KR101675969B1

KR101675969B1 - 열적 적응을 위한 디바이스

Info

Publication number: KR101675969B1
Application number: KR1020117021326A
Authority: KR
Inventors: 페데르 스죄룬드; 쥬시 밀리루오마
Original assignee: 배 시스템즈 해그그룬스 악티에볼라그
Priority date: 2009-02-11
Filing date: 2010-02-11
Publication date: 2016-11-14
Also published as: AU2010214133B2; SG172887A1; KR20110136809A; EP2396619A4; BRPI1007216A2; US20120031452A1; CA2751749A1; PL3187815T3; IL214531A0; EP2396619A1; EP2396619B1; BRPI1007216B1; CN102308178B; DK2396619T3; EP3187815A1; EP2977711B1; EP2977711A1; PL2396619T3; PL2977711T3; US9028137B2

Abstract

본 발명은 열적 적응을 위한 디바이스에 관한 것이며, 상기 열적 적응을 위한 디바이스는 결정된 열 분포를 추정하도록 된 적어도 하나의 표면 소자를 포함하며, 상기 표면 소자는 제1 열 전도층, 제2 열 전도층을 포함하며, 상기 제1 및 제2 열 전도층들은 중간 절연층에 의하여 상호 간에 열적으로 절연되며, 여기서 적어도 하나의 열전 소자는 제1 층의 일부에 미리 결정된 온도 변화도를 생성하도록 된다. 본 발명은 또한 크래프트와 같은 객체에 관한 것이다.

Description

열적 적응을 위한 디바이스{DEVICE FOR THERMAL ADAPTION}

본 발명은 특허 청구 범위 제1항의 전제부(preamble)에 따른 열적 적응을 위한 디바이스에 관한 것이다. 본 발명은 또한 차량과 같은 객체에 관한 것이다.

군사용 차량들/크래프트들(crafts)은 예를 들어 전쟁 상황에서 지상, 공중 및 해상에서의 공격 목표물들이 되는 위협들을 받게 된다. 따라서, 차량이 검출, 분류 및 식별되는 것을 가능한 한 어렵게 하는 것이 요망된다. 이러한 목적을 위해서, 군사용 차량들은 베어 아이(bare eye)로부터 검출, 분류 및 식별을 방지하기 위해서 배경(background)에 흔히 위장된다. 더욱이, 군사용 차량들은 다양한 유형의 영상 증폭기(image intensifier)들로는 어둠 속에서 검출하기 어렵다. 문제점은, 전투 차량들과 항공기들과 같은 공격용 크래프트들은 종종 개선된 열 카메라 시스템들을 사용하는 열 추적 수단(heat seeking means)을 장착하고 있어, 차량들과/크래프트들은 비교적 쉬운 목표물들이 된다는 것이다. 이러한 IR-시스템들의 사용자들은 보통 자연적으로는 나타나지 않는 어떤 유형의 열적 윤곽(thermal contour), 일반적으로 여러 가지 에지 기하학적 구조(edge geometry)들, 및/또는 고르게 가열된 넓은 표면들을 검색한다.

이러한 시스템들에 대해 보호를 하기 위해서, 시그니처 적응(signature adaptation) 분야에서 현재 여러 가지 유형들의 기법들이 사용된다. 시그니처 적응 기법들은 구조적 액션들(constructional actions)을 포함하며, 이러한 IR-시스템들에서 차량들/크래프트들의 낮은 열적 콘트라스트(low thermal contrast)의 뚜렷한 투영을 제공하기 위해서 개선된 재료 기법들(advanced material techniques)과 종종 결합된다.

FR2826188은, 다른 것들 중에서도 특히 파장들의 열적 범위를 위장하기 위한 시프트 층들에서의 열-발광 분자들을 개시하고 있다. 이러한 해결책에 있어서의 문제점은 실제로 달성하기 어렵다는 것이다. 더욱이, 이것은 배경에 자동 적응으로 나타날 수 없다.

US480113은 금속 선들을 통해서 전류를 전도시켜, 이 금속 선들이 열적으로 배경의 온도에 일치되도록 항공기의 표면을 가열하는 디바이스를 개시하고 있는데, 여기서 배경의 평균값인 고르게 가열된 표면이 달성되어, 항공기의 발견을 복잡하게 하는바, 만일 그렇지 않은 경우 항공기보다 위의 적 항공기에 대해 차가운 콘트라스트(cold contrast)를 구성하게 될 것이다. 이 해결책은 냉각(cooling)에 의해서가 아닌 단지 가열(heating)에 의해서만 위장하는 것을 고려하고 있지 않아, 고르게 가열된 열적 구조를 가져오게 되는 바, 이는 정교한 IR-시스템들에 의해 식별될 수 있다.

본 발명의 목적은 빠르고 효율적인 열적 적응을 위한 디바이스를 제공하는 것이다.

본 발명의 추가적인 목적은 원하는 열적 구조로 열적 위장을 제공하는 것을용이하게 하는 열적 적응을 위한 디바이스를 제공하는 것이다.

본 발명의 추가적인 목적은 주변의 자동 열적 적응을 제공하기 용이하게 하고 고르지 않은 열적 구조를 제공하는 것을 용이하게 하는 열적 위장을 위한 디바이스를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 적절한 상황들 동안 예를 들어 아군의 열적 식별을 제공하거나 혹은 예를 들어, 적군 내 또는 주변으로의 열적 침투를 용이하게 하기 위해서 예컨대 다른 차량들/크래프트들을 열적으로 모방하기 위한 디바이스를 제공하기 위한 것이다.

다음의 설명으로부터 분명한, 상기 및 기타 목적들이 서두에 언급한 유형으로 되어 있고 그리고 첨부된 특허 청구 범위 제1항 및 제20항의 특징부에 기재된 구성들을 나타내는 열적 적응을 위한 디바이스 및 객체에 의해 달성된다. 본 발명에 따른 디바이스의 바람직한 실시예들이 첨부된 종속 청구항 제2항 내지 제19항에서 정의된다.

본 발명에 따르면, 상기 목적들은 열적 적응을 위한 디바이스에 의해 달성되며, 이러한 디바이스는 결정된 열 분포를 추정하도록 된 적어도 하나의 표면 소자를 포함하며, 이 표면 소자는 제1 열 전도층, 제2 열 전도층을 포함하고, 상기 제1 및 제2 열 전도층은 중간 절연층에 의하여 상호 간에 열적으로 절연되며, 여기서 적어도 하나의 열전 소자가 제1 층의 일부에 미리 결정된 온도 변화도(predetermined temperature gradient)를 생성하도록 되어 있다.

이로써 효율적인 열적 적응이 용이해지게 된다. 이 디바이스는 전자 컴포넌트들의 냉각 동안, 냉기(cold)의 효율적인 확산을 위한 냉각 백(cool bag)과 같은 셀 수 없을 만큼 많은 애플리케이션들에서 사용될 수 있으며, 이 경우에 넓은 표면들로부터의 열이 안정적인 온도 참조들을 달성하기 위해서 IR-카메라의 캘리브레이션 중에 디바이스에 의하여 효율적으로 전환(divert)될 수 있게 된다. 이 디바이스는 일반적으로 펠티어-기법(Peltier-technique)을 더욱 효율적으로 되게 하는 것을 용이하게 한다. 이 디바이스는 냉각 또는 가열을 위해 신발 밑창에 배열될 수 있다. 이 디바이스는 온도 제어를 위한 시트들의 냉각 또는 가열을 위해 활용될 수 있다. 이 디바이스는 태양 에너지의 활용을 더욱 효율적으로 만들기 위해서 태양 전지들과 결합하여 사용될 수 있으며, 이 디바이스는 과잉 열을 부분적으로 회수하여 궁극적으로 태양 전지들에서 효율을 증가시킬 수 있다. 이 디바이스는 모듈 소자들의 상호 연결에 의한 열 장벽들(thermal barriers)을 가능하게 하여, 이에 따라 서로 다른 안정적인 온도들이 서로 다른 표면들 상에서 유지될 수 있다. 본 발명의 어떤 애플리케이션은 예를 들어, 군사용 차량들의 위장을 위한 열적 적응이며, 여기서 열 전도층들은 절연층과 함께 빠른 열 전달과 열의 분산을 가능하게 하여, 이에 따라 열적 적응이 차량의 이동 중에 일어날 수 있다. 본 발명의 추가의 특정한 애플리케이션은 모듈 소자들의 조합에 의한 열적 객체들의 구성이다. 이것은 열 카메라 및 센서 시스템들의 전략적인 사용을 위해 장병의 훈련 및 교육을 위한 유인용 모형들을 생성하기 위해서이다.

본 디바이스의 실시예에 따르면, 제1 층 및 제2 층은 이방성 열 전도를 가지며, 이에 따라 열 전도는 각각의 층의 전파의 주된 방향에서 주로 일어난다. 이방성 층들에 의하여, 열의 빠르고 효율적인 전달이 가능하게 되며 따라서 빠르고 효율적인 적응이 가능하게 된다. 층의 전파의 주된 방향에서의 열 전도와 층에 대해 십자형으로 열 전도 사이에 비율이 증가함으로써, 표면 소자들의 비용 효율적인 구성을 가져오는 예를 들어 몇몇 상호 연결된 표면 소자들을 가진 디바이스에서 서로로부터 더 큰 거리에서 열전 소자들을 배열하는 것이 가능하게 된다. 층을 따라 열 전도성과 층에 대해 십자형으로 열 전도성 사이에 비율을 증가시킴으로써, 층들이 더 얇게 만들어질 수 있고, 여전히 동일한 효율을 달성할 수 있으며, 대안적으로 층을 만들며 따라서 더 빠른 표면 소자를 만든다. 층들이 유지된 효율을 가지고 더 얇아지게 되면, 층들은 또한 더 싸고 더 가볍게 된다.

본 발명의 디바이스의 실시예에 따르면, 제1 층 및/또는 제2 층은 이방성 특성들을 가진 흑연(graphite)으로 구성된다. 이러한 흑연으로, 열의 효율적인 전환 및 따라서 빠르고 효율적인 열적 적응이 가능하게 된다. 이로써 열 또는 냉기가 비교적 적은 열전 소자들을 가진 넓은 표면 상에서 빠르게 확산될 수 있으며, 온도 변화도들(temperature gradients)과 핫 스팟들(hot spots)이 감소된다.

본 디바이스의 실시예에 따르면, 열전 소자는 절연층에 배열된다.

실시예에 따르면, 본 디바이스는 열전 소자와 제2 열 전도층 사이의 절연층에 배열되는 중간 열 전도 소자를 더 포함하고 이방성 열 전도를 가지며, 이에 따라 열 전도는 제2 열 전도층의 전파의 주된 방향에 대해 십자형으로 주로 일어난다.

디바이스의 실시예에 따르면, 표면 소자는 육각형 형상(hexagonal shape)을 가진다. 이것은 모듈 시스템에 대한 표면 소자들의 구성 중에 단순하고 일반적인 적응과 조립을 가능하게 한다. 게다가, 고른 온도(even temperature)가 전체 육각형 표면 상에서 생성될 수 있으며, 여기서 예를 들어, 직각으로 형성된 모듈 소자의 코너들에서 일어날 수 있는 국부적인 온도 차이들이 방지된다.

실시예에 따르면, 디바이스는 제2 열 전도층으로부터 열을 전환하도록 된 열 파이프(heat pipe)/열 플레이트(heat plate) 형상의 제3 열 전도층을 더 포함한다. 열 파이프/열 플레이트의 층들을 사용하는 것의 장점은 열 파이프/열 플레이트의 층들이 예를 들어, 통상적인 구리보다 상당히 높은, 매우 효율적인 열 전도성을 가지는 것이다. 열 파이프/열 플레이트는 열 전도층들과 함께 넓은 표면들 상에서 열을 분산시키기 위한 그들의 우수한(good) 능력으로 인해 표면 소자의 밑면으로부터 아래 놓이는 물질(underlying material)까지 과잉 열의 빠른 확산을 가능하게 한다.

실시예에 따르면, 디바이스는 제1 열 전도층에 외부적으로 배열되는 알루미늄의 외층(outer layer)을 더 포함한다. 알루미늄층은 냉기와 열의 효율적인 전도를 가지고, 강인하고 내구성이 있는바, 이는 우수한 외부 보호를 가져오고, 따라서 크로스컨트리 차량들에 적합하다.

디바이스의 실시예에 따르면, 절연층은 진공을 기반으로 한 층을 포함한다. 진공을 기반으로 한 층은 우수한 절연을 가져오고 여러 가지 애플리케이션들에 대한 유연성 있는 구성을 더 가지며, 따라서 많은 소중한 양상들을 충족시키며 이 경우에 부피 및 무게가 중요하다. 이것은 또한 모든 유형들의 공기 전파음들(air borne sounds)이 흡수되는 장점을 가져온다. 더 낮은 음향 레벨이 그럼으로써 달성될 수 있어, 이에 따라 모터, 팬들(fans), 또는 예를 들어, 디바이스가 차량의 열적 위장을 위해 배열될 수 있는 차량과 같은 것과 같은 객체들로부터 공기 전파음들이 감소될 수 있다.

실시예에 따르면, 디바이스는 표면 소자의 외부 온도를 감지하도록 된 온도 감지 수단(temperature sensing means)을 더 포함한다. 이것은 표면 소자의 표면의 열적 적응을 가능하게 한다. 그럼으로써, 표면 소자의 외부 온도에 관한 본 정보가 달성되어, 이에 따라 적절한 적응이 열 주변(thermal surrounding)의 적응을 위한 열전 소자에 의하여 수행될 수 있다.

실시예에 따르면, 디바이스는 주변 온도, 예를 들어 열적 배경(thermal background)을 감지하도록 된 열 감지 수단(thermal sensing means)을 더 포함한다. 이것은 표면 소자의 외부 온도의 적응에 대한 정보를 준다.

디바이스의 실시예에 따르면, 열 감지 수단은 배경의 열적 구조를 감지하도록 된 적어도 하나의 IR-카메라를 포함한다. 이것은 배경의 열적 구조의 거의 완벽한 적응을 제공하며, 배경의 온도 변화들이 예를 들어 몇몇 상호 연결된 표면 소자들과 배열되는 차량 상에서 나타낼 수 있다. IR-카메라의 해상도는 상호 연결된 표면 소자들에 의해 나타낼 수 있는 해상도에 일치하도록 될 수 있다. 즉, 각각의 표면 소자는 그룹화된 카메라 픽셀들의 수에 일치한다. 이로써, 배경 온도의 매우 우수한 표현이 달성되어, 이에 따라 공기보다 다른 온도를 흔히 가지는 배경의 예를 들어, 태양의 가열, 눈(snow)의 스팟들, 물의 풀들(pools), 방출(emission)의 여러 가지 특성들 등이 정확하게 나타나게 될 수 있다. 이것은 또렷한 윤곽들 및 고르게 가열된 표면들이 생성되는 것을 효율적으로 대응하여, 이에 따라 디바이스가 차량 상에 배열될 때 차량의 매우 우수한 열적 위장이 가능하게 된다.

디바이스의 실시예에 따르면, 열 감지 수단은 적어도 하나의 IR-센서 부재(member)를 포함한다. 이로써, 온도 센서만을 사용하는 것보다 배경 온도의 더 정확한 값이 달성되며, IR-카메라를 이용하는 것보다 더 비용 효율적이다.

디바이스의 실시예에 따르면, 열 감지 수단은 적어도 하나의 온도 센서를 포함한다. 온도 센서는 비용 효율적인 장점을 가진다.

실시예에 따르면, 디바이스는 주변 온도와 표면 소자의 외부 온도 사이에 온도 차이를 결정하기 위한 수단을 더 포함하며, 여기서 생성되는 온도 변화도는 상기 차이를 근거로 한다. 이로써, 표면 소자의 표면의 열적 적응에 대한 정보가 배경의 배경 온도/열적 구조에 따라서 달성된다.

실시예에 따르면, 디바이스는 표면 소자들을 지지(support)하도록 된 지지 구조(support structure)를 더 포함하며, 여기서 지지 구조는 표면 소자들에 전기적으로 맞물리는(engage) 전류를 공급하도록 된다. 지지 구조의 결과로서, 그 자체가 전류를 전달하도록 되며, 와이어들의 수가 감소될 수 있다.

디바이스의 실시예에 따르면, 표면 소자는 5-40 mm의 범위, 바람직하게는 15-25 mm의 범위의 두께를 가진다. 이것은 가볍고 효율적인 디바이스를 가능하게 한다.

디바이스의 실시예에 따르면, 제1 열 전도층 및 제2 열 전도층 각각은 0.1-2.5 mm의 범위, 바람직하게는 0.4-0.7 mm의 범위의 두께를 가지며, 절연층은 4-30 mm의 범위, 바람직하게는 10-20 mm의 범위의 두께를 가진다. 이것은 가볍고 효율적인 디바이스를 가능하게 한다.

본 발명의 보다 나은 이해는 첨부한 도면들과 함께 이해할 때 다음의 상세한 설명을 참조하여 이루어질 것이며, 동일한 참조 문자들은 몇몇 도면들을 통해서 동일한 부분들로 참조한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디바이스의 일부의 여러 가지 층들의 분해도를 도식적으로 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열적 적응을 위한 디바이스를 도식적으로 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디바이스에서 열 전달을 도식적으로 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열적 적응을 위한 디바이스의 일부의 분해도를 도식적으로 나타낸다.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 디바이스의 일부의 여러 가지 층들의 분해도를 도식적으로 나타낸다.
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 디바이스의 분해도를 도식적으로 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 열적 적응을 위한 디바이스를 도식적으로 나타낸다.
도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 열적 배경 또는 비슷한 것을 재현하기 위한 소자들을 포함하는 모듈 시스템의 평면도를 도식적으로 나타낸다.
도 7b는 도 7a에서 모듈 시스템의 확대된 부분을 도식적으로 나타낸다.
도 7c는 도 7b에서 일부의 확대된 부분을 도식적으로 나타낸다.
도 7d는 본 발명의 실시예에 따른 열적 배경 또는 비슷한 것을 재현하기 위한 소자들을 포함하는 모듈 시스템의 평면도를 도식적으로 나타낸다.
도 7e는 도 7d에서 모듈 시스템의 측면도를 도식적으로 나타낸다.
도 8은 위협(threat) 방향에서 위협에 종속되는 차량과 같은 객체를 도식적으로 나타내며, 열적 구조의 배경이 위협 방향에 직면하는 차량의 측면 상에서 재현된다.
도 9는 원하는 배경의 열적 구조를 재현하기 위한 디바이스를 갖춘 차량과 같은 객체에 대한 위협의 여러 가지 잠재적인 방향들을 도식적으로 나타낸다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 디바이스의 여러 가지 층들의 도(view)를 도식적으로 나타낸다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 디바이스의 여러 가지 층들의 도를 도식적으로 나타낸다.

여기에서, 용어 "링크(link)"는 광전자 통신 라인과 같은 물리적인 라인, 또는 무선 연결 예를 들어 무선 링크 또는 마이크로웨이브 링크와 같은 비-물리적인 라인일 수 있는 통신 링크라고도 부른다.

아래 설명되는 본 발명에 따른 실시예들에서 열전 소자는 전압/전류가 그 위에 인가될 때, 펠티어 효과(Peltier effect)에 의하여 제공되는 소자를 의도된다. 열전 소자는 또한 열전 냉각 소자(Thermo-Electric Module : TEM)라고도 부를 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열적 적응을 위한 디바이스의 부분(I)의 분해된 측면도를 도식적으로 나타낸다.

디바이스는 결정된 분포를 추정하도록 된 표면 소자(surface element)(100)를 포함하며, 표면 소자(100)는 제1 열 전도층(first heat conducting layer)(110), 제2 열 전도층(120), 제1 및 제2 열 전도층(110, 120)은 중간 절연층(intermediate insulation layer)(130)에 의하여 상호 간에 열을 절연하며, 그리고 제1 열 전도층(110)의 일부에 미리 결정된 온도 변화도를 생성하도록 된 열전 소자(thermoelectric element)(150)를 포함한다.

제1 및 제2 열 전도층들(110, 120)은 이방성 열 전도성을 가지며, 이에 따라 전파의 주된 방향에서, 즉, 층(110, 120)을 따라 열 전도성은 층(110, 120)에 대하여 십자형으로(crosswise to) 열 전도성보다 상당히 더 높다. 이로써, 열 또는 냉기가 비교적 적은 열전 소자들을 가진 넓은 표면 상에서 빠르게 확산될 수 있으며, 여기서 온도 변화도 및 핫 스팟들이 감소된다. 제1 열 전도층(110) 및 제2 열 전도층(120)은 실시예에 따르면 흑연에 의해 구성된다.

제1 열 전도층(110) 및 제2 열 전도층(120) 중 하나는 콜드 층(cold layer)이 되도록 되며, 제1 열 전도층(110) 및 제2 열 전도층(120) 중 다른 하나는 핫 층(hot layer)이 되도록 된다.

절연층(130)이 구성되어, 이에 따라 온열 전도층(hot heat conducting layer)으로부터 열이 냉열 전도층(cold heat conducting layer)에 영향을 미치지 않게 되며, 그 반대의 경우도 가능하다. 바람직한 실시예에 따르면, 절연층(130)은 진공을 기반으로 한 층이다. 그럼으로써 복사열(radiant heat)과 대류열(convection heat) 모두가 감소된다.

열전 소자(150)는 실시예에 따르면 절연층에 배열된다. 열전 소자(150)는 전압이 인가될 때, 즉 전류가 열전 소자에 공급될 때, 열전 소자(150)의 한 측에서의 열이 열전 소자(150)의 다른 측에 초월하는 것과 같은 방법으로 구성된다. 열전 소자(150)는 따라서 2개의 열 전도층들(110, 120) 예를 들어, 열 또는 냉기를 효율적으로 확산시키고 고르게 분포시키기 위해서 불균형적인 열 전도성을 가진 2개의 흑연 층들 사이에 배열된다. 이방성 열 전도성을 가진 2개의 열 전도층들(110, 120)과 절연층(130)의 조합으로 인해, 본 실시예에 따른 제1 열 전도층(110)의 표면에 의해 구성되는 표면 소자(100)의 표면이 열전 소자 상에 전압의 인가에 의해 빠르고 효율적으로 적응될 수 있다. 열전 소자(150)는 제1 열 전도층(110)과 함께 열 접촉(thermal contact)에 있다.

실시예에 따르면, 디바이스는 열전 소자(150)와 제2 열 전도 소자(120) 사이에 공간을 채우기 위한 열전 소자(150) 안의 절연층(130)에 배열되는 중간 열 전도 소자(intermediate heat conducting element)(160)를 포함한다. 이것은 열전 소자(150)와 제2 열 전도 소자(120) 사이에 더 효율적인 열 전도를 가능하게 하기 위해서이다. 중간 열 전도층은 이방성 열 전도성을 가지며, 이 경우에 열 전도는 소자를 따라 보다 소자에 대하여 상당히 보다 나은 십자형으로 있으며, 즉 표면 소자(100)의 층들에 대하여 상당히 보다 나은 십자형으로 열을 전도한다. 이것은 도 3으로부터 명백하다. 실시예에 따르면, 제1 중간 소자(160)는 제1 및 제2 열 전도층(110, 120)로서 해당하는 특성들을 가진, 하지만 제1 및 제2 열 전도층(110, 120)의 열 전도에 수직인 방향에 있는 이방성 열 전도를 가진 흑연에 의해 구성된다.

게다가, 절연층(130)은 열전 소자(150)에 대한 두께로 적응될 수 있어, 이에 따라 열전 소자(150)와 제2 열 전도 소자(120) 사이에 어떠한 공간도 없다.

제1 열 전도층(110)은 실시예에 따르면 0.1-2.5 mm의 범위 내에 두께, 예를 들어 0.1-2 mm, 예를 들어 0.4-0.8 mm의 범위 내에 두께를 가지며, 두께는 다른 무엇보다도 특히 애플리케이션과 원하는 열 전도 및 효율에 의존한다. 제2 열 전도층(120)은 실시예에 따르면 0.1-2.5 mm의 범위 내에 두께, 예를 들어 0.1-2 mm, 예를 들어 0.4-0.8 mm의 범위 내에 두께를 가지며, 두께는 다른 무엇보다도 특히 애플리케이션과 원하는 열 전도 및 효율에 의존한다.

절연층(130)은 실시예에 따르면 4-30 mm의 범위 내에 두께, 예를 들어 10-20 mm의 범위 내의 두께를 가지며, 두께는 다른 무엇보다도 특히 애플리케이션과 원하는 효율에 의존한다.

열전 소자(150)는 실시예에 따르면 1-20 mm의 범위 내에 두께, 예를 들어 약 4 mm의 변형에 따른 2-8 mm의 범위 내에 두께를 가지며, 두께는 다른 무엇보다도 특히 애플리케이션과 원하는 열 전도 및 효율에 의존한다. 열전 소자는 실시예에 따르면 0.01 mm²- 60 cm²의 범위 내에 표면을 가지며, 실시예에 따르면 0.01 mm²- 20 cm²의 범위 내의 표면을 가진다.

중간 열 전도 소자(160)는 적응되는 두께를 가지며, 이에 따라 그것은 열전 소자(150)와 열 전도층(120) 사이의 공간에 있는 공간을 채운다.

표면 소자(100)의 표면은 실시예에 따르면 25-2000 cm²의 범위 내에, 예를 들어 75-1000 cm²의 범위 내에 있다. 표면 소자의 두께는 실시예에 따르면 5-40 mm의 범위 내에, 예를 들어 15-25 mm의 범위 내에 있으며, 두께는 다른 무엇보다도 특히 애플리케이션과 원하는 열 전도 및 효율에 의존한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열적 적응을 위한 디바이스(II)를 도식적으로 나타낸다.

디바이스는 배열되는 제어 루프(200) 또는 제어 유닛(200)과, 예를 들어 도 1에 따른 표면 소자(100)를 포함하며, 여기서 제어 루프(200)는 표면 소자(100)에 연결된다. 표면 소자(100)는 제어 루프(200)로부터 전압/전류를 받아들이도록 된 열전 소자(150)를 포함하며, 열전 소자(150)는 앞에 말한 것에 따라서 전압이 연결될 때 열전 소자(150)의 한 측면에서의 열이 열전 소자(150)의 다른 측면에 초월하는 것과 같은 방법으로 구성된다. 제어 루프(200)는 열전 소자(150)에 대한 전압의 연결을 위해 링크들(203, 204)을 통해서 열전 소자에 연결된다.

디바이스는 실시예에 따르면 표면 소자(100)의 현재 온도를 감지하도록 된 온도 감지 수단(temperature sensing means)(210)(도 2에서 점선으로 표시)을 포함한다. 온도는 변형에 따른 제어 루프(200)의 열 감지 수단으로부터의 온도 정보(바람직하게는 연속적인 정보)와 비교하도록 된다. 이로써, 온도 감지 수단은 링크(205)를 통해서 제어 루프(200)에 연결된다. 제어 루프는 온도 데이터를 나타내는 링크를 통해서 신호를 수신하도록 되며, 여기서 제어 루프는 온도 데이터와 열 감지 수단으로부터의 온도 데이터를 비교하도록 된다.

온도 감지 수단(210)은 실시예에 따르면 열전 소자(150)의 외부 표면 상에 또는 관련하여 배열되어, 이에 따라 감지되는 온도가 표면 소자(100)의 외부 온도이다. 온도가 온도 감지 수단(210)에 의하여 감지될 때, 제어 루프(200)의 열 감지 수단으로부터의 온도 정보와 비교하면은 제어 루프(200)의 열 감지 수단으로부터의 온도 정보와 다를 때, 열전 소자(150)에 대한 전압이 실시예에 따르면 조절되도록 되어, 이에 따라 실제 값(actual value)과 원하는 값이 일치하며, 여기서 표면 소자(100)의 외부 온도는 열전 소자(150)에 의하여 따라서 적응된다.

제어 루프(200)의 설계는 애플리케이션에 의존한다. 변형에 따르면, 제어 루프(200)는 스위치를 포함하며, 여기서 이러한 경우에, 열전 소자(150) 위에 전압이 표면 소자의 표면의 냉각 (또는 가열)을 제공하기 위해 스위치 온 또는 오프되도록 된다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제어 루프를 도시하며, 본 발명에 따른 디바이스는 예를 들어, 차량의 열적 위장을 위해 사용되어야 하는 것으로 의도된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디바이스(III)에서 열 전달을 도식적으로 나타낸다.

디바이스는 결정된 열 분포(determined thermal distribution)를 추정하도록 된 표면 소자(300)를 포함하며, 표면 소자는 제1 열 전도층(110), 제2 열 전도층(120), 제1 및 제2 열 전도층들은 중간 절연층(130)에 의하여 상호 간에 열적으로 절연되며, 그리고 제1 열 전도층(110)의 일부에 미리 결정된 온도 변화도를 생성하도록 된 열전 소자(150)를 포함한다. 디바이스는 또한 예를 들어 도 1과 관련하여 설명된 바와 같은 중간 열 전도 소자(160)를 포함한다.

예를 들어, 도 5a에서 볼 수 있는 어떤 실시예들에 따른 표면 소자(100)는 예를 들어 차량에 표면 소자(100)를 적용하기 위한 층들을 포함한다. 여기에서, 제3 층(310)과 제4 층(320)이 예를 들어 차량들의 표면에 열(heat) 및/또는 열적 콘택(thermal contact)의 추가 전환을 위해 배열된다.

도 3으로부터 명백해진 바와 같이, 열은 열전 소자(150)의 한 측면으로부터 전달되며, 열전 소자의 다른 측면에 초월하며, 게다가 중간 열 전도층(160)을 통해서 열 전달이 백색 화살표들(A) 또는 채워지지 않은 화살표들(A)로 나타나며, 냉기의 전달이 검은색 화살표들(B) 또는 채워진 화살표들(B)로 나타나며, 냉기의 전달은 물리적으로 냉기의 전달을 위한 방향에 대하여 반대 방향을 갖는 열의 전환을 의미한다. 여기에서, 실시예에 따른 흑연에 의해 구성되는 제1 및 제2 열 전도층(110, 120)은 이방성 열 전도성을 가지며, 이에 따라 전파의 주된 방향에 있는 즉, 층을 따라 열 전도성이 층에 대하여 십자형으로 열 전도성보다 상당히 더 높다. 이로써 열 또는 냉기는 비교적 적은 열전 소자들 및 비교적 낮은 공급된 전력을 가진 넓은 표면 상에서 빠르게 확산될 수 있는데, 이에 의해 온도 변화도들 및 핫 스팟들이 감소된다. 게다가 균일하고 변함없는 원하는 온도가 긴 시간 동안 유지될 수 있다.

열은 열의 전환을 위해 제3 층(310) 및 제4 층(320)을 통해서 더 전달된다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열적 적응을 위한 디바이스의 일부(IV)의 분해도를 도식적으로 나타낸다.

본 실시예에 따른 디바이스는 하나의 열전 소자 대신에 서로의 상부 상에 배열되는 3개의 열전 소자들을 포함하는 사실만이 도 1에 따른 실시예와 다르다.

디바이스는 열 분포를 추정하도록 된 표면 소자(400)를 포함하며, 표면 소자(400)는 제1 열 전도층(110), 제2 열 전도층(120), 제1 및 제2 열 전도층들(110, 120)은 중간 절연층(130)에 의하여 상호 간에 열적으로 절연되며, 그리고 제1 열 전도층(100)의 일부에 미리 결정된 온도 변화도를 생성하도록 된 열전 소자 구성(450)을 포함한다.

실시예에 따르면, 디바이스는 열전 소자 구성(450)과 제2 열 전도 소자(120) 사이에 가능한 공간을 채우기 위해서 열전 소자(150) 안의 절연층(130)에 배열되는 중간 열 전도층(160)을 포함한다. 이에 따라, 열 전도가 열전 소자 구성(450)과 제2 열 전도 소자(120) 사이에 더욱 효율적으로 일어날 수 있다. 중간 열 전도 소자(160)는 이방성 열 전도성을 가지며, 열 전도는 소자를 따라 상당히 보다 나은 십자형으로 있으며, 즉 도 3에 나타낸 것에 따라서, 표면 소자(400)의 층들에 대하여 상당히 보다 나은 십자형으로 열을 전도한다.

열전 소자 구성(450)은 서로의 상부 상에 배열되는 3개의 열전 소자들(450a, 450b, 450c)을 포함한다. 제1 열전 소자(450a)는 표면 소자(400)의 절연층에서 가장 바깥쪽에 배열되며, 제2 열전 소자(450b)가 배열되며, 그리고 제3 열전 소자(450c)는 가장 안쪽으로 배열되며, 여기서 제2 열전 소자(450b)는 제1 및 제3 열전 소자 사이에 배열된다.

전압이 인가될 때, 표면 소자(400)의 외부 표면(402)은 냉가되도록 의도되기 때문에, 열이 제1 열전 소자(450a)에 의하여 표면으로부터 제2 열전 소자(450b) 쪽으로 전달된다. 제2 열전 소자(450b)는 제3 열전 소자(450c) 쪽으로 그것의 외부 표면으로부터 열을 전달하도록 되어, 이에 따라 제2 열전 소자(450b)는 제1 열전 소자(450a)에서 떠난 과잉 열을 전달하는데 기여한다. 제3 열전 소자(450c)는 중간 열 전도 소자(160)를 통해서 제2 열 전도층(120) 쪽으로 그것의 외부 표면으로부터 열을 전달하도록 되어, 이에 따라 제3 열전 소자(450c)는 제1 및 제2 열전 소자들에서 떠난 과잉 열을 전달하는데 기여한다. 이로써, 전압이 각각의 열전 소자(450a, 450b, 450c)에 인가된다.

여기에서, 중간 열 전도 소자는 열전 소자 구성(450)과 제2 열 전도 소자(120) 사이에 배열된다. 대안적으로, 열전 소자 구성(450)은 전체 절연층을 채우도록 되어, 이에 따라 어떠한 중간 열 전도 소자도 요구되지 않는다.

각각의 열전 소자(450a, 450b, 450c)는 실시예에 따르면 1-20 mm의 범위 내에 두께, 약 4 mm의 변형에 따른 예를 들어 2-8 mm의 범위 내에 두께를 가지며, 두께는 다른 무엇보다도 특히 애플리케이션과 원하는 열 전도 및 효율에 의존한다.

실시예에 따른 절연층(130)은 4-30 mm의 범위 내에 두께, 예를 들어 10-20 mm의 범위 내에 두께를 가지며, 두께는 다른 무엇보다도 특히 애플리케이션과 원하는 효율에 의존한다.

본 예시에서와 같이 서로의 상부에 배열되는 3개의 열전 소자들을 사용함으로써, 멀리 전달되는 열의 순효율(net efficiency)이 열전 소자만을 사용하는 것보다 더 높게 된다. 이로써, 열의 전환이 더 효율적으로 만들어진다. 이것은 예를 들어, 효율적으로 열을 전환하기 위해서 태양으로부터의 강렬한 열 중에 요구될 수 있다.

대안적으로, 서로의 상부에 배열되는 2개의 열전 소자들이 사용될 수 있거나, 또는 서로의 상부에 배열되는 3개 이상의 열전 소자들이 사용될 수 있다.

도 5a는 예를 들어, 열적 위장을 위한 군사용 차량 상에서 사용하기에 적절한 본 발명의 실시예에 따른 열적 적응을 위한 디바이스의 일부(V)의 분해된 측면도를 도식적으로 나타낸다.

디바이스는 결정된 열 분포를 추정하도록 된 모듈 소자(500)라고도 부르는 또한, 표면 소자(500)를 포함하며, 상기 모듈 소자(500)는 제1 열 전도층(110)과, 제2 열 전도층(120)과, 제1 및 제2 열 전도층들(110, 120)은 중간 절연층(130)에 의하여 상호 간에 열적으로 절연되며, 그리고 제1 열 전도층(110)의 일부에 미리 결정된 온도 변화도를 생성하도록 된 열전 소자(150)를 포함한다.

모듈 소자(500)는 변형에 따른 모듈 소자들에 의해 상호 연결되는 디바이스의 일부를 구성하며, 실시예에 따른 모듈 소자들은 도 5a에 따른 모듈 소자들에 의해 구성되며, 여기서 모듈 소자는 예를 들어, 차량 상의 애플리케이션에 대해 도 7a-c에 도시된 바와 같은 모듈 시스템을 형성한다.

본 실시예에 따른 모듈 소자(500)는 외층(outer layer)(510)을 포함한다. 층은 실시예에 따른 열적 배경 온도의 복사인 열적 구조를 나타내기 용이하도록 하기 위해서 하부층(underlying layer)으로부터 열 또는 냉기를 전도하기 위한 효율적인 열 전도성을 가진 물질로 구성된다. 실시예에 따르면, 외층(510)은 알루미늄 또는 강철로 만들어지는바, 이는 효율적인 열 전도성을 가지며, 강인하고 내구성이 있는바, 이는 우수한 외부 보호를 가져오고 따라서 크로스 컨트리 차량들에 적절하게 한다.

바람직한 실시예에 따르면, 흑연으로 구성되는 제1 열 전도층(110)은 외층(510) 아래에 배열된다. 제2 열 전도층(120) 또는 내부 열 전도층(120)은 바람직한 실시예에 따르면 흑연으로 구성된다.

제1 열 전도층(110) 및 제2 열 전도층(120)은 이방성 열 전도성을 가진다. 따라서, 제1 및 제2 열 전도층들 각각은 이러한 구성 및 이러한 특성들을 가지는바, 이는 세로 방향의 열 전도성(longitudinal heat conductibility)(즉, 층을 따라 전파의 주된 방향으로의 열 전도성)이 횡단하는 열 전도성(transversal heat conductibility)(즉, 층에 대하여 십자형으로 열 전도성)보다 상당히 높으며, 층을 따라 열 전도성이 우수하다. 이러한 특성들은 순수한 탄소의 층들을 가진 흑연 층들에 의하여 가능하게 되며, 이 순수한 탄소의 층들은 정제(refinement)에 의해 달성되어 이에 따라 흑연 층들의 더 높은 이방성이 달성된다. 이로써, 열은 비교적 적은 열전 소자들을 가진 넓은 표면 상에서 빠르게 확산될 수 있는데, 이에 의해 온도 변화도들 및 핫 스팟들이 감소된다.

바람직한 실시예에 따르면, 층(110, 120)의 세로 방향의 열 전도성과 횡단하는 열 전도성 사이에 비율은 수백보다 더 크다. 비율이 증가하는 상태로, 모듈 소자들의 비용 효율적인 구성을 가져오는, 서로로부터 긴 거리로 배열된 열전 소자들을 가지는 것이 가능하게 된다. 층(110, 120)을 따라 열 전도성과 층들(110, 120)에 대하여 십자형으로 열 전도성 사이에 비율이 증가함에 따라서, 층들은 더 얇게 만들어질 수 있고 여전히 동일한 효율을 획득할 수 있으며, 대안적으로 층을 만들고 따라서 열적으로 더 빠른 모듈 소자(500)를 만든다.

제1 및 제2 열 전도층들(110, 120) 중 하나는 콜드 층이 되도록 되고, 제1 및 제2 열 전도층들(110, 120) 중 다른 하나는 핫 층이 되도록 된다. 예를 들어, 차량들의 위장을 위한 애플리케이션에 따르면, 제1 열 전도층(110), 즉 열 전도층들의 외부가 콜드 층이다.

흑연 층들(110, 120)은 변형에 따른 구성을 가지며, 이에 따라 흑연 층을 따라 열 전도성이 500-1500 W/mK의 범위 내에 놓이고, 흑연 층에 대하여 십자형으로 열 전도성이 1-10 W/mK의 범위 내에 있으며, 실시예에 따르면 1-5 W/mK의 범위 내에 있다.

실시예에 따르면, 모듈 소자(500)는 열전 소자(150)와 제2 열 전도 소자(120) 사이에 가능한 공간을 채우기 위해서 열전 소자(150) 안의 절연층(130)에 배열되는 중간 열 전도 소자(160)를 포함한다. 열 전도가 열전 소자(150)와 제2 열 전도 소자(120) 사이에 더 효율적으로 일어날 수 있다. 중간 열 전도 소자는 이방성 열 전도성을 가지며, 여기서 열 전도는 표면 소자(100)의 층들에 대하여 십자형으로 보다 층들을 따라 상당히 더 좋다. 이것은 도 3으로부터 명백하다. 실시예에 따르면, 중간 열 전도 소자(160)는 제1 및 제2 열 전도층(110, 120) 현재의 해당하는 특성들을 가지며, 하지만 제1 및 제2 열 전도층들(110, 120)의 열 전도에 대해 수직의 방향에 있는 이방성 열 전도를 가지는 흑연으로 구성된다.

단열(thermal isolation)을 위한 절연층(130)이 제1 열 전도층(110)과 제2 열 전도층(120) 사이에 배열된다. 절연층(130)이 구성되어, 이에 따라 핫 열 전도층(110, 120)으로부터의 열이 콜드 열 전도층(120, 110)에 최소한으로 영향을 주고, 그 반대의 경우도 가능하다. 절연층(130)은 모듈 소자(500)/디바이스의 성능을 상당히 개선한다. 제1 열 전도층(110) 및 제2 열 전도층(120)은 중간 절연층(130)에 의하여 상호 간에 열적으로 절연된다. 열전 소자(150)는 제1 열 전도층(110)과 함께 열 접촉에 있다.

바람직한 실시예에 따르면, 절연층(130)은 진공을 기반으로 한 소자(vacuum based element)(530) 또는 진공을 기반으로 한 층(530)이다. 이로써, 복사열과 대류열 모두가 물질 사이에 상호 작용으로 인해 감소되며, 이 물질은 좁고 사방이 막힌 공기의 높은 정도를 가진 통상적인 절연 물질들, 즉 매우 낮은 정도로 일어나는 발포 고무(foam), 유리 섬유 직물 등과 같은 다공성 물질들이 비교적 높으며, 기압은 통상적인 절연 물질들보다 수십만 배 더 낮은 범위 내에 있다.

실시예에 따르면, 진공을 기반으로 한 소자(530)는 높은 반사 막(reflection membrane)(532)으로 덮힌다. 그럼으로써 열 전달을 위한 물질과 상호 작용할 필요가 없는 전자기 방사(electromagnetic radiation)의 형태로 열의 전달이 대응된다.

진공을 기반으로 한 소자(530)는 따라서 매우 우수한 절연을 가져오고, 여러 가지 애플리케이션들에 대한 호환성 있는 구성을 더 가지며, 그럼으로써 많은 소중한 양상들을 실현하며 이 경우에 부피와 무게가 중요하다. 실시예에 따르면, 진공을 기반으로 한 소자에서 기압은 0.005 내지 0.01 토르(torr)의 범위 내에 있다. 이것은 또한 모든 유형들의 공기 전파음들이 흡수될 수 있는 장점을 낳는다. 더 낮은 음향 레벨이 그럼으로써 달성될 수 있어, 이에 따라 모터, 팬들 등과 같은 객체, 예를 들어 디바이스가 배열될 수 있는 차량으로부터의 공기 전파음이 감소될 수 있다.

실시예에 따르면, 절연층(130)은 방사를 통해서 일어나는 열 전달의 일부를 상당히 감소시키도록 된 낮은 방사를 가진 스크린들(534) 또는 층들(534)을 포함한다. 실시예에 따르면, 절연층(130)은 샌드위치 구조로 진공을 기반으로 한 소자(530)와 낮은 방사성의 층들(low emissive layers)(534)의 조합을 포함한다. 이것은 매우 효율적인 열 절연기(heat isolator)를 제공하고, 0.004 W/mK와 다름없는 열 전도성의 값들을 제공할 수 있다.

모듈 소자(500)는 실시예에 따르면 열 센서에 의해 구성되는 온도 감지 수단(210)을 더 포함한다. 온도 감지 수단(210)은 현재 온도를 감지하도록 된다. 변형에 따른 온도 감지 수단(210)은 센서 상에서 가장 바깥쪽으로 배열되는 물질을 통해서 전압 강하(voltage drop)를 측정하도록 되며, 물질은 온도에 따라 저항이 변하는 이러한 특성들을 가진다. 실시예에 따르면, 열 센서는 그것의 경계 층들에서 온도에 따라 약한 전압을 생성하는 두 가지 유형의 금속을 포함한다. 이러한 전압은 제벡-효과(Seebeck-effect)에서 발생한다. 전압의 크기는 이러한 온도 변화도의 크기에 직접 비례한다. 온도 범위 측정들이 수행되어야 하는 것에 따라, 여러 가지 유형들의 센서들이 다른 것들보다 더 안정적이며, 이 경우에 여러 가지 전압들을 생성하는 여러 가지 유형들의 금속들이 사용될 수 있다. 온도는 그 후에 열적 배경, 즉 배경의 온도를 감지/복사하도록 된 열 감지 수단으로부터 지속적인 정보와 비교하도록 되게 된다. 온도 감지 수단(210), 예를 들어 열 센서는 제1 열 전도층(110)의 상부 측면 상에 고정되며, 예를 들어 열 센서의 형태로 온도 감지 수단이 매우 얇게 만들어질 수 있고, 실시예에 따르면 제1 열 전도층, 예를 들어 흑연 층에 배열될 수 있으며, 흑연 층에서 실시예에 따른 열 센서의 원뿔형으로 구멍을 넓히기 위한 리세스가 배열된다.

모듈 소자(500)는 열전 소자(150)를 더 포함한다. 열전 소자(150)는 실시예에 따르면 절연층(130)에 배열된다. 온도 감지 수단(210)은 실시예에 따르면 층(110)에 배열되고 열전 소자(150)의 외부 표면에 가깝게 연결되며, 여기서 열전 소자(150)는 전압이 인가될 때 열전 소자(150)의 일 측에서의 열이 열전 소자(150)의 타측으로 초월하는 것과 같은 방법으로 구성된다. 감지 수단(210)에 의하여 온도를 감지될 때, 열 감지 수단으로부터의 온도 정보와 비교하여 온도 정보가 다를 때, 열전 소자(150)에 대한 전압이 조절되도록 되어, 이에 따라 실제 값들(actual values)이 일치하며, 여기서 모듈 소자(500)의 온도는 열전 소자(150)에 의하여 그에 맞춰서 적응된다.

열전 소자는 실시예에 따르면 펠티어 효과에 의하여 반도체 기능이 있다. 펠티어 효과는 데드 전류(dead current)가 여러 가지 금속들 또는 반도체들 위에 흘러가도록 될 때 일어나는 열전 현상들이다. 이러한 방식에서, 소자의 일 측을 냉각시키고 타측을 가열시키는 열 펌프(heat pump)가 생성될 수 있다. 이러한 변형에 따르면, 열전 소자는 하나의 단부가 양으로 도핑되고 다른 단부가 음으로 도핑되어, 이에 따라 전류가 반도체를 통해서 흐를 때, 전자들이 계속 흐르도록 강요되어, 이에 따라 일 측은 더 뜨거워지게 되고 다른 측은 더 차가워지게 되는 (전자들의 결핍(deficiency)), 반도체 막대(semiconductor rod)들을 더 포함한다. 전류의 방향의 변화 중에, 즉 인가되는 전압의 바뀐 극성에 의해, 효과는 반대이다. 즉, 다른 측이 뜨거워지게 되고 일 측이 차가워지게 된다. 이것은 따라서 본 발명에서 활용되는 이른바 펠티어 효과이다.

모듈 소자(500)는 제2 열 전도층(120) 안에 배열되는 지지층(support layer)(540)을 더 포함한다. 지지층(540)은 모듈 소자(500)를 지지하도록 된다. 지지층(540)은 모듈 소자가 부드러워지게 되는 것을 방지하는 강체층(rigid layer)이다.

모듈 소자(500)는 과잉 열을 효율적으로 전환하는 열을 확산시키기 위한 지지층(540) 안에 배열되는 열 파이프 층 또는 열 플레이트 층의 형태인 열 전도층(550)을 더 포함한다. 제3 열 전도층(550), 즉 열 파이프 층/열 플레이트 층은 변형에 따른 윅(wick)들의 형태로 내부의 모세 혈관 표면들을 가진 봉인된 알루미늄 또는 구리를 포함하며, 변형에 따른 윅들은 소결된 구리 분말(sintered copper powder)에 의해 구성된다. 윅은 변형에 따른 아래 여러 가지 공정들이 증발되거나 응결되는, 액체로 포화 상태로 된다. 액체 및 윅의 유형은 의도된 온도 범위에 의해 결정되고, 열 전도성을 결정한다.

제3 열 전도층(550), 즉 열 파이프 층/열 플레이트 층에서의 압력은 비교적 낮으며, 그런 이유로 특정한 증기 압력(steam pressure)이 열이 적용되는 지점에서 증발하는 윅에서 액체를 만든다. 이러한 위치에 있는 증기는 더 낮은 압력을 가진 모든 지역들로 빠르게 확산하는 그것의 주변보다 상당히 높은 압력을 가지는바, 더 낮은 압력을 가진 지역들에서 그것은 윅 내에 응결되고, 열의 형태로 그것의 에너지를 방출한다. 이 공정은 평형 압력이 일어날 때까지 지속한다. 이 공정은 동시에 원상태로 되돌릴 수 있으며, 이에 따라 차가움도, 즉 열의 부족이 동일한 원리로 전달될 수 있다.

열 파이프들/열 플레이트의 층들을 사용하는 것의 장점은 그들이 예를 들어, 통상적인 구리보다 상당히 더 높은, 매우 효율적인 열 전도성을 가지는 것이다. 열을 전달하기 위한 능력, 이른바 축 파워 비율(Axial Power Rating : APC)은 파이프의 길이로 손상되고, 파이프의 지름으로 증가한다. 열 파이프/열 플레이트는 열 전도층들과 함께 넓은 표면들 상에서 열을 분배시키기 위한 그들의 우수한 능력으로 인해 모듈 소자들(500)의 밑면으로부터 아래 놓이는 물질까지 과잉 열의 빠른 확산을 가능하게 한다. 열 파이프/열 플레이트에 의하여, 예를 들어, 어떤 햇살이 내리쬐는 상황들 중 요구되는 과잉 열의 빠른 전환이 가능하게 된다. 과잉 열의 빠른 전환으로 인해, 열전 소자(150)의 효율적인 일이 가능하게 되는바, 이는 지속적으로 주변의 효율적인 열적 적응을 가능하게 한다.

본 실시예에 따르면, 제1 열 전도층 및 제2 열 전도층은 전술한 바와 같은 흑연 층들에 의해 구성되며, 제3 열 전도층은 열 파이프 층들/열 플레이트 층들에 의해 구성된다. 본 발명의 변형에 따른, 제3 열 전도층은 약간 효율을 감소시키고 하지만 동시에 비용을 감소시키도록 생략될 수 있다. 추가적인 변형에 따른, 제1 및/또는 제2 열 전도층은 효율을 증가시키고 하지만 동시에 비용을 증가시키는 열 파이프 층/열 플레이트 층에 의해 구성될 수 있다. 경우에서, 제2 열 전도층은 열 파이프 층/열 플레이트 층에 의해 구성되며, 제3 열 전도층은 생략될 수 있다.

모듈 소자(500)는 열막(thermal membrane)(560)을 더 포함한다. 열막(560)은 불규칙들이 다른 한편으로 열적 콘택을 손상시킬 수 있는 모터 차량들의 몸체와 같은 작은 불규칙들을 가진 표면들 상에서 우수한 열적 콘택을 가능하게 한다. 이로써, 과잉 열을 전환하기 위한 가능성 및 따라서 열전 소자(150)의 효율적인 업무가 개선된다. 실시예에 따르면, 열막(560)은 높은 열 전도성을 가진 소프트 층에 의해 구성되는바, 이는 과잉 열의 우수한 전환을 가능하게 하는 예를 들어, 차량의 몸체에 맞서서 우수한 열적 콘택을 획득하는 모듈 소자(500)를 가져온다.

앞에서, 모듈 소자(500) 및 모듈 소자의 층들은 평면으로서 설명되었다. 다른 대안적인 형상들/구성들이 또한 가능하다.

제1 열 전도층(110)은 실시예에 따르면 0.1-2.5 mm, 예를 들어 0.4-0.8 mm의 범위 내의 두께를 가지며, 두께는 다른 무엇보다도 특히 애플리케이션과 원하는 열 전도 및 효율에 의존한다. 제2 열 전도층(120)은 실시예에 따르면 0.1-2.5 mm, 예를 들어 0.4-0.8 mm의 범위 내의 두께를 가지며, 두께는 다른 무엇보다도 특히 애플리케이션과 원하는 열 전도 및 효율에 의존한다.

절연층(130)은 실시예에 따르면 4-30 mm, 예를 들어 10-20 mm의 범위 내의 두께를 가지며, 두께는 다른 무엇보다도 특히 애플리케이션과 원하는 효율에 의존한다.

열전 소자(150)는 실시예에 따르면 1-20 mm, 예를 들어 약 4 mm의 변형에 따른 2-8 mm의 범위 내의 두께를 가지며, 두께는 다른 무엇보다도 특히 애플리케이션과 원하는 열 전도 및 효율에 의존한다. 실시예에 따른 열전 소자는 0.01 mm²-60 cm², 예를 들어 0.01 mm²-20 cm² 의 범위 내의 표면을 가진다.

중간 열 전도 소자(160)는 적응되는 두께를 가지며, 이에 따라 중간 열 전도 소자(160)는 열전 소자(150)와 제2 열 전도층(120) 사이에 공간을 채운다.

실시예에 따른 표면층(510)은 0.1-4 mm, 예를 들어 1.5-2 mm의 범위 내의 두께를 가지고, 다른 무엇보다도 특히 애플리케이션과 효율에 의존한다.

실시예에 따른 열막(560)은 0.05-1 mm의 범위 내, 예를 들어 약 0.4 mm의 두께를 가지고, 다른 무엇보다도 특히 애플리케이션에 의존한다.

앞에 말한 것에 따라 열 파이프/열 플레이트의 형상으로 제3 열 전도층(550)은 실시예에 따르면 2-8 mm의 범위 내, 예를 들어 약 4mm의 두께를 가지며, 두께는 다른 무엇보다도 특히 애플리케이션, 원하는 효율 및 열 전도에 의존한다.

모듈 소자/표면 소자(500)의 표면은 실시예에 따르면 25-2000 cm², 예를 들어 75-1000 cm²의 범위 내이다. 표면 소자의 두께는 실시예에 따르면 5-40 mm, 예를 들어 15-25 mm의 범위 내이며, 두께는 다른 무엇보다도 특히 원하는 열 전도 및 효율과 여러 가지 층들의 물질들에 의존한다.

도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 모듈 소자(500)의 평면도를 도식적으로 나타낸다.

본 실시예에 따르면, 모듈 소자(500)는 육각형으로 형성된다. 이것은 예를 들어 도 7a-c에 따른 모듈 시스템들의 구성 중에 단순하고 일반적인 적응 및 조립을 가능하게 한다. 게다가 고른 온도가 전체 육각형의 표면 상에서 생성될 수 있으며, 여기서 예를 들어, 직각으로 형성된 모듈 소자의 코너들에서 일어날 수 있는 온도에서의 국부적인 차이들이 방지될 수 있다.

모듈 소자(500)는 열전 소자(150)에 연결되는 제어 루프(200)를 포함하며, 여기서 열전 소자(150)는 도 5a에 따른 모듈 소자(500)의 제1 열 전도층(110)의 일부에 미리 결정된 온도 변화도를 생성하도록 되며, 미리 결정된 온도 변화도는 제어 루프에서 열전 소자(150) 상에 인가되는 전압에 의하여 제공되며, 전압은 제어 루프(200)에서 온도 데이터 또는 온도 정보를 근거로 한다.

모듈 소자(500)는 상호 연결을 위한 모듈 소자들을 모듈 시스템에 전기적으로 연결하기 위한 인터페이스(570)를 포함한다. 인터페이스는 실시예에 따른 커넥터(570)를 포함한다.

모듈 소자는 약 5 cm²의 표면만큼 작게 치수화될 수 있으며, 모듈 소자의 크기는 제어 루프(200)의 크기에 의해 제한된다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 열적 적응을 위한 디바이스(VI)를 도식적으로 나타낸다.

디바이스는 제어 루프(200) 또는 제어 유닛(200)과, 예를 들어 도 5a, 5b에 따른 표면 소자(500)를 포함하며, 여기서 제어 루프는 표면 소자들(500)에 연결된다. 디바이스는 제어 루프(200)로부터 전압을 받아들이도록 된 열전 소자(150)를 더 포함하며, 앞에 말한 것에 따라 열전 소자(150)는 전압이 인가될 때, 열전 소자(150)의 일 측에서의 열이 열전 소자의 타 측에 초월하는 것과 같은 방법으로 구성된다.

본 실시예에 따른 디바이스는 표면 소자(500)의 현재 온도를 감지하도록 된 온도 감지 수단(210)을 포함한다. 온도 감지 수단은 실시예에 따르면 예를 들어 도 5a에 도시된 바와 같이, 열전 소자(150)의 외부 표면 상에 또는 열전 소자(150)의 외부 표면과 관련하여 배열되며, 이에 따라 감지되는 온도는 표면 소자(500)의 외부 온도이다.

제어 루프(200)는 배경 온도와 같은 온도를 감지하도록 된 열 감지 수단(610)을 포함한다. 제어 루프(200)는 열 감지 수단(610)으로부터 온도 데이터를 받아들이고 처리하도록 된 소프트웨어 유닛(software unit)(620)을 더 포함한다. 열 감지 수단(610)은 따라서 링크(602)를 통해서 소프트웨어 유닛(620)에 연결되며, 여기서 소프트웨어 유닛(620)은 배경 데이터 또는 주변의 온도 데이터를 나타내는 신호를 수신하도록 된다.

소프트웨어 유닛(620)은 통신하도록 된 사용자 인터페이스(630)로부터 명령들을 더 수신하도록 된다. 소프트웨어 유닛(620)은 링크(603)를 통해서 사용자 인터페이스(630)에 연결된다. 소프트웨어 유닛(620)은 링크(603)를 통해서 사용자 인터페이스로부터 신호를 수신하도록 되며, 명령 데이터를 나타내는 신호, 즉 어떻게 소프트웨어 유닛(620)이 소프트웨어-프로세스 온도 데이터에 있는 정보가 열 감지 수단(610)을 형성한다. 사용자 인터페이스(630)가 예를 들어, 디바이스가 예를 들어 군사용 차량 상에 배열되고 차량의 특정한 패턴과 함께 열적 위장 및/또는 적응을 위한 것으로 의도될 때 구성될 수 있으며, 이에 따라 오퍼레이터(operator)는 위협의 추정된 방향으로부터, 배경에 대한 최선의 상상할 수 있는 시그니처(signature)를 달성하기 위해서 디바이스의 이용 가능한 전력에 집중하도록 선택할 수 있다. 이것은 도 9에서 더욱 자세하게 설명된다.

본 실시예에 따르면, 제어 루프(200)는 링크(604)를 통해서 소프트웨어 유닛(620)에 연결되는 아날로그/디지털 컨버터(analogue/digital converter)(640)를 더 포함한다. 소프트웨어 유닛(620)은 링크(604)를 통해서 신호를 수신하도록 되며, 정보를 나타내는 신호는 소프트웨어 유닛(620)으로부터 패키지화하고, 정보 패키지, 즉 사용자 인터페이스로부터 통신하고 온도 데이터를 처리하는 정보를 변환하도록 된다. 사용자 인터페이스(630)는 그것으로부터 또는 선택되었던 위협의 방향으로부터 결정되도록 되며, IR-카메라/센서는 소프트웨어 유닛(620)에 정보를 전달할 수 있다. 실시예에 따르면, 모든 아날로그 정보는 작은 집적 회로들인 표준 A/D 컨버터들을 통해서 아날로그/디지털 컨버터(640)에서 바이너리 디지털 정보로 변환된다. 이로써, 어떠한 와이어들도 요구되지 않는다. 도 7a-c와 관련하여 설명되는 실시예에 따르면, 디지털 정보는 차량의 프레임워크를 제공하는 전류 위에 겹쳐 놓도록 된다.

제어 루프(200)는 링크(605)를 통해서 디지털/아날로그 컨버터(640)에 연결되는 디지털 정보 수신기(digital information receiver)(650)를 더 포함한다. 소프트웨어 유닛(620)에서, 정보는 아날로그로 디지털/아날로그 컨버터(640)에 보내지며, 이 경우에 각각의 표면 소자에서의 온도(원하는 값)에 관한 정보가 등록됐을 것이다. 이것 모두가 디지털/아날로그 컨버터(640)에서 디지털화되고, 원하는 값 등에 관하여 관련되는 정보와 함께 각각의 표면 소자(500)에 대한 고유 디지털 아이덴티티들을 포함하는 디지털 시퀀스로서 표준 절차에 따라서 보내진다. 이 시퀀스는 디지털 정보 수신기(650)에 의해서 판독되고, 디지털 정보 수신기(650)에 미리-프로그램된 무엇에 해당하는 아이덴티티만이 판독된다. 각각의 표면 소자(500)에서, 고유 아이덴티티를 가진 디지털 정보 수신기(650)가 배열된다. 디지털 정보 수신기(650)는 디지털 시퀀스가 정확한 디지털 아이덴티티에 접근하는 것을 감지할 때, 디지털 정보 수신기(650)는 관련된 정보를 등록하도록 되고 남은 디지털 정보는 등록되지 않는다. 이 프로세서는 각각의 디지털 정보 수신기(650)에서 일어나고, 각각의 표면 소자(500)에 대한 고유 정보가 달성된다. 이 기법은 CAN 기법이라고도 부른다.

본 실시예에 따른 온도 제어 루프(600)는 디지털 정보 수신기(650), 링크(606)를 통해서 디지털 정보 수신기(650)에 연결되는 이른바 PID(Proportional lntegrational Differential)-회로(660), 및 링크(607)를 통해서 PID-회로에 연결되는 조절기(regulator)(670)를 포함한다. 링크(606)에서, 특정한 디지털 정보를 나타내는 신호가 제어 가능하게 되는 각각의 표면 소자(500)를 위해서 보내지도록 되어, 이에 따라 원하는 값(desired value)과 실제 값(actual value)이 일치한다.

조절기(670)는 그 후 링크들(203, 204)을 통해서 열전(thermoelectric)(150)에 연결된다. 온도 감지 수단(210)은 링크(205)를 통해서 PID-회로(660)에 연결되며, 여기서 PID-회로는 온도 감지 수단(210)에 의하여 감지되는 온도 데이터를 나타내는 신호를 수신하기 위해서 링크(205)를 통해서 배열된다. 조절기(570)는 열전 소자(150)로 전류 공급/전압을 증가 또는 감소시키기 위한 정보를 나타내는 신호를 PID-회로(660)로부터 수신하기 위해서 링크(607)를 통해서 배열된다.

열전 소자(150)는 전압이 인가될 때, 열전 소자(150)의 일 측에서의 열이 열전 소자(150)의 다른 측에 초월하는 것과 같은 방법으로 구성된다. 열 감지 수단(610)으로부터 온도 정보에 비해 온도 감지 수단(210)에 의하여 감지되는 온도가 열 감지 수단(610)으로부터의 온도 정보와 다를 때, 열전 소자(150)에 대한 전압이 조절되도록 되어, 이에 따라 실제 값과 원하는 값이 일치하며, 여기서 표면 소자(500)의 표면의 온도는 따라서 열전 소자에 의하여 적응된다.

실시예에 따르면 열 감지 수단(610)은 주변의 온도를 측정하도록 된 온도계와 같은 적어도 하나의 온도 센서를 포함한다. 다른 실시예에 따르면, 열 감지 수단(610)은 배경의 겉보기 온도(apparent temperature)를 측정하도록 된, 즉 배경 온도의 평균값을 측정하도록 된 적어도 하나의 IR-센서를 포함한다. 또 다른 실시예에 따르면, 열 감지 수단(610)은 배경의 열적 구조를 감지하도록 된 적어도 하나의 IR-카메라를 포함한다. 열 감지 수단의 이러한 여러 가지 변형들이 도 7a-c와 관련하여 더욱 상세하게 설명된다.

도 7a는 열적 배경 또는 이에 상응하는 것을 나타내는 표면 소자들(500) 또는 모듈 소자를 포함하는 모듈 시스템(700)의 부분들(VII-a)을 도식적으로 나타내고, 도 7b는 도 7a에서 모듈 시스템의 확대된 부분(VII-b)을 도식적으로 나타내고, 도 7c는 도 7b의 확대된 부분을 도식적으로 나타낸다.

개개의 온도 조정은 제어 루프, 예를 들어 각각의 모듈 소자(500)에 배열되는 도 6에서의 제어 루프에 의하여 개별적으로 각각의 모듈 소자(500)에서 일어나도록 된다. 각각의 모듈 소자(500)는 실시예에 따른 도 5a-b에서 모듈 소자에 의해 구성된다.

각각의 모듈 소자(500)는 본 실시예에 따르면 육각형의 형상이다. 도 7a-b에서, 모듈 소자들(500)은 체크 무늬 패턴으로 나타낸다. 모듈 시스템(700)은 본 실시예에 따르면 각각의 모듈 소자를 받아들이도록 된 프레임워크(framework)(710)로서 구성되는 지지 구조(support structure)(710)를 포함한다. 본 실시예에 따른 프레임워크는 벌집 구성(honeycomb configuration)을 가지며, 즉 다수의 육각형의 프레임들(712)에 의하여 상호 연결되며, 각각의 육각형의 프레임(712)은 각각의 모듈 소자(500)를 받아들이도록 된다.

프레임워크(710)는 본 실시예에 따르면 전류를 공급하도록 된다. 각각의 육각형의 프레임(712)은 모듈 소자(500)가 전기적으로 맞물리게 되도록 된 것에 의하여 커넥터(720)를 포함하는 인터페이스(720)로 제공된다. 도 6에 따른 열 감지 수단에 의하여 감지되는 배경 온도를 나타내는 디지털 정보는 프레임워크(710) 위에 겹쳐 놓도록 된다. 프레임워크 그 자체가 전류를 공급하도록 됨에 따라, 와이어들의 수가 감소될 수 있다. 프레임워크에서, 전류는 각각의 모듈 소자(500)에 전달될 것이며, 하지만 동시에 또한 전류와 겹쳐 놓게 되며, 디지털 시퀀스는 각각의 모듈 소자(500)에 대한 고유 정보를 포함한다. 이러한 방식에서, 어떠한 와이어들도 프레임워크에서 필요가 없게 될 것이다.

프레임워크는 모듈 소자들(500)을 받아들이는 높이 및 표면으로 치수화된다.

도 6과 관련하여 설명된 것과 같은 각각의 모듈 소자의 디지털 정보 수신기가 그 후 디지털 정보를 수신하도록 되며, 여기서 도 6에 따른 온도 제어 루프는 도 6과 관련하여 설명되는 것에 따라 조절되도록 된다.

실시예에 따르면, 디바이스는 군사용 차량과 같은 크래프트 상에 배열된다. 프레임워크(710)는 그 후 예를 들어 차량 상에 고정되도록 되며, 여기서 프레임워크(710)는 전류 및 디지털 신호들 모두를 공급하도록 된다. 차량의 몸체 상에 프레임워크(710)를 배열함으로써, 프레임워크(710)는 동시에 크래프트/차량의 몸체에 고정하는 것을 제공하며, 즉 프레임워크(710)는 모듈 시스템(700)을 지지하도록 된다. 모듈 소자(500)를 사용함으로써, 장점이 만약 하나의 모듈 소자(500)가 어떤 이유로 실패하면 실패된 모듈 소자만이 교체되어야할 필요가 있게 다른 무엇보다도 특히 달성된다. 게다가 모듈 소자(500)는 애플리케이션에 따라 적응을 가능하게 한다. 모듈 소자(500)는 단락-회로들과 같은 전기적인 고장(malfunction)들, 외부 영향들에 따라, 그리고 분쇄(shatter)의 손해들과 남은 탄약으로 인해 실패할 수 있다.

각각의 모듈 소자의 전자 장치는 바람직하게는 각각의 모듈 소자(500)에서 캡슐화되어, 이에 따라 예를 들어, 안테나들에서 전기 신호들의 유도가 최소화된다.

예를 들어, 차량의 몸체는 접지면(ground plane)(730)으로서 기능을 하도록 되며, 프레임워크(710)는, 바람직하게는 프레임워크의 윗부분은 페이즈(phase)를 구성하도록 된다. 도 7b-c에서, I는 프레임워크에서 전류이고, Ti는 모듈 소자(I)에 온도를 포함하는 디지털 정보이고, D는 편차이며, 즉 각각의 모듈 소자에 대한 원하는 값과 실제 값 사이에 있는 얼마나 큰 차이를 표현하는 디지털 신호이다. 이 정보는 방대 방향으로 보내지며, 이는 이 정보가 예를 들어 도 6에 따른 사용자 인터페이스(630)에서 도시될 수 있기 때문이며, 이에 따라 사용자가 시스템의 온도 적응이 당장에 얼마나 좋은지를 알고 있다.

도 7d는 본 발명의 실시예에 따른 열적 배경 또는 비슷한 것을 재현하기 위한 소자들을 포함하는 모듈 시스템(VII) 또는 모듈 시스템(VII)의 일부의 평면도를 도식적으로 나타내며, 도 7e는 도 7d에서 모듈 시스템(VII)의 측면도를 도식적으로 나타낸다.

본 실시예에 따른 모듈 시스템(VII)은 프레임워크(710)에 의해 구성되는 지지 구조 대신에, 상호 연결된 모듈 소자들(500)을 지지하기 위한 하나 이상의 지지 부재들(support members)(750) 또는 지지 플레이트들(750)에 의해 구성되는 지지 구조(750)가 제공되는 것이, 도 7a-c에서 나타낸 실시예에 따른 모듈 소자(700)와 다르다.

지지 구조는 따라서, 도 7d-e에 나타낸 바와 같은 하나의 지지 부재(750) 또는 복수의 상호 연결된 지지 부재들(750 750)에 의해 형성될 수 있다.

지지 부재는 열적 수요(thermal demand)들 및 강인함과 내구성에 관련된 수요들을 실현하는 임의의 물질로 만들어진다. 지지 부재(750)는 실시예에 따르면 가볍고 강인하고 내구성이 있는 장점을 가지는 알루미늄으로 만들어진다. 대안적으로 지지 부재(750)는 또한 강인하고 내구성이 있는 강철로 만들어진다.

시트 구성(sheet configuration)을 갖는 지지 부재(750)는 본 발명에 따르면 본질적으로 평면(flat surface)과 사각 형상(square shape)을 가진다. 지지 부재(750)는 대안적으로 사각형, 육각형 등과 같은 임의의 적절한 형상을 가질 것이다.

지지 부재(750)의 두께는 5-30 mm, 예를 들어 10-20 mm 이내의 범위이다.

전술한 바와 같은 열전 소자들(150)을 포함하는 상호 연결된 모듈 소자들(500)은 지지 부재(750) 상에 배열된다. 지지 부재(750)는 전류를 공급하도록 된다. 지지 부재(750)는 각각의 단일 모듈 소자와, 및 각각의 단일 모듈 소자로부터 통신을 위한 링크들(761, 762, 771, 772, 773, 774)을 포함하며, 링크들은 지지 부재(750) 안에 통합된다.

본 실시예에 따르면, 모듈 시스템은 지지 부재(750), 및 2개의 모듈 소자들(500)의 왼쪽 열(column), 3개의 모듈 소자들(500)의 중간 열(column) 및 2개의 모듈 소자들(500)의 오른쪽 열(column)이 형성되는 것과 같은 방법으로 지지 부재(750)의 상부에 배열되는 7개의 상호 연결된 육각형의 모듈 소자들(500)을 포함한다. 하나의 육각형의 모듈 소자가 따라서 중간에 배열되고, 다른 6개의 육각형의 모듈 소자들이 지지 부재(750) 상에서 중간 모듈 소자 주변에 배열된다.

본 실시예에 따르면, 전류 공급 신호들 및 통신 신호들이 분리되고 위에 겹쳐지지 않는바, 이는 통신 대역폭을 증가시키고 따라서 통신율을 높인다. 이는 통신 신호들의 신호 속도를 증가시키는 증가된 대역폭으로 인해 시그니처 패턴들에서 변화를 단순화시킨다. 이로써, 또한 이동 중에 열적 적응이 개선된다.

영향이 없이 다수의 모듈 소자들(500)의 상호 연결을 분리하는 전류 신호들 및 통신 신호들을 가짐으로써, 통신 속도가 가능하게 된다. 각각의 지지 부재(750)는 전류 공급을 위한 2개 이상의 링크들(761, 762)과 결합하여 디지털 및/또는 아날로그 신호들을 위한 몇몇 링크들(771, 772, 773, 774)을 포함한다.

본 실시예에 따르면, 통합된 링크들은 모듈 소자들(500)의 각각의 열(column)에 전류의 공급을 위한 제1 링크(761) 및 제2 링크(762)를 포함한다. 통합된 링크들은 모듈 소자들(500)에 정보/통신 신호들을 위한 제3 및 제4 링크들(771, 772)과, 상기 신호들은 디지털 및/또는 아날로그이고, 모듈 소자들(500)로부터 정보/진단 신호들을 위한 제5 및 제6 링크들(773, 774)을 포함하며, 상기 신호들은 디지털 및/또는 아날로그이다.

정보 신호들을 모듈 소자들(500)에 제공하기 위한 2개의 링크들(제3 및 제4 링크들(771, 772)), 및 정보 신호들을 모듈 소자들(500)로부터 제공하기 위한 2개의 링크들(제5 및 제6 링크들(773, 774))을 가짐으로써, 통신 속도는 본질적으로 무제한으로 되며, 즉 잠깐 동안 일어난다.

지지 모듈은 이런 종류의 다른 지지 모듈들에 연결 가능하며, 지지 모듈은 예를 들어 링크들을 통해서 지지 모듈들을 전기적으로 맞물리게 하기 위한 도 7a와 관련하여 참조되는 커넥터들과 비슷한 커넥터들(도시되지 않음)을 통해서 연결된다. 이로써, 커넥터들의 수가 감소된다.

모듈 소자들(500)은 임의의 적절한 체결 수단(fastening means)에 의하여 지지 부재(750)에 부착된다.

지지 구조를 형성하는 상호 연결된 지지 부재(750)들이 차량, 배 등과 같은 크래프트의 몸체 상에서 배열되어야 하는 것으로 의도된다.

예를 들어, 도 6에 따른 온도 감지 수단(210)은 모듈 소자(500)의 외부 온도를 감지하기 위해서 각각의 모듈 소자(500)의 열전 소자(150)와 관련하여 배열된다. 외부 온도는 그 후에 도 5 및 도 6와 관련하여 전술한 바와 같이 열 감지 수단에 의하여 감지되는 배경 온도와 지속적으로 비교하도록 된다. 이들이 차이가 있을 때, 도 6과 관련하여 설명된 온도 제어 루프와 같은 수단이 모듈 소자의 열전 소자에 전압을 조절하도록 되어, 이에 따라 실제 값들과 원하는 값들이 일치한다. 시스템의 시그니처 효율의 정도, 즉 달성될 수 있는 열적 적응의 정도는 열 감지 수단, 즉 온도 센서, IR-센서 또는 IR-카메라에서 사용되는 온도 참조에 의존한다.

배경 온도의 덜 정확한 표현인, 대기의 온도를 측정하도록 된 온도계와 같은 적어도 하나의 온도 센서에 의해 구성되는 실시예에 따른 열 감지 수단의 결과로서, 하지만 온도 센서는 비용 효율적인 장점을 가진다. 차량들 등을 가진 애플리케이션에서, 온도 센서는 차량의 가열된 지역들의 영향을 최소화하기 위해서 차량의 공기 흡입구에 바람직하게 배열된다.

배경의 겉보기 온도를 측정하도록 된, 즉 배경 온도의 평균값을 측정하도록 된 적어도 하나의 IR-센서에 의해 구성되는 실시예에 따른 열 감지 수단의 결과로서, 배경 온도의 더 정확한 값이 달성된다. IR-센서는 위협의 여러 가지 방향들을 포괄하기 위해서 차량의 모든 측면들 상에 바람직하게 설치된다.

배경의 열적 구조를 감지하도록 된 IR-카메라에 의해 구성되는 실시예에 따른 열 감지 수단의 결과로서, 배경에 대한 거의 완벽한 적응이 달성될 수 있으며, 배경의 온도 변화들은 예를 들어, 차량 상에서 나타낼 수 있다. 여기에서, 모듈 소자(500)는 픽셀들의 세트가 문제의 거리에서 배경에 의해 차지되었던 온도와 일치할 것이다. 이들 카메라 픽셀들은 그룹화되도록 되어, 이에 따라 IR-카메라의 해상도는 모듈 시스템의 해상도에 의해 나타낼 수 있는 해상도와 일치한다. 즉, 각각의 모듈 소자는 픽셀에 일치한다. 이로써, 배경 온도의 매우 우수한 표현이 달성되어, 이에 따라 공기보다 다른 온도를 흔히 가지는 배경의 예를 들어, 태양의 가열, 눈 얼룩들(snow stains), 수조들(water pools), 여러 가지 방출 특성들 등이 정확하게 표현될 수 있다. 이것은 분명한 윤곽들 및 넓은 고르게 가열된 표면들이 생성되는 것을 효율적으로 대응하여, 이에 따라 차량의 매우 우수한 열적 위장이 가능하게 되고, 작은 표면 상에서의 온도 변화들이 나타낼 수 있다.

도 8은 위협의 방향에서 위협에 종속되는 차량(800)과 같은 객체(800)를 도식적으로 나타내며, 배경(810)의 열적 구조(812)는 본 발명에 따른 디바이스에 의하여 위협의 방향에 직면하는 차량의 측면 상에서 재현된다. 실시예에 따른 디바이스는 도 7a-c 또는 도 7d-e에 따른 모듈 시스템을 포함하며, 모듈 시스템은 차량(800) 상에 배열된다.

위협의 추정된 방향이 화살표(C)에 의하여 나타낸다. 객체(800), 예를 들어 차량(800)이 목표물을 구성한다. 위협은 예를 들어, 열적 정찰 및 감시 시스템에 의하여 구성될 수 있으며, 열 추적 미사일 또는 이에 상응하는 것이 목표물 상에 고정되도록 된다.

위협의 방향을 보면, 열적 배경(810)은 위협의 방향(C)의 확장으로 나타난다. 차량(800)의 이러한 열적 배경(810)의 부분(814)은 본 발명에 따른 열 감지 수단(610)에 의하여 복사되어야 하도록 된 위협으로부터 보이게 되어, 이에 따라 열적 배경의 부분의 복사(814'), 즉, 변형에 따른 열적 구조(814')가 위협에 의해 보이게 된다. 도 7a-e와 관련하여 설명된 바와 같이, 변형에 따른 열 감지 수단(610)은 IR-카메라, 변형에 따른 IR-센서 및 변형에 따른 온도 센서를 포함하며, 여기서 IR-카메라는 배경의 최상의 열적 표현을 제공한다.

열적 배경(814'), 즉, 열 감지 수단에 의하여 감지된/복사된 배경의 열적 구조는 목표물의 측면에서 서로 상호작용하게 재현되도록 되며, 여기에서 차량(800)은 디바이스에 의하여 위협에 직면하며, 이에 따라 차량(800)은 열적으로 배경 속으로 녹아든다. 이로써, 위협들(예를 들어, IR-카메라들의 형태로 또는 목표물/차량(800)에 고정하는 열 감지 미사일)로부터 검출 및 식별을 위한 가능성이 더 어렵게 제공되며, 이는 그것이 열적으로 배경 속으로 녹아들기 때문이다.

차량이 이동함에 따라, 배경의 복사된 열적 구조(814')는 이방성 열 전도성을 가진 열 전도층들, 절연층, 열전 소자의 조합으로 인해 열적 배경들에서의 변화들에 지속적으로 적응될 것이고, 열적 배경의 감지를 위한 열 감지 수단과 본 발명에 따른 디바이스의 실시예들 중 임의의 것에 따른 온도 감지 수단 사이에 차이를 지속적으로 등록될 것이다.

본 발명에 따른 디바이스는 따라서 자동 열적 적응 및 온도가 변화하는 배경들에 대해 더 낮은 콘트라스트(contrast)를 가능하게 하며, 이는 검출, 식별 및 인식을 더 어렵게 만들고 잠재적인 목표물 탐지기(target seeker)들 또는 이에 상응하는 것으로부터 위협을 감소시킨다.

본 발명에 따른 디바이스는 차량의 낮은 시그니처, 즉 낮은 콘트라스트를 가능하게 하여, 이에 따라 차량의 윤곽들, 배기구(exhaust outlet)의 배치, 냉각 공기의 배출구의 배치 및 크기, 트랙 스탠드(track stand) 또는 바퀴들, 캐논(canon) 등이, 즉 차량의 시그니처가 열적으로 최소화될 수 있으며, 이에 따라 배경과 비교하여 더 낮은 열적 시그니처가 본 발명에 따른 디바이스에 의하여 제공된다.

예를 들어, 도 7a-c 또는 도 7d-e에 따른 모듈 시스템을 가진 본 발명에 따른 디바이스는 태양열 난방(solar heating)의 더 낮은 영향을 가진 예를 들어, AC-시스템들의 전력 소비를 낮추는, 열적 절연의 효율적인 층을 제안한다. 즉, 디바이스가 액티브하지 않을 때, 모듈 시스템은 우수한 열적 절연을 차량의 태양열 난방에 제공하고, 그럼으로써 내부 기후를 개선한다.

게다가 멀티스펙트럼 특징들(multispectral properties), 즉 여러 가지 웨이브 범위들에서의 위장이 가능하게 된다. 모듈 소자들(500)은 열적으로 제외하고, 또한 레이더 범위의 어떤 미리 결정된 부분들에 대한 낮은 시그니처를 제공할 수 있다. 이것은 얇게 여러 가지 유형들을 적용함으로써 생성되며, 레이더는 모듈 소자(500)에 층들을 흡수한다. 층 유형의 선택은 흡수되어야 하는 레이더 스펙트럼의 부분을 결정한다. 레이더 흡수력들(radar absorbents)은 현재 표준 제품들이고, 매우 얇은 층들일 수 있다.

도 9는 원하는 배경의 열적 구조의 재현을 위한 본 발명의 실시예에 따른 디바이스를 갖춘 차량(800)과 같은 객체(800)에 대한 위협의 여러 가지 잠재적인 방향들을 도식적으로 나타낸다.

본 발명에 따른 디바이스의 실시예에 따르면, 디바이스는 위협들의 여러 가지 방향을 선택하기 위한 수단을 포함한다. 실시예에 따른 수단은 예를 들어, 도 6과 관련하여 설명된 바와 같은 사용자 인터페이스를 포함한다. 위협의 예상되는 방향에 따라, IR-시그니처가 여러 가지 배경들에 적응되어야 할 필요할 것이다. 실시예에 따른 도 6에서의 사용자 인터페이스(630)는 배경의 낮은 시그니처를 유지하기 위해서 액티브이어야 할 필요가 있는 차량의 부분 또는 부분들인 위협의 추정된 방향으로부터 쉽게 선택할 수 있는 사용자를 위한 그래픽적인 방식을 구성한다.

사용자 인터페이스에 의하여, 오퍼레이터가 최상의 상상할 수 있는 열적 구조/시그니처를 달성하기 위한 디바이스의 이용 가능한 전력을 집중시키기 위해서 선택할 수 있는바, 최상의 상상할 수 있는 열적 구조/시그니처는 예를 들어, 배경이 복잡하게 되고 최적의 적응을 위한 디바이스의 많은 전력을 필요로 할 때, 요구될 수 있다.

도 9는 객체(800)/차량(800)에 대한 위협의 여러 가지 방향들을 도시하며, 위협의 방향들은 섹션들로 나뉜 반구(semi-sphere)로 그려진 객체/차량을 가지는 것에 의해 나타낸다. 위협은 예를 들어, 목표물 추적 미사일(920), 헬리콥터(930) 등과 같은 공중으로부터의 위협 또는 군인(940), 탱크(950) 등과 같은 지상으로부터의 위협에 의해 구성될 수 있다. 위협이 공중으로부터 오면, 차량의 온도는 지면의 온도와 일치해야 하며, 차량의 온도는 차량 뒤에 배경에 적응되어야 하며, 위협은 수평 레벨에서 전방으로부터 직진해서 들어오며, 본 발명의 변형에 따른 다수의 위협 섹터들(910a-f)이 예를 들어 12가지의 위협 섹터들이 정의되며, 6개의 위협 섹터들(910a-f)은 도 9에서 참조되고 추가적인 6개의 위협 섹터들은 사용자 인터페이스에 의하여 선택될 수 있는 반구의 반대쪽에 있다.

앞서 본 발명에 따른 디바이스가 설명되었으며, 이 경우에 디바이스는 열적 위장을 위해 활용되어, 이에 따라 예를 들어 본 발명에 따른 디바이스에 의하여 지속적인 이동 중에, 차량이 배경에 그 자신을 열적으로 빠르게 적응시키며, 배경의 열적 구조는 IR-카메라 또는 IR-센서와 같은 열 감지 수단에 의하여 복사된다.

본 발명에 따른 디바이스는 특정한 열적 패턴들을 생성하기 위해 유리하게 사용될 수 있다. 이것은 예를 들어, 도 7a-c 또는 도 7d-e에 나타낸 바와 같은 모듈 소자들의 모듈 시스템 조립식(module system built up)의 각각의 열전 소자를 발생함으로써 변형에 따라 달성되어, 이에 따라 모듈 소자들은 원하는, 예를 들어 여러 가지 온도를 받아들이며, 임의의 원하는 열적 패턴이 제공될 수 있다. 이로써, 그것의 출현을 알고 있는 것에 의해 인식될 수 있는 패턴만이 제공될 수 있어, 이에 따라 전쟁 상황에서 아군 차량들 또는 이에 상응하는 것의 식별이 가능하게 되며, 적군이 차량을 확인할 수 없다. 대안적으로 누군가에 의해 알려진 패턴이 누구든지 어둠에서 구급차량을 확인할 수 있도록 크로스(cross)와 같은 본 발명에 따른 디바이스에 의하여 제공될 수 있다.

또 다른 변형에 따르면, 본 발명에 따른 디바이스는 예를 들어, 적군의 침투에 대한 다른 차량들의 위조된 시그니처(false signature)를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이것은 예를 들어, 도 7a-c 또는 도 7d-e에 나타낸 바와 같은 모듈 소자들의 모듈 시스템 조립식의 각각의 열전 소자를 조절함으로써 달성되어, 이에 따라 차량의 정확한 윤곽들, 고르게 가열된 표면들, 냉각 공기 배출구 또는 문제의 차량을 위해 고유한 다른 유형들의 핫 지역들이 제공된다. 이로써, 본 출현에 관한 정보가 요구된다.

게다가, 예를 들어, 돌들, 풀과 돌, 여러 가지 유형들의 숲, 도시 환경 (에지와 일자형 변환들(straight transitions))의 형태로 열적 패턴들이 본 발명에 따른 디바이스에 의하여 제공될 수 있었으며, 패턴들이 가시 영역에 있는 동일한 패턴들을 볼 수 있다. 이러한 열적 패턴들은 위협의 방향에 독립적이고, 비교적 값싸고 집적화하기 단순하다.

변형들에 따른 특정한 패턴들의 앞서 언급된 통합에 대하여, 어떠한 열 감지 수단도 요구되지 않지만, 열전 소자들을 조절하기에 충분하며, 즉 인가 전압은 현재 온도를 판독하고 이것을 유지할 수 있기 위한 각각의 모듈 소자 및 온도 감지 수단의 원하는 패턴을 위한 원하는 온도에 일치한다.

본 발명에 따른 디바이스를 가진 추가적인 가능성은 전류의 생산이다. 도 10은 전류의 생산을 위해 모듈 소자(1000)를 활용하는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 디바이스(X)의 여러 가지 층들의 도를 도식적으로 나타낸다. 모듈 소자(1000)는 화살표(H)에 의해 나타낸 열을 받아들이도록 된다.

모듈 소자(1000)는 외층(510), 제1 열 전도층(110), 제2 열 전도층(120), 제1 및 제2 열 전도층(110, 120)은 중간 절연층(130)에 의하여 상호 간에 열을 절연하며, 그리고 제백 효과(즉, 열전 소자(150)에 의해 감지되는 온도 차이가 전기로 전환됨)를 통해서 전류를 생산하도록 배열되는 열전 소자(150)를 포함한다. 따라서, 온도 차이는 제백 효과를 활용하는 열전 소자(150)에 의하여 전력으로 전환되도록 된다.

모듈 소자(1000)는 본 변형에 따른 도 5a를 참조하는 앞선 텍스트에 따라서 제2 열 전도층(120)과 하부 표면(underlying surface) 사이에 우수한 열적 콘택을 제공하기 위한 제2 열 전도층(120)의 아래에 배열되는 열막(thermal membrane)(560)을 더 포함한다. 디바이스는 원하는 에너지 수신 수단(1020)으로 생산된 전류를 제공하기 위한 링크(1015)를 더 포함한다.

열전 소자(150)는 펠티어 효과에 의하여 열전 소자에 전압을 인가함으로써 일측으로부터 동일한 것의 타측으로 열을 공급(drive)하도록 되고, 따라서 동일한 것에 전류를 공급한다. 열의 전달은 다른 무엇보다도 특히 열 전도층들(110, 120)에 전자들의 이송을 가져온다.

열전 소자(150) 위에 전압이 끊어질 때, 도 5a와 관련하여 설명된 실시예에 따르면, 열 전도층들 사이에, 예를 들어 제1 열 전도층과 제2 열 전도층 사이에 온도 차이가 있다. 이 온도 차이로 인하여 전류가 발생하고, 이는 소위 제벡 효과라고 부른다. 이 전류는 그 후 예를 들어 배터리(1020) 등을 충전하는 에너지를 공급하기 위한 링크(1015)를 통해서 활용된다. 효율은 여기서 열전 소자(150)의 반도체들에 의해 영향을 받는다. 온도 차이가 클수록 전류가 더 많은 전류가 획득될 수 있다.

예를 들어, 열의 효율적인 제거가 가능하게 되는 것을 사용함으로써 본 발명에 따른 디바이스를 위한 애플리케이션의 많은 분야가 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 디바이스는 예를 들어, 냉장 백에 안성맞춤으로 사용될 수 있으며, 이 경우에 본 발명에 따른 디바이스는 효율적으로 냉기를 확산시킬 것이며, 열전 소자 위에 인가되는 전압은 안성맞춤으로 배터리에 의하여 제공되며, 전압은 스위치에 의하여 온 및 오프 스위치될 수 있다.

디바이스는 또한 예를 들어, 프로세서의 냉각을 위한 전자 컴포넌트들의 냉각에 사용될 수 있으며, 이 경우에 넓은 표면들에서의 열이 본 발명에 따른 디바이스에 의하여 효율적으로 전환될 수 있고, 따라서 효율적인 냉각이 제공될 수 있다.

본 발명에 따른 디바이스는 안정적인 온도 참조들을 달성하기 위해서 IR-카메라의 캘리브레이션 중에 또한 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 디바이스에 의하여, 매우 균일한 전류(even current)가 유지될 수 있다. 이는 여러 가지 레이저 시스템들에서 사용될 수 있으며, 이 경우에 파형은 다이오드 레이저의 경우에는 레이저의 가열 및 외부 캐비티 레이저들의 경우에 캐비티에 의하여 제어된다.

본 발명에 따른 표면 소자가 어느 정도로 압력 무감각(pressure insensitive)이고, 비교적 작게 치수화될 수 있는 것으로 인해, 디바이스는 예를 들어, 겨울용 신발에서 가열을 위한/피트(feat)의 결빙을 방지하기 위한 냉기 중에 또는, 여름용 신발에서 냉각/피트의 땀에 젖은 것을 방지하기 위한 열 중에, 예를 들어, 신발의 밑바닥에 안성맞춤으로 배열될 수 있다.

게다가, 매우 조용한 시스템들이 예를 들어, 열전 소자로 인해 랩탑(laptop)에서 달성될 수 있다.

디바이스는 게다가 시트들의 가열, 승용차와 같은 차량의 시트들의 냉각을 위해 활용될 수 있으며, 여기서 예를 들어, 배터리는 열전 소자, 및 온도(즉, 열전 소자 위에 전압)를 조절하기 위한 온도 조절기에 전압 공급을 위해 사용된다.

전술한 바와 같이, 디바이스는 모듈 소자들의 구성에 의하여 열 장벽들을 가능하게 하여, 이에 따라 여러 가지 온도들이 여러 가지 표면들 상에서 유지될 수 있다.

디바이스는 더 효율적인 태양 에너지의 사용을 제공하기 위한 태양 전지들과 결합하여 유리하게 사용될 수 있으며, 디바이스는 형성되는 과잉 열의 일부들을 활용한다. 도 11은 태양 전지(1110)와 결합하여 모듈 소자(1100)를 활용하는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 디바이스(XI)의 여러 가지 층들의 도를 도식적으로 나타낸다. 디바이스(XI)는 따라서 화살표(H)에 의해 나타낸 열을 받아들이기 위한 모듈 소자(1100)에서 가장 바깥쪽으로 배열되는 태양 전지(1110)를 포함한다.

모듈 소자(1100)는 제1 열 전도층(110), 제2 열 전도층(120), 상기 제1 및 제2 열 전도층들(110, 120)은 중간 절연층(130)에 의하여 상호 간에 열을 절연하며, 그리고 즉 열전 소자(150)에 의해 감지되는 온도 차이가 전기로 변환되는 제백 효과를 통해서 전류를 생산하도록 배열되는 열전 소자(150)를 포함한다. 따라서, 온도 차이는 제백 효과를 활용하는 열전 소자(150)에 의하여 전력으로 변환되도록 된다.

모듈 소자(1100)는 본 변형에 따른 우수한 열적 콘택을 제공하기 위해서 제2 열 전도층(120)과 하부 표면 사이에, 그리고 그들 사이에 우수한 열적 콘택을 제공하기 위해서 제1 열 전도층(110)과 태양 전지(1110) 사이에, 제2 열 전도층(120) 아래에 배열되는 열막(560)을 더 포함한다.

하부 열전 소자(underlying thermoelectric )가 제1 및 제2 열 전도층들(110, 120) 사이에 온도 차이를 변환함으로써 전기를 생산하도록 됨에 따라, 태양 전지(1110)는 동시에 광전 효과에 의하여 전기를 생산하도록 된다. 디바이스는 따라서 원하는 에너지 수신 수단에 동력을 공급하기 위한 모듈 소자(1100)에 의하여 생산되는 전류를 제공하기 위한 링크(1115)를 더 포함한다.

모듈 소자들(1100)은 따라서 태양 전지(1110) 아래에 놓이도록 되며, 전술한 바와 같이 제벡 효과로 인해 온도 차이로부터 발생하는 전류에 의하여, 과잉 열의 소량이 유용한 에너지로 변환될 수 있다.

디바이스는 또한 본 발명에 따른 디바이스가 배열될 수 있는 객체와 관련이 있다. 객체는 본 발명에 따르면 차량, 비행기, 보트 또는 상응하는 것과 같은 크래프트이다. 객체는 또한 임의의 종류의 적절한 객체일 수 있으며, 이 경우에 디바이스는 앞에 말한 것에 따라, 예를 들어 냉각 백, 전자 컴포넌트, 랩탑, 신발, 시트 등과 같은 냉각 또는 가열을 위해 배열될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예들의 앞선 상세한 설명은 도면 및 설명을 위해 제공된다. 또한, 상기 상세한 설명은 정확한 양식으로 출원된 본 발명을 철저하게 하거나 또는 제한하는 것으로 생각해서는 안 된다. 명백히, 많은 수정들과 변형들이 기술 분야에서 숙련된 자들에게 명백할 것이다. 실시예들은 본 발명의 원리들을 최상으로 설명하기 위해 선택되고 설명되며, 상기 실시예들에 의한 본 발명의 실질적인 응용은 당업계에서 다른 기술들을 특정한 사용을 고려하기에 적당하도록 다양한 실시예들과 다양한 수정들을 가진 본 발명을 이해할 수 있게 한다.

Claims

열적 적응을 위한 디바이스에 있어서, 상기 디바이스는,
결정된 열 분포를 추정하도록 된 적어도 하나의 표면 소자(100; 300; 500)를 포함하며,
상기 표면 소자는 제1 열 전도층(110), 제2 열 전도층(120)을 포함하며,
상기 제1 열 전도층(110) 및 상기 제2 열 전도층(120)은 중간 절연층(130)에 의하여 상호 간에 열적으로 절연되며,
적어도 하나의 열전 소자(thermoelectric element)(150; 450a, 450b, 450c)는 상기 제1 열 전도층(110)의 일부에 미리 결정된 온도 변화도(temperature gradient)를 생성하도록 되어 있고,
상기 제1 열 전도층(110) 및 상기 제2 열 전도층(120)은 이방성 열 전도를 가져, 열 전도가 상기 제1 열 전도층(110) 및 상기 제2 열 전도층(120) 각각의 층의 전파의 주된 방향(main direction)에 대해 십자형으로 일어나는 것보다 상기 주된 방향에서 더 크게 일어나게 되며,
상기 디바이스는 상기 열전 소자(150; 450a, 450b, 450c)와 상기 제2 열 전도층(120) 사이의 상기 절연층(130)에 배열되는 중간 열 전도 소자(160)를 더 포함하고,
상기 중간 열 전도 소자(160)는 이방성 열 전도를 가져, 열 전도가 상기 제2 열 전도층(120)의 전파의 주된 방향에서 일어나는 것보다 상기 주된 방향에 대해 십자형으로 더 크게 일어나게 되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1 열 전도층(110)과 상기 제2 열 전도층(120) 중 적어도 하나는,
이방성 특성들을 가진 흑연(graphite)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
제1항에 있어서,
상기 열전 소자(150; 450a, 450b, 450c)는,
상기 절연층(130)에 배열되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
삭제
제1항에 있어서,
상기 표면 소자(100; 300; 500)는,
육각형 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 디바이스.
제1항에 있어서,
상기 제2 열 전도층(120)으로부터 열을 전환하도록 된 열 파이프/열 플레이트의 형상으로 제3 열 전도층(550)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
제1항에 있어서,
상기 제1 열 전도층(110)에 외부적으로 배열되는 알루미늄의 외층(510)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
제1항에 있어서,
상기 절연층(130)은,
진공을 기반으로 한 소자(530)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
제1항에 있어서,
상기 표면 소자(100; 300; 500)의 외부 온도를 감지하도록 된 온도 감지 수단(210)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
제1항에 있어서,
주변 온도를 감지하도록 된 열 감지 수단(610)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
제11항에 있어서,
상기 열 감지 수단(610)은,
상기 주변 온도의 열적 구조를 감지하도록 된 적어도 하나의 IR-카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
제11항에 있어서,
상기 열 감지 수단(610)은,
적어도 하나의 IR-센서 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
제11항에 있어서,
상기 열 감지 수단(610)은,
적어도 하나의 온도 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
제1항에 있어서,
주변 온도와 상기 표면 소자(100; 300; 500)의 외부 온도 사이에 온도 차이를 결정하기 위한 수단(200, 210, 610, 600)을 더 포함하며,
상기 생성되는 온도 변화도는 상기 차이를 근거로 하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
제1항에 있어서,
표면 소자들(100; 300; 500)을 지지하도록 된 지지 구조(710; 750)를 더 포함하며,
상기 지지 구조는 표면 소자들(100; 300; 500)을 전기적으로 맞물리기(engage) 위해서 전류를 공급하도록 된 것을 특징으로 하는 디바이스.
제1항에 있어서,
상기 표면 소자(100; 500)는,
5-40 mm 범위의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 디바이스.
제1항에 있어서,
상기 제1 열 전도층(110) 및 상기 제2 열 전도층(120) 각각은, 0.1-2.5 mm 범위의 두께를 가지고,
상기 절연층(130)은, 4-30 mm 범위의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 디바이스.
제1항에 있어서,
온도 차이는,
제백 효과(Seebeck effect)를 이용하는 상기 열전 소자(150)에 의하여 전력으로 변환되도록 된 것을 특징으로 하는 디바이스.
청구항 제1항에 기재된 디바이스를 포함하는 객체(object)(800).