KR101951122B1 - 열전 소자를 이용한 적외선 스텔스 장치 - Google Patents

열전 소자를 이용한 적외선 스텔스 장치 Download PDF

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김태국
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중앙대학교 산학협력단
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Abstract

열전 소자를 이용한 적외선 스텔스 장치가 개시된다. 적외선 스텔스 장치는, 열전 소자, 열전 소자의 방열면을 냉각시키기 위한 수관, 열전 소자가 장착되는 열전소자 삽입부가 형성된 제1 하우징 및 제1 하우징과 일체로 결합되며, 수관이 장착되는 수관 삽입부가 형성된 제2 하우징을 포함하되, 열전소자 삽입부는, 장착된 열전 소자가 수관과 접촉하도록 제2 하우징과 결합되는 부분에 형성되고, 수관 삽입부는, 장착된 수관이 방열면과 접촉하도록 제1 하우징과 결합되는 부분에 형성된다.

Description

열전 소자를 이용한 적외선 스텔스 장치{Infra-red stealth apparatus using thermo element}
본 발명은 열전 소자를 이용한 적외선 스텔스 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열전 소자를 이용하여 은폐 대상인 물체의 스텔스 성능을 향상시키는 적외선 스텔스 장치에 관한 것이다.
지구상에 존재하는 모든 물체는 절대 온도 0K 이상일 때, 복사 에너지를 방출하게 되는데, 이때 방출되는 복사 에너지는 적외선 영역(중적외선 영역 3~5μm, 원적외선 영역 8~12μm)에서 효과적으로 탐지할 수 있다. 이와 같은 현상을 이용한 적외선 탐지기는 야간이나 시야가 좋지 못한 상황에서 물체의 존재나 움직임을 파악할 수 있도록 하며, 특히 군사용으로 많이 사용되고 있다.
최근, 적외선 탐지기로부터 물체를 은폐하고자 하는 스텔스(stealth) 기능에 대한 연구가 꾸준히 진행되고 있다. 최근에 주로 이루어지는 연구는 물체에서 방출되는 적외선 신호를 효과적으로 저감하는 방법에 관한 것이며, 일 예로서, 물체 표면에 차단막을 제공하고 차단막에 냉매를 분사하여 적외선을 저감하는 기술 등이 제안되었다.
그러나, 이러한 종래 기술은 냉매에 의한 냉각 효과가 오랜 시간 동안 지속되지 못 할뿐만 아니라 냉매를 사람이나 동물에게 직접 분사하는 것에는 어려움이 있어 적용 대상이 한정되는 등의 문제가 있을 뿐만 아니라 위장 효과가 낮은 문제도 있다.
한편, 종래에 온도를 조절하는 방법은 주로 전기 히터를 이용하여 온도를 높이거나 냉매를 이용하여 온도를 낮추는 방법을 이용하였다. 이러한 방법은 온도를 자유롭게 조절하지 못하는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해 열전 효과를 가지는 열전 소자 즉, 펠티어(Peltier) 소자를 이용하여 냉각장치를 구성하기 시작하였다. 열전 효과란 열 에너지와 전기에너지의 상호변환 현상으로 열 에너지가 전기 에너지로 전환되거나 반대로, 전기에너지가 열 에너지로 전환되는 효과이다. 펠티어 소자에 전류가 흐르면, 열전 소자는 냉각 장치와 같이 작용하므로, 한쪽 면에서 열을 흡수하여 다른 쪽 면으로 열을 방출시키는 일종의 열펌프와 같은 작용을 한다. 열전 소자는 소형, 고 신뢰성, 넓은 사용 온도 범위 및 저 소비전력의 특성이 있고, 냉매가 필요하지 않아 많은 전자 장치의 냉각 부품으로 사용되고 있다.
하지만, 한쪽 면에서 흡수한 열이 다른 쪽 면으로 열이 방출되어야 하는 현상으로 인하여, 열이 방출되는 면에는 추가적으로 냉각이 필요하게 된다. 현재 사용되고 있는 냉각 방식은 열 방출면에 핀을 부착하고 핀 위에 팬을 추가로 부착하여 흡수된 열을 방출시키는 공랭식이다. 이러한 공랭식 냉각 방법은 열전 소자보다 많은 공간을 차지하고 있어, 공간이 협소한 곳에서는 사용이 불가능할 뿐만 아니라, 공기가 빠져나갈 수 있는 공간이 필요하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 열전 소자의 방열면에서 방출되는 열을 수냉식으로 냉각시키는 열전 소자를 이용한 적외선 스텔스 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 적외선 스텔스 장치가 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른 적외선 스텔스 장치는, 열전 소자, 상기 열전 소자의 방열면을 냉각시키기 위한 수관, 상기 열전 소자가 장착되는 열전소자 삽입부가 형성된 제1 하우징 및 상기 제1 하우징과 일체로 결합되며, 상기 수관이 장착되는 수관 삽입부가 형성된 제2 하우징을 포함하되, 상기 열전소자 삽입부는, 상기 장착된 열전 소자가 상기 수관과 접촉하도록 상기 제2 하우징과 결합되는 부분에 형성되고, 상기 수관 삽입부는, 상기 장착된 수관이 상기 방열면과 접촉하도록 상기 제1 하우징과 결합되는 부분에 형성된다.
상기 열전 소자는 상기 방열면이 상기 제2 하우징 방향으로 향하고, 흡열면이 상기 제2 하우징 방향의 반대 방향으로 향하도록, 상기 열전소자 삽입부에 삽입된다.
상기 열전 소자는 전원이 공급되면, 상기 제1 하우징의 외부면의 온도 조절 역할을 수행한다.
상기 제1 하우징에는, 상기 열전 소자의 전원 공급선이 외부로 관통되도록 삽입되는 전원선 삽입부 및 온도 센서가 삽입되는 센서 삽입부가 더 형성된다.
상기 센서 삽입부는 상기 온도 센서의 크기 및 형상에 상응하게 형성되며, 상기 온도 센서가 상기 열전 소자의 흡열면의 온도를 측정하기 위하여, 상기 온도 센서가 상기 흡열면에 접촉하여 삽입되도록 상기 열전소자 삽입부와 이웃하게 형성된다.
상기 수관은 상기 방열면과의 접촉 면적이 최대화되도록, 상기 수관 삽입부에 지그재그 형태로 배열되어 삽입된다.
상기 수관은 상기 열전 소자의 상기 방열면을 냉각시키기 위한 냉각기이다.
상기 제2 하우징에는, 상기 수관의 양단부가 외부로 관통되도록 삽입되는 수관양단 삽입부가 더 형성된다.
상기 적외선 스텔스 장치는, 복수개가 외부의 적외선 탐지기로부터 은폐하려는 은폐 대상의 표면에 배열되고, 상기 복수개의 적외선 스텔스 장치 각각의 수관은 복수개의 냉각수 공급부와 연결되며, 상기 복수개의 적외선 스텔스 장치 각각의 표면 온도가 상기 은폐 대상이 위치하는 배경의 적외선 신호량에 상응하게 조절되도록, 복수의 수관 각각으로 공급되는 냉각수의 온도가 제어된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 은폐 대상을 외부의 적외선 탐지기로부터 은폐하는 적외선 스텔스 장치가 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른 적외선 스텔스 장치는, 상기 은폐 대상 및 상기 은폐 대상이 위치하는 배경의 적외선 신호량을 획득하는 적외선 탐지부, 상기 은폐 대상의 표면에 배열되는 복수의 온도 조절 모듈, 상기 복수의 온도 조절 모듈 각각으로 냉각수를 공급하는 복수의 냉각수 공급부, 상기 복수개의 적외선 스텔스 장치 각각의 표면 온도가 상기 은폐 대상이 위치하는 배경의 적외선 신호량에 상응하게 조절되도록, 상기 복수의 온도 조절 모듈 각각으로 공급되는 냉각수의 온도를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 온도 조절 모듈은, 열전 소자, 상기 열전 소자의 방열면을 냉각시키기 위한 수관, 상기 열전 소자가 장착되는 열전소자 삽입부가 형성된 제1 하우징 및 상기 제1 하우징과 일체로 결합되며, 상기 수관이 장착되는 수관 삽입부가 형성된 제2 하우징을 포함하되, 상기 열전소자 삽입부는, 상기 장착된 열전 소자가 상기 수관과 접촉하도록 상기 제2 하우징과 결합되는 부분에 형성되고, 상기 수관 삽입부는, 상기 장착된 수관이 상기 방열면과 접촉하도록 상기 제1 하우징과 결합되는 부분에 형성된다.
본 발명의 실시예에 따른 열전 소자를 이용한 적외선 스텔스 장치는, 열전 소자의 방열면에서 방출되는 열을 수냉식으로 냉각시킬 수 있으며, 수냉식 냉각부가 일체형으로 구비되어 차지하는 공간 비중을 최대한 축소시켜 공간 효율을 극대화하면서 냉각 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열전 소자를 이용한 온도 조절 모듈의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열전 소자를 이용한 온도 조절 모듈의 제1 하우징의 평면도 및 정면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열전 소자를 이용한 온도 조절 모듈의 제2 하우징의 평면도 및 측면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열전 소자를 이용한 온도 조절 모듈의 냉각용 수관을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 스텔스 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 적외선 스텔스 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 본 발명의 다양한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상술하겠다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열전 소자를 이용한 온도 조절 모듈의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열전 소자를 이용한 온도 조절 모듈의 제1 하우징의 평면도 및 정면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열전 소자를 이용한 온도 조절 모듈의 제2 하우징의 평면도 및 측면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열전 소자를 이용한 온도 조절 모듈의 냉각용 수관을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열전 소자를 이용한 온도 조절 모듈(100)은 사각판 형상의 제1 하우징(110)과 제2 하우징(120)이 결합되어 형성되며, 결합되는 제1 하우징(110)과 제2 하우징(120)이 나사 결합을 통해 고정되도록 적어도 하나의 관통홀(101)이 형성된다. 예를 들어, 제1 하우징(110)과 제2 하우징(120)은 동일한 크기 및 형상을 가지는 사각판 형상을 가짐으로써, 4개의 관통홀(101)을 통해 일체로 결합 고정될 수 있다.
예를 들어, 제1 하우징(110)과 제2 하우징(120)은 내부식성 및 열전도성이 우수한 알루미늄 또는 티타늄으로 형성될 수 있다.
제1 하우징(110)에는 열전 소자(미도시)가 장착되고, 제2 하우징(120)에는 열전 소자의 방열면을 냉각시키기 위한 수관(130)이 장착된다. 예를 들어, 열전 소자는 펠티어(Peltier) 소자일 수 있다. 펠티어(Peltier) 소자는 펠티어 효과(Peltier effect)를 이용한 장치로, 전기를 공급받으면, N타입 및 P타입 반도체로 구성되어 있는 모듈의 일면에서는 흡열이 일어나고, 타면에서는 발열이 일어나는 고체형 히트 펌프 장치이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 열전 소자의 전원 공급선(141)과 수관의 양단부(131)가 온도 조절 모듈(100) 외부로 노출될 수 있다.
도 2를 참조하면, 제1 하우징(110)에는 열전 소자가 삽입되는 열전소자 삽입부(111), 열전 소자의 전원 공급선(141)이 외부로 관통되도록 삽입되는 전원선 삽입부(112) 및 온도 센서가 삽입되는 센서 삽입부(115)가 형성된다. 예를 들어, 온도 센서는 열전대(thermal couple)일 수 있다.
또한, 제1 하우징(110)에는 본 발명의 실시예에 따른 온도 조절 모듈(100)의 관통홀(101)의 일부로서, 일체로 결합되는 제1 하우징(110)과 제2 하우징(120)의 고정을 위한 적어도 하나의 제1 관통홀(117)이 형성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 열전소자 삽입부(111)는 열전 소자의 크기 및 형상에 상응하게 형성되며, 삽입되는 열전 소자가 제2 하우징(120)에 장착된 수관(130)과 접촉하도록 제2 하우징(120)과 결합되는 부분에 형성된다.
열전 소자는 방열면이 제2 하우징(120) 방향으로 향하고 흡열면이 제2 하우징(120) 방향의 반대 방향 즉, 외부로 향하도록 열전소자 삽입부(111)에 삽입된다. 열전 소자는 제1 하우징(120)에 장착됨으로써, 전원이 공급되면, 제1 하우징(120)의 외부면의 온도 조절 역할을 수행한다.
그리고, 센서 삽입부(115)는 온도 센서의 크기 및 형상에 상응하게 형성되며, 온도 센서가 열전 소자의 흡열면의 온도를 측정하기 위하여, 온도 센서가 열전 소자의 흡열면에 접촉하여 삽입되도록 열전소자 삽입부(111)와 이웃하게 형성된다.
그리고, 전원선 삽입부(112)는 열전 소자의 전원 공급선(141)의 크기 및 형상에 상응하게 형성되며, 열전소자 삽입부(111)가 외부와 통하도록 형성된다.
도 3을 참조하면, 제2 하우징(120)에는 수관(130)이 삽입되는 수관 삽입부(121) 및 수관(130)의 양단부(131)가 외부로 관통되도록 삽입되는 수관양단 삽입부(122)가 형성된다.
또한, 제2 하우징(120)에는 본 발명의 실시예에 따른 온도 조절 모듈(100)의 관통홀(101)의 일부로서, 일체로 결합되는 제1 하우징(110)과 제2 하우징(120)의 고정을 위한 적어도 하나의 제2 관통홀(125)이 형성된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 수관 삽입부(130)는 열전 소자의 방열면의 크기 및 형상에 상응하게 형성되며, 삽입되는 수관(130)이 제1 하우징(110)에 장착된 열전 소자의 방열면과 접촉하도록 제1 하우징(110)과 결합되는 부분에 형성된다.
도 4를 참조하면, 수관(130)은 열전 소자의 방열면과의 접촉 면적이 최대화되도록, 수관 삽입부(130)에 지그재그 형태로 배열되어 삽입된다. 수관(130)은 열전 소자의 방열면을 냉각시키기 위한 냉각기로서, 예를 들어, 동관으로 형성될 수 있으며, 냉각수를 공급하는 펌프와 연결될 수 있다.
그리고, 수관양단 삽입부(122)는 수관(130)의 크기 및 형상에 상응하게 형성되며, 수관 삽입부(130)가 외부와 통하도록 형성된다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 온도 조절 모듈(100)은 협소한 공간에서도 사용이 가능하도록 수냉식 방식으로 열전 소자를 냉각시키며, 열전 소자의 냉각기 역할을 수행하는 지그재그 형태의 수관(130)이 일체형으로 장착됨으로써, 열전 소자의 냉각기가 차지하는 공간 비중을 최대한 축소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 온도 조절 모듈(100)은 공간 효율을 극대화하여 장치의 전체 크기를 상당히 작게 줄이면서도 냉각 효율을 높일 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 온도 조절 모듈(100)은 적외선 스텔스 장치로 활용될 수 있다. 적외선을 방출하는 물체 또는 기기의 표면온도를 조절하는 것이 적외선 신호를 저감하는데 효과적이다. 본 발명의 실시예에 따른 온도 조절 모듈(100)은 심플하고 작은 크기를 가지므로 다양한 물체 또는 기기에 적용이 가능하다.
예를 들어, 본 발명의 실시예에 따른 온도 조절 모듈(100)은 탱크와 같은 군용 장비에 적용될 경우, 엔진이 장착된 부분의 외부면과 같은 적외선 방출 표면에 복수개가 배열되어 부착됨으로써, 장착에 용이하며, 부피의 증가없이 적외선 저감 효과를 극대화시킬 수 있다. 이에 대하여 도 5 및 도 6을 참조하여 상세히 후술하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 스텔스 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 적외선 스텔스 장치(200)는 외부의 적외선 탐지기(예를 들어, 미사일에 탑재된 적외선 탐지기, 휴대가 가능한 적외선 탐지기 등)로부터 은폐가 필요한 대상(예를 들어, 탱크나 차량과 같은 이동 수단, 사람, 장비(equipment) 등, 이하 은폐 대상이라 칭함)에 적용될 수 있다.
적외선 스텔스 장치(200)는 외부의 적외선 탐지기에서 촬영한 영상 프레임에서, 은폐 대상(10)과 은폐 대상(10)이 위치하는 배경(20)의 적외선 신호량의 차이가 최소가 되도록 은폐 대상(10)의 표면 온도 또는 표면 방사율을 배경(20)의 적외선 신호량에 상응하게 조절함으로써, 은폐 대상(10)에 대한 적외선 스텔스 성능을 향상시킬 수 있다.
즉, 은폐 대상(10)의 표면 온도 또는 표면 방사율이 배경(20)의 적외선 신호량에 상응하게 조절됨으로써, 외부의 적외선 탐지기에서 은폐 대상(10)을 촬영 시 은폐 대상(10)과 배경(20)이 용이하게 구분되지 않도록 할 수 있다.
또한, 적외선 스텔스 장치(200)는 주기적으로 은폐 대상(10)의 이동이나 외부의 적외선 탐지기의 위치 변화에 따른 배경(20)의 변화를 감지하여, 은폐 대상(10)의 표면 온도 또는 표면 방사율을 변화된 배경(20)의 적외선 신호량에 상응하게 조절할 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여 적외선 스텔스 장치(200)를 상세하게 설명하도록 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 적외선 스텔스 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 적외선 스텔스 장치(200)는 적외선 탐지부(210), 온도 조절부(220), 냉각수 공급부(230) 및 제어부(240)를 포함한다.
적외선 탐지부(210)는 특정 파장 범위에서, 외부의 적외선 탐지기에서 촬영된 영상 프레임에서 은폐 대상(10)이 위치하는 픽셀을 추출할 수 있으며, 추출된 픽셀의 위치에 상응하는 배경(20)의 적외선 신호량을 획득한다.
참고로, 특정 파장 범위에서 배경(10)의 적외선 신호량은 측정 장비를 이용하여 용이하게 획득될 수 있다. 여기서, 특정 파장 범위는 은폐 대상(10)을 관찰하는 외부의 적외선 탐지기의 통상적인 적외선 파장 대역일 수 있으며, 적외선 신호량은 특정 파장 대역에서의 신호량을 의미할 수 있다.
또한, 적외선 탐지부(210)는 은폐 대상(10) 자체에서 방사되는 적외선 신호와 은폐 대상(10) 표면에서 반사되는 적외선 신호 및 대기에서 방출되는 적외선 신호를 검출하고, 이로부터 특정 파장 범위에서 은폐 대상(10)의 적외선 신호량를 계산할 수 있다. 예를 들어, 특정 파장 범위에서 은폐 대상(10)의 적외선 신호량은 하기의 수학식을 이용하여 계산될 수 있다.
Figure 112017101387158-pat00001
여기서,
Figure 112017101387158-pat00002
는 해당 파장(λ)에서의 표면에서 자체 방사되는 적외선 신호이고,
Figure 112017101387158-pat00003
는 해당 파장(λ)에서의 표면에서 반사되는 적외선 신호이고,
Figure 112017101387158-pat00004
는 해당 파장(λ)에서의 물체와 상관없이 대기에서 방출되는 적외선 신호이고,
Figure 112017101387158-pat00005
는 물체의 표면 온도이고,
Figure 112017101387158-pat00006
및
Figure 112017101387158-pat00007
는 각각 천정각 및 방위각이고, 하첨자 i 및 r은 각각 입사되는 방향 및 반사되는 방향이다.
은폐 대상(10) 자체에서 방사되는 적외선 신호량은 은폐 대상(10)의 표면 온도와 표면 방사율에 의해 결정될 수 있으며, 하기의 수학식을 이용하여 계산될 수 있다.
Figure 112017101387158-pat00008
여기서, τ는 대기 투과도이고, ε는 표면의 방사율이고, Rpath는 물체와 센서 사이의 거리이며,
Figure 112017101387158-pat00009
이다.
그리고, 은폐 대상(10) 표면에서 반사되는 적외선 신호량은 하기의 수학식을 이용하여 계산될 수 있다.
Figure 112017101387158-pat00010
여기서,
Figure 112017101387158-pat00011
는 해당 파장(λ)에서의 표면 반사율이다.
한편, 제어부(240)는 적외선 탐지부(210)에서 각각 계산된 은폐 대상(10)의 적외선 신호량과 배경(20)의 적외선 신호량의 차이 값이 최소가 되도록 하는 은폐 대상(10)의 표면 온도와 표면 방사율을 하기의 수학식을 이용하여 계산할 수 있다.
Figure 112017101387158-pat00012
Figure 112017101387158-pat00013
수학식 4를 참조하면, 제어부(240)는 다중 파장 범위 중 특정 파장 범위에 해당하는 가중치를 반영하여 적외선 신호량의 차이 값이 최소가 되도록 하는 은폐 대상의 표면 온도 또는 표면 방사율을 계산할 수 있다. 즉, 제어부(240)는 다중 파장 영역에 대하여 각 픽셀 위치에 해당하는 은폐 대상(10)과 배경(20)과의 적외선 신호량의 차이 값이 최소가 되도록 하는 은폐 대상의 표면 온도 또는 표면 방사율을 계산할 수 있다.
수학식 1 내지 수학식 3을 수학식 4에 적용하면, 하기의 수학식과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112017101387158-pat00014
또한, 제어부(240)는 계산된 은폐 대상(10)의 표면 온도에 기반하여 은폐 대상(10)의 표면 온도 또는 표면 방사율을 배경(20)의 적외선 신호량에 상응하게 조절할 수 있다.
즉, 제어부(240)는 온도 조절부(220) 및 냉각수 공급부(230)를 제어하여, 은폐 대상(10)의 표면에 배치된 온도 조절부(220)의 온도를 조절함으로써, 은폐 대상(10)의 표면 온도 또는 표면 방사율을 조절할 수 있다.
여기서, 온도 조절부(220)는 도 1 내지 도 4에서 전술한 열전 소자를 이용한 온도 조절 모듈(100)로 구성된다. 즉, 온도 조절부(220)는 복수의 온도 조절 모듈(100)이 배열된 온도 조절 모듈 어레이(array)이다.
예를 들어, 온도 조절 모듈 어레이는 탱크와 같은 군용 장비에 적용될 경우, 엔진이 장착된 부분의 탱크 표면에 부착될 수 있다.
한편, 냉각수 공급부(230)는 복수의 온도 조절 모듈(100)에 대응하도록 복수개이며, 제어부(240)의 제어에 따라 온도 조절 모듈 어레이의 각 온도 조절 모듈(100)로 냉각수를 공급한다.
예를 들어, 냉각수 공급부(230)는 물을 저장하는 물통, 팬(fan)과 같은 물을 냉각하는 냉각기, 온도 조절 모듈(100)로 냉각수를 공급하는 펌프를 포함할 수 있다. 또한, 냉각수 공급부(230)는 파이프를 통해 온도 조절 모듈(100)의 수관(130)과 연결될 수 있다.
제어부(240)는 은폐 대상(10)의 표면 온도 또는 표면 방사율을 배경(20)의 적외선 신호량에 상응하게 조절하기 위하여, 온도 조절 모듈(100)의 온도 센서에 의하여 측정된 온도에 따라 온도 조절부(220)의 각 온도 조절 모듈(100) 및 냉각수 공급부(230)의 동작을 제어한다. 즉, 제어부(240)는 각 온도 조절 모듈(100) 별로, 측정된 온도에 따라 열전 소자의 동작과 온도 조절 모듈(100)의 수관(130)으로의 냉각수 공급을 제어할 수 있다. 이때, 제어부(240)는 각 온도 조절 모듈(100)의 표면 온도가 은폐 대상(10)이 위치하는 배경의 적외선 신호량에 상응하게 조절되도록, 각 냉각수 공급부(230)가 복수의 수관(130) 각각으로 공급하는 냉각수의 온도를 조절하도록 제어할 수 있다.
상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
100: 온도 조절 장치
110: 제1 하우징
111: 열전소자 삽입부
112: 전원선 삽입부
115: 센서 삽입부
117: 제1 관통홀
120: 제2 하우징
121: 수관 삽입부
122: 수관양단 삽입부
130: 수관
125: 제2 관통홀
200: 적외선 스텔스 장치
210: 적외선 탐지부
220: 온도 조절부
230: 냉각수 공급부
240: 제어부

Claims (10)

  1. 적외선 스텔스 장치에 있어서,
    흡열면과 방열면을 갖는 열전 소자;
    상기 열전 소자의 방열면을 냉각시키기 위한 수관;
    상기 열전 소자가 장착되는 열전 소자 삽입부가 형성된 제1 하우징; 및
    상기 제1 하우징과 일체로 결합되며, 상기 수관이 장착되는 수관 삽입부가 형성된 제2 하우징을 포함하되,
    상기 열전 소자 삽입부는, 상기 장착된 열전 소자가 상기 수관과 접촉하도록 상기 제2 하우징과 결합되는 부분에 형성되고,
    상기 수관 삽입부는, 상기 장착된 수관이 상기 방열면과 접촉하도록 상기 제1 하우징과 결합되는 부분에 형성되고,
    상기 열전 소자의 방열면은 상기 제2 하우징 방향으로 향하고, 흡열면은 상기 제2 하우징 방향의 반대 방향을 향하게 상기 열전 소자 삽입부에 삽입되고,
    상기 제1 하우징에는 상기 열전 소자의 흡열면의 온도를 측정하기 위한 온도 센서가 삽입되는 센서 삽입부가 형성되며, 상기 센서 삽입부는 상기 온도 센서가 상기 흡열면에 접촉하도록 상기 열전 소자 삽입부에 이웃하게 형성되고,
    일체로 결합된 제1 하우징 및 제2 하우징은 외부의 적외선 탐지기로부터 은폐하려는 은폐 대상의 표면에 배열되고, 상기 은폐 대상의 표면 온도 또는 표면 방사율이 상기 은폐 대상 위치하는 배경의 적외선 신호량에 상응하게 조절되도록, 상기 열전 소자로 전원이 공급되면 상기 제1 하우징의 외부면의 온도가 조절되고 상기 열전 소자의 방열면을 냉각시키기 위해 상기 수관으로 공급되는 냉각수의 온도가 제어되는 것을 특징으로 하는 적외선 스텔스 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 하우징에는, 상기 열전 소자의 전원 공급선이 외부로 관통되도록 삽입되는 전원선 삽입부가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 적외선 스텔스 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수관은 상기 방열면과의 접촉 면적이 최대화되도록, 상기 수관 삽입부에 지그재그 형태로 배열되어 삽입되는 것을 특징으로 하는 적외선 스텔스 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 수관은 상기 열전 소자의 상기 방열면을 냉각시키기 위한 냉각기인 것을 특징으로 하는 적외선 스텔스 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 하우징에는, 상기 수관의 양단부가 외부로 관통되도록 삽입되는 수관양단 삽입부가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 적외선 스텔스 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 적외선 스텔스 장치는, 복수개가 외부의 적외선 탐지기로부터 은폐하려는 은폐 대상의 표면에 배열되고,
    상기 복수개의 적외선 스텔스 장치 각각의 수관은 복수개의 냉각수 공급부와 연결되며,
    상기 복수개의 적외선 스텔스 장치 각각의 표면 온도가 상기 은폐 대상이 위치하는 배경의 적외선 신호량에 상응하게 조절되도록, 복수의 수관 각각으로 공급되는 냉각수의 온도가 제어되는 것을 특징으로 하는 적외선 스텔스 장치.
  10. 은폐 대상을 외부의 적외선 탐지기로부터 은폐하는 적외선 스텔스 장치에 있어서,
    상기 은폐 대상 및 상기 은폐 대상이 위치하는 배경의 적외선 신호량을 획득하는 적외선 탐지부;
    상기 은폐 대상의 표면에 배열되는 복수의 온도 조절 모듈;
    상기 복수의 온도 조절 모듈 각각으로 냉각수를 공급하는 복수의 냉각수 공급부;
    복수개의 적외선 스텔스 장치 각각의 표면 온도가 상기 은폐 대상이 위치하는 배경의 적외선 신호량에 상응하게 조절되도록, 상기 복수의 온도 조절 모듈 각각으로 공급되는 냉각수의 온도를 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 온도 조절 모듈은,
    흡열면과 방열면을 갖는 열전 소자;
    상기 열전 소자의 방열면을 냉각시키기 위한 수관;
    상기 열전 소자가 장착되는 열전소자 삽입부가 형성된 제1 하우징; 및
    상기 제1 하우징과 일체로 결합되며, 상기 수관이 장착되는 수관 삽입부가 형성된 제2 하우징을 포함하되,
    상기 열전소자 삽입부는, 상기 장착된 열전 소자가 상기 수관과 접촉하도록 상기 제2 하우징과 결합되는 부분에 형성되고,
    상기 수관 삽입부는, 상기 장착된 수관이 상기 방열면과 접촉하도록 상기 제1 하우징과 결합되는 부분에 형성되고,
    상기 열전 소자의 방열면은 상기 제2 하우징 방향으로 향하고, 흡열면은 상기 제2 하우징 방향의 반대 방향인 제1 하우징의 외부 방향을 향하게 상기 열전 소자 삽입부에 삽입되고,
    상기 제1 하우징에는 상기 열전 소자의 흡열면의 온도를 측정하기 위한 온도 센서가 삽입되는 센서 삽입부가 형성되며, 상기 센서 삽입부는 상기 온도 센서가 상기 흡열면에 접촉하도록 상기 열전 소자 삽입부에 이웃하게 형성되고,
    상기 제어부는, 상기 은폐 대상의 표면 온도 또는 표면 방사율이 상기 은폐 대상이 위치하는 배경의 적외선 신호량에 상응하게 조절되도록, 상기 열전 소자로 전원이 공급되어 상기 제1 하우징의 외부면의 온도를 조절하고 상기 수관으로 공급되는 냉각수의 온도가 제어되어 상기 열전 소자의 방열면을 냉각시키는 것을 특징으로 하는 적외선 스텔스 장치.


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