KR101301797B1 - 라디에이터 장치 - Google Patents

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차이나 파워 테크날러지 리미티드
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Abstract

에너지를 집중, 또는 분산시키기 위한 라디에이터 장치. 한 가지 실시예에서, 상기 라디에이터는 열 전도성 층과, 복사 층과, 단열 층을 포함한다. 상기 복사 층은 에너지 소스에 의해 전력을 공급받고, 상기 열 전도성 층의 하나 이상의 부분에 내장되는 복사 구성요소를 포함한다. 상기 단열 층은 상기 열 전도성 층을 마주본다. 또 다른 실시예에서, 상기 라디에이터는 에너지 소스에 의해 전력을 공급받는 나선 돔-형상의 복사 구성요소와, 상기 복사 구성요소를 마주보는 반사 표면을 포함하는 돔-형상의 반사 구성요소를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 상기 라디에이터는 에너지 소스에 의해 전력을 공급받는 복사 구성요소와, 복사 구성요소를 마주보는 부분적으로 링 형상인 오목 반사 표면을 포함하는 반사 구성요소를 포함하여, 에너지를 부분 모자 형상, 또는 고리 형상 영역으로 분산시킬 수 있다.

Description

라디에이터 장치{RADIATOR APPARATUS}
본 발명은 라디에이터 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 에너지를 집중시키고, 분산시키기 위한 라디에이터 장치에 관한 것이다.
슈테판-볼츠만의 법칙(Stefan-Boltzman Law)에 의하면, 주어진 온도에서 임의의 물체에 대한 총 복사 방출은 R=ECT4로서 기술된다. E는 물체의 방사율이며, 이는 주어진 온도에서의 완전 흑체의 총 복사 방출에 대한, 같은 온도에서의 상기 물체의 총 복사 방출의 비이다. 흑체는, 입사 복사를 완전하게 흡수하고, 주어진 온도에서 최대 복사를 완전하게 방출하는 이론상 가능한 열 복사 물체이며, E=1을 가지며, 이때 이론상 완전하게 반사시키는 물체의 E는 0이며, 그 밖의 다른 물체는 0<E<1을 갖는다. C는 약 5.67 x 10-8 W/m2-K4의 값을 갖는 슈테판-볼츠만 상수이다. T는 켈빈 온도로 나타나는 물체의 절대 온도이다.
절대 온도 0(즉, -273℃) 이상의 온도를 갖는 모든 물체는 전자기 복사를 방출한다. 플랑크 방정식(Planck's Equation)에 따르면, 물체에 의해 방출되는 복사는 상기 물체의 온도와 복사율과 상기 복사의 파장의 함수이다. 절대 0 이상으로 온도 상승을 수반하며, 물체로부터의 조사(irradiation)가 증가하고, 개별 광자의 양자 에너지는 상기 광자의 파장에 반비례한다. 총 파워의 법칙(Total Power Law)에 의하면, 복사가 물체에 입사될 때, 흡수된 복사, 반사된 복사, 전송된 복사의 총 합은 전체와 같다.
전도와 대류에 의한 종래의 가열보다, 적외선 조사(infrared irradiation)가 선택된 공간만을 향하는 열 및 조사를 발사시킴으로써 국부 가열에서 사용될 수 있는 적외선 가열이 더 효율적이다. 적외선 조사는 선택된 공간에서, 공기는 가열하지 않으며, 상기 공간 내부의 물체만 가열한다. 실제로, 전도와 대류를 이용하는 종래의 가열과는 다르게, 복사는 열 전달용 매체를 필요로 하지 않고, 진공을 통해 전송될 수 있다.
본 발명은 라디에이터에 관한 것이다. 하나의 실시예에서, 상기 라디에이터는 열 전도성 층과, 복사 층과, 단열 층을 포함한다. 상기 복사 층은 에너지 소스에 의해 전력을 공급받고, 상기 열 전도성 층의 부분에 내장되는 하나 이상의 복사 구성요소를 포함한다. 상기 단열 층은 상기 열 전도성 층을 마주본다. 상기 열 전도성 층은 금속 산화물을 포함할 수 있다. 상기 복사 층은 단열 층과 열 전도성 층 사이에 위치한다. 상기 열 전도성 층은 중심점, 또는 초점 영역을 형성하는 부분 구형, 또는 반구 형상을 포함할 수 있으며, 상기 복사 층도 중심점, 또는 초점 영역을 형성하는 부분 구형, 또는 반구 형상을 포함한다.
광 전구 베이스는 상기 라이데이터의 단열 층에 연결될 수 있다. 상기 베이스는 상기 라디에이터의 복사 층에 연결되는 양극 및 음극 접촉기를 포함한다. 상기 베이스가 전기 램프 소켓 내부로 수용되도록 적응된다.
본 실시예의 하나의 태양에서, 상기 단열 층은 상기 열 전도성 층의 볼록 측을 바라보는 오목 측을 가짐으로써, 상기 복사 층의 복사 구성요소가 상기 열 전도성 층의 온도를 상승시키고, 상기 복사 층의 초점 영역으로 에너지를 집중시킨다. 제 1 단부를 갖는 다수의 광섬유가 복사 층의 초점 영역에 위치함으로써, 상기 광섬유는 상기 제 1 단부로부터 수신한 에너지를 상기 광섬유의 제 2 단부로 전송할 수 있다.
본 실시예의 또 다른 태양에서, 상기 단열 층은 상기 열 전도성 층의 오목 측을 바라보는 볼록 측을 포함하여, 상기 복사 층의 복사 구성요소가 상기 열 전도성 층의 온도를 상승시키고, 상기 복사 층의 초점 영역으로부터 에너지를 분산시킬 수 있다.
또 다른 실시예에서, 상기 라디에이터는 나선 돔 형상의 복사 구성요소와 상기 복사 구성요소를 마주보는 반사 표면을 포함하는 돔 형상의 복사 구성요소를 포함한다. 상기 나선 돔 형상의 구성요소는 에너지 소스에 의해 전력이 공급된다. 상기 나선 돔 형상의 복사 구성요소는 열 전도성 물질에 의해 덮여 있는 전기 코일 저항을 포함할 수 있다. 상기 나선 돔-형상의 복사 구성요소는 중심점, 또는 초점 영역을 형성하고, 상기 돔 형사의 반사 구성요소 또한 중심점, 또는 초점 영역을 형성한다. 상기 복사 구성요소의 초점 영역은, 상기 반사 구성요소의 초점 영역과 부합한다.
본 실시예의 한 가지 태양에서, 상기 반사 구성요소의 반사 표면은 오목 형상을 포함할 수 있다. 상기 반사 구성요소의 오목 반사 표면은 상기 복사 구성요소의 볼록 측을 마주함으로써, 상기 복사 구성요소는 에너지를 상기 복사 구성요소의 초점 영역으로 집중시킬 수 있다.
본 실시예의 또 다른 태양에서, 상기 반사 구성요소의 반사 표면은 볼록 형상을 포함할 수 있다. 반사 구성요소의 볼록 반사 표면이 상기 복사 구성요소의 볼록 측을 마주함으로써, 상기 복사 구성요소는 상기 복사 구성요소의 초점 영역으로부터 에너지를 분산시킬 수 있다.
또 다른 실시예에서, 우주 공간에서 사용되는 천체 장치(astronomic apparatus)를 이용하는 라디에이터는 중심점, 또는 초점 영역을 형성하는 다수의 구체, 또는 반구체 구조물 구성요소를 포함하고, 상기 복사 층은 에너지 소스에 의해 전력을 공급받는다. 상기 복사 층은 부분 구체, 또는 반구체 구조물 구성요소에 연결되어 있다. 상기 복사 층은 에너지를 초점 영역으로 집중시켜, 상기 초점 영역과 상기 초점 영역의 주변 환경 간의 온도 차이를 획득하여, 상기 천체 장치, 또는 대상 물체에게 힘을 가할 수 있다.
본 실시예의 하나의 태양에서, 부분 구체, 또는 반구체 구조물은 열 전도성 층과, 단열 층을 포함한다. 상기 단열 층은 열 전도성 층의 볼록 측을 바라보는 오목 측을 포함한다. 상기 복사 층은 상기 열 전도성 층의 부분에 내장되는 하나 이상의 복사 구성요소를 포함한다.
본 실시예의 또 다른 태양에서, 상기 복사 층은, 부분 구체, 또는 반구체 구조물 구성요소의 오목 측 상에 위치하는 다수의 적외선 복사 방출 장치를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 라디에이터는 에너지 소스에 의해 전력이 공급되는 복사 구성요소를 포함하고, 에너지를 부분 링(ring) 형상의 영역으로 분산시키기 위해, 상기 복사 구성요소를 마주보는 부분적으로 모자 형상(또는 링 형상)인 오목 반사 표면을 포함하는 반사 구성요소를 포함한다. 상기 복사 구성요소는 부분 링 형상을 포함하면서, 상기 반사 표면의 중심점, 또는 초점 영역에 위치한다. 상기 복사 구성요소는 열 전도성 물질에 의해 덮여 있는 전기 코일 저항을 포함한다.
본 발명은 넓은 범위의 대상 물체, 응용, 사용자를 포함하며, 그 예는 다음과 같다(그러나 제한받지는 않음).
(a) 우주 공간에서, 위성, 또는 그 밖의 다른 천체 장비/장치 상의 복사 흡수 표면, 물체를 선택한 영역으로서, 흡수 표면의 상기 선택 영역의 온도를 그 주변 환경에 비교하여 상승시키기 위해, 또는 상기 선택 영역과 그 주변 환경 간의온도 차이를 획득하여, 우주 공간에서, 태양, 또는 그 밖의 다른 외계체에 관련하여 위성의 자세에 있어서, 추력, 회전력, 추진력을 제공하는 것을 특징으로 하는 선택 영역.
(b) 지구상의 추운 날씨에서, 또는 우주 공간에서, 또는 외계체에서 조차, 임의의 사용자, 또는 물건(예를 들자면, 컴퓨터 제어되는 로봇이나 인공지능, 그러나 제한받지는 않음)에 의해, 제조, 조립, 설치, 직립, 구축, 배치, 수리, 유지, 점유, 소비, 사용. 취급될 선택 복사 흡수 표면.
(c) 과학적 연구나 의료 작업, 치료에 대한 (생명이 있거나 없거나) 신체, 또는 신체 조직, 또는 그 밖의 다른 대상 물체, 그리고 조리시의 음식 재료.
(d) 포커싱되거나 집중되거나 발사된 복사에 의해, 그 주변 환경에 비해 온도가 올려질 필요가 있는 대상 물체(예를 들어, 음식, 그러나 제한받지는 않음).
도 1A는 본 발명에 따르는 라디에이터의 투시도이다.
도 1B는 3개의 서로 다른 층을 나타내는 도 1A의 라디에이터의 부분 투시도이다(잘 알아보기 위한 목적으로 열 전도성 층과 단열 층의 부분이 생략되었다.).
도 1C는 도 1A의 라디에이터의 측면 단면도이다.
도 2A는 본 발명에 따른 라디에이터의 투시도이다.
도 2B는 3개의 서로 다른 층을 나타내는 도 2A의 라디에이터의 부분 투시도이다(잘 알아보기 위한 목적으로 열 전도성 층과 단열 층의 부분이 생략되었다.).
도 2C는 도 2A의 라디에이터의 측면 단면도이다.
도 3은 광섬유 장치와 렌즈 광 장치를 포함하는 도 1A의 라디에이터의 측면 단면도이다.
도 4A는 본 발명에 따르는 라디에이터의 측면 단면도이다(잘 알아보기 위한 목적으로 반사 구성요소의 부분이 생략되었다.).
도 4B는 도 4A의 라디에이터의 복사 구성요소의 투시도 및 측면 단면도이다.
도 4C는 도 4A의 라디에이터의 측면 단면도이다.
도 5A는 본 발명에 따르는 라디에이터의 측면도이다.
도 5B는 도 5A의 라디에이터의 측면 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따르는 라디에이터의 측면 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따르는 라디에이터를 갖는 천체 장치의 투시도이다.
도 8A는 본 발명에 따르는 라디에이터의 투시도이다.
도 8B와 8C는 도 8A의 라디에이터의 측면 단면도이다.
도 9A는 광 전구 베이스를 갖는 도 1A의 라디에이터의 투시도이다.
도 9B는 도 9A의 라디에이터 및 광 전구 베이스의 측면 단면도이다.
도 10A는 광 전구 베이스를 갖는 도 2A의 라디에이터의 투시도이다.
도 10B는 도 9A의 라디에이터 및 광 전구 베이스를 갖는 측면 단면도이다.
(A)
본 발명의 장치의 한 가지 실시예가 도 1A와 도 1B에서 나타나며, 이때 복사 소스(10)가 부분 공동(空洞) 구체, 또는 반구체(총체적으로 “구형 세그먼트”, 또는 “구형 구성요소”)(12)의 세그먼트의 볼록 표면 상에 위치한다. 상기 복사 소스(10)는 전기 코일 저항, 또는 전기 절연물과 열 전도성 물질(25)(가령, 전기 융용된 마그네슘 산화물을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.)에 내장되고 둘러싸이는 그 밖의 다른 가열 구성요소(11)를 이용하여, 구형 세그먼트(12)의 볼록 표면을 마주보는 한쪽 측부 상에 구축되며, 단열 물질(26)이 반대쪽 측부 상에 구축된다. 복사 소스(10)는 구형 세그먼트(12)의 표면 온도를 적합 레벨까지로 증가시킬 수 있는 소자, 또는 장치를 포함할 수 있고, 적외선 복사는 상기 구형 세그먼트(12)의 오목한 측부로부터 방출되고, 상기 구형 세그먼트(12)의 중심점, 또는 초점 영역(15)을 향해 포커싱되거나, 집중된다(도 1C 참조). 이러한 복사 소스(10)의 예로는, 와이어 가열 구성요소, 가열 카트리지, 수정이 내장된 와이어 가열기 및 이와 유사한 장치가 있다. 상기 구형 세그먼트(12)의 중심점이나 초점 영역(15)에서의 복사의 강도는, 상기 구형 세그먼트(12)의 오목 표면을 형성하는 성분이나 물질, 또는 상기 볼록 표면 상의 물질로부터 방출될 수 있는(또는 방출되기를 요구당한) 적외선 복사의 양, 또는 레벨에 따라 다를 것이며, 상기 구형 세그먼트(12)의 오목 표면과 적외선 복사가 포커싱되거나 집중될 물체 간의 거리에 따라 다를 것이다. 이러한 구성요소, 또는 물질로는, 스테인레스 스틸, 저탄소 스틸, 알루미늄, 알루미늄 합금, 알루미늄-철 합금, 크롬, 몰리브덴, 망간, 니켈, 니오브, 실리콘, 티타늄, 지르코늄, 희토류 광물 또는 성분(가령, 세륨, 란탄, 네오디뮴, 이트륨, 그러나 제한받지는 않음), 세라믹, 니켈-철 합금, 니켈-철-크롬 합금, 니켈-크롬 합금, 니켈-크롬-알루미늄 합금, 그 밖의 다른 합금, 이들의 산화물/세스퀴 산화물/탄화물/질화물, 특정 탄소 함유 물질 및 그 밖의 다른 적외선 복사 물질이 있다. 본 발명의 한 가지 태양에 따라, 본 실시예는 상기 구형 세그먼트(12)의 오목 표면에 균등하게 위치하는 적외선 복사의 다수의 미세 소스와 이론적으로 동일하며, 각각은 구형 세그먼트(12)의 중심점, 또는 초점 영역(15)을 향해 적외선 복사를 포인팅(pointing)하고, 방출하며, 포커싱 또는 집중한다.
(B)
본 발명의 장치의 한 가지 실시예가 도 2A와 도 2B에서 나타나며, 이때 복사 소스(10)는 상기 구형 세그먼트(또는 구형 구성요소)(12)의 오목 표면 상에 위치한다. 상기 복사 소스(10)는 또는 전기 절연 및 열 전도성 물질(예를 들자면, 전기 융용된 마그네슘 산화물, 그러나 제한받지는 않음)(25)로 내장되어 둘러싸인 전기 코일 저항, 그 밖의 다른 가열 구성요소(11)에 의해 구형 세그먼트(12)의 오목 표면을 마주보는 하나의 측부 상에서 구축되며, 단열 물질(26)이 반대쪽 측부 상에 구축된다. 상기 복사 소스(10)는 상기 구형 세그먼트(12)의 표면 온도를 적합 레벨까지 올릴 수 있는 임의의 소자, 또는 장치를 포함할 수 있고, 적외선 복사는 상기 구형 세그먼트(12)의 오목한 측부로부터 방출되어, 구형 세그먼트(12)의 중심점이나 초점 영역(15)으로부터 분산된다(도 2C 참조). 이러한 복사 소스(10)의 예로는, 와이어 가열 구성요소, 가열 카트리지, 수정이 내장된 와이어 가열기 및 이와 유사한 장치가 있다. 상기 구형 세그먼트(12)의 중심점이나 초점 영역(15)에서의 복사의 강도는, 상기 구형 세그먼트(12)의 볼록 표면을 형성하는 성분이나 물질, 또는 상기 볼록 표면 상의 물질로부터 방출될 수 있는(또는 방출되기를 요구당한) 적외선 복사의 양, 또는 레벨에 따라 다를 것이며, 상기 구형 세그먼트(12)의 볼록 표면과 적외선 복사가 포커싱되거나 집중될 물체 간의 거리에 따라 다를 것이다. 이러한 성분, 또는 물질로는, 스테인리스 스틸, 세라믹, 니켈-철-크롬 합금, 이와 유사한 그 밖의 다른 합금, 이들의 산화물/세스퀴 산화물/탄화물/질화물, 특정 탄소 함유 물질 및 그 밖의 다른 적외선 복사 물질이 있다. 본 발명의 하나의 태양에 따라, 본 실시예는 구형 세그먼트(12)의 볼록 표면 위에 균일한 공간을 두는 적외선 복사의 다수의 극미세 소스들과 이론적으로 동일하며, 각각은 상기 구형 세그먼트(12)의 중심점, 또는 초점 영역(15)으로부터 멀어지는 방향으로 적외선 복사를 포인팅하고, 방출하고, 분산한다.
(c)
본 장치의 하나의 실시예가 도 3에서 도식되며, 이때 복사 소스(10)가 상기 구형 세그먼트(12)의 볼록 표면 상에 위치한다. 상기 복사 소스(10)는 전기 절연물과 열 전도성 물질(25)(예를 들자면 전기 융용된 마그네슘 산화물, 그러나 제한받지는 않음)에 의해 내장되고 둘러싸이는 전기 코일 저항, 또는 그 밖의 다른 가열 구성요소(11)에 의해, 상기 구형 세그먼트(12)의 볼록 표면을 마주보는 하나의 측부 상에 구축되며, 단열 물질(26)이 나머지 측부 상에 구축된다. 이러한 장치에서, 광섬유 묶음(32)의 단부, 또는 장치(30) (총체적으로, “광섬유 장치”), 또는 광학 렌즈(예를 들자면, 프리즘, 그러나 제한받지는 않음), 거울, 반사 표면, 또는 이들(총체적으로, “렌즈 광 장치”)(35)의 혼합, 변형, 조합이 구형 세그먼트(12)의 중심점이나 초점 영역(15)에 위치하며, 관련 장치의 단부에서, 적외선 복사가 포커싱되거나 집중되며, 상기 관련 장치의 단부로부터, 상기 적외선 복사는 광섬유 장치(30)나 렌즈 광 장치(35)나 이들의 혼합/변형/조합 장치를 통해 전송된다. 이러한 장치의 예로는 의학 설비가 있으며, 이때 질병, 또는 박테리아나 바이러스 감염, 또는 그 밖의 다른 증후군을 박멸, 감소, 제어하도록, 기구, 장치, 인체, 신체 조직, 물질의 건조, 보온, 가열, 위생 처리, 살균을 위한 작업이나 치료를 위해 적외선 복사가 필요한 곳으로 적외선 복사가 포커싱되거나 집중된다. 적외선 복사 장치에 대한 산업적이거나, 상업적인 응용 분야로는, 건조, 열성형(thermoforming), 보온, (가령, 치료목적의, 이완 목적의, 완화 목적의) 가열, 박막화(laminating), 용접, 치료, 고정, 제조, 소려(tempering), 절단, 수축, 코팅, 봉합, 위생 처리, 엠보스 가공, 증발, 세팅, 배양, 제빵, 착색, 음식 보온이 있다(그러나 제한받지는 않음).
(D)
또 다른 실시예에서, 이동성이 있고, 휴대용이며, 손에 들 수 있는 적외선 전등, 광섬유, 유도 장치가 본래대로, 또는 혼합하여, 또는 변형하여, 또는 조합하여, 가열되거나 조사되기 위하여 선택된 영역, 또는 인체(또는 신체 조직), 물체, 물질(가령, 음식 및 그 밖의 다른 물질, 그러나 제한받지는 않음)로 적외선 복사가 포커싱되거나, 집중됨으로써, 또는 외부 복사 소스(10)를 형성하는 에너지가 조사되거나, 전달되거나, 흡수됨으로써 사용되거나 구현될 수 있다.
이러한 장치의 한 가지 실시예가 도 4A에서 나타나며, 이때 복사 소스(10)는 (일반적으로 원형, 또는 삼각형, 또는 장방형, 또는 다각형, 또는 타원형의 베이스와, 반구체, 또는 준-반구체 형태를 가진) 나선 돔 모양의 구조체(18)의 형태이다. 상기 복사 소스(10)는, 전기 절연물과 열 전도성 물질(예를 들자면, 전기 융용된 마그네슘 산화물, 그러나 제한받지는 않음)(25)로 내장되어 둘러싸인 전기 코일 저항, 또는 그 밖의 다른 가열 구성요소를 이용하여, 관형 파이프(16) 내부에 구축된다(도 4B 참조). 상기 관형 파이프(16)는, 스테인리스 스틸, 저 탄소 스틸, 알루미늄, 알루미늄 합금, 알루미늄-철 합금, 크롬, 몰리브덴, 망간, 니켈, 니오브, 실리콘, 티타늄, 지르코늄, 희토류 물질(또는 성분)(예를 들자면, 세륨, 란탄, 네오디뮴, 이트륨, 그러나 제한받지는 않음), 세라믹, 니켈-철 합금 또는 이와 유사한 다른 합금, 이들의 산화물/세스퀴 산화물/탄화물/질화물, 혼합 합금, 또는 이들의 산화물/세스퀴 산화물/탄화물/수화물/질화물, 특정 탄소 함량 물질 및 그 밖의 다른 적외선 복사 물질로 구성된 그룹으로부터 하나 이상의 물질을 포함하며, 상기 나선 돔 모양의 구조체(18)의 외부 표면이 구형 세그먼트에 순응하면서, 상기 물질이 (일반적으로 원형, 삼각형, 장방형, 다각형, 타원형의 베이스와 일반적으로 반구체, 또는 준-반구체의 형태를 갖는) 나선 돔 모양의 구조체(18)로 내장된다. 도 4B에서 도식된 상기 관형 파이프(16)의 방사 단면도는 일반적으로 선택 목적에 대한 조사의 효과를 극대화하기 위하여 나선 돔 모양의 구조체를 고려하여, 원형, 삼각형, 장방형, 다각형, 또는 타원형을 취할 수 있거나, 이들의 혼합/조합을 취할 수 있다. 상기 나선 돔 모양의 구조체(18)의 복사 소스(10)와 상기 더 큰 반구체의 오목 반사 표면 모두 같은 중심점, 또는 초점 영역(15)을 갖게 의도되어, 상기 나선 돔 모양의 구조체(18)의 복사 소스(10)로부터의 적외선 복사가 반사되어 더 작은 영역 위에 위치하는 것과 같은 중심점, 또는 초점 영역(15)에서 포커싱되거나, 집중될 수 있도록, 상기 나선 돔 모양의 구조체(18)의 복사 소스(10)는 더 큰 반구체의 오목 반사 표면(20) 내부에 내장된다(도 4C 참조).
(F)
이러한 장치의 한 가지 실시예가 도 5A에서 도식되며, 이때 복사 소스(10)는 (일반적으로 원형, 또는 삼각형, 또는 장방형, 또는 다각형, 또는 타원형 베이스와, 일반적으로 반구체, 또는 준-반구체 형태를 갖는) 나선 돔 모양의 구조체(18)의 형태를 하고 있다. 상기 복사 소스(10)는 전기 절연물과 열 전도성 물질(예를 들어, 전기 융용된 마그네슘 산화물, 그러나 제한받지는 않음)(25)로 내장되고, 둘러싸인 전기 코일 저항, 또는 그 밖의 다른 가열 구성요소(11)를 이용하여 관형 파이프(16)에 내장되며, 상기 관형 파이프(16)는 스테인리스 스틸, 저탄소 스틸, 알루미늄, 알루미늄 합금, 알루미늄-철 합금, 크롬, 몰리브덴, 망간, 니켈, 니오브, 실리콘, 티타늄, 지르코늄, 희토류 광석(또는 성분)(예를 들자면, 세륨, 란탄, 네오디뮴, 이트륨, 그러나 제한받지는 않음), 세라믹, 니켈-철 합금 또는 이와 유사한 다른 합금, 이들의 산화물/세스퀴 산화물/탄화물/질화물, 혼합 합금, 또는 이들의 산화물/세스퀴 산화물/탄화물/수화물/질화물, 특정 탄소 함량 물질 및 그 밖의 다른 적외선 복사 물질로 구성된 그룹으로부터 하나 이상의 물질을 포함하며, 상기 나선 돔 모양의 구조체(18)의 내부 표면이 구형 세그먼트(12)에 순응하면서, 상기 물질이 (일반적으로 원형, 삼각형, 장방형, 다각형, 타원형의 베이스와 일반적으로 반구체, 또는 준-반구체의 형태를 갖는) 나선 돔 모양의 구조체(18)로 내장된다. 도 4B에서 도식된 바와 같이, 상기 관형 파이프(16)의 방사 단면도는 일반적으로 선택 목적에 대한 조사의 효과를 극대화하기 위하여 나선 돔 모양의 구조체를 고려하여, 원형, 삼각형, 장방형, 다각형, 또는 타원형을 취할 수 있거나, 이들의 혼합/조합을 취할 수 있다. 상기 나선 돔 모양의 구조체(18)의 복사 소스(10)와 상기 더 큰 반구체의 볼록 반사 표면(22) 모두는 같은 중앙점, 또는 초점 영역(15)을 갖게 의도되어, 상기 나선 돔 모양의 구조체(18)의 복사 소스(10)로부터의 적외선 복사가 더 큰 영역 위에 위치하는 것과 같은 중심점, 또는 초점 영역(15)으로부터 멀어지는 방향으로 반사되고 분산될 수 있도록, 상기 나선 돔 모양의 구조체(18)의 복사 소스(10)는 더 작은 반구체의 오목 반사 표면(20) 내부에 내장된다(도 5B 참조).
(G)
이러한 장치의 한 가지 실시예가 도 6에서 도식되며, 이때 구형 세그먼트(12)의 형상으로 존재하는 (엔지니어링에 의해 구축될 수 있는) 더 큰 구조체(또는 다른 틀, 가령 트러스(trusses), 브라켓(bracket), 구조물, 경금속, 합금, 다른 물질로 구성된 뼈대, 구조물)(40)가 지구 대기 내부에 있던지, 아니면 그 너머(일반적으로 “우주 공간”)에 위치한다. 원자력, 또는 전기 전지, 배터리에 의해 구동되는 태양력, 또는 전기, 또는 에너지에 대한 다른 저장 장치에 의해 전력이 공급될 수 있는 다수의 개별 적외선 방출 장치(42)가 구형 세그먼트(12) 상에 위치하여, 이러한 방식으로 각각의 장치가 배치되고 고정되고, 상기 구형 세그먼트(12)의 구조체(40)의 오목 표면 상에 형성되어, 이러한 적외선 방출 장치(42)로부터 방출된 적외선 복사를, 중심점, 또는 초점 영역(15) 근처에 위치하는, 또는 집중된 적외선 복사의 경로에 위치하는 대상 물체(예를 들어, 운석, 외계 물체, 그러나 제한받지는 않음) 상의 상기 구형 세그먼트(12)의 중심점, 또는 초점 영역(15)을 향해 방출, 포인트, 발사, 집중, 포커싱할 수 있다. 본 발명에 의하여, 복사, 또는 열이 제공될 수 있으며, 중심점, 또는 초점 영역(15) 근처에 위치하거나, 집중된 적외선 복사의 경로에 위치하는 우주 공간(Outer Space)의 임의의 대상 물체의 온도를, 상기 대상 물체의 온도를 그 주변 환경에 관련하여 상승시키기 위해, 증가시킬 수 있으며, 또는 상기 대상 물체와 주변 환경 간의 온도 차이를 획득하여, 추력(thrust force)과 회전력과 추진력을 상기 대상 물체에게 제공하고, 우주 공간에서, 대상 물체의 변형, 수정, 구성, 회전, 순응, 굴절, 파괴, 붕괴에 부수적으로 상기 대상 물체의 트렌드, 속도, 움직임, 이동, 궤적, 비행 경로의 초기화, 변경, 수정, 결정을 제공할 수 있다. 또 다른 태양에서, 본 발명은 구형 세그먼트(12)의 오목 표면 상에 고정된 특정 적외선 방출 다이오드, 또는 그 밖의 다른 장치(42)를 포함하는 장치를 포함하며, 이때 상기 장치(42)는, 대상 물체(가령, 의학 상태의 치료나 작업, 가령, 고통을 완화시켜주거나, 신진대사와 혈액 순환을 개선시키고, 난치병이나 절단 후 처치, 또는 그 밖의 다른 의학적 처치가 필요한 인체, 또는 그 밖의 다른 생물학적 조직)가 위치하는 구형 세그먼트(12)의 중심점, 또는 초점 영역(15)을 향하는 적외선 복사의 포인팅, 방출, 집중이 이뤄진다.
(H)
이러한 장치의 하나의 실시예가 도 7에서 제시된다. 구형 세그먼트(12)의 볼록 표면 상에 위치하는 복사 소스(10)가, 도 7에 도시되는 바와 같이 우주 공간의 위성 또는 다른 천체 장비 및/또는 장치(50) 상에 조립, 설치, 설비, 구성, 위치, 또는 배치되어, 복사광을 흡수 표면의 선택 영역 또는 구역으로 포커싱, 집광, 또는, 지향시켜서, 흡수 표면의 선택 영역 또는 구역의 온도를 그 주변 환경에 비해 상승시키고, 또는, 상기 선택 영역 또는 구역과 그 주변 환경과의 온도 차이를 발생시켜서, 우주 공간에서 외계 물체(가령, 태양)에 대한, 이러한 위성이나 다른 천체 장비 및/또는 장치(50)의 자세 변화를 위한, 또는 이에 부수적인 사항을 위한, 추력, 회전력, 추진력을 제공하고, 또는, 복사광을 임의의 대상 물체(예를 들어, 운석, 외계 물체, 등, 그러나 이에 제한되지 않음)에게로 포커싱, 집광, 또는 지향시켜서, 이러한 대상 물체를 변경, 수정, 구성, 회전, 순응, 굴절, 파괴, 및 붕괴시킬 수 있고, 또는, 우주 공간에서 이러한 대상 물체의 트렌드, 속도, 움직임, 이동, 궤적, 비행 경로를 개시, 변경, 수정, 또는 결정할 수 있다.
(I)
이러한 장치의 한 가지 실시예가 도 8A와 도 8B에서 도식되며, 이때 복사 소스(10)는 전기 절연물과 열 전도성 물질(전기 융용된 마그네슘 산화물)(25)로 내장되어 둘러싸이는 전기 코일 저항, 또는 그 밖의 다른 가열 구성요소(11)를 이용하여, 도 4B에 도식되었던 관형 파이프(16) 내부에 구축되며, 이때 상기 관형 파이프는 스테인리스 스틸, 저탄소 스틸, 알루미늄, 알루미늄 합금, 알루미늄-철 합금, 크롬, 몰리브덴, 망간, 니켈, 니오브, 실리콘, 티타늄, 지르코늄, 희토류 광석(가령, 세륨, 란탄, 네오디뮴, 이트륨, 그러나 제한받지는 않음), 세라믹, 니켈-철 합금, 니켈-철-크롬 합금, 니켈-크롬 합금, 니켈-크롬-알루미늄 합금, 그리고 그와 유사한 합금, 이드의 산화물/세스퀴 산화물/탄화물/질화물, 혼합 합금, 또는 이들의 산화물/세스퀴 산화물/탄화물/수화물/질화물, 특정 탄소 함유 물질 및 그 밖의 다른 적외선 복사 물질 중 하나 이상을 포함한다. 상기 관형 파이프는 일반적으로 반사가 잘되는 물질로 구성된 원형 모자 형태, 또는 링형 반사 구성요소(가령, 금(방사율=0.02), 연마 알루미늄(방사율=0.05), 산화 알루미늄(방사율=0.15), 그러나 제한받지는 않음)(23)의 앞부분에 위치한다. 복사 소스(10)의 단부들이 오목 반사 표면(20) 상의 작은 하나 이상의 애퍼처쪽으로 휘어져 상기 애퍼처를 통과하여, 상기 오목 반사 표면(20)의 중심점과(또는 중심점 부근), 후면에 위치하는 오목부 내의 적정한 위치에, 고정되어 있는 도 8A의 형태에서 나타나는 바와 같이, 일반적으로 원형 모자 형태, 또는 링 형태의 반사 구성요소(23)를 마주보는 복사 소스(10) 상의 하나의 점이 일반적으로 원형 모자 형태, 또는 링 형태의 반사 구성요소(23)의 오목 반사 표면(20)의 대응하는 세그먼트의 중심점, 또는 초점 영역에(또는 가까이에) 위치하고, 복사 소스 상의 이러한 점으로부터 방출되는 적외선 복사는 상기 오목 반사 표면(20)으로 향하거나, 상기 오목 반사 표면(20)으로부터 반사된다(도 8C 참조). 선택된 목적을 위한 조사의 효과를 극대화할 목적으로, 원형 모자 형태, 또는 링 형태인 반사 구성요소의 형태를 고려하여, 도 4B에서 도식된 관형 파이프(16)의 방사 단면은 일반적으로 원형, 삼각형, 장방형, 다각형, 타원형이거나, 또는 이들의 혼합, 또는 조합의 형태일 수 있다. 원형 모자 형태, 또는 링 형태의 반사 구성요소(23)의 상기 오목 반사 표면(20)은 원뿔 형태(구체, 포물선, 타원체, 쌍곡선의 형태)이거나, 회전(또는 다른 방식, 가령, 2차 방정식, 또는 그 밖의 다른 방정식)에 의해 생성될 수 있는 또 다른 표면일 수 있다. 원형 모자 형태, 또는 링 형태인 반사 구성요소(23)로부터 방출된 복사가 조사 영역(irradiated zone)(21)으로 주로 집중되어(도 8A ~ 8B 참조), 조사 영역(21)에 속하지 않는 선택 대상이 아닌 대상 물체로의 복사의 효과는 최소화하면서, 상기 복사 소스로부터 방출되는 에너지의 효율적인 사용을 극대화하기 위해, 조사 영역(21)내에 위치하는 대상 물체(예를 들자면, 음식이나 그 밖의 다른 물질, 그러나 제한받지는 않음)의 가열, 또는 조사를 위한 목적을 이룰 수 있다.
(J)
이러한 장치의 한 가지 실시예가 도 9A에서 나타나며, 상기 구형 세그먼트(12)의 중심점, 또는 초점 영역(15)을 통해, 상기 장치는 외부로 연결되어 있는 세로 방향 축을 갖는 광 전구 어셈블리(60)에 연결되어 있다. 상기 복사 소스(10)는 전기 절연물과 열 전도성 물질(예를 들자면, 전기 융용된 마그네슘 산화물, 그러나 제한받지는 않음)(25)로 내장되고 둘러싸인 전기 코일 저항, 또는 그 밖의 다른 가열 구성요소(11)를 이용하여, 상기 구형 세그먼트(12)의 볼록 표면을 마주보는 한 쪽 측부 상에 구축되며, 절연 물질(26)이 나머지 측부 상에 구축된다. 본 발명의 목적에 따라, 본 실시예가 본 고안의 광 전구 어셈블리(60)를 수용하도록 설계된 전기 램프 소켓으로 장착될 것이다. 이러한 장치는 구형 세그먼트(12)의 볼록 표면 상에 위치하는 복사 소스(10)와, 표준 광 전구임을 확인하는 외부 장착된 스크루 베이스(screw base)를 포함하며, 이때 전기 광 전구 방식으로, 스크루 베이스가 전기 램프 소켓에 의해 수용된다. 복사 소스(10)는 상기 구형 세그먼트(12)의 표면 온도를 적합 레벨까지로 증가시킬 수 있는 임의의 장치를 포함할 수 있으며, 도 9B가 나타내는 바와 같이, 더 작은 영역에 걸쳐 상기 구형 세그먼트(12)의 중심점, 또는 초점 영역(15)을 향하여 적외선 복사는 포커싱된다.
(K)
이러한 장치의 한 가지 실시예가 도 10A에서 도식되며, 이때 구형 세그먼트(12)의 중심점, 또는 초점 영역(15)을 통과하는, 세로 방향 축을 갖는 외부 장착된 광 전구 어셈블리(60)에 연결된 장치를 포함한다. 상기 복사 소스(10)는 전기 절연물과 열 전도성 물질(예를 들자면, 전기 융용된 마그네슘 산화물, 그러나 제한받지는 않음)(25)로 내장되고 둘러싸인 전기 코일 저항, 또는 그 밖의 다른 가열 구성요소(11)를 이용하여 구형 세그먼트(12)의 오목 표면을 마주보는 한 쪽 측부 상에 구축되며, 단열 물질(26)이 나머지 측부 상에 구축된다. 본 발명의 목적에 따라, 본 실시예가, 광 전구 어셈블리(60)를 갖는 이러한 장치를 수용하도록 설계된 전기 램프 소켓으로 장착될 것이다. 상기 장치는 구형 세그먼트(12)의 오목 표면 상에 위치하는 복사 소스(10)와, 표준 광 전등인지를 확인하는 외부 장착된 스크루 베이스(screw base)를 포함하며, 이때 전기 광 전구 방식으로, 상기 스크루 베이스는 전기 램프 소켓에 의해 수용된다. 복사 소스(10)는 구형 세그먼트(12)의 표면 온도를 적합 레벨까지로 증가시키는 임의의 장치를 포함할 수 있고, 도 10B에서 도식된 바와 같이, 더 큰 영역에 걸쳐, 구형 세그먼트(12)의 중심점, 또는 초점 영역(15)으로부터 적외선 복사가 분산된다.
지금까지 본 발명이 적외선 복사의 경우를 들어 자세하게 설명되었다. 그러나 본 발명이 전자파, 마이크로파, 자외선, X-선, 감마 선, 그리고 전자기 스펙트럼의 내부/외부의 복사의 그 밖의 다른 형태에서 적용되는 것이 제한되지 않으며, 오직 청구범위에 의해 제한받을 수 있다.
온도 차이에 따른 추력, 회전력, 추진력 발생의 원리
부가적인 설명으로서, 도 7과 관련한 실시예에서, 복사층이 초점 영역에 에너지를 집중시켜서 초점 영역과, 초점 영역 주변과의 온도 차이를 얻어, 천체 장치와 대상 물체 중 적어도 하나에 대해 추력, 회전력, 또는 추진력을 제공하는 원리와 관련하여, 그 원리는 첫번째로 복사압, 두번째로 야르콥스키 효과(Yarkovsky effect)에 의해 설명될 수 있다.
먼저, 복사압과 관련하여, 복사압은 전자기 복사에 노출된 물체의 표면에 가해지는 압력으로서, 흡수될 경우, 복사압은 에너지 플럭스 밀도를 빛의 속도로 나눈 값이 된다. 만약 본사 에너지가 전부 반사된다면, 복사압은 그 두배가 된다(관련 위키백과 참조: http://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%B3%B5%EC%82%AC%EC%95%95).
양자이론적 관점에서 살펴보자면, 광은 포톤으로 이루어지고, 포톤은 질량은 0이지만 에너지와 모멘텀을 가진 입자다. 특수 상대성 이론에 따르면, 포톤은 질량이 없기 때문에, 그 에너지(E)와 모멘텀(p)은 E = pc의 관계를 갖는다(c는 광속).
태양광선이 표면 상에 수직으로 입사하고 광선이 완전히 흡수되는 경우를 가정해보자. 광선이 포턴으로 이루어진 경우를 가정하면, 매초마다 수많은 포턴들이 표면에 충돌하고 흡수된다. 포톤이 운반하는 모멘텀은 보존되는 양으로서, 소멸되지 않기에, 표면에 전달되어야 하며, 그 결과, 광선의 흡수는 표면으로 하여금 모멘텀을 얻게 한다.
뉴튼의 제 2 법칙에 따르면, 힘은 모멘텀의 변화율과 같고, 따라서, 포톤이 표면에 전달하는 모멘텀으로 인해 표면이 힘(즉, 압력)을 받는다. 따라서,
압력 = 초 당 및 단위 면적 당 전달되는 모멘텀 = 초당 및 단위 면적 당 에너지/c = I/c
이때, I는 광선의 세기다.
위 설명에서, 우리는 표면이 광선을 완전히 흡수한다고 가정하였지만, 일반적으로 빛은 투과, 반사, 및/또는 흡수될 수 있다. 빛이 완전히 반사될 경우, 복사압은 완전 흡수에 비해 두배가 되고, 이는 포톤이 E/c의 모멘텀으로 입사하여 -E/c의 모멘텀으로 반사되기 때문이다. 따라서, 완전 반사시 모멘텀 변화는 2E/c다.
천문학에서, 태양 복사압은 태양 복사광에 의해 물체에 가해지는 힘이고, 이러한 복사압은 궤도 섭동(orbital perturbation)의 한가지 요인이 되기 때문에, 천체 동역학에서 관심의 대상이 되고 있다.
이상 살펴본 바와 같이, 복사압은 초점 영역에 모멘텀을 전달하여, 추력, 회전력, 추진력 중 적어도 하나를 제공할 수 있다.
야르콥스키 효과 (Yarkovsky effect)는 러시아의 공학자 I.O. 야르콥스키에 의해 1900년경 최초로 발견된 이론으로서, 소행성이 태양의 빛에너지를 흡수하여 다시 복사함에 따라 추진력이 생기는 효과다. 이 효과로 소행성의 한쪽 면에만 햇빛이 계속 쪼일 경우 햇빛을 계속 받는 쪽(낮인 쪽)과 햇빛을 받지 못하는 쪽(밤인 쪽) 간의 온도 차이에 의해, 소행성은 그 맞은편 방향으로 힘을 받게 된다.
이와 같이, 초점 영역에 복사광이 집중될 경우 한쪽에만 복사광이 집중됨에 따라 천체 장치 또는 대상 물체에 추력, 회전력, 또는 추진력이 제공될 수 있다. 예를 들어, 초점 영역에 위치한 운석, 외계 물체 등의 한쪽에만 전자기파(가령, 적외선)가 집중됨에 따라, 운석, 외계 물체 등이 그 맞은편 방향으로 힘을 받을 수 있다.
온도 차이에 따른 추력, 회전력, 추진력의 발생에 관련한 앞서의 원리 설명은 당 업자에게 이미 잘 알려져 있는 원리를 구체적으로 설명한 것에 지나지 않는다.

Claims (3)

  1. 천체 장치(astronoic apparatus)와 함께 사용되는 라디에이터(radiator)에 있어서, 상기 라디에이터는,
    - 초점 영역(focal zone)을 형성하는, 부분적으로 포물면형, 타원형, 쌍곡면형, 구형 형태 중 하나의 형태를 갖는 구조 부재와,
    - 에너지 소스에 의해 전력을 공급받고, 부분적으로 포물면형, 타원형, 쌍곡면형, 구형 형태 중 하나의 형태를 갖는 상기 구조 부재에 연결되는 복사 층
    을 포함하며, 상기 복사 층은 상기 초점 영역으로 에너지를 집중시켜서, 상기 초점 영역과 상기 초점 영역의 주변의 온도 차이를 얻고, 상기 천체 장치와 대상 물체(object) 중 적어도 하나에 대해 추력(thrust), 회전력(torque), 추진력(propulsion) 중 적어도 하나를 포함하는 힘을 제공하는 것을 특징으로 하는 라디에이터(radiator).
  2. 제 1 항에 있어서,
    부분적으로 포물면형, 타원형, 쌍곡면형, 구형 형태 중 하나의 형태를 갖는 상기 구조 부재는 열전도층과 단열층을 포함하고,
    상기 단열층은 상기 열전도층의 볼록한 측부와 면하는 오목한 측부를 포함하는 것을 특징으로 하는 라디에이터(radiator).
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 복사층은 부분적으로 포물면형, 타원형, 쌍곡면형, 구형 형태 중 하나의 형태를 갖는 상기 구조 부재의 오목한 측부 상에 배치되는, 적외선, 마이크로파, 자외선, X-선, 감마-선 중 적어도 하나를 방출하는, 복수의 전자기파 방출 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 라디에이터(radiator).
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