KR20180097165A - 투명한 세라믹 유리를 통해 적외선 방사기의 효능을 최적화하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방사기와 그 열적 표적 사이의 적외선 - 투과성 물리적 배리어로서 사용되는 매끄러운 세라믹 유리의 적외선 통과 대역 특성을 보다 효율적으로 이용하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 세라믹 유리 및 환경의 낭비적인 가열을 감소시키면서 대상물을 가열하는 속도 및 효능을 현저히 개선하면서, 세라믹 유리를 크게 통과하는 적외선 파장을 생성 할 수 있는 파장 가변 방사기의 구현을 나타낸다.

Description

투명한 세라믹 유리를 통해 적외선 방사기의 효능을 최적화하는 방법 및 장치{Method and apparatus for optimizing effect of infrared ray radiation through transparent ceramic glass}

본 발명은 투명한 세라믹 유리를 통해 적외선 방사기의 효능을 최적화하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 매끄러운 세라믹 유리 표면을 통해 대상물을 가열하기 위한 방법 및 장치에 대한 현저한 개선을 나타낼 수 있는 투명한 세라믹 유리를 통해 적외선 방사기의 효능을 최적화하는 방법 및 장치를 제공코자 하는 것이다.

1960~1970년대에 다양한 세라믹 유리가 개발이 이루어진 이후 매우 낮은 팽창 계수의 근본적인 특징은 세라믹 유리 아래에 가열원이 있는 매끄러운 톱(상단) 조리 표면을 위한 기회를 창출하였다.

부드러운 상단의 요리 표면은 청소하기 쉽기 때문에 매력적이고 실용적이었다.

처음에는 세라믹 유리가 모든 파장에서 대충 불투명하기 때문에 접촉 전도를 통해 조리기구를 가열하는 세라믹 유리판의 전도 가열을 이용하는 것이 유일한 방법이었다. 세라믹 유리의 열전도도는 약 2W/m-℃에서 열전도도가 매우 높거나 철의 열 전도율이 1/10 미만으로 거의 분류되지 않지만 전도 가열은 거의 보편적으로 기본 방법으로 구현되었다. 매끄러운 세라믹 유리 조리대를 통해 조리기구에 열 에너지를 공급한다.

세라믹 유리가 가열 소자와 물리적으로 접촉하는 최초로 개시된 기술 중 하나인 미국 특허 제 3,987,275 호에 개시된 바와 같이, 세라믹 유리가 쿡탑 시장에 새로운 기술로 소개되었을 때 구현된 기술은 복잡하지 않았다.

그러나 세라믹 유리에 직접 결합된 필름 요소를 사용하는 미국 특허 제 4,002,883 호에 개시된 바와 같이, 기술은 신속하게 진화되었다.

가열 요소를 세라믹 유리와 직접 접촉 시키면 요소가 충분한 열 에너지를 제공하여 세라믹 유리가 과도한 열로 인해 실패 할 수 있는 기회가 만들어졌다.

이 상황을 관리하기 위해 제조업체는 세라믹 유리의 온도를 모니터링하고 안전 조치로 가열 요소의 열에너지 출력을 제한하려고 했다.

발열체, 쿡탑(cooktop) 및 조리 공정의 온도를 제어하는 수단으로서 쿡탑의 온도를 모니터링 하는 것과 관련된 많은 특허가 출원되었다.

이러한 방법 및 장치의 전형적으로 세라믹 유리의 온도를 직접 측정하기 위해 서미스터를 세라믹 유리에 결합시키는 방법을 개시하는 미국 특허 제 4,237,368 호이다.

미국 특허 제 4,350,875 호는 로드가 핫 방사 요소 위로 가열 및 팽창 될 때 스위치를 작동시키기 위해 레버를 통해 인코넬로드를 사용하는 방법을 최초로 공개 한 사람 중 하나이다.

미국 특허 제 4,430,558 호는 인코넬로드 및 스위치를 사용하여 2개의 복사 소자를 온도 제한하기 위한 유사한 장치 및 방법을 개시한다.

미국 특허 제 4,633,238 호는 유사한 인코넬로드를 사용하여 스위치를 직접 작동시켜 레버를 제거하여 비용을 절감하는 방법을 개시하고 있다.

미국 특허 제 5,041,809 호에서와 같이, 가열 요소 자체가 세라믹 유리의 온도 측정의 일부가 되는, 유리에 결합된 가열 요소를 사용하여 세라믹 유리의 바닥을 가열하는 방법 및 장치가 있다.

미국 특허 제 6,111,228 호와 같은 다른 미국 특허는 세라믹 유리와 물리적 접촉을 취하지 않고 쿡탑의 온도를 측정하기 위해 쿡탑으로부터 적외선 방출을 포착하는 수단으로서 광 도파관 장치를 사용하는 방법을 개시하고 있다.

미국 특허는 미국 특허 제 5,565,123 호와 같은 아날로그 펄스 폭 변조 또는 미국 특허 제 4,740,644 호에 개시된 것과 같은 마이크로 프로세서 제어 펄스 폭 변조를 사용하는 가열 요소의 열 출력을 제어하는 새로운 방법을 개시한다.

미국 특허 제 4,816,647 호는 세라믹 글라스의 온도가 안전 수준을 초과하면 사용자가 선택한 가열 속도를 초과하여 가열하는 마이크로 프로세서 구현 방법을 밝힌다.

세라믹 글래스 쿡탑 초창기 관측:

세라믹 글래스 쿡탑에 열 에너지를 전달하는 것과 관련된 모든 공개 사항 및 세라믹 글래스 쿡탑의 온도를 직접 또는 간접적으로 측정하여 열에너지 전달을 관리하는 노력은 쿡탑을 구현해야 한다는 가정이다.

가열 요소에서부터 세라믹 유리 쿡탑 상단에 있는 조리기구에 이르는 열 에너지의 전도 도관으로 사용된다.

이 목적을 위해, 상기에 언급된 미국 특허의 모든 개시는 1960 년대와 1970 년대의 원래의 세라믹 유리의 기능적 특징의 연속이다.

세라믹의 제한 작동 온도가 약 700℃이기 때문에 소자의 온도를 제한하는 것을 포함한다. 유리는 700℃다.

첫 번째 진화:

새로운 세라믹 유리들은 1990년대 중반에 일부 파장에서 90% 이상의 투과율을 보이는 적외선 에너지에 대한 상당한 통과 대역을 도입했다. 새로운 세라믹 유리 기술 개발 이후의 미국 특허 공개는 가열 요소가 세라믹 유리와 함께 어떻게 구성되고 사용되는지에 대한 변화를 반영했다. 미국 특허 제 5,512,731 호에는 세라믹 유리로부터 멀리 떨어진 주름진 요소가 개시되어 있다. 주름진 요소는 세라믹 유리에 대체로 수직인 확장된 표면적을 나타냈다.

여전히 가열 효율은 매우 낮았으며 (저항성)요소에 의해 손실된 에너지를 제한 하기 위한 많은 노력이 있었다.

(저항성)원소 금속은 기계적 장착 베이스를 제공하는 세라믹 절연체에 부착된 앵커를 최소화하도록 천공되거나 구성되었다.

미국 특허 제 5,699,606 호는 실장 베이스에 물리적으로 삽입된 (저항성)소자 부분의 불연속 수단이 전류 흐름을 제한하여 실장 재료 내에서의 전도로 손실된 열 에너지를 제한 한다는 것을 개시하고 있다.

미국 특허 제 5,837,975 호에는 열 에너지 손실을 최소화하기 위한 노력으로 지지베이스에 삽입되는 가열 요소 물질의 양을 최소화하는 것이 개시되어 있다.

보다 견고한 세라믹 유리의 출현으로 세라믹 유리 조리대에 직각으로 설정된 주요 복사 표면을 가진 주름진 (저항성)요소는 거의 보편화되었다.

그러나 가열 요소를 관리하는 수단은 거의 동일하게 유지되었다. 유리를 직접 측정하거나 가열 요소에 의해 방출되는 열 에너지를 측정하는 다양한 메커니즘이 개발되었다. 그러나 모든 측정은 가열원 또는 세라믹 유리의 온도가 세라믹 유리의 열 한계(약 700℃)에 가까워지면 에너지 차단 장치를 제어하는 방법을 여전히 제공한다.

이 공시는 시장에서 유사한 시스템 또는 관련 모든 이전 특허에 대해 검토되었거나 누락된 4가지 중요한 문제를 확인한다.

1. 새로운 세라믹 유리의 투과율이 높은 통과 대역은 적절한 복사 에너지를 사용하여 세라믹 유리를 통해 더 효율적으로 열을 발생시키는 진화의 기회이다.

2. 전송 통과 대역의 파장은 'Wien의 변위법(Displacement Law)'을 사용하여 (저항성) 복사 소자의 작동 온도를 결정한다.

3. 'Stefan Boltzmann 법칙'을 온도 센서의 물리적인 구현 및 (저항성)복사 소자 하우징의 구성에 적용하면 시스템 효율이 향상된다.

4. 적절한 Lambertian 라디에이터로서 (저항성)복사 요소를 구성하면 거의 최적의 투사 복사 패턴이 생성된다.

높은 투과성 통과 대역 :

1990년대 중반에 새로운 세대의 세라믹 유리를 도입했을 때 성능이 크게 향상되었다. 이때까지 매끄러운 톱 레인지와 쿡탑 제조사는 거의 보편적으로 세라믹 유리의 직접 전도성 가열을 중단시켰으며 가열 원으로 비접촉 (저항성)복사 요소를 구현했다.

도 8과 9에서 볼 수 있듯이, 1990년대 중반에 도입된 세라믹 유리의 생성에 의해 제시된 적외선 에너지에 대한 2개의 통과 대역이 있다.

도 8은 비 착색된 반투명 세라믹 유리의 투과 특성을 도시하고, 도 9는 불투명 세라믹 유리의 투과 특성을 도시한다.

파장 대 투과율 그래프는 Schott Glass 또는 일본에서 제조된 시장에서 인기있는 세라믹 쿡탑 유리에 대해 전형적인 전기 유리로서, 이 시장을 지배하는 두 제조 업체라 할 수 있다.

추상화된 차트는 저역 밴드 420, 520(저주파, 장파장)가 명목상 약 3,500nm 내지 약 4,250nm의 파장을 커버함을 보여준다. 파장 대 온도의 관계는 Wien의 변위 법에 의해 주어진다.

T = 2.898 × 10-3m·K

λ_peack

이 낮은 통과 대역 파장은 본 발명자가 검토 한 현재 제조된 시스템의 전형적인 410~550℃(약 770~1022ㅀF)의 온도에 해당한다.

그러나 투과율 차트에 제시된 바와 같이, 낮은 통과 대역에 대한 최고 투과율은 최고 60%이며, 이는 대역의 좁은 부분에 대한 것이다.

즉, 이 낮은 통과 대역에서 작동하는 복사 소자는 에너지 출력의 40% 이상을 비효과적인 국부 가열로 낭비하고 있다.

쿡탑 시스템의 가열 요소의 온도 제어를 구현한 위에 언급된 특허는 요소가 유리에 접촉했는지 여부와 관계없이 유리 고장에 대한 안전 조치로 700℃의 상한이 관찰됨을 보편적으로 공개했다.

위에서 언급 한 바와 같이 1990년대 중반 이후에 출원된 특허와 관련된 일반적인 제어 시스템은 소자에서 방사되는 에너지를 측정하여 700℃에 접근할 때 소자에 대한 에너자이징 전력을 차단한다.

약 60%의 최대 투과율로 낮은 통과 대역으로 튜닝된 방사원은 세라믹 유리를 통해 조리기구에 60W를 전달하기 위해 100W의 투과 방사 에너지를 필요로 한다.

더 나쁜 것은 세라믹 유리를 향한 100W의 방사 에너지에 대해 약 40W가 세라믹 유리 가열에 손실된다는 것이다.

세라믹 유리의 투과율을 고려하면 매끄러운 세라믹 유리 쿡탑의 작동 매개 변수가 크게 향상된다. 상부 통과 대역에 맞추어 진 방사원, 단지 85W의 방사 전송 파워는 약 60W를 세라믹 유리를 통해 조리기구에 전달하며 약 25W는 세라믹 유리를 가열하는데 손실된다.

전체적인 전력 감소 및 세라믹 유리로 감소된 손실은 시스템의 효능을 향상시킨다. 세라믹 유리는 조리 영역에서 더 오래 작동 할 수 있으며 안전 문제를 일으킬 정도로 가열되지 않는다. 전체 에너지가 절감되고 운영 비용이 절감된다.

스테판 - 볼츠만환경:

전술한 바와 같이, (저항성)복사 소자의 효율의 개선을 중점적으로 갖는 몇몇 미국 특허가 있다. 세라믹베이스에 (저항성)요소를 고정하는 데 사용된 (저항성)요소 부분을 최소화하는 노력이 있었다.

Stefan-Boltzmann Law의 관점에서 우려는 부당하다. (저항성)요소에 물리적 인 장착을 제공하기 위해 사용되는 절연 내화베이스는 열전도도가 매우 낮고 열용량이 매우 크다.

이와 같이, (저항성)요소와 접촉하는 내화물은 신속하게 가열되고 (저항성)요소 및 내화성 앵커가 신속하게 평형 온도에 도달하기 때문에 열에너지의 흐름을 최소화 할 것이다.

반대로, 부착되었지만 차폐되지 않은 서미스터, 비 차폐 접촉 센서 또는 광 도파관 온도 센서를 사용하여 세라믹 유리의 온도를 측정하려는 시도가 있다.

이러한 모든 고려 사항은 고출력 복사 에너지원 (즉, (저항성) 요소)과 바닥에서 방출되는 에너지(세라믹 유리판 상부에서 방사되는 에너지)와 비교할 때 복사 에너지 원의 사용과 관련하여 잘못된 가정을 하면 혼란스럽다.

스테판-볼츠만 법칙은 복사 에너지 전달의 효율성을 온도 차이의 4승에 비례한다고 정의한다.

Stefan-Boltzmann 법칙이 주어지면, 세라믹 유리판의 바닥 온도를 모니터하는 이러한 기술 중 어떤 것도 고온 소스의 우세로 인해 혼란스러워 할 것이다.

또한 모든 "온도" 센서는 "전력"이 아닌 "강도"를 측정하므로 반사 에너지, 전송 에너지 또는 방사 에너지를 구분할 수 없다. 세라믹 유리판은 700℃에서 약 60%의 투과율을 갖지만 세라믹 유리의 광학 특성은 세라믹 유리를 통해 관찰된 "강도"로 표시된 것처럼 복사 에너지의 "명백한" 투과를 가능하게 한다.

따라서 광 센서는 정량화 할 수 없기 때문에 혼란스러울 수 있다.

관찰된 "힘"과 이 센서는 항상 자신의 시야에서 가장 높은 온도를 찾는다. 이는 방사원의 반사 일 수 있다.

세라믹 유리 및 덕트 방사 에너지를 광학 센서에 "조사"시키기 위해 도파관을 사용하는 미국 특허 제 6,111,228 호에 개시된 장치는 세라믹 유리의 신뢰성 있는 측정치를 산출하기 어렵다.

왜냐하면 방사 소스의 더 높은 온도 유리를 통해 도파관으로 전달되거나 유리에서 도파관으로 반사되어 더 차가운 세라믹 유리판의 저온 방사 에너지를 지배한다(차이의 네 번째 힘으로).

램버시 방열기(Lambertian Radiators):

램버트(Lambert)의 코사인 법칙(cosine law)은 복사 에너지가 어떻게 방사 표면을 떠나는 지 정의한다.

유한한 길이로 곡면이 없는 모든 복사 표면은 램버시 방열기이다.

위에서 언급 한 여러 특허 장치의 주름진 (저항성)요소는 모두 세라믹 유리 밑면에 직각으로 장착된다. 도 7, 720.

불행히도 이러한 요소는 주 표면이 쿡탑. 도 7은 미국 특허 제 5,512,731 호에서 발췌한 "도 1" 740을 도시하고, 전형적인 현대 응용에서의 리본 요소의 전형적인 구성을 도시한다.

블로우 업 730은 (저항성)리본 요소의 방사 표면의 확대도를 나타낸다. (저항성) 리본 소자(710, 720)의 큰 표면은 쿡탑에 대해 90도에 배치되어 미국 특허 제 5,512,731 호 및 상기 언급된 다른 것들에 개시된 바와 같이 매우 적은 양의 방사된 에너지가 쿡탑의 바닥에 직접적으로 노출되도록 한다.

실제로 그것이 쿡탑에 직접 방사 될 수 있도록 위치된 유일한 표면은 (저항성)복사 리본(730)의 노출된 표면 영역의 최대 약 1/10 인 (저항성)리본(700)의 작은 에지이다. 기껏해야 유리 복사열을 향하여 복사 출력의 7% 이상이 유리를 통해 조리기구(3)로 전달 될 가능성이 있다.

따라서 이러한 종류의 열원으로부터의 가열을 위한 주요 메커니즘은 열풍 대류이며, 이는 유리 플레이트의 상부에서 조리기구를 가열하기 위한 수단으로서 유리 플레이트 및 다른 지지 구조를 가열한다.

오늘날 대부분의 세계에서 제조 및 서비스중인 이 시스템은 (저항성)방사 요소의 세그먼트가 길이의 상당 부분에서 서로 마주 보는 대류 대기 프로세스에 의해 세라믹 유리의 바닥을 가열한다. Stefan-Boltzmann 법칙에 의해 정의된 바와 같이, 같은 온도의 원소들은 서로에게 에너지를 효과적으로 전달하지는 않지만, 그들 사이의 공기를 극적으로 가열한다.

효과적인 램버트 방열기로 작동하는 방사 요소는 방사 표면에 수직인 45도의 원뿔 내에서 복사 요소로부터 방출되는 총 복사 에너지의 70% 이상을 투사한다.

US 특허 제 3,987,275 호 US 특허 제 4,002,883 호

이에 본 발명에서는 투명한 세라믹 유리를 통해 적외선 방사기의 효능을 최적화하는 방법 및 장치를 제공하되, 매끄러운 세라믹 유리 표면을 통해 대상물을 가열하기 위한 방법 및 장치에 대한 현저한 개선을 나타낼 수 있는 투명한 세라믹 유리를 통해 적외선 방사기의 효능을 최적화하는 방법 및 장치를 제공코자 하는 것이다.

본 발명은 제조사의 스펙 데이터를 이용하여 특정 세라믹 글라스를 통한 최대 투과를 위한 파장의 근사 범위를 선택하는 단계;

'Wien의 변위법'을 이용하여 적외선 복사 방사기에 의해 방출 될 상기 최적의 파장에 대한 적절한 온도를 계산하는 단계;

상기 세라믹 유리를 통해 전달되는 발열량 또는 복사 전력을 설정하기 위해 상기 사용자 인터페이스를 통해 사용자 입력을 모니터링 하는 단계;

적외선 복사 방사기 (저항성 요소) 및 세라믹 유리의 연속적인 모호하지 않은 온도 측정치를 수집하는 단계;

적외선 복사 전력의 대부분을 상기 세라믹 유리를 통해 상기 표적에 효과적으로 전달하도록 상기 세라믹 유리 표면에 적절한 파장을 조사함으로써 상기 세라믹 유리를 통해 의도된 표적에 열 에너지를 투사하는 단계;

실시간으로 상기 에미터의 온도를 모니터링하고 상기 원하는 온도를 유지하기 위해 상기 전류를 조정함으로써 상기 적외선 방사기의 방사된 파장을 제어하는 단계;

세라믹 유리의 온도를 모니터링하고 제조사의 안전 등급을 제어 고려 사항의 일부로 사용토록 하며;

사용자 입력, 세라믹 유리 및 방사 방사기 (또는 저항성 요소)로부터 수집된 데이터 간의 비교에 응답하여 표적에 인가되는 열 에너지의 양을 조절하는 단계를 포함하여 세라믹 유리를 가열하기 위해 손실된 열 에너지를 최소화하면서 세라믹 유리를 통한 적외선 에너지의 전달을 최적화하기 위해 적외선 복사 방사기(또는 저항성 요소)의 파장 (온도)을 생성하고 제어하는 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명한 세라믹 유리를 통해 적외선 방사기의 효능을 최적화하는 방법을 제공한다.

또한, 아크 배열로 된 세라믹 내화물의 하나의 공통 표면상에 방사되도록 부분적으로 노출된 원형, 직사각형 또는 타원형 단면의 저항성 와이어 코일의 장치로서, 상기 세라믹에 위치되어 지지되는 와이어 아크는, (와이어 직경 또는 평균 단면과 비교하여) 와이어의 표면 장력이 선택된 가열 범위에 대한 와이어의 소성 변형을 극복 할 수 있도록 하며;

상기 열선 아크의 상기 배열은 열 에너지의 램버트 적외선 복사기 (즉, 복사 방사기 표면의 법선의 45도 내에서 지향된 열 에너지의 70% 이상을 갖는 빔 패턴)를 제공토록 하고;

장치는 하나의 공통 표면상에 배치된 단일 또는 다수의 어레이로 이루어질 수 있고;

임베디드 저항성 와이어의 실시간 온도의 아날로그 또는 디지털 표현을 로컬 또는 원격 컨트롤러로 전달하기 위해 내장형 코일 중 하나와 전도성 접촉을 이루도록 배치된 절연되거나 열적으로 보호된 열전쌍 및 리드;

상기 저항성 와이어에 전기 에너지를 공급하여 상기 와이어를 가열하여 상기 장치의 세라믹 유리의 통과 대역에 적합한 파장의 대역에 걸쳐 열복사를 방출하는 소스 및 제어기;

세라믹 유리의 실시간 온도의 아날로그 또는 디지털 표현을 로컬 또는 원격 컨트롤러로 전달하기 위해 세라믹 유리와 전도성 접촉을 이루도록 배치된 단열 또는 열 보호 열전대 및 리드를 포함하는 저손실, 고도로 지향된 적외선 빔 패턴을 생성하는, 확장된 범위의 파장에 걸쳐 조율 가능한 것을 특징으로 하는 투명한 세라믹 유리를 통해 적외선 방사기의 효능을 최적화하는 장치를 제공한다.

또한, 상기 복사 방사기 (저항성 요소)의 제어는 또한 적응 형 열적 예측 프로파일에 종속되며,

시간의 함수로서 적외선 복사 방사기 (저항성 요소) 및 세라믹 유리의 비 모호한 온도 측정치를 수집하는 단계;

상기 목표 발열량을 설정하기 위해 상기 사용자 인터페이스를 통해 상기 사용자 입력을 모니터링 하는 단계;

전술한 온도 측정치를 사용하여 세라믹 유리의 전도성 열 에너지 기여도를 계산하는 단계;

세라믹 유리의 전도성 열 에너지 기여도를 사용하여 가열되는 대상물에 일정한 열 에너지를 유지하기 위해 세라믹 유리를 통해 전달되는 복사 전력을 조정하는 데 필요한 복사 소자의 온도를 계산토록 한 것을 특징으로 하는 투명한 세라믹 유리를 통해 적외선 방사기의 효능을 최적화하는 방법을 제공한다.

본 발명은 세라믹 유리를 과열시키지 않으면서 세라믹 유리의 적외선 통과 대역 특성을 보다 효율적으로 이용하여 세라믹 유리를 통해 열 에너지를 수신기에 전달하는 방법 및 장치를 포함한다.

본 발명에서 개시하는 기술은 적절한 적외선 파장을 생성하고 세라믹 유리의 적외선 투과성 물리적 배리어를 통해 복사 에너지를 효율적으로 투사 할 수 있는 파장 가변 방사기의 구현을 나타낸다.

적절한 파장의 복사 에너지를 세라믹 유리를 통해 전달하는 것은 세라믹 유리의 다른 측면의 열적 타겟을 가열하는 속도 및 효율을 상당히 향상시키면서 세라믹 유리의 낭비적인 가열을 감소시킨다.

이 장치는 저비용 (저항성)방사 요소로 자연스러운 빔 패턴을 갖도록 물리적으로 구성되어있어 거의 이상적인 Lambertian 라디에이터가 되어 45도 원뿔 법선에서 전체 방사 출력의 70% 이상을 방사 표면에 투사한다. 상기 장치는 복사 소자 및 세라믹 유리의 온도를 직접적으로 모호하지 않게 측정하는 차폐 수단을 포함한다.

이 장치는 (저항성)방사 요소의 효과적인 작동을 감시 및 관리하고 열적으로 유도된 고장으로부터 세라믹 유리를 보호하는 방법으로 구현된다.

도 1은 예시적인 조리기구가 상주하는 세라믹 유리 쿡탑의 일부와 관련하여 도시된 조정 가능한 고온 복사 소자의 바람직한 실시 예를 도시한다.
도 2는 전체 튜닝 가능한 고온 복사 소자의 도면이다.
도 3은 엘리먼트 필라멘트의 매립된 경로와 열전쌍 및 이들의 위치 설정 및 열 차폐 시스템의 장착을 나타내기 위해 캐스팅 가능한 세라믹 내화물을 제거한 요소의 평면도이다.
도 4는 도 3의 A-B 선을 따라 취한 도면이다.
도 5는 아이템 200을 절취 한 복사 소자의 저부를 도시한 도면이다.
도 6은 도 4에 도시된 복사 소자의 복사 에너지 방출의 상세도이다.
도 7은 이전에 발행된 미국 특허 제 5,512,731 호의 도면을 사용하여 오늘날 일반적으로 사용되는 (저항성) 요소의 열 방사 방출을 나타낸다.
도 8은 2개의 주요 제조사에 적용 가능한 비 착색 제 2 세대 세라믹 안경에 대한 투과율 대 파장 플롯이다.
도 9는 2개의 주요 제조사의 매우 불투명 한 제 2 세대 세라믹 안경에 대한 투과율 대 파장 플롯이다.
도 10 및 도 11은 세라믹 유리를 통해 요리기구로의 열 에너지 방출을 최적화하도록 튜닝 가능한 에미터를 제어하기 위한 제안된 방법에 대한 처리 흐름도이다.

이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 약, 실질적으로 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 사용된다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 다음의 상세한 설명은 1990년대 중반 이후 2개의 주요 제조사 중 어느 하나에 의해 제공된 바와 같이 제 2 세대 세라믹 유리판의 상부에 있는 조리기구에 열에너지를 전달하는 것과 관련하여 진행된다.

본 발명의 다음 설명은 복사 방사기 가열 요소(1), 매끄러운 상부 세라믹 글래스 윗면(2) 및 공통 조리기구(3)를 이용하는 바람직한 실시 예와 관련하여 이루어진다.

결합된 시스템은 고유하게 구성된 가열 장치 세라믹 유리(2)를 통해 복사 에너지를 세라믹 유리의 상부에 위치한 조리기구(3)에 전달하도록 최적화된 복사 방사기 소자(1)를 포함한다.

본 명세서에 개시된 기본 장치는 평탄한 상부 쿡탑 구성에 한정되는 것은 아니며, 실제로 (저항성) 방사기로부터 다른 구성으로 (저항성) 방사기로부터의 열 에너지의 정확한 제어를 제공하는데 사용될 수 있다.

이 구현 예에서, 세라믹 매트릭스는 추가적으로 각 코일의 방사 표면의 대부분을 물리적으로 지지한다.

이 특징은 저항성 요소(예를 들어, 니켈 크롬 합금 또는 견고한 열 성능을 위해 선택된 일부 저항성 도체)의 소성 변형 온도 이상으로 신뢰성 있는 작동을 가능하게 한다.

이러한 과열된 코일 세그먼트는 표면 장력이 코일 중력에 대항하여 형상을 유지하고 소성 변형을 극복하고 에미터의 유용한 온도 범위를 거의 2배로 늘릴 수 있게 하는 요인이 될 만큼 충분히 가볍다.

이 구성은 복사 에너지의 방출을 (저항성) 복사 요소의 표면적의 약 1/3로 제한한다. 고성능 캐스터블 세라믹 내화물(70)은 (저항성) 방사 요소의 일부만이 보다 낮은 온도의 히트 싱크 기회를 볼 수 있기 때문에, 방사 와이어의 거의 온도까지 가열하여 세라믹으로의 방사를 최소화한다. 스테판 - 볼츠만 법칙에 의해 복사 에너지 전달의 효과는 방출기와 수신기 사이의 온도차의 4승에 비례한다. 이러한 물리적 구성은 본질적으로 복사 소자의 노출된 부분이 (저항성) 복사 소자(565)를 빠져 나가기 위한 열 에너지의 유일한 경로가 되도록 제한한다.

전류가 흐르는 (저항성) 도체의 방사 표면의 절반 미만이 방사 에너지 방출 경로로서 이용 가능하기 때문에, 단위 면적당 강도 또는 전력은 통상적인 동작 (방사)의 약 2배까지 구동되고, 주어진 (저항성) 요소에 대한 온도와 규정된 전류가 흐른다.

이 때, 생성된 복사 에너지의 출력 파장(즉, 온도)의 정밀 폐쇄 루프 제어를 가능하게 하기 위해 매립된 열전쌍(132)을 사용하는 유사한 목적을 위해 구성된 비교 가능한 (저항성) 복사 소자는 없다. 하나의 부분적으로 노출된 코일의 절연은 부분적으로 노출된 코일의 상대적인 방사 표면의 세부 사항을 보여주기 위해 과장된 도면 550으로 제시된다. 565로 표시된 바와 같이, 복사 코일의 노출된 부분은 램버트식 표면(Lambertian Surface)으로서 투영된 복사 에너지를 나타낸다.

램버트식 표면은 표면에 수직한 시야각의 코사인 함수로서 복사 에너지를 방출한다. 그와 같이 이 (저항성) 요소에 의해 방출되는 복사 에너지의 70% 이상이 요소 표면의 법선의 45도 내로 투영된다.

내장된 (저항성) 요소는 코일의 약 33%가 노출되어 있다. 180도의 33%(반원의 대칭에서)는 전체 호 길이의 약 60도이다. 노출된 코일(560)의 중심으로부터 직접 쿡탑(2)의 바닥을 향하여, 코일은 각 측면상에서 약 30도 아래로 연장된다.

따라서 노출된 코일의 극한면에서도 노출된 전체 아크 길이에 대해 (저항성) 방사 요소 에너지에 의해 방출되는 방사 에너지의 70% 이상이 세라믹 유리(2)의 바닥에 부딪친다.

각각의 코일(580)의 내측으로부터의 복사 에너지는 고 열 용량, 저 열 전도성 내화물(70)의 표면에 직접 노출된다. 내화물은 급속히 가열되어 다음과 같은 거의 동일한 온도에서 열 에너지 라디에이터(590)가 된다.

내화 물질(70)은 중요한 절연체이고, 실질적으로 요소로부터 매우 적은 열을 전도하지만, 스테판-볼츠만 법칙에 의해 방사 요소로부터의 물질에 매우 적은 열을 결합시킨다.

그러나 표면(70)으로부터 2차적으로 그리고 정상적으로 방출되는 복사 에너지는 세라믹 유리판을 향한 고온 복사 에너지의 효과적인 방사기이다.

본 발명에서 제공된 장치는 에미터의 온도 범위(즉, 파장)가 상당히 연장되고 내포된 열전쌍이 가변적인, 그러나 정확하게 제어된 복사 에너지 출력. 이러한 능력은 방사기(20)의 최적의 "조율 (tunability)"에 기여하고, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 세라믹 유리판(2)의 최적 통과 대역 410 및 510에 정확하게 "동조"된 방사 소스를 생성하는 신뢰할 수 있는 방법을 가능하게 한다.

제어 프로세스의 구성 요소는 차폐된 열전쌍 (134)이 접촉점 (40)에서 세라믹 유리판(3)의 하부와 접촉하도록 접촉 스프링(150)에 의해 위치되는 세라믹 유리판(2)의 안전 및 과열에 대한 관심을 다룬다. 가공된 절연 내화물(30)은 (저항성) 방출기 (20)의 복사 에너지로부터 열전쌍(134)을 차폐한다. 접촉 스프링(150)은 기계 가공된 내열성 열 아이솔레이터(160)에 의해 기계 가공된 세라믹 쉘(10) 및 캐스팅 가능한 세라믹 유리(2).

아래는 조리기구(3)가 세라믹 유리(2)를 크게 통과하는 열 에너지를 이용하여 최적으로 가열되어 흡수된 에너지로 유리를 최소한으로 가열하는 과정을 상세하게 나타낸 것이다.

열전대 (134)는 접점(40)을 통해 세라믹 유리(2)의 온도를 모니터하여 제어 프로세스가 세라믹 유리를 안전한 작동 범위로 유지하도록 조정할 수 있게 한다.

반 직관적으로 보일 수 있지만, 복사 소자(20)의 온도를 상승시켜 세라믹 유리를 크게 통과하는 보다 짧은 파장을 발생 시키면 조리기구(3)에 더 많은 열을 전달하고 세라믹 유리에 덜 낭비되는 열을 흘려 보낼 것이다.

에미터 소스 온도는 복사열 에너지의 전달을 최적화하도록 제어 될 수 있으며 조리기구(3)의 가열 효과를 조절하기 위해 정밀하게 제어 될 수 있다.

복사 소자의 제어, 결과적인 파장, 세라믹 유리의 가열 및 조리기구의 가열을 수행하는 방법

내장형 또는 원격 제어용 컴퓨터 시스템은 내장형 열전쌍의 온도를 효과적으로 읽도록 프로그래밍하고 각 세라믹 유리 모델 번호에 대해 특별히 정의된 사전 정의된 온도 맵을 사용하여 작동 과정과 관련시켜 솔리드스테이트 릴레이를 통해 복사 소자를 관리 할 수 있다.

또는 기계적 스위치. 온도 맵은 다양한 열 에너지 전달 요건 (즉, 사용자 입력 설정)에 대한 상이한 온도 (예를 들어, 파장) 대 시간에 대한 복사 에너지 소산 대 전송 속도를 조리기구에 관련시킨다.

고온 튜닝 가능한 복사 소자(20)는 부착된 임베디드 제어 프로세서 모듈 및 스위칭 시스템 (제어 모듈) (120)과 함께 도시되어 있다. 이 구현 예는 튜닝 가능한 에미터의 제어에 유리한 특징을 제공하지만, 튜너블 복사 소자의 적용에서 제한 요인

기존의 임베디드 컴퓨터 제어 시스템은 이러한 임베디드 방사기로부터 이익을 얻을 수 있는 소비자 및 산업 프로세스를 가능하게하기 위해 특별히 개발되었다.

상기 임베디드 제어 시스템은 인간의 삶, 장비 및 시설에 대한 안전 장치가 중요한 고성능 복사 가열 장치의 정밀 제어에 최적화되어 있다.

임베디드 컨트롤러에는 임베디드 마이크로 프로세서의 제어하에 있는 제로 소산 스위치가 포함되어 있다. 마이크로 프로세서는 조정 가능한 쿡탑 방사 요소에 내장된 열전대와 세라믹 유리 쿡탑의 바닥에 눌러 진 열전쌍을 포함하여 여러 센서 라인을 지속적으로 모니터링한다. 상기 마이크로 프로세서는 특정 세대의 세라믹 유리에 대한 통과 대역 및 중요한 안전 작동 한계의 매개 변수로 프로그래밍된다.

또한 컨트롤러는 최대 전류 제한 회로 중단은 물론 접지 오류 중단 및 아크 오류 중단을 제공한다.

제로 소산 스위치 및 내장형 제어기의 세부 사항은 미국 특허 가출원 제 62,325,678 호에 개시되어있다.

다음은 평탄한 세라믹 유리 쿡탑(2)의 상부에 위치한 조리기구(3)에 열 에너지를 전달하기 위한 본 발명에 따라 수행되는 제어 프로세스를 설명한다.

본 발명의 이러한 측면은 장치. 정확한 파장 - 제어된 열 에너지를 제공하기 위한 다른 장치들과 함께 아래에서 설명되는 공정의 실시는 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.

도 2 및 도 3에 가장 잘 도시된 바와 같이, AC 전력은 커넥터(50) 및 로컬 사용자 인터페이스 제어 시스템(60)으로의 연결부에 인가되고 제어 모듈 및 스위칭 장치 (120)를 통해 리드 (300 및 310) ) 요소. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시 예가 수용되는 스무스 탑 쿠킹 레인지가 상용 전원에 연결될 때 제어 모듈(120)에 전원이 인가된다. 전력이 인가되면, 제어 모듈(120) 은도 10 및 도 11에 도시된 바와 같은 연속 루프 프로세스를 시작하고, 시작점은 전원 켜기(600)이다. 도 10에서 프로세스 (605 및 606)는 제어 패널상의 사용자 입력 설정을 지속적으로 모니터링 한다.

기구. 프로세스 (606)가 "온"으로의 변화를 검출하면, 프로세스 (607)가 호출되어 사용자 명령을 관리한다. 프로세스(610)는 요소에 전력을 공급하기 위해 제로 발산 스위치를 조건부로 호출하기 위해 호출되며, 프로세스(615)는 회로가 그러한 고려 사항에 대해 프로그래밍된 경우 현재 돌입 기회를 수용하면서 특정 시동 전류 프로파일이 2초 동안 동작하도록 한다. 프로세스(616)는 프로세스(630)를 호출하며, 프로세스(630)는 2초 전류 램프 프로파일에 대한 순응을 위한 전류 인출을 평가한다.

공장에서 특수 전류 프로파일을 작동 프로그램에 로드하지 않으면 이 전류 프로파일이 "일반"또는 "표준"전류 프로파일에 대해 실행된다. 전류 드로우가 프로파일 내에 있지 않으면, 프로세스(620)는 이 채널을 차단하기 위해 호출되고, 에러 또는 결함 패턴이 제어 컴퓨터에 전송되고, 에러 패턴이 제어 모듈(120) 상에 장착된 LED(51, 61)에 표시된다.

전류 인출이 프로파일 내에 있으면, 프로그램 루프는 "ARC 결함"프로그램 프로세스(650)를 호출하는 프로세스(626)로 계속된다. ARC 결함이 존재하면, 프로그램은 복사 소자를 차단하고, 결함 식별 정보를 제어 컴퓨터는 그 다음 제어 모듈(120)상의 LED (51, 61)상의 ARC 결함 패턴을 깜박이다.

"아크 결함"이 없다면 루프는 프로세스(660)를 호출하여 접지 결함을 테스트하는 프로세스(645)로 진행한다. "접지 오류 (Ground Fault)"가 검출되면 시스템은 프로세스(620)를 호출하여 이 복사 요소를 차단하고 제어 컴퓨터에 오류 상태를 알리고 제어 모듈(120)의 LED(51, 61)에 "접지 오류" 오류 코드를 깜박인다. "Ground Faults"가 없다면 제어 루프는 프로세스(605)로 돌아가고 실행 시간의 처음 2초가 지날 때까지 반복합니다.

프로그램 루프가 2초 타이머가 종료된 후 프로세스 (605)에 도달하면, 프로그램 루프는 프로세스(615 내지 617)에서 분기하여 세라믹 유리 플레이트의 열 프로파일의 추적이 온도 이 특정 매끄러운 상단 요리 범위 또는 카운터 상단에 포함된 세라믹 유리의 특정 유형 및 모델 번호를 기반으로 지도한다.

세라믹 유리 플레이트(2)가 허용 가능한 범위를 벗어난 것으로 측정되면, 프로세스(670)가 호출된다. 프로세스(670)는 세라믹 유리 상부(2)에서 소산된 열 에너지를 감소시키기 위해 방사기 방출기 또는 "요소"온도 맵을 변경한다. 프로세스(617)의 어느 한 분기에서, 프로그램 루프는 프로세스(618)로 이동하여 프로세스(635)가 호출되어 복사 소자 온도 측정된 값과 사용자 입력을 맵핑하여 쿡탑(2) 위에 안치된 조리기구(3)가 사용자가 선택한 열 범위로 표시된 사용자의 요청과 관련하여 사용자가 예상한 열에너지를 얻고 있는지 사용자 입력 장치를 통해 확인한다.

프로세스(635)는 프로세스(618)에서 프로그램 루프가 프로세스(610)에서 소자를 "턴 온"시키거나 온도 맵 내에서 동작하는 경우 이미 "온"이면 소자를 "온"으로 유지하도록 할 것이다.

또는 프로세스(635)는 엘리먼트의 온도가 작동 온도 맵에 비해 여전히 너무 높은 경우, 방사 요소를 "오프"로 돌리거나 또는 "오프"로 유지하도록 프로그램을 618에서 620으로 분기하도록 한다. 이는 원하는 레벨에서 복사 소자의 온도를 유지하기 위해 한 번에 미리 수초 동안 복사 소자(1)를 계속 켜고 끄는 제어 루프 부분이다.

프로그램 요소(618) 및 프로세스(610 또는 620) 중 하나에 대한 호출 후에, 루프는 프로세스(625)로 진행하여 프로세스 및 조건에 대한 과도한 전류 흐름에 대해 회로를 테스트한다. 과전류 상태인 경우, 프로세스(620)은 복사 소자에 대한 모든 전력을 차단하고 제어 컴퓨터에 오류 표시를 보내고 제어 장치의 LED 항목 51 및 61에 대한 "과전류" 오류 상태를 모듈(120)에 플래시한다.

복사 소자가 과도한 전류를 끌어 내지 않으면, 제어 루프는 ARC 결함 테스트를 수행하기 위해 처리 단계(626)로 진행할 것이다. ARC 결함이 있는 경우, 시스템은 복사 소자(1)에 대한 모든 전력을 종료하고, 제어 컴퓨터에 오류 메시지를 보내고, 제어 모듈(120)의 LED(51 및 61)에 ARC 오류 코드를 플래시 처리(620) 할 것이다.

제어 루프가 한계 내에서 ARC 결함 주파수를 찾으면 제어 루프는 프로세스 (645)로 진행하여 프로세스(660)을 호출하여 AC Hot 및 AC Neutral 라인의 전류 흐름을 평가하여 접지 오류를 판별한다.

2개의 전류 흐름이 지정된 파라미터 내에 있다면, 시스템은 제어를 초기 프로세스 요소(605)로 되돌릴 것이다. 그러나 시스템이 방사 요소에 생명 안전 문제가 없다는 것을 보장하기 위한 안전 조치로서 Ground Fault를 검출한다면 프로세스(620)가 호출 될 때, 고장 메시지가 제어 컴퓨터로 전송되고 지락 결함 에러 코드가 제어 모듈(120)상의 LED(51 및 61)에 플래시 될 것이다.

이상과 같이 본 발명의 상세한 설명에는 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 기술범위에 벗어나지 않는 범위 내에서는 다양한 변형실시도 가능하다 할 것이며, 따라서 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정하여 정해지는 것이 아니라, 후술하는 특허청구범위의 기술들과 이들 기술로부터 균등한 기술수단들에까지 보호범위가 인정되어야 할 것이다.

1: 복사식 요리 요소
2: 세라믹 유리 조리대의 부분
3: 조리기구
10: 주조되고 가공된 세라믹 내화물 복사 소자 쉘
20: 내장된 (저항성)복사 소자
30: 세라믹을 보호하는 세라믹 내화물 차폐물 유리 열전대 센서
40: 열전대 센서(134)와 세라믹 유리(2) 사이의 접촉점
50: 복사 소자에 AC 전원을 공급하는 커넥터
51: 신호 LED
60: 제어 컴퓨터 및 사용자 인터페이스에 통신을 제공하는 커넥터
61: 신호 LED
70: 내열용 캐스터블 내화물 (저항성) 복사 소자 내장
120: 임베디드 컨트롤러 및 스위치 (제어 모듈)
130: 임베디드 컨트롤러에 대한 열 장벽을 제공하는 가공 세라믹 내화물
132: (저항성) 소자의 차폐된 온도를 측정하는 인코넬 차폐 열전쌍 및 리드20
134: (저항성) 소자의 차폐된 열전대와 센서의 리드는 세라믹 유리판(2)을 모니터링
140: 열전대(132)와 (저항성) 요소(20,1) 사이의 접촉점
150: 세라믹 차폐판(30)을 밀어 세라믹 유리판(2)에 접촉시키는데 사용되는 스프링
160: Inconel 스프링을 분리하는 기계 가공 가능한 세라믹 절연체
165: 그루브 - (저항성) 요소(20) 및 캐스팅 가능한 세라믹(70)을 위한 포켓을 생성하는 기계 가공된 세라믹(10)으로부터 재료가 제거된 영역
200: 임베디드 열전쌍 (저항성) 요소 연결부가 드러난 부분을 나타냅니다.
300: (저항성) 요소의 AC 리드 중 하나
310: (저항성) 요소의 다른 AC 리드
410: 상위 및 높은 전송 통과 대역 예제 2 세대 논-틴티드(non-tinted) 반투명 세라믹 유리
420: 현재 업계에서 사용되는 낮은 투과율의 통과 대역을 식별합니다
510: 제 2 세대 불투명 세라믹 글래스에 대한 상위 및 높은 전송 통과 대역
520: 현재 업계에서 사용하는 더 낮은 전송 통과 대역
550: (저항성)에미터(20)의 코일 노출 부분에 대한 세부 정보
560: 에미터(20)의 표면에 90도 방출된 복사 에너지
565: (저항성) 에미터(20)의 코일의 노출된 부분
580: (저항성) 에미터(20)의 내부 표면에 수직 한 열 방사
590: 반사 에너지를 나타내며, 모두 캐스터블 세라믹의 표면에 수직이다.

Claims (3)

1. 제조사의 스펙 데이터를 이용하여 특정 세라믹 글라스를 통한 최대 투과를 위한 파장의 근사 범위를 선택하는 단계;
   'Wien의 변위법'을 이용하여 적외선 복사 방사기에 의해 방출 될 상기 최적의 파장에 대한 적절한 온도를 계산하는 단계;
   상기 세라믹 유리를 통해 전달되는 발열량 또는 복사 전력을 설정하기 위해 상기 사용자 인터페이스를 통해 사용자 입력을 모니터링 하는 단계;
   적외선 복사 방사기 (저항성 요소) 및 세라믹 유리의 연속적인 모호하지 않은 온도 측정치를 수집하는 단계;
   적외선 복사 전력의 대부분을 상기 세라믹 유리를 통해 상기 표적에 효과적으로 전달하도록 상기 세라믹 유리 표면에 적절한 파장을 조사함으로써 상기 세라믹 유리를 통해 의도된 표적에 열 에너지를 투사하는 단계;
   실시간으로 상기 에미터의 온도를 모니터링하고 상기 원하는 온도를 유지하기 위해 상기 전류를 조정함으로써 상기 적외선 방사기의 방사된 파장을 제어하는 단계;
   세라믹 유리의 온도를 모니터링하고 제조사의 안전 등급을 제어 고려 사항의 일부로 사용토록 하며;
   사용자 입력, 세라믹 유리 및 방사 방사기 (또는 저항성 요소)로부터 수집된 데이터 간의 비교에 응답하여 표적에 인가되는 열 에너지의 양을 조절하는 단계를 포함하여 세라믹 유리를 가열하기 위해 손실된 열 에너지를 최소화하면서 세라믹 유리를 통한 적외선 에너지의 전달을 최적화하기 위해 적외선 복사 방사기(또는 저항성 요소)의 파장 (온도)을 생성하고 제어하는 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명한 세라믹 유리를 통해 적외선 방사기의 효능을 최적화하는 방법.
   
2. 아크 배열로 된 세라믹 내화물의 하나의 공통 표면상에 방사되도록 부분적으로 노출된 원형, 직사각형 또는 타원형 단면의 저항성 와이어 코일의 장치로서, 상기 세라믹에 위치되어 지지되는 와이어 아크는, (와이어 직경 또는 평균 단면과 비교하여) 와이어의 표면 장력이 선택된 가열 범위에 대한 와이어의 소성 변형을 극복 할 수 있도록 하며;
   상기 열선 아크의 상기 배열은 열 에너지의 램버트 적외선 복사기 (즉, 복사 방사기 표면의 법선의 45도 내에서 지향된 열 에너지의 70% 이상을 갖는 빔 패턴)를 제공토록 하고;
   장치는 하나의 공통 표면상에 배치된 단일 또는 다수의 어레이로 이루어질 수 있고;
   임베디드 저항성 와이어의 실시간 온도의 아날로그 또는 디지털 표현을 로컬 또는 원격 컨트롤러로 전달하기 위해 내장형 코일 중 하나와 전도성 접촉을 이루도록 배치된 절연되거나 열적으로 보호된 열전쌍 및 리드;
   상기 저항성 와이어에 전기 에너지를 공급하여 상기 와이어를 가열하여 상기 장치의 세라믹 유리의 통과 대역에 적합한 파장의 대역에 걸쳐 열복사를 방출하는 소스 및 제어기;
   세라믹 유리의 실시간 온도의 아날로그 또는 디지털 표현을 로컬 또는 원격 컨트롤러로 전달하기 위해 세라믹 유리와 전도성 접촉을 이루도록 배치된 단열 또는 열 보호 열전대 및 리드를 포함하는 저손실, 고도로 지향된 적외선 빔 패턴을 생성하는, 확장된 범위의 파장에 걸쳐 조율 가능한 것을 특징으로 하는 투명한 세라믹 유리를 통해 적외선 방사기의 효능을 최적화하는 장치.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 복사 방사기 (저항성 요소)의 제어는 또한 적응 형 열적 예측 프로파일에 종속되며,
   시간의 함수로서 적외선 복사 방사기 (저항성 요소) 및 세라믹 유리의 비 모호한 온도 측정치를 수집하는 단계;
   상기 목표 발열량을 설정하기 위해 상기 사용자 인터페이스를 통해 상기 사용자 입력을 모니터링 하는 단계;
   전술한 온도 측정치를 사용하여 세라믹 유리의 전도성 열 에너지 기여도를 계산하는 단계;
   세라믹 유리의 전도성 열 에너지 기여도를 사용하여 가열되는 대상물에 일정한 열 에너지를 유지하기 위해 세라믹 유리를 통해 전달되는 복사 전력을 조정하는 데 필요한 복사 소자의 온도를 계산토록 한 것을 특징으로 하는 투명한 세라믹 유리를 통해 적외선 방사기의 효능을 최적화하는 방법.

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