the prior art, there is a problem in that the efficiency of thermoelectric power generation is lowered due to the aforementioned problem.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 열전 소자의 온접점과 냉접점의 온도차의 유지가 가능한 기능 및 방법이 구비된 다중 다열 배열식 열전 발전장치 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and provides a multi-stage array thermoelectric power generation apparatus and a method of manufacturing the same having a function and a method capable of maintaining the temperature difference between the hot and cold contacts of the thermoelectric element. It aims to do it.
또한, 전압과 전류의 증폭이나 제어가 가능한 기능 및 방법이 구비된 다중 다열 배열식 열전 발전장치 및 그 제조방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a multi-stage array thermoelectric generator having a function and method capable of amplifying or controlling voltage and current, and a method of manufacturing the same.
다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned above are clearly apparent to those skilled in the art from the following description. It can be understood.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로, 열전 소자를 이용하여 전기에너지를 생성하는 열전 발전장치로서, 외부의 열원이 수용되는 본체; 및 상기 본체의 일부분에 설치되며 상기 열전 소자를 구비하여 상기 열전 소자로 전기를 발전시키는 발전유닛;을 포함하고, 상기 발전유닛은, 상기 열전 소자에 설치된 양극과 음극간의 온도차를 유지하기 위해, 상기 열전 소자의 동일 평면상에서 상기 양극과 음극을 길이방향을 따라 이격되게 배치하며, 상기 열전 발전장치는, 상기 본체와 상기 발전유닛의 구성으로 적어도 하나의 발전모듈이 형성되고, 상기 발전모듈들을 상하로 적층하여 중첩시킬 수 있다.The present invention has been made to improve the problems of the prior art as described above, the thermoelectric power generation device for generating electrical energy using a thermoelectric device, the main body is accommodated outside the heat source; And a power generation unit provided at a portion of the main body and including the thermoelectric element to generate electricity to the thermoelectric element, wherein the power generation unit is configured to maintain a temperature difference between an anode and a cathode installed in the thermoelectric element. On the same plane of the thermoelectric element is disposed the anode and the cathode spaced apart in the longitudinal direction, wherein the thermoelectric power generation device, at least one power generation module is formed by the configuration of the main body and the power generation unit, the power generation module up and down It can be laminated and overlapped.
또한, 상기 발전유닛은, 일부분에 전극 연결용 전극부가 설치되는 기판; 상기 기판에서 상기 열전소자가 접합될 영역을 제외한 부분에 코팅되는 전기절연재; 상기 기판에 설치된 전극부의 일부분에 형성되어 양극을 이루는 적어도 하나의 양극 부재; 상기 양극 부재에 대응하여 상기 전극부의 일부분에 형성되어 음극을 이루는 적어도 하나의 음극 부재; 및 상기 기판의 일부분에 형성되며 상기 양극과 음극에 각각 연결되어 상기 양극과 음극에 전류를 소통시키는 전류소통부재;를 포함할 수 있다.In addition, the power generation unit, the substrate is provided with an electrode connection electrode portion; An electrical insulating material coated on a portion of the substrate other than a region to which the thermoelectric element is to be bonded; At least one anode member formed on a portion of an electrode unit provided on the substrate to form an anode; At least one cathode member formed on a portion of the electrode portion corresponding to the anode member to form a cathode; And a current communicating member formed on a portion of the substrate and connected to the anode and the cathode, respectively, to communicate current to the anode and the cathode.
또한, 상기 전류소통부재는, 상기 기판 상에서 상기 양극과 상기 음극 사이에 배치되는 적어도 하나의 전기접점; 및 상기 양극, 음극 및 전기접점들에 각각 연결되면서 설치되어 전류를 통전하는 전력선;을 포함할 수 있다.In addition, the current communication member, at least one electrical contact disposed between the anode and the cathode on the substrate; And a power line installed while being connected to the anode, the cathode, and the electrical contacts, respectively, to conduct current.
또한, 상기 발전유닛은, 상기 양극과 상기 양극에 대응하는 상기 음극을 교대로 연결시켜서, 상기 각각의 양극들과 상기 각각의 음극들을 직렬로 배치될 수 있다.In addition, the power generation unit may alternately connect the anode and the cathode corresponding to the anode, so that the respective anodes and the respective cathodes may be arranged in series.
또한, 상기 발전유닛은, 상기 각각의 양극들을 연결하여 전체를 하나의 양극으로 형성하고, 상기 형성된 양극에 대응하여 상기 각각의 음극들을 연결하여 전체를 하나의 음극으로 형성시키기 위해, 상기 각각의 양극들과 상기 각각의 음극들이 병렬로 배치될 수 있다.In addition, the power generation unit is connected to each of the positive electrode to form a whole as one positive electrode, and to connect the respective negative electrodes to correspond to the formed positive electrode to form a whole as one negative electrode, each of the positive electrode And the respective cathodes may be arranged in parallel.
또한, 상기 발전유닛은, 일부분을 양극과 상기 양극에 대응하는 상기 음극을 교대로 연결시켜서, 상기 각각의 양극들과 상기 각각의 음극들이 직렬로 배치되고, 타부분은 상기 각각의 양극들을 연결하여 전체를 하나의 양극으로 형성하고, 상기 형성된 양극에 대응하여 상기 각각의 음극들이 연결되어 전체를 하나의 음극으로 형성시키기 위해, 상기 각각의 양극들과 상기 각각의 음극들이 병렬로 배치되어 직렬배치와 병렬배치를 혼합될 수 있다.In addition, the power generation unit, by connecting a portion of the anode and the cathode corresponding to the anode alternately, the respective anodes and the respective cathodes are arranged in series, the other portion by connecting the respective anodes The anodes and the cathodes are arranged in parallel so as to form the whole as one anode, and the cathodes are connected to correspond to the anode to form the cathode as a whole. Parallel arrangements can be mixed.
또한, 상기 전극부는 구리나 금일 수 있다.In addition, the electrode unit may be copper or gold.
또한, 상기 발전유닛은, 상기 기판의 일단부는 상기 양극 부재를 이용하여 양극의 전극부가 형성되고, 상기 양극에 대응하여 타단부는 상기 음극 부재를 이용하여 음극의 전극부가 형성되며, 상기 양극과 음극 사이에 적어도 하나의 상기 열전 소자들이 평행하게 배치되고, 상기 양극과 음극이 상기 전류소통부재를 통해서 연결되면서 상기 각각의 열전 소자에 직류 전류를 소통시킬 수 있다.In addition, the power generation unit, one end of the substrate is formed of the electrode portion of the positive electrode using the positive electrode member, the other end corresponding to the positive electrode is formed of the negative electrode portion using the negative electrode member, the positive electrode and the negative electrode At least one thermoelectric element may be disposed in parallel therebetween, and the positive electrode and the negative electrode may be connected through the current communication member to communicate direct current with each of the thermoelectric elements.
또한, 상기 발전유닛은, 상기 양극에 Ni-Cr합금(chromel)과 상기 음극에 Cu-Ni합금(constantan)을 사용한 E형 열전대;일 수 있다.The power generation unit may be an E-type thermocouple using Ni—Cr alloy (chromel) for the positive electrode and Cu—Ni alloy (constantan) for the negative electrode.
또한, 상기 본체에 설치되며 전송펌프와 축전지를 구비되어 상기 발전유닛을 통해서 생성된 전기를 전송받아 집전하는 집전부재;를 더 포함할 수 있다.In addition, the current collector is provided on the main body is provided with a transmission pump and a storage battery for receiving and collecting electricity generated through the power generation unit; may further include a.
또한, 상기 전기절연재의 소재로는 합성수지인 폴리이미드;일 수 있다.In addition, the material of the electrical insulating material may be a polyimide synthetic resin.
전술한 열전 소자를 이용하여 전기에너지를 생성하는 열전 발전장치로서, 외부의 열원이 수용되는 본체 및 상기 본체의 일부분에 설치되며 상기 열전 소자를 구비하여 상기 열전 소자로 전기를 발전시키는 발전유닛을 포함하고, 상기 발전유닛은, 상기 열전 소자에 설치된 양극과 음극간의 온도차를 유지하기 위해, 상기 열전 소자의 동일 평면상에서 상기 양극과 음극을 길이방향을 따라 이격되게 배치하며, 상기 본체와 상기 발전유닛의 구성으로 적어도 하나의 발전모듈이 형성되고, 상기 발전모듈들을 상하로 적층하여 중첩시키며, 상기 발전유닛은, 일부분에 전극 연결용 전극부가 설치되는 기판과, 상기 기판에서 상기 열전소자가 접합될 영역을 제외한 부분에 코팅되는 전기절연재와, 상기 기판에 설치된 전극부의 일부분에 형성되어 양극을 이루는 적어도 하나의 양극 부재와, 상기 양극 부재에 대응하여 상기 전극부의 일부분에 형성되어 음극을 이루는 적어도 하나의 음극 부재와, 상기 기판의 일부분에 형성되며 상기 양극과 음극에 각각 연결되어 상기 양극과 음극에 전류를 소통시키는 전류소통부재를 포함하는 다중 다열 배열식 열전 발전장치의 제작방법으로서, 상기 기판의 일부분에 상기 양극이나 상기 음극의 연결을 위해 상기 전극부를 설치하는 전극부 설치단계; 상기 기판에 상기 열전 소자가 접합될 영역을 제외한 부분을 전기절연재로 코팅하는 전기절연재 코팅단계; 상기 전극부의 일부분에 상기 양극 부재를 형성하여 양극을 이루는 양극 형성단계; 상기 전극부의 일부분에 상기 양극 부재에 대응하여 상기 음극 부재를 형성하여 음극을 이루는 음극 형성단계; 상기 기판의 일부분에 상기 양극과 음극을 연결하는 상기 전류소통부재의 전기접점들을 설치하는 전기접점 설치단계; 상기 양극, 음극 및 이에 대응하는 상기 전기접점들을 상기 전류소통부재의 전력선으로 연결하는 전력선 연결단계; 및 상기 전력선 연결단계를 통해서 상기 전력선이 연결된 적어도 하나의 상기 기판들을 상하로 적층하는 기판 적층단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.A thermoelectric generator for generating electrical energy using the above-mentioned thermoelectric element, comprising: a main body that receives an external heat source and a power generation unit that is installed on a portion of the main body and includes the thermoelectric element to generate electricity to the thermoelectric element. In addition, the power generation unit, in order to maintain the temperature difference between the positive electrode and the negative electrode installed in the thermoelectric element, the positive electrode and the negative electrode disposed on the same plane in the longitudinal direction, the main body and the power generation unit of the At least one power generation module is formed in the configuration, and the power generation modules are stacked up and down to overlap each other, and the power generation unit includes a substrate on which a electrode connection electrode part is installed, and a region on which the thermoelectric element is to be bonded. Electrical insulation is coated on the excluded portion, and formed on a portion of the electrode portion provided on the substrate to form a positive electrode. Is at least one anode member, at least one cathode member formed on a portion of the electrode portion corresponding to the anode member to form a cathode, and formed on a portion of the substrate and connected to the anode and cathode, respectively, the anode and the cathode; A method of fabricating a multi-multi array array thermoelectric generator comprising a current communicating member for communicating a current to an electrode, the method comprising: installing an electrode unit for connecting the anode or the cathode to a portion of the substrate; An electrical insulation coating step of coating a portion of the substrate except for a region to which the thermoelectric element is to be bonded with an electrical insulation material; An anode forming step of forming an anode by forming the anode member on a portion of the electrode portion; A cathode forming step of forming a cathode by forming the cathode member corresponding to the anode member on a portion of the electrode part; An electrical contact installation step of installing electrical contacts of the current communication member connecting the anode and the cathode to a portion of the substrate; A power line connecting step of connecting the positive electrode, the negative electrode, and the corresponding electrical contacts to the power line of the current communicating member; And a substrate stacking step of stacking at least one of the substrates connected to the power line up and down through the power line connection step.
본 발명의 일실시예에 따르면, 발전유닛의 열전발전용량을 증폭시키기 위하여 동일한 평면의 기판에 양극과 음극의 전극부를 길이방향으로 형성하여 접점간의 거리를 이격시키서, 지속적으로 온도차를 유지하여 발전효율의 저하를 방지할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, in order to amplify the thermoelectric power generation capacity of the power generation unit by forming the electrode portion of the anode and cathode in the longitudinal direction on the same plane substrate to space the distance between the contacts, the power generation by maintaining the temperature difference continuously The fall of efficiency can be prevented.
또한, 발전유닛에 형성되는 양극과 음극을 직렬이나 병렬 또는 직렬, 병렬을 혼합 배치하여 전류나 전압의 증폭 및 제어가 가능하여 열전발전 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, it is possible to amplify and control current or voltage by improving the thermoelectric power generation efficiency by arranging the positive and negative electrodes formed in the power generation unit in series, in parallel, or in series and parallel.
다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, effects obtained in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned above will be clearly understood by those skilled in the art from the following description. Could be.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일시시예에 따른 다중 다열 배열식 열전 발전장치의 직렬배치 모습을 나타낸 도면이다.
도 2는 상기 열전 발전장치의 직렬배치 모습의 개념도이다.
도 3은 상기 열전 발전장치의 병렬배치 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 상기 열전 발전장치의 병렬배치 모습의 개면도이다.
도 5는 상기 열전 발전장치가 직렬배치된 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 6은 상기 본체의 구성블럭도이다.
도 7은 상기 열전 발전장치가 다중으로 적층된 실시예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일시시예에 따른 다중 다열 배열식 열전 발전장치의 제조 순서도이다.The following drawings, which are attached in this specification, illustrate preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the present invention, serve to further understand the technical spirit of the present invention. It should not be construed as limited to.
1 is a view showing a series arrangement of a multi-stage array thermoelectric generator according to a temporary embodiment of the present invention.
2 is a conceptual view of a series arrangement of the thermoelectric generator.
3 is a view showing a parallel arrangement of the thermoelectric generator.
4 is a cross-sectional view of a parallel arrangement of the thermoelectric generator.
5 is a view showing another embodiment in which the thermoelectric generator is arranged in series.
6 is a block diagram of the main body.
7 is a diagram illustrating an embodiment in which the thermoelectric generator is stacked in multiple numbers.
8 is a manufacturing flowchart of a multi-stage array thermoelectric generator according to one embodiment of the present invention.
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.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. However, since the description of the present invention is only an embodiment for structural or functional description, the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described in the text. That is, the embodiments may be variously modified and may have various forms, and thus, the scope of the present invention should be understood to include equivalents for realizing the technical idea. In addition, the objects or effects presented in the present invention does not mean that a specific embodiment should include all or only such effects, the scope of the present invention should not be understood as being limited thereby.
본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.The meaning of the terms described in the present invention will be understood as follows.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.Terms such as "first" and "second" are intended to distinguish one component from another component, and the scope of rights should not be limited by these terms. For example, the first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component. When a component is referred to as being "connected" to another component, it should be understood that there may be other components in between, although it may be directly connected to the other component. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between. On the other hand, other expressions describing the relationship between the components, such as "between" and "immediately between" or "neighboring to" and "directly neighboring to", should be interpreted as well.
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.Singular expressions should be understood to include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise, and terms such as "include" or "have" refer to features, numbers, steps, operations, components, parts, or parts thereof described. It is to be understood that the combination is intended to be present and does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.
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.All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art unless otherwise defined. Generally, the terms defined in the dictionary used are to be interpreted as being consistent with the meanings in the context of the related art, and should not be interpreted as having ideal or excessively formal meanings unless clearly defined in the present invention.
도 1은 본 발명의 일시시예에 따른 다중 다열 배열식 열전 발전장치의 직렬배치 모습을 나타낸 도면이고, 도 2는 상기 열전 발전장치의 직렬배치 모습의 개념도이다. 도 3은 상기 열전 발전장치의 병렬배치 모습을 나타낸 도면이고, 도 4는 상기 열전 발전장치의 병렬배치 모습의 개면도이며, 도 5는 상기 열전 발전장치가 직렬배치된 다른 실시예를 나타낸 도면이다. 도 6은 상기 본체의 구성블럭도이며, 도 7은 상기 열전 발전장치가 다중으로 적층된 실시예를 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명의 일시시예에 따른 다중 다열 배열식 열전 발전장치의 제조 순서도이다.1 is a view showing a series arrangement of a multi-stage array thermoelectric generator according to a temporary embodiment of the present invention, Figure 2 is a conceptual diagram of a series arrangement of the thermoelectric generator. 3 is a view showing a parallel arrangement of the thermoelectric generator, Figure 4 is a schematic view of a parallel arrangement of the thermoelectric generator, Figure 5 is a view showing another embodiment in which the thermoelectric generator is arranged in series. . Figure 6 is a block diagram of the main body, Figure 7 is a view showing an embodiment in which the thermoelectric generator is laminated in multiple, Figure 8 is a multi-multi array array thermoelectric generator according to a temporary embodiment of the present invention Flowchart.
도 1내지 도 7에 도시된 바와 같이, 열전 소자를 이용하여 전기에너지를 생성하는 열전 발전장치로서, 본 발명은 본체(100)와 발전유닛(200)을 포함할 수 있다.1 to 7, as a thermoelectric generator for generating electrical energy using a thermoelectric element, the present invention may include a
본체(100)는 외부의 열원이 수용될 수 있다.The
여기서, 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. 큰 용적에 사용할 때는 여러 개를 직렬로 하여 사용하며 단열재로 열절연하는 동시에 발열측에서는 날개(fin)를 부착하여 방열할 수 있다.Here, thermoelements use endotherms or heat generation due to the Peltier effect, and use pn junctions made of a semiconductor such as bismuth and the tere compound (Bi2Te3). When used in large volume, several can be used in series and heat insulation with heat insulator, and heat can be dissipated by attaching fin on the heating side.
발전유닛(200)은 본체(100)의 일부분에 설치되며 열전 소자를 구비하여 열전 소자로 전기를 발전시킬 수 있다.The
발전유닛(200)은 열전 소자에 설치된 양극과 음극간의 온도차를 유지하기 위해, 열전 소자의 동일 평면상에서 양극과 음극을 길이방향을 따라 이격되게 배치할 수 있다.The
발전유닛(200)은 기판(210), 전기절연재(220), 양극 부재(230), 음극 부재(240) 및 전류소통부재(250)를 포함할 수 있다.The
기판(210)은 일부분에 전극 연결용 전극부(20)가 설치될 수 있다. 전극부(20)는 구리나 금일 수 있다.The
기판(210)은 폴리이미드와 같은 필름형 유연성 재료 혹은 전자회로 기판과 같은 고정형 기판을 적용할 수 있다.The
전기절연재(220)는 기판(210)에서 열전 소자가 접합될 영역을 제외한 부분에 코팅될 수 있다.The
전기절연재(220)의 소재로는 합성수지인 폴리이미드일 수 있다.The material of the
폴리이미드(polyimid)는 산 이미드 구조를 갖는 중합체의 총칭으로, 보통 방향족 이미드계를 지칭하지만 지방족의 말레이미드계 등을 포함하는 경우도 있다. Polyimid is a generic term for a polymer having an acid imide structure, and usually refers to an aromatic imide system, but may include an aliphatic maleimide system or the like.
일반적으로, 방향족 테트라카르복시산 무수물과 방향족 디아민에서 축합으로 만들어지며 내열성이 매우 높다. 방향족 이미드의 올리고머의 말단에 이중결합과 삼중결합을 도입하여 열 가교하는 복합재료용의 열경화성 수지도 있다.Generally, it is made by condensation from aromatic tetracarboxylic anhydride and aromatic diamine and has very high heat resistance. There may also be a thermosetting resin for a composite material which is thermally crosslinked by introducing a double bond and a triple bond into the terminal of the oligomer of the aromatic imide.
전기절연재(220)의 소재는 폴리이미드에 국한되지 않으며 상황에 따라 다양한 종류의 합성수지 중에서 최선의 것을 선택하여 사용할 수 있다.The material of the
양극 부재(230)는 기판(210)에 설치된 전극부(20)의 일부분에 형성되어 양극을 이루는 적어도 하나의 구성요소이다.The
음극 부재(240)는 양극 부재(230)에 대응하여 전극부(20)의 일부분에 형성되어 음극을 이루는 적어도 하나의 구성요소이다.The
전류소통부재(250)는 기판(210)의 일부분에 형성되며 양극과 음극에 각각 연결되어 양극과 음극에 전류를 소통시킬 수 있다.The
전류소통부재(250)는 전기접점(250)과 전력선(260)을 포함할 수 있다.The
전기접점(252)는 기판(210) 상에서 양극과 음극 사이에 배치되어 전류나 열의 유동방향에 따라 냉접점이나 온접점으로 작용하는 적어도 하나의 구성용소이다.The
전력선(254)은 양극, 음극 및 전기접점(252)들에 각각 연결되면서 설치되어 전류를 통전할 수 있다.The
발전유닛(200)의 구성요소의 구체적인 배치의 실시예들을 알아보면, 와이어 형태, 혹은 박막형태를 형성하면서 직렬로 전기접점(냉/온)(250)을 평면상에 배열시키고, 형성되는 전기접점(250)의 숫자는 기판(210)의 크기 및 발전유닛(100)의 크기에 의해 결정된다.Looking at embodiments of the specific arrangement of the components of the
우선, 제 1열은 +/-/+/- ... 형태로 제작하고, 제 2열은 반대로 -/+/-/+... 형태로 제작한다. 그 이상의 열은 상기와 같이 반복적으로 제작하여 결과적으로 첫 번째 소자의 극성이 배열에 따라 +/-/+/-... 반복되는 구조가 된다.First, the first column is manufactured in the form of + /-/ + /-, and the second column is produced in the form of-/ + /-/ + ... on the contrary. More columns are repeatedly produced as described above, resulting in a structure in which the polarity of the first device is repeated + /-/ + / -... depending on the arrangement.
기판(210) 하단부에 각 배열의 시작점과 끝점에서 연결되는 전극부(20)를 형성시킨다(P1 ~ N3). P1~P3는 양극에 연결되는 전극부(20)이며, N1~N3는 음극에 연결되는 전극부(20)이다.
열전 발전장치(10)의 최대전압 증폭을 유도하기 위해서, 발전유닛(200)은 양극과 양극에 대응하는 음극을 교대로 연결시켜서, 각각의 양극들과 각각의 음극들이 직렬로 배치될 수 있다.In order to induce maximum voltage amplification of the
구체적으로, 전압을 최대로 증폭시키고자 하는 경우 모든 회로를 직렬로 연결시키면 되는데, 도 1에서 보인바와 같이, 제 1열의 끝 전극과 제 2열의 끝 전극을 연결시키고(P3~N3), 제 2열의 시작전극과 제 3열의 시작전극을 연결시키며 (N1~P2), 최종적으로 외부에 연결되는 양극 전극은 P1과 N2가 되어, 다중 배열된 회로를 연결시키면 모든 열전회로가 직렬로 연결되는 구조를 갖게 된다.Specifically, in order to amplify the voltage to the maximum, all circuits may be connected in series. As shown in FIG. 1, the end electrodes of the first column and the end electrodes of the second column are connected (P3 to N3), and the second The start electrode of the column and the start electrode of the third column are connected (N1 ~ P2), and the anode electrode finally connected to the outside becomes P1 and N2. When the multiple arrayed circuits are connected, all the thermoelectric circuits are connected in series. Will have
또한, 열전 발전장치(10)의 최대전류 증폭을 유도하기 위해서, 발전유닛(200)은 각각의 양극들을 연결하여 전체를 하나의 양극으로 형성하고, 형성된 양극에 대응하여 각각의 음극들을 연결하여 전체를 하나의 음극으로 형성시키키 위해, 각각의 양극들과 각각의 음극들이 병렬로 배치될 수 있다.In addition, in order to induce maximum current amplification of the
즉, 전류를 최대로 증폭시키고자 하는 경우에는 모든 회로를 병렬로 연결시키면 된다, 도 3에서 보인바와 같이, 각 배열의 양극 전극을 연결시켜(P1~P2~P3) 전체를 하나의 양극으로 사용하고, 각 음극전극을 연결시켜(N1~N2~N3) 전체를 하나의 음극으로 사용하면 된다.That is, in order to amplify the maximum current, all circuits may be connected in parallel. As shown in FIG. 3, the anode electrodes of each array are connected to each other (P1 to P2 to P3) to use the whole as one anode. Each cathode electrode may be connected (N1 to N2 to N3) to use the whole as one cathode.
발전유닛(200)은 일부분을 양극과 양극에 대응하는 음극을 교대로 연결시켜서, 각각의 양극들과 각각의 음극들이 직렬로 배치되고, 타부분은 각각의 양극들을 연결하여 전체를 하나의 양극으로 형성하고, 형성된 양극에 대응하여 각각의 음극들을 연결하여 전체를 하나의 음극으로 형성시키기 위해, 각각의 양극들과 각각의 음극들이 병렬로 배치되어 직렬배치와 병렬배치가 혼합될 수 있다.The
본 발명 열전 발전장치(10)는 본체(100)와 발전유닛(200)의 구성으로 적어도 하나의 발전모듈(50)이 형성되고, 발전모듈(50)들을 상하로 적층하여 중첩시키는 구조일 수 있다.The
또한, 본 발명 열전 발전장치(10)의 다른 실시예로서, 발전유닛(200)은 기판(210)의 일단부는 양극 부재(230)를 이용하여 양극의 전극부(20)가 형성되고, 양극에 대응하여 타단부는 음극 부재(240)를 이용하여 음극의 전극부가 형성되고, 양극과 음극 사이에 적어도 하나의 열전 소자들이 평행하게 배치되고, 양극과 음극이 전류소통부재(250)를 통해서 연결되면서 각각의 열전 소자에 직류 전류를 소통시킬 수 있다.In addition, as another embodiment of the
발전유닛(200)은 양극에 Ni-Cr합금(chromel)과 음극에 Cu-Ni합금(constantan)을 사용한 E형 열전대일 수 있다.The
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) 값 및 제백전압이 가장 크다.E-type thermocouple (Chromel / Constantan) (-200 ~ 900 ℃) is a thermocouple using Ni-Cr alloy (chromel) on the + side and Cu-Ni alloy (constantan) on the-side. Among the thermocouples, the electromotive force (EMF) value and the Seebeck voltage are the largest.
E형 열전대 이외에도, K-Type 열전대 (Chromel/Alumel), J-Type 열전대(Iron/Constantan), T-Type 열전대 (Copper/Constantan), N-Type 열전대(Nicrosil/Nisil) 등이 있으며, 상황에 따라서 적당한 타입의 열전대를 사용할 수 있다.In addition to E-type thermocouples, there are K-Type thermocouples (Chromel / Alumel), J-Type thermocouples (Iron / Constantan), T-Type thermocouples (Copper / Constantan), and N-Type thermocouples (Nicrosil / Nisil). Therefore, a suitable type of thermocouple can be used.
본 발명 열전 발전장치(10)는 집전부재(260)를 더 포함할 수 있다. The
집전부재(260)는 본체(100)에 설치되며 전송펌프와 축전지를 구비되어 발전유닛(200)을 통해서 생성된 전기를 전송받아 집전할 수 있다.The
본 발명 열전 발전장치(10)는 일반적으로 전기로 작동되는 응용기기들에 연결하여 사용이 가능하다.The
전술한 열전 소자를 이용하여 전기에너지를 생성하는 열전 발전장치(10)로서, 외부의 열원이 수용되는 본체(100) 및 본체(100)의 일부분에 설치되며 열전 소자를 구비하여 열전 소자로 전기를 발전시키는 발전유닛(200)을 포함하고, 발전유닛(200)은, 열전 소자에 설치된 양극과 음극간의 온도차를 유지하기 위해, 열전 소자의 동일 평면상에서 양극과 음극을 길이방향을 따라 이격되게 배치하며, 본체(100)와 발전유닛(200)의 구성으로 적어도 하나의 발전모듈(50)이 형성되고, 발전모듈(50)들을 상하로 적층하여 중첩시키며, 발전유닛(200)은, 일부분에 전극 연결용 전극부(20)가 설치되는 기판(210)과, 기판(210)에서 열전소자가 접합될 영역을 제외한 부분에 코팅되는 전기절연재(220)와, 기판(210)에 설치된 전극부(20)의 일부분에 형성되어 양의 전극을 이루는 적어도 하나의 양극 부재(230)와, 양극 부재(230)에 대응하여 전극부(20)의 일부분에 형성되어 음의 전극을 이루는 적어도 하나의 음극 부재(240)와, 기판(210)의 일부분에 형성되며 양극과 음극에 각각 연결되어 양극과 음극에 전류를 소통시키는 전류소통부재(250)를 포함하는 다중 다열 배열식 열전 발전장치의 제작방법으로서, 도 8의 제조 순서도에 도시된 바와 같이, 본 발명은 전극부 설치단계(S100), 전기절연재 코팅단계(S200), 양극 형성단계(S300), 음극 형성단계(S400), 전기접점 설치단계(S500), 전력선 연결단계(S600) 및 기판 적층단계(S700)를 포함하여 이루어질 수 있다.A
전극부 설치단계(S100)는 기판(210)의 일부분에 양극 부재(230)나 음극 부재(240)의 연결을 위해 전극부(20)를 설치하는 단계이다.The electrode unit installation step S100 is a step of installing the
전기절연재 코팅단계(S200)는 기판(20)에 열전 소자가 접합될 영역을 제외한 부분을 전기절연재(220)로 코팅하는 단계이다.Electrical insulation coating step (S200) is a step of coating a portion other than the region to be bonded to the thermoelectric element to the
양극 형성단계(S300)는 전극부(20)의 일부분에 양극 부재(230)를 형성하여 양극을 이루는 단계이다. The anode forming step S300 is a step of forming an anode by forming the
음극 형성단계(S400)는 전극부(20)의 일부분에 양극 부재(230)에 대응하여 음극 부재(240)를 형성하여 음극을 이루는 단계이다.The cathode forming step S400 is a step of forming a cathode by forming a
전기접점 설치단계(S500)는 기판(210)의 일부분에 형성된 양극과 음극을 연결하는 전류소통부재(250)의 전기접점(250)들을 설치하는 단계이다.The electrical contact installation step S500 is a step of installing the
전력선 연결단계(S600)는 양극, 음극 및 이에 대응하는 전기접점(250)들을 전류소통부재(250)의 전력선(260)으로 연결하는 단계이다.The power line connection step (S600) is a step of connecting the positive electrode, the negative electrode, and the corresponding
기판 적층단계(S700)는 전력선 연결단계(S600)를 통해서 전력선(254)이 연결된 적어도 하나의 기판(210)들을 상하로 적층하는 단계이다.Substrate stacking step (S700) is a step of stacking at least one
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시 예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.The detailed description of the preferred embodiments of the invention disclosed as described above is provided to enable those skilled in the art to implement and practice the invention. Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will understand that various modifications and changes can be made without departing from the scope of the present invention. For example, those skilled in the art can use each of the components described in the above-described embodiments in combination with each other. Thus, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.The invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential features of the invention. Accordingly, the above detailed description should not be interpreted as limiting in all aspects and should be considered as illustrative. The scope of the invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the invention are included in the scope of the invention. The present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein. In addition, the claims may be incorporated into claims that do not have an explicit citation relationship in the claims, or may be incorporated into new claims by amendment after filing.
10 : 열전 발전장치
20 : 전극부
50 : 발전모듈
100 : 본체
200 : 발전유닛
210 : 기판
220 : 전기절연재
230 : 양극 부재
240 : 음극 부재
250 : 전류소통부재
252 : 전기접점(냉/온)
254 : 전력선
260 : 집전부재
300 : E형 열전대10: thermoelectric generator
20: electrode part
50: power generation module
100: main body
200: power generation unit
210: substrate
220: electrical insulation material
230: anode member
240: cathode member
250: current communication member
252: electrical contact (cold / hot)
254 power line
260: current collector
300: E type thermocouple
Claims (12)
외부의 열원이 수용되는 본체; 및
상기 본체의 일부분에 설치되며 상기 열전 소자를 구비하여 상기 열전 소자로 전기를 발전시키는 발전유닛;을 포함하고,
상기 발전유닛은,
상기 열전 소자에 설치된 양극과 음극간의 온도차를 유지하기 위해, 상기 열전 소자의 동일 평면상에서 상기 양극과 음극을 길이방향을 따라 이격되게 배치하며,
상기 열전 발전장치는,
상기 본체와 상기 발전유닛의 구성으로 적어도 하나의 발전모듈이 형성되고, 상기 발전모듈들을 평면상에 적층하여 중첩시키고,
상기 발전유닛은,
일부분에 전극 연결용 전극부가 설치되는 기판;
상기 기판에서 상기 열전소자가 접합될 영역을 제외한 부분에 코팅되는 전기절연재;
상기 기판에 설치된 전극부의 일부분에 형성되어 양극을 이루는 적어도 하나의 양극 부재;
상기 양극 부재에 대응하여 상기 전극부의 일부분에 형성되어 음극을 이루는 적어도 하나의 음극 부재; 및
상기 기판의 일부분에 형성되며 상기 양극과 음극에 각각 연결되어 상기 양극과 음극에 전류를 소통시키는 전류소통부재;를 포함하며,
상기 전류소통부재는,
상기 기판 상에서 상기 양극과 상기 음극 사이에 배치되는 적어도 하나의 전기접점; 및
상기 양극, 음극 및 전기접점들에 각각 연결되면서 설치되어 전류를 통전하는 전력선;을 포함하고,
상기 기판에서 상기 열전소자가 접합될 영역을 제외한 부분에 코팅되는 전기절연재;를 더 포함하고,
상기 발전유닛은,
상기 양극과 상기 양극에 대응하는 상기 음극을 교대로 연결시켜서, 상기 각각의 양극들과 상기 각각의 음극들이 직렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 다중 다열 배열식 열전 발전장치.
A thermoelectric generator for generating electrical energy using a thermoelectric element,
A main body in which an external heat source is accommodated; And
And a power generation unit installed at a portion of the main body and provided with the thermoelectric element to generate electricity to the thermoelectric element.
The power generation unit,
In order to maintain a temperature difference between an anode and a cathode installed in the thermoelectric element, the anode and the cathode are disposed on the same plane and spaced apart along the longitudinal direction,
The thermoelectric generator,
At least one power generation module is formed of the main body and the power generation unit, and the power generation modules are stacked and superimposed on a plane.
The power generation unit,
A substrate on which a portion of the electrode for electrode connection is installed;
An electrical insulating material coated on a portion of the substrate other than a region to which the thermoelectric element is to be bonded;
At least one anode member formed on a portion of an electrode unit provided on the substrate to form an anode;
At least one cathode member formed on a portion of the electrode portion corresponding to the anode member to form a cathode; And
And a current communication member formed on a portion of the substrate and connected to the anode and the cathode, respectively, to communicate current to the anode and the cathode.
The current communication member,
At least one electrical contact disposed between the anode and the cathode on the substrate; And
And connected to each of the positive electrode, the negative electrode, and the electrical contacts, the power line configured to conduct current.
An electrical insulating material coated on a portion of the substrate other than a region to which the thermoelectric element is to be bonded;
The power generation unit,
And connecting each of the anodes and the cathodes corresponding to the anodes alternately so that the anodes and the cathodes are arranged in series.
상기 발전유닛은,
상기 각각의 양극들을 연결하여 전체를 하나의 양극으로 형성하고, 상기 형성된 양극에 대응하여 상기 각각의 음극들을 연결하여 전체를 하나의 음극으로 형성시키기 위해, 상기 각각의 양극들과 상기 각각의 음극들이 병렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 다중 다열 배열식 열전 발전장치.
The method of claim 1,
The power generation unit,
The anodes and the cathodes are connected to form the anode as a whole by connecting the respective anodes, and to connect the cathodes corresponding to the formed anodes to form the cathode as a whole. Multiple multi-row array thermoelectric generator characterized in that arranged in parallel.
상기 발전유닛은,
일부분을 양극과 상기 양극에 대응하는 상기 음극을 교대로 연결시켜서, 상기 각각의 양극들과 상기 각각의 음극들이 직렬로 배치되고,
타부분은 상기 각각의 양극들을 연결하여 전체를 하나의 양극으로 형성하고, 상기 형성된 양극에 대응하여 상기 각각의 음극들이 연결되어 전체를 하나의 음극으로 형성시키기 위해, 상기 각각의 양극들과 상기 각각의 음극들이 병렬로 배치되어 직렬배치와 병렬배치가 혼합되는 것을 특징으로 하는 다중 다열 배열식 열전 발전장치.
The method of claim 1,
The power generation unit,
A portion of the anodes and the cathodes are arranged in series by alternately connecting an anode and the cathode corresponding to the anode,
The other part connects the respective anodes to form a whole as one anode, and the respective cathodes are connected to correspond to the formed anodes to form the whole as one cathode. The cathodes of the multi-stage array type thermoelectric generator characterized in that the parallel arrangement and the parallel arrangement is arranged in parallel.
상기 전극부는 구리나 금인 것을 특징으로 하는 다중 다열 배열식 열전 발전장치.
The method of claim 1,
The electrode unit is a multi-column array thermoelectric generator characterized in that the copper or gold.
상기 발전유닛은,
상기 기판의 일단부는 상기 양극 부재를 이용하여 양극의 전극부가 형성되고, 상기 양극에 대응하여 타단부는 상기 음극 부재를 이용하여 음극의 전극부가 형성되며,
상기 양극과 음극 사이에 적어도 하나의 상기 열전 소자들이 평행하게 배치되고, 상기 양극과 음극이 상기 전류소통부재를 통해서 연결되면서 상기 각각의 열전 소자에 직류 전류를 소통시키는 것을 특징으로 하는 다중 다열 배열식 열전 발전장치.
The method of claim 1,
The power generation unit,
One end of the substrate is formed of an electrode part of the anode using the anode member, the other end corresponding to the anode is formed of the electrode part of the cathode using the cathode member,
At least one thermoelectric element is disposed in parallel between the anode and the cathode, and the anode and the cathode are connected through the current communicating member to communicate direct current with each of the thermoelectric elements. Thermoelectric generator.
상기 발전유닛은,
상기 양극에 Ni-Cr합금(chromel)과 상기 음극에 Cu-Ni합금(constantan)을 사용한 E형 열전대;인 것을 특징으로 하는 다중 다열 배열식 열전 발전장치.
The method of claim 1,
The power generation unit,
And a type E thermocouple using Ni—Cr alloy (chromel) for the anode and Cu—Ni alloy (constantan) for the cathode.
상기 본체에 설치되며 전송펌프와 축전지를 구비되어 상기 발전유닛을 통해서 생성된 전기를 전송받아 집전하는 집전부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 다열 배열식 열전 발전장치.
The method of claim 1,
And a current collecting member installed on the main body and having a transmission pump and a storage battery configured to receive and collect electricity generated through the power generation unit. 2.
상기 전기절연재의 소재로는 합성수지인 폴리이미드;인 것을 특징으로 하는 다중 다열 배열식 열전 발전장치.
The method of claim 1,
The material of the electrical insulation material is a polyimide, a synthetic resin; multiple multi-row array thermoelectric power generation device characterized in that.
상기 기판의 일부분에 상기 양극이나 상기 음극의 연결을 위해 상기 전극부를 설치하는 전극부 설치단계;
상기 기판에 상기 열전 소자가 접합될 영역을 제외한 부분을 전기절연재로 코팅하는 전기절연재 코팅단계;
상기 전극부의 일부분에 상기 양극 부재를 형성하여 양극을 이루는 양극 형성단계;
상기 전극부의 일부분에 상기 양극 부재에 대응하여 상기 음극 부재를 형성하여 음극을 이루는 음극 형성단계;
상기 기판의 일부분에 상기 양극과 음극을 연결하는 상기 전류소통부재의 전기접점들을 설치하는 전기접점 설치단계;
상기 양극, 음극 및 이에 대응하는 상기 전기접점들을 상기 전류소통부재의 전력선으로 연결하는 전력선 연결단계; 및
상기 전력선 연결단계를 통해서 상기 전력선이 연결된 적어도 하나의 상기 기판들을 평면상에 적층하는 기판 적층단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 다열 배열식 열전 발전장치의 제조방법.A thermoelectric generator for generating electric energy using a thermoelectric element, the thermoelectric generator comprising: a main body for receiving an external heat source and a power generation unit installed at a portion of the main body and including the thermoelectric element to generate electricity to the thermoelectric element; The power generation unit, in order to maintain the temperature difference between the positive electrode and the negative electrode installed in the thermoelectric element, to arrange the positive electrode and the negative electrode spaced apart in the longitudinal direction on the same plane of the thermoelectric element, the configuration of the main body and the power generation unit At least one power generation module is formed, and the power generation modules are stacked on top of each other to overlap each other. The power generation unit includes a portion, except for a substrate on which a portion of an electrode connection electrode is installed, and a region on which the thermoelectric element is to be bonded. Electrical insulating material coated on the substrate, and formed on a portion of the electrode portion provided on the substrate to form an anode One anode member, at least one cathode member formed on a portion of the electrode portion corresponding to the anode member to form a cathode, and formed on a portion of the substrate and connected to the anode and cathode, respectively, A manufacturing method of a multi-stage array type thermoelectric generator including a current communicating member for communicating current,
An electrode part installing step of installing the electrode part to connect the anode or the cathode to a portion of the substrate;
An electrical insulation coating step of coating a portion of the substrate except for a region to which the thermoelectric element is to be bonded with an electrical insulation material;
An anode forming step of forming an anode by forming the anode member on a portion of the electrode portion;
A cathode forming step of forming a cathode by forming the cathode member corresponding to the anode member on a portion of the electrode part;
An electrical contact installation step of installing electrical contacts of the current communication member connecting the anode and the cathode to a portion of the substrate;
A power line connecting step of connecting the positive electrode, the negative electrode, and the corresponding electrical contacts to the power line of the current communicating member; And
And a substrate stacking step of stacking at least one of the substrates connected to the power line on the plane through the power line connection step.
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