KR20070017486A - 모듈 방식의 팽창형 다기능 야외-전개식 장치 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
바람직한 실시예들에 있어서, 모듈 방식의, 팽창형, 다기능, 야외-전개식 장치(600)는 팽창형 반사경 장치(610)를 구비하며, 상기 장치(610)는 1) 가열 및 요리, 2) 전력 생성, 3) 무선 신호 송신 및 수신 성능 증대, 4) 저-광 환경에서의 가시성 증대, 및/또는 5) 광신호 또는 이미지의 투사를 위한 태양 에너지를 포함하는 자외선(UV)를 통해 무선주파수(RF) 방사로부터의 전자기 에너지의 초점을 맞추도록 팽창형 링의 압력-변형성 반사 커버링으로 이루어지는 적어도 하나의 제조된 파라볼라 거울을 포함한다. 상기 장치는 물의 수집 및 저장, 유체 유동으로부터의 에너지 활용, 및/또는 파형 에너지 활용과 같은 비-전자기 에너지도 사용한다. 상기 팽창형 반사경 장치(610)의 제 1 실시예는 일반적으로 두 개의 압력-변형성 멤브레인을 사용하며, 적어도 하나는 반사 멤브레인이다. 제 2 실시예는 반사 멤브레인과 투명 멤브레인을 포함한다. 반사경 장치(610)에 추가하여, 상기 모듈 방식의 장치(600)는 통상 호환성을 높이고, 사용을 편리하게 하며, 및/또는 안전성을 증대하도록 모듈형 조립체들을 더 포함하는바, 예를 들면, 모듈형 지지 및 배향 조립체(612), 분리형 지지 링(614), 안전 차폐물 또는 우리(616), 초점 지지 조립체(618), 안전 커버(620), 안전망 또는 메쉬(622), 및 안정화 조립체(624) 등이 있다. 휴대성은 상기 팽창형 장치를 완전히 접음으로써 증대된다.
모듈 방식, 팽창형, 다기능, 야외-전개식, 반사경
Description
본 발명은 넓게는 모듈 방식의 다기능 야외-전개식 도구 또는 장치에 관한 것으로서, 이는 통상 휴대가 간편한 태양열 요리, 가열 및/또는 발전 장치로서 구현되는 것이지만, 이는 또한 야외에서 사용자에 의해 재구성 또는 재배치되어 주변 환경으로부터 다른 자원을 활용 및/또는 많은 다른 종류의 생명 연장 및 생명 유지 기능을 수행(즉, 수행하는 수단을 제공)하도록 할 수도 있다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 개량된 팽창형 (또는 접이식) 다기능 태양 에너지 집중 장치들에 관한 것으로서, 이는 통상 선택적으로 구성 및/또는 재-구성 가능하여 넓은 범위의 초점식 전자기, 비초점식 전자기, 및/또는 비-전자기 기능들로부터 선택되는 하나 또는 그 이상의 기능들을 효과적이며 신뢰성 있게 수행함으로써, 본 발명을 넓은 범위의 실제 응용 분야, 즉, 넓은 범위의 지구(예를 들면, 땅, 지하, 해양, 해저, 공중) 및/또는 지구 이 외 (예를 들면, 우주 또는 다른 행성)의 환경에서 용이하게 적용하도록 하는 것이다.
a. 설명
태양 에너지를 집중시키는 몇몇 장치를 포함하는 다양한 전자기 에너지 활용 장치들이 관련 기술 분야에 개시되어 있지만, 본 발명은 개시되어 있지 않다. 따라서, 경제적인 야외-전개식 장치에 대한 수요는 여전히 존재하며, 또한, 가열, 요리, 및/또는 발전을 위해 태양 에너지를 집중하는 것이 가능함으로써, 다양한 종류의 생명 연장 또는 생명-유지 기능들을 수행하는 수단을 제공하는바, 이는 운반 및 저장이 매우 용이한 완전 접이식 (예를 들면, 수축형) 장치이다. 관련 기술들은 많은 한계 및 단점이 있는바, 휴대가 간편한, 다기능의 야외-전개식 장치에 대한 요구가 여전히 충족되지 않은 상태이며, 따라서 이러한 요구를 완전하며 특유의 방식으로 충족하는 본 발명의 가치는 더욱 돋보이게 되는 것이다.
특히, 미국특허 제 3,326,624 호(등록일: 1967년 6월 20일, 출원인: 블라디미르 폰 마이델 외)에는 우주 정거장 및 비행 물체용 태양 에너지를 수집하기 위해 대기권 밖의 영구 강성 구조물에 설치될 수 있는 팽창형 파라볼라 거울이 개시되어 있다. 상기 거울은 밸브가 있는 환형 링, 방사상 분절 커버들 또는 띠 스프링들, 방사상 가열 와이어들, 및 반사 물질로 피복된 폴리에스터 발포재로 형성되는, 밸브가 있는 이중 벽 거울을 갖는다. 상기 링 및 거울은 내부 강성 스페이서를 갖는다. 그러나, 이러한 장치는 야외-전개식 도구로서 사용되기에는 적합하지 않은바, 그 이유는 다음과 같다. 먼저, 그의 초기 전개 후에 접거나 재-전개할 수 없다. 다기능이 아니며, 상기 장치를 지구 환경에서 용이하게 사용하도록 상기 장치를 지지 및 배향하는 수단이 제공되지 않는다. 집중된 전자기 방사의 우발적 노출로부터 사용자를 보호하는 수단이 제공되지 않는다. 이러한 기계적 구조 및 전개 수단 은 통상 너무 복잡하여 상기 장치가 일반적 목적으로 폭넓게 사용될 정도로 저렴하게 생산하기가 어렵다.
이러한 한계 및 단점을 보여주는 다른 관련 기술로는 다음과 같은 것들이 있다.
미국특허 제 5,920,294 호 (등록일: 1999년 7월 6일, 출원인: 빕 B. 알렌)의 제 1 실시예에는 전자기 및 태양 에너지용 Mylar(R)를 사용하는 풍선 내에 내부 인장식 다중 코드 부착부를 갖는 우주 안테나가 개시되어 있다. 제 2 실시예는 전자기 및 태양 에너지용 Mylar(R)를 사용하는 팽창형 환상 지지 풍선 내에 금 도금 몰리브덴 또는 흑연 와이어 메쉬의 안테나 반사경을 갖는 우주선에 설치되는 외부 인장식 코드 부착부를 활용한다. 상기 반사경을 전개하도록 사용되는 기계식 부착부들은 너무 복잡하고 또한 부품 수가 너무 많아서 상기 장치를 일반적인 용도로 사용하기에는 비경제적이다. 또한, 상기 장치를 지구 환경에 사용하도록 지지 및 배향하는 수단도 제공되지 않는다.
미국특허 제 4,352,112 호 (등록일: 1982년 9월 28일, 출원인: 프리쯔 레온하트 외)에는 오목 곡면 및 그 중앙에 개방공을 갖는 강성 발포재 받침대의 각각의 멤브레인 분절에 의해 받쳐지는 알루미늄 광택 시트 또는 플라스틱 광택 시트 중 하나로 이루어진 내면을 갖는 대형 반사경이 개시되어 있다. 오목 또는 볼록 반사경으로서 형성되는 두 개의 멤브레인은 태양 광선을 반사시켜 열 흡수기, 열 교환기 등으로 집중시키도록 사용된다. 본 특허는 평평한 시트 물질로 파라볼라 반사경을 생산하는 수단으로서, 이러한 반사 멤브레인들을 지지 및 작동하는 다양한 강 성 수단들을 보여준다. 그러나, 이 또한 휴대용 장치는 아니다.
미국특허 제 2,977,596 호 (등록일: 1961년 3월 28일), 출원인: 해롤드 D. 저스티스)에는 전송기 또는 수신기 베이스 상의 팽창형 원형 안테나 받침 접시가 개시되어 있다. 상기 장치의 강성 지지 프레임은 운반 및 저장을 위해 접혀지는 정도가 그리 크지 않으며, 상기 반사경의 구조는 불필요한 내부 끈을 포함하여 제조 비용을 상승시킨다.
미국특허 제 3,005,987 호 (등록일: 1961년 10월 24일, 출원인: 켄트 M. 맥 외)에는 끈 구조물을 갖는 팽창형 타원 튜브 모양의 멤브레인 지지체 및 두 개의 오목 가요성 비-전도성 시트를 덮는 레이돔을 포함하며, 상기 시트들 중 하나는 증발된 알루미늄으로 피복된다. 상기 장치 또한 운반 및 저장을 위해 접혀지는 정도가 크리 크지 않으며, 상기 반사경 구조는 태양광 집광기로서는 사용되지 않는 인장 코드들을 포함하며, 상기 레이돔은 일반적으로 상기 장치가 광역 스펙트럼의 태양 에너지 집광기로서 사용되는 것을 방해 및 제한한다.
미국특허 제 3,056,131 호 (등록일: 1962년 9월 25일, 출원인: 랄프 L. 맥크리어리)에는 두 개의 오목하고 얇은 시트로 된 가용성 플라스틱 물질을 포함하는 전자기 방사용 팽창형 반사경이 개시되어 있다. 상기 장치의 강성 지지 프레임도 또한 운반 및 저장을 위해 접혀지는 정도가 그리 크지 않다. 또한, 상기 장치를 지구 환경 내에 조절가능하게 지지 및 배향하기 위한 수단도 제공되지 않는다.
미국특허 제 3,221,333 호 (등록일: 1965년 11월 30일, 출원인: 데스몬드 M. 브라운)에는 중앙부에 연결되는 한 쌍의 이격 평행 절연 평면을 포함하며, 용량성 판 안테나를 형성하도록 평행하게 장착되는 두 개의 안테나 요소를 갖는 편원 백(bag) 공중 물체를 포함하는 팽창형 무선 안테나가 개시되어 있다. 이러한 장치는 일차적으로 용량형 공중 안테나를 생산하기 위한 수단이다. 그러나, 파라볼라 반사경과 같은 태양 에너지 집중 수단도 없고, 용량형 공중 안테나로서의 일차적 (유일의) 사용을 제외한 다른 기능을 수행하는 수단도 없다.
미국특허 제 3,413,645 호(등록일: 1968년 11월 26일, 출원인: 리차드 J. 쾰러)에는 소형파 에너지 구경을 일 평면에 제공하고, 대형파 에너지 구경을 수직 평면에 제공하는 기다란 팽창형 파라볼라 레이더 안테나 환상 조립체가 개시되어 있다. 이러한 장치 또한 운반 및 보관을 위해 접혀지는 정도가 그다지 크지 않으며, 상기 반사경의 지지 구조는 일반적으로 상기 장치가 광역 스펙트럼의 태양 에너지 집광기로서 사용되는 것을 방해 및 제한한다.
미국특허 제 3,471,860 호 (등록일: 1969년 10월 7일, 출원인: 플로이드 D. 앰버지)에는 가변 또는 가요성 표면을 갖는 반사경 안테나가 개시되어 있는바, 그의 기하학적 구조는 이러한 안테나 형태로부터 최선의 평가를 얻기 위한 목적인 상기 가요성 멤브레인 뒤의 공기압 또는 부분 진공에 의해 변화될 수도 있다. 본 특허는 일차적으로는 평판 시트 물질로부터 조절 가능한 초점 거리의 파라볼라 반사경을 생산하기 위한 수단이다. 상기 장치 또한 충분한 정도로 접혀질 수 있는 휴대용 장치는 아니다.
미국특허 제 4,672,389 호(등록일: 1987년 6월 9일, 출원인: 데이비드 N. 얼리)에는 팽창형 반사경 장치 및 그 제조 방법이 개시되어 있다. 초-주위(super- ambient) 압력은 압축 프레임 부재에 의해 유지되는 외피 내에서 유지된다. 상기 장치의 강성 지지 프레임 또한 운반 및 보관을 위해 접혀지는 정도가 그다지 크지 않으며, 상기 초-주위 반사경 구조의 투명 멤브레인은 태양 에너지 집광기로서 사용되는 경우의 효율을 제한한다.
미국특허 제 4,741,609 호 (등록일:1988년 5월 3일, 출원인:다니엘 V. 샐리스)에는 원형 프레임 위에 장착되는 멤브레인을 갖는 인장형 멤브레인 일광 반사장치가 개시되어 있으며, 상기 멤브레인의 이중 벽 부분은 상기 멤브레인의 외주 근처에서 원형으로 연장하여 상기 멤브레인을 인장하도록 팽창가능한 공기 주머니를 형성한다. 상기 장치의 강성 지지 프레임 또한 운반 및 보관을 위해 접혀지는 정도가 그다지 크지는 않다.
미국특허 제 4,755,819 호 (등록일: 1988년 7월 5일, 출원인: 마르코 C. 베르나스코니 외)에는 우주 비행체에 적용하기 위한 용도의 파라볼라 반사경 안테나가 개시되어 있다. 상기 장치는 우주 내의 가스에 의해 팽창되어, 강성 원환체에 의해 안정화되는 안테나 반사경 및 안테나 레이돔을 형성한다. 커버링 물질은 수지-주입형 섬유로서, 이는 태양에 의해 가열되는 경우 중합되어 상기 반사경 안테나를 안정하게 하며, 그 형상을 유지하는 데 있어 가스 압력을 필요로 하지 않는다. 이러한 장치 또한 운반 및 보관을 위해 접혀지는 정도가 그다지 크지 않으며, 일반인인 사용하는 야외-전개식 도구를 경제적으로 생산하기에는 너무 복잡하다. 또한, 레이돔은 일반적으로 상기 장치가 광역 스펙트럼의 태양 에너지 집광기로서 사용되는 것을 방해 및 제한한다.
미국특허 제 5,276,600 호 (등록일: 1994년 1월 4일, 출원인: 다카세 미쯔오 외)에는 베이스와, 가요성 중합 플라스틱 기판으로 이루어지며, 상기 기판은 그 위에 형성되며 상기 베이스와 중첩되는 고 반사 은 층을 가지며, 접착층은 두 층 사이에 개재된다. 본 특허는 일차적으로 다층 평면 시트 물질로부터 작은 곡률 반경을 갖는 반사경들은 생산하는 수단이다. 상기 장치 또한 기능적인 접이식 반사경 장치는 아니다.
미국특허 제 5,893,360 호 (등록일: 1999년 4월 13일, 출원인: 오말리 O. 스타우멘 외)에는 그들의 에지에 밀봉되는 두 개의 시트로 된 가요성 물질을 포함하는 팽창형 태양 오븐이 개시되어 있다. 상부 시트는 투명하며, 하부 시트는 반사층이다. 본 장치는 매우 서투르거나 번거로운 요리 방법을 제시하며, 상기 장치의 기능은 증기에 의해 쉽게 손상되는바, 상기 증기는 상기 장치 내에서 가열 및 요리되는 품목으로부터 방출되며, 그 후, 상기 장치의 투명 멤브레인 상에 응축됨으로써, 충돌하는 태양 방사선을 확산시키며, 그에 따라, 효과적인 집중을 방해한다. 또한, 상기 장치도 다기능은 아니다.
미국특허 제 6,150,995 호 (등록일: 2000년 11월 21일, 출원인: L. 드와이트 길거)에는 조합된 광전지 배열 및 전개 가능한 경계 트러스 RF 반사경이 개시되어 있다. 이러한 구조는 그의 두 개의 단순한 기능을 고려할 때 너무 복잡하며, 지구에서의 야외 도구로 사용되기에는 적절하지 않다.
미국특허 제 6,219,009 호 (등록일: 2001년 4월 17일, 출원인: 존 쉬플리 외)에는 팽창형 래디얼 트러스 지지 구조물에 대한 접이식 안테나 반사경의 인장 코드 및 체결 접합부가 개시되어 있다. 상기 반사경을 전개하도록 사용되는 기계식 부착부(인장 코드-체결)는 일반적으로 너무 복잡하여 일반적 목적으로 사용하도록 상기 장치를 경제적으로 생산하기는 어렵다. 또한, 상기 장치를 지구 환경 내에 지지 및 배향하는 수단은 제공되지 않는다.
PCT 특허출원 PCT/US02/16918 (공개일: 2002년 12월 5일, 출원인: 존 R 에시그 주니어, 제임스 M. 에시그)에는 팽창형 반사경 장치가 개시되어 있는바, 이는 통상적이지만 선택적으로 본 발명 중 하나의 모듈을 형성한다.
영국특허출원 제 758,090 호 (공개일: 1956년 9월 26일, 출원인: 찰스 T. 서키 외)에는 무선 공중 물체 내에 정렬되는 팽창형 풍선이 개시되어 있다. 이러한 장치는 집중식 반사경을 구비하지 않는다.
프랑스특허출원 제 1.048.681 호 (공개일: 1953년 12월 23일, 출원인: 아드난 타르치치)에는 캠핑시에 요리용 태양 에너지를 집중시키기 위한 반사경이 개시되어 있다. 이러한 장치 또한 운반 및 보관을 위해 접혀지는 정도가 그다지 크지 않다.
일본특허출원 소59-97205호 (공개일: 1984년 6월 5일, 출원인: 야스오 나가즈미)에는 질소로 충전되고, 방사 알루미늄 케이싱 및 단열 거울로 칸막이된 밀봉 챔버를 갖는 파라볼라 안테나가 개시되어 있다. 이러한 장치 또한 운반 및 보관을 위해 접혀지는 정도가 그리 크지 않으며, 태양 에너지를 집중시키기에 적절하지도 않다.
b. 종래 기술의 단점에 대한 요약
전술한 종래 기술들은 이하의 단점들 중 하나 또는 그 이상의 단점들을 갖고 있다.
(a) 상기 장치는 일반적으로 다기능 장치가 아니다. 즉, 단일 기능으로 제한되거나, 둘 또는 그 이상의 밀접하게 관련된 기능들로 한정된다.
(b) 상기 장치는 야외로 및 야외로부터의 운반을 용이하게 하거나, 사용하지 않을 때 저장이 편리하도록 충분히 접혀지지 않는다.
(c) 상기 장치는 쉽게 재사용하거나 재배치하기 어렵다. 즉, 상기 장치는, 선택적 위치로의 운반을 용이하게 하고 나중을 위해 부피를 줄여 저장하기 위해, 초기 전개 이후 접혀질 수 없다.
(d) 상기 장치는 지구 환경에서 용이하게 사용되도록 상기 장치를 지지 및 배향하는 경량의 접이식 수단을 갖지 않으며, 그리고/또는, 이러한 단순한 공지의 팽창 밸브에 대한 경험이나 지식이 부족한 사람이 용이하게 사용할 수 있도록 하는 다른 특징을 채용하지 않는다.
(e) 상기 장치는 고농도의 전자기 방사선의 노출 사고로부터 사용자를 보호하는 수단을 갖지 않는다.
(f) 상기 장치는 투명 멤브레인 또는 레이돔과 같은 광 경로 내의 하나 또는 그 이상의 중간층을 가짐으로 인해 광역 스펙트럼의 태양 방사선의 집중시 한정된 효율을 보여준다.
(g) 상기 장치는 불필요하게 복잡한 구조를 갖게 됨으로써, 상기 장치가 일 반적 목적으로 널리 사용되도록 저렴한 가격으로 생산될 수 없게 한다.
(h) 상기 장치는 낙하산과 같은 외부로의 급속한 전개를 위한 적절한 강도와 충분한 내구성을 갖지 못하거나, 손상시 일체형 신속-수리 물질을 사용하여 야외에서 상기 장치를 쉽게 수리하는 수단을 제공하지 않는다.
(i) 상기 장치는 일반적으로 모듈 형태가 아니며, 사용자게 의해 선택적으로 구성되어 다른 기능을 수행할 수 있는 것도 아니다.
종래 기술의 이러한 단점들은 본 발명에 의해 극복될 수 있다.
a. 일반적 설명
바람직한 실시예들에 있어서, 본 발명은 선택적으로 구성가능하거나 재구성 가능한 모듈 형태의 팽창형 다기능 야외-전개식 장치인바, 일차적으로 주변 환경(예를 들면, 지구 환경에서의 가열, 요리, 및/또는 발전)으로부터 자원을 활용하는 경제적 수단을 제공하며, 또한 통상적으로 생명-연장 또는 생명-유지 기능(예를 들면, 강우와 같은 주변 환경으로부터의 자원을 활용하여 물을 공급하는)을 수행하는 다양한 수단을 제공하며, 일반적으로 완전하게 접혀져서(예를 들면, 바람이 빠지듯) 운반 및 보관이 매우 용이하다. 간단히 설명하면, 본 발명의 상기 모듈 방식의의, 팽창형 다기능 야외-전개식 장치는 통상적으로 그의 일차적 기능 모듈로서 기본형 팽창형 다기능 파라볼라 반사경 장치를 갖는바, 이는 이전의 출원에 개시된 바와 같다. 본 발명은 통상 하나 또는 그 이상의 선택적, 바람직하게는 제거 가능하게 부착되는, 액세서리 모듈 및/또는 요소들, 예를 들면, 상기 기본형 팽창형 반사경 장치를 지지 및 배향하기 위한 팽창형 (또는 접이식) 수단, 고농도의 전자기 (예를 들면, 태양) 방사선이 상기 기본적 반사경 장치의 초점 및 그 가까이에서의 노출사고로부터 사용자를 보호하는 팽창형 (또는 접이식) 수단, 상기 초점에 인접한 물질 또는 액세서리 요소들을 지지하기 위한 팽창형 (또는 접이식) 수단, 및 팽창형 (또는 접이식) 보호 커버를 더 포함한다.
기능성을 고려하면, 기본 발명의 기본형 팽창형 반사경 장치 (즉, 본 발명의 발명자에 의한 관련 발명) 및 그에 따른 본 발명의 모듈 방식의 야외-전개식 장치의 바람직한 실시예들은 유대가 간편한 태양열 요리, 가열 및 발전 장치로서 일차적으로 사용된다. 그러나, 상기 기본형 반사경 장치 및 상기 모듈 방식의 야외-전개식 장치는 통상적이며 (그러나 필수적 이지는 않은) 특별하게 구성되어 다양한 선택적 액세서리 요소들을 단독으로 또는 조합하여 효과적이며 신뢰성 있게 수행하며, 하나 또는 그 이상의 다른 기능들은 넓은 범위의 초점식 전자기, 비초점식 전자기, 및 비전자기 기능들로부터 선택된다. 따라서, 상기 기본형 반사경 장치 및 상기 모듈 방식의 야외-전개식 장치는 휴대하기 편한 다기능 도구들로서 사용 가능하며, 각각은 넓은 범위에서 실제로 용이하게 사용될 수 있지만, 본 발명의 모듈 방식의 장치의 선택적으로 재구성 가능한 특징은 상기 기본형 반사경 장치와 비교하여 더욱 우수한 호환성, 안전성, 및 또는 사용 편리성을 갖는다.
더욱 상세히 설명하면, 본 발명은 방사상 전자기 에너지를 집중, 초점 및/또는 방출하기 위해 일반적이며 기능적으로 최적화되며(기본 발명처럼), 광역 스펙트럼의 태양 에너지를 포함하는 자외선 (UV) 방사를 통해 무선 (RF) 방사로부터의 넓은 범위의 전자기 스펙트럼에 걸쳐 효과적이다. 그러나, 전술한 바와 같이, 본 발명(및 기본 발명) 또한 방사상 전자기 에너지의 집중, 초점 및 방출에 관련되지 않는 다른 많은 기능을 효과적이며 신뢰성 있게 수행할 수 있다. 본 발명의 초점식 전자기 적용예들은 통상 다음과 같은 특징들을 포함한다. 1) 가열, 요리, 소독, 증류, 물질 처리, 전력 생성, 등등을 위한 광역 스펙트럼 (예를 들면, 태양) 방사선을 집중, 2) 무선 신호 및/또는 다른 전자기 통신의 전달 및 수신을 증대하는 무선 및/또는 마이크로웨이브 주파수 방사를 조절, 및/또는 3) 낮은 광 환경에서의 가시성을 증대하기 위한 가시-스펙트럼 방사, 광학 신호 및 이미지 투사, 및/또는 감시 및/또는 안전을 위한 사용자의 시야를 확대하도록 볼록 거울을 상기장치에 사용하는 것과 같은 기타의 광학적 목적들을 갖는다. 비초점식 전자기 적용예들은 통상 1) 긴급 열 담요, 대피소, 인큐베이터, 온실 등등으로서의 사용, 2) 전자기 에너지 차폐물로서의 사용, 및 3) 정전기 절연체로서의 사용을 포함한다. 비전자기 적용예들은 통상, 1) 물 또는 기타 유사 유체 물질의 수집, 보관, 및/또는 처리, 2) 사람, 장비, 물질, 및/또는 다른 품목을 날씨 및/또는 다른 환경 요소들로부터 보호하는 대피소로서의 사용, 3) 침대, 요람, (부러진 곳을 고정하기 위한) 팽창형 거푸집, 등과 같은 부드럽거나 유연함 지지구조물로서의 사용, 4) 수중 부양 장치 또는 보트로서의 사용, 5) 연료, 의약품, 음료수, 및/또는 기타 물질을 생산하기 위한 휴대용 발효 장치로서의 사용, 6) 전기 및 기계식 동력을 생산하기 위한 팽창형 풍차 및 수차로서의 사용, 7) 전기 및/또는 기계식 동력 생산, 유체 펌핑, 및/또는 해수 탈염을 위한 팽창형 파 에너지 활용 장치로서의 사용, 및/또는 8) 직접 음성 증폭 장치로서의 사용을 포함한다. 본 발명은, 이하에 설명되며, 상기 장치의 사용자가 쉽게 알 수 있는 것과 같은 기타의 많은 용도로 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명의 특정 실시예 또는 구현예가 이러한 기능을 모두 수행할 필요는 없다는, 즉, 특정 실시예는 본 발명의 특성을 이탈하지 않고도 이러한 기능들의 제한된 숫자 또는 소그룹만을 수행할 수 있다는 것을 강조한다. 또한, 이하에 설명되는 바와 같이, 상기 기본형 반사경 장치가 일반적으로 상기 모듈 방식의 야외-전개식 장치의 기본적인 기능적 모듈이라 하더라도, 본 발명(상기 모듈 방식의 야외-전개식 장치)은 야외(또는 공장)에서의 사용자에 의해 기본형 반사경 장치 없이도 선택적으로 재구성되어, 비초점식 전자기 및/또는 비전자기 기능을 수행함으로써, 본 발명의 특징을 이탈하지 않고도, 예를 들면, 수중 부력 장치로서 사용되거나 풍차 장치의 일부로서 사용될 수 있다.
물리적 구조를 고려하면, 본 발명의 각각의 모듈 방식의 구조들은 일반적으로 무게, 비-전개 체적 및 제조 비용을 감소시키도록 최적화되는 반면, 작동 성능, 호환성, 및 안전성은 최대화되도록 한다. 이러한 최적화를 달성하기 위해, 본 발명의 주요 모듈은 통상 하나 또는 그 이상의 경량 팽창형 구조물(예를 들면, 팽창형 링), 얇은 가요성 (예를 들면, 압력-전개식) 멤브레인들, 및/또는 용이하게 접혀지는 경량 구조물들로 이루어진다. 이러한 구조 최적화의 좋은 예는 바람직한 제 1 실시예 구조의 기본형 팽창형 반사경 장치로서, 적어도 하나는 반사인 두 개의 압력-변형 가능한 (즉, 압력-전개 가능한) 멤브레인들은 고 효율의 중앙 반사경 챔버를 형성하도록 팽창형 지지 링의 내부와 연계되어 활용되며, 이는 일반적으로 대기압 이하(바람직한 적용예에 요구되는) 또는 대기압 이상까지 팽창되어 반사 멤브레인(들)을 전개할 수 있다. 고효율의 대기압 이하 가압 반사경 챔버의 내부를 형성하도록 지지링의 내부를 사용함으로써, 상기 기본형 반사경 장치의 제 1 실시예는 최소 수 또는 부품을 사용하되 무게 대 출력 비율을 최대로 하여, 저렴하게 생산될 수 있다.
다른 예로서, 상기 기본형 반사경 장치의 제 2 실시예는 적어도 하나의 반사 멤브레인 및 적어도 하나의 투명 멤브레인을 활용하여 중앙 반사 챔버를 형성하며, 이는 일반적으로 대기압 이상까지만 팽창되어 상기 반사 멤브레인을 전개할 수 있다. 광역 스펙트럼의 전자기 에너지를 집중하기 위한 사용되는 경우에는 일반적으로 제 1 실시예보다 덜 효과적이지만, 상기 기본형 반사경 장치의 제 2 실시예의 주요 구조는 두 장의 시트 물질 정도로 적은 양으로 매우 경제적으로 만들어질 수 있다. 또한, 상기 기본형 반사경 장치의 두 실시예는 일반적으로 하나 또는 그 이상의 반사 멤브레인을 채용하며, 이들은 파라볼라 형상으로 예비 형성되어 안전성을 향상시키고, 작동을 용이하게 하며, 상기 지지링의 멤브레인의 구조적 부하를 감소시킨다. ("예비 형성되는" 압력-변형성 멤브레인은 그의 압력-변형 형상, 즉, 그의 전개된 표면 형상을, 상기 멤브레인을 가로지르는 현저히 다른 압력의 적용 이전에, 거의 구현 또는 형성하도록 제조된다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 다른 모듈들 또한 이러한 구조적 최적화를 달성하도록 유사한 경량 팽창성 구조 및/또는 압력-전개식 멤브레인들로 구성되지만; 특정 모듈(또는 그의 구성요소)들 또한 그와 거의 일치하는 크기를 갖는바, 본 발명의 다른 모듈들 및/또는 구성요소들은 상기 모듈 방식의 장치를 구성하기 위한 요소들의 숫자를 최소화함으로써 제조 비용을 더 감소시키고, 유사한 크기의 모듈들이 쉽게 서로 교환되어 상기 모듈 방식의 장치의 호환성을 증가시키고 및/또는 손상시 하나 또는 그 이상의 모듈들을 신속하게 교체할 수 있도록 한다.
본 발명의 다양한 모듈들이 단위 장치로서 작동하도록 하기 위해, 각각의 모듈은 통상 하나 또는 그 이상의 부착 수단을 포함하며, 상기 부착 수단은 상기 장치의 다른 모듈들을 연결하고, 액세서리 요소들을 부착하고, 및/또는 상기 장치를 고정 및 안정화하여 안전한 작동을 보장하도록 한다. 또한, 상기 장치의 팽창성 및/또는 압력-전개식 모듈은 적어도 하나의 팽창 수단 또는 압력 조절 수단, 예를 들면, 단순한 공지의 플러그 밸브, 수동 또는 자동 펌프, 가스통, 등등을 필요로 한다.
성능 향상, 안전성 증대, 사용 편의성, 제조 비용 감소, 및/또는 모듈 방식의 야외-전개식 장치의 추가 기능 수행을 위해, 수많은 선택적 형상, 특징 및/또는 액세서리 요소들은 통상 본 발명의 다양한 모듈들과 연계되어 대체, 설치 및/또는 사용된다.
선택적 구조들을 고려하면, 예를 들면, 비-예비 성형된 (즉, 평면형) 탄성 반사 멤브레인의 사용은 상기 기본형 반사경 장치가 가변 초점 거리를 갖도록 한다. 또한, 예비-성형된 비-파라볼라 반사 멤브레인들(예를 들면, 구면, 파형, 일련의 원뿔형 섹션, 다각면, 등등인 표면을 갖는 반사 멤브레인들)의 사용은 안전성을 더욱 향상시키기 위한 최대 집중도를 제한하게 된다. 또한, 본 발명은 다양한 모듈들에 대한 새로운 제조 방법들을 가능하게 한다. 더욱 상세하게는, 이전의 (인용 참조된) 적용예들에 설명된 바와 같은 다양한 제조 공정들은 본 발명을 다중의 얇은 가요성 (예를 들면, 압력-변형 가능한) 멤브레인들로 경제적으로 생산하도록 채용될 수 있다.
선택적 특성 및/또는 액세서리 요소들을 고려하면, 이러한 요소들은 본 발명의 다양한 모듈들에 일체로 형성될 수도 있고, 분리 가능하게 부착될 수도 있다. 상기 장치의 다양한 모듈들은 일체로 상호 연결된 모듈들의 동시 팽창을 허용하는 것과 같이 일체로 형성될 수도 있다.
특수 휴대용 장치는 이하에 설명되었는바, 이는 넓은 범위의 유용한 적용예들을 용이하게 사용할 수 있도록 한다. 그러나, 본 발명의 많은 휴대 장치는 상기 모듈 방식의 야외-전개식 장치(또는 그의 선택적 구성)의 하나 또는 그 이상의 모듈들을 본 발명 및/또는 기본 발명의 수많은 선택적 특성 및/또는 액세서리 요소들을 결합함으로써 다양한 목적으로 제공될 수 있다. 즉, 본 발명은 본 명세서에 도시 및/또는 설명된 특정 예들에 제한되지 않는다.
결국, 본 발명은 휴대하기 편하며, 야외에서 사용가능하며, 다기능이며, 다목적인 장치 또는 도구로서의 기능을 수행하는바, 이는 야외(또는 기반시설이 부분적으로 또는 거의 없는 환경)에 적어도 하나의 생명-연장 또는 생명-유지 기능 또는 설비를 신속하며 경제적으로 제공할 수 있게 된다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 많은 생명-유지 기능 및/또는 대량의 반-휴대용 장치 및/또는 기반 시설의 거의 고정된 요소들에 의해 통상적으로 제공되는 설비들의 기능을 수행할 수 있는바, 이는 통상 기반 시설이 잘 갖추어진 환경에서 볼 수 있는 것들이다. 결국, 본 발명의 휴대하기 편한 다기능 장치는 이러한 많은 생명-유지 장치 및/또는 기반 시설의 요소들을 신속하게, 효과적으로, 및 경제적으로 임시로 또는 영구 교체 및/또는 보충할 수 있는바, 이러한 예로는 다양한 가사용(즉, 가전) 제품 및/또는 기타 가정용품; 연구, 상업, 산업, 여가 및/또는 군사 장비; 지방 전력, 수도, 및/또는 통신 설비; 폭풍우 또는 기타 환경 요소로부터의 기본 대피소, 등등이 있다. 따라서, 본 발명은 넓은 범위의 활동, 예를 들면, 원거리 야외 작업, 긴급 응답, 재난 구조, 야외 여가 활동(예를 들면, 캠핑, 배낭여행, 피크닉, 뱃놀이 등등), 교육, 및/또는 지구(예를 들면, 땅, 지하, 해양, 해저, 공중)에서의 기타 활동, 및/또는 비-지구(예를 들면, 우주 또는 행성) 환경에서의 활동 등을 용이하게 하도록 이상적이며 특별하게 적용되는 것이다.
b. 종래 기술을 해결하는 통상의 장점
따라서, 본 발명의 모듈 방식의 팽창형 다기능 장치는 일반적으로 적어도 일곱 가지의 중요한 점에서 종래 기술보다 우수하다.
첫째, 본 발명은 호환성이 높은 다기능 다목적 특성으로 인해 종래 기술보다 우수하며, 이는 본 발명의 선택가능한 구성 또는 재구성 가능한 모듈 방식의 특성에 의해 더욱 우수하게 된다. 본 발명의 바람직한 및 선택적인 실시예들은 수많은 전자기 및 비-전자기 적용예들을 가지며, 이들 중 많은 것들은 본 발명의 선택적 재구성 특성에 의해서만 이루어질 수 있다. 반면, 거의 고정식 구조(예를 들면, 비-재구성 방식)를 사용하는 모든 관련 기술은 활용 및 적용에 있어 많은 제약이 있다. 더 상세히 설명하면, 종래 기술은 통상 유체 흐름 또는 물 수집 및 저장을 통해 에너지를 활용하는 것과 같은 비-전자기 기능을 수행하는 것에 대해 전혀 언급하고 있지 않지만, 본 발명의 두 가지 중요한 특징에 있어서, 이는 상기 장치가 다기능 지구 생존 도구로서 야외에서 전개되는 경우, 매우 중요한 것이다. 또한, 본 발명의 모듈 방식의 특성으로 인해, 상기 장치의 다양한 모듈들은 동시에 유사 및/또는 전혀 다른 기능으로 사용될 수 있으나, 종래 기술에는 이러한 내용은 전혀 포함하지 않는다.
둘째, 본 발명은 통상 매우 경량이며 소형의 접이식 구조로 인해 종래 기술보다 우수하며, 이는 운반 및 보관을 보다 용이하게 한다. 예를 들면, 포켓-사이즈의 기본형 팽창형 반사경 장치(예를 들면, 본 발명의 기타 요소들 또는 모듈들의 경량 및 소형의 저장 특성)는 대략 100g 의 무게를 가지며, 완전히 접혀지는 경우, 8.5cm x 12.0cm x 1.0cm의 체적을 갖는바, 이는 완전히 전개되는 경우에는 120cm의 직경을 가지며, 태양 에너지 집중 장치로서 지구상에서 사용되는 경우, 반사경은 1000watt 정도의 고 집중도의 광역 스펙트럼 방사 에너지를 제공한다. 따라서, 이러한 장치는 킬로그램 당 대략 1000watt의 우수한 질량 대비 전력 출력을 제공하는바, 이는 구조물(예를 들면, 13-미크론 두께의 나이론/폴리에틸렌 공동-사출 멤브레인)의 두께 및 물질 비율에 따라 다르며, 비-전개식, 소형 접이식의 체적 대비 전력 출력(예를 들면, 비-전개식 전력 밀도)은 대략 입방 미터당 10 메가와트 정도이다. 그 결과, 대형 화물 수송기는, 예를 들면, 충분한 양의 장치들을 한번에 투하하여 100 메가와트 이상의 태양 에너지를 수집 및 집중할 수 있다. 몇 개의 팽창형 액세서리 모듈들을 구비하는 모듈형 장치는 통상 기본형 팽창형 반사경 장치보다 낮은 비중 및 비체적 출력을 갖지만, 상기 모듈형 장치의 이러한 팽창형 액세서리 모듈들은 하나 또는 그 이상의 수정된 기본형 반사경 장치들로부터 선택적으로 구성됨으로써, 상기 수정된 모듈형 장치들은 복수의 기본형 팽창형 반사경 장치들로 재구성 가능하며, 이는 초기 기본형 팽창형 반사경 장치의 높은 비중 및 비체적 출력과 거의 동일한 출력을 얻는다.
셋째, 하나 또는 그 이상의 실시예에 있어서, 본 발명은 통상 정밀하게 예비-성형된 반사 멤브레인 및 다른 선택적 특징들로 인해 관련 기술보다 우수하며, 이는 상기 장치의 작동 안전성을 많이 증가시킨다. 특히, 개량된 예비-성형된 거의 파라볼라 반사 멤브레인들(종래 기술에 사용되는 평면형 멤브레인 대신)을 사용함으로써, 상기 장치는 상대적으로 짧고 거의 고정된 초점 거리를 갖게 되어(상기 장치로 제한할 수 있음), 사용자가 잠재적으로 위험한 고농도의 방사선 에너지에 위치를 잘 제어할 수 있도록 한다. 또한, 새롭고, 예비-성형된, 비-파라볼라 반사 멤브레인들은 최대의 에너지 집중도를 안전한 수준까지 낮추도록 사용될 수 있다. 또한, 선택적 일체형 안전 구조물, 안전 커버, 및/또는 다른 안전 특성들을 사용함으로써 고농도의 전자기 방사의 노출 사고 위험을 감소시킬 수 있다. 또한, 이러한 특징 및 관련된 장점들은 통상 종래 기술에서는 구현되지 못하는 것이다.
넷째, 하나 또는 그 이상의 바람직한 실시예에 있어서, 본 발명은 통상 전개(예를 들면, 팽창) 및 작동이 쉽다는 점에서 종래기술보다 우수하다. 예비-성형된 반사 멤브레인(또는 다른 예비-성형된 상기 장치의 요소들)을 사용함으로써, 이러한 반사 멤브레인들은 그들을 가로지르는 매우 낮은 다른 압력차를 사용하여 완전히 전개됨으로써, 적절한 팽창을 가능하게 한다. 또한, 다양한 선택적 (통상, 모듈 방식의) 요소들은 상기 장치에 설치되어 전개 및/또는 작동 중에 사용 편의성을 더욱 높일 수 있다. 예를 들면, 이러한 요소들은 1) 상기 장치를 지지 및/또는 배향하는 다양한 새로운 수단들, 2) 재료 및 액세서리 요소들을 초점에 가깝게 유지하기 위한 다양한 새로운 장치들, 및 3) 단순하며 공지된 팽창 밸브들의 사용을 포함하며, 이들은 상기 전개를 용이하게 하는바, 이는 태양 에너지 집중 장치에 대한 교육 및 경험이 부족한 사용자에 의해 수행되는 경우에도 마찬가지이다. 반면, 공지된 초점 지지체의 비정기적인 사용을 제외하면, 종래 기술은 통상 이러한 요소들 및 그이 장점들을 구현하지도 않으며, 예상할 수도 없다.
다섯째, 상기 기본형 반사경 장치의 제 1 실시예를 사용하는 경우, 본 발명은 모든 밀접하게 관련된 종래 기술들, 즉, 팽창형 링에 의해 지지되는 압력-변형식 반사 멤브레인들과 관련된 기술 내에 포함되는 것과 같은 모든 손실-유도 매개층들을 제거한다는 점에서 더욱 효과적이다. 상기 기본형 반사경 장치의 제 1 실시예에서 사용된 바와 같은 대기압 이하 가압 반사경 챔버를 채용함으로써, 햇빛 또는 기타 전자기 방사선은 상기 에너지원으로부터 반사체까지, 그 후 타깃까지 방해없이 이동할 수 있다. 따라서, 상기 기본형 반사경 장치의 제 1 실시예는 상기 반사체까지 및 그로부터의 에너지 이동과 같은 방사선 전자기 에너지 손실을 유발하지 않는다. 반면, 가장 관련이 깊은 종래 기술은 상기 반사경까지 및 그로부터 대기압 이상 반사경 챔버의 투명 멤브레인을 통과하는 햇빛 또는 다른 전자기 방사선을 필요로 함으로써 많은 손실을 초래하게 된다. 대기압 이하 반사경 챔버를 활용하더라도, 나머지 종래 기술 또한 레이돔과 같은 적어도 하나의 매개층을 통과하기 위한 전자기 에너지를 필요로 함으로써, 많은 손실을 초래하게 된다. 일반적으로, 이러한 손실들은 방사선이 상기 반사경까지 및 그로부터 이동함에 따라 상기 매개층에 의해 수반되는 전자기 방사선의 반사, 흡수, 및 확산을 포함한다. 결국, 종래 기술의 매개층들은 통상 20 % 또는 그 이상까지 이러한 장치들의 효율을 감소시킬 수 있는바, 이는 상기 매개층을 포함하는 물질 또는 물질들의 충돌 방사선 및 투과 특성에 따라 다르다.
여섯째, 본 발명은 통상 다양한 모듈 방식의 요소들이 각각 매우 단순하며 선택적으로 높은 일체형 구조물을 갖는다는 점에서 종래 기술보다 우수하며, 이는 고속 대량 생산이 가능하게 함으로써 상기 장치를 저렴하게 생산할 수 있도록 한다. 종래 기술에 설명된 디자인들은 통상 본 발명의 모듈들에 대해 설명된 정도의 높은 밀집도 및 그에 따른 구조의 단순성을 보여주지는 못한다. 또한, 본 발명의 상대적 단순성은 부분적으로 이하의 사실, 즉, 기본형 반사경 장치의 반사 멤브레인이 주위(예를 들면, 대기) 입력 및 단순 수동식 (선택적으로 구두 작동식) 밸브들만을 사용함으로써 거의 파라볼라 표면으로 변형될 수 있다는 것에 기인하다. 반면, 종래 기술은 통상 복잡한 기계식 배열, 복잡한 전자기 시스템 또는 복잡한 압력 조절 시스템에 의존함으로써 반사 멤브레인을 거의 파라볼라 표면으로 변형하는 것이다.
일곱째, 본 발명은 통상 높은 강도를 가짐으로써 종래 기술보다 우수하며, 특히, 투하 또는 다른 높은 가속 유도 배달 방식을 통해 외부로 전개되는 경우 더욱 우수한 특성을 보여준다. 이러한 강도 설계는 얇은 가요성 멤브레인(강성 구조물 대신)만을 거의 사용함으로써 본 발명의 다양한 모듈들을 생산할 수 있게 한다. 또한, 손상의 경우, 상기 장치는 그가 우수한 유지성능을 보여준다는 점에서 종래기술보다 우수하며, 이는 일체형 수리 조립체 또는 야외에서 상기 장치를 신속하게 수리하는 수단을 제공함으로써 달성된다. 반면, 종래 기술은 상기 장치를 야외에서 간편하게 수리할 수 있는 수단을 제공하지 않는다.
본 발명의 이상의 특징들 각각은 종래 기술을 극복하는 현저한 개량을 보여준다. 그러나, 본 발명의 이러한 우수한 장점들이 조합되는 경우에는 종래 기술보다 엄청나게 우수한 개량을 보여주는바, 그 중요성이 과소평가되어서는 안 된다. 상세히 설명하면, 종래 기술을 극복하는 전술한 모든 개량들을 선택적으로 적용한 결과, 본 발명은 다기능의 휴대가 간편하며, 안전하게 작동하며, 사용하기 쉬우며, 고성능이며, 경제적인 도구로서 효과적으로 사용될 수 있으며, 이러한 도구는 여러가지 어렵고 고된 육체적 환경을 즐기고 및/또는 탈출하기 위한 개인의 능력을 현저하게 증대시키게 되며, 다양한 이유로 인해, 통상의 생명-유지 설비 및 기반 시설 요소들이 적더라도, 많은 사람이 이에 의존할 수 있게 된다. 특히, 상기 장치는 기본적인 조리 시설 및 수도 시스템, 또는 다른 지역 기반 시설의 주요 시설들이 전쟁, 자연 재해, 또는 다른 위기 상황에 의해 파괴되거나 사용 불가능하게 되는 전 세계의 지역에서 지내야 하게 되는 급작스럽고 예기치 못한 상황에 처한 사람들에게 막대한 이점을 제공하는 것이다. 이러한 상황 하에서, 긴급 공수 및 임시 기반시설이 재해 지역에서 재설립될 수 있으므로 인해, 많은 생명 및 더욱 중요하게는 그 지역에 있는 사람들의 생존율에 직접 영향을 미치게 된다. 결국, 가능한한 일반적인 고난을 줄이면서도, 사망률은 최소화하기 위해, 대체 임시 사용 시설들은 충분히 넓은 지역에 최소의 시간, 노력 및 비용으로 재설립될 필요가 있다. 이러한 낮은 비용, 사용 편의성, 및 우수한 휴대성으로 인해, 본 명세서에 개시된 다기능 장치는 이러한 긴급 상황 또는 재해 구조 작업에 이상적이며 특별하게 적합한 것이다. 그 결과, 본 발명은 이러한 끝없는 세계적 수요, 종래 기술에서는 구현 및 예상되지 않는 본 발명의 특징에 부합하는 매우 효과적인 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 또한 개개인의 삶, 작업, 또는 전 세계의 미개발 또는 방치된 지역의 여행에 큰 이점을 제공할 수 있다. 이러한 여행자 또는 탐험가들을 위해, 상기 모듈 방식의 야외-전개식 장치는 가치있는 다기능 생존 도구로서의 기능을 수행할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 상기 장치는 다양한 실외 여가활동에 참가하고자 하는 사람들에게 많은 이점을 제공하는바, 본 발명의 휴대용 조리 설비 및/또는 기타 기능들이 필요하거나 요구될 수 있다. 또한, 상기 매우 경제적인 장치는 태양 에너지에 대해 교육받는 학생 또는 기타 관심 있는 사람들에게 교재로서 사용되기에 매우 적합하다. 전 세계적인 화석 연료 및 기타 연료의 고갈을 고려하면--특히, 에너지에 대한 전 세계의 계속 증가하는 요구를 고려하면--, 태양 에너지에 대한 세계적인 교육은 환경을 보호하고, 세계 경제를 유지하고, 지구에 서식하는 모든 생물의 이성적인 삶의 질을 보장하는 데 꼭 필요한 것이다. 다시 말하지만, 이러한 추가의 목적 및 이점들은 종래 기술에서는 구현되지도 예상되지도 않는 것이다.
본 명세서의 이하의 내용을 보면, 상기 모듈 방식의 야외-전개식 장치가, 기타 항목들 중에서도, 상기 모듈 방식의 장치를 제조, 전개, 및 사용하는 다양하고 새로운 방법들을 포함하는 다양한 방식으로 종래 기술에 비해 우수하다는 것을 알 수 있을 것이다.
c. 본 발명의 특별한 목적 및 장점
따라서, 본 발명의 (바람직한 실시예들의) 주목적은 휴대가 편하며 (즉, 팽창형 또는 접이식이며), 모듈 방식이며, 선택적으로 구성 가능하며, 다기능이며, 다목적인, 야외-전개식 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것으로서, 이는 통상, 태양 방사선을 포함하는 자외선(UV)(또는 그의 소정의 부-조합)을 통해 무선 주파수 방사(RF)로부터 전자기 에너지의 초점을 맞추는 거의 파라볼라 반사경으로서의 사용을 위해 최적화되지만, 다른 많은 종류의 전자기 및/또는 비-전자기 설비로서 사용될 수도 있다. 본 발명의 이러한 다기능 특성을 고려하면, 본 발명의 특별한 (그러나 선택적인) 목적들은 다음과 같다.
a) 요리, 가열, 소독, 증류, 물질 처리 및/또는 방사 열의 적용을 필요로 하거나 그로부터 이점을 얻는 목적으로 광역 스펙트럼(예를 들면, 태양)의 방사선을 집중하기 위한 높은 휴대성의 모듈 방식의 다기능 장치를 제공하는 것으로서, 집중된 태양 방사선을 흡수하기 위한 다양한 특수 구조물, 예를 들면, 높은 방사력의 (일반적으로 흑화된) 에너지-흡수 외면을 갖는 태양열 오븐 또는 멸균 압력솥을 선택적으로 사용할 수 있다.
b) 터보전기, 열전기, 및/또는 광전기 장치들을 활용하여 전력을 생성하기 위한 휴대용 모듈 방식의 다기능 장치를 제공한다.
c) 상대적으로 어두운 광원, 예를 들면, 가로등으로부터 방출되는 열을 집중하도록 사용되어, 휴대용 계산기와 같은, 작동 불가능한, 저전력, 광전지를 작동( 및/또는 재충전) 시킬 수 있는 휴대용 모듈 방식의 다기능 장치를 제공한다.
d) (중계국과 같은 하나 또는 그 이상의 장치의 사용을 포함하는) 무선, 마이크로파, 및/또는 위성 통신을 증대 또는 가능하게 하며, 및/또는 무선-망원경을 가능하게 하도록 사용될 수 있는 휴대용 모듈 방식의 다기능 장치를 제공한다.
e) 초승달과 같은 약한 광원으로부터 방출되는 가시 광선을 관측 대상에 집중함으로써 어두워진 환경의 가시성을 증대시키는 휴대용 모듈 방식의 다기능 장치를 제공한다.
f) 촛불과 같은 비-시준 광원으로부터의 빛을 어두운 환경에 투사함으로써 어두워진 환경의 가시성을 증대시키는 휴대용 모듈 방식의 다기능 장치를 제공한다.
g) 신호 표지를 형성하는 초점에서 유지되는 비-시준 광원과 함께 사용되는 경우와 같은 광신호 통신이 가능하게 하거나 이를 증대하고, 신호처리 및/또는 예술 조명 또는 이미지를 증대하도록 착색, 직조, 편광 및/또는 투명 및/또는 반사 멤브레인(들)을 선택적으로 더 포함하는 휴대성이 좋은 모듈 방식의 다기능 장치를 제공한다.
h) 도파관 시스템을 채용하여 전색 가시광(또는 다른 유용한 스펙트럼 범위의 방사선)을 수집하여 내부, 지하 및/또는 수중 환경으로 전달함으로써 가시성 증대 및/또는 광 이미지 투사기와 같은 설비를 작동하는 휴대용 모듈 방식의 다기능 장치를 제공한다.
i) 다층 긴급 열 담요, 정전기 절연기, 및/또는 전자기 에너지 차폐재로서의 기능을 수행하여 사람 또는 물체를 보호하는 기능을 수행하지만, 사람 또는 물체를 적외선 (IR) 카메라로부터 숨겨주거나, 전자기 화상 또는 검출 장치로부터 보호하는 기능도 수행할 수 있는 휴대용 모듈 방식의 다기능 장치를 제공한다.
j) 사람 및 물건을 유연하며, 부드럽게 지지하여, 침대, 요람, 의자, 팽창형 거푸집(부러진 부분을 고정) 등등으로 사용할 수 있는 휴대용 모듈 방식의 다기능 장치를 제공한다.
k) 수중 부양 장치, 보트, 또는 썰매로서 사용될 수 있는 휴대용 모듈 방식의 다기능 장치를 제공한다.
l) 물, 기타 액체 및/또는 특정 고체 물질을 수집, 저장, 처리 및/또는 분배하도록 사용가능하며, 다양한 선택 사항들(예를 들면, 담수 링, 도랑, 깔때기, 필터, 튜브, 밸브, 펌프, 등등)은 상기 장치에 일체로 형성되거나 분리 가능하게 설치되는 휴대용 모듈 방식의 다기능 장치를 제공한다.
m) 매트 형태의 흑색 표면과 같은 고-방사력 표면을 설치하여, 방사 응축 과정에 의한 야간 물 수집을 위해 사용될 수 있는 휴대용 모듈 방식의 다기능 장치를 제공한다.
n) 전술한 증류 기능과 함께 발효조로서의 기능을 수행하여, 상기 장치가 높은 등급의 연료, 의약품 및 기타 품목을 생산할 수 있도록 하는 휴대용 모듈 방식의 다기능 장치를 제공한다.
o) 음향의 방향성 증폭을 위한 휴대용 모듈 방식의 다기능 장치를 제공한다.
p) 하나 또는 그 이상의 압력-변형성, 평면 반사 멤브레인들을 선택적으로 설치하여 상기 장치가 가변 초점 거리를 갖도록 하는 휴대용 모듈 방식의 다기능 장치를 제공한다.
q) 폭풍우 또는 다른 환경 요소들(예를 들면, 모기, 다른 무는 곤충, 먼지, 빙괴, 햇빛 등)으로부터의 보온 대피소, 인큐베이터, 취수기, 수경재배실, 온실, 서리 막이, 및/또는 종합 대피소로서 사용될 수 있는 휴대용 모듈 방식의 다기능 장치를 제공한다.
r) 탈수기, 건조기, 경화실, 및/또는 밀봉 또는 환기 작업실로서 사용될 수 있는 휴대용 모듈 방식의 다기능 장치를 제공한다.
s) 선택적으로 위장되는 야생 관측/사냥 잠복장소, 동물 우리, 사육장, 아쿠아리움, 및/또는 수중 성장실로서 사용가능한 휴대용 모듈 방식의 다기능 장치를 제공한다.
t) 전기 및/또는 기계 동력을 생산하기 위한 풍차 및/또는 수차로서 사용가능한 휴대용 모듈 방식의 다기능 장치를 제공한다.
u) 기계 및/또는 전기 동력을 생성하기 위한 액체 표면파 에너지 활용 장치로서 사용할 수 있는 휴대용 모듈 방식의 다기능 장치를 제공한다. 그리고/또는
v) 하나 또는 그 이상의 일-방향 밸브를 선택적으로 설치하여 상기 장치를 유체 펌프로서 사용할 수 있도록 하는 휴대용 모듈 방식의 다기능 장치를 제공한다.
본 발명의 두 번째 주목적(그러나 선택적인)은 운반 및 보관을 용이하게 하기 위하여 매우 가볍고, 완전히 접혀질 수 있으며, 컴팩트하게 접혀지는 모듈형 다기능 장치를 제공함으로써, 캠핑, 배낭여행, 피크닉, 뱃놀이, 비상시, 재해 구조 및/또는 기타 상황 (지구 또는 우주에서의)에 매우 적합한 고성능 장치를 제공하는바, 이는 높은 비중 및/또는 비체적 성능이 매우 중요하다. 운반 및 보관을 고려하면, 본 발명의 특별한 (그러나 선택적인) 목적들은 다음과 같다.
a) 전체적으로 얇고 및/또는 매우 얇으며, 고강도인 멤브레인으로 이루어지는 기초 구조를 가짐으로써 무게를 줄일 수 있는 모듈 방식의 다기능 장치를 제공한다.
b) 상기 장치를 휴대할 필요 없이(그러나 휴대할 수도 있는) 압축 가스를 사용하여 팽창(즉, 굳힘 및/또는 전개 가능한) 가능한 모듈 방식의 다기능 장치를 제공한다.
c) 사용하지 않을 때에는 완전하고 컴팩트하게 접혀져서 부피를 최소화할 수 있는 모듈 방식의 다기능 장치를 제공한다.
d) 매우 가벼우며, 작은 저장(비-전개된) 체적으로 인해, 매우 높은 비중 및 비체적 성능, 대략 킬로그램 당 10000 와트 및 입방 미터 당 10 메가와트, 을 갖고, 광역 스펙트럼의 태양 집광기로서 지구상에서 사용되는 모듈 방식의 다기능 장치를 제공한다. 그리고/또는
e) 매우 가볍고 소형인 팽창 밸브, 예를 들면, 멤브레인 물질로 이루어지며, 상호 체결되는 돌기-홈 (즉, "Ziploc (R)"-형태), 고정 또는 체결부, 또는 자가 밀봉식 밀폐 기구를 포함하는 모듈 방식의 다기능 장치를 제공한다.
본 발명의 세 번째 주목적(그러나 선택적인)은 작동, 운반 및/또는 저장하기에 안전한 모듈 방식의 다기능 장치를 제공하는 것이다. 안전성을 고려하면, 본 발명의 특별한(그러나 선택적인) 목적들은 다름과 같다.
a) 초점 거리 둘레에 물리적 장벽을 형성하는 일체형 안전 우리 (바람직하게는 팽창형 또는 완전 접이식)를 가짐으로써, 집중된 전자기 방사선에 노출될 위험을 방지하는 휴대용 모듈 방식의 다기능 장치를 제공한다.
b) 상기 장치가 사용되지 않는 경우 반사 멤브레인을 침으로써 발생되는 방사선을 막기 위한 일체형 안전 커버를 가짐으로써, 초점 거리, 또는 그에 인접하는 전자기 방사선의 위험한 집중 및 그로 인한 위험을 방지할 수 있는 휴대용 모듈 방식의 다기능 장치를 제공한다.
c) 상기 장치가 완전히 전개되지(압력을 받지) 않은 경우 반사 멤브레인을 왜곡시키기 위한 일체형 반사경 주름 메커니즘을 가짐으로써, 의도하지 않은 잠재된 전자기 에너지의 위험한 집중을 다시 방지할 수 있는 휴대용 모듈 방식의 다기능 장치를 제공한다.
d) 상기 장치를 거의 고정된 짧은 초점 거리에 제한하는 하나 또는 그 이상의 예비-성형된 파라볼라 멤브레인을 가짐으로써, 작업자가 고농도의 에너지를 초점 거리에서 잘 제어할 수 있도록 하여 안전성을 제고할 수 있는 휴대용 모듈 방식의 다기능 장치를 제공한다.
e) 하나 또는 그 이상의 예비-성형된 비-파라볼라 반사 멤브레인 가짐으로써 최대 한도의 에너지 집중도를 안전 수준까지 낮출 수 있는 휴대용 모듈 방식의 다기능 장치를 제공한다.
f) 하나 또는 그 이상의 비축선 광 감쇠 수단, 예를 들면, 상기 장치가 비축선에 위치하는 경우 전력을 감쇠시키는 비축선 광 감쇠 격자, 및/또는 거의 비축선인 위치로부터 관측되는 경우 반사광을 감쇠시키는 어두워진 투명 필름을 갖는 휴대용 모듈 방식의 다기능 장치를 제공한다.
g) 초점에 인접하여 에너지를 차폐 및/또는 방향을 전환하는 하나 또는 그 이상의 수단을 가짐으로써 신속한 전원 차단 수단을 제공 및/또는 전자기선을 포획 및 방향 전환하는 휴대용 모듈 방식의 다기능 장치를 제공한다.
h) 여유있는 팽창형 (또는 접이식) 지지 구조물 (예를 들면, 독립 압력 포위체)을 가짐으로써 최악의 붕괴 또는 고장의 위험을 감소시키는 휴대용 모듈 방식의 다기능 장치를 제공한다. 그리고/또는
i) 상태 지시 장치 및/또는 경고 알람을 가짐으로써 상기 장치의 사용자 또는 작업자에게 과열, 화재, 등의 위험 상황을 알려주는 휴대용 모듈 방식의 다기능 장치를 제공한다.
본 발명의 네 번째 (그러나 선택적인) 목적은 전개 및/또는 작동하기 용이한 휴대용 모듈 방식의 다기능 장치를 제공하는 것이다. 사용 편의성을 고려하면, 본 발명의 특별한 (그러나 선택적인) 목적들은 다음과 같다.
a) 핸들, 구멍난 탭, 체결부, 중량 및 저장 파우치와 같은 다양한 일체형 고정 및 저장 특징부 (특히, 경량이며 소형으로서, 상기 장치를 구성하는 멤브레인의 연장부로 형성될 수 있는 모듈 방식의 장치를 제공한다.
b) U링크, 클립, 브래킷, 소켓, 후크 및 루프 패치, 및 기타 공통 체결 기구들(특히, 운반 및 보관에 용이하도록 접혀질 수 있는)과 같은 다양한 일체형 액세서리 하드웨어 부착부를 갖는 모듈 방식의 장치를 제공한다.
c) 예를 들면, 팽창형의 조절 가능한 쌍극 지지체, 다수의 팽창형 테이퍼 지지체/레벨 링, 및/또는 팽창형 (또는 접이식) 구면 장착 요소를 별개의 선택적 팽창형 (유동형) 지지링을 포함하는 장치를 지지 및 배향하기 위한 다양한 경량의 휴대용 메커니즘을 갖는 모듈 방식의 장치를 제공한다.
d) 예를 들면, 접이식, 다목적 고기 구이/주전자 지지체, 접이식 멀티-레그 초점 지지체, 팽창형 초점 지지체, 및/또는 케이블 지지식 초점 지지체를 포함하는 다양한 품목 및/또는 초점 및 그에 인접하는 부품을 유지하기 위한 경량, 휴대용 메커니즘을 갖는 모듈 방식의 장치를 제공한다.
e) 하나 또는 그 이상의 예비-성형된 압력-변형성 반사 멈브레인들을 가지며, 이는 평평한 반사 멤브레인들을 채용하는 장치보다 훨씬 낮은 멤브레인을 가로지르는 압력차를 사용하여 완전히 전개됨으로써 적절한 팽창을 가능하게 하는 모듈 방식의 장치를 제공한다.
f) 가시적 정렬 가이드, 경사계, 레벨 및/또는 자석 나침반과 같은 일체형 또는 분리가능하게 부착되는 배향 및 정렬 장치들을 가짐으로써, 전자기 공급원 및/또는 타깃에 정렬하거나, 상기 장치를 다른 목적으로 배향하도록 하는 모듈 방식의 장치를 제공한다.
g) 수동 및 자동 제어되는 미늘창 또는 조리개 메커니즘과 같은 광/열 강도 제어기를 갖는 모듈 방식의 장치를 제공한다.
h) 다양한 일체형 또는 분리 부착형 전자 및/또는 기계 요소들을 가짐으로써, 광전지, 전기 배터리, 전기 펌프, 팬, 드라이버, 타이머, 서모스탯, 제어기, 및/또는 기타 유용한 장치들을 포함하지만 그에 제한되지는 않는 다양한 적용예들을 실시 가능하게 하는 모듈 방식의 장치를 제공한다. 그리고/또는
i) 자동화된 태양 추적을 위한 경량 수단을 갖는 모듈 방식의 장치를 제공한다.
본 발명의 다섯 번째 주목적(그러나 선택적인)은 선택적으로 보다 효율적인 휴대용 모듈 방식의 다기능 장치를 제공하는 것이며, 두 개의 압력-변형성 멤브레인은 대기압 이하 오목-오목 반사경 챔버 구조를 형성하도록 사용됨으로써, 하나 또는 그 이상의 매개층들을 그의 광 경로 내에 갖는 장치에 있는 복수의 손실 요소를 제거하는바, 상기 광 경로는 대기압 이상 반사경 챔버의 투명 멤브레인으로서, 이를 통해 광은 적어도 한번 그 경로를 통과하여 초점 거리까지 및 그로부터 이동한다.
본 발명의 여섯 번째 주목적(그러나 선택적인)은 휴대용 모듈 방식의 다기능 장치를 제공하는 것으로서, 상기 장치는 선택적으로 매우 단순한 일체형 구조로 이루어져 매우 경제적이며, 교육적 목적뿐만 아니라 일상적인 사용목적으로 모두 이용 가능하다. 경제적인 면을 고려하면, 본 발명의 특별한 (그러나 선택적인) 목적들은 다음과 같다.
a) 복수의 (일반적으로 넷 또는 그 이상) 시트로 된 얇고, 높은 강도의, 고탄성 계수 (바람직하게는), 상업적으로 사용가능한 물질(들), 추가로, 필요 밸브들로 이루어진 기본형 반사경 장치(제 1 및/또는 제 2 실시예)를 갖는바, 이는 제고 공구 및 공정을 단순화함으로써 제조 비용을 감소시키는 거의 평평한 패턴 제조 방법을 사용하여 형성되는 모듈 방식의 장치를 제공한다.
b) 두 장 정도의 적은 양의, 얇은 시트로 된 고강도, 상업적으로 이용 가능한 물질(들), 추가로, 필요 밸브들을 단순하며, 잘 확립된 제조 공정을 사용하여 형성할 수 있는 모듈 방식의 장치를 제공한다. 그리고/또는
c) 모듈 방식의 야외-전개식 장치로서, 하나 또는 그 이상의 모듈들(또는 그의 구성요소들)은 다른 모듈들(또는 그의 구성요소들)과 거의 일치(즉, 동일한 크기를 갖는)함으로써, 생산될 필요가 있는 다른 요소들 (그러나, 호환성은 높이고 수리는 간편한)의 숫자를 최소화하는 장치를 제공한다.
본 발명의 일곱 번째 주목적(그러나 선택적인)은 선택적으로 높은 낙하 내성, 즉, 손상 내성을 가지며, 손상시 수리가 용이한 휴대용 모듈 방식의 다기능 장치를 제공하는 것이다. 손상 내성 및 수리 편의성을 고려하면, 본 발명의 특별한 (그러나 선택적인) 목적들은 다음과 같다.
a) 하나의 반사경 챔버가 손상되어도 상기 장치가 여전히 작동 가능하도록 하나 또는 그 이상의 넉넉한 반사경 챔버들을 갖는 모듈 방식의 장치를 제공한다.
b) 우수한 가요성을 갖는 물질(선택적으로 천공 저항성, 파열 저항성 및/또는 마모 저항성을 갖는 다층 및/또는 섬유-보강 합성 물질을 포함하는)로 형성됨으로써, 상기 장치가 의도적으로 낙하(예를 들면, 공중 낙하), 의도하지 않은 낙하(즉, 우연적인), 및/또는 평가할 수 없을 정도의 손상을 입은 가혹한 작동 조건에서도 작동 가능한 모듈 방식의 장치를 제공한다. 그리고/또는
c) 일체형 신속-수리 물질(예를 들면, 자가-접착 패치 등)을 갖는 모듈 방식의 장치를 제공한다.
본 발명의 여덟 번째 주목적(그러나 선택적인)은 일반적으로 작동용 연료를 필요로 하지 않는다는 점에서 매우 환경 친화적인 모듈 방식의 휴대용 다기능 장치를 제공하는 것이다. 그 대신, 본 발명은 통상 가열, 요리, 등등을 위해 사용되는 경우 방사 태양 에너지만을 의존함으로써 공기, 물 및 토양 오염을 최소화할 수 있다. 이는 다른 통상적인 휴대용 요리 및 가열 장비와는 완전히 대조적인 것으로서, 일반적으로 탄화수소 연료의 연소에 의존함으로써 본질적으로 연소 공정 및 의도하지 않은 연료 방출 (예를 들면, 엎지름, 누출, 증기 방출, 등)을 통한 오염을 유발하는 것을 의미한다.
본 발명의 또 다른 목적은 전술한 목적을 위한 개량된 요소들 및 배열을 제공하는 것으로서, 이는 저렴하며, 신뢰할 수 있으며, 의도하는 목적을 효과적으로 수행할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 전술한 및 다른 목적들은 이하의 설명 및 도면을 통해 더욱 명료하게 될 것이다. 그러나, 본 발명의 특정 실시예 또는 구현예는 본 명세서에 개시된 바와 같은 본 발명의 모든 기능을 수행할 것과 그와 부합할 것을 필요로 하지 않으며, "선택적" 및/또는 "선택적으로"라는 용어의 사용은 본 발명의 다양한 목적이 전술한 단락들 중 몇 가지에 해당한다는 것을 의미한다는 사실을 다시 한번 강조한다. 특히, 본 발명의 특정 실시예는 제한된 숫자의 전술한 기능들 및/또는 목적들만을 본 발명의 특성을 이탈하지 않고 수행하도록 구성될 수 있다.
도 1A 내지 도 1D는 각각 통상의 모듈 방식의, 팽창형, 다기능, 야외-전개식 장치의 부분 절단 사시도, 측면 단면도, 분해 단면도, 및 선택적 사시도이다.
도 2A 및 도 2B는 각각 바람직한 제 1 실시예의 기본형 팽창형 반사경 장치의 상부 평면도 및 측면도이다.
도 2C 및 도 2D는 각각 다양한 선택적 부착 수단을 보여주는 기본형 팽창형 반사경 장치의 사시도 및 측면도로서, 상기 부착수단은 다른 모듈을 부착시키고, 다른 액세서리 요소들을 연결, 및/또는 상기 장치를 다양한 부착수단으로서 고정하며, 이는 또한 다른 모듈 및/또는 액세서리 요소들 내에 포함되는 도면이다.
도 3A 및 도 3B는 방사선 전자기 에너지를 집중 및 투사하도록 사용되며, 그의 반사경 챔버는 대기압 이하 모드에서 전개되는 기본형 반사경 장치의 제 1 실시예의 개략 단면도이다.
도 3C 내지 도 3F는 방사선 전자기 에너지를 조절하도록 사용되며, 그의 반사경 챔버는 대기압 이상 모드에서 전개되는 기본형 반사경 장치의 제 1 실시예의 개략 단면도이다.
도 4A 및 도 4B는 각각 제 2 실시예에 따른 기본형 팽창형 반사경 장치의 상부 평면도 및 측면도이다.
도 4C 내지 도 4I는 다양한 바람직한 및 선택적인 반사경 챔버 구조의 동작을 도시하는 제 2 실시예에 따른 기본형 팽창형 반사경 장치의 직경 방향 단면도이다.
도 5A 내지 도 5C는 각각 분리 가능하게 부착되는 중앙 압력-변형성 멤브레인을 갖는 수정된 제 1 실시예의 반사경 장치의 사시도, 직경 방향 단면도 및 부분 단면도이다.
도 6A 및 도 6B는 각각 분리 가능하게 부착되는 반사경 챔버를 갖는 선택적 제 1 및 제 2 실시예의 반사경 장치의 개략 직경 방향 단면도이다.
도 6C 및 도 6D는 지지 링에 대해 분리 가능하게 부착 가능한 반사경 챔버를 고정하는 통상의 부착수단의 부분 개략 단면도이다.
도 7A 및 도 7B는 예비-성형된 구면 및 비구면 회전 표면인 비-동조 (즉, 비-파라볼라) 반사 멤브레인들을 갖는 선택적 기본형 제 1 실시예의 반사경 장치들의 개략 직경 방향 단면도이다.
도 8A 및 도 8B도는 방사상으로 파형을 갖는 (또는 방사상으로 단차를 갖는) 회전 표면 형상으로 예비-성형된 비-동조 반사 멤브레인을 갖는 선택적 기본 제 1 실시예의 반사경 장치의 개략 평면도 및 개략 직경 방향 단면도이다.
도 9A 내지 도 9D는 방사상으로 파형을 갖는 (또는 방사상으로 단차를 갖는) 회전 표면 형상으로 예비-성형된 비-동조 반사 멤브레인을 갖는 선택적 기본 제 1 실시예의 반사경 장치의 개략 평면도 및 개략 직경 방향 단면도들이다.
도 10A 및 도 10B는 파형 방사상 지지 격자(즉, 복수의 방사상 코드, 와이어, 케이블 등)에 의해 선택적으로 지지되는 복수의 (예를 들면, 열 둘) 예비 성형된 쐐기형 오목부를 포함하는 비-동조 반사 멤브레인을 갖는 선택적 기본 제 1 실시예의 반사경 장치의 개략 평면도 및 개략 직경 방향 단면도이다.
도 11A 내지 도 11H는 파형 지지 격자에 의해 선택적으로 지지되는 거의 육각형, 원형, 환형, 또는 사각형 배열로 형성되는 복수의 예비 성형된 오목부를 ㅠㅗ함하는 비-동조 반사 멤브레인을 갖는 선택적 기본 제 1 실시예의 반사경 장치의 개략 평면도 및 개략 직경 방향 단면도(도 11B)이다.
도 12A 내지 도 12D는 복수의 일반적인 쐐기형 절단면을 포함하는 비-동조 반사 멤브레인을 갖는 선택적 기본 제 1 실시예의 반사경 장치의 개략 평면도들 및 개략 직경 방향 단면도이다.
도 13A 내지 도 13D는 복수의 원뿔형 절단면을 포함하는 비-동조 합성 반사 멤브레인을 갖는 선택적 기본 제 1 실시예의 반사경 장치의 개략 평면도 및 개략 직경 방향 단면도들이다.
도 14A 내지 도 14F는 거의 원형, 환형, 또는 삼각형 배열을 형성하는 복수의 거의 평평한 절단면을 포함하는 비-동조 합성 반사 멤브레인을 갖는 선택적 기 본 제 1 실시예의 반사경 장치의 개략 평면도들 및 개략 직경 방향 단면도(도 14B)이다.
도 15A 및 도 15B는 마주보는 멤브레인에 접착되는 복수의 내부 리브 또는 시트를 통해 선택적으로 전개되는 비-동조 절단면 반사 멤브레인을 갖는 선택적 기본 제 1 실시예의 반사경 장치의 개략 평면도 및 개략 직경 방향 단면도이다.
도 16A 및 도 16B는 비-동조 반사 멤브레인을 갖는 선택적 기본 제 1 실시예의 반사경 장치의 개략 평면도 및 개략 직경 방향 단면도로서, 중앙 팽창형 압력 포위체는 상/하부 압력-변형성 멤브레인 사이에 배치되어 상기 반사 멤브레인을 부드럽게 비트는 것을 보여주는 도면이다.
도 17A 및 도 17B는 두 개의 사용 가능한 초점을 갖는 장치를 구성하는 이중-초점 비-동조 반사 멤브레인을 갖는 선택적 기본 제 1 실시예의 반사경 장치의 개략 평면도 및 개략 직경 방향 단면도이다.
도 18A 내지 도 18D는 요리, 증류, 가열, 발전 등을 위한 광역 스펙트럼 전자기 (예를 들면, 태양) 에너지로서 사용되는 모듈 방식의 다기능 장치의 개략 단면도들이다.
도 19A 내지 도 19D는 전자 통신을 가능하게 하는 고-이득 안테나로서 사용되는 모듈 방식의 다기능 장치의 개략 단면도들이다.
도 20A 내지 도 20C는 빛 신호 등에 의해 의사소통되는 가시성을 높이기 위해 가시-스펙트럼 방사선(즉, 빛)을 조절하도록 사용되는 모듈 방식의 다기능 장치의 개략 단면도들이다.
도 21A 내지 도 21D는 순종형 지지체, 대피소, 등으로서 사용되는 모듈 방식의 다기능 장치의 개략 단면도들이다.
도 22A 내지 도 22C는 물 수집, 저장, 및 처리 장치로서 사용되는 모듈 방식의 다기능 장치의 개략 단면도들이다.
도 23A 내지 도 23M은 기계 및/또는 전기 동력을 생산하기 위한 풍차 장치의 일부로서 사용되는 모듈 방식의 다기능 장치(또는 그의 모듈들)의 다양한 개략 단면도, 전면도, 및 측면도이다.
도 23N 내지 도 23P는 기계 및/또는 전기 동력을 생산하기 위한 수차 또는 풍차 장치의 일부로서 구성 및 사용되는 모듈 방식의 다기능 장치(또는 그의 모듈들)의 개략 단면도, 전면도, 및 측면도이다.
도 24A 내지 도 24D는 고-이득 방향성 음성-증폭 장치, 발효 장치, 여과기 또는 필터, 및 수중 부양 챔버로서의 사용을 각각 포함하는 다양한 기능을 위해 구성 및 사용되는 모듈 방식의 다기능 장치(또는 그의 모듈들)의 개략 단면도들이다.
도 24E 내지 도 24G는 파형 유체 표면(예를 들면, 파도)로부터 기계적 에너지 또는 파형 에너지를 활용하도록 구성 및 사용되는 모듈 방식의 다기능 장치의 개략 단면도들이다.
도 25A 내지 도 25D는 팽창형 구면 지지체, 팽창형 안전 차폐물, 및 팽창형 지지링을 구성하는 선택적 방법을 도시하는 모듈 방식의 다기능 장치(또는 그의 모듈들)의 개략 단면도들이다.
도 26A 및 도 26B는 저-팽창 체적 조합 구면 지지체 및 초점 지지체와 일체 로 형성되는 반사 멤브레인을 포함하는 선택적 모듈 방식의 팽창형 다기능 장치의 개략 단면도들이다.
도 27A 내지 도 27D는 다양한 선택적 안전 우리(즉, 선택적 안전망을 구비한 트러스-형 안전 차폐물)을 도시하는 개략 사시도들이다.
도 28A 내지 도 28D는 복수의 팽창형 테이퍼 지지체 및 수준차 링에 의해 지지되는 기본형 팽창형 반사경 장치의 개략 단면도들이다.
도 29A 내지 도 29D는 다양한 선택적 조합/이중-사용 안전 우리 및 장치 지지체를 도시하는 개략 사시도들이다.
도 30A 및 도 30B는 다양한 선택적 조합/이중-사용 안전 우리 및 장치 지지체를 도시하는 개략 사시도들이다.
도 31A 내지 도 31D는 분리 가능한 반사경 챔버를 지지하는 다양한 선택적 접이식 조합 안전 우리 및 장치 지지체를 각각 도시하는 개략 사시도 및 세 개의 개략 단면도이다.
도 32A 내지 도 32H는 다양한 선택적 케이블 지지 초점 지지체를 도시하는 개략 사시도들이다.
도 33A 및 도 33B는 제 1 실시예의 기본형 반사경 장치와 함께 대기압 이상 도파관의 사용을 도시하는 개략 단면도들이다.
도 34A 내지 도 34D는 제 1 실시예의 기본형 반사경 장치를 유체 펌프로서 사용하는 것을 도시하는 개략 단면도들이다.
도 35A 내지 도 35E는 증대된 물 수집 및 대피소로서의 사용을 위한 추가의 액세서리 멤브레인의 사용을 도시하는 개략 사시도들 및 개략 단면도들이다.
도 35F 내지 도 35K는 증대된 물 수집, 대피소 또는 단열체로서의 사용, 및 유체 가열기로서의 사용을 위한 추가의 다층 단열 액세서리 멤브레인의 구조를 도시하는 부분 개략 시시도들이다.
도 36은 물의 수집 및 저장을 용이하게 하는 외주 도랑과 같은 선택적 액세서리 요소들을 더 포함하는 수정된 제 1 실시예의 반사경 장치의 개략 사시도이다.
도 37은 유대용 밀폐 작업실로 구성되는 수정된 제 1 실시예의 반사경 장치의 개략 사시도이다.
도 38A 및 도 38B는 태양을 추적하는 자가 지지 단축 및 이중 축 수단을 더 포함하는 수정된 제 1 실시예의 반사경 장치의 개략 사시도들이다.
도 39A 내지 도 39C는 태양을 추적하는 현가 자가 지지 단축 및 이중 축 수단을 더 포함하는 수정된 제 1 실시예의 반사경 장치의 개략 사시도들이다.
도 40A 내지 도 40D는 상기 장치를 구성할 수 있는 통상의 중합체, 다층, 조성 물질들의 개략 사시도들이다.
도 1A
내지 도
1D: 모듈 방식의 팽창형 다기능 장치
도 1A는 통상의 선택적으로 전개 가능한, 모듈 방식의, 팽창형, 다기능, 야외-전개식 장치(600)를 도시한다. 상기 장치(600)는 그의 기본 구성 요소로서 기본형 팽창형 다기능 반사경 장치(610)를 바람직한 제 1 실시예의 구성 내에 포함하는바, 이는 별개의 팽창형 환형 링(614) 내에 이동 가능하게 안착되는 분리 가능하 게 부착되는 팽창형 구면 지지체(612)에 의해 그의 하측에 지지되며, 그의 상측에서는 분리 가능하게 부착되는 팽창형 안전 차폐물(616)(부분적으로 절단 도시됨) 또는 우리를 지지한다. 상기 우리는 상기 기본형 반사경 장치의 초점(26)에 인접한 다양한 물건 및/또는 액세서리 요소들(도시하지 않음)을 지지하는 분리 가능하게 부착되는 케이블-지탱 지지체(618)를 추가로 지지한다.
상기 안전 차폐물(616)에 추가하여, 두 개의 다른 안전 수단이 사용자를 초점 또는 그에 인접한 고 집중도의 전자기 에너지의 잠재적 위험으로부터 보호하도록 도시된다. 먼저, 분리 가능하게 부착되는 팽창형 보호 안전 커버(620)는 전개(팽창) 상태에서 상기 안전 우리(616)의 상부에 부착된다. 상기 보호 안전 커버는 상기 장치(600)가 사용되는 겨우 상기 반사경(14)에 충돌하는 전자기 에너지(도시하지 않음)의 양을 감쇠시키거나, 상기 장치가 사용중이 아닌 경우 이러한 전자기 방사선을 완전히 막도록 신속하게 전개될 수 있다. 둘째, 보호 안전망 또는 메쉬(622)(부분적으로 절단 도시됨)는 상기 초점(26)에 대한 우발적 물리적 접근을 제한하도록 상기 안전 차폐물(616)의 상부에 부착된다. 상기 안전망(622)은 또한 부분적으로 또는 완전히 전개되는 안전 커버(620)를 간편하게 지지하고, 상기 안전 차폐물(616)의 상단부를 구조적으로 안정화하거나 보강하도록 사용될 수 있다.
또한, 복수의 안정화 케이블(624) 또는 라인들에 의해 안정성은 더욱 증대되는바, 이는 상기 모듈 방식의 장치의 이동가능한 상부를 상기 장치(600)의 하부 지지 링(614)이 안착하는 표면(예를 들면, 땅)에 연결한다.
물리적 구조를 고려하면, 상기 장치(600)의 각 모듈들(610 내지 624)은 하나 또는 그 이상의 얇은 가요성(예를 들면, 압력 변형성) 멤브레인, 하나 또는 그 이상의 경량 팽창형 구조물, 및/또는 기타 가용성 구조물 요소들, 예를 들면, 케이블, 라인, 망, 등등으로 주로 형성된다. 또한, 각각의 팽창형 및/또는 기타 압력-전개식 모듈들(610, 612, 614, 616, 620)은 도시된 단일 압력 플러그 방식 밸브(18)와 같은 하나 또는 그 이상의 팽창 또는 압력 조절 수단을 포함하지만, 다양한 기타 공지된 팽창 또는 압력 조절 수단이, 예를 들면, 수동 또는 자동 펌프, 압력 가스통, 등등에 채용될 수 있다. 상기 장치의 팽창형 구조물들은 구강 팽창 수단을 포함하는 주변 환경으로부터 교환되는 공기에 의해 팽창될 수 있다. 또한, 상기 모듈 방식의 장치의 다양한 모듈들이 하나의 단위로서 작동하도록 하기 위해, 각각의 모듈은 통상 상기 모듈은 다른 모듈들에 부착하고, 액세서리 요소들을 부착하고, 및/또는 상기 장치를 전술한 바와 같이 고정 및 안정화하기 위한 하나 또는 그 이상의 부착 수단(34)을 포함한다.
도 1B는 모듈 방식의 야외-전개식 장치(600)를 도시하는바, 이는 방사선 전자기 선(28, 예를 들면, 태양 방사선)을 집중하는 것을 보여주는 단면도로서, 케이블-지탱 지지체(618)를 통해 초점(26)에 인접하여 매달리는 냄비, 주전자, 오븐 등과 같은 에너지-흡수 액세서리 요소(도시하지 않음)를 가열하는 것을 도시한다. 상기 모듈 방식의 장치의 가동 상부는 상기 하부 지지 링 내에 위치 또는 안착되어 상기 기본형 반사경 모듈(610)을 입사하는 태양 방사선(28)과 거의 정렬시킨다. 상기 안전 커버(620)는 체결부 또는 다른 부착 수단(도시하지 않음)에 부분적으로 전개 및 고정됨으로써, 상기 초점에 인접하여 유지되는 요소에 충돌하는 집중 방사 선 에너지의 양을 감쇠(즉, 감소)하는 조절 가능한 수단을 제공한다.
도 1C는 상기 모듈 방식의 야외-전개식 장치(600)의 분해 사시도로서, 그의 주요 모듈들 및 기본적인 물리적 구성을 상세히 도시한다. 이러함 모듈 방식의 구성은 상기 장치(600)가 선택적으로 구성가능하도록 하며, 그에 따라, 야외에서 사용자에 의해 용이하게 재구성되어 기타 사용자-선택 기능을 이하에 설명하는 바와 같이 수행하게 된다. 또한, 이러한 모듈 방식의 구성은 여유 있는 구조를 제공하여 안전성을 높이며, 상기 장치의 완전한 붕괴로 인한 위험을 없애준다.
상기 장치(600)의 주요 모듈들 각각은 복수의 사용자 선택, 사용자-탈착 서브-모듈을 선택적으로 포함할 수 있다. 예를 들면, 이하에 설명되는 바와 같이, 상기 기본형 반사경 장치(610)는 하나 또는 그 이상의 분리 가능한 중앙 멤브레인 및/또는 분리 가능한 반사경 챔버를 선택적으로 구비하여 상기 기본형 반사경 장치(610) 및/또는 모듈 방식의 장치(600)의 호환성을 증가시킨다. 다른 예로서, 상기 팽창형 안전 우리 모듈(616)은 복수의 ( 예를 들면, 세 개) 분리가능하게 부착되는, 별개의 팽창형 환형 링(625,625,626)을 구비한다. 이러한 멀티 링 구성은 또한 상기 링들이 상기 장치의 다른 요소들과 별개로 및/또는 선택적으로 결합하여 다른 기능, 예를 들면, 수중 부양 장치로서의 사용될 수 있도록 한다는 점에서 효용성을 증대시킨다. 다중 별개 팽창형 링들의 사용은 안전 차폐물로서의 기능을 수행하여 급속한 붕괴로 인한 위험을 효과적으로 제거한다.
도 1D는 커버(620)가 폐쇄 위치에 있는 상기 장치(600)를 도시한다.
상기 장치의 다양한 모듈들 및/또는 그의 구성요소들(즉, 서브-모듈들)은 가 능한 한 본 발명의 장치의 하나 또는 그 이상의 다른 모듈들 및/또는 구성요소들의 크기와 거의 일치하는 크기를 갖는 것이 바람직하며, 그에 따라, 제조 비용을 감소시키고, 유사 크기의 모듈들 및 구성요소들이 용이하게 상호 교환되어 호환성을 높이고 및/또는 유지보수를 용이하게 할 수 있다.
본 발명의 전체 모듈 방식의 장치의 하나 또는 그 이상의 주요 모듈들은 일체로 부착될 수도 있고, 선택적으로, 일체 부착된 모듈들 사이에 상호 연결 가스 통로를 제공함으로써 동시에 팽창될 수도 있다. 이러한 일체형 및 상호 연결 구조는 구조적 낭비를 감소시키지만, 예를 들면, 상기 안전망이 상기 반사경 장치와 동시에 전개됨으로써, 안전성을 증대된다. 본 발명은 또한 주요 모듈들 각각에 대한 다양한 선택적 구성들을 구현하는바, 몇 가지 예가 이하에 설명될 것이다.
도 2A
내지 도
2D 기본형 팽창형 반사경 장치 - 제 1
실시예에
대한 설명
도 2A 및 도 2B는 기본형 팽창형 반사경 장치(610)의 바람직한 제 1 실시예를 도시하며, 팽창된 환형 또는 링 지지 요소(12)는 원형 단면을 가지며, 상부 전면 반사 멤브레인(14) 및 하부 투명 반사 멤브레인(17)을 지지한다. 상기 환형 링 지지 요소(12)의 내부와 연계되는 두 개의 중앙 반사경 멤브레인들(14, 17)은 대기압 이하까지 팽창되는, 즉, 대기압 이하 모드에서 전개되는 경우 이중 파라볼라 오목-오목 구조를 갖는 중앙 반사경 챔버(즉, 압력 포위체)를 제공한다. 상기 멤브레인들(14, 17)은 각각 조심 팽창 밸브(18)를 구비하는바, 이는 상기 반사경 챔버(20)를 팽창시키는 압력 조절 또는 팽창 수단의 일 예이다. 상기 팽창형 환형 링 지지 요소(12)는 또한 밸브(18)를 구비하는바, 이는 강성 링을 형성하도록 상기 링 지지 요소를 팽창시키는 팽창 수단의 일 예이다. 상기 반사경 챔버의 일체부로서 상기 링 지지 요소의 내부를 활용함으로써, 제 1 실시예 장치(610)는 최소 숫자의 부품으로 경제적으로 생산 가능하다.
상기 환형 링 지지 요소(12)는 두 장의 시트(13)로 제조되는바, 이는 팽창 전에는 거의 평평하고 환형이며, 팽창시 일 예로서 환상체를 형성하도록 그들의 내/외주면에서 연속 솔기들(22)을 따라 서로 접착 또는 열-접착된다. 상기 환상체(12)를 포함하는 두 장의 시트(13)는 고-장력 물질, 즉, 비닐과 같은 고강도 및 고 탄성계수를 갖는 물질로 이루어지며, 이는 평평한 환형 시트로 제조된 환상체의 내부가 충분히 인장(즉, 신장) 되도록 함으로써 환상 링 지지 요소(12)의 완전한 팽창을 방해하지 않도록 한다.
중앙 압력-변형성 멤브레인들(14, 17)은 나이론 또는 Mylar(R), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 플라스틱 조성물과 같은 고강도 가요성 물질로 된 얇은 원형 시트로 만들어진다. 반사 표면(24)은 상기 멤브레인(14)의 외면을 증착 알루미늄, 금, 등과 같은 반사 물질을 피복함으로써 제공된다. 상기 반사 멤브레인(14)은 제조 중에 열적으로 또는 예비-성형되어 파라볼라 형상을 갖게 되어, 안전을 위한 짧고, 고정된 초점을 제공하고, 상기 반사 멤브레인(14)을 완전히 변형하는데 필요한 압력 차를 감소하도록 함으로써, 상기 반사 멤브레인(기계적 부하) 및 상기 반사경 챔버(압력 부하)에 의해 지지 링에 부과되는 부하를 감소시킬 뿐만 아니라 전개를 용이하게 한다. 상기 투명 멤브레인(17)은 선택적으로 지지 링에 부과되는 부하를 감소시키도록 예비 성형될 수 있다. 솔기들(22)은 상기 중앙 멤브레인들(14, 17)을 환상체(12)에 접착 또는 열-접착하도록 형성되는바, 상기 중앙 멤브레인들(14, 17)과 환상 링 짖 요소(12) 사이에서 팽창시에 원형 라인들의 접촉 부위 또는 그에 인접하여 형성된다.
많은 선택적 환상 구조가 전술한 바와 같은 상기 기본형 제 1 실시예 장치(610)에 설치될 수 있다. 도 2A는 상기 환상 링 지지 요소(12)가 환형 플랫폼을 구비하는 것을 도시하고 있지만, 본 발명은 다른 형태의 지지체, 예를 들면, 육각형, 오각형, 8각형, 사각형, 직사각형, 타원, 및 기타 플랫폼을 사용할 수 있다. (적어도 하나의 거의 선형 외주 에지를 갖는 플랫폼들은 상기 장치를 배향 및/또는 안정화하는데 매우 유용한다.) 또한, 전술한 바와 같은 단순한 2-시트 구조의 환상체는 더욱 우수한 성능 및 안정성을 제공하는 다양한 선택적 환상 링 지지 요소로 대체 가능하지만, 이는 어느 정도 더 복잡해 질 수밖에 없다. 예를 들면, 환상체(12)는 선택적으로 복수의 ( 예를 들면, 넷 또는 그 이상) 평평한 환상 시트로 된 고 탄성계수 물질, 예를 들면, 이전의 (인용 참조된) 출원에 설명된 바와 같은 물질로 이루어지며, 이는 또한 다른 선택적 구성을 설명한다. 또한, 본 발명은 상기 환상체에 대해 설명된 특별한 물질 및/또는 구성으로 제한되지 않는다. 상기 구성에 따라, 상기 환상체는 단일층 및/또는 섬유 보강 합성 물질을 포함하는 다양한 기타 중합 물질을 포함하는 적절한 가요성 물질로 이루어질 수 있다.
마찬가지로, 많은 선택적 중앙 압력-변형성 멤브레인 구조는 전술한 바와 같은 기본형 제 1 실시예 장치에 설치(즉, 대체)된다. 예를 들면, 본 발명은 평평 한(즉, 예비-성형되지 않은) 압력-변형성 반사 멤브레인들을 사용하여 상기 반사 멤브레인(14)을 가로질러 부과되는 압력차의 기능으로서 가변성 초점 거리를 제공할 수 있는 장치를 생산한다. 또한, 예비-성형된 비-파라볼라 반사 멤브레인(예를 들면, 구면, 파형, 오목부, 절단면인 표면을 갖거나, 일련의 원뿔 부분 등을 포함하는)이 사용됨으로써, 안전성 증대 및/또는 균일한 가열을 보장하도록 최대 집중도를 제한한다. 본 발명은 또한 이전에 인용 참조된 출원에 설명된 바와 같은 충분한 반사 멤브레인(예를 들면, 상기 투명 멤브레인(17)은 반사 멤브레인과 대체되어 선택적으로 유사 또는 매우 다른 광학 특성, 예를 들면, 초점 거리를 제공하는)을 채용할 수 있다. 본 발명은 상기 중앙 압력-변형성 멤브레인들에 대해 설명한 바와 같은 특정 물질 및/또는 구성으로 제한되지 않는다. 상기 환상체와 마찬가지로, 상기 구성에 따라, 상기 중앙 멤브레인들은 적절한 가요성 물질, 예를 들면, 단일층을 포함하는 기타 중합 물질, 및/또는 섬유 보강 합성 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 반사 표면은 플라스틱 반사 멤브레인에 의해 제공될 수 있으며, 이는 선택적으로 균등 분포되는 반사 입자를 갖거나, 일체형 전도성 와이어 또는 메쉬를 포함하며, 이들 모두는 충돌하는 방사선을 선택적으로 반사 또는 필터링한다. 또한, 상기 장치는 선택적으로 실제 및/또는 예술 분야에 적용하기 위한 선택적 투명, 반투명, 불투명, 칼라, 직물, 패턴, 및/또는 편광과 같은 임의의 그러나 유용한 광학 특성을 갖는 멤브레인들을 구비할 수 있다.
밸브들을 고려하면, 예비-성형된 압력-전개식 중앙 멤브레인들은 상기 조심 팽창 밸브(18) 둘레의 깔때기 모양의 영역을 가짐으로써 유체 수집을 용이하게 한 다. 멤브레인 밸브들은 장난감 풍선, 또는 Ziploc(R) 형태의 돌기-홈 밀봉 수단에 사용되는 것과 같은 자가 밀봉 수단을 포함하여 채용될 수 있다.
도 2A 및 도 2B에 도시된 바와 같이 대기압 이하 모드에서 기본형 제 1 실시예 장치(610)를 완전히 전개하기 위해, 통상 운반 및 보관을 위해 작게 접혀지는 상기 장치는 먼저 팽창 밸브들(18)로의 접근을 위해 먼저 펼쳐진다. 그 후, 상기 환상 링 지지 요소(12)는 대기압 이상까지 팽창되어 상기 링 지지 요소(12)를 견고하게 하는바, 이는 상기 중앙 멤브레인들(14, 17)을 적절히 지지 및 인장하는데 필요한 것이다. 상기 반사경 챔버(20)는 그 후 대기압 이하(대부분의 적용예에서 요구되는)까지 팽창되어 상기 반사 멤브레인(14)이 오목 파라볼라 반사경 내로 매끄럽게 변형되도록 한다. 결국, 상기 파라볼라 반사 멤브레인의 초점 축선은 특정 적용예 또는 작동 모드에서 요구되는 바와 같은 에너지원 및/또는 타깃을 향해 대략 배향된다. 전술한 바와 같이, 상기 제 1 실시예 장치(610) 또한 이하에서 설명되는 대기압 이상 모드에서 전개될 수 있다.
도 2C는 상기 기본형 팽창형 다기능 반사경 장치(610)의 바람직한 제 1 실시예를 도시하며, 상기 장치는 기타 액세서리 요소들을 연결, 및/또는 상기 장치(610)를 고정 및 안정화하기 위한 기타 모듈들을 부착하기 위한 다양한 선택적 액세서리 부착 수단을 더 포함한다. 한 쌍의 핸들(32)은 상기 환상체(12)의 측면 상에 직경 방향으로 위치된다. 구멍난 탭(34)은 상기 핸들(32) 사이의 측면에 등거리로 배치되어 저장 등의 경우 매달릴 수 있도록 한다. 한 쌍의 매듭 또는 매달기 끈(36)은 구멍난 탭(34)의 양쪽에 부착된다. 저장 파우치(38)는 수축된 및 접 혀진 장치(610)를 저장하도록 제공된다. 한 쌍의 바닥 파우치(40)는 특정 물질로 빽빽하게 채워지도록 제공되어, 기립 장치(610)를 안정화시킨다. 이러한 부속물들은 유용한 양, 위치, 및 그들의 조합으로 상기 장치에 설치될 수 있음을 알 수 있다. 또한, 이러한 부속물들은 각각 얇은 멤브레인 물질들로 매우 용이하게 제조되어 운반 및 보관을 위해 크기 및 무게를 최소화할 수 있으며, 각각은 중앙 멤브레인들(14,17)의 연장부 및/또는 환상 지지 요소(12)를 포함하는 멤브레인으로 완전히 또는 부분적으로 제조될 수 있다는 것을 알 수 있다.
도 2D는 또한 일반적으로 강성 또는 반-강성이되, 바람직하게는 운반 및 보관을 용이하게 하도록 접혀질 수 있는 다양한 선택적 부착 장치를 도시한다. 이러한 예로서는 U-링크, 걸쇠, 클립 또는 브래킷(54)과 같은 것들이 있으며, 이들은 지지봉(56) 또는 라인과 같은 다양한 액세서리 요소들을 부착하는 기능을 수행한다. 후크-루프 체결 패치(58) 및 장착 스터드(60) 또한 다양한 액세서리 요소들을 부착하는 기능을 수행한다. 조심 소켓(62)은 상부 전면 반사 멤브레인(14) 내에 제공되어, 예를 들면, 안테나(64)를 포함하는 다른 액세서리 요소들을 지지한다.
이들 부착 장치들은 기본형 반사경 장치(610) (또는 다른 모듈, 서브-모듈, 및/또는 그의 선택적 실시예 또는 그 구성을 포함하는 본 발명의 액세서리 요소들) 내에 유용한 양, 위치, 및 그 조합으로 설치될 수 있다. 또한, 하나 또는 그 이상의 이러한 부착 수단은 본 발명의 다른 다양한 특성과 결합 또는 연계되어 제조 또는 다른 목적으로의 사용을 용이하게 한다. 예를 들면, 팽창 밸브(18)는 장착 브래킷(54), 후크-루프 체결 패치(58), 소켓(62) 등과 결합할 수 있다.
도 3A
내지 도
3F 기본형 팽창형 반사경 장치의 동작 - 제 1
실시예
도 3A는 대기압 이하 모드에서 전개되는 제 1 실시예 장치(610)를 도시하는바, 이는 태양(도시하지 않음)을 향해 배향되는 예비-성형된 파라볼라 반사 멤브레인(14)의 초점 축선(30)을 갖는 전자기 방사선 집광기이다. 상기 방사 태양 광선(28)은 예비-성형된 파라볼라 반사 멤브레인(14)에 의해 반사되어 상기 초점(26)에 위치되는 에너지-흡수 물체(도시하지 않음)에 초점이 맞추어진다.
전자기 방사선을 수집 및 집중하는 상기 장치의 능력을 고려하면, 대기압 이하 모드에서 전개되는 장치는 전자기 선이 상기 반사경을 향해 및 그로부터 방해받지 않고 이동함으로써, 본 발명의 제 2 실시예(초점 및 그 주위 영역까지 전달되는 입사 방사 에너지의 일부로서 규정되는 수집 효율)뿐만 아니라 종래 기술보다 우수한 수집 효율을 제공한다. 일 예로서, 도 3A에 도시된 바와 같이, 지구상의 태양 집광기로서 대기압 이하 모드에서 작동되는 경우, 상기 제 1 실시예 장치는 90%를 초과하는 유효 수집 효율을 갖는바, 이는 멤브레인의 반사 효율 및 주위 분위기의 전달 및 분산 특성에 의해 제한된다. 둘째, 반사 파라볼라 표면이 초점에 대한 모든 입사 평행 방사선을 반사하기 위한 이상적인 구조를 가짐으로써 매우 높은 이론적 집중도를 갖는다 하더라도, 에너지를 집중하는 상기 장치의 능력은 몇 가지 인자, 이에 제한되지는 않지만, 예를 들면, 반사 멤브레인의 기하학적 정밀도, 환형 링 지지 요소의 지지력, 전술한 바와 같은 장치의 수집 효율, 공급원(예를 들면, 태양)의 외견상의 유한 각 직경, 상기 반사경의 직경에 대한 방사선의 파 장에 의해 제한된다. 이러한 제한 인자에도 불구하고, 지구상의 태양 집광기로서 사용되는 정밀 구조의 제 1 실시예 장치는 10,000가지를 넘는 인자에 의해 햇빛을 집중하는 능력을 갖는다.
안전성을 고려하면, 예비-성형된 반사 멤브레인(14)을 구비하는 결과, 상기 장치는 고정 초점 거리를 가지며, 즉, 초점은 반사(14) 멤브레인(14)의 초점 축선(30)을 따라 상기 반사 멤브레인으로부터 거의 고정된 거리에 위치한다. 이러한 고정 초점 거리는 사용자가 초점에서 전자기 방사선의 위험한 고 집중 위치를 잘 제어할 수 있도록 함으로써 안전성을 증대시킨다. 열 또는 예비-성형된 반사 멤브레인들을 채용한 결과는 예비-성형으로 인해 상기 반사경들의 초점 거리가 비-예비-성형 평판 멤브레인을 사용하는 경우보다 현저하게 짧다는 것인바, 이는 탄성 변형되는 평판 멤브레인의 제한된 능력에 기인한다. 이러한 철저하게 예비-성형된 반사 멤브레인들에 의해 성취된 매우 짧은 초점 거리는 사용자가 상기 집중된 전자기 방사선의 위치를 잘 제어할 수 있도록 함으로써 안전성을 증대시킨다.
도 3B는 도 3A에 도시된 바와 같은 반사경 구조(20)와 동일한 방사선 투사기로서 대기압 이하 모드에서 전개되는 제 1 실시예 장치(610)를 도시하되, 상기 전자기 선(28)의 시준된 빔은 초점(26)에 위치하는 전구, 램프 또는 촛불과 같은 비-시준 광원 (도시하지 않음)으로부터 원격 물체 (도시하지 않음)까지 투사된다. 집중 또는 투사 모드의 선택은 상기 장치의 초점에 대한 광 또는 전자기 공급원의 위치에 따라 결정된다.
도 3A 및 도 3B에 도시된 바와 같이, 예비-성형된 파라볼라 반사 멤브레 인(14)의 초점 축선은 환상 지지 요소(12)의 회전 축선과 일치함으로써, 상기 장치의 초점은 환상체의 회전 축선과 정렬되어 상기 반사 멤브레인의 중심 바로 위에 위치된다. 그러나, 상기 반사 멤브레인(14)은 상기 장치(610)의 초점이 상기 지지 링(12)의 회전 축선에서 벗어난 위치에 놓여지는 방식으로 상기 환상 지지 요소(12)에 예비-성형 및/또는 부착될 수 있다. 이러한 "축선 이탈" 반사경들은 특정 적용예에 대한 에너지원 및/또는 타깃에 대해 상기 장치를 용이하게 배향시킬 수 있다.
도 3C는 방사선 전자기 에너지(28)를 집중하도록 사용되며, 그의 반사경 챔버(20)는 선택적으로 대기압 이상 모드에서 전개되는(즉, 상기 반사 챔버는 대기압 이상까지 팽창되어 상기 반사 멤브레인을 외향 전개하는) 기본형 제 1 실시예 장치(610)를 도시한다. 중앙 멤브레인들(14, 17)은 상기 초점(26)이 대기압 이상 가압 반사경 챔버(20)의 투명 멤브레인(17)의 표면에 위치하도록 예비-성형됨으로써, 상기 투명 멤브레인(17)이 상기 초점에 인접한 적절한 전자기 액세서리 장치(도시하지 않음)를 직접 지지하도록 한다.
도 3D는 도 3C에 도시된 바와 같은 반사경 구조(20)와 동일한 방사선 확산기로서 대기압 이상 모드에서 전개되는 제 1 실시예 장치(610)를 도시하되, 감시 및 안전을 위해 사용자의 시야를 넓히는 것과 같은 볼록 거울로서 선택적으로 사용된다. 상세히 설명하면, 상기 장치는 경제적인 야외-전개식 볼록 거울로서의 기능을 수행하는바, 이는 예를 들면, 자동차 운전자가 길 모서리 둘레를 볼 수 있도록 한다.
도 3E는 방사선 전자기 에너지를 집중하도록 사용되는 수정된 기본형 제 1 실시예 장치(630)를 도시하며, 그의 반사 멤브레인(20)은 대기압 이상 모드에서 전개되며, 중앙 멤브레인들(14, 17)은 상기 초점(26)이 대기압 이상 가압 반사경 챔버(20) 외측에 위치하도록 예비-성형된다.
도 3F는 방사선 전자기 에너지를 집중하도록 사용되는 수정된 기본형 제 1 실시예 장치(632)를 도시하며, 그의 반사 멤브레인(20)은 대기압 이상 모드에서 전개되며, 중앙 멤브레인들(14, 17)은 상기 초점(26)이 대기압 이상 가압 반사경 챔버(20) 내에 위치하도록 예비-성형된다.
도 4A
내지 도
4I 기본형 팽창형 반사경 장치에 대한 설명 및 작동 - 제 2 실시예
도 4A 및 도 4B에 있어서, 제 2 실시예 장치(386)는 상부 투명 멤브레인(388) 및 하부 투명 멤브레인(390)을 지지하는 팽창 환상체 또는 링 지지 요소(400)로서 도시된다. 상기 투명 멤브레인들(388, 390)은 대기압 이상까지 팽창되는 경우 이중 파라볼라 볼록-볼록 렌즈 구조를 갖는 중앙 반사경 챔버(즉, 압력 포위체)(192)를 제공한다. 상기 투명 멤브레인(388)은 상기 반사경 챔버(392)를 팽창시키는 조심 팽창 밸브(18)를 갖지만, 상기 팽창 밸브(18)는 상기 반사 멤브레인(390) 내와 같은 다른 유용한 위치에 선택적으로 위치된다. 상기 팽창형 환상 지지 요소(400)는 또한 강성 링을 형성하도록 팽창용 밸브(18)를 갖는다. 두 개의 밸브가 상기 링 지지체(400) 및 반사경 챔버(392) 각각의 팽창을 위해 사용되지만, 두 개의 압력 포위체(상기 환상체(400) 및 반사 챔버(392))는 상호 연결됨으로써, 양측의 대기압 이상 포위체들이 하나의 밸브(18)로 팽창되도록 할 수 있다.
상기 환상 지지 요소(400)는 두 장의 얇은 시트(401)로 된 물질로 제조되며, 각각은 환상체 반쪽의 모양으로 예비-성형된 후 그의 내/외주면의 연속 솔기를 따라 서로 접착 또는 열-접착되어 환상체를 형성한다. 환상체(400)를 포함하는 두 장의 시트(401)는 가요성, 고강도 물질로 이루어지는바, 이는 비닐, 나이론 등과 같이 열 또는 예비-성형 가능한 물질이다.
상기 투명 멤브레인(388)은 Mylar(R) 또는 Nylon과 같은 얇고 원형 시트의 투명, 고강도, 가요성 물질로 만들어진다. 상기 반사 멤브레인(390) 또한 Mylar(R) 또는 Nylon과 같은 얇고 원형 시트의 투명, 고강도, 가요성 물질로 만들어지지만, 반사 표면(24)은 상기 멤브레인(390)의 내측(바람직하지만, 피복되지 않은 멤브레인 물질이 투명하다면 필수적 이지는 않은)이 증착 알루미늄 및 유사 반사 물질로 코팅됨으로써 제공된다. 상기 반사 멤브레인(390)은 제조 중에 예비-성형되어 파라볼라 형상을 갖게 되어 거의 고정된, 안전을 위한 짧은 초점 거리를 제공하며, 상기 반사 멤브레인(390)을 완전히 매끄럽게 변형시키는데 필요한 압력 차를 감소시켜, 전개를 용이하게 한다. 상기 투명 멤브레인(388) 또한 선택적으로 예비-성형되어 상기 지지 링에 부여되는 부하를 먼저 감소시키지만, 상기 투명 멤브레인(388) 또한 이하에 설명되는 바와 같은 초점에 인접한 액세서리 요소를 용이하게 지지하는 것과 같은 다른 목적으로 예비-성형될 수 있다. 그러나, 상기 투명 멤브레인은 예비-성형되지 않으며(또는 상기 반사 멤브레인과 다른 범위까지 예비 성형될 수 있으며), 그에 따라, 대칭 반사경 챔버를 생산한다. 솔기(22)는 상기 반사 및 투명 멤브레인들(388, 390)의 외주면을 상기 환상체(400)의 내측 에지에 접착 또는 열-접착시킨다. 이러한 기본형의, 4-겹의, 완전히 예비-성형된 구조는 제 2 실시예 장치(386)의 제 1 종을 보여준다.
제 1 실시예와 마찬가지로, 몇 가지 선택적 환상체, 중앙 멤브레인, 및 밸브 구조는 전술한 바와 같은 기본형 제 2 실시예 장치 내에 설치(즉, 대체)될 수 있다. 선택적 평판 형상을 구비하는 것에 추가하여, 전술한 바와 같은 단순한 2-겹 환상 지지 요소(400)는 우수한 성능 및/또는 안정성을 제공하는 선택적 지지 링으로 대체되지만, 일반적으로 복잡한 만큼 비용도 비싸진다. 그러나, 제 2 실시예의 이러한 선택적 지지 링 구조는 이러한 특정 구조에 제한되며, 상기 반사경 챔버가 접착되는 지지 링의 일부는 팽창시에 방사상 방향으로 이동하지 않는다. 그렇지 않으면, 상기 반사 챔버는 일반적으로 버클 링 구조를 초래하는 환상체의 적절한 팽창을 제한하거나, 팽창된 링이 상기 반사 멤브레인의 외주를 적절히 인장시키지 않을 것이다. 많은 선택적 멤브레인 구조가 전술한 바와 같은 상기 기본형 제 2 실시예 장치 내에 설치(즉, 대체)될 수 있으며, 상기 장치는 제 1 실시예에서 언급된 바와 같은 선택적 형상, 기능적 특성, 광학 특성, 구조, 및 재료를 갖는 멤브레인들을 포함한다. 제 1 실시예용으로 적합한 많은 선택적 밸브들 또는 기타 팽창 수단들 또한 제 2 실시예용으로 적합하다. 전술한 (인용 참조된) 출원들은 환상체, 멤브레인, 밸브, 및 기타 요소들에 대한 몇 가지 유용한 선택적 구조를 설명하고 있으며, 이들은 모두 본 발명에 일반적으로 적용 가능하다.
도 4C는 태양(도시하지 않음)을 마주보는 투명 멤브레인(388)을 갖는 전자기 방사선 집중 모드의 제 2 실시예 장치(386)를 도시한다. 상기 태양 방사선(28)은 투명 멤브레인(388)을 통해 반사 멤브레인(390)까지 통과하며, 그 후, 이를 반사시켜 상기 투명 멤브레인(388)을 다시 통과시켜 상기 장치(386)의 초점(26)에 위치하는 에너지-흡수 물체 (도시하지 않음) 상에 초점을 맞춘다. 도면들에는 초점이 상기 반사경 챔버의 외측에 있는 것으로 도시되지만, 반사 및 투명 멤브레인들은 각각 초점이 선택적으로 도 4D에 도시된 바와 같이 반사경 챔버 내측에 위치되거나 도 4E에 도시된 바와 같이 투명 멤브레인의 표면에 위치되도록 적절한 형성으로 예비-성형되거나 변형되어( 예를 들면, 완전히 예비-성형, 적절히 예비-성형, 비-예비-성형되는 등등) 소정의 형상을 갖게 된다. 그러나, 후자의 경우는 저-전력( 예를 들면, 무선 주파수) 적용예에 제한되어 상기 투명 멤브레인 및/또는 초점 및 그에 인접한 투명 멤브레인의 표면에 부착되는 일체형 또는 분리 가능한 요소를 열적으로 또는 기타 손상시킬 가능성을 없애 준다는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 반사 멤브레인 및 투명 멤브레인을 각각 다른 정도로 예비-성형함으로써, 비대칭 반사경 챔버가 제공된다. 예를 들면, 도 4F는 완전히 예비-성형된 반사 멤브레인(390) 및 약간 예비-성형된 투명 멤브레인(388)을 구비하여 매우 짧은 초점 거리를 갖는 비대칭 반사경 챔버(392)를 생산하는 수정된 장치(642)를 도시한다. 반면, 도 4G는 약간 예비-성형된 반사 멤브레인(390) 및 완전히 예비-성형된 투명 멤브레인(388)을 구비하여 비교적 긴 초점 거리를 갖는 비대칭 반사경 챔버(392)를 생산하는 수정된 장치(644)를 도시한다.
도 4H는 기본형 제 2 실시예 반사경 장치(646)를 도시하며, 중앙 반사경 챔버(392)를 부착하는 부착 수단(647)은 환상 지지 링(400)의 내주면으로부터 오프셋 또는 변위되어 더 큰 반사 멤브레인(390)을 수용한다.
도 4I는 수정된 기본형 제 2 실시예 반사경 장치(648)를 도시하며, 상기 반사경 챔버(392)의 중앙 멤브레인들(388, 390)의 부착 수단(22)은 환상 지지 링(400)의 내주면으로부터 반대 방향으로 오프셋 또는 변위되어 더욱더 큰 반사 멤브레인(390)을 수용한다. 이러한 구조는 도 4I의 장치가 대기압 이하 모드에서 동작하지 않는 (즉, 중앙 멤브레인들이 큰 간섭을 겪지 않는) 정도로 잘 예비-성형된다는 것을 제외하면 제 1 실시예와 유사하다.
도 5A
내지 도
5C 분리 가능한 중앙
멤브레인
도 5A 내지 도 5C는 분리 가능한 상부 중앙 멤브레인(652)을 갖는 수정된 제 1 실시예 기본형 반사경 장치(650)를 도시하며, 이는 돌기-홈 체결 메커니즘(656)과 같은 신속 부착 및 밀봉 수단(654)을 통해 환상체(12)에 분리가능하게 부착된다. 도 5C는 환상체(12)에 고정되는 다중-홈 요소(660) 내에 삽입되는 고정식 일체형 다중-돌기 요소(658)를 갖는 제거 가능한 멤브레인(652)을 도시한다. 다중 돌기(662) 및 홈(664)을 사용함으로써 구조적 및 이중 밀봉 구조를 제공하지만, 단일 돌기-홈이 경제적으로 유리할 수 있다. 하부 중앙 멤브레인은 선택적으로 이러한 수단에 의해 분리 가능하게 부착될 수 있다. 중앙 멤브레인들을 분리 가능하게 부착하는 이러한 수단은 사용자가 멤브레인들을 제거 또는 교체하도록 하여 상기 장치가 다른 기능을 수행 또는 손상시 멤브레인을 용이하게 교체할 수 있도록 한다. 교체를 용이하게 하기 위해, 분리가능한 중앙 멤브레인들 및 환상체는 표지, 위치설정 탭, 스터드, 정렬 구멍, 똑딱이, 등등과 같은 가시적 및/또는 기계적 정렬 특성 (도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다.
도 6A
내지 도
6D 분리 가능한 반사경
챔버
도 6A는 제거 가능하게 부착되는 대기압 이하/대기압 이상 가압 반사경 챔버(672)를 갖는 선택적 기본형 제 1 실시예 반사경 장치(670)를 도시하며, 이는 클립형 부착 수단(677)을 사용하여 지지 링(12)에 부착된다. 추가의 멤브레인(674)은 분리 가능한 반사경 챔버(672) 내에 설치되어 밀봉 가능한 챔버를 제공한다.
도 6B는 제거 가능하게 부착되는 대기압 이상 가압 반사경 챔버(682)를 갖는 선택적 기본형 제 2 실시예 반사경 장치(680)를 도시하며, 이는 클립형 부착 수단(687)을 사용하여 지지 링(400)에 부착된다.
도 6C는 제 1 실시예(672)의 분리 가능하게 부착되는 반사경 챔버를 환상 지지 링(12)에 신속히 고정하기 위한 통상의 후크 또는 클립형 부착 수단(676)을 도시한다. 도 6D는 제 2 실시예(682)의 분리 가능하게 부착되는 반사경 챔버를 환상 지지 링(400)에 신속히 고정하기 위한 유사 후크 또는 클립형 부착 수단(687)(클립(686, 688)을 포함하는)을 도시한다. 기타 공통의 수단이 이러한 분리 가능한 반사경 챔버, 예를 들면, 도 2C에 도시된 바와 유사한 하나 또는 그 이상의 부착 수단( 예를 들면, 후크-루프 패치, 대응 구멍을 갖는 복수의 분리형 장착 스터드, 등)를 부착하도록 채용 가능하다.
도 7A 및 도 17B 선택적 비-동조 반사
멤브레인
도 7A는 비-동조(즉, 비-파라볼라) 반사 멤브레인(701), (제 1 종, 제 1 부-종)을 갖는 선택적 기본형 제 1 실시예 반사경 장치(700)를 도시하되, 상기 반사 멤브레인(701)은 구면 형상을 갖도록 예비-성형된다. 광선(28)은 단일 지점에 수렴하여 집중도를 제한함으로써 안전성을 증대시킨다.
도 7B는 비-동조(즉, 비-파라볼라) 반사 멤브레인(705), (제 1 종, 제 2 부-종)을 갖는 선택적 기본형 제 1 실시예 반사경 장치(704)를 도시하되, 상기 반사 멤브레인(705)은 비-상수 반경의 회전 표면을 포함하는 표면 형상을 갖도록 예비-성형된다. 도 7B는 광선(28)이 단일 지점에서 수렴하지 않는다는 것을 보여준다.
도 8A 및 도 8B는 비-동조 반사 멤브레인(709) (제 1 종, 제 3 부-종)을 갖는 선택적 기본형 제 1 실시예 반사경 장치(708)를 도시하며, 상기 반사 멤브레인(709)은 방사상 파형 (또는 방사상 단차) 회전 표면 형상으로 예비-성형된다. 도 8B 또한 광선(28)이 단일 지점에서 수렴하지 않음을 보여준다.
도 9A 및 도 9B는 비-동조 반사 멤브레인(711) (제 2 종, 제 1 부-종)을 갖는 선택적 기본형 제 1 실시예 반사경 장치(710)를 도시하며, 상기 반사 멤브레인(711)은 짝수(예를 들면, 2)의 원주 방향 정점(712) 및 골(713)을 갖는 원주 방향 파형 또는 가리비 형상으로 예비-성형된다. 마찬가지로, 도 9C 및 도 9D는 비-동조 반사 멤브레인(717) (제 2 종, 제 2 부-종)을 갖는 선택적 기본형 제 1 실시 예 반사경 장치(716)를 도시하며, 상기 반사 멤브레인(717)은 홀수(예를 들면, 3)의 원주 방향 정점(712) 및 골(713)을 갖는 원주 방향 파형 또는 가리비 형상으로 예비-성형된다. 도 9A 및 도 9B에 있어서, 쇄선(28)으로 도시된 상기 전자기 선은 단면상에 있는 선을 보여주며, 점선(29)으로 도시된 전자기 선은 단면 밖에 있는 선을 보여준다. 도 9B의 반사경은 수직 분산된 선 집중 패턴을 생성하는 반면, 도 9D의 반사경은 환형 선 집중 패턴을 생성하는 경향을 갖는다. 모든 수의 정점 및 골이 이러한 원주 방향 파형 또는 가리비 형상 멤브레인들 내에 설치될 수 있다.
도 10A 및 도 10B는 비-동조 반사 멤브레인(722) (제 3 종, 제 1 부-종)을 갖는 선택적 기본형 제 1 실시예 반사경 장치(720)를 도시하며, 상기 반사 멤브레인(722)은 파형 방사상 지지 격자(725, 예를 들면, 복수의 방사상 코드, 와이어, 케이블 등)에 의해 선택적으로 지지되는 복수의(예를 들면, 12) 예비-성형된 쐐기형 오목부(724)를 포함한다. 도 10B는 각각의 오목부(724)에 의해 반사되는 상기 전자기 선(28)이 상기 반사경(722)의 주요 초점 축선(30)에 인접하여 확산 수렴하기 전에 확산, 거의 선형의 초점 중심(728)을 형성하는 것을 보여준다.
도 11A 및 도 11B는 비-동조 반사 멤브레인(732) (제 3 종, 제 2 부-종)을 갖는 선택적 기본형 제 1 실시예 반사경 장치(730)를 도시하며, 상기 반사 멤브레인(732)은 복수의 (예를 들면, 18) 대형 예비-성형된 거의 원형 및/또는 타원형 오목부(734)를 구비하는바, 이들은 일반적으로 거의 육각형 격자와 같은 교호 패턴 및 배열로 정렬되며, 선택적으로 상기 대형 오목부(734) 둘레에 배치되는 복수의(예를 들면, 12) 작은 오목부(도시하지 않음)를 더 포함하여 상기 비-동조 반사 멤 브레인의 비-오목부 지역을 최소화한다. 선택적 기초 메쉬(735)는 상기 오목 반사 멤브레인을 지지 및/또는 보강하도록 사용될 수 있지만, 후술하는 바와 같이, 지지 격자 또는 메쉬는 상기 멤브레인의 거의 전면에 걸쳐 형성되는 오목부들을 갖는 멤브레인을 필요로 한다.
도 11C 내지 도 11H는 오목 비-동조 반사경을 위한 다양한 다른 오목 패턴을 도시한다. 특히, 도 11C는 복수의( 예를 들면, 18) 예비-성형된 거의 원형 및/또는 타원형 오목부를 구비하는 오목 패턴(742, 제 3 종, 제 3 부-종)을 갖는 장치를 도시하는바, 이들은 교호 동심 원형 패턴 또는 배열로 정렬되며, 복수의 중간 크기 오목부(746, 예를 들면, 6)는 복수의(예를 들면, 12) 엇갈리는 소형(744) 및 대형 오목부(748)에 의해 둘러싸여 주어진 수의 거의 원형 및/또는 타원형 오목부들에 대한 밀도를 최대화한다. 도 11D는 일반적으로 교호 배열의 대형(754) 및 선택적 소형 (도시하지 않음) 예비-성형된 거의 원형 오목부들을 구비하는 오목 패턴(752, 제 3 종, 제 4 부-종)을 갖는 장치(750)를 도시하는바, 이들은 상기 반사 멤브레인이 복수의 선형 코드, 와이어, 케이블, 등등(756, 쇄선으로 도시)에 의해 세 방향으로 보강되는 방식으로 정렬된다. 도 11E는 단순한, 거의 직사각형 배열의 대형 및 선택적 소형(도시하지 않음)의 예비-성형된 원형 오목부들(764)을 구비하는 오목 패턴(762, 제 3 종, 제 5 부-종)을 갖는 장치(760)를 도시하는바, 이들은 상기 반사 멤브레인이 복수의 선형 코드, 와이어, 케이블, 등등(766, 쇄선으로 도시)에 의해 두 방향으로 보강되는 방식으로 정렬된다. 도 11F는 일반적으로 육각 지지 격자(735)에 의해 지지되는 육각형 배열의 예비 성형된 오목부들(774)을 구비하는 오목 패턴(770, 제 3 종, 제 6 부-종)을 갖는 장치(770)을 도시하는바, 각각의 오목부는 육각 지지 격자 내의 관련 셀의 전체 영역을 거의 포함한다. 도 11G는 일반적으로 사각 지지 격자(766)에 의해 지지되는 사각형 배열의 예비 성형된 오목부들(784)을 구비하는 오목 패턴(782, 제 3 종, 제 7 부-종)을 갖는 장치(780)을 도시하는바, 각각의 오목부는 사각 지지 격자 내의 관련 셀의 전체 영역을 거의 포함한다. 마찬가지로, 도 11H는 테이퍼 사변형 지지 격자(796)에 의해 지지되는 동심 환형 배열의 테이퍼 사변형 오목부들(794)을 구비하는 오목 패턴(792, 제 3 종, 제 8 부-종)을 갖는 장치(790)을 도시하는바, 각각의 오목부는 지지 격자 내의 관련 셀의 전체 영역을 거의 포함한다. 소정 크기, 양, 형상, 및/또는 그 조합의 오목부들은 광 집중 패턴을 소정의 강도 및 분포에 맞추어 채용되며, 즉, 본 발명은 특정 예에 제한되지 않는다.
도 12A 및 도 12B는 합성 비-동조 반사 멤브레인(801, 제 4 종, 제 1 부-종)을 갖는 선택적 기본형 제 1 실시예 반사경 장치(800)을 도시하며, 상기 합성 반사 멤브레인(801)은 복수의(예를 들면, 12) 방사상 라인 또는 솔기(22)를 따라 압력-변형성 멤브레인 기판(803)에 선택적으로 접착되는 기계적으로 변형 가능한 반사 멤브레인(802)을 포함하여 동일한 수의 쐐기형 절단면(804)를 형성하는바, 각각은 방사상 방향으로 곡면을 이루며, 원주 방향으로 거의 평평하다. 하나 또는 그 이상의 오리피스(806)가 제공되어 가스( 예를 들면, 공기)가 상기 반사 및 기판 멤브레인들(802, 803) 사이의 챔버 또는 공동(807)에 자유롭게 출입하도록 하는 것이 필요하다. 이러한 오리피스들(806)은 상기 반사 멤브레인(802)의 외주 내 및/또는 둘레에 포함될 수 있다. 도 12B는 각각의 절단면에 의해 반사되는 전자기 선(28)이 상기 반사경(801)의 주요 초점 축선(30)에 인접한 확산, 거의 선형인 초점 중심(808, 점선으로 도시)을 형성한다는 것을 보여준다.
마찬가지로, 도 12C 및 도 12D는 합성 비-동조 반사 멤브레인(811, 제 4 종, 제 2 부-종)을 갖는 선택적 기본형 제 1 실시예 반사경 장치(810)을 도시하며, 상기 합성 반사 멤브레인(811)은 복수의(예를 들면, 24) 방사상 솔기(22) 및 평행=방사상 솔기(22)를 따라 압력-변형성 멤브레인 기판(813)에 접착되는 기계적으로 변형 가능한 반사 멤브레인(812)을 포함하여 동일한 수의 교호 쐐기형 절단면들(814) 및 원주방향 절두 쐐기형 절단면들(815)을 형성하는바, 각각은 방사상 방향으로 곡면을 이루며, 원주 방향으로 거의 평평하다. 도 12D는 각각의 절단면에 의해 반사되는 전자기 선(28)이 상기 반사경(811)의 주요 초점 축선(30)에 인접한 확산, 거의 선형인 초점 중심(818, 점선으로 도시)을 형성한다는 것을 보여주지만, 이러한 패턴은 도 12B의 절단면 반사경(801)에 의해 제공되는 것보다 더욱 균일하지만 고 집중된 패턴을 만든다.
도 13A 및 도 13B는 합성 비-동조 반사 멤브레인(821, 제 5 종, 제 1 부-종)을 갖는 선택적 기본형 제 1 실시예 반사경 장치(820)을 도시하며, 상기 합성 반사 멤브레인(821)은 복수의(예를 들면, 5) 등간격 원주 방향 라인 또는 솔기(22)를 따라 압력-변형성 멤브레인 기판(823)에 선택적으로 접착되는 기계적으로 변형 가능한 반사 멤브레인(822)을 포함하여 동일한 방사상 폭의 원추형 절단면(824)를 형성하는바, 각각은 원주 방향으로 곡면을 이루며, 방사상 방향으로 거의 평평하다. 하나 또는 그 이상의 오리피스(826)가 제공되어 가스(예를 들면, 공기)가 상기 반사 및 기판 멤브레인들(822, 823) 사이의 챔버 또는 공동(827)에 자유롭게 출입하도록 하는 것이 필요하다. 도 13B는 각각의 절단면에 의해 반사되는 전자기 선(28)이 상기 반사경의 주요 초점 축선(30)에 인접하여 수렴함으로써 거의 구면 패턴(828)의 집중된 빛을 제공한다는 것을 보여준다.
마찬가지로, 도 13C 및 도 13D는 합성 비-동조 반사 멤브레인(831, 제 5 종, 제 2 부-종)을 갖는 선택적 기본형 제 1 실시예 반사경 장치(830)을 도시하며, 상기 합성 반사 멤브레인(831)은 복수의(예를 들면, 5) 원주 방향 라인 또는 솔기(22)를 따라 압력-변형성 멤브레인 기판(833)에 접착되는 기계적으로 변형 가능한 반사 멤브레인(832)을 포함하여 감소하는 방사상 폭의 복수의(예를 들면, 4)원추형 절단면(834)를 형성하는바, 각각은 원주 방향으로 곡면을 이루며, 방사상 방향으로 거의 평평하다. 하나 또는 그 이상의 오리피스(826) 또한 제공되어 가스(예를 들면, 공기)가 상기 반사 및 기판 멤브레인들(832, 833) 사이의 챔버 또는 공동(837)에 자유롭게 출입하도록 하는 것이 필요하다. 도 13D는 각각의 절단면(834)에 의해 반사되는 전자기 선(28)이 상기 반사경의 주요 초점 축선(30)에 인접하여 수렴함으로써 거의 평면 패턴(838)의 집중된 빛을 제공한다는 것을 보여준다.
도 14A 및 도 14B는 합성 비-동조 반사 멤브레인(841, 제 6 종, 제 1 부-종)을 갖는 선택적 기본형 제 1 실시예 반사경 장치(84)을 도시하며, 상기 합성 반사 멤브레인(841)은 복수의 분할점(23)에서 환형 패턴 또는 배열(즉, 정렬된 동심 원 형 배열)로 압력-변형성 멤브레인 기판(843)에 선택적으로 접착되는 기계적으로 변형 가능한 반사 멤브레인(842)을 포함하여, 일정한 방사상 폭을 갖는 복수의( 예를 들면, 96) 거의 평평한 사변형 절단면들(844)을 형성한다. 도 14B는 각각의 절단면(844)에 의해 반사되는 전자기 선(28)이 관련 비-집중 칼럼의 빛을 형성하고, 이들은 모두 상기 반사경의 주요 초점 축선(30)에 인접하여 수렴함으로써 거의 구면 패턴(848)의 집중된 빛을 제공한다는 것을 보여준다. 이러한 평평한 절단면 구조는 도 13A 내지 도 13B의 원추형 절단면 반사경에 의해 제공되는 것보다 더 균일한 거의 구면 패턴(848)의 집중된 에너지를 형성한다.
도 14C 내지 도 14F는 절단면 비-동조 합성 반사경 용의 다양한 절단 패턴을 도시한다. 상세히 설명하면, 도 14C는 절단면 합성 비-동조 반사 멤브레인(851, 제 6 종, 제 2 부-종)을 갖는 장치를 도시하며, 상기 합성 반사 멤브레인(851)은 복수의 분할점(23)에서 환형 패턴 또는 배열로 압력-변형성 멤브레인 기판(853)에접착되는 기계식 변형 가능한 반사 멤브레인(852)를 포함함으로써, 방사상으로 감소하는 폭을 갖는 복수의(예를 들면, 96) 평평한 사변형 절단면(854)을 형성한다. 이러한 평평한 절단면 구조는 도 13C 및 도 13D의 원추형 절단면 반사경에 의해 제공되는 것과 유사한 거의 평면 패턴의 집중된 에너지를 형성하지만, 더 균일하게 형성된다. 마찬가지로, 도 14D는 절단면 합성 비-동조 반사 멤브레인(861, 제 6 종, 제 3 부-종)을 갖는 장치를 도시하며, 상기 합성 반사 멤브레인(861)은 복수의 분할점(23)에서 교호 패턴의 동심원 배열로 압력-변형성 멤브레인 기판(863)에 접착되는 기계식 변형 가능한 반사 멤브레인(862)를 포함함으로써, 방사상으로 선택 적으로 일정한 폭을 갖는 복수의(예를 들면, 168) 평평한 삼각형 절단면(864)을 형성한다. 도 14E는 절단면 합성 비-동조 반사 멤브레인(871, 제 6 종, 제 4 부-종)을 갖는 장치를 도시하며, 상기 합성 반사 멤브레인(871)은 복수의 분할점(23)에서 삼각형 패턴 또는 배열로 압력-변형성 멤브레인 기판(87)에 접착되는 기계식 변형 가능한 반사 멤브레인(872)을 포함함으로써, 복수의(예를 들면, 96) 평평한 거의 사변형인 삼각형 절단면(874)을 형성한다. 도 14F는 절단면 합성 비-동조 반사 멤브레인(881, 제 6 종, 제 5 부-종)을 갖는 장치를 도시하며,상기 합성 반사 멤브레인(881)은 복수의 분할점(23)에서 환형 패턴 또는 배열로 압력-변형성 멤브레인 기판(883)에 접착되는 기계식 변형 가능한 반사 멤브레인(882)을 포함함으로써, 방사상으로 거의 일정한 폭을 갖는 복수의(예를 들면, 96) 혼합형 평평한 사변형 절단면(854) 및 삼각형 절단면(885)을 형성한다.
거의 평평한 절단면을 사용함으로써, 빛이 집중될 수 있는 최대 정도에 대한 제어를 용이하게 할 수 있다. 상세히 설명하면, 빛 집중도 인자는 평면 절단면의 수를 초과하지 않는다. 또한, 소정의 크기, 양, 형상, 및/또는 그 조합의 절단면들은 상기 빛 집중도 인자를 소정의 강도 및 분포에 대해 맞추도록 채용된다. 즉, 본 발명은 특정 예에 제한되지 않는다.
도 15A 및 도 15B는 비-동조 반사 멤브레인(892, 제 7 종)을 갖는 선택적 기본형 제 1 실시예 반사경 장치(890)을 도시하며, 상기 합성 반사 멤브레인(892)은 복수의 내부 선형 방사상 리브(895) 및 선형(즉, 코드형) 원주 방향 리브(899) 또는 시트를 통해 환형 패턴으로, 마주보는 멤브레인(893)에 접착되는 기계적 변형성 반사 멤브레인(892)을 포함하여, 반경 방향으로 일정한 폭을 갖는 복수의(예를 들면, 96) 거의 평평한 사변형 절단면(894)를 형성함으로써, 상기 반사경(892)은 상기 반사 멤브레인을 가로지르는 압력차를 부여하지 않고 전개될 수 있도록 한다. 그러나, 하나 또는 그 이상의 오리피스(도시하지 않음)가 제공되어 가스(예를 들면, 공기)가 상기 반사 및 마주보는 멤브레인들(892, 893) 사이의 챔버(들)(897)에 자유롭게 출입하도록 하는 것이 필요하다. 이러한 오리피스들은 반사 및/또는 마주보는 멤브레인들(892, 893) 내에(및/또는 외주 둘레에) 포함될 수 있으며, 내부 리브(899)에도 포함됨으로써 중앙 반사경 챔버(20) 내 격실들(897)의 상호 연결을 허용한다. 기타 절단면 패턴들은 전술한 바와 같은 절단면 패턴들과 마찬가지로 방사상, 원주 방향 및/또는 배향된 내부 리브들을 잘 사용함으로써 생산될 수 있다. 또한, 이러한 구조의 상기 중앙 반사경 챔버(20)는 에너지 집중도를 조절하도록 압축될 수 있다.
도 16A 및 도 16B는 비-동조 반사 멤브레인(902, 제 8 종)을 갖는 선택적 기본형 제 1 실시예 반사경 장치(900)을 도시하며, 제 2 중앙 팽창형 압력 포위체(907)는 상부 및 하부 압력-변형성 멤브레인들(902, 903, 즉, 반사경 챔버(20) 내에 조심되는) 사이에 배치되어 상기 반사 멤브레인(902)을 부드럽게 비틀어서 환형 초점(908)을 제공한다. 이러한 구성은 빛의 집중도 및 분포가 제 2 중앙 압력 포위체(907) 내의 압력을 변화시킴으로써 조절될 수 있도록 한다.
도 17A 및 도 17B는 이중-초점 비-동조 반사 멤브레인(912)을 갖는 선택적 기본형 제 1 실시예 반사경 장치(910)를 도시하며, 상기 환상체(12)를 직경 방향으 로 매다는 하부 인장 코드, 와이어, 또는 케이블(915)은 상기 반사 멤브레인(912)을 비틀어서 두 개의 분할 비-동조 초점(918)을 제공함으로써, 상기 장치가 두 개의 구별되는 액세서리 요소(도시하지 않음)를 각각의 초점(918)에 하나씩 동시에 수용할 수 있도록 한다.
결국, 본 발명은 전술한 바와 같은 및 도 7A 및 17B에 도시된 바와 같은 형태 및 구조에만 제한되는 비-동조 반사경을 구비하는 것을 의미하지 않는다.
도 18A
내지 도
18D 광역 스펙트럼 전자기 에너지
집광기로서의
작동
도 18A는 태양 에너지(28)를 집중하도록 사용되어 초점에 인접한 케이블-지탱 초점 지지체(618)에 의해 지지되는 용기(922)에 담긴 재료(920)를 가열 및 요리하기 위한 모듈 방식의 다기능 장치(600)를 도시한다. 음식 조리를 위한 조리 기구들은 양면 조리 기구, 일체형 또는 분리 가능하게 부착되는 철판, 와플 아이언, 열 대류 및 열 전달 단열 조리 용기를 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.
도 18B는 태양 에너지(28)를 집중하도록 사용되어 초점에 인접한 케이블-지탱 초점 지지체(618)에 의해 지지되는 소독 장치(924)의 용기(260)에 담긴 액체를 소독하기 위한 모듈 방식의 다기능 장치(600)를 도시한다. 도관(84)은 액세서리 용기(86) 내에 응축수(78)를 모은다.
도 18C는 햇빛(28)을 집중함으로써 열 에너지를 초점에 인접한 케이블-지탱 초점 지지체(618)에 의해 지지되는 열 교환기(926)에 제공하도록 사용되는 모듈 방식의 다기능 장치(600)를 도시하며, 액체 방출로(927)는 주기적으로 가열되며, 도 관(928)을 통해 단열 에너지-저장 용기(929) 또는 열 저장소로 및 그로부터 이송된다.
도 18D는 햇빛(28)을 초점에 인접한 케이블-지탱 초점 지지체(618)에 의해 지지되는 액체-냉각 광-전지 셀(930)에 집중시킴으로써 전기 동력을 생성하도록 사용되는 모듈 방식의 다기능 장치(600)를 도시한다. 전기 도관(932)은 전기 에너지를 전기 동력을 필요로 하는 장치로 전달한다. 열 전기 셀들이 이러한 목적으로 사용될 수도 있다. 광전지 셀 장치를 냉각하도록 사용되는 선택적 열 교환기(926)가 도 18C에서와 같이 열을 제공하도록 효과적으로 사용 가능하다.
도 19A
내지 도
19D 고-이득 무선 주파수 안테나로서의 작동
도 19A는 고-이득 안테나(934)로서 사용되어 정지 궤도 위성(935) 및 휴대용 컴퓨터와 같은 육지 통신 장치(936) 사이의 전자 통신을 가능하게 하는바, 이는 기초 안테나(938)를 대기압 이하 가압 반사경 챔버(20)의 초점에서 케이블-지탱 초점 지지체(618)로 지지함으로써 가능하다. 전기 도관들(932)은 기초 안테나(938)를 육지 통신 장치(936)에 연결한다.
도 19B는 고-이득 안테나(940)로서 사용되어 원격 무선 통신탑(941) 및 휴대용 무선전화기(942) 사이의 전자 통신 능력을 증대시키기 위한 모듈 방식의 다기능 장치(600)를 도시하며, 상기 대기압 이상 가압 반사경 챔버(20)의 투명 멤브레인(17)은 초점에 인접한 기초 안테나(938)를 지지하도록 선택적으로 사용된다. 기초 안테나장치(938)는 일체형 전도성 와이어, 메쉬, 또는 기타 적절한 전도성 요 소(도시하지 않음)로서 상기 투명 멤브레인 내에 일체로 구비될 수 있다. 이러한 및 다른 적용예에 있어서, 상기 투명 멤브레인은 상기 장치에 의해 조절되는 특정 스펙트럼의 전자기 방사선(예를 들면, 무선주파수)에 대해서만 투과를 허용할 것이 요구된다. 따라서, 본 발명은 투명 멤브레인(17)이 높은 에너지 스펙트럼(예를 들면, 광역 스펙트럼 태양 에너지, 가시광선, 적외선 등)에 대해 불투명, 반투명 또는 분열성을 가질수 있도록 함으로써, 상기 장치가 태양과 같은 고 에너지 전자기원과 잘못 정렬되는 경우 투명 멤브레인 및/또는 그 위에 지지되는 액세서리 요소(휴대용 무선전화기, 휴대폰, 등)에 대한 손상을 방지한다.
도 19C는 두 대의 무선 전화기(928) 중 하나를 구면 지지 요소(612)에 부착함으로써 그들 간의 전자 통신 범위를 넓히도록 선택적 구조의 고-이득 안테나(945)로서 사용되는 모듈 방식의 다기능 장치(600)를 도시한다. 이러한 구조는 상기 장치가 다양한 작동 모드, 예를 들면, 고-이득 안테나로서의 사용 및 광역 스펙트럼 집광기로서의 사용 사이에서 신속하게 전환될 수 있도록 한다.
도 19D는 산(948) 위에 위치하고 고-이득 안테나 장치(934, 도 19A 내지 도 19C에 도시된 바와 마찬가지로)로서 사용되어 통신 중계 장치(950)를 저지의 전송탑(941)과 산의 반대쪽에 위치한 제 3 모듈 방식의 장치(934) 사이의 전자 통신 중계기로서 사용할 수 있도록 하는 두 개의 전기적 상호 연결 모듈 방식의 다기능 장치(600)를 도시한다. 단일 모듈 방식의 다기능 장치는 사용자에 의해 재구성되어 둘 또는 그 이상의 반사경 모듈(예를 들면, 안전 차폐물(616)의 별개의 환상 지지 링(614) 또는 링들에 분리가능한 반사경 챔버를 부착하는 것과 같이)을 제공함으로 써, 단일 장치가 비-정렬 원격 기지국 사이의 중계 기지국으로서의 기능을 수행할 수 있도록 한다. 그러나, 보조 분리식 반사경 챔버를 지지하도록 선택되는 요소에 따라, 상기 장치를 지지하기 위한 선택적 수단이 구현될 필요가 있다.
도 20A 내지
도20
C 가시 스펙트럼 집광 장치 및 투사 장치로서의 동작
도 20A는 비평행 집속 광원(954)을 대기압 이하로 가압된 반사경 챔버(20)의 초점(26)에 배치함으로써 가시성, 시그널링 등을 향상시키기 위한 평행 집속 광빔(952)을 투사하는 데에 사용되는 모듈 방식의 다기능 장치(600)를 보여준다. 이러한 용도를 위해 다양한 광원, 예컨대 가스 또는 오일 랜턴, 전기 램프, 촛불, 횃불, 인광 발광 봉 등이 사용될 수 있다. 상기 장치는 선택적으로 반사경들, 투명한 커버들, 및/또는 상기 장치가 보다 넓은 범위의 신호들을 투사할 수 있거나 예술적인 목적과 같이 채색 조명을 투사할 수 있도록 다양한 색깔을 가진 투명한 멤브레인들(대기압 이상 모드에서 사용되는 경우)를 포함하는 점에 주의해야 한다.
도 20B는 초생달(204)의 월광(202)을 대기압 이상으로 가압된 반사경 챔버(20)의 투명한 멤브레인(17)에 의해 초점 부근에 선택적으로 유지되면서 지도 또는 나침판과 같이 밤에 관찰될 품목(955)에 집광시키는 데에 사용되는 모듈 방식의 다기능 장치(600)를 보여준다. 이러한 용도를 위해 기타 희미하거나 멀리 있는 광원들, 예컨대 멀리 있는 가로등, 또는 멀리 있는 도시 스카이라인으로부터 방출되는 발광도 역시 사용될 수 있다는 점에 주의해야 한다. 또한 상기 장치는 여기에 개시된 여러 가지 용도를 위해 대기압 이하(sub-ambient) 모드에서 선택적으로 사 용될 수 있다는 점에 주의해야 한다.
도 20C는 보조 도파관 장치(166)와 결합한 상태에서 태양 또는 달의 방사선(28)을 집광하고 도파관(164)을 통해 집광된 태양 또는 달의 방사선(28)을 수중 램프(192)로 전달해서 잠수부(도시하지 않음)가 사용하기 위한 전색(全色) 조명을 제공하는 데에 사용되는 모듈 방식의 다기능 장치(600)를 보여준다. 이 구성도 역시 내부, 지하 및/또는 기타 암흑 환경에 조명을 제공하거나, 가령 이미지 투사 장치, 가열 도구 또는 외과 장치와 같은 광학 장비에 에너지를 공급하는 데에 사용될 수도 있다는 점에 주의해야 한다.
도 21A 내지
도21
D 지지물 또는 방호물로서의 동작
도 21A는 직립 위치에서 가령 유아(956)를 수용하기 위해 격리된 유아용 침대(crib), 요람, 인큐베이터로서 사용되는 모듈 방식의 다기능 장치(600)를 보여준다. 반사 멤브레인(14) 외에도 본 발명은 예컨대 안전 차폐물(616)의 내벽 및/또는 외벽과 같이 상기 장치의 수많은 다른 요소들도 반사 표면(24)을 구비하여 상기 장치의 단열 특성을 향상시킬 수 있다는 것을 예상하고 있다. 도 21B는 수평 위치에서 사람(958)에 의해 좌석 또는 의자로서, 그리고 태양, 바람 및/또는 악천후(957)에 대한 차폐물로서 사용되는 모듈 방식의 다기능 장치(600)를 보여준다. 도 21C는 역전 위치에서 악천후 또는 기타 환경 요소들로부터 사람을 보호하기 위해 방호물로서 사용되는 모듈 방식의 다기능 장치(600)를 보여준다. 선택적으로 위장된 외면(960)을 추가로 합체함으로써 상기 장치는 야생 생물 잠복 장소 또는 사냥용 잠복 장소로서 효과적으로 역할을 한다. 도 21D는 부분적으로 분해 및 재구성된 상태(962)에서 환상 링(614)이 물(961)에 사람(958)을 지지하기 위해 개방형 부유 장치로서 사용되고, 상기 장치의 나머지는 폐쇄형 부유 장치(963) 또는 기어(959)를 보호할 내후성(耐候性) 기어 수납실로서 사용되는 모듈 방식의 다기능 장치(600)를 보여준다. 또한 상기 장치는 휴대용 우리(cage), 동물 사육기(terrarium), 수족관, 온실, 결빙 차폐물 등으로서 사용될 수 있다. 이들 용도는 촉진될 수 있는데, 이는 온실로서 사용할 수 있도록 가령 투명한 커버(도시하지 않음)와 같이 일체형 또는 분리형 커버, 또는 작은 동물 또는 곤충을 위한 우리로서 사용할 수 있도록 촘촘한 그물 커버(도시하지 않음)를 포함하는 것이다. 이러한 촘촘한 그물 커버도 역시 상기 장치를 방호물, 인큐베이터 등으로서 사용할 경우에 곤충 차폐물(예컨대, 모기망)에 사용될 수 있다는 점에 주의해야 한다.
또한 도 22A-D에 도시된 전술한 장치들은 링들, 반사경 챔버들, 반구형 지지물 등과 같은 멤브레인형 공동(空洞)을 선택적으로 구비할 수도 있는데, 이들 공동은 건조 바이오매스, 구겨진 종이, 옷감 등과 같은 절연 재료로 채워질 수 있다는 점에 주의해야 한다.
도 22A 내지
도22
C 집수 장치, 저수 장치 및 물 처리 장치로서의 동작
도 22A는 강우(降雨)(74)를 포획, 정화 및/또는 저장함으로써 음료수(78) [또는 기타 수원(水源)]을 제공하는 데에 사용되는 모듈 방식의 다기능 장치(600)를 보여주며, 여기에서 추가의 수집 영역은 외향으로 연장하는 안전 커버(620)에 의해 선택적으로 제공된다.
도 22B는 투명한 커버(964) 및 액체 수집 용기(966)와 결합한 상태에서 먼저 상기 장치 내에 위치한 습윤 재료(970)로부터 방출되고 태양 방사선(28)에 의해 수동적으로 가열되는 수증기(968)를 투명한 멤브레인(964) 상으로 응축시키고, 다음에 수집 용기(966) 내에 결과로 생긴 응축물(972)을 수집함으로써 음료수를 만드는 데에 사용되는 모듈 방식의 다기능 장치(600)를 보여준다. 상기 수집 용기(966)는 케이블 지주형 초점 지지체(618)에 의해 지지되는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 이 수집 용기는 선택적으로 지지될 수 있는데, 이를 위해 수집 용기를 가령 초점에 모인 에너지에 의해 습윤 재료들이 선택적으로 가열되는 경우에 특히 유용한 투명한 커버(964)에 부착한다. 도 22B에 도시된 장치도 마찬가지로 부분적으로 개방된 커버(964)와 같이 챔버로부터 증기를 배출하는 수단, 또는 개방 밸브 또는 로딩 포트(loading port)를 제공함으로써 탈수기, 건조기, 또는 경화 챔버로서 사용될 수도 있다는 점에 주의해야 한다.
도 22C는 강우(74) 및/또는 이슬을 수집함으로써 음료수를 제공하는 데에 사용되는 분해 재구성된 모듈 방식의 다기능 장치(600)를 보여주며, 여기에서 상기 장치의 수집 영역은 기본적인 모듈 방식의 구성요소를 분리한 결과 크게 증가된다. 분리형 커버들, 분리형 반사 멤브레인들, 및/또는 분리형 반사경 챔버들과 같은 보조 멤브레인들은 집수 표면을 제공하기 위해 분해된 모듈 방식의 다기능 장치(600)의 다양한 환상 링들(614, 625, 626)에 부착되는 것으로 도시되어 있다는 점에 주의해야 한다.
도 23A 내지
도23
P 풍력 터빈 또는 수차(水車)로서의 동작
도 23A는 바람 에너지를 동력화하는 데에 사용되는 재구성된 모듈 방식의 다기능 장치(980)를 보여주며, 여기에서 경량의 보조 풍력 터빈 발전기 장치(982)가 상기 장치의 잔존 모듈들에 의해 수평으로 지지되면서 바람을 마주보는 팽창형 안전 우리(616) 내에 케이블 지주형 초점 지지체(618)를 통해 장착된다. 전력 및/또는 동력을 기타 보조 장치(도시하지 않음)로 전달하기 위해 도관(932)이 제공된다.
도 23B는 바람 에너지를 동력화하는 데에 사용되는 재구성된 모듈 방식의 다기능 장치(984)를 보여주며, 여기에서 하부의 팽창형 환상 지지 링(614)이 경량의 팽창형 풍력 터빈(986)의 일부로서 활용되어 초경량의 절첩형 (멤브레인형) 보조 풍력 터빈 블레이드(996)를 구조적으로 안정화시키며, 이들 블레이드는 수평 보조 봉(988) 상의 팽창형 안전 우리(616)의 후방에 장착되어 윈드 포인팅을 촉진시킨다.
도 23C는 바람 에너지를 동력화하는 데에 사용되는 재구성된 모듈 방식의 다기능 장치(990)를 보여주며, 여기에서 보조 풍력 터빈 장치(982)가 [선택적인 중심 장착 허브(1022)를 구비한 구조적 안전 그물망(622)을 통해 및/또는 케이블 지주형 지지체(618)를 통해] 팽창형 환상 지지 링(614) 내에 지지되며, 이 지지 링(614)은 윈드 포인팅을 가능하게 하기 위해 수직 라인 지지체(992)에 이동 가능하게 부착되는 맞바람측을 구비하며, 터빈을 통과하는 기류를 증가시키고 윈드 포인팅을 추가로 향상시키기 위해 후방측에 부착된 안전 차폐물(616)로부터 팽창형 링(626)을 추 가로 활용한다.
도 23D 도 23C에 도시된 것과 유사한 방식으로 바람 에너지를 동력화하는 데에 사용되지만 풍력 터빈을 통해 벤튜리형 유량 증가를 촉진시키고 윈드 포인팅을 추가로 향상시키기 위해 라인 지지체(992)와 환상 지지 링(614) 사이에 위치한 안전 우리(616)로부터 선택적으로 추가의 팽창형 링(626)을 더 포함하는 재구성된 모듈 방식의 다기능 장치(990)를 보여준다.
도 23E는 각각의 블레이드(996)에 비틀림을 제공하여 (즉, 반경의 증가에 따라 블레이드 각도가 감소하여) 공기 역학적인 성능을 향상시키고 중심 축방향 허브(998)에 대한 연결을 용이하게 하는 방식으로 복수의 유연한 멤브레인형 블레이드(996)를 팽창형 환상 지지 링(614)들 중의 하나에 부착함으로써 형성되는 접철식 경량 풍력 터빈(986)의 맞바람쪽을 보여준다.
도 23F는 전력을 생성하는 데에 사용되는, 도 23E에 도시된 경량 풍력 터빈(986)을 보여주며, 여기에서 풍력 터빈은 수평 샤프트(1002)에 장착된 발전기(1000)에 부착되며, 이 수평 샤프트는 윈드 포인팅을 가능하게 하고 상기 장치가 바람 흐름을 더 빠른 속도로 상승시킬 수 있도록 수직 방향 케이블 지지체(1004)에 이동 가능하게 결합된다.
도 23G는 복수의 단순하고, 일반적으로 비틀림이 없고, 유연한 멤브레인형 블레이드(1010)의 팁(1008)들을 팽창형 환상 지지 링(614)들 중의 하나에 부착함으로써 형성되는 접철식 경량 풍력 터빈(1006)의 맞바람쪽을 보여주며, 여기에서 복수의 블레이드는 주로 단일의 유연한 멤브레인으로부터 경제적으로 제조된다.
도 23H는 도 23G에 도시된 경량 풍력 터빈(1006)을 보여주며, 여기에서 풍력 터빈(1006)은 수평 방향 샤프트(1002)에 장착된 발전기(1000)에 부착되며, 이 수평 방향 샤프트는 기본적인 팽창형 반사경 장치(610)에 부착된 수직 방향 보조 봉(1014)에 의해 부분적으로 형성되고 복수의 케이블(624)에 의해 안정화된 스탠드(1012)에 이동 가능하게 결합된다.
도 23I는 중심 장착 허브(1020)를 구비한 슬롯이 있는 예비 성형된 막(1018)을 팽창형 환상 지지 링(614)의 전방측에 부착함으로써, 그리고 중심 허브(1020)를 구비한 구조적 안전 그물망(1022)을 팽창형 환상 지지 링(614)의 후방측에 추가로 부착함으로써 형성된 경량 풍력 터빈(1016)의 맞바람쪽을 보여주며, 여기에서 2개의 중심 허브(1020)는 발전기(도시하지 않음)의 샤프트에 풍력 터빈을 안정하게 장착하는 데에 사용된다.
도 23J는 도 23I에 도시된 슬롯이 있는 멤브레인 풍력 터빈(1016)을 보여주며, 여기에서 터빈 블레이드(1024)들은 거의 원추형인 멤브레인(1026)을 국부적으로 분할하고 예비 변형함으로써 형성된다.
도 23K는 도 23I에 도시된 것과 유사한, 슬롯이 있는 멤브레인 풍력 터빈(1028)을 보여주며, 여기에서 터빈 블레이드(1030)들은 거의 평평한 멤브레인(1032)을 국부적으로 분할하고 예비 변형함으로써 형성된다.
도 23L는 도 23I에 도시된 것과 유사한, 슬롯이 있는 멤브레인 풍력 터빈(1034)을 보여주며, 여기에서 터빈 블레이드(1036)들은 얕고, 오목하고 거의 구형인 멤브레인(1038)을 국부적으로 분할하고 예비 변형함으로써 형성된다.
도 23M는 도 23I에 도시된 것과 유사한, 슬롯이 있는 멤브레인 풍력 터빈(1040)을 보여주며, 여기에서 터빈 블레이드(1042)들은 심하게 오목하고 거의 구형인 멤브레인(1044)을 국부적으로 분할하고 예비 변형함으로써 형성되며, 이 멤브레인은 환상 지지 링(614)의 전방 및 후방측에 장착된 안정화 구조적 안전 그물망(1022)의 후미에 번갈아 가면서 부착된다.
도 23N 내지 도 23P는 동력 및/또는 전력을 생성하기 위한 수차 또는 풍력 터빈 장치의 일부로서 구성 및 사용되는 모듈 방식의 다기능 장치 (또는 그 모듈들)의 개략적인 단면도, 정면도 및 측면도이다.
도 23N는 스트림(stream)(1608) 위에서 케이블 지지체(1604)에 장착된 수차 조립체(1600)로서 재구성된 모듈 방식의 장치를 보여준다. 상기 지지 링들(12, 614, 626, 626)은 커런트(current)(1609)에 반응하도록 채용된 멤브레인형 저수 요소(1602)를 지지한다. 발전기(1000)는 가중식 주머니(weight-fillable pouch)(1605)를 사용하여 수차 조립체(1600)에 의해 유도된 부하(토오크)를 발전기(1000)에 작용시킨다. 전력은 도관(932)과 전기적으로 연결된 슬립 링 조립체(1606)를 통해 전력을 필요로 하는 어느 장치(도시하지 않음)로 전달된다.
도 23O은 수차 조립체(1610)로서 재구성된 모듈 방식의 장치의 요소들을 보여주며, 여기에서 블레이드(1612)들은 지지 링(614)의 외주부에 부착되어 상기 블레이드(1612)들의 링(614)에 대한 선택된 부착점에 따라 접선류(화살표로 표시된 바와 같이) 및/또는 축류(軸流)로부터 유체 스트림 에너지를 동력화한다.
도 23P는 축방향 유체 터빈(1620)으로서 재구성된 모듈 방식의 장치의 요소 들을 보여주며, 여기에서 블레이드(1614)들은 지지 링(614)의 외주부에 부착되어 축방향 유체 스트림(683)으로부터 에너지를 동력화한다.
본 발명은 물 충전식, 공기 충전식 및/또는 공기보다 가벼운 가스 충전식 장치들의 사용하여 음성, 중성 또는 양성 부양 장치들을 제공하는 것도 역시 예상하고 있는데, 이들 부양 장치는 유체 스트림 에너지의 최대 포획을 용이하게 하기 위해 수중, 수면 도는 지면, 및/또는 공중에 사용될 수 있다. 풍력 터빈들은 연(鳶), 풍선, 비행선 등에 의해 대기 중으로 선택적으로 상승될 수 있다.
도 24A
내지 도
24D 각종 용도를 위한 동작
도 24A는 고이득 방향성 사운드 증폭 장치(1050)로서 사용되는 모듈 방식의 다기능 장치(600)를 보여주며, 여기에서 보조 마이크로폰(140)이 케이블 지주형 지지체(618)를 통해 초점(26)에 부착되고 예컨대 새(138)의 울음소리를 듣기 위해 도관(932)을 통해 증폭 헤드세트(1052)에 접속된다. 노출된 귀(도시하지 않음)는 멀리 떨어져 있는 소리 및/또는 희미한 소리를 듣기 위해 초점 근처에 배치될 수도 있다는 점에 주의해야 한다.
도 24B는 혐기성 에어로크/압력 릴리프 밸브(87)를 상부 중심 멤브레인(14)에 부착하여 챔버(20) 내에 위치한 물질들을 발효시킴으로써 화학 물질들로부터 화학 에너지를 동력화하기 위해 발효 장치(1054)로서 사용되는 모듈 방식의 다기능 장치(600)를 보여준다. 휴대용 발효기 장치는 온도를 안정화하기 위해 물 위에 선택적으로 전개(즉, 부유)될 수 있다는 점에 주의해야 한다. 또한 사용되는 충전 물질에 따라 상기 장치는 다양한 알코올과, 다양한 초산 용액과, 수소, 메탄, 프로판, 에탄 등의 다양한 가연성 가스를 생성하는 데에 사용될 수 있다는 점에 주의해야 한다.
도 24C는 적합한 보조 메시(1058) 및/또는 기타 여과 매체를 모듈 방식의 다기능 장치(600)에 부착함으로써 액체 및/또는 고체 물질들을 체질하거나 여과하기 위해 필터링 장치(1056)로서 사용되는 모듈 방식의 다기능 장치(600)를 보여준다. 상기 장치는 살아있는 식물들로부터 방출되는 수분의 수집을 통해 비음료수를 여과하기 위해 생물학적 물질 성장 챔버로서 사용될 수도 있다는 점에 주의해야 한다.
도 24D는 산 물고기(1062)를 수용하기 위해 부유 수상 챔버(1060)로서 사용되는 모듈 방식의 다기능 장치(600)를 보여준다. 안전 차폐물(616)의 링들은 물에 의해 팽창되는 것으로 도시되어 있다는 점에 주의해야 한다.
도 24E 내지 도 24G는 물결치는 유체 표면(예컨대 해양 파동들)으로부터 기계적 에너지 또는 파동 에너지를 동력화하기 위해 재구성 및 사용되는 모듈 방식의 다기능 장치를 보여준다.
도 24E는 파동 에너지 동력화 장치(1700)를 보여주며, 여기에서 (도시하지 않음된 부착 수단을 통해) 회전 가능하게 부착된 2개의 가스 팽창형 지지 링(614) [및/또는 (12)] 이 하측에서 가중식(예컨대 물 충전식) 링(625)들을 지지하고, 상측에서 팽창형 커버(620)들 [및/또는 구형 지지체(612)들을 지지한다. 이들 커버(620)는 공칭 위치에서 기계적 에너지 동력화 조립체(1702)를 더 지지한다.
도 24F는 압축된 위치에서 기계적 에너지 동력화 조립체(1702)를 구비한 파 동 에너지 동력화 장치(1700)를 보여준다.
도 24G는 확장 위치에서 기계적 에너지 동력화 조립체(1702)를 구비한 파동 에너지 동력화 장치(1700)를 보여준다. 이 기계적 에너지 동력화 조립체(1702)는 발전기, 펌프, 필터, 담수화 유닛(예컨대, 역삼투압 유닛) 및/또는 기타 적합한 기계적 에너지 활성화 장치를 구비할 수도 있다는 점에 주의해야 한다. 다른 보조 요소들, 예컨대 전기 에너지, 펌핑된 유체, 담수, 또는 장치의 기타 생성물을 저장 또는 사용하기 위해 장치(1700) 내부 또는 외부의 선택된 지점으로 전달하기 위한 적당한 도관(도시하지 않음)들이 장치(1700)에 합체될 수 있다.
도 25A
내지 도
25D 구형 지지체, 안전 차폐물 및 지지 링들을 구성하기 위한 대체 방법들
도 25A는 저팽창부피 교체 구형 지지체(1071)와 단순화된 대체 팽창형 안전 차폐물 또는 우리(1072)를 구비한 대체 모듈 방식의 팽창형 다기능 장치(1070)를 보여주며, 여기에서 상기 저팽창부피 대체 구형 지지체(1071)는 대직경을 감소시키는 복수의 팽창형 환상 링(1073, 1074)을 연결함으로써 형성되고, 상기 단순화된 대체 팽창형 안전 우리(1072)는 실질적으로 동일한 소직경 및 대직경을 가진 복수의 팽창형 환상 링(1078)을 연결함으로써 형성된다. 또한 안전 차폐물(1072)의 벽 내에 구멍 또는 윈도우(1079)는 안전 차폐물(1072) 내에 위치한 요소들(도시하지 않음)에 접근하기 위한 대체 수단을 제공하는 것으로 도시되어 있다. 도 25A는 중심 멤브레인들(14, 17)과, 구형 지지체(1071)를 각각 지지하기 위한 저팽창부피 대 체 팽창형 지지 링들(1075, 1076)을 더 보여주며, 여기에서 대체 지지 링들(1075, 1076)은 각각 대직경을 선택적으로 감소시키는 복수의 적층 팽창형 환상 링을 구비한다. 전개를 용이하게 하기 위해 감소된 팽창 부피를 제공하는 것 외에도, 상기 대체 지지 링(1075)은 자신의 주어진 외경을 위해 대형 반사경(14)를 수용하고, 대체 안전 차폐물은 자신의 주어진 외경을 위해 대형 일차 구멍(즉, 내경)을 제공한다.
도 25B는 대체 팽창형 구멍 지지체(1081), 대체 팽창형 안전 우리(1082), 및 중심 멤브레인들(14, 17)과 구형 지지체(1081)를 각각 지지하기 위한 대체 팽창형 지지 링들(1083, 1084)을 갖춘 대체 모듈 방식의 팽창형 다기능 장치(1080)를 보여주며, 여기에서 이들 대체 구조물의 각각은 공간을 두고 연속적으로 둘러싸는 하나 이상의 멤브레인형 리브(1088)(즉, 원통형, 원추형, 또는 환형 멤브레인들)에 의해 결합되어 각 구조물 내에 복수의 선택적으로 상호 연결된 팽창형 구획실(1089)을 형성하는 내측 멤브레인(1086)과 외측 멤브레인(1087)을 구비한다.
도 25C는 대체 팽창형 구멍 지지체(1091), 대체 팽창형 안전 우리(1092), 및 중심 멤브레인들(14, 17)과 구형 지지체(1091)를 각각 지지하기 위한 대체 팽창형 지지 링들(1093, 1094)을 갖춘 대체 모듈 방식의 팽창형 다기능 장치(1090)를 보여주며, 여기에서 이들 대체 구조물의 각각은 통상적으로 내측 멤브레인(1086)과 외측 멤브레인(1087)을 구비하며, 이들 내측 및 외측 멤브레인은 이들의 외주 가장자리에서 서로 결합하여 팽창형 압력 포위체(1095)를 형성하고, 소정 형상으로 이들 내측 및 외측 멤브레인들(1086, 1087)을 수용하고 각각의 구조물 내에 통상적으로 (그러나 선택적으로) 상호 연결된 복수의 구획실(1098)을 형성하기 위해 내부에서 유한하게 원주방향으로 이격된 복수의 멤브레인형 리브(1096)(즉, 개개의 원주 방향 위치에서 거의 평평한 방사상 멤브레인들)에 의해 추가로 결합된다. 상기 리브(1096)는 통상적으로 이들 구조물 각각에서 국부적인 원주방향 뒤틀림을 야기한다는 점에 주의해야 한다. 그렇지만 중심 멤브레인들(14, 17)을 지지하는 지지 링(1093)의 경우, 이러한 국부적인 원주방향 뒤틀림은 반사경(14)의 외주 가장자리에서 원주방향 파동 또는 부채꼴 패턴을 유도하는 데에 사용될 수 있으며, 이에 의해 도 9A 내지 도 9D에서 전술한 안전 수단으로서 반사 멤브레인을 효과적으로 탈동조(detuning)시킨다.
도 25D는 대체 모듈 방식의 팽창형 다기능 장치(1100)를 보여주며, 여기에서 구형 지지체(1102)는 (상기 도 3C에서 도시된 것과 유사한) 대기압 이상 모드에서 전개되는 소형 버전의 기본적인 반사경 장치(610)를 구비하며, 이 구형 지지체(1102)를 지지하기 위한 지지 링(1104)은 대기압 이하 모드에서 전개되는 제 2 기본적인 반사경 장치(610)를 구비하며, 빛이 일차 반사경(14)를 타격할 수 있도록 분리 및 장전되는 분리형 반사 멤브레인들 및/또는 분리형 반사경 챔버들(1109)을 구비한 [상기 도 5A, 도 5B 및/또는 도 6B에서 도시된 장치들(650, 670)과 유사한] 복수(예컨대, 2개)의 적층형 대체 기본적인 반사경 장치들(1108)를 구비한다. 대체 장치(1100)의 주된 장점은 상기 장치가 도 25D에 도시된 바와 같이 선택적으로 구성되어 사용을 용이하게 할 수 있고, 복수의 기본적인 장치를 제공하기 위해 분해 및 재구성되어 장치의 에너지 동력화, 집수, 및/또는 기타 기능들을 최대화한 다.
도 26A 및 도 26B 일체형 대체 구조물들
도 26A는 저팽창부피 조합 구형 지지체 및 초점 지지체(1112)와 일체화한 반사 멤브레인(14)을 구비한 대체 모듈 방식의 팽창형 다기능 장치(1110)를 보여주며, 여기에서 반사 멤브레인(14)의 내측부는 압력 전개형 배치 상태에서 구형 지지체(1112) 상에 지지되고, 반사 멤브레인(14)의 외측부는 기계적 전개형 배치 상태에서 구형 지지체(1112)에 간헐적으로 부착된다. 또한 초점(26) 근처에서 보조 요소를 지지하기 위한 수단의 일례로서 상기 장치(1110)에 걸쳐지는(spanning) 봉(1112)이 도시되어 있다.
도 26B는 저팽창부피 조합 구형 지지체 및 초점 지지체(1118)와 일체화한 반사 멤브레인(14)을 구비한 대체 모듈 방식의 팽창형 다기능 장치(1116)를 보여주며, 여기에서 반사 멤브레인 전체는 구형 지지체에 의해 지지되고, 기계적 구축 배치 상태에서 구형 지지체에 간헐적으로 부착된다. 또한 초점(26) 근처에서 보조 요소를 지지하기 위한 수단의 일례로서 상기 장치(1116)에 걸쳐지는 봉(1112)이 도시되어 있다. 저팽창부피 안전 차폐물(1119)은 구형 지지체에 그리고 그 위에 부착되는 것으로 도시되어 있다.
도 27A
내지 도
27D 대체 안전 우리
도 27A는 일체형 대체 팽창형 안전 우리(1121)를 구비한 대체 모듈 방식의 다기능 장치(1120)를 보여주며, 여기에서 복수(예컨대, 6개)의 거의 선형인 팽창형 튜브(1122)가 기본적인 반사경 장치(610)의 환상 지지 링(12)과 상부 팽창형 환상 링(1123)에 일체로 결합되어 경량 관상(管狀) 구조물(1124)을 형성하며, 이 경량 관상 구조물 내의 수 개의 오프닝(1125)이 유연한 메시 또는 네트(1126)로 덮혀 초점 주위에 물리적인 장벽을 제공하고 일체형 안전 우리의 구조적인 안정성을 향상시킨다. 안전 우리(1121)를 환상체(12)와 일체로 형성했기 때문에 양자의 구조물이 이들 사이에 하나 이상의 연통 가스 포트를 제공함으로써 동시에 팽창될 수 있다는 점에 주의해야 한다. 이러한 구성은 실질적으로 충분하게 전개된 안전 우리(1121) 없이 장치(1120)를 사용하는 것을 방지함으로써 안전성을 현저하게 향상시킨다.
도 27B는 분리 가능하게 부착된 대체 팽창형 안전 우리(1132)를 구비한 대체 모듈 방식의 다기능 장치(1130)를 보여주며, 여기에서 복수의 선형 (그러나 선택적으로 곡선형) 팽창형 튜브(1122)가 상부 및 하부 팽창형 환상 링(1123)에 일체로 결합되어 분리형 경량 관상 구조물(1134)을 형성하며, 상기 경량 관상 구조물(1126) 내의 수 개의 오프닝(1125)은 유연한 메시 또는 네트(1126)로 덮혀 초점 주위에 물리적인 장벽을 제공하고 일체형 안전 우리(1132)의 구조적인 안정성을 향상시킨다.
도 27C는 분리 가능하게 부착된 대체 팽창형 안전 우리(1142)를 구비한 대체 모듈 방식의 다기능 장치(1140)를 보여주며, 여기에서 복수의 연결 선형 팽창형 튜브(1122)가 경량 트러스 구조물(1144)을 형성하며, 상기 경량 관상 구조물(1144) 내의 수 개의 오프닝(1125)은 유연한 메시 또는 네트(1126)로 덮혀 초점 주위에 물리적인 장벽을 제공하고 일체형 안전 우리의 구조적인 안정성을 향상시킨다.
도 27D는 상부 및 하부 팽창형 환상 링(1123)에 일체로 결합되어 분리형 경량 관상 구조물(1154)을 형성하는 복수의 선형 팽창형 튜브(1122)를 갖춘 착탈형 대체 팽창형 안전 우리(1152)를 구비한 대체 모듈 방식의 다기능 장치(1150)를 보여주며, 여기에서 상기 경량 관상 구조물(1154)의 측면의 수 개의 오프닝(1125)은 광 감쇄 유연한 투명 멤브레인(1156)으로 덮여지고, 관상 구조물의 상부 오프닝(1157)은 멤브레인형 그리드 또는 격자(1158)로 덮여져서 사입사 광(off-axis light)을 감쇄시킨다.
도 28A 내지
도28
D 경사진 지지 겸
레벨링
링들
도 28A는 복수의 팽창형 경사진 지지 겸 레벨링 링(512)에 의해 지지되는 기본적인 팽창형 반사경 장치(610)를 보여주며, 여기에서 적층 경사진 링(512)의 가장 얇은 부분들은 원주방향 위치에 존재하며, 이에 의해 상기 장치는 경사진 링들을 점진적으로 팽창시킴으로써 거의 수직 방향의 배향으로 점진적으로 기울어질 수 있다. 선택적으로, 이 장치는 도 28B에 도시된 바와 같이 링(512)을 실질적으로 수축시킴으로써 거의 수평 위치로 배향될 수 있다. 이들 경사진 링은 도시된 바와 같이 링들 사이의 연통 가스 포트(89)를 제공함으로써 하나의 밸브(18)를 이용하여 동시에 팽창될 수 있거나, 각각의 경사진 링을 위한 개별 가스 밸브(18)를 통해 개별적으로 팽창될 수 있다는 점에 주의해야 한다.
도 28C는 복수의 팽창형 경사진 지지겸 레벨링 링(512)에 의해 지지되는 기본적인 팽창형 반사경 장치(610)를 보여주며, 여기에서 상기 기본적인 반사경 장치의 경사는 도시된 바와 같이 대향하는 원주방향 지점들에서 인접한 적층 링들의 가장 얇은 부분들을 교대로 배치함으로써 실질적으로 최소화되지만, 상기 기본적인 반사경 장치의 경사는 원주방향 위치에서 적층 링들의 가장 얇은 부분들을 배치함으로써 선택적으로 최대화될 수 있다. 이들 링은 도 28D에 도시된 바와 같이 가령 언덕 또는 지붕과 같은 경사진 표면(1164)에 배치되는 경우 상기 장치를 레벨링하는 데에 사용될 수도 있다는 점에 주의해야 한다.
도 29A
내지 도
29D 대체 조합/이중사용 안전 우리
들
및 장치 지지
체들
도 29A는 대체 일체형 팽창형 안전 우리(1172)와 실질적으로 동일한 대체 일체형 팽창형 구형 지지체(1174)를 구비한 대체 모듈 방식의 다기능 장치(1170)를 보여주며, 이들 안전 우리와 구형 지지체는 상기 기본적인 반사경 장치에 선택적이지만 일체로 부착되는 2개의 직교 결합 반원형 튜브(1175)를 구비한다. 또한, 브라켓(54)을 통해 상기 기본적인 반사경 장치(610)에 직경 방향으로 걸쳐지는 봉(520)을 지지하기 위해 상기 기본적인 반사경 장치(610)에 분리 가능하게 부착된 2개의 국부적 또는 개별 팽창형 압력 용기(1178)를 구비하는 대체 팽창형 초점 지지체(1176)가 도시되어 있다.
도 29B는 대체 착탈형 팽창형 안전 우리(1182)와 실질적으로 동일한 대체 착탈형 팽창형 구형 지지체(1184)를 구비한 대체 모듈 방식의 다기능 장치(1180)를 보여주며, 이들 안전 우리와 구형 지지체는 팽창형 환상 링(1186)에 일체로 부착되는 2개의 직교 결합 팽창형 반원형 튜브(1185)를 구비한다. 또한, 상기 기본적인 반사경 장치(610)에 직경 방향으로 걸쳐지는 봉(520)을 지지하기 위한 대체 수단이 도시되어 있으며, 여기에서 상기 봉(520)은 브라켓(54) 또는 기타 체결 수단을 통해 상기 안전 우리(1182)의 팽창형 환상 링(1186)에 분리 가능하게 부착된다.
도 29C는 대체 모듈 방식의 다기능 장치(1190)를 보여주며, 이 장치는 자신을 지지하기 위한 대체 팽창형 수단(1192)과 실질적으로 동일한 대체 팽창형 초점 지지체(1194)를 구비하며, 이들 팽창형 수단과 초점 지지체는 복수(예컨대, 4개)의 선형 팽창형 튜브(126)를 구비한 분리 가능하게 부착된 조정식 트러스를 구비하며, 여기에서 각각의 팽창형 튜브(126)는 그 길이를 조정하기 위한 수단으로서 별도의 팽창 밸브(도시하지 않음)를 갖춘 복수의 개별 팽창형 구획실(128)을 구비한다.
도 29D는 대체 모듈 방식의 다기능 장치(1200)를 보여주며, 이 장치는 자신(1200)을 지지하기 위한 대체 팽창형 수단(1202)과 유사한 대체 팽창형 초점 지지체(1204)를 구비하며, 이들 팽창형 수단과 초점 지지체 각각은 복수의 인장 라인 또는 케이블 지주(132)에 의해 안정화되는 분리 가능하게 부착된 팽창형 튜브(126)를 구비한다. 2개 이상의 팽창형 튜브가 안정성을 향상시키거나 구조적인 여분을 제공하는 데에 사용될 수 있다는 점에 주의해야 한다.
도 30A 및 도 30B 대체
비팽창
접철식
조합 안전 우리
들과
장치 지지체들
도 30A는 대체 접철식 강성 안전 우리(274)와 실질적으로 동일한 대체 접철 식 강성 구형 지지체(1212)를 구비한 대체 모듈 방식의 다기능 장치(1210)를 보여주며, 이들 안전 우리와 구형 지지체 각각은 직경 방향으로 마주보는 핀 조인트(274)에서 상기 기본적인 반사경 장치(610)의 팽창형 환상 지지 링(12)의 일측에 회전 가능하게 부착되는[즉, 피닝되는(pinned)] 복수(예컨대, 5개)의 반원형 강성 요소(276)를 구비하며, 상기 반원형 강성 요소(276)와 기본적인 반사경 장치(610)에 결합되어 접철식 구조물(274)을 안정화시키는 복수의 코드 또는 케이블 지주(280)를 추가로 구비한다.
도 30B는 복수(예컨대, 12개)의 반원형 강성 요소(276)를 구비한 대체 글러브형 조합 대체 접철식 강성 안전 우리 및 구형 지지체(1222)를 구비한 대체 모듈 방식의 다기능 장치(1120)를 보여주며, 이들 반원형 강성 요소(276)는 상기 장치의 초점 축선(30)을 따라 상기 기본적인 반사경 장치(610) 위와 아래에 위치한 핀 조인트(278)를 통해 서로 회전 가능하게 부착되며(즉, 피닝되며), 상기 기본적인 반사경 장치(610)를 지지하고 접철식 구조물(1220)을 안정화시키기 위해 상기 기본적인 반사경 장치(610)의 팽창형 환상 지지 링(12)에 추가로 부착된다.
도 31A
내지 도
31D 대체 "
글러브형
"
접철식
강성 요소 조합 안전 우리 및 장치 지지체들
도 31A 및 도 31B는 팽창형 환상 지지 링(614) 내에 배치된 선택적 접철식, 글러브형, 트러스형, 지지 구조물(1238)의 적도 림(1234) 및 바닥 극점(1236)에 훅(1232), 클립, 등을 통해 분리 가능하게 부착되는 대기압 이하 가압 분리형 반사 경 챔버(1231)(제 3 종)를 구비하는 모듈 방식의 다기능 장치(1230)의 대체 구성을 보여준다.
도 31C는 대기압 이하 가압 분리형 반사경 챔버(1242)(제 1 종)를 구비하는 모듈 방식의 다기능 장치(1240)의 대체 구성을 보여주며, 이 반사경 챔버는 적도 림(1234)에 훅(1232), 클립, 등을 통해 분리 가능하게 부착되는 상측과, 팽창형 환상 지지 링 내에 배치된 선택적 접철식, 글러브형, 트러스형, 지지 구조물의 하부 평행 림(1244)에 유사하게 분리 가능하게 부착되는 하측을 구비한다.
도 31D는 예컨대 모래 속에 패일 수 있는 지면 함몰부(1239) 내에 선택적으로 배치되는 글러브형 트러스형 지지 구조물(1238)의 적도 림(1234)에 훅(1232), 클립, 등을 통해 분리 가능하게 부착되는 대기압 이상 가압 분리형 반사경 챔버(682)(제 2 종)를 구비하는 모듈 방식의 다기능 장치(1250)의 대체 구성을 보여준다.
도 32A
내지 도
32H 대체 케이블 지주형 초점 지지체들
도 32A는 4쌍의 코드, 와이어 또는 케이블 지주(1264)를 이용하여 팽창형 안전 우리(1263)의 상면 및 하면에 분리 가능하게 부착되는 사각형 강성 프레임(1262)을 구비한 대체 접철식 케이블 지주형 초점 지지체(1260)(제 2 종)를 보여주며, 이러한 구성에 의해 다양한 보조 요소들이 초점 근처에서 지지될 수 있다.
도 32B는 4쌍의 코드, 와이어 또는 케이블 지주(1264)를 이용하여 팽창형 안전 우리(1263)의 상면 및 하면에 분리 가능하게 부착되는 원형 강성 프레임(1274) 에 핀 조인트(1273)를 통해 분리 가능하게 부착되는 원형 짐블(gimble)(1272)(즉, 자가 레벨링 피봇팅 프레임)을 구비한 대체 접철식 초점 지지체(1270)(제 3 종)를 보여주며, 여기에서 초점 근처에서 짐블(1272)에 의해 지지되는 보조 요소는 도시된 바와 같이 자가 레벨링될 수 있거나, 피봇 조인트(1273)들 중의 하나에서 마찰 클램프와 같은 선택적 조정 및 고정 수단(도시하지 않음)을 이용하여 소정의 배향으로 선택적으로 조정 및 유지될 수 있다.
도 32C는 팽창형 안전 우리(1263)의 상면 및 하면에 분리 가능하게 부착되는 4쌍의 코드, 와이어 또는 케이블 지주(1264)에 2개의 핀 조인트(1273)를 통해 분리 가능하게 부착되는 원형 짐블(1272)(즉, 자가 레벨링 피봇팅 프레임)을 구비한 대체 접철식 초점 지지체(1280)(제 4 종)를 보여주며, 여기에서 초점 근처에서 짐블(1272)에 의해 지지되는 보조 요소는 자가 레벨링될 수 있다.
도 32D는 4쌍의 코드, 와이어 또는 케이블 지주(1264)를 이용하여 팽창형 안전 우리(1263)의 상면 및 하면에 분리 가능하게 부착되는 사각형 강성 프레임(1262)을 구비하고, 상기 강성 프레임(1262)의 상측에 부착된 내부 반사 관절 구조물(1292)를 더 구비한 대체 접철식 케이블 지주형 초점 지지체(1290)(제 5 종)를 보여주며, 이러한 구성에 의해 보조 요소들은 수평(즉, 평탄한) 또는 기타 소정 배향으로 지지될 수 있고, 상기 반사 관절 구조물(1292)의 하단으로 인입하는 복사 에너지는 팬과 같은 보조 요소(도시하지 않음)의 바닥으로 다시 향하게 되어 성능을 향상시킬 수 있다.
도 32E는 팽창형 안전 우리(1263)의 상면 및 하면에 4쌍의 코드, 와이어 또 는 케이블 지주(1264)를 통해 부착되는 소형 브라켓 또는 링(1302)을 구비한 대체 접철식 초점 지지체(1300)(제 6 종)를 보여주며, 이러한 구성에 의해 다양한 보조 요소들(도시하지 않음)이 초점 근처에서 지지될 수 있다.
도 32F는 팽창형 안전 우리(1263)의 상면 및 하면에 4쌍의 코드, 와이어 또는 케이블 지주(1264)를 통해 부착되는 짧은 봉, 튜브 또는 소정 길이의 케이블(1312)을 구비한 대체 접철식 초점 지지체(1310)(제 7 종)를 보여주며, 이러한 구성에 의해 주전자와 같은 다양한 보조 요소들(도시하지 않음)이 초점 근처에서 현수될 수 있고, 그렇지 않은 경우 지지될 수 있다.
도 32G는 팽창형 안전 우리(1263)의 상면 및 하면에 3쌍(또는 다른 쌍)의 코드, 와이어 또는 케이블 지주(1264)를 통해 각각 부착되는 실질적으로 고정된 2개의 소형 브라켓 또는 링(1322)을 구비하고, 이들 2개의 소형 브라켓 또는 링(1322) 사이에 부착된 조정식 와이어 루프(1324)를 더 구비한 대체 접철식 초점 지지체(1320)(제 8 종)를 보여주며, 이러한 구성에 의해 조리 또는 가열 용기와 같은 다양한 보조 요소들이 초점 근처에서 자가 레벨링 방식으로 지지될 수 있다. 상기 와이어 루프는 소형 보조 요소 둘레에 케이블을 고정하기 위한 고정 수단(cinching measns)(도시하지 않음)을 선택적으로 구비할 수 있다.
도 32H는 팽창형 안전 우리(1263)의 상면 및 하면에 6쌍의 코드, 와이어 또는 케이블 지주(1264)를 통해 분리 가능하게 부착되는 유연한 와이어 또는 케이블 브라켓(1332)을 구비한 대체 접철식 초점 지지체(1330)(제 9 종)를 보여주며, 이러한 구성에 의해 조리 용기, 미리 포장된 음식 내용물, 및/또는 어떤 단단한 식재료 와 같이 가열될 다양한 보조 요소들 및/또는 물질들(도시하지 않음)이 초점 근처에서 무작위 또는 소정의 배향으로 단단하게 지지될 수 있다.
도 33A 및 도 33B
도파관
및 이차 반사경들
도 33A는 기본적인 제 1 실시예 반사경 장치(610)를 보여주며, 이 장치는 자신(610)의 초점 근처에서 상부 투명 멤브레인(17)에 결합된 보조 도파관 장치(1342)로 광선(28)을 집속시키기 위해 대기압 이상 모드에서 동작한다.
도 33B는 대기압 이상 가압 반사경 챔버(20)의 투명한 멤브레인(17) 내에서 중심을 유지하는 압력 전개 볼록 제 2 반사 멤브레인(1532)을 구비한 대체 기본적인 제 1 실시예 반사경 장치(1350)를 보여주며, 여기에서 상기 장치(1350)로 들어가는 광선(28)은 일차 및 이차 반사경(14, 1352)에 의해 변형된 (복합) 반사경 장치(1350)의 초점 근처에서 일차 반사경(14)의 중심에 연결된 보조 도파관 장치(1342) 속으로 점진적으로 집광된다. 여기에서 설명된 도파관은 종래의 코팅 유리 또는 폴리머 섬유(들) 대신에 선택적으로 경량 유체 충전형 튜브가 될 수 있다는 점에 주의해야 한다.
도 34A
내지 도
34D 유체 펌프로서의 동작
도 34A는 팽창을 용이하게 하고, 우연한 수축을 방지하고, 수동 유체 펌프(1364)로서 장치의 사용을 용이하게 하기 위해 일방향 유체 밸브(1362)(즉, 체크 밸브)에 의해 개량된 기본적인 제 1 실시예 반사경 장치(610)를 보여준다.
도 34B는 유체 흡입 행정을 예시하는 수동 유체 펌프(1364)로서 구성된 개량된 기본적인 제 1 실시예 반사경 장치(610)를 보여주며, 여기에서 중심 멤브레인들(14, 17)은 수동으로 분리되어(즉, 외향으로 연장하여) 유체(1370)(통상적으로, 공기)를 상부 밸브(1362)를 통해 중심 반사경 챔버(20) 속으로 흡인한다.
도 34C는 유체 배출 행정을 예시하는 수동 유체 펌프(1364)로서 구성된 개량된 기본적인 제 1 실시예 반사경 장치(610)를 보여주며, 여기에서 중심 멤브레인들(14, 17)은 수동으로 함께 강제되어(즉, 내향으로 강제되어) 유체(1370)(통상적으로, 공기)를 하부 밸브(1362)를 통해 중심 반사경 챔버(20)로부터 축출 또는 배출한다.
도 34D는 유체 배출 행정을 예시하는 수동 유체 펌프(1364)로서 구성된 개량된 기본적인 제 1 실시예 반사경 장치(610)를 보여주며, 여기에서 중심 멤브레인들(14, 17)은 수동으로 함께 강제되어(즉, 내향으로 강제되어) 유체(1370)(통상적으로, 공기)를 하부 밸브(1362)를 통해 중심 반사경 챔버(20)로부터 부착된 보조 튜브(1372) 속으로 축출 또는 배출하며, 이 보조 튜브는 팽창을 요구하는 어느 적합한 보조 장치(도시하지 않음)에 연결될 수 있다.
도 35A
내지 도
35E 향상된 물 수집 및/또는 방호를 위한 보조
멤브레인
도 35A는 장치(1374)를 보여주며, 이 장치에서는 기본적인 제 1 실시예 반사경 장치(610)가 복수(예컨대, 6개)의 부착 멤브레인 또는 커버(106)를 더 포함하며, 이들 부착 멤브레인 또는 커버는 상기 장치(610)의 포획 영역을 증가시킴으로 써 액체 수집을 향상시키도록 꽃잎 모양의 배치 상태로 연장하고 있는 것으로 도시되어 있지만, 다양한 광학적인 특성들(예컨대, 색깔, 투명도, 불투명도, 복사율, 반사도, 선택적 반사도, 등)을 가질 수 있으며, 이에 따라 장치의 수많은 광학적 기능등을 향상시키거나 활성화하는 데에 사용될 수 있다.
도 35B는 장치(1380)를 보여주며, 이 장치에서는 기본적인 제 1 실시예 반사경 장치(610)가 강우, 이슬 또는 서리의 형태로 액체 수집을 크게 향상시키기 위해 상기 다기능 반사경 장치(610)의 상면에 부착된 대면적 직사각형 (또는 다른 모양) 다층 절연 멤브레인 또는 시트(1384)를 더 포함한다. 이 멤브레인(1384)의 외주를 지지 또는 상승시키기 위한 타이(36)가 도시되어 있지만, 하나 이상의 팽창형 튜브가 아래에 도시되는 바와 같이 컵 모양 구성으로 멤브레인을 지지하는 데에 사용될 수 있다. 멤브레인(1384)의 상면(및/또는 본 발명의 모듈들의 다른 표면들)은 높은 복사율의 표면을 가지므로 복사 응축 과정에 의해 밤에 이슬 또는 서리의 수집을 향상시킬 수 있다는 점에 주의해야 한다. 또한 상기 다층 절연 멤브레인도 마찬가지로 응급용 보온 담요, 단열 바닥 천, 보호 방수포 또는 커버, 등으로서 역할을 할 수도 있다는 점에 주의해야 한다. 추가의 멤브레인(1384) 및/또는 기타 실용적인 형상의 멤브레인도 역시 사용될 수 있다.
도 35C는 도 29C에서 상술한 것과 같은 복수의 팽창형 튜브(126)에 의해 가장자리에서 지지되는 대면적 선택적 다층 절연 멤브레인 또는 시트(1390)를 더 포함하여 컵 모양 구성을 가진 개량 장치(1392)를 제공하여 물 수집을 용이하게 하는 기본적인 제 1 실시예 반사경 장치(610)를 보여준다. 유사하게 구성된 장치(1394) 도 역시 도 35D에 도시된 바와 같이 자립 방호물로서 사용될 수도 있고, 도 35E에 도시된 바와 같이 우산(1398)을 형상하기 위해 현수될 수도 있다.
도 35F 내지 도 35K는 향상된 물 수집, 방호물 또는 절연체로서의 용도, 그리고 유체 히터로서의 용도를 제공하기 위한 추가의 다층 절연 보조 멤브레인의 구성을 예시하는 개략적인 부분 사시도이다. 도 35F는 고복사율의 상부 멤브레인과 저복사율의 하부 멤브레인으로 구성되어 야간에 대기 습기의 수집을 향상시키고 이들 두 멤브레인 사이에 수용된 유체를 가열하는 다층 절연 시트(1800)를 보여준다. 도 35G는 고복사율의 상부 멤브레인, 저복사율의 하부 멤브레인, 그리고 저복사율의 바닥 멤브레인을 구비한 삼층 복합 시트(1810)를 보여주며, 따라서 야간에 대기 습기의 향상된 복사 응축이 이루어지고, 광역 스펙트럼 전자기 복사 에너지가 상부 멤브레인에 인가될 때 상기 복합 시트의 상부 절반 내에 수용된 유체가 효과적으로 가열된다.
도 35H는 4층 복합 시트(1820)를 보여주며, 여기에서 상부 층은 투명한 멤브레인이고, 다음 하부 층은 고복사율의 멤브레인이고, 바닥의 두 층은 저복사율의 멤브레인들이며, 이때 상기 복합 시트의 중앙부 내에 수용된 유체는 고복사율의 시트의 복사 열 흡수성의 결과로서 효과적으로 가열됨과 동시에, 상부 두 시트 사이의 에어 갭과 하부 두 시트 사이의 에어 갭에 의해 인접한 환경으로부터 대류 및 전도 방식으로 단열된다. 저복사율의 반사 바닥 시트들은 상기 장치의 중앙부 내에 수용된 유체로부터 복사 열 손실을 감소시킨다. 4개 시트 전부는 동일한 지점에서 선형으로 본딩된다는 점에 주의해야 한다. 도 35I는 3층 복합 시트(1830)를 보여주며, 여기에서는 다층 시트의 하부가 저복사율의 바닥 멤브레인과 고복사율의 상부 멤브레인으로 이루어지고, 상기 복합 시트의 상부는 고복사율의 멤브레인으로 이루어지고, 이때 최상부 멤브레인과 저복사율의 중간 멤브레인 사이에 수용된 유체는 광역 스펙트럼 전자기 복사 에너지가 상기 장치의 상면 또는 최상부 멤브레인에 인가될 때 효과적으로 가열된다. 상기 최상부 시트와 상기 장치의 하부 사이의 본딩부는 두개의 하부 시트의 본딩부 사이의 중간에 위치한다.
도 35J는 4층 복합 시트(1840)를 보여주며, 여기에서 상부의 두 층은 고복사율의 멤브레인들이고, 바닥의 두 층은 저복사율의 멤브레인들이며, 이때 상기 복합 시트의 중앙부 내에 수용된 유체는 상부의 두 멤브레인의 복사 열 흡수성의 결과로서 효과적으로 가열됨과 동시에, 상부의 두 멤브레인 사이의 에어 갭과 하부 두 멤브레인 사이의 에어 갭에 의해 주변 환경으로부터 대류 및 전도 방식으로 단열된다. 저복사율의 반사 바닥 멤브레인들은 상기 장치의 중앙부 내에 수용된 유체로부터 하향 복사 열 손실을 감소시킨다. 최상부 멤브레인과 상부 중간 멤브레인 사이의 본딩부는 2개의 중앙 멤브레인 사이의 격번째 본딩부 사이의 중간에 위치하는데, 이는 가장 바닥 멤브레인과 하부 중앙 멤브레인 사이의 본딩부도 마찬가지라는 점에 주의해야 한다.
도 35K는 4층 복합 시트(1850)를 보여주며, 여기에서 상부의 두 층은 고복사율의 멤브레인들이고, 바닥의 두 시트는 저복사율의 멤브레인들이며, 이때 상기 복합 시트의 중앙부 내에 수용된 유체는 상부의 두 멤브레인의 복사 열 흡수성의 결과로서 효과적으로 가열됨과 동시에, 상부의 두 멤브레인 사이의 에어 갭과 하부 두 멤브레인 사이의 에어 갭에 의해 주변 환경으로부터 대류 및 전도 방식으로 단열된다. 저복사율의 반사 바닥 멤브레인들은 상기 장치의 중앙부 내에 수용된 유체로부터 하향 복사 열 손실을 감소시킨다. 중앙의 두 멤브레인은 유한한 평면 간격을 따라 교대로 본딩되며, 이때 유체 수용 갭은 유한한 평면 본딩부 사이의 여러 지점에서 중앙의 두 멤브레인 사이에 위치한다는 점에 주의해야 한다. 상기 복합 시트의 최상부 및 최하부 멤브레인들은 중앙의 두 멤브레인들 사이의 갭들 사이의 중간 지점에서 선형으로 본딩된다.
도 36 및 도 37 각종 장치
도 36은 도관(84)에 대한 연결을 위한 배수 포트(85)를 구비한 외주 물받이(96)를 포함하여, 물의 수집 및 저장을 용이하게 하기 위한 선택적 보조 요소들을 더 포함하는 개량된 제 1 실시예 반사경 장치(1400)를 보여주며, 상기 도관은 하부 밸브(18)에 추가로 연결되어 물받이(96)에 모인 방출수(94)가 저장용 반사경 챔버(20)로 보낼 수 있도록 허용하는 것으로 도시되어 있다. 환상체(12)를 관통하는 선택적 밸브 조정 도관(1402)은 방출수(94)를 저장용 반사경 챔버(20)로 보내는 데에 사용될 수도 있다.
도 37은 한 쌍의 글러브(1414)와, 선택적으로 분리 가능하게 부착된 상부 투명 멤브레인(17)에 합체되는 덮개 붙이 접근 포트(70)를 구비한 휴대용 밀봉 작업 챔버(1412)로서 구성된 개량된 제 1 실시예 반사경 장치(1400)를 보여준다.
도 38A 및 도 38B
자립식
자동화 태양 추적 장치
들
도 38A는 태양의 수직 운동 또는 상승을 추적하기 위한 선택적 자동화 수단(1421)(즉, 단일 축선 태양 추적 장치)을 구비한 모듈 방식의 다기능 장치(1420)를 보여주며(명료성을 위해 도면에서는 팽창형 안전 우리와 케이블 지주형 초점 지지체가 생략된 상태), 여기에서 상기 모듈 방식의 다기능 장치(1420)는 자신(1420)의 상부와 지지용 환상 베이스 링(614) 사이에 연결된 모터 구동식 케이블(1422), 이 환상 베이스 링(614)에 통상적으로 부착되는 적어도 하나의 모터 장착 구동 풀리(1423), 그리고 전기 도관(1425)을 통해 모터 장착 구동 풀리(1423)와 재충전 배터리 및/또는 광전지 패널과 같은 전력 공급원(1426)에 전기적으로 연결되는 태양 감지 컨트롤러 조립체(1424)를 구비한다. 상기 환상 베이스 링(614)은 물(94)을 수용하도록 구성되어 있고, 이에 따라 물이 채워지면 자신(614) 위에 부유하는 팽창형 구형 지지 모듈(612)에 실질적으로 마찰 없는 지지체를 제공한다는 점에 주의해야 한다. 상기 기본적인 반사경 장치(610)의 환상 지지 링(12)의 마주보는 양측은 유연한 코드 또는 케이블(1427)을 통해 환상 베이스 링(614)에 연결되어 상기 장치(1420)의 상부를 하부 환상 지지 링(614)에 대해 상대적으로 안정화시키며, 이 하부 환상 지지 링(614)은 예를 들면 도시된 바와 같이 케이블(1428) 및 말뚝(1429)에 의해 또는 기타 고정 수단에 의해 지면에 고정될 수 있다. 상기 장치(610)를 안정화시키는 데에 사용되는 유연한 코드 또는 케이블(1427)은 상기 지지 링(또는 지면)에 부착된 강성 트러스형 구조물을 형성하도록 봉(도시하지 않음)에 의해 선택적으로 교체되어 상기 반사경 장치(610)를 지지하며, 이에 의해 상기 베이스 링(614)을 물로 채울 필요를 제거한다. 선택적으로, 케이블(1427)은 상기 반사경 장치(610)를 지지하기 위한 팽창형 요크 구조물을 형성하기 위해 상기 지지 링(614)에 부착되는 팽창형 지지체에 의해 교체될 수 있다.
도 38B는 태양의 수직 및 수평 운동을 추적하기 위한 선택적 자동화 수단(1431)(즉, 이중 축선 태양 추적 장치)을 구비한 모듈 방식의 다기능 장치(1430)를 보여주며(명료성을 위해 도면에서는 팽창형 안전 우리와 케이블 지주형 초점 지지체가 생략된 상태), 여기에서 단일 축선 태양 추적 장치(1421)를 구비한 도 38A의 모듈 방식의 다기능 장치(1420)는 제 1 베이스 링(614)이 표면상에서 부유하는 추가의 대형 물 충전 베이스 링(1434), 제 1 베이스 링(614)과 더 큰 제 2 베이스 링(1434) 사이에 연결된 추가의 모터 구동식 케이블(1432), 그리고 피동 및 구동 풀리들(1436, 1423)을 더 포함하며, 상기 구동 풀리는 전기 도관(1425)을 통해 태양 감지 컨트롤러 조립체(1424)와 전력 공급원(1426)에 전기적으로 연결된다.
상기 대형 물 충전 베이스 링(1434)과, 수직 축선을 중심으로 회전할 수 있는 관련 위치 조정 장치들은 개량 지지 링(614)의 하측에 회전 가능하게 부착된 대체 팽창형 링[지지 링(614)과 유사함]으로 대체될 수 있으며, 이때 상부 링은 어떤 적합한 구동 메커니즘(예컨대, 트랙 및 롤러 위치조정 조립체, 케이블 위치조정 조립체 등)에 의해 하부 링에 대해 상대적으로 회전하는 점에 주의해야 한다.
도 39A
내지 도
39C
현수식
자동화 태양 추적 장치들
도 39A는 태양의 수직 및 수평 운동을 추적하기 위한 대체 자동화 수 단(1441)(즉, 이중 축선 태양 추적 장치)을 구비한 모듈 방식의 다기능 장치(1440)를 보여주며(명료성을 위해 도면에서는 팽창형 안전 우리와 케이블 지주형 초점 지지체가 생략된 상태), 여기에서 단일 축선 태양 추적 메커니즘(1421)을 구비한 도 38A의 모듈 방식의 다기능 장치(1420)는 케이블 시스템(1442)을 통해 가령 나무 가지와 같은 오버헤드 지지체(1443)와 말뚝 고정 지면 지지체(1429) 사이에 회전 가능하게 현수되어 수직 축선(1445)을 중심으로 실질적으로 마찰 없는 운동을 가능하게 하며, 지지용 환상 베이스 링(614)과, 하나의 피동 풀리(1438) 및 하나의 모터 구동식 풀리(1423) 사이에 연결된 모터 구동식 케이블(1432)을 더 포함하며, 이들 풀리는 지면 말뚝(1429)에 의해 지지되며, 모터 구동식 풀리는 전기 도관(1425)을 통해 태양 감지 컨트롤러(1424)와 전력 공급원(1426)에 전기적으로 연결된다.
도 39B는 이중 축선(즉, 수직 및 수평) 태양 추적 장치(1451)를 구비한 기본적인 제 1 실시예 반사경 장치(1450)를 보여주며, 여기에서 상기 기본적 반사경 장치(610)는 케이블 시스템(1452)을 통해 가령 나무 가지와 같은 오버헤드 지지체(1443)와 말뚝 고정 지면 지지체(1429) 사이에 현수되어 수직 및 수평 축선(1445, 1454)을 중심으로 실질적으로 마찰 없는 운동을 가능하게 하며, 2개의 모터 구동식 케이블(1422, 1422)(각각 회전 축선용)과 2개의 모터 장착 구동 풀리(1423, 1423)(각각 회전 축선용)를 더 포함하며, 이들 양자의 풀리는 지면 말뚝(1429)에 의해 지지되고, 전기 도관(1425)을 통해 태양 감지 컨트롤러(1424)와 전력 공급원(1426)에 전기적으로 연결된다.
도 39C는 극정렬, 단일 축선, 태양 추적 메커니즘(1461)(즉, 추적 메커니즘 의 축선은 지구의 극점 또는 회전 축선과 선택적으로 정렬된다)을 구비한 기본적인 제 1 실시예 반사경 장치(1460)를 보여주며, 여기에서 상기 기본적 반사경 장치(610)는 케이블 시스템(1462)을 통해 가령 나무 가지와 같은 오버헤드 지지체(1443)와 말뚝 고정 지면 지지체(1429) 사이에 현수되어 지구의 회전 축선과 평행한 축선(1463)을 중심으로 실질적으로 마찰 없는 운동을 가능하게 하며, 하나의 모터 구동식 케이블(1422)과 하나의 모터 장착 구동 풀리(1423)를 더 포함하며, 이모터 장착 구동 풀리는 지면 말뚝(1429)에 의해 지지되고, 전기 도관(1425)을 통해 태양 감지 컨트롤러(1424)와 전력 공급원(1426)에 전기적으로 연결된다.
도 40A
내지 도
40D 구성 재료들
도 40A는 상기 장치(600)가 구성될 있는 실질적으로 폴리머인 통상의 다층 복합 재료(1470)를 보여주며, 이 재료는 아래에서 위로 볼 때 단열층 재료(1472)(예, 폴리에틸렌, 등), 부하 지탱 구조적 멤브레인(1474)(예, 나일론, 마일라, 등), 매끄러운 반사층(1476)(가열 증착된 알루미늄 등에 의해 제공됨), 선택적으로 단열을 행할 수 있는 보호 상부 코팅(1478)(예, 라커, 폴리에틸렌, 등)을 포함한다.
도 40B는 상기 장치(600)가 구성될 있는 실질적으로 폴리머인 대체 다층 복합 재료(1480)를 보여주며, 이 재료는 아래에서 위로 볼 때 단열층 재료(1472), 길이 방향 부하 지탱 구조적 폴리머 멤브레인(1482), 중간 폴리머 본딩 또는 개재 재료(1484), 횡방향 부하 지탱 구조적 폴리머 멤브레인(1486), 반사 금속층(1476), 단열을 행할 수 있는 보호 폴리머 코팅(1478)을 포함하며, 이에 의해 교차 적층된 방향성 멤브레인들(1482, 1486)은 복합 멤브레인의 강도 및 열상 저항을 증가시킨다.
도 40C는 상기 장치(600)가 구성될 있는 섬유 강화 다층 복합 재료(1490)를 보여주며, 이 재료는 아래에서 위로 볼 때 단열층 재료(1472), 이축(二軸) 방향 부하 지탱 구조적 폴리머 멤브레인(1492), 중간 폴리머 본딩 또는 개재 재료(1484), 예컨대 이축 방향 직물에서 보여지는 섬유 강화층(1494), 제 2 중간 폴리머 본딩 또는 개재 재료(1484), 제 2 이축(二軸) 방향 부하 지탱 구조적 폴리머 멤브레인(1492), 반사 금속층(1476), 단열을 행할 수 있는 보호 폴리머 코팅(1478)을 포함하며, 이에 의해 섬유 강화부는 다층 복합 멤브레인의 강도 및 열상 저항을 크게 증가시킨다.
도 40D는 상기 장치의 부반사 부분이 구성될 있는 섬유 강화 복합 재료(1500)를 보여주며, 이 재료는 예컨대 단열성 폴리머 매트릭스 재료(1472) 내에 일체로 매립된 이축 방향 직물의 섬유 강화층(1494)을 포함하며, 이에 의해 경제적이고 고강도이고 열상에 잘 견디는 복합 멤브레인이 장치의 부반사 부분에 제공된다. 이러한 재료는 반사 표면을 선택적으로 합체시킬 수도 있다는 점에 주의해야 한다.
마지막으로, 여기에서 설명된 바와 같은 본 발명의 모듈 방식의 팽창형 야외 전개 장치의 수많은 용도를 촉진시키기 위해, 다양한 통상의 전자 및/또는 기계 보조 장치 또는 장치가 어떤 유용한 양으로, 그리고 장소에서 본 발명의 어떤 장치 및 그 조합물에 일체로 또는 분리 가능하게 합체될 수 있다는 것에 주의를 해야 한다. 그러한 선택적인 전기적 및/또는 기계적 보조 장치는 펌프, 송풍기, 구동 모터, 타이머, 서모스탯, 유량 제어기, 광전지, 가동 루버 또는 조리개 장치(유량 또는 복사선을 제어하기 위함), 기타 유용한 요소를 포함하지만 이들에 한정되지는 않는다. 물 또는 기타 액체의 수집, 저장, 처리, 분배를 더욱 향상시키기 위해, 다양한 통상의 액체 취급 및 처리 장치들도 역시 어떤 유용한 양으로, 그리고 장소에서 본 발명의 어떤 장치와, 액체 펌프, 파이프, 튜브, 깔대기, 밸브, 압력 게이지, 유량계, 유량 제어기, 필터, 기타 유용한 요소를 포함하지만 이에 한정되지 않는 조합물에 일체로 또는 분리 가능하게 합체될 수 있다는 것에 주의를 해야 한다. 또한, 유용한 제어 메커니즘 및 상태 표시기 장치들도 온도계, 광도계, 위성위치확인시스템(GPS) 수신기, 전류 전압 측정 및 제어 장치, 화학 분석 표시기 장치, 등과 같은 장치에 합체될 수 있다.
따라서, 기본적인 모듈 방식의 팽창형 다기능 야외 전개 장치의 광범위한 응용성이 개시되었다.
Claims (19)
- 장치가 배치되는 주변 지구 환경으로부터 자원을 활용하기 위한 모듈 방식의 다기능 야외-전개식 장치에 있어서:적어도 하나의 부분적인 중공부를 규정 또는 구비하는 적어도 하나의 지지 요소; 및상기 장치가 배치되는 주위 지구 환경으로부터 적어도 하나의 자원을 활용하도록 작동 가능하며, 상기 장치에 분리 가능하게 부착되는 적어도 하나의 자원 활용 조립체를 포함하되,상기 모듈 방식의 다기능 장치는 적어도 하나의 상기 자원 활용 조립체를 상기 장치의 적어도 하나의 요소에 대해 사용자-선택 방식으로 선택적으로 정렬함으로써 상기 장치의 사용자 또는 작업자에 의해 선택적으로 구성 가능하여, 상기 주변 지구 환경에 존재하는 적어도 하나의 사용자-선택 가능한 자원을 활용하는 것을 특징으로 하는 모듈 방식의 다기능 야외-전개식 장치.
- 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 상기 자원 활용 조립체는 상기 환경으로부터 에너지를 활용하도록 작동 가능한 적어도 하나의 에너지 활용 조립체이며, 상기 에너지 활용 조립체는:전자기 에너지원으로부터 방출되는 방사선 전자기 에너지를 활용하도록 작동 가능한 전자기 에너지 활용 조립체;열 에너지원으로부터의 열 에너지를 활용하도록 작동 가능한 열 에너지 활용 조립체;유체 유동으로부터의 기계적 에너지를 활용하도록 작동 가능한 유체 유동 에너지 활용 조립체;파도-보유 유체로부터의 기계적 파형 에너지를 활용하도록 작동 가능한 파형 에너지 활용 조립체;음향 에너지 또는 음성을 증폭 또는 집중하도록 작동 가능한 음향 에너지 활용 조립체; 및화학 물질로부터의 화학 에너지를 활용하도록 작동 가능한 화학 에너지 활용 조립체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 모듈 방식의 다기능 야외-전개식 장치.
- 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 상기 자원 활용 조립체는 상기 주변 한경으로부터의 물리적 물체 및 물질을 활용하도록 작동 가능한 적어도 하나의 물리적 물체 활용 장치이며, 상기 물리적 물체 활용 조립체는:물질을 포획 및 수집하도록 작동 가능한 물질 수집 조립체;물질을 유지 및 저장하도록 작동 가능한 물질 보관 조립체;물질을 처리, 여과, 또는 소독하도록 작동 가능한 물질 처리 조립체; 및물질을 조작, 운반, 또는 투여하도록 작동 가능한 물질 조작 조립체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 모듈 방식의 다기능 야외-전개식 장치.
- 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 상기 자원 활용 조립체는 상기 주변 환경으로부터의 에너지를 활용하도록 작동 가능한 적어도 하나의 에너지 활용 조립체 및 상기 주변 한경으로부터의 물리적 물체 또는 물질을 활용하도록 작동 가능한 적어도 하나의 물리적 물체 활용 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈 방식의 다기능 야외-전개식 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 지지 요소는 적어도 하나의 거의 튜브형 및 팽창형 링을 포함하며, 상기 지지 링은 상기 지지 링을 팽창하도록 작동 가능한 적어도 하나의 팽창 조립체를 갖는 것을 특징으로 하는 모듈 방식의 다기능 야외-전개식 장치.
- 제 5 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 팽창 조립체는 밸브 및 펌프로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 팽창 장치를 포함하며, 상기 팽창 조립체는 상기 주변 환경으로부터의 유체를 상기 지지 링의 내부로 전달함으로써 상기 지지 링을 팽창시키고, 선택적으로, 상기 지지 링으로부터 상기 주변 환경으로 유체를 배출함으로써 상기 지지 링의 바람을 빼도록 작동 가능한 것을 특징으로 하는 모듈 방식의 다기능 야외-전개식 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 자원 활용 조립체는:상기 지지 링의 중심을 가로질러 연장하는 적어도 두 개의 압력-변형성 또는 압력-전개식 멤브레인들로서, 적어도 하나의 팽창형 반사경 챔버의 적어도 일부를 규정하며, 상기 멤브레인들 중 적어도 하나는 방사선 전자기 에너지를 반사하도록 작동 가능한 적어도 하나의 반사 물질을 갖는 상기 멤브레인들; 및상기 반사경 챔버 내의 압력을 조절하도록 작동 가능한 적어도 하나의 압력 조절 또는 팽창 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈 방식의 다기능 야외-전개식 장치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 압력 조절 또는 팽창 조립체는 밸브 및 펌프로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 팽창 장치를 포함하며, 상기 팽창 조립체는 상기 주변 환경으로부터의 유체를 상기 반사경 챔버의 내부로 전달함으로써 상기 반사경 챔버를 팽창시키고, 선택적으로, 상기 반사경 챔버로부터 상기 주변 환경으로 유체를 배출함으로써 상기 반사경 챔버의 바람을 빼도록 작동 가능한 것을 특징으로 하는 모듈 방식의 다기능 야외-전개식 장치.
- 제 1 항에 있어서, 지구 환경에서의 사용자 또는 작업자에 의한 사용을 용이하게 하는 적어도 하나의 액세서리 요소를 더 포함하며, 상기 적어도 하나의 액세서리 요소는:적어도 하나의 액세서리 모듈 또는 요소를 상기 장치에 분리 가능하게 부착 하도록 작동 가능한 부착 또는 체결 조립체;상기 장치를 고정 또는 안정화시키기 위해 작동 가능한 안정화 조립체;상기 장치를 지지 및 배향하기 위한 지지 및 배향 조립체;상기 장치에 의해 규정되는 적어도 하나의 초점에 인접하여 적어도 하나의 품목 또는 액세서리 장치를 지지하도록 작동 가능한 초점 지지 조립체;적어도 하나의 팽창형 또는 압축형 액세서리 요소를 팽창시키도록 작동 가능한 팽창 조립체;상기 장치의 적어도 하나의 요소를 저장하도록 작동 가능한 일체형 저장 조립체; 및상기 장치의 적어도 하나의 요소를 수리하도록 작동 가능한 일체형 수리 조립체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 모듈 방식의 다기능 야외-전개식 장치.
- 제 1 항에 있어서, 집중된 전자기 방사선에 대한 우연 및 의도하지 않은 노출로부터 사용자를 보호하도록 작동 가능한 적어도 하나의 안전 조립체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈 방식의 다기능 야외-전개식 장치.
- 제 10 항에 있어서, 상기 안전 조립체는:안전 차폐물;팽창형 안전 차폐물;적어도 하나의 여분의, 별개의, 팽창형 요소 또는 링을 구비하여 최악의 붕괴 위험 가능성을 줄이기 위한 안전 차폐물;안전 우리;팽창형 안전 우리;안전 커버;팽창형 안전 커버;안전 메쉬, 망, 스크린, 또는 격자;축선 이탈 감쇠 격자;누출 전자기선을 포획 및/또는 방향 전환하도록 상기 장치의 초점에 인접하는 신속 전원 차단 장치;예비-성형된 반사 멤브레인;비-파라볼라 예비-성형된 반사 멤브레인;절단 비-파라볼라 예비-성형된 반사경 조립체;의도하지 않은 또는 우연한 팽창의 위험을 감소하기 위한 안전 밸브; 및주름 메커니즘으로서의 사용을 위해 인장된 탄성 물질의 띠 또는 밴드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 요소인 것을 특징으로 하는 모듈 방식의 다기능 야외-전개식 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 장치의 적어도 하나의 기능을 제어하도록 작동 가능한 적어도 하나의 제어 요소를 더 포함하며, 상기 제어 요소는:적어도 하나의 전자기 에너지원의 위치를 감지하도록 작동 가능한 감지 조립체;상기 장치의 적어도 하나의 요소의 배향 또는 위치를 감지하도록 작동 가능한 감지 조립체;상기 장치의 적어도 하나의 요소의 배향 또는 위치를 지시하도록 작동 가능한 배향 또는 위치 지시기 조립체;상기 장치의 적어도 하나의 요소의 위치를 설정하도록 작동 가능한 위치 설정 조립체; 및상기 장치의 적어도 하나의 요소의 상태 또는 상황을 지시하도록 작동 가능한 상태 또는 상황 지시기 조립체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈 방식의 다기능 야외-전개식 장치.
- 휴대용이며, 선택적으로 구성 가능하며, 모듈 방식의, 다기능, 야외-전개식 장치를 이용하여 지구 환경 내에 존재하는 적어도 하나의 자원을 활용하는 방법에 있어서:i) 적어도 부분적인 중공부를 규정 또는 구비하는 적어도 하나의 지지 요소를 제공하는 단계;ii) 상기 장치가 배치되는 주위 지구 환경으로부터 적어도 하나의 자원을 활용하도록 작동 가능한 적어도 하나의 자원 활용 조립체를 제공하며, 적어도 하나의 상기 자원 활용 조립체는 상기 장치에 분리 가능하게 부착되되, 상기 모듈 방식의 다기능 장치는 적어도 하나의 상기 자원 활용 조립체를 상기 장치의 적어도 하나의 다른 요소에 사용자 선택 방식으로 선택적으로 정렬함으로써 선택 가능하게 구성되는 단계;iii) 상기 지구 환경 내의 장치를 상기 지구 환경으로부터 적어도 하나의 자원을 효과적인 방식으로 활용하도록 전개하는 단계; 및iv) 상기 지구 환경에 존재하는 적어도 하나의 사용자-선택 가능한 자원을 활용하도록 상기 장치를 작동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 13 항에 있어서, 상기 제 2 단계의 상기 자원 활용 조립체는:상기 지지 요소의 중앙을 가로질러 연장하는 적어도 두 개의 압력-변형성 멤브레인들을 포함하며, 상기 멤브레인들은 적어도 하나의 반사경 챔버의 적어도 일부를 규정하며, 상기 압력-변형성 멤브레인들 중 적어도 하나는 방사선 전자기 에너지를 반사하기 위한 적어도 하나의 수단을 가지며; 상기 반사경 챔버는 상기 반사경 챔버 내의 압력을 조절하기 위한 적어도 하나의 압력 조절 또는 팽창 수단을 구비하되,상기 전개 단계 또는 제 3 단계는:상기 압력-변형성 멤브레인들의 외주면을 지지 및 인장시키도록 상기 지지 링을 전개하는 단계;방사선 전자기 에너지를 반사시키는 적어도 하나의 수단을 갖는 적어도 하나의 상기 멤브레인을 기능적 오목 반사경 안으로 변형시키도록 상기 반사경 챔버 내 의 압력을 조절하는 단계; 및공급원 및 타깃 사이로 방사선 전자기 에너지를 효과적으로 전달하도록 상기 반사 멤브레인을 위치 설정하는 단계를 포함하되,상기 작동 단계에서 상기 지구 환경으로부터 활용되는 자원은 전자기원으로부터 방출되는 전자기 방사선이며, 상기 전자기 방사선은 상기 반사 멤브레인에 의해 반사됨으로써 집중되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 13 항에 있어서, 상기 제 2 단계의 상기 자원 활용 조립체는:상기 지지 요소의 중심을 가로질러 연장하는 적어도 두 개의 멤브레인들을 포함하며, 상기 멤브레인들은 적어도 하나의 중앙 챔버의 적어도 일부를 규정하며, 상기 멤브레인들은 거의 유동성 물질에 대해 불침투성이며, 상기 챔버는 거의 유동성 물질을 상기 주변 지구 환경 및 상기 중앙 챔버 사이로 전달하도록 작동 가능한 적어도 하나의 포트를 가지되,상기 전개 단계 또는 제 3 단계는:상기 멤브레인들의 외주면을 지지하도록 상기 지지 링을 전개하는 단계;적어도 하나의 상기 멤브레인을 거의 오목한 표면 내로 변형하도록 상기 챔버를 전개하는 단계; 및상기 장치를 거의 수평인 배향으로 상기 거의 오목 표면을 위로 향하게 하여 위치 설정하는 단계를 포함하되,상기 작동 단계에서 상기 지구 환경으로부터 활용되는 자원은 상향 오목 멤 브레인에 의해 수집되는 강우이며, 상기 강우는 상기 저장용 포트를 통해 상기 챔버로 선택적으로 이송되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 13 항에 있어서, 상기 제 2 단계의 상기 자원 활용 조립체는:상기 지지 요소에 부착되는 복수의 멤브레인 터빈 블레이드를 포함하며, 상기 멤브레인 터빈 블레이드는 유체 유동과 반응하여 상기 터빈 블레이드들이 중앙 장착 허브를 중심으로 회전하도록 하며, 상기 허브는 축에 부착되되,상기 전개 단계 또는 제 3 단계는:상기 멤브레인 터빈 블레이드들의 외주면을 지지 및 인장시키도록 상기 지지 링을 전개하는 단계; 및상기 장치를 유체 유동으로부터 에너지를 추출하기에 적합한 배향으로 위치 설정하는 단계를 포함하되,상기 지구 환경으로부터 활용되는 자원은 유체 유동으로부터의 에너지인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 13 항에 있어서, 상기 제 2 단계의 상기 자원 활용 조립체는:제 2 팽창형 지지 링에 회전 가능하게 부착되는 제 1 팽창형 지지 링을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 지지 링은 각각의 팽창형 지지 링에 부착되는 물질-충전 챔버 또는 포위체를 구비하여 조밀한 물질로 채워지며, 상기 제 1 및 제 2 지지 링은 상기 제 1 및 제 2 지지 링을 부착하는 상기 회전 가능한 부착부로부터 소정 거 리에 부착되는 기계식 에너지 활용 조립체를 더 구비하며, 상기 기계식 에너지 활용 조립체는 상기 제 1 및 제 2 지지 링의 파동 유도 상대 회전에 의해 활성화되되,상기 전개 단계 또는 제 3 단계는:부력을 제공하도록 상기 제 1 및 제 2 지지 링을 팽창시키는 단계;부력 조절을 위해 조밀한 물질로 상기 물질-충전 챔버를 채우는 단계; 및파형 함유 액체 표면에 상기 장치를 띄우는 단계를 포함하되,상기 작동 단계에서 상기 지구 환경으로부터 활용되는 자원은 상기 파형 함유 액체 표면으로부터 활용되는 기계식 파형 에너지인 것을 특징으로 하는 방법.
- 유체 유동으로부터 에너지를 활용하기 위한 팽창형 야외-전개식 장치에 있어서:적어도 일부의 중공부를 규정 또는 구비하는 적어도 하나의 팽창형 지지 요소; 및유체 유동으로부터 에너지를 활용하도록 작동 가능한 적어도 하나의 자원 활용 요소 조립체를 포함하며, 상기 자원 활용 조립체는 상기 지지 요소에 부착되며, 상기 자원 활용 조립체는 상기 지지 요소에 부착되는 복수의 거의 멤브레인 형태의 터빈 블레이드를 포함하며, 상기 멤브레인 터빈 블레이드는 유체 유동과 반응하여 상기 터빈 블레이드가 중앙 장착 허브를 중심으로 회전하도록 하며, 상기 허브는 축에 부착되는 것을 특징으로 하는 팽창형 야외-전개식 장치.
- 유체 표면으로부터 파형 에너지를 활용하기 위한 팽창형 야외-전개식 장치에 있어서, 제 2 팽창형 지지 링에 회전 가능하게 부착되는 제 1 팽창형 지지 링을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 지지 링은 각각의 팽창형 지지 링에 부착되는 물질-충전 챔버 또는 포위체를 구비하여 조밀한 물질로 채워지며, 상기 제 1 및 제 2 지지 링은 상기 제 1 및 제 2 지지 링을 부착하는 상기 회전 가능한 부착부로부터 소정 거리에 부착되는 기계식 에너지 활용 조립체를 더 구비하며, 상기 기계식 에너지 활용 조립체는 상기 제 1 및 제 2 지지 링의 파동 유도 상대 회전에 의해 활성화되는 것을 특징으로 하는 팽창형 야외-전개식 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020067013471A KR20070017486A (ko) | 2003-12-04 | 2004-12-06 | 모듈 방식의 팽창형 다기능 야외-전개식 장치 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10/729,145 | 2003-12-04 | ||
| US60/620,510 | 2004-10-20 | ||
| KR1020067013471A KR20070017486A (ko) | 2003-12-04 | 2004-12-06 | 모듈 방식의 팽창형 다기능 야외-전개식 장치 및 그 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20070017486A true KR20070017486A (ko) | 2007-02-12 |
Family
ID=43651244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020067013471A KR20070017486A (ko) | 2003-12-04 | 2004-12-06 | 모듈 방식의 팽창형 다기능 야외-전개식 장치 및 그 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20070017486A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200465483Y1 (ko) * | 2010-09-28 | 2013-02-25 | 백종태 | 긴급 상황에 사용 가능한 분산형 재난 대처용품 |
| CN113567061A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-10-29 | 安徽理工大学 | 一种近距离煤层开采采空区群漏风检测方法 |
-
2004
- 2004-12-06 KR KR1020067013471A patent/KR20070017486A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200465483Y1 (ko) * | 2010-09-28 | 2013-02-25 | 백종태 | 긴급 상황에 사용 가능한 분산형 재난 대처용품 |
| CN113567061A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-10-29 | 安徽理工大学 | 一种近距离煤层开采采空区群漏风检测方法 |
| CN113567061B (zh) * | 2021-07-23 | 2024-01-12 | 安徽理工大学 | 一种近距离煤层开采采空区群漏风检测方法 |
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