KR101830503B1 - Thermal Emitter - Google Patents

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Abstract

복사에너지 흡수 및 방출 특성이 우수한 방열체가 제안된다. 본 발명에 따른 방열체는 전도에 의하여 내부의 열을 방출하는 전도방출부; 및 복사에 의하여 내부의 열을 방출하는 복사방출부;를 포함한다. A heat dissipator having excellent radiation energy absorption and emission characteristics is proposed. The heat discharging body according to the present invention includes a conduction emitting portion for discharging heat inside by conduction; And a radiation emitting portion for radiating internal heat by radiation.

Description

방열체{Thermal Emitter}Thermal Emitter}

본 발명은 방열체에 관한 것으로, 상세하게는 복사에너지 흡수 및 방출 특성이 우수한 방열체에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a heat dissipater, and more particularly to a heat dissipater having excellent radiation energy absorption and emission characteristics.

열이 많이 발생하는 전자 부품에는 이동통신 중계기의 HPA (High Power Amplifier)와 LPA (Linear Power Amplifier), 개인용 컴퓨터의 CPU (Central Processor Unit), 서버급 워크스테이션의 MPU(Multiple Processor Unit), 또는 중계 기지국의 PAU (Power Amplifier Unit) 등이 있다. 이러한 전자 부품들은 최대의 부하로 동작할 때 발생되는 열로 인해 그 표면 온도가 상승함과 아울러 전자 부품의 과열 현상으로 인해 전자 부품들의 오동작 및 파손 가능성이 매우 커지게 된다.Electronic components that generate a lot of heat include HPA (High Power Amplifier) and LPA (Linear Power Amplifier) of a mobile communication repeater, a CPU (Central Processor Unit) of a personal computer, a MPU (Multiple Processor Unit) of a server- And PAU (Power Amplifier Unit). These electronic components have a great possibility of malfunctioning and breakage of the electronic parts due to the heat of the surface due to the heat generated when operating under the maximum load and the overheating phenomenon of the electronic parts.

상술한 오동작과 파손 가능성을 미연에 방지하고자 열을 전자장비에서 배출하도록 하는 장치에는 대표적인 구성으로서, 방열핀을 이용하여 열원에서 발생된 열을 배출하도록 하는 핀히트싱크(Fin Heat Sink)와, 열원에서 발생된 열을 모세관구조로 통하여 외부로 이동시켜서 배출하도록 하는 히트파이프(Heat Pipe)를 이용하는 방법이 주로 사용되고 있다.As a typical configuration of an apparatus for discharging heat from electronic equipment in advance to prevent the malfunction and the possibility of breakage, a fin heat sink for discharging heat generated by a heat source using a heat dissipating fin, And a heat pipe is used which moves the generated heat to the outside through a capillary structure and discharges the heat.

그러나, 핀히트싱크의 경우, 방열면적을 극대화하기 위해서는 핀의 밀도를 높이거나 또는 방열핀의 길이나 크기를 늘려야 하는데, 핀의 밀도를 높이면 냉각 효율이 저하되고, 방열핀의 길이나 크기를 늘리면 방열판도 커지므로 제조 비용이 증가되고 전자제품의 박형화 및 슬림화 경향에 반하게 된다.However, in the case of the pin heat sink, in order to maximize the heat dissipation area, it is necessary to increase the density of the fin or increase the length or size of the fin. However, if the fin density is increased, the cooling efficiency is lowered. The manufacturing cost is increased and the electronic product tends to be thinner and slimmer.

또한, 히트파이프의 경우 기본적으로 설비 확충 등에 필요한 제반 비용이 고가이므로, 대량 생산이 어렵다. 따라서 최소한의 부피를 가지면서도 방열효율이 극대화될 수 있는 방열구조의 개발이 요청된다. In addition, in the case of a heat pipe, it is difficult to mass-produce a heat pipe because the cost required for expansion of the facility is expensive. Therefore, it is required to develop a heat dissipation structure that maximizes the heat efficiency while having a minimum volume.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 복사에너지 흡수 및 방출 특성이 우수한 방열체를 제공함에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a heat radiator having excellent radiation absorption and emission characteristics.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 방열체는 전도에 의하여 내부의 열을 방출하는 전도방출부; 및 복사에 의하여 내부의 열을 방출하는 복사방출부;를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a heat dissipater comprising: a conduction unit for dissipating internal heat by conduction; And a radiation emitting portion for radiating internal heat by radiation.

전도방출부는 은, 구리, 금, 백금, 알루미늄, 마그네슘, 아연, 니켈, 및 철 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The conduction emitting portion may include at least one of silver, copper, gold, platinum, aluminum, magnesium, zinc, nickel, and iron.

복사방출부는 적외선을 흡수하고, 적외선을 복사에너지로 방출할 수 있다. 적외선은 파장영역이 1 내지 8 ㎛일 수 있다.The radiation emitting portion absorbs infrared rays and emits infrared rays as radiation energy. The infrared ray may have a wavelength range of 1 to 8 占 퐉.

복사방출부는 텅스텐, 탄탈 및 니켈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The radiation emitting portion may include at least one of tungsten, tantalum, and nickel.

복사방출부는 광결정구조를 가질 수 있다. 광결정구조는 지름이 0.5 내지 4 ㎛이고, 깊이는 0.2 내지 8㎛일 수 있다.The radiation emitting portion may have a photonic crystal structure. The photonic crystal structure may have a diameter of 0.5 to 4 mu m and a depth of 0.2 to 8 mu m.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 열에너지를 발생시키는 연소부; 연소부로부터 열에너지를 전달받아 복사에너지로 방출하는 열방사부; 열방사부로부터 방출된 복사에너지를 전달받아 전기에너지로 변환하는 광전변환부; 및 복사에너지 중 광전변환부에서 전기에너지로 변환되지 못하는 파장영역의 복사에너지를 흡수하고 외부로 방출하는 방열부;를 포함하는 열광전변환장치가 제공된다. 본 발명의 열광전변환장치는 작동온도가 500° 내지 1,500°일 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a combustion apparatus comprising: a combustion unit generating heat energy; A heat radiating part which receives thermal energy from the combustion part and radiates it as radiation energy; A photoelectric conversion unit that receives the radiant energy radiated from the thermal radiation unit and converts the radiant energy into electric energy; And a heat dissipation unit that absorbs radiation energy in a wavelength range that can not be converted into electric energy in the photoelectric conversion unit among the radiant energy and emits the radiation energy to the outside. The photodetector of the present invention may have an operating temperature of 500 ° to 1,500 °.

본 발명의 또다른 측면에 따르면, 몸체부; 및 복사에 의하여 몸체부 내부의 열을 방출하는 복사방출구조가 형성된 열방출표면;을 포함하는 방열기판이 제공된다. 몸체부는 복수개의 방열판을 포함하여 방열핀구조를 가질 수 있다. According to another aspect of the present invention, And a radiation emitting surface formed with a radiation emitting structure that radiates heat inside the body portion by radiation. The body portion may include a plurality of heat sinks and may have a heat sink fin structure.

본 발명의 또다른 측면에 따르면, 방열판에 내부의 열을 복사에 의해 방출하는 복사방출구조를 형성하는 단계; 및 복사방출구조가 형성된 방열판을 복수개 연결하는 단계;를 포함하는 방열기판 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a heat sink, comprising: forming a radiating structure that radiates heat inside the heat sink; And connecting a plurality of heat sinks formed with radiation emitting structures.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면 방열판의 표면에 광결정구조 패턴을 형성하여, 전도에 의한 방열 이외에도 복사에 의한 방열까지 수행할 수 있어 최대방열효과를 얻을 수 있다. As described above, according to the embodiments of the present invention, a photonic crystal structure pattern can be formed on the surface of the heat sink, so that heat radiation by radiation as well as conduction by conduction can be performed.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 방열체의 단면도이고, 도 2는 도 1에서 광결정구조를 확대한 도면이다.
도 3 내지 도 5는 각각 본 발명의 다른 실시예들에 따른 광결정구조를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 텅스텐방열체의 표면에 형성된 광결정구조의 반경에 따른 적외선 흡수 스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 열광전변환장치를 도시한 도면이다.
도 8은 도 7의 광전변환부 및 방열부에서의 에너지 전달을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 방열기판을 도시한 도면이고, 도 10은 도 9의 방열기판의 표면을 확대한 도면이다. FIG. 1 is a cross-sectional view of a heat discharging body according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of the photonic crystal structure in FIG.
3 to 5 are diagrams showing photonic crystal structures according to other embodiments of the present invention, respectively.
6 is a diagram illustrating an infrared absorption spectrum according to a radius of a photonic crystal structure formed on a surface of a tungsten heat sink according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a conventional photodetector according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG.
FIG. 8 is a view showing energy transfer in the photoelectric conversion unit and the heat dissipation unit in FIG. 7. FIG.
FIG. 9 is a view showing a radiator plate according to another embodiment of the present invention, and FIG. 10 is an enlarged view of the surface of the radiator plate of FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 특정 패턴을 갖도록 도시되거나 소정두께를 갖는 구성요소가 있을 수 있으나, 이는 설명 또는 구별의 편의를 위한 것이므로 특정패턴 및 소정두께를 갖는다고 하여도 본 발명이 도시된 구성요소에 대한 특징만으로 한정되는 것은 아니다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention. It should be understood that while the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein, The present invention is not limited thereto.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 방열체의 단면도이고, 도 2는 도 1에서 광결정구조를 확대한 도면이다. 본 실시예에 따른 방열체(100)는 전도에 의하여 내부의 열을 방출하는 전도방출부(110); 및 복사에 의하여 내부의 열을 방출하는 복사방출부(120);를 포함한다. FIG. 1 is a cross-sectional view of a heat discharging body according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of the photonic crystal structure in FIG. The heat discharging body 100 according to the present embodiment includes a conduction emitting portion 110 for discharging internal heat by conduction; And a radiation emitting portion 120 for radiating internal heat by radiation.

본 발명에 따른 방열체(100)는 외부로부터 전달받은 열을 방출하여 방열기능을 수행한다. 열의 전달은 전도(Convection)방식 및 복사(Radiation)방식이 있는데, 전도방식은 입자들의 열전달에 의한 방식이고, 복사방식은 복사에너지 형태의 열전달 방식이다. 종래의 방열구조는 내부의 열을 외부의 공기 등의 매질에 전도방식으로 전달하여 열을 외부로 배출하였다. The heat discharging body 100 according to the present invention discharges heat transmitted from the outside to perform a heat radiating function. The heat transfer is conducted by a convection method and a radiation method. The conduction method is a method by heat transfer of particles, and the radiation method is a heat transfer method by a radiant energy type. In the conventional heat dissipation structure, internal heat is conducted to a medium such as an external air by conduction so as to discharge heat to the outside.

그러나, 광자를 직접 전기 에너지로 변환하는 열광발전기 시스템이나 태양전지 등은 에너지의 전달이 대부분 복사에 의해 이루어지게 되고, 열에너지를 빛에너지로 전환하게 되는 광전변환부의 경우 온도에 의한 효율저하가 눈에 띄게 나타나는 특성이 있어 복사에너지의 방열 특성이 필수적으로 요구된다. 즉 복사에너지의 방출이 수반되어야 방열조건을 만족시켜 장치의 오동작이나 파괴를 방지할 수 있는 것이다. 따라서, 복사에 의한 열전달의 비중이 높은 경우 효과적으로 흡수 방출할 수 있는 구조가 필요하다. However, in a photovoltaic generator system or photovoltaic system that converts photons directly into electric energy, most of the energy is transferred by radiation, and in the case of a photoelectric conversion unit that converts heat energy into light energy, The radiation characteristics of radiant energy are indispensably required. In other words, radiating energy must be accompanied by satisfying the heat dissipation condition to prevent malfunction or destruction of the apparatus. Therefore, in the case where the specific gravity of heat transfer by radiation is high, a structure capable of absorbing and releasing effectively is needed.

본 실시예에 따른 방열체(100)는 이러한 문제를 해결하기 위하여, 전도에 의하여 내부의 열을 방출하는 전도방출부(110)와 함께 복사에 의하여 내부의 열을 방출하는 복사방출부(120)를 포함한다. 도 1을 참조하면, 방열체(100)의 하면에는 열을 전도방식으로 배출(HC)하는 전도방출부(110)가 형성되어 있고, 상면에는 광결정구조(121)를 갖는 복사방출부(120)가 형성되어 열을 복사열(HR) 형태로 배출하도록 구성되어 있다. In order to solve this problem, the radiator 100 according to the present embodiment includes a radiating and discharging unit 120 for radiating internal heat by radiating together with a conduction emitting unit 110 for radiating internal heat by conduction, . Referring to FIG. 1, a conduction emitting portion 110 for discharging heat (H C ) is formed on the lower surface of the heat discharging body 100, and a radiation emitting portion 120 having a photonic crystal structure 121 Is formed to discharge heat in the form of radiant heat (H R ).

광결정이란 입자간의 배열을 변화시킴으로써 반사 및 선택적 광투과 특성의 조절이 가능한 구조를 의미한다. 방열체(100)의 일면에 광결정구조(121)를 형성하면, 원하는 영역의 적외선을 흡수할 수 있고, 이를 복사에너지(HR) 형태로 방출 가능하다(도 2참조). 상온에서는 8~13μm 파장대역의 적외선이 방출되나, 500° 내지 1,500°의 고온에서는 1~8μm 파장 영역대의 적외선이 방출되어 이러한 적외선에 의해 장치내 열이 축적되어 장치의 손상이나 오동작의 요인이 될 수 있다. 본 발명에 따르는 방열체(100)는 광결정구조(121)의 패턴을 조절하여 1~8μm 파장 영역대의 적외선의 흡수 및 방출을 촉진시킬 수 있다. A photonic crystal means a structure capable of adjusting the reflection and selective light transmission characteristics by changing the arrangement between particles. When the photonic crystal structure 121 is formed on one surface of the heat discharging body 100, infrared rays of a desired region can be absorbed and emitted in the form of radiation energy (H R ) (see FIG. 2). Infrared rays are emitted in a wavelength band of 8 to 13 mu m at room temperature but infrared rays of 1 to 8 mu m wavelength band are emitted at a high temperature of 500 to 1,500 degrees and heat is accumulated by the infrared rays to cause damage or malfunction of the device . The heat discharging body 100 according to the present invention can promote the absorption and emission of infrared rays in the wavelength region of 1 to 8 μm by adjusting the pattern of the photonic crystal structure 121.

광결정구조(121)는 지름(W1)이 0.5 내지 4 ㎛이고, 깊이(h1)는 0.2 내지 8㎛일 수 있다. 단일 패턴의 최초 공진모드의 형성 조건을 만족시키기 위해서는 광결정패턴의 지름은 최소 0.5 mm이고, 깊이는 최소 0.2 mm는 되어야 한다. 패턴의 반경이 증가할수록 cut-off 파장의 공진조건에 의해 복사스펙트럼이 장파장대역으로 이동한다. 광결정패턴의 깊이가 증가할수록 패턴 내부에 더 많은 모드가 존재하여 높은 흡수율을 낸다. 따라서 열방사체 물질 별로 달라지는 경향성을 고려하면, 최대 8 mm 까지 깊이를 확보하는 것이 바람직하다. The photonic crystal structure 121 may have a diameter W1 of 0.5 to 4 占 퐉 and a depth h1 of 0.2 to 8 占 퐉. In order to satisfy the formation conditions of the first resonance mode of a single pattern, the diameter of the photonic crystal pattern should be at least 0.5 mm and the depth should be at least 0.2 mm. As the radius of the pattern increases, the radiation spectrum shifts to the long-wavelength band due to the resonance condition of the cut-off wavelength. As the depth of the photonic crystal pattern increases, more modes are present inside the pattern, resulting in a higher absorption rate. Therefore, it is desirable to ensure a depth of up to 8 mm, considering the tendency to vary for different thermal materials.

열방사체(100)에 광결정구조를 형성하면, 열방사체를 구성하는 물질의 포토닉 밴드갭을 제어하여 원하는 파장대역의 방사를 증가시킬 수 있다. When the photonic crystal structure is formed in the thermal radiation body 100, the photonic band gap of the material constituting the thermal body can be controlled to increase the radiation of a desired wavelength band.

도 1에서는 방열체(100)의 상면은 광결정구조(121)가 형성되어 복사방출부(120)가 형성된 것으로 도시되었으나, 복사방출부(120)의 재질에 따라 열을 복사에너지 형태로 방출하거나 또는 이와 함께 열을 전도에 의하여 방출하는 방식 모두 적용될 수 있다. 예를 들어, 복사방출부(120)가 열전도율이 높은 니켈과 같은 금속으로 구현되면, 니켈의 표면에 광결정구조(121)가 형성되어 있어 내부의 열은 방사에너지 형태로 방출되면서 니켈의 열전도성에 의해 열은 전도방식으로 외부로 방출될 수 있다. 따라서, 방열체(100)에서 전도방출부 및 복사방출부는 동일한 영역에 형성된 것일 수 있다. 1, the upper surface of the heat discharging body 100 is formed with the photonic crystal structure 121 to form the radiation emitting portion 120. However, the radiation emitting portion 120 may radiate heat in the form of a radiation energy, In addition, both of the methods of discharging heat by conduction can be applied. For example, when the radiation emitting portion 120 is formed of a metal such as nickel having a high thermal conductivity, the photonic crystal structure 121 is formed on the surface of the nickel, and the heat is radiated in the form of radiant energy, The heat can be discharged to the outside in a conductive manner. Therefore, in the heat discharging body 100, the conduction emitting portion and the radiation emitting portion may be formed in the same region.

전도방출부(110)는 전도성이 높은 물질을 포함할 수 있는데, 예를 들어, 전도방출부(110)는 은, 구리, 금, 백금, 알루미늄, 마그네슘, 아연, 니켈, 및 철 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The conduction emitting portion 110 may include at least one of silver, copper, gold, platinum, aluminum, magnesium, zinc, nickel, and iron. .

복사방출부(120)는 텅스텐, 탄탈 및 니켈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The radiation emitting portion 120 may include at least one of tungsten, tantalum, and nickel.

도 3 내지 도 5는 각각 본 발명의 다른 실시예들에 따른 광결정구조를 도시한 도면이다. 도 3 및 도 4는 2차원 형상의 광결정구조이다. 도 3에는 사각기둥패턴이 일방향으로 길게 연장된 형상의 광결정구조가 도시되어 있고, 도 4에는 원기둥형상의 패턴이 내부로 인입되어 음각패턴으로 형성된 광결정구조가 도시되어 있다. 또한, 도 5에서는 구형패턴이 반복되어 형성된 3차원 형상의 광결정구조가 도시되어 있다. 3차원 형상의 광결정구조는 제조공정이 쉽지 않으나 광을 내부에 쉽게 가두고 광의 공진을 촉진시킬 수 있어 흡수 및 방출 효율이 뛰어나다. 이와 같이 광결정구조의 형상이나 크기, 직경 또는 깊이 등의 변수는 흡수하고자 하는 광의 파장대역이나 방출효율등을 고려하여 선택될 수 있다. 3 to 5 are diagrams showing photonic crystal structures according to other embodiments of the present invention, respectively. 3 and 4 are photonic crystal structures of a two-dimensional shape. FIG. 3 shows a photonic crystal structure in which a quadrangular prism pattern is elongated in one direction. FIG. 4 shows a photonic crystal structure in which a prismatic pattern is drawn inward to form an engraved pattern. In Fig. 5, a three-dimensional photonic crystal structure in which a spherical pattern is repeated is shown. The photonic crystal structure of the three-dimensional shape is not easy to manufacture, but it easily absorbs the light and promotes the resonance of the light, so that the absorption and emission efficiency is excellent. Thus, the shape, size, diameter, or depth of the photonic crystal structure can be selected in consideration of the wavelength band of the light to be absorbed, the emission efficiency, and the like.

도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 텅스텐방열체의 표면에 형성된 광결정구조의 반경에 따른 적외선 흡수 스펙트럼을 도시한 도면이다. 텅스텐 방열체는 깊이 2.2㎛인 원통형의 광결정패턴이 1㎛의 주기로 형성되었고, 반경을 변화시키면서 적외선 흡수스펙트럼결과를 얻었다. 도 6에서 알 수 있듯, 광결정패턴의 반경이 달라지면서 적외선 흡수스펙트럼이 달라졌고, 반경이 커짐에 따라 적외선 흡수스펙트럼이 장파장 영역으로 이동(shift)되었다. 따라서, 장파장의 적외선을 흡수하고자 하는 경우, 광결정구조 형성시 표면에 노출되는 패턴 사이즈(예를 들어 원통형패턴의 반경)를 크게 하고, 단파장의 적외선을 흡수하고자 하는 경우, 패턴사이즈를 작게 하면 흡수 및 방출효율의 극대화가 가능하다. 6 is a diagram illustrating an infrared absorption spectrum according to a radius of a photonic crystal structure formed on a surface of a tungsten heat sink according to another embodiment of the present invention. A cylindrical photonic crystal pattern having a depth of 2.2 占 퐉 was formed at a period of 1 占 퐉 in the tungsten heat sink, and infrared absorption spectrum results were obtained while varying the radius. As can be seen from FIG. 6, the infrared absorption spectrum was changed as the radius of the photonic crystal pattern was changed, and the infrared absorption spectrum was shifted to the longer wavelength region as the radius increased. Therefore, in the case of absorbing infrared rays having a long wavelength, when a pattern size (for example, a radius of a cylindrical pattern) to be exposed on the surface in forming a photonic crystal structure is increased and absorption of infrared rays having a short wavelength is desired, It is possible to maximize the emission efficiency.

도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 열광전변환장치를 도시한 도면이고, 도 8은 도 7의 광전변환부 및 방열부에서의 에너지 전달을 도시한 도면이다. 본 실시예에 따른 열광전변환장치(1000)는 열에너지(EH)를 발생시키는 연소부(1100); 연소부(1100)로부터 열에너지를 전달받아 복사에너지(ER)로 방출하는 열방사부(1200); 열방사부(1200)로부터 방출된 복사에너지를 전달받아 전기에너지(EE)로 변환하는 광전변환부(1300); 및 복사에너지 중 광전변환부(1300)에서 전기에너지로 변환되지 못하는 파장영역의 복사에너지를 흡수하고 외부로 방출하는 방열부(1400);를 포함하는 열광전변환장치(1000)가 제공된다. FIG. 7 is a view illustrating a photodetector according to another embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a diagram illustrating energy transfer in the photoelectric conversion unit and the heat dissipation unit of FIG. The photodetector 1000 according to the present embodiment includes a combustion unit 1100 for generating thermal energy E H ; A heat radiating part 1200 which receives thermal energy from the combustion part 1100 and radiates it as radiation energy E R ; A photoelectric conversion unit 1300 that receives the radiant energy emitted from the thermal radiation unit 1200 and converts the radiant energy into electric energy E E ; And a heat dissipation unit 1400 that absorbs radiation energy in a wavelength range that can not be converted into electric energy in the photoelectric conversion unit 1300 among the radiant energy and discharges the radiation energy to the outside.

본 실시예의 열광전변환장치(1000)는 광결정(photonic crystal) 구조가 도입된 방열부를 광전변환소자 위치에 포함하는 장치이다. 열광전변환장치(1000)는 연소기를 통해 연료를 태워 열방사체의 온도를 올리고, 열방사체에서 방출된 복사에너지를 광전변환소자가 흡수하여 생성한 전기 에너지를 기기에 공급해주는 방식으로 구동된다. The photodetector 1000 of the present embodiment is an apparatus including a heat dissipation unit in which a photonic crystal structure is introduced at the position of the photoelectric conversion element. The photodetector 1000 is driven by raising the temperature of a heat source by burning fuel through a combustor and supplying the photovoltaic device with electric energy generated by absorption of radiant energy emitted from the heat source.

본 발명의 열광전변환장치(1000)는 열을 이용하여 전기에너지를 획득하기 위한 장치이므로 작동온도가 높다. 예를 들어 열광전변환장치(1000)의 작동온도는 500° 내지 1,500°일 수 있다. 이러한 온도에서 열방사부(1200)로부터 방출된 복사에너지는 비교적 단파장의 적외선영역의 에너지일 수 있다. 그러나, 광전변환부(1300)는 가시광선 영역의 에너지(V)만 흡수하여 전기에너지(EE)로 변환하므로, 적외선 영역의 에너지는 광전변환부(1300)에 축적되어 광전변환부(1300)의 기능에 불리한 영향을 미치게 된다(도 8참조). Since the photodetector 1000 of the present invention is an apparatus for obtaining electric energy using heat, the operating temperature is high. For example, the operating temperature of the photodetector 1000 may be 500 ° to 1,500 °. At this temperature, the radiant energy emitted from the thermal radiation section 1200 may be the energy of a relatively short wavelength infrared region. However, since the photoelectric conversion unit 1300 absorbs only the energy V of the visible light region and converts it into the electric energy E E , the energy of the infrared region is accumulated in the photoelectric conversion unit 1300, (See Fig. 8).

따라서, 방열부(1400)는 광전변환부(1300)에서 이용할 수 없는 적외선 영역의 에너지(I)를 흡수하여 광전변환부(1300)에 축적되는 것을 방지한다. 방열부(1400)에 흡수된 적외선 영역의 에너지는 복사에너지(HR)형태로 방출되고, 이와 함께 광전변환부(1300)에서 전달되는 에너지는 전도 방식으로 전달(HC)되어 방열부(1400)에서 방출될 수 있다. Accordingly, the heat dissipation unit 1400 absorbs the energy (I) in the infrared region which is not available in the photoelectric conversion unit 1300 and prevents the energy (I) from being accumulated in the photoelectric conversion unit 1300. The energy of the infrared region absorbed by the heat dissipation unit 1400 is emitted in the form of a radiation energy H R and the energy transmitted from the photoelectric conversion unit 1300 is transmitted through the conduction system H C , ). ≪ / RTI >

도 9는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 방열기판을 도시한 도면이고, 도 10은 도 9의 방열기판의 표면을 확대한 도면이다. 본 실시예에 따르면, 몸체부(210); 및 복사에 의하여 몸체부(210) 내부의 열을 방출하는 복사방출구조(221)가 형성된 열방출표면(220);을 포함하는 방열기판(200)이 제공된다. FIG. 9 is a view showing a radiator plate according to another embodiment of the present invention, and FIG. 10 is an enlarged view of the surface of the radiator plate of FIG. According to this embodiment, the body portion 210; And a radiation-emitting surface (220) having a radiation emitting structure (221) radiating heat inside the body part (210) by radiation.

복사방출구조(221)는 복사에 의해 열방출이 가능한 구조로서, 예를 들어 광결정구조일 수 있다. The radiation emitting structure 221 is a structure capable of radiating heat by radiation, and may be, for example, a photonic crystal structure.

몸체부(210)는 복수개의 방열판을 포함하여 방열핀구조를 가질 수 있다. 본 실시예의 방열기판(200)은 방열판에 내부의 열을 복사에 의해 방출하는 복사방출구조(221)를 형성하고, 복사방출구조(221)가 형성된 방열판을 복수개 연결하여 방열핀구조로 구현된 기판이다. The body 210 may include a plurality of heat sinks and may have a heat sink fin structure. The radiator plate 200 according to the present embodiment is a substrate implemented with a radiating fin structure by forming a radiating structure 221 radiating heat inside the radiating plate by radiating and connecting a plurality of radiating plates formed with the radiating and discharging structure 221 .

방열핀구조에 의해 전도방식의 방열은 구현되고, 열방출표면(220)에 복사방출구조(221)가 형성되어 방열기판(200)은 전도방식의 열방출 및 복사방식의 열방출이 동시에 구현될 수 있다. 따라서, 방열기판(200)의 방열기능은 극대화된다. The heat dissipation structure 221 can be formed on the heat dissipation surface 220 so that the heat dissipation plate 200 can simultaneously realize both the heat dissipation method of the conduction system and the heat dissipation method have. Therefore, the radiation function of the radiator plate 200 is maximized.

본 발명에 따른 방열체 및 방열기판은 전자기기나 열광전변환장치와 같이작동 중 열이 발생하는 제품에 사용할 수 있는데, 특히 고온에서 동작하는 기기에서 전도방식 및 복사방식의 방열이 동시에 가능하여 효율적인 방열기능구현이 가능하다. The heat radiator and the radiator plate according to the present invention can be used for products that generate heat during operation, such as an electronic device or a thermoelectric conversion device. Especially, in a device that operates at a high temperature, It is possible to implement heat dissipation function.

이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, many modifications and changes may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. The present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, and it is also within the scope of the present invention.

100 방열체
110 전도방출부
120 복사방출부
121 광결정구조
1000 열광전변환장치
1100 연소부
1200 열방사부
1300 광전변환부
1400 방열부
200 방열기판
210 몸체부
220 열방출표면
221 복사방출구조100 heat sink
110 conduction emitter
120 radiation emitting portion
121 Photonic crystal structure
1000 thermal conversion device
1100 Combustion part
1200 heat source
1300 photoelectric conversion section
1400 heat sink
200 radiator plate
210 body portion
220 Heat dissipation surface
221 Radiated emission structure

Claims (12)

일면에 형성된 전도에 의하여 내부의 열을 방열체의 외부로 방출하는 전도방출부; 및
타면에 형성된 복사에 의하여 내부의 열을 방열체의 외부로 방출하는 복사방출부;를 각각 포함하는 방열체.A conduction emission part for emitting heat inside the heat sink to outside of the heat sink by conduction formed on one surface; And
And a radiation emitting portion for radiating heat inside the heat radiator to outside of the heat radiator by radiation formed on the other surface. 청구항 1에 있어서,
상기 전도방출부는 은, 구리, 금, 백금, 알루미늄, 마그네슘, 아연, 니켈, 및 철 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방열체.The method according to claim 1,
Wherein the conduction emitting portion includes at least one of silver, copper, gold, platinum, aluminum, magnesium, zinc, nickel, and iron. 청구항 1에 있어서,
상기 복사방출부는 적외선을 흡수하여 복사에너지로 방출하는 것을 특징으로 하는 방열체.The method according to claim 1,
Wherein the radiation emitting portion absorbs infrared rays and emits the radiation as radiation energy. 청구항 3에 있어서,
상기 적외선은 파장영역이 1 내지 8 ㎛인 것을 특징으로 하는 방열체.The method of claim 3,
Wherein the infrared ray has a wavelength range of 1 to 8 占 퐉. 청구항 1에 있어서,
상기 복사방출부는 텅스텐, 탄탈 및 니켈 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방열체.The method according to claim 1,
Wherein the radiation emitting portion includes at least one of tungsten, tantalum, and nickel. 청구항 1에 있어서,
상기 복사방출부는 광결정구조를 갖는 것을 특징으로 하는 방열체.The method according to claim 1,
Wherein the radiation emitting portion has a photonic crystal structure. 청구항 6에 있어서,
상기 광결정구조는 지름이 0.5 내지 4 ㎛이고, 깊이는 0.2 내지 8㎛인 방열체.The method of claim 6,
Wherein the photonic crystal structure has a diameter of 0.5 to 4 占 퐉 and a depth of 0.2 to 8 占 퐉. 열에너지를 발생시키는 연소부;
상기 연소부로부터 열에너지를 전달받아 복사에너지로 방출하는 열방사부;
상기 열방사부로부터 방출된 복사에너지를 전달받아 전기에너지로 변환하는 광전변환부; 및
상기 복사에너지 중 상기 광전변환부에서 전기에너지로 변환되지 못하는 파장영역의 복사에너지를 흡수하고 열광전변환장치의 외부로 방출하는 방열부;를 포함하는 열광전변환장치.A combustion section for generating heat energy;
A heat radiating part for receiving thermal energy from the combustion part and radiating the heat energy as radiation energy;
A photoelectric conversion unit that receives the radiation energy emitted from the thermal radiation unit and converts the radiation energy into electric energy; And
And a heat dissipation unit that absorbs radiation energy in a wavelength range that can not be converted into electrical energy in the photoelectric conversion unit among the radiation energy and discharges the radiation energy to the outside of the photoelectric conversion unit. 청구항 8에 있어서,
작동온도가 500° 내지 1,500°인 것을 특징으로 하는 열광전변환장치.The method of claim 8,
And the operating temperature is 500 ° to 1,500 °. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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