KR20110108821A - 열전소자 평가 장치 및 이를 이용한 열전 소자 평가 시스템 - Google Patents
열전소자 평가 장치 및 이를 이용한 열전 소자 평가 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
이 열전 소자 평가 장치는 코팅된 열선이 배열된 냉각 플레이트; 상기 냉각 플레이트와 맞닿아 열전 소자인 샘플을 사이에 위치시키며 상기 코팅된 열선이 배열된 가열 히터; 상기 가열 히터를 소정 간격을 두고 둘러서 감싸 상기 가열 히터의 열 방출을 막는 가드 히터; 및 상기 가열 히터와 가드 히터를 소정 간격을 두고 덮는 커버 히터를 포함한다.
본 발명에 의하면, 가는 열선이 배열된 금속판을 열전 소자 사이에 배치함으로써 열전 소자의 열전도도를 효율적으로 측정할 수 있어 열전 소자의 성능 지수를 산출하는 것이 가능하다.
Description
도 2는 도 1의 열전 소자 평가 장치를 X-X축으로 절개한 단면 조립도이다.
도 3은 도 2의 열전 소자 평가 장치 중 가열 히터와 가드 히터로 이루어진 고온판에 대한 평면도이다.
도 4는 도 2의 열전 소자 평가 장치 중 가드 히터의 구조를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 2의 열전 소자 평가 장치 중 가열 히터의 구조를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 2의 열전 소자 평가 장치 중 커버 히터의 구조를 보여주는 도면이다.
도 7은 도 2의 열전 소자 평가 장치 중 냉각 플레이트의 구조를 보여주는 도면이다.
130, 131: 온도 센서 120: 산출부
200: 열선 201: 열전도 금속선
202: 피복부 210: 냉각조
211: 냉각수 212: 급수 라인
220: 버퍼층 230: 냉각 플레이트
231: 온도 센서 홀 234: 제 1 코팅층
236: 제 1 커버판 240: 가열 히터
241: 온도 센서 홀 242: 제 1 간격
243: 제 2 간격 244: 제 2 코팅층
246: 제 2 커버판 250: 가드 히터
251: 온도 센서 홀 252: 제 1 체결부
254: 제 3 코팅층 256: 커버판
260: 커버 히터 261: 온도 센서 홀
262: 제 2 체결부 263: 간극자
264: 제 4 코팅층 267: 온도 센서 홀
270: 제 3 커버판 280: 체결봉
290: 샘플 450: 가열히터 조립홈
600: 열선홈
Claims (11)
- 코팅된 열선(200)이 배열된 냉각 플레이트(230);
상기 냉각 플레이트(230)와 맞닿아 열전 소자인 샘플(290)을 사이에 위치시키며 상기 코팅된 열선(200)이 배열된 가열 히터(240);
상기 가열 히터(240)를 소정 간격을 두고 둘러서 감싸 상기 가열 히터(240)의 열 방출을 막는 가드 히터(250); 및
상기 가열 히터(240)와 가드 히터(250)를 소정 간격을 두고 덮는 커버 히터(160)
를 포함하는 열전 소자 평가 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 열선(200)은 직경이 1mm 내지 2mm의 크기이며, 테프론으로 코팅되고, 상기 냉각 플레이트(230), 가열 히터(240), 가드 히터(250) 및 커버 히터(160)의 일측에는 온도 센서 홀(231,251,261,241,267)이 형성되는 열전 소자 평가 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 냉각 플레이트(230), 가열 히터(240), 가드 히터(250) 및 커버 히터(160)는, 각각, 상기 코팅된 열선(200)이 안착된 홈을 실버 나노 입자를 포함하는 실버 플레이트로 채워넣는 제 1 코팅층(234), 제 2 코팅층(244), 제 3 코팅층(254) 및 제 4 코팅층(264)을 더 포함하는 열전 소자 평가 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 냉각 플레이트(230), 가열 히터(240), 가드 히터(250) 및 커버 히터(160)는, 각각, 제 1 코팅층(234), 제 2 코팅층(244), 제 3 코팅층(254) 및 제 4 코팅층(264)을 덮는 금속성 재질의 제 1 커버판(236), 제 2 커버판(246), 제 3 커버판(256) 및 제 4 커버판(270)을 더 포함하는 열전 소자 평가 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 냉각 플레이트(230)를 일정 온도로 냉각시키는 냉각조(210)를 더 포함되, 상기 냉각조(210)는 액체질소를 사용하는 열전 소자 평가 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 냉각조(210)와 상기 냉각 플레이트(230) 사이에는 완충역할을 위한 버퍼층(220)이 놓이며, 상기 버퍼층(220)은 단열재 계열의 판재인 열전 소자 평가 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 가드 히터(250) 및 커버 히터(160)는, 각각, 체결을 위한 제 1 체결부(252), 제 2 체결부(262)를 포함하는 열전 소자 평가 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 냉각 플레이트(230), 가열 히터(240), 가드 히터(250) 및 커버 히터(160)는 단조 알루미늄으로 제작되는 열전 소자 평가 장치. - 제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항의 열전 소자 평가 장치(100);
상기 열전 소자 평가 장치에 전압 전원을 공급하는 온도 조절기(110);
상기 온도 센서 홀에 장착되어 열전 소자 평가 장치를 센싱하는 온도 센서(130, 131); 및
상기 온도 센서에 의해 상기 열전 소자의 열전도도를 산출하고 상기 열전도도를 이용하여 상기 열전 소자의 성능지수를 산출하는 산출부(120)
를 포함하는 열전 소자 평가 시스템. - 제 9 항에 있어서,
상기 온도 조절기(110)는 상기 냉각 플레이트(230), 가드 히터(250) 및 커버 히터(160)에는 AC 전압 전원을, 상기 가열 히터(240)에는 DC 전압 전원을 공급하는 열전 소자 평가 시스템. - 제 10 항에 있어서,
상기 열전도도는 다음식,
(여기서, k는 열전도도이고, Q는 가열 히터에 의해 열전소자에 공급되어지는 열에너지, d는 측정되어지는 열전소자의 두께, ΔT는 고온부와 저온부의 온도편차, 즉 ΔT=(TH-TL), A는 가열 히터에 의해 열전소자에 열에너지가 공급되는 면적)을 이용하여 계산되고,
상기 성능 지수는 다음식,
(여기서, ZT는 성능 지수이고, α는 제벡 계수(Seebeck coefficient)로서 이고, σ는 전기 전도도이며, T는 고온부와 저온부의 평균 온도, 즉 T= (TH+TL)/2 임)을 이용하여 계산되는 열전 소자 평가 시스템.
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- 2010-03-30 KR KR1020100028234A patent/KR101082353B1/ko active IP Right Grant
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