KR102270191B1 - An apparatus for evaluating a property of a thermal battery - Google Patents

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KR102270191B1
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thermocell
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thermoelectric
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안태영
강승호
한윤수
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국방과학연구소
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Abstract

The present invention relates to an apparatus and method for evaluating the physical properties of a thermal battery under a high-temperature and high-speed rotation environment. An apparatus for evaluating the physical properties of a thermal battery according to an embodiment of the present invention is an apparatus for evaluating physical properties by heating a thermal battery under a high-temperature and high-speed rotation environment. The apparatus include a support part, a specimen holder part for fixing the specimen of a thermal battery; a rotating part disposed on one side of the support part, having a rotation shaft connected to the specimen holder part, and rotating the specimen holder part about the rotation shaft; and a heater part connected to the support part and disposed to face the specimen holder part to heat the specimen of the thermal battery.

Description

열전지 물성 평가 장치{AN APPARATUS FOR EVALUATING A PROPERTY OF A THERMAL BATTERY}Thermal cell property evaluation device {AN APPARATUS FOR EVALUATING A PROPERTY OF A THERMAL BATTERY}

본 발명은 열전지 물성 평가 장치에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 고온 및 고속 회전 환경에서 열전지의 물성을 평가하는 장치에 관한 발명이다.The present invention relates to an apparatus for evaluating physical properties of a thermal cell, and more particularly, to an apparatus for evaluating physical properties of a thermal cell in a high-temperature and high-speed rotation environment.

열전지(thermal battery)는 비축 전지의 일종으로, 고체 전해질로 양극과 음극의 접촉을 차단하여 자기 방전(self-discharge)이 낮은 상태로 보관할 수 있다. 따라서 장기간 비축이 가능하고 다른 종류의 전지에 비해 가벼우면서 출력이 높아 탄도미사일이나 유도 포탄 등의 유도 무기 체계에 활용되고 있다.A thermal battery is a type of storage battery and can be stored in a low self-discharge state by blocking contact between the positive electrode and the negative electrode with a solid electrolyte. Therefore, it can be stored for a long period of time and is lighter than other types of batteries and has high output, so it is being used in guided weapon systems such as ballistic missiles and guided shells.

한편 유도 포탄은 발포하는 과정에서 강한 충격이 가해지며, 발포된 포탄은 고속으로 회전하면서 비행한 다음 목표 지점에 도달하도록 설계된다. 따라서 유도 포탄 내부에 배치된 열전지는 고온, 고속 환경에 노출되기 때문에 일반적인 열전지를 활용하기 어렵다.On the other hand, guided shells are subjected to a strong impact in the process of firing, and the fired shells are designed to fly while rotating at high speed and then reach the target point. Therefore, it is difficult to utilize a general thermal cell because the thermal cell disposed inside the guided shell is exposed to a high temperature and high speed environment.

일반적인 펠릿(pellet)형의 전극을 사용하는 열전지는 유도 포탄 등이 발사됨에 따라 전해질이 액화되어 외부로 누액되는 경우가 많다. 전해질의 누액은 열전지의 성능을 급감시키는 원인이기 때문에 개발 및 제조 단계에서부터 열전지의 거동에 대한 평가가 필요하다. 그러나 유도 포탄이 발사되는 고온, 고속 환경 하에서 열전지의 물성을 평가하는 장치 및 방법은 아직 개발되지 않은 상태이다.In a thermal cell using a general pellet-type electrode, the electrolyte is liquefied as an induction shell or the like is fired and leaks to the outside in many cases. Since electrolyte leakage is the cause of a rapid decrease in the performance of the thermal battery, it is necessary to evaluate the behavior of the thermal battery from the development and manufacturing stage. However, an apparatus and method for evaluating the physical properties of a thermal cell under a high-temperature, high-speed environment in which guided shells are fired have not yet been developed.

전술한 배경 기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지 기술이라 할 수는 없다.The above-mentioned background art is technical information that the inventor possessed for the purpose of derivation of the present invention or acquired during the derivation of the present invention, and cannot necessarily be said to be a known technique disclosed to the general public before the filing of the present invention.

일본 등록특허공보 제3692320호Japanese Patent Publication No. 3692320

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 발명으로, 고속 회전 환경 하에서 열전지의 거동을 평가하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is an invention for solving the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an apparatus for evaluating the behavior of a thermal cell under a high-speed rotation environment.

다만 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되지 않는다.However, these problems are exemplary, and the problems to be solved by the present invention are not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따른 열전지 물성 평가 장치는 고속 회전 환경 하에서 열전지를 가열하여 물성을 평가하는 장치로서, 지지부, 열전지 시편을 고정하는 시편 홀더부, 상기 지지부의 일측에 배치되고, 상기 시편 홀더부와 연결되는 회전축을 구비하며, 상기 회전축을 중심으로 상기 시편 홀더부를 회전시키는 회전부, 상기 지지부와 연결되며, 상기 시편 홀더부와 대향하도록 배치되어 상기 열전지 시편을 가열하는 히터부를 포함한다.An apparatus for evaluating physical properties of a thermocell according to an embodiment of the present invention is an apparatus for evaluating physical properties by heating a thermocell under a high-speed rotation environment, and includes a support, a specimen holder for fixing a thermoelectric specimen, and one side of the support, the specimen holder It has a rotating shaft connected to the unit, and includes a rotating unit for rotating the specimen holder unit about the rotating axis, and a heater unit connected to the support unit and disposed to face the specimen holder unit to heat the thermoelectric specimen.

본 발명의 일 실시예에 따른 열전지 물성 평가 장치에 있어서 상기 히터부의 위치를 조절하는 위치 조절부를 더 구비할 수 있다.The apparatus for evaluating physical properties of a thermocell according to an embodiment of the present invention may further include a position adjusting unit for adjusting a position of the heater unit.

본 발명의 일 실시예에 따른 열전지 물성 평가 장치에 있어서 상기 시편 홀더부는 상기 열전지 시편을 지지하는 제1 지지 부재, 상기 제1 지지 부재의 일면을 고정하는 고정 부재, 상기 열전지 시편의 상부에 배치되며, 투명한 재질로 이루어지는 윈도우 및 상기 고정 부재의 외주면과 결합하며, 상기 윈도우의 적어도 일부를 커버하는 캡을 더 포함할 수 있다.In the apparatus for evaluating physical properties of a thermocell according to an embodiment of the present invention, the specimen holder part is disposed on a first support member for supporting the thermocell specimen, a fixing member for fixing one surface of the first support member, and an upper portion of the thermocell specimen, , coupled to the window made of a transparent material and the outer circumferential surface of the fixing member, may further include a cap for covering at least a portion of the window.

본 발명의 일 실시예에 따른 열전지 물성 평가 장치에 있어서 상기 제1 지지 부재는 상기 고정 부재에 의해 흡착 고정되고, 상기 캡은 내주면에 상기 고정 부재와 나사 결합하는 나사산을 구비하며, 상기 윈도우의 상면과 접촉하도록 돌출된 커버를 포함할 수 있다.In the apparatus for evaluating physical properties of a thermocell according to an embodiment of the present invention, the first support member is adsorbed and fixed by the fixing member, and the cap has a screw thread screwed to the fixing member on an inner circumferential surface, and the upper surface of the window It may include a cover protruding to contact with.

본 발명의 일 실시예에 따른 열전지 물성 평가 장치에 있어서 상기 시편 홀더부는 상기 시편과 직접 접촉하는 제2 지지 부재 및 상기 제1 지지 부재와 상기 제2 지지 부재 사이에 배치되는 적어도 하나 이상의 단열 부재를 더 포함할 수 있다.In the apparatus for evaluating physical properties of a thermocell according to an embodiment of the present invention, the specimen holder includes a second support member in direct contact with the specimen and at least one heat insulating member disposed between the first support member and the second support member. may include more.

본 발명의 일 실시예에 따른 열전지 물성 평가 장치에 있어서 상기 시편 홀더부는 상기 제1 지지 부재와 상기 윈도우의 사이에 배치되며, 내측에 상기 열전지 시편이 배치되는 고리 형상의 스페이서를 더 포함할 수 있다.In the apparatus for evaluating physical properties of a thermocell according to an embodiment of the present invention, the specimen holder part may further include a ring-shaped spacer disposed between the first support member and the window, and inside which the thermocell specimen is disposed. .

본 발명의 일 실시예에 따른 열전지 물성 평가 방법은 고속 회전 환경 하에서 열전지를 가열하여 물성을 평가하는 방법으로서, 열전지 시편을 시편 홀더부에 배치하는 단계, 히터부로 상기 열전지 시편을 가열하는 단계 및 회전부로 상기 시편 홀더부를 회전시키는 단계를 포함한다.A method for evaluating physical properties of a thermocell according to an embodiment of the present invention is a method for evaluating physical properties by heating a thermocell under a high-speed rotation environment, comprising the steps of disposing a thermocell specimen in a specimen holder unit, heating the thermocell specimen with a heater unit, and a rotating unit and rotating the specimen holder.

본 발명의 일 실시예에 따른 열전지 물성 평가 방법에 있어서 상기 열전지 시편을 시편 홀더부에 배치하는 단계는 상기 열전지 시편을 고정 부재에 의해 고정되는 제1 지지 부재와 투명한 재질로 이루어지는 윈도우 사이에 배치할 수 있다.In the method for evaluating physical properties of a thermocell according to an embodiment of the present invention, the step of disposing the thermocell specimen in the specimen holder part may include disposing the thermocell specimen between a first support member fixed by a fixing member and a window made of a transparent material. can

본 발명의 일 실시예에 따른 열전지 물성 평가 방법에 있어서 상기 열전지 시편을 시편 홀더부에 배치하는 단계는 상기 제1 지지 부재와 상기 고정 부재 사이에 적어도 하나 이상의 단열 부재를 배치하고, 상면이 상기 열전지 시편과 접촉하는 제2 지지 부재를 배치하고, 내측에 상기 열전지 시편이 위치하도록 고리 형상의 스페이서를 상기 제2 지지 부재와 상기 윈도우 사이에 배치할 수 있다.In the method for evaluating properties of a thermocell according to an embodiment of the present invention, the step of disposing the thermocell specimen in the specimen holder includes disposing at least one heat insulating member between the first support member and the fixing member, and an upper surface of the thermocell A second support member in contact with the specimen may be disposed, and a ring-shaped spacer may be disposed between the second support member and the window so that the thermocouple specimen is positioned inside.

본 발명의 일 실시예에 따른 열전지 물성 평가 방법에 있어서 상기 열전지 시편을 가열하는 단계는 상기 히터부를 상기 시편 홀더부의 상부에 위치시켜, 상기 열전지 시편을 용융할 수 있다.In the method for evaluating physical properties of a thermocell according to an embodiment of the present invention, in the heating of the thermocell specimen, the heater part is positioned above the specimen holder part to melt the thermocell specimen.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features and advantages other than those described above will become apparent from the following detailed description, claims and drawings for carrying out the invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 열전지 물성 평가 장치 및 열전지 특성 평가 방법은 유도 포탄 등이 발사되는 환경과 유사하게 고온, 고속 환경을 모사하고, 이러한 환경에서 열전지가 거동하는 상태를 평가할 수 있다.The apparatus and method for evaluating properties of a thermocell according to an embodiment of the present invention can simulate a high-temperature and high-speed environment similar to an environment in which a guided shell is fired, and evaluate a state in which the thermocell behaves in such an environment.

본 발명의 일 실시예에 따른 열전지 물성 평가 장치 및 열전지 특성 평가 방법은 윈도우를 통해 열전지 시편의 거동을 실시간으로 확인할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, an apparatus for evaluating properties of a thermocell and a method for evaluating properties of a thermocell may check the behavior of a thermocell specimen in real time through a window.

본 발명의 일 실시예에 따른 열전지 물성 평가 장치 및 열전지 특성 평가 방법은 다른 부재에 가해지는 열을 최소화하면서 열전지 시편에 가해지는 압력을 적절히 조절할 수 있다.The apparatus and method for evaluating properties of a thermocell according to an embodiment of the present invention may appropriately adjust the pressure applied to the thermocell specimen while minimizing heat applied to other members.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전지 물성 평가 장치를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시편 홀더부를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 시편 홀더부를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전지 물성 평가 방법을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전지 물성 평가 장치를 작동한 상태를 나타낸다.1 shows an apparatus for evaluating physical properties of a thermal cell according to an embodiment of the present invention.
2 shows a specimen holder according to an embodiment of the present invention.
3 shows a specimen holder according to another embodiment of the present invention.
4 illustrates a method for evaluating physical properties of a thermal cell according to an embodiment of the present invention.
5 illustrates a state in which the thermal cell property evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention is operated.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 발명의 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시예로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 다른 실시예에 도시되어 있다 하더라도, 동일한 구성요소에 대하여서는 동일한 식별부호를 사용한다.Since the present invention can apply various transformations and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the description of the invention. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In the description of the present invention, even though illustrated in other embodiments, the same identification numbers are used for the same components.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and when described with reference to the drawings, the same or corresponding components are given the same reference numerals, and the overlapping description thereof will be omitted. .

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. In the following embodiments, terms such as first, second, etc. are used for the purpose of distinguishing one component from another, not in a limiting sense.

이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. In the following examples, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. In the following embodiments, terms such as include or have means that the features or components described in the specification are present, and the possibility of adding one or more other features or components is not excluded in advance.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. In the drawings, the size of the components may be exaggerated or reduced for convenience of description. For example, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily indicated for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to the illustrated bar.

이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다. In the following embodiments, the x-axis, the y-axis, and the z-axis are not limited to three axes on a Cartesian coordinate system, and may be interpreted in a broad sense including them. For example, the x-axis, y-axis, and z-axis may be orthogonal to each other, but may refer to different directions that are not orthogonal to each other.

어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.Where certain embodiments are otherwise feasible, a specific process sequence may be performed different from the described sequence. For example, two processes described in succession may be performed substantially simultaneously, or may be performed in an order opposite to the order described.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전지 물성 평가 장치(10)를 나타내고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시편 홀더부(200)를 나타내고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 시편 홀더부(200A)를 나타낸다.1 shows an apparatus 10 for evaluating thermal cell properties according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 shows a specimen holder 200 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is another embodiment of the present invention. The specimen holder part 200A according to FIG.

본 발명의 일 실시예에 따른 열전지 물성 평가 장치(10)는 열전지 또는 열전지의 전해질을 고속 회전 환경 하에서 고온으로 가열하여 그 물성을 평가하는 장치이다. 예를 들어 본 발명의 일 실시예에 따른 열전지 물성 평가 장치(10)는 열전지가 배치되는 유도 포탄 등의 발사 환경을 모사하기 위해, 열전지 또는 열전지의 전해질을 고온(예를 들어 500 ℃)으로 가열하여 용융한 상태에서 이를 고속(예를 들어 7000 rpm)으로 회전할 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 열전지 물성 평가 장치(10)는 이와 같이 고속 회전 환경 하에서 용융된 열전지 또는 열전지의 전해질의 누액 거동을 평가할 수 있다.The apparatus 10 for evaluating physical properties of a thermal cell according to an embodiment of the present invention is an apparatus for evaluating physical properties by heating a thermal cell or an electrolyte of a thermal cell to a high temperature in a high-speed rotation environment. For example, the apparatus 10 for evaluating physical properties of a thermal cell according to an embodiment of the present invention heats a thermal cell or an electrolyte of a thermal cell to a high temperature (for example, 500 ° C.) in order to simulate a firing environment such as a guided shell in which a thermal cell is disposed. It can be rotated at a high speed (for example, 7000 rpm) in a molten state. In addition, the apparatus 10 for evaluating physical properties of a thermal cell according to an embodiment of the present invention can evaluate the leakage behavior of the molten thermo cell or electrolyte of the thermo cell under the high-speed rotation environment as described above.

본 발명의 일 실시예에 따른 열전지 물성 평가 장치(10)가 평가하는 대상은 열전지 전체 또는 열전지의 전해질일 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 시편으로서 열전지를 이용하는 경우를 중심으로 설명한다.The object to be evaluated by the apparatus 10 for evaluating physical properties of a thermal cell according to an embodiment of the present invention may be the entire thermocell or an electrolyte of the thermocell. Hereinafter, for convenience of explanation, a case in which a thermocouple is used as a specimen will be mainly described.

도 1 내지 도 3을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 열전지 물성 평가 장치(10)는 지지부(100), 시편 홀더부(200), 회전부(300), 히터부(400) 및 위치 조절부(500)를 포함할 수 있다.1 to 3 , an apparatus 10 for evaluating physical properties of a thermoelectric cell according to an embodiment of the present invention includes a support part 100 , a specimen holder part 200 , a rotation part 300 , a heater part 400 , and a position adjusting part. (500).

지지부(100)는 열전지 물성 평가 장치(10)의 다른 부재를 지지하는 부재이다. 예를 들어 지지부(100)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 복수 개의 프레임이 서로 연결되며, 후술하는 회전부(300)가 위치하는 내부 공간을 구비할 수 있다.The support part 100 is a member that supports another member of the apparatus 10 for evaluating physical properties of a thermoelectric cell. For example, as shown in FIG. 1 , the support part 100 may include an internal space in which a plurality of frames are connected to each other and a rotating part 300 to be described later is located.

도 1에는 지지부(100)가 바닥에 배치되는 한 쌍의 프레임과 이들 프레임과 연결되어 높이 방향으로 연결되는 프레임을 포함하는 것으로 나타냈으나, 이에 한정하지 않는다. 지지부(100)는 열전지 물성 평가 장치(10)의 다른 부재를 견고하게 지지할 수 있는 형상 및 크기면 충분하다.In FIG. 1 , the support unit 100 is illustrated as including a pair of frames disposed on the floor and a frame connected to these frames and connected in the height direction, but is not limited thereto. It is sufficient that the support part 100 has a shape and size capable of firmly supporting other members of the apparatus 10 for evaluating physical properties of a thermoelectric cell.

시편 홀더부(200)는 열전지 시편(S)을 직접 지지하는 부재로서, 후술하는 회전부(300) 상에 위치할 수 있다. 시편 홀더부(200)는 열전지 시편(S)을 지지하는 상태에서 회전부(300)와 연결될 수 있다.The specimen holder 200 is a member that directly supports the thermoelectric specimen S, and may be positioned on the rotating part 300 to be described later. The specimen holder 200 may be connected to the rotation unit 300 in a state of supporting the thermoelectric specimen S.

일 실시예로 시편 홀더부(200)는 제1 지지 부재(210), 고정 부재(220), 윈도우(230) 및 캡(240)을 포함할 수 있다.In an embodiment, the specimen holder 200 may include a first support member 210 , a fixing member 220 , a window 230 , and a cap 240 .

제1 지지 부재(210)는 열전지 시편(S)을 지지하는 부재로서 고정 부재(220)에 의해 고정된다. 제1 지지 부재(210)는 상면이 열전지 시편(S)과 직접 접촉할 수 있다. 또는 제1 지지 부재(210)는 열전지 시편(S)과의 사이에 개재된 다른 부재(예를 들어 후술하는 단열 부재(260))에 의해 열전지 시편(S)과 이격될 수 있다.The first support member 210 is a member that supports the thermocouple specimen S and is fixed by the fixing member 220 . The upper surface of the first support member 210 may be in direct contact with the thermocell specimen S. Alternatively, the first support member 210 may be spaced apart from the thermocell specimen S by another member (eg, an insulating member 260 to be described later) interposed therebetween.

제1 지지 부재(210)의 재질이나 크기 및 형상 등은 특별히 한정하지 않는다. 예를 들어 제1 지지 부재(210)는 회전부(300)가 회전하는 상태에서 열전지 시편(S)이 요동하지 않도록 평평한 지지면을 구비하고, 히터부(400)에 의해 변형되지 않도록 내열성이 우수하고 열충격이 강한 재질로 이루어질 수 있다. 일 실시예로 제1 지지 부재(210)는 실리콘 웨이퍼로서 원판 형상을 가질 수 있다.The material, size, and shape of the first support member 210 are not particularly limited. For example, the first support member 210 has a flat support surface so that the thermocouple specimen S does not fluctuate while the rotating part 300 is rotated, and has excellent heat resistance so as not to be deformed by the heater part 400 , and It may be made of a material with strong thermal shock. In an embodiment, the first support member 210 may have a disk shape as a silicon wafer.

고정 부재(220)는 시편 홀더부(200)를 회전부(300)에 고정하는 부재이다. 예를 들어 고정 부재(220)는 진공 척(chuck)이며 제1 지지 부재(210)의 하면을 흡착하여 고정할 수 있다. 고정 부재(220)는 연결축을 구비하며, 상기 연결축은 회전부(300)의 회전축과 연결될 수 있다.The fixing member 220 is a member for fixing the specimen holder 200 to the rotating part 300 . For example, the fixing member 220 is a vacuum chuck and may be fixed by adsorbing the lower surface of the first supporting member 210 . The fixing member 220 has a connecting shaft, and the connecting shaft may be connected to the rotating shaft of the rotating unit 300 .

다만 고정 부재(220)가 시편 홀더부(200) 또는 제1 지지 부재(210)를 고정하는 방식은 특별히 한정하지 않는다. 예를 들어 고정 부재(220)는 클램프 등을 이용해 기구적인 방식으로 시편 홀더부(200) 또는 제1 지지 부재(210)를 회전부(300)에 고정할 수 있다.However, the method in which the fixing member 220 fixes the specimen holder 200 or the first support member 210 is not particularly limited. For example, the fixing member 220 may fix the specimen holder 200 or the first support member 210 to the rotating part 300 in a mechanical manner using a clamp or the like.

고정 부재(220)의 재질은 특별히 한정하지 않는다. 일 실시예로 고정 부재(220)는 열전지 시편(S)을 가열하는 온도와 무게를 고려하여 알루미늄으로 이루어질 수 있다.The material of the fixing member 220 is not particularly limited. In an embodiment, the fixing member 220 may be made of aluminum in consideration of the temperature and weight of heating the thermoelectric specimen S.

윈도우(230)는 제1 지지 부재(210)와의 사이에 열전지 시편(S)이 개재되도록 열전지 시편(S)의 상부에 배치되며, 투명한 재질로 이루어질 수 있다. 윈도우(230)는 열전지 시편(S)의 상면과 직접 접촉하거나 다른 부재(예를 들어 후술하는 스페이서(270))에 의해 열전지 시편(S)과 이격하여 배치될 수 있다. 윈도우(230)는 투명한 재질로 이루어지기 때문에 외부에서 윈도우(230)를 통해 열전지 시편(S)의 상태를 육안으로 확인할 수 있다.The window 230 is disposed on the thermocell specimen S such that it is interposed between the window 230 and the first support member 210 , and may be made of a transparent material. The window 230 may be disposed to be in direct contact with the upper surface of the thermocell specimen S or to be spaced apart from the thermocell specimen S by another member (eg, a spacer 270 to be described later). Since the window 230 is made of a transparent material, it is possible to visually check the state of the thermocell specimen S through the window 230 from the outside.

윈도우(230)의 종류는 특별히 한정하지 않으며, 일 실시예로 유리 웨이퍼일 수 있다.The type of the window 230 is not particularly limited, and may be a glass wafer in an embodiment.

캡(240)은 고정 부재(220)와 결합하며, 윈도우(230)의 적어도 일부를 커버할 수 있다. 예를 들어 캡(240)은 고정 부재(220)의 외주면과 나사 결합하도록 내주면에 나사산(241)을 구비할 수 있다. 또한 캡(240)은 상단에 반경 방향 내측으로 돌출되는 커버(242)를 구비할 수 있다. 커버(242)는 윈도우(230)의 상면, 보다 구체적으로 윈도우(230)의 가장자리와 접촉할 수 있다. 이에 따라 회전부(300)에 의해 시편 홀더부(200)가 고속으로 회전하더라도, 열전지 시편(S) 또는 시편 홀더부(200)가 회전축 방향이나 반경 방향으로 이동하는 것을 방지할 수 있다.The cap 240 may be coupled to the fixing member 220 and cover at least a portion of the window 230 . For example, the cap 240 may have a screw thread 241 on the inner circumferential surface to be screwed with the outer circumferential surface of the fixing member 220 . In addition, the cap 240 may include a cover 242 protruding radially inwardly on the upper end. The cover 242 may be in contact with an upper surface of the window 230 , more specifically, an edge of the window 230 . Accordingly, even when the specimen holder 200 is rotated at a high speed by the rotating unit 300 , it is possible to prevent the thermoelectric specimen S or the specimen holder 200 from moving in the direction of the rotation axis or in the radial direction.

캡(240)은 윈도우(230)를 통해 열전지 시편(S)을 확인할 수 있도록 내측에 개구부(243)를 구비할 수 있다.The cap 240 may have an opening 243 on the inside so that the thermal cell specimen S can be checked through the window 230 .

캡(240)의 재질은 특별히 한정하지 않는다. 일 실시예로 캡(240)은 열전지 시편(S)을 가열하는 온도와 무게를 고려하여 알루미늄으로 이루어질 수 있다.The material of the cap 240 is not particularly limited. In an embodiment, the cap 240 may be made of aluminum in consideration of the temperature and weight for heating the thermoelectric specimen S.

이와 같이 사용자는 윈도우(230)를 통해 열전지 시편(S)의 상태를 육안으로 용이하게 파악할 수 있다. 또한 용융된 상태에서 고속으로 회전하는 열전지 시편(S) 또는 시편 홀더부(200)가 의도하지 않은 방향으로 이동하는 것을 방지할 수 있다.In this way, the user can easily grasp the state of the thermocouple specimen S through the window 230 with the naked eye. In addition, it is possible to prevent the thermal cell specimen S or the specimen holder 200 rotating at high speed in a molten state from moving in an unintended direction.

도 3을 참조하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 시편 홀더부(200A)는 전술한 실시예에 따른 시편 홀더부(200)와 비교했을 때 제2 지지 부재(250), 단열 부재(260) 및 스페이서(270)를 더 포함할 수 있다. 시편 홀더부(200A)의 다른 구성은 시편 홀더부(200)의 구성과 동일할 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.Referring to FIG. 3 , the specimen holder part 200A according to another embodiment of the present invention has a second support member 250 , a heat insulating member 260 and a second support member 250 , as compared with the specimen holder part 200 according to the above-described embodiment. A spacer 270 may be further included. Other configurations of the specimen holder unit 200A may be the same as those of the specimen holder unit 200 , and a detailed description thereof will be omitted.

제2 지지 부재(250)는 열전지 시편(S)과 직접 접촉하는 부재로서, 제1 지지 부재(210)와 윈도우(230)의 사이에 배치될 수 있다. 일 실시예로 제2 지지 부재(250)는 하면이 제1 지지 부재(210) 또는 단열 부재(260)의 상면과 접촉하고, 상면에는 열전지 시편(S)이 배치될 수 있다.The second support member 250 is a member in direct contact with the thermocouple specimen S, and may be disposed between the first support member 210 and the window 230 . In an embodiment, the lower surface of the second support member 250 may contact the upper surface of the first support member 210 or the heat insulating member 260 , and the thermocouple specimen S may be disposed on the upper surface.

제2 지지 부재(250)의 재질이나 크기 및 형상 등은 특별히 한정하지 않는다. 예를 들어 제2 지지 부재(250)는 회전부(300)가 회전하는 상태에서 열전지 시편(S)이 요동하지 않도록 평평한 지지면을 구비하고, 히터부(400)에 의해 변형되지 않도록 내열성이 우수하고 열충격이 강한 재질로 이루어질 수 있다. 일 실시예로 제2 지지 부재(250)는 실리콘 웨이퍼로서 원판 형상을 가질 수 있다.The material, size, and shape of the second support member 250 are not particularly limited. For example, the second support member 250 has a flat support surface so that the thermocouple specimen S does not swing while the rotating part 300 is rotated, and has excellent heat resistance so as not to be deformed by the heater part 400 , and It may be made of a material with strong thermal shock. In an embodiment, the second support member 250 may have a disk shape as a silicon wafer.

단열 부재(260)는 후술하는 히터부(400)에서 방출되는 열이 회전부(300)를 손상하는 것을 방지하는 부재로서, 제1 지지 부재(210)와 제2 지지 부재(250)의 사이에 배치될 수 있다.The heat insulating member 260 is a member that prevents heat emitted from the heater unit 400 from damaging the rotating unit 300 , which will be described later, and is disposed between the first supporting member 210 and the second supporting member 250 . can be

일 실시예로 단열 부재(260)는 동일 또는 상이한 재질로 이루어진 복수 개의 단열층을 포함할 수 있다. 예를 들어 단열 부재(260)는 제1 지지 부재(210)의 상면에 배치되는 제1 단열층(261)과 제1 단열층(261)의 상면에 배치되는 제2 단열층(262)을 포함할 수 있다.In an embodiment, the heat insulating member 260 may include a plurality of heat insulating layers made of the same or different materials. For example, the heat insulating member 260 may include a first heat insulating layer 261 disposed on the upper surface of the first support member 210 and a second heat insulating layer 262 disposed on the upper surface of the first heat insulating layer 261 . .

단열 부재(260)의 크기나 재질, 형상 등은 특별히 한정하지 않으며 시편 홀더부(200)의 다른 부재에 따라 적절한 크기와 형상을 가질 수 있다. 예를 들어 제1 단열층(261)은 알루미나(Al2O3) 펠트, 제2 단열층(262)은 유리 웨이퍼일 수 있다. 또는 제1 단열층(261)과 제2 단열층(262)은 서로 동일한 재질로 이루어지거나 상이한 재질로 이루어질 수 있다.The size, material, shape, etc. of the heat insulating member 260 is not particularly limited and may have an appropriate size and shape according to other members of the specimen holder 200 . For example, the first heat insulating layer 261 may be alumina (Al 2 O 3 ) felt, and the second heat insulating layer 262 may be a glass wafer. Alternatively, the first heat insulating layer 261 and the second heat insulating layer 262 may be made of the same material or different materials.

스페이서(270)는 열전지 시편(S)에 가해지는 압력을 조절할 수 있다. 예를 들어 스페이서(270)는 내측에 열전지 시편(S)이 위치하도록 고리 형상을 가지며, 윈도우(230)와 제2 지지 부재(250)의 사이에 배치될 수 있다. 이를 통해 윈도우(230)와 제2 지지 부재(250) 사이의 거리를 이격시켜, 캡(240)이 고정 부재(220)에 체결되어 윈도우(230)를 가압하더라도 제2 지지 부재(250) 상에 배치된 열전지 시편(S)에 과도한 압력이 가해지는 것을 방지할 수 있다.The spacer 270 may control the pressure applied to the thermocell specimen S. For example, the spacer 270 may have a ring shape such that the thermocouple specimen S is positioned therein, and may be disposed between the window 230 and the second support member 250 . Through this, the distance between the window 230 and the second support member 250 is spaced apart, so that the cap 240 is fastened to the fixing member 220 to press the window 230 on the second support member 250 . It is possible to prevent excessive pressure from being applied to the disposed thermal cell specimen S.

스페이서(270)의 두께는 특별히 한정하지 않으며, 열전지 시편(S)의 두께나 물성 또는 실험 조건 등을 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 예를 들어 스페이서(270)의 두께는 열전지 시편(S)과 동일하거나 그보다 작거나 또는 클 수 있다.The thickness of the spacer 270 is not particularly limited, and may be appropriately selected in consideration of the thickness, physical properties, or experimental conditions of the thermal cell specimen S. For example, the thickness of the spacer 270 may be the same as, smaller than, or larger than that of the thermoelectric specimen S.

또한 스페이서(270)의 재질은 특별히 한정하지 않으며, 예를 들어 알루미나 펠트로 이루어질 수 있다.In addition, the material of the spacer 270 is not particularly limited, and may be made of, for example, alumina felt.

이와 같은 구성을 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 열전지 물성 평가 장치(10)는 고온, 고속 환경을 모사하는 과정에서 회전부(300) 등에 과도한 열이 가해지지 않도록 하여 장치가 손상되지 않도록 할 수 있다. 또한 열전지 시편(S)에 가해지는 압력을 적절히 조절할 수 있다.Through such a configuration, the apparatus 10 for evaluating physical properties of a thermal cell according to an embodiment of the present invention prevents excessive heat from being applied to the rotating part 300 and the like in the process of simulating a high-temperature and high-speed environment, thereby preventing the device from being damaged. . In addition, the pressure applied to the thermoelectric specimen S may be appropriately adjusted.

다시 도 1을 참조하면 회전부(300)는 시편 홀더부(200)를 직접 회전시키는 부재로서, 지지부(100)의 일측에 배치될 수 있다. 예를 들어 회전부(300)는 지지부(100)의 프레임 내측 그리고 지면이나 다른 부재 상에 배치되며, 시편 홀더부(200)와 연결되는 회전축을 구비할 수 있다. 그리고 회전부(300)는 상기 회전축을 중심으로 시편 홀더부(200)를 회전시킬 수 있다. 예를 들어 회전부(300)의 회전축은 도 1의 Z축과 평행할 수 있다.Referring back to FIG. 1 , the rotating unit 300 is a member that directly rotates the specimen holder unit 200 , and may be disposed on one side of the support unit 100 . For example, the rotating unit 300 may be disposed inside the frame of the support unit 100 and on the ground or other member, and may include a rotating shaft connected to the specimen holder unit 200 . In addition, the rotating unit 300 may rotate the specimen holder unit 200 about the rotation axis. For example, the rotation axis of the rotating unit 300 may be parallel to the Z axis of FIG. 1 .

일 실시예로 회전부(300)는 시편 홀더부(200)를 7000rpm 이하의 속도로 회전시킬 수 있다.In an embodiment, the rotating unit 300 may rotate the specimen holder unit 200 at a speed of 7000 rpm or less.

일 실시예로 회전부(300)는 중심부에 오목하게 함몰된 회전 영역(310)을 구비할 수 있다. 회전 영역(310)의 저면에는 상기 회전축이 구비되며, 시편 홀더부(200)는 회전 영역(310)의 중심에 배치되어 상기 회전축과 연결될 수 있다.In an embodiment, the rotating unit 300 may include a rotating region 310 concavely recessed in the center thereof. The rotation shaft may be provided on a bottom surface of the rotation region 310 , and the specimen holder 200 may be disposed at the center of the rotation region 310 to be connected to the rotation shaft.

히터부(400)는 지지부(100)와 연결되며, 시편 홀더부(200)와 대향하도록 배치되어 열전지 시편(S)을 가열할 수 있다. 예를 들어 히터부(400)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 후술하는 위치 조절부(500)와 연결되며, 회전부(300)와의 사이에 시편 홀더부(200)가 위치하도록 배치될 수 있다. 이에 따라 히터부(400)에서 방출되는 열이 시편 홀더부(200)로 전달되어 열전지 시편(S)을 용융할 수 있다.The heater unit 400 is connected to the support unit 100 , and is disposed to face the specimen holder unit 200 to heat the thermoelectric specimen S. For example, as shown in FIG. 1 , the heater unit 400 may be connected to a position adjusting unit 500 to be described later, and may be disposed such that the specimen holder 200 is positioned between the heater unit 300 and the rotating unit 300 . Accordingly, heat emitted from the heater unit 400 may be transferred to the specimen holder unit 200 to melt the thermocouple specimen S.

일 실시예로 히터부(400)는 지지부(100)와 연결된 상태에서 시편 홀더부(200)와 이격하여 배치될 수 있다. 즉 히터부(400)는 열전지 시편(S)을 비접촉식으로 가열할 수 있다.In an embodiment, the heater unit 400 may be disposed to be spaced apart from the specimen holder unit 200 while being connected to the support unit 100 . That is, the heater unit 400 may heat the thermocell specimen S in a non-contact manner.

일 실시예로 히터부(400)는 면상 히터(plane heater)로서 열전지 시편(S)을 균일하게 가열할 수 있다. 예를 들어 히터부(400)는 시편 홀더부(200)의 상면보다 큰 면적을 가져, 내측에 시편 홀더부(200)가 배치되는 다각형 또는 원형인 발열면(heating plane)을 가질 수 있다.In an embodiment, the heater unit 400 is a plane heater and may uniformly heat the thermocell specimen S. For example, the heater unit 400 may have a larger area than the upper surface of the specimen holder unit 200 and may have a polygonal or circular heating plane in which the specimen holder unit 200 is disposed.

히터부(400)의 가열 온도는 특별히 한정하지 않으며, 열전지 시편(S)의 물성이나 크기 및 형상 또는 실험 조건을 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 예를 들어 히터부(400)는 열전지 시편(S)을 500 ℃까지 가열할 수 있다.The heating temperature of the heater unit 400 is not particularly limited, and may be appropriately selected in consideration of the physical properties, size, and shape of the thermal cell specimen S, or experimental conditions. For example, the heater unit 400 may heat the thermocell specimen S to 500°C.

위치 조절부(500)는 지지부(100)의 일측에 배치되어, 히터부(400)의 위치를 조절할 수 있다. 예를 들어 도 1에 나타낸 바와 같이, 위치 조절부(500)는 지지부(100)의 상부 프레임에 연결되며, 일측은 히터부(400)와 연결될 수 있다. 그리고 위치 조절부(500)는 열전지 시편(S)을 균일하게 가열할 수 있는 위치로 히터부(400)를 이동시킬 수 있다.The position adjusting unit 500 may be disposed on one side of the support unit 100 to adjust the position of the heater unit 400 . For example, as shown in FIG. 1 , the position adjusting unit 500 may be connected to the upper frame of the support unit 100 , and one side may be connected to the heater unit 400 . In addition, the position adjusting unit 500 may move the heater unit 400 to a position capable of uniformly heating the thermocell specimen S.

일 실시예로 위치 조절부(500)는 이동 플레이트(510), 제1 연결바(520), 제2 연결바(530), 제3 연결바(540) 및 높이 조절 부재(550)를 포함할 수 있다.In an embodiment, the position adjusting unit 500 may include a moving plate 510 , a first connecting bar 520 , a second connecting bar 530 , a third connecting bar 540 , and a height adjusting member 550 . can

이동 플레이트(510)는 일단이 히터부(400)와 연결되는 제3 연결바(540)와 연결될 수 있다. 이동 플레이트(510)의 일측은 제1 방향(예를 들어 도 1의 X축 방향)으로 연장되는 한 쌍의 제1 연결바(520)와 체결되고, 타측은 제2 방향(예를 들어 도 1의 Y축 방향)으로 연장되는 한 쌍의 제2 연결바(530)와 체결될 수 있다. 이동 플레이트(510)와 제1 연결바(520) 및 제2 연결바(530) 간의 체결 방식은 특별히 한정하지 않는다. 예를 들어 도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 연결바(520)와 제2 연결바(530)는 측면에 홈을 구비하며, 이동 플레이트(510)는 이들 홈에 삽입되어 축 방향으로 슬라이딩할 수 있다. 또한 제1 연결바(520)는 한 쌍의 제2 연결바(530) 사이에 배치되어, 마찬가지로 슬라이딩 가능하도록 삽입될 수 있다. 이에 따라 이동 플레이트(510)는 제1 연결바(520)를 따라 제1 방향으로 이동하고, 제1 연결바(520)는 제2 연결바(530)를 따라 제2 방향으로 이동할 수 있다.The moving plate 510 may be connected to a third connecting bar 540 having one end connected to the heater unit 400 . One side of the moving plate 510 is coupled to a pair of first connecting bars 520 extending in a first direction (eg, the X-axis direction in FIG. 1 ), and the other side is coupled to a second direction (eg, in FIG. 1 ). may be coupled to a pair of second connecting bars 530 extending in the Y-axis direction. A fastening method between the moving plate 510 and the first connecting bar 520 and the second connecting bar 530 is not particularly limited. For example, as shown in FIG. 1 , the first connecting bar 520 and the second connecting bar 530 have grooves on the side surfaces, and the moving plate 510 can be inserted into these grooves to slide in the axial direction. have. Also, the first connecting bar 520 is disposed between the pair of second connecting bars 530 and may be similarly inserted slidably. Accordingly, the moving plate 510 may move in the first direction along the first connecting bar 520 , and the first connecting bar 520 may move in the second direction along the second connecting bar 530 .

또한 높이 조절 부재(550)는 제3 방향(예를 들어 도 1의 Z축 방향)으로 연장되는 제3 연결바(540)의 일측에 배치되어, 히터부(400)의 높이를 조절할 수 있다. 높이 조절 부재(550)가 히터부(400)의 높이를 조절하는 방식은 특별히 한정하지 않는다. 예를 들어 높이 조절 부재(550)는 제3 연결바(540)의 내측에 삽입된 단부에 기어를 구비할 수 있으며, 제3 연결바(540)도 이에 대응되는 기어를 구비할 수 있다. 즉 제3 연결바(540)와 높이 조절 부재(550)는 랙-피니언 기어로서, 높이 조절 부재(550)를 회전시키면 제3 연결바(540)가 제3 방향으로 이동할 수 있다. 이를 위해 제3 연결바(540)는 분절된 복수 개의 블록을 포함할 수 있다.In addition, the height adjustment member 550 may be disposed on one side of the third connecting bar 540 extending in the third direction (eg, the Z-axis direction of FIG. 1 ) to adjust the height of the heater unit 400 . A method in which the height adjustment member 550 adjusts the height of the heater unit 400 is not particularly limited. For example, the height adjustment member 550 may have a gear at an end inserted into the third connecting bar 540 , and the third connecting bar 540 may also have a corresponding gear. That is, the third connecting bar 540 and the height adjusting member 550 are rack-and-pinion gears, and when the height adjusting member 550 is rotated, the third connecting bar 540 may move in the third direction. To this end, the third connecting bar 540 may include a plurality of segmented blocks.

또는 제3 연결바(540)는 측면에 제3 방향으로 이격하여 배치되는 복수 개의 결합공(미도시)을 포함하며, 높이 조절 부재(550)는 상기 결합공 중 어느 하나에 삽입되어, 제3 연결바(540)의 길이를 조절할 수 있다. 이 경우에도 제3 연결바(540)는 분절된 복수 개의 블록을 포함할 수 있다.Alternatively, the third connecting bar 540 includes a plurality of coupling holes (not shown) disposed on the side surface to be spaced apart from each other in the third direction, and the height adjustment member 550 is inserted into any one of the coupling holes, and the third The length of the connecting bar 540 can be adjusted. Even in this case, the third connecting bar 540 may include a plurality of segmented blocks.

이를 통해 위치 조절부(500)는 히터부(400)가 시편 홀더부(200)를 균일하게 가열할 수 있도록, 예를 들어 시편 홀더부(200)와 히터부(400)가 동축으로 배치되도록 히터부(400)의 위치를 조절할 수 있다.Through this, the position adjusting unit 500 is configured so that the heater unit 400 can uniformly heat the specimen holder unit 200, for example, so that the specimen holder unit 200 and the heater unit 400 are coaxially arranged. The position of the unit 400 may be adjusted.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전지 물성 평가 방법을 나타내고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전지 물성 평가 장치(10)를 작동한 상태를 나타낸다.FIG. 4 shows a method for evaluating properties of a thermocell according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 shows a state in which the apparatus for evaluating physical properties of a thermocell 10 according to an embodiment of the present invention is operated.

본 발명의 일 실시예에 따른 열전지 물성 평가 방법은 전술한 열전지 물성 평가 장치(10)를 이용해 고속 회전 환경 하에서 열전지를 가열하여 물성을 평가하는 방법으로서, 열전지 시편(S)을 시편 홀더부(200)에 배치하는 단계, 히터부(400)로 열전지 시편(S)을 가열하는 단계 및 회전부(300)로 시편 홀더부(200)를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.The method for evaluating physical properties of a thermocell according to an embodiment of the present invention is a method for evaluating physical properties by heating a thermocell under a high-speed rotation environment using the aforementioned device for evaluating the properties of a thermocell 10 . ), heating the thermoelectric specimen S with the heater 400 , and rotating the specimen holder 200 with the rotating unit 300 .

먼저 열전지 시편(S)을 시편 홀더부(200)에 배치한다. 여기서 열전지 시편(S)을 고정 부재(220)에 의해 고정되는 제1 지지 부재(210)와 투명한 재질로 이루어지는 윈도우(230) 사이에 배치할 수 있다.First, the thermocouple specimen S is placed on the specimen holder 200 . Here, the thermocouple specimen S may be disposed between the first support member 210 fixed by the fixing member 220 and the window 230 made of a transparent material.

일 실시예로 열전지 시편(S)을 시편 홀더부(200)에 배치하는 단계는 제1 지지 부재(210)와 고정 부재(220) 사이에 적어도 하나 이상의 단열 부재(260)를 배치하고, 상면이 열전지 시편(S)과 접촉하는 제2 지지 부재(250)를 배치할 수 있다. 또한 내측에 열전지 시편(S)이 위치하도록 고리 형상의 스페이서(270)를 제2 지지 부재(250)와 윈도우(230) 사이에 배치할 수 있다.In an embodiment, the step of disposing the thermoelectric specimen S on the specimen holder 200 includes disposing at least one heat insulating member 260 between the first supporting member 210 and the fixing member 220 , and the upper surface is A second support member 250 in contact with the thermocouple specimen S may be disposed. In addition, a ring-shaped spacer 270 may be disposed between the second support member 250 and the window 230 so that the thermocouple specimen S is positioned inside.

다음 히터부(400)로 시편 홀더부(200)에 배치된 열전지 시편(S)을 가열한다. 여기서 히터부(400)를 시편 홀더부(200)의 상부에 위치시켜, 열전지 시편(S)을 용융한다. 여기서 히터부(400)의 가열 온도는 특별히 한정하지 않으며, 열전지 시편(S)을 용융할 수 있으면 충분하다. 예를 들어 히터부(400)의 가열 온도는 500 ℃일 수 있다.Next, the thermoelectric cell specimen S disposed on the specimen holder 200 is heated by the heater unit 400 . Here, the heater unit 400 is positioned above the specimen holder unit 200 to melt the thermoelectric cell specimen S. Here, the heating temperature of the heater unit 400 is not particularly limited, and it is sufficient if the thermoelectric cell specimen S can be melted. For example, the heating temperature of the heater unit 400 may be 500 ℃.

일 실시예로 위치 조절부(500)를 통해 히터부(400)의 위치를 조절할 수 있다. 예를 들어 열전지 시편(S)을 균일하게 가열하도록 위치 조절부(500)를 이용해 제1 방향, 제2 방향 또는 제3 방향으로 히터부(400)의 위치를 조절할 수 있다.In an embodiment, the position of the heater unit 400 may be adjusted through the position adjusting unit 500 . For example, the position of the heater unit 400 may be adjusted in the first direction, the second direction, or the third direction by using the position adjusting unit 500 to uniformly heat the thermoelectric specimen S.

일 실시예로 위치 조절부(500)로 히터부(400)를 시편 홀더부(200)의 상면과 기 설정된 간격만큼 이격시킬 수 있다.In an embodiment, the heater unit 400 may be spaced apart from the upper surface of the specimen holder unit 200 by a preset distance using the position adjusting unit 500 .

다음 회전부(300)로 시편 홀더부(200)를 회전시킨다. 여기서 회전부(300)의 회전 속도는 특별히 한정하지 않으며, 열전지가 배치되는 유도 포탄의 회전 속도와 유사한 속도일 수 있다. 예를 들어 회전부(300)는 시편 홀더부(200)를 7000rpm으로 회전시킬 수 있다.Next, the specimen holder 200 is rotated by the rotating unit 300 . Here, the rotational speed of the rotating part 300 is not particularly limited, and may be a speed similar to the rotational speed of the guided shell in which the thermocouple is disposed. For example, the rotating unit 300 may rotate the specimen holder unit 200 at 7000 rpm.

도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 시편 홀더부(200)에 열전지 시편(S)이 배치된 상태를 나타내고, 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전지 물성 평가 장치(10)를 작동한 후 시편 홀더부(200)의 상태를 나타낸다.FIG. 5A shows a state in which a thermocouple specimen S is disposed on the specimen holder 200 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5B is an operation of the thermoelectric cell property evaluation apparatus 10 according to an embodiment of the present invention. After this, the state of the specimen holder 200 is shown.

도 5a에 나타낸 바와 같이, 열전지 물성 평가 장치(10)를 작동하기 전에는 열전지 시편(S)은 원래 상태를 유지한다. 이후 열전지 물성 평가 장치(10)를 작동하면 도 5b에 나타낸 바와 같이, 열전지 시편(S)이 용융되고 이 상태에서 고속으로 회전함에 따라 누액이 발생하는 것을 알 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 열전지 물성 평가 장치(10)는 열전지가 사용되는 환경을 모사하여 열전지의 물성, 예를 들어 전해질의 누액 거동을 평가할 수 있다.As shown in FIG. 5A , before the thermal cell physical property evaluation apparatus 10 is operated, the thermal cell specimen S maintains its original state. Thereafter, when the thermal cell physical property evaluation apparatus 10 is operated, as shown in FIG. 5B , it can be seen that the thermal cell specimen S is melted and leaked as it rotates at a high speed in this state. As described above, the apparatus 10 for evaluating physical properties of a thermal battery according to an embodiment of the present invention can evaluate the physical properties of the thermal battery, for example, a leakage behavior of an electrolyte by simulating the environment in which the thermal battery is used.

본 발명의 일 실시예에 따른 열전지 물성 평가 장치(10) 및 열전지 특성 평가 방법은 유도 포탄 등이 발사되는 환경과 유사하게 고온-고속 환경을 모사하고, 이러한 환경에서 열전지가 거동하는 상태를 평가할 수 있다.The thermal cell property evaluation apparatus 10 and the thermal cell characteristic evaluation method according to an embodiment of the present invention simulate a high-temperature-high-speed environment similar to an environment in which a guided shell is fired, and evaluate the behavior of the thermal cell in this environment. have.

본 발명의 일 실시예에 따른 열전지 물성 평가 장치(10) 및 열전지 특성 평가 방법은 윈도우(230)를 통해 열전지 시편(S)의 거동을 실시간으로 확인할 수 있다.In the thermal cell property evaluation apparatus 10 and the thermocell property evaluation method according to an embodiment of the present invention, the behavior of the thermocell specimen S may be checked in real time through the window 230 .

본 발명의 일 실시예에 따른 열전지 물성 평가 장치(10) 및 열전지 특성 평가 방법은 다른 부재에 가해지는 열을 최소화하면서 열전지 시편(S)에 가해지는 압력을 적절히 조절할 수 있다.The apparatus 10 and the method for evaluating the properties of a thermocell according to an embodiment of the present invention may appropriately adjust the pressure applied to the thermocell specimen S while minimizing heat applied to other members.

이와 같이 도면에 도시된 실시예를 참고로 본 발명을 설명하였으나, 이는 예시에 불과하다. 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 충분히 이해할 수 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 기초하여 정해져야 한다.As described above, the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, but this is only an example. Those of ordinary skill in the art can fully understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from the embodiments. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined based on the appended claims.

실시예에서 설명하는 특정 기술 내용은 일 실시예들로서, 실시예의 기술 범위를 한정하는 것은 아니다. 발명의 설명을 간결하고 명확하게 기재하기 위해, 종래의 일반적인 기술과 구성에 대한 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재는 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로 표현될 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.Specific technical content described in the embodiment is an embodiment and does not limit the technical scope of the embodiment. In order to concisely and clearly describe the description of the invention, descriptions of conventional general techniques and configurations may be omitted. In addition, the connection or connection member of the lines between the components shown in the drawings exemplifies functional connections and/or physical or circuit connections, and in an actual device, various functional connections, physical connections that are replaceable or additional It may be expressed as a connection, or circuit connections. In addition, unless there is a specific reference such as "essential" or "importantly", it may not be a necessary component for the application of the present invention.

발명의 설명 및 청구범위에 기재된 "상기" 또는 이와 유사한 지시어는 특별히 한정하지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 지칭할 수 있다. 또한, 실시 예에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 또한, 실시예에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 실시예들이 한정되는 것은 아니다. 실시예에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 실시예를 상세히 설명하기 위한 것으로서 청구범위에 의해 한정되지 않는 이상, 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 실시예의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 통상의 기술자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.In the description and claims, "above" or similar referents may refer to both the singular and the plural unless otherwise specified. In addition, when a range is described in the embodiment, it includes the invention to which individual values belonging to the range are applied (unless there is a description to the contrary), and each individual value constituting the range is described in the description of the invention. same. In addition, the steps constituting the method according to the embodiment may be performed in an appropriate order unless the order is explicitly stated or there is no description to the contrary. The embodiments are not necessarily limited according to the order of description of the above steps. The use of all examples or exemplary terminology (eg, etc.) in the embodiments is merely for describing the embodiments in detail, and unless limited by the claims, the scope of the embodiments is limited by the examples or illustrative terms. it is not In addition, those skilled in the art will appreciate that various modifications, combinations, and changes may be made in accordance with design conditions and factors within the scope of the appended claims or their equivalents.

10: 열전지 물성 평가 장치
100: 지지부
200, 200A: 시편 홀더부
300: 회전부
400: 히터부
500: 위치 조절부10: Thermal cell property evaluation device
100: support
200, 200A: specimen holder part
300: rotating part
400: heater unit
500: position control unit

Claims (10)

고온, 고속 회전 환경 하에서 열전지를 가열하여 물성을 평가하는 장치로서,
지지부;
열전지 시편을 고정하는 시편 홀더부;
상기 지지부의 일측에 배치되고, 상기 시편 홀더부와 연결되는 회전축을 구비하며, 상기 회전축을 중심으로 상기 시편 홀더부를 회전시키는 회전부;
상기 지지부와 연결되며, 상기 시편 홀더부와 대향하도록 배치되어 상기 열전지 시편을 가열하는 히터부;를 포함하고,
상기 히터부로 상기 열전지 시편을 가열하여 상기 열전지 시편의 전해질을 용융시킨 상태에서, 상기 회전부로 상기 시편 홀더부를 회전시켜 상기 전해질의 누액 거동을 평가하는, 열전지 물성 평가 장치.A device for evaluating physical properties by heating a thermal cell in a high-temperature, high-speed rotation environment, comprising:
support;
a specimen holder for fixing the thermoelectric specimen;
a rotating part disposed on one side of the support part, having a rotation shaft connected to the specimen holder part, and rotating the specimen holder part about the rotation axis;
a heater part connected to the support part and disposed to face the specimen holder part to heat the thermoelectric specimen;
In a state in which the electrolyte of the thermocell specimen is melted by heating the thermocell specimen by the heater unit, the specimen holder unit is rotated by the rotating unit to evaluate the leakage behavior of the electrolyte. 제1 항에 있어서,
상기 히터부의 위치를 조절하는 위치 조절부를 더 구비하는, 열전지 물성 평가 장치.According to claim 1,
The apparatus for evaluating physical properties of a thermocell, further comprising a position adjusting unit for adjusting a position of the heater unit. 제1 항에 있어서,
상기 시편 홀더부는
상기 열전지 시편을 지지하는 제1 지지 부재;
상기 제1 지지 부재의 일면을 고정하는 고정 부재;
상기 열전지 시편의 상부에 배치되며, 투명한 재질로 이루어지는 윈도우; 및
상기 고정 부재의 외주면과 결합하며, 상기 윈도우의 적어도 일부를 커버하는 캡;을 더 포함하는, 열전지 물성 평가 장치.According to claim 1,
The specimen holder part
a first support member supporting the thermocouple specimen;
a fixing member for fixing one surface of the first supporting member;
a window disposed on the thermoelectric specimen and made of a transparent material; and
and a cap coupled to an outer circumferential surface of the fixing member and covering at least a portion of the window. 제3 항에 있어서,
상기 제1 지지 부재는 상기 고정 부재에 의해 흡착 고정되고,
상기 캡은 내주면에 상기 고정 부재와 나사 결합하는 나사산을 구비하며, 상기 윈도우의 상면과 접촉하도록 돌출된 커버를 포함하는, 열전지 물성 평가 장치.4. The method of claim 3,
The first support member is adsorbed and fixed by the fixing member,
The cap has a screw thread screwed to the fixing member on an inner circumferential surface and includes a cover protruding to contact the upper surface of the window. 제3 항에 있어서,
상기 시편 홀더부는
상기 시편과 직접 접촉하는 제2 지지 부재; 및
상기 제1 지지 부재와 상기 제2 지지 부재 사이에 배치되는 적어도 하나 이상의 단열 부재;를 더 포함하는, 열전지 물성 평가 장치.4. The method of claim 3,
The specimen holder part
a second support member in direct contact with the specimen; and
At least one heat insulating member disposed between the first supporting member and the second supporting member; 제3 항에 있어서,
상기 시편 홀더부는
상기 제1 지지 부재와 상기 윈도우의 사이에 배치되며, 내측에 상기 열전지 시편이 배치되는 고리 형상의 스페이서를 더 포함하는, 열전지 물성 평가 장치.4. The method of claim 3,
The specimen holder part
and a ring-shaped spacer disposed between the first support member and the window, the spacer having a ring shape inside which the thermocell specimen is disposed. 고온, 고속 회전 환경 하에서 열전지를 가열하여 물성을 평가하는 방법으로서,
열전지 시편을 시편 홀더부에 배치하는 단계;
히터부로 상기 열전지 시편을 가열하는 단계; 및
회전부로 상기 시편 홀더부를 회전시키는 단계;를 포함하고,
상기 히터부로 상기 열전지 시편을 가열하여 상기 열전지 시편의 전해질을 용융시킨 상태에서, 상기 회전부로 상기 시편 홀더부를 회전시켜 상기 전해질의 누액 거동을 평가하는, 열전지 물성 평가 방법.A method for evaluating physical properties by heating a thermal cell under a high-temperature, high-speed rotation environment, comprising:
disposing a thermoelectric specimen in a specimen holder;
heating the thermocell specimen with a heater unit; and
Including; rotating the specimen holder unit with a rotating unit;
In a state in which the electrolyte of the thermocell specimen is melted by heating the thermocell specimen by the heater unit, the specimen holder unit is rotated by the rotating unit to evaluate the leakage behavior of the electrolyte. 제7 항에 있어서,
상기 열전지 시편을 시편 홀더부에 배치하는 단계는 상기 열전지 시편을 고정 부재에 의해 고정되는 제1 지지 부재와 투명한 재질로 이루어지는 윈도우 사이에 배치하는, 열전지 물성 평가 방법.8. The method of claim 7,
The disposing of the thermoelectric specimen in the specimen holder includes disposing the thermoelectric specimen between a first support member fixed by a fixing member and a window made of a transparent material. 제8 항에 있어서,
상기 열전지 시편을 시편 홀더부에 배치하는 단계는 상기 제1 지지 부재와 상기 고정 부재 사이에 적어도 하나 이상의 단열 부재를 배치하고, 상면이 상기 열전지 시편과 접촉하는 제2 지지 부재를 배치하고, 내측에 상기 열전지 시편이 위치하도록 고리 형상의 스페이서를 상기 제2 지지 부재와 상기 윈도우 사이에 배치하는, 열전지 물성 평가 방법.9. The method of claim 8,
The disposing of the thermoelectric specimen in the specimen holder includes disposing at least one heat insulating member between the first supporting member and the fixing member, and disposing a second supporting member whose upper surface is in contact with the thermoelectric specimen, and inside and disposing a ring-shaped spacer between the second support member and the window so that the thermocell specimen is positioned. 제7 항에 있어서,
상기 열전지 시편을 가열하는 단계는 상기 히터부를 상기 시편 홀더부의 상부에 위치시켜, 상기 열전지 시편을 용융하는, 열전지 물성 평가 방법.8. The method of claim 7,
In the heating of the thermocell specimen, the heater part is positioned above the specimen holder part to melt the thermocell specimen.
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