KR20210121103A - 이중 냉난방 시스템 및 그의 용도 - Google Patents

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KR20210121103A
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radiation emitting
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위르겐 게르스텐마이어
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제이케이-홀딩 게엠베하
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Abstract

본 발명은 표적(190) 또는 피사체(192)를 향해 하나 이상의 파장의 방사선을 방출하는 하나 이상의 방사선원(110); 그 안에 또는 그 위에 표적(190) 또는 피사체(192)가 놓이는 하나 이상의 공간 또는 표면(140); 표적(190) 또는 피사체(192)를 향한 하나 이상의 방사선원의 방사선 방출을 제어하는 하나 이상의 수단(185)을 포함하는 방사선 방출 장치(100)에 관한 것으로, 방사선 방출 장치(100)는 하나 이상의 공간 또는 표면(140)을 냉난방하고 펠티에 소자(171)를 포함하는 하나 이상의 이중 냉난방 시스템(170)을 더 포함하고, 상기 펠티에 소자(171)는 상이한 전자 밀도를 갖는 2종의 반도체 재료로 제조된 2개 이상의 직육면체(172, 172')를 포함하고, 상기 2개 이상의 직육면체(172, 172')는 열적으로 서로 평행하게 전기적으로 직렬로 배치되며, 열 전도성 금속 브리징 플레이트(173, 173')와 상호 연결되고 비전도성 재질의 저온 커버 플레이트(174)와 비전도성 재질의 고온 커버 플레이트(174') 사이에 끼워지며, 전기 접속부(179)를 통해 DC 전류를 공급받고; 열원으로서 펠티에 소자(171)의 저온 커버 플레이트(174)에 열적으로 연결된 하나 이상의 제 1 열교환기(175); 히트 싱크로서 펠티에 소자(171)의 고온 커버 플레이트(174')에 열적으로 연결된 하나 이상의 제 2 열교환기(176); 주변 공기가 하나 이상의 열교환기(175, 176)를 따라 흐르도록 하는 하나 이상의 팬 또는 팬 조립체(177, 178); 하나 이상의 제 1 및/또는 제 2 열교환기(175, 176)를 통과함으로써 가열 또는 냉각된 주변 기류를, 그 안에 또는 그 위에 표적(190) 또는 피사체(192)가 놓이는 하나 이상의 공간 또는 표면(140)을 향해 통과시켜 보내는 하나 이상의 노즐(180); 및 펠티에 소자(171)에 대한 DC 전류 공급을 제어하는 하나 이상의 수단(181)을 포함한다. 본 발명은 또한 이중 냉난방 시스템, 방사선 방출 장치에서 이중 냉난방 시스템의 용도 및 방사선 방출 장치(100)의 방사선 방출 작동 전, 도중 또는 후에 방사선 방출 장치(100)의 영역 또는 부분을 교대로 냉난방하는 방법에 관한 것이다.

Description

이중 냉난방 시스템 및 그의 용도
본 발명은 이중 냉난방 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 시스템에 인가된 전압에 따라서, 그리고 결과적으로는 시스템을 통해 흐르는 전류에 따라서, 시스템의 일측에서 그의 타측으로 열 전달을 가능케 하는 시스템에 관한 것이다. 실제로, 시스템에 전압이 인가되면, 열은 시스템의 일측에서 타측으로 전달됨으로써, 열전대의 고온 측으로부터 그의 저온 측으로 확산되는 열전대의 재료 내 전하 캐리어에 의해 발생되는 온도 구배를 생성한다.
또한, 본 발명은 방사선 방출기, 예를 들어 신체 조사 장치, 그의 비제한적인 예로, 태닝 베드, 태닝 부스, 또는 예를 들어 인간 또는 동물의 신체 같은 피사체(subject)에 유용한 방사선을 조사하는 기타 장치에 관한 것으로, 상기 장치는 열 방출 기기, 가령 방사선 방출기의 열원으로부터의 열을 방사선 방출기의 구성요소로서 제공될 수 있는 히트 싱크에 전달하는 이중 냉난방 시스템을 포함한다.
또한, 본 발명은 냉방 또는 난방이 필요하거나 요구되는 방사선 방출기의 영역 또는 부분에 대해 냉난방을 실시하는 이중 냉난방 시스템의 용도에 관한 것이다.
마지막으로, 본 발명은 방사선 방출 작동 동안 방사선 방출기의 영역 또는 부분을 냉난방하는 방법에 관한 것이다.
펠티에 소자("펠티에 냉각기" 또는 "열전 냉각기(Thermo-Electric Cooler, TEC)"라고도 부른다)는 기본적으로 샌드위치 타입의 형상을 지닌 고체 상태 능동형 히트 펌프이다(도 1 (https://en.wikipedia.org/wiki/thermoelectric_cooling) 참조): 그 중 하나는 p형이고, 다른 하나는 n형 (비제한적인 예로서: 텔루르화 비스무트, 실리콘 게르마늄)인 2종 이상의 상이한 반도체 재료로 제조된 2개 이상의 직육면체가, 2개의 비전도성 플레이트 사이에서, (비제한적인 예로서: 알루미나 세라믹으로 제조된) 전도성 금속 브리지에 의해 전기적으로 직렬로 연결된 쌍으로, 서로 평행하게 열적으로 끼워져 있다. 반도체 직육면체 쌍(들)의 자유단에서 전기 접속부에 전압을 인가하면, 반도체 연결부분을 가로질러 DC 전류가 흐르게 되어, 펠티에 소자의 샌드위치 플레이트 사이에 온도차를 가져온다. 펠티에 소자의 냉방 모드에서, 냉방할 열교환기/열원에 부착된 저온 세라믹 플레이트는 열을 발산하는 열교환기/히트 싱크에 부착된 고온 세라믹 플레이트로 전달되는 열을 흡수한다. DC 전류의 흐름 방향을 바꾸면, 펠티에 소자는 난방 모드에서, 고온 세라믹 플레이트로부터 저온 세라믹 플레이트에 열을 공급하며, 연결된 열교환기를 통해 그곳으로부터 열을 난방할 공간이나 표면 또는 부분으로 공급한다.
입력 전압이나 전류의 변화에 의한 용이한 제어성을 고려하여, 몇 도 이내의 온도 제어의 정확성을 고려하여, (특정 응용에 필요한 임의의 형상 및 크기로 구성할 수 있는) 펠티에 소자의 높은 형상 유연성을 고려하여, 그리고 (가동 부분이 없고 유지 관리가 거의 필요치 않은) 펠티에 소자의 신뢰성을 고려하여, 펠티에 소자에 의한 냉방 또는 난방은 유리한 것으로 여겨진다.
예를 들어 신체 조사 장치와 같은 방사선 방출기, 비제한적인 예로서 태닝 베드나 태닝 부스 또는 인간이나 동물의 신체 같은 피사체에 유용한 방사선을 조사하는 기타 장치는, 방사선 치료 부스 (가령, 태닝 부스)에 서 있는 자세 또는 방사선 치료 베드 (가령, 태닝 베드)에 누워 있는 자세로 방사선 치료를 받고자 하는 사람 등의 피사체를 위한 장소를 제공하고, 적절한 강도 및 적절한 시간 동안 원하는 또는 의도한 방사선 치료에 적합한 파장이나 파장 범위 또는 파장 대역의 방사선을 상기 피사체나 사람에게 조사함으로써 작동된다. 본 발명의 맥락에서, 또한 관련 종래 기술의 맥락에서, "방사선 방출기" 또는 "방사선 방출 장치"라는 용어는 화학 스펙트럼의 1개 파장의 방사선, 또는 하나 초과, 수개 또는 다수의 파장을 포함하는 화학 스펙트럼의 다수의 파장 또는 파장 대역의 방사선을 피사체, 예를 들어 (제한되지 않으나) 이러한 방사선에 노출될 인간 또는 동물의 신체나 신체의 일부분에 방출하는 장치 및 디바이스를 의미하는 것으로 이해하면 된다.
방사선 방출기에 의해 조사되는 방사선의 종류는 (관련 종래 기술을 고려하는 것과 동일한 방식으로) 본 발명의 맥락에서 제한되지 않으며, 예를 들어 비제한적으로, UV 방사선 (UV-A 방사선 및/또는 UV-B 방사선 및/또는 UV-C 방사선), 가시광선 방사선, 적외선(IR) 방사선 (근적외선(IR) 방사선, 원적외선(IR) 방사선)일 수 있다. 조사된 방사선의 파장이나 파장 범위 또는 파장 대역에 대응하여, 방사선 방출기는 방사선 발광원으로서, 고압 램프, 중압 램프, 저압 램프, 및/또는 단일 LED 또는 LED 어레이 (즉, UV, 가시광선 및 IR 범위의 1개, 2개 또는 몇개의 파장, 파장 범위 또는 파장 대역의 방사선을 방출하는 LED들)의 형태로 LED들을 포함할 수 있거나, 전술한 방사선 발광원의 조합을 포함할 수 있다.
마찬가지로, "방사선 방출기" 또는 "방사선 방출 장치"라는 용어를 이해하기 위해, 피사체의 신체에 방사선을 조사하는 목적은 제한되지 않는다. 이 목적은 의료적인 목적 또는 비의료적인 목적, 예를 들어 미용 목적 또는 웰빙 목적일 수 있다. 비제한적인 예로서, 피사체의 신체를 태닝하고, 피사체의 신체에서 비타민 D3의 생성을 시작하고, 피사체의 신체 피부에서 콜라겐, 케라틴 및 히알루론산의 생성을 시작하고, 피부의 한가지 질병 또는 몇가지 질병을 치유하는 치료를 포함한 피부 치료를 실시하거나, 동일한 병인을 갖거나 상이한 병인을 갖는 피사체 신체의 한가지 또는 몇가지 질병을 직접 치유하고, 피사체의 한가지 특수 질병 또는 특정 질병을 치료하기 위한 광역학적 치료 등을 실시하기 위한 방사선 방출기 또는 장치가 있다. 위에 열거한 설명은 철저하지 않으며, 본 발명을 제한하지 않는다.
상기 목적 중 하나 이상을 위해 조사 치료를 시작할 때, 피사체나 사람이 서 있는 치료 부스 (가령, 태닝 부스), 또는 피사체나 사람이 누워 있는 치료 베드 (가령, 태닝 베드)는 종종 치료받을 피사체나 사람이 불편할 정도로 차갑게 느껴진다. 따라서, 피사체나 사람이 서거나 눕고자 하는 공간 또는 표면을 예열하는 단계에 대한 필요성을 인정할 것이다. 종래 기술에서, 신체 조사 장치는 조사할 피사체나 사람을 수용하기 위한 공간 또는 표면의 쾌적한 온도를 달성할 수 있게 하는 난방 장치를 구비하였다. 이러한 난방 장치, 예를 들어 난방 팬 조립체는 더 복잡하고, 많은 경우에 훨씬 더 큰 공간을 채우는 조사 장치의 구성을 필요로 할 뿐만 아니라, 송풍 난방 단계를 위해 많은 양의 에너지를 공급해야 했다.
한편, 일단 조사 과정이 시작되면, 태닝 부스의 조사 공간에 서 있거나 태닝 베드의 조사면 위나 아래에 누워 있는 사람에게 조사되는 상당한 양의 에너지가 내부의 방사선원에 의해서 열의 형태로 방출된다. 방사선원에서 방출되는 이러한 열은, 방사선 치료를 받는 피사체나 사람에게 편안한 분위기를 조성하도록 발산되어야 한다. 종래 기술에서, 과도한 열은 하나 이상의 적절한 송풍기(들)을 선택적으로 구비하는 하나 이상의 적절한 온도 조화 (가령, 공기 조화) 장치에 의해서 방사선 공간 또는 방사선 노출면(들)로부터 제거된다. 주변 환경으로 발산되는 열은 조사 장치의 사용자에게 쾌적한 환경을 조성할 수 있는 반면, 열은 폐기되어 편의상 사용할 수 없다.
또한, 방사선 방출 장치의 치료 공간이나 치료 표면을 냉난방하는 단계는 방사선 방출 장치의 동일한 시스템에 의해 실시할 수 없다. 상기 결점을 고려하여, 본 발명의 목적은 치료 공간이나 치료 표면 상에서 방사선원의 온도를 관리하는데 따른 단점을 개선하는데 있다.
본 발명의 하나의 목적은, 치료 공간이나 치료 표면 또는 방사선 방출기의 일부를 냉난방하는 단계를 시스템에 의해 실시하는데 있으며, 이 시스템은 그의 물리적 작동 조건에 따라 이중 냉난방 모드의 작동을 가능케 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 통상적인 시스템에서보다 더 신속하고 정확하게 온도 제어 및 온도 조절을 실시하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 여러 상황에서 필요로 하는 난방 (또는 냉방) 효율을 생성하고, 열 손실을 피할 정도로 짧은 거리만을 따라 열을 "전달"함으로써, 이중 냉난방 시스템의 냉난방 효율을 개선하도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 좁은 공간에 설치할 수 있을 정도로 충분히 작고 종래의 난방 조화 (냉난방) 장치만큼 부피가 크지 않은 이중 냉난방 시스템을 제공함으로써, 필요한 냉난방 시스템을 위치시키는데 있어서 건설 설계자에게 보다 많은 자유를 부여하는데 있다.
본 발명의 추가 목적은 간단하고 에너지 효율적인 난방 설비로 조사 절차를 시작하기 전에, 신체 조사 장치의 방사선 치료 공간 또는 표면을 사용자가 편안하게 느낄 수 있는 온도로 조절하도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 조사 절차의 과정에서 방사선원에 의해 생성된 과도한 열을 효율적인 냉방 장치에 의해 쉽게 발산시키도록 하는데 있다.
본 발명자들은 이제 본 발명의 이중 냉난방 시스템에 의해, 그리고 본 발명의 이러한 이중 냉난방 시스템을 방사선 방출 장치의 구성요소로서 사용함으로써, 상기 결점을 개선하고, 상기 목적을 달성할 수 있음을 알았다.
따라서, 본 발명은
a. 표적 또는 피사체를 향해 하나 이상의 파장의 방사선을 방출하는 하나 이상의 방사선원; 및
b. 그 안에 또는 그 위에 표적 또는 피사체가 놓이는 하나 이상의 공간 또는 표면을 포함하는 방사선 방출 장치에 관한 것으로, 방사선 방출 장치는:
c. 하나 이상의 공간 또는 표면을 냉난방하는 하나 이상의 이중 냉난방 시스템을 더 포함하고, 이 시스템은:
- 상이한 전자 밀도를 갖는 2종의 반도체 재료로 제조된 2개 이상의 직육면체를 포함하는 펠티에 소자로서, 상기 2개 이상의 직육면체는 열적으로 서로 평행하게 전기적으로 직렬로 배치되며, 열 전도성 금속 브리징 플레이트와 상호 연결되고 비전도성 재질의 저온 커버 플레이트와 비전도성 재질의 고온 커버 플레이트 사이에 끼워지고, 전기 접속을 통해 DC 전류를 공급받는, 펠티에 소자;
- 열원으로서 펠티에 소자의 저온 커버 플레이트에 열적으로 연결된 하나 이상의 제 1 열교환기;
- 히트 싱크로서 펠티에 소자의 고온 커버 플레이트에 열적으로 연결된 하나 이상의 제 2 열교환기;
- 주변 공기가 하나 이상의 제 1 및/또는 제 2 열교환기를 따라 흐르도록 하는 하나 이상의 팬 또는 팬 조립체;
- 하나 이상의 제 1 및/또는 제 2 열교환기를 통과함으로써 가열 또는 냉각된 주변 기류를, 그 안에 또는 그 위에 표적 또는 피사체가 놓이는 하나 이상의 공간 또는 표면을 향해 통과시켜 보내는 하나 이상의 노즐; 및
- 펠티에 소자에 대한 DC 전류 공급을 제어하는 하나 이상의 제어수단을 포함한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 이중 냉난방 시스템에 관한 것으로, 이 시스템은:
- 상이한 전자 밀도를 갖는 2종의 반도체 재료로 제조된 2개 이상의 직육면체를 포함하는 펠티에 소자로서, 상기 2개 이상의 직육면체는 열적으로 서로 평행하게 전기적으로 직렬로 배치되며, 열 전도성 금속 브리징 플레이트와 상호 연결되고 비전도성 재질의 저온 커버 플레이트와 비전도성 재질의 고온 커버 플레이트 사이에 끼워지고, 전기 접속을 통해 DC 전류를 공급받는, 펠티에 소자;
- 열원으로서 펠티에 소자의 저온 커버 플레이트에 열적으로 연결된 하나 이상의 제 1 열교환기;
- 히트 싱크로서 펠티에 소자의 고온 커버 플레이트에 열적으로 연결된 하나 이상의 제 2 열교환기;
- 주변 공기가 하나 이상의 제 1 및/또는 제 2 열교환기를 따라 흐르도록 하는 하나 이상의 팬 또는 팬 조립체;
- 하나 이상의 제 1 및/또는 제 2 열교환기를 통과함으로써 가열 또는 냉각된 주변 기류를, 표적 또는 피사체를 향해 통과시켜 보내는 하나 이상의 노즐; 및
- 펠티에 소자에 대한 DC 전류 공급을 제어하는 하나 이상의 수단을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예는 종속항 3 내지 8에 청구되어 있다.
추가 측면에서, 본 발명은 또한 냉방 또는 난방이 필요하거나 요구되는 방사선 방출기의 영역 또는 부분에 대해 냉난방을 실시하기 위한 이중 냉난방 시스템의 용도, 다시 말해, 방사선을 받고자 하는 표적 또는 피사체가 그 안에 또는 그 위에 놓이는 방사선 방출 장치의 하나 이상의 공간 또는 표면에 대해 교대로 냉난방을 제공하기 위한 방사선 방출 장치에서, 하기의 명세서에 상세하게 청구하고 설명한 바와 같은 이중 냉난방 시스템의 용도에 관한 것이다.
본 발명의 이중 냉난방 시스템의 이러한 용도의 바람직한 실시예는 종속항 10에 청구되어 있다.
마지막으로, 본 발명은 방사선 방출 장치의 방사선 방출 작동 전, 도중 또는 후에 방사선 방출 장치의 영역 또는 부분을 교대로 냉난방하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은:
a. 펠티에 소자의 전기 접속부에 DC 전류를 공급하여 하기의 명세서에 상세하게 청구하고 설명한 바와 같으며 상기 방사선 방출 장치에 포함되는 이중 냉난방 시스템을 작동시키고, 펠티에 소자의 고온 커버 플레이트로부터 방사선 방출 장치에 열을 발산함으로써, 방사선 방출 장치의 하나 이상의 공간 또는 표면을 난방하는 단계; 또는
b. 난방 단계의 흐름 방향과 반대인 전류의 흐름 방향으로 펠티에 소자의 전기 접속부에 DC 전류를 공급하여 하기의 명세서에 상세하게 청구하고 설명한 바와 같은 이중 냉난방 시스템을 작동시키고, 방사선 방출 장치로부터 펠티에 소자의 저온 커버 플레이트에 열을 전달함으로써, 방사선 방출 장치의 하나 이상의 공간 또는 표면을 냉방하는 단계를 포함한다.
도면을 참조하여 본 발명을 더 상세하게 설명한다.
도 1은 https://en.wikipedia.org/wiki/thermoelectric cooling에서 도출한 바와 같은 펠티에 소자 또는 열전 냉각기(TEC)의 개략적인 사시도이다.
도 2는 펠티에 소자 또는 열전 냉각기(TEC)를 포함하는 이중 냉난방 시스템을 포함하는 본 발명의 방사선 방출 장치의 하나의 예시적이고 비제한적인 실시예의 개략적인 측면도이다.
도 3은 본 발명의 이중 냉난방 시스템의 하나의 예시적이고 비제한적인 실시예의 평면도이다.
도 4는 https://en/wikipedia.orq/wiki/Thermoelectric effect#Peltier effect에서 도출한 펠티에 소자(열전 냉각기, TEC) 회로의 예시적이고 비제한적인 실시예를 보여주는 예시적인 개략도이다.
다음의 상세한 설명에서, 일반적으로 본 발명 및 그의 바람직한 실시예에 대한 참조가 이루어지며, 그 중 몇개는 도면에도 도시되어 있다. 설명 및 도면에서 이들 바람직한 실시예를 참조하면, 이러한 참조는 본 발명을 더 잘 이해할 수 있도록 하기 위한 시도로서 제시하고자 하였다. 어떤 경우에도, 바람직한 실시예에 대한 이러한 참조 또는 언급은 본 발명을 제한하는 것으로 해석해서는 안 된다.
먼저, 도면을 예시적으로 참조하여 본 발명을 설명한다. 도 1은 https://en.wikipedia.org/wiki/thermoelectric cooling에서 도출한 바와 같은 펠티에 소자 또는 열전 냉각기(TEC)의 개략적인 사시도이다. 도 2는 펠티에 소자 또는 열전 냉각기(TEC)를 포함하는 이중 냉난방 시스템을 포함하는 본 발명의 방사선 방출 장치의 하나의 예시적이고 비제한적인 실시예의 개략적인 측면도이다. 도 3은 본 발명의 이중 냉난방 시스템의 하나의 예시적이고 비제한적인 실시예의 평면도이다. 도 4는 https://en/wikipedia.orq/wiki/Thermoelectric effect#Peltier effect에서 도출한 펠티에 소자(열전 냉각기, TEC) 회로의 예시적이고 비제한적인 실시예를 보여주는 예시적인 개략도이다.
본 발명에 따르면, 도 2에 예시적으로 개략적으로 도시한 본 발명의 방사선 방출 장치(100) (본 발명을 도 2의 방사선 방출 장치(100)로 제한하지 않음)는 (발명이 이것으로 제한되지 않는) 그의 구성요소로서:
a. 표적(190) 또는 피사체(192)를 향해 하나 이상의 파장의 방사선을 방출하는 하나 이상의 방사선원(110); 및
b. 그 안에 또는 그 위에 표적(190) 또는 피사체(192)가 놓이는 하나 이상의 공간 또는 표면(140)을 포함한다.
본 발명의 방사선 방출 장치의 추가 또는 심지어 선택적인 구성요소일 수 있는 추가 구성요소, 예를 들어 표적(190) 또는 피사체(192)를 향한 하나 이상의 방사선원의 방사선 방출을 제어하는 하나 이상의 수단(185)은 아래에서 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 방사선 방출 장치(100)는 또 다른 구성요소로서:
c. 하나 이상의 공간 또는 표면(140)을 냉난방하는 하나 이상의 이중 냉난방 시스템(170)을 포함하고, 이 시스템은:
- 그의 비제한적인 예가 도 1에 도시되어 있는 하나 이상의 펠티에 소자(171)로, 상기 펠티에 소자(171)는 상이한 전자 밀도를 갖는 2종의 반도체 재료로 제조된 2개 이상의 직육면체(172, 172')를 포함하고, 상기 2개 이상의 직육면체(172, 172')는 열적으로 서로 평행하게 전기적으로 직렬로 배치되며, 열 전도성 금속 브리징 플레이트(173, 173')와 상호 연결되고 비전도성 재질의 저온 커버 플레이트(174)와 비전도성 재질의 고온 커버 플레이트(174') 사이에 끼워지며, 전기 접속부(179)를 통해 DC 전류를 공급받는, 펠티에 소자(171);
- 열원으로서 펠티에 소자(171)의 저온 커버 플레이트(174)에 열적으로 연결된 하나 이상의 제 1 열교환기(175);
- 히트 싱크로서 펠티에 소자(171)의 고온 커버 플레이트(174')에 열적으로 연결된 하나 이상의 제 2 열교환기(176);
- 주변 공기가 하나 이상의 제 1 및/또는 제 2 열교환기(175, 176)를 따라 흐르도록 하는 하나 이상의 팬 또는 팬 조립체(177, 178);
- 하나 이상의 제 1 및/또는 제 2 열교환기(175, 176)를 통과함으로써 가열 또는 냉각된 주변 기류를, 그 안에 또는 그 위에 표적(190) 또는 피사체(192)가 놓이는 하나 이상의 공간 또는 표면(140)을 향해 통과시켜 보내는 하나 이상의 노즐(180); 및
- 펠티에 소자(171)에 대한 DC 전류 공급을 제어하는 하나 이상의 수단(181)을 포함한다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 방사선 방출 장치(100)는 기본적으로, 발명을 제한함이 없이, 방사선 방출 장치의 구성요소와 관련하여, 방사선 방출 장치에서 작동되는 방사선의 종류 및 방사선 발광원과 관련하여, 그리고 이러한 방사선 방출 장치에 의한 방사선 치료의 목적과 관련하여 위에서 광범위하게 규정한 바와 같은 방사선 방출 장치이다. 다시 말해서, 당업자는 위에 언급된 규정의 방사선 방출 장치(100)를 주지하고 있으며, 그의 일반적인 지식의 일부로서, 방사선 방출 장치(100)의 구성요소, 방사선 방출 장치(100)에서 작동되는 방사선의 종류 및 방사선 발광원, 및 이러한 방사선 방출 장치(100)에 의한 방사선 치료의 목적에 관한 한, 단일 경우의 요구조건에 따라서 이러한 방사선 방출 장치(100)의 구성요소를 선택할 수 있다.
따라서, (종래 기술의 장치와 같이) 본 발명의 방사선 방출 장치(100)는 피사체 (가령, 사람이나 동물(192) 또는 그의 임의의 신체 일부(들))가 서 있는 자세 또는 직립한 자세로 방사선 치료를 받는 장치일 수 있다. 이러한 방사선 방출 장치(100)는 일반적으로 "치료 부스"라고 부르며, 대부분은 수직축을 지닌 대략 원통 형상을 갖는다. 치료받을 피사체는 문과 같은 개구를 통해 치료 부스에 접근할 수 있으며, 개구는 피사체의 출입을 위해 열리고 방사선 치료 중에는 닫혀 있다. 내부 원통 형상 공간에 서 있는 사람은 정지한 자세 또는 그 자신의 수직축을 중심으로 이동하면서 모든 신체 부위 (또는 단일 신체 부위나 다수의 신체 부위)에서 방사선 치료를 받을 수 있다.
방사선 방출 설비 전방에 있는 벤치나 좌석에 앉아 있는 자세로 전신 또는 신체의 한 부분이나 신체의 여러 부분에 대해 사람이 치료 받는 방사선 방출 장치(100)가 종래 기술에서도 (및 본 발명에 의해 커버되는 방사선 방출 장치(100)의 예에서도) 공지되어 있다. 이러한 방사선 방출 장치는 치료받을 피사체의 특정 부분 (가령, 얼굴, 팔, 상체)을 조사하는데 종종 사용한다.
다른 종류의 방사선 방출 장치는 누운 자세, 즉 "치료 베드(treatment bed)", 특히 방사선 투과성 (가령, 아크릴) 표면에 누워서 이러한 방사선 치료를 받는 피사체 (가령, 방사선 치료를 받고자 하는 사람)의 습관에 맞게 그의 형상 및 구조가 조정된다. 전신 방사선 치료는 방사선 투과성 표면 아래에 설치된 방사선원에서 방출되는 방사선 쪽으로 모든 신체 부위를 돌리거나, 상기 또 다른 방사선 투과성 (가령, 아크릴) 보호 플레이트 위에 방사선 방출 방사선원도 구비하는 가동식 캐노피를 지닌 "치료 베드"를 제공함으로써, 소위 "치료 공간" 또는 "치료 터널"을 생성하며, 여기에 방사선 치료를 받을 피사체나 사람(192)이 놓여져 피사체 신체의 거의 모든 측면에 대한 동시 치료를 가능케 함으로써 달성된다.
본 발명을 이러한 실시예로 제한함이 없이, 본 발명의 이중 냉난방 시스템(170, 200)은 "치료 베드"의 실시예를 따라 예시적으로 설명하되, 본 발명은 이러한 실시예로 제한되지 않으며, 또한 도 2에 예시적으로 도시되어 있다.
본 발명에 따르면, 방사선 방출 장치(100)는 그의 구성요소 중 하나로서, 표적(190) 또는 피사체(192)를 향해 하나 이상의 파장의 방사선을 방출하는 하나 이상의 방사선원(110)을 포함한다. 일반적으로, 임의의 파장이나 임의의 파장 범위 또는 임의의 파장 대역의 광 형태로 방사선을 방출하는 것에 추가하여, 방사선원(110)의 적어도 일부에서, 이러한 방사선원(110)은 열의 형태로 에너지를 방출한다. 위에서 규정한 바와 같이, 그리고 사용되는 방사선 기술 및 방사선 치료에 필요하거나 요구되는 방사선 파장(들)에 따라서, 방사선 방출 장치(100)는 방사선 발광원으로서, UV, 가시광선 및 IR 방사선 범위의 1개, 2개 또는 몇개의 파장, 파장 범위 또는 파장 대역의 방사선을 방출하는 고압 램프, 중압 램프, 저압 램프, 및/또는 단일 LED 또는 LED 어레이 (즉, UV, 가시광선 및 IR 방사선 범위의 1개, 2개 또는 몇개의 파장, 파장 범위 또는 파장 대역의 방사선을 방출하는 LED들)의 형태로 LED들을 포함할 수 있거나, 전술한 방사선 발광원의 조합을 포함할 수 있다. 도 2에서, 참조 번호 "110"을 갖는 방사선원은 방사선 방출 장치(100)의 치료 베드의 하부 "베드" 부분 및/또는 상부 캐노피 부에 위치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 방사선 방출 장치(100)는 표적(190, 도시하지 않음) 또는 피사체(192) (도 2에 도시함)를 향해 하나 이상의 파장의 방사선을 방출하는 하나 이상의 방사선원(110)을 포함한다. 선택적으로, 방사선 장치는 하나를 초과하는 방사선원(110), 예를 들어 (제한 없이) 2개의 방사선원(110), 3개의 방사선원(110), 다수의 방사선원(110), 예를 들어 도 2에서: 6개의 방사선원, 또는 훨씬 더 많은 방사선원을 포함할 수 있다.
다수의 방사선원(110)인 경우, 다수의 방사선원(110)의 각각은 동일한 파장이나 파장 범위 또는 파장 대역의 방사선을 방출할 수 있거나, 상이한 파장이나 상이한 파장 범위 또는 상이한 파장 대역의 방사선을 방출할 수 있다.
또한, 하나 초과의 (가령, 다수의) 방사선원(110)인 경우, 다수의 방사선원(110)은 모두 동일한 종류(가령, 저압 램프 또는 고압 방전 램프나 LED)일 수 있다. 대안적으로, 다수의 방사선원(110)은 상이한 종류, 가령 피사체의 얼굴을 조사하는 고압 방전 램프 및 피사체의 신체를 조사하는 저압 램프, 또는 피사체의 얼굴을 조사하는 고압 방전 램프, 피사체의 어깨를 조사하는 LED 및 피사체의 신체를 조사하는 저압 램프일 수 있다.
본 발명의 비제한적이고 예시적인 실시예는 방사선 방출 장치(100)에 관한 것으로, 이 장치는 (가령, 그의 전구체로부터 피부에서 비타민 D3의 생성 개시를 위한; 피부 태닝을 위한) UV (UV-C, UV-B 및/또는 UV-A) 파장 범위, (가령, 다수의 광역학 요법 적용을 위한; 피부에서 엘라스틴, 케라틴 및 히알루론산의 생성을 위한) 가시광선 파장(들) 범위, 및 (가령, 또한 피부에서 엘라스틴, 케라틴 및 히알루론산의 생성을 위한) IR 파장 범위에서 선택되는 하나 또는 하나 보다 많은 방출 파장(들) 또는 하나 이상의 방출 파장 범위(들) 또는 하나 이상의 방출 파장 대역(들)의 방사선을 방출하는 하나 또는 하나 초과의, 가령 다수의 방사선원(들)을 포함하나, 본 발명은 이들로 제한되지 않는다.
본 발명을 제한함이 없이, 단독으로 또는 본 발명의 다른 하나의 특징 또는 본 발명의 다른 2개의 또는 다른 몇개의 특징 또는 본 발명의 다른 모든 특징과 조합하여 실현될 수 있는 본 발명의 추가 실시예에서, 방사선 방출 장치(100)는 표적(190) 또는 피사체(192)를 향한 하나 이상의 방사선원의 방사선 방출을 제어할 수 있는 하나 이상의 수단(185)을 더 포함할 수 있다. 이러한 제어 수단(185)은 도 2에 구체적으로 도시되어 있지 않다. 방사선 치료의 (일반적으로) 건강과 관련된 측면, 및 인간이나 피사체(192) 또는 방사선 치료를 받을 사람에 대한 하나 또는 다수의 방사선원(110)의 방사선 방출을 제어하는 것을 고려하여, 이러한 제어 수단(185)은 제어 단계 동안 치료받을 피사체나 사람(192)에게 (적어도 부분적으로) 전념하지 않는 것이 바람직하다. 실제로, 제어 수단(185)을 사용하는 일부 제어 단계는, 존재하는 경우, 사용자에게 (가령, 방사 파장과 같이) 적어도 작은 범위에서 선택 가능한 것으로 제공할 수 있는 반면, 일부 다른 제어 단계는 방사선 방출 장치(100)의 컴퓨터 프로그램에 의해 (가령, 본 발명을 제한하지 않으나, 방사선 치료 기간 및 방사선 치료 빈도의 조절을 비롯해, 사용자의 신체 상태 및 건강 상태 등을) 자동화하거나 제어하는 것으로 제공할 수 있다. 특히 의료 방사선 치료의 경우 대부분의 제어는 감독자나 의사에게 맡겨야 한다. 실질적으로 적용 가능한 실시예에서, 이러한 제어 수단은 사용자 신체의 피부 상태를 감지하는 센서, 한가지 치료 동안 인가되는 방사선의 파장, 강도 및 선량을 감지하는 센서, 및 기타 주지의 제어 수단을 포함할 수 있다.
본 발명을 제한함이 없이, 단독으로 또는 본 발명의 다른 하나의 특징 또는 본 발명의 다른 2개의 또는 다른 몇개의 특징 또는 본 발명의 다른 모든 특징과 조합하여 실현될 수 있는 본 발명의 추가 실시예에서, 방사선 방출 장치(100)는 하나 이상의 필터(120)를 더 포함할 수 있다. 방사선 방출 장치(100)의 필터(120)는 이 기술 분야의 당업자에게 주지되어 있으며, 단일 경우에 준수해야 하는 요구조건에 따른 그의 종류, 그의 구성 및 그의 속성과 관련하여 선택할 수 있다. 본 발명의 방사선 방출 장치(100)에서는 하나의 필터(120)를 채용할 수 있다. 추가의 바람직한 실시예에서, 방사선 방출 장치(100)는 2개의 필터(120), 3개의 필터(120), 4개의 필터(120), 또는 훨씬 더 많은 필터(120), 가령 (제한 없이) 방사선 방출에 사용되는 방사선원(110)당 하나의 필터(120)를 포함할 수 있다. 일반적으로 이러한 필터, 특히 본 발명에 따른 방사선 방출 장치(100)의 필터(들)(120)는, 원하는 또는 필요한, 가령 (제한 없이) 방사선의 의도된 목적을 달성하는, 실질적으로 이러한 파장, 실질적으로 이러한 파장들, 또는 실질적으로 파장 범위 또는 파장 대역의 방사선원에서 방출된 방사선을 통과시킬 수 있다.
예시적으로 그리고 본 발명을 제한함이 없이, 단독으로 또는 본 발명의 다른 하나의 특징 또는 본 발명의 다른 2개의 또는 다른 몇개의 특징 또는 본 발명의 다른 모든 특징과 조합하여 실현될 수 있는 추가의 바람직한 실시예에서, 필터(들)(120)는 (특정 파장 (소위 장파 투과 필터(a) 또는 소위 단파 투과 필터(b) 또는 소위 대역 투과 필터(c)의 (a) 아래 또는 (b) 위나 (c) 아래와 위에 있는 방사선원에서 방출된) 방사선을 여과하는 역할을 할 수 있다. 이러한 필터는 (제한되지 않으나) (a) 500㎚ 이하의 파장에 있는, 즉 UV 범위의 방사선원(110)에서 방출된 모든 방사선을 여과하는 필터(120)를 예시하거나; (b) 1000㎚ 이상의 파장에 있는, 즉 근적외선(IR) 범위를 넘는 방사선원(110)에서 방출된 모든 방사선을 여과하는 필터(120)를 예시하거나; (c) UV 및 IR 파장 범위에 있는 방사선원(110)에서 방출된 모든 방사선을 여과하여 가시 파장 방사선 범위의 광만을 통과시킬 수 있는 필터(120)를 예시한다. 물론, 하나의 다른 필터(120) 또는 다른 필터(120)들도 본 발명의 방사선 방출 장치(100)에 존재할 수 있으며, 단일 경우의 요구조건에 따라서 당업자가 선택할 수 있다.
마찬가지로, 당업자는 본 발명의 방사선 방출 장치(100)에서 하나 또는 다수의 필터(들)(120)의 위치를 잘 알고 있다. 평소와 같이, 이러한 필터(120)는 (또는 이러한 필터들(120)은) 방사선원(110)과 표적(190) 또는 피사체(192) 사이에서 방출된 방사선의 광학 경로에 위치된다. 일부 실시예 (본 발명을 제한하지 않음)에서, 필터(120)는 방사선원(110)의 일부일 수 있다 (즉, 물리적으로 그에 결합될 수 있다).
필터(120)의 여과 기능은 일반적으로 원하는 여과 기능에 영향을 주는 적절한 코팅제로 방사선 투과성 캐리어 물질을 코팅함으로써 달성된다. 단일 경우의 요구조건에 따라서 필터 코팅을 선택하는 것은 본 기술 분야에 익숙한 사람의 기술 범위 내에 있다.
또한, 본 발명에 따른 방사선 방출 장치(100)의 구성요소로서 필터(120)는 필터(들)(120)가 그의 의무를 가장 잘 완수할 수 있게 하는데 적합한 추가 보조 수단을 더 구비할 수 있다. 한 가지 예로 온도 조절 장치, 가령 만족스러운 여과 과정을 확립하는데 가장 적합한 필터 온도를 달성하는 냉방 장치가 있다. 이 경우에도, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 단일 경우의 요구조건에 따라서 이러한 보조 수단, 즉 온도 조절 장치, 가령 필터(120)용 냉방 장치를 선택할 수 있다. 본 발명을 제한함이 없이, 단독으로 또는 본 발명의 다른 하나의 특징 또는 본 발명의 다른 2개의 또는 다른 몇개의 특징 또는 본 발명의 다른 모든 특징과 조합하여 실현될 수 있는 본 발명의 추가 실시예에서, (상세하게 후술하는 바와 같이) 본 발명의 냉난방 시스템(170)에 의해 필터의 온도를 조절 및/또는 제어할 수 있다.
본 발명을 제한함이 없이, 단독으로 또는 본 발명의 다른 하나의 특징 또는 본 발명의 다른 2개의 또는 다른 몇개의 특징 또는 본 발명의 다른 모든 특징과 조합하여 실현될 수 있는 본 발명의 추가 실시예에서, 본 발명의 방사선 방출 장치(100)는 하나 이상의 반사기(130)를 포함할 수 있다. 방사선 방출 장치(100)의 반사기(130)는 이 기술 분야의 당업자에게 주지되어 있으며, 단일 경우에 준수해야 하는 요구조건에 따른 그의 종류, 그의 구성 및 그의 속성과 관련하여 선택할 수 있다. 본 발명의 방사선 방출 장치(100)에서는 하나의 반사기(130)를 채용할 수 있다. 추가의 바람직한 실시예에서, 방사선 방출 장치(100)는 2개의 반사기(130), 3개의 반사기(130), 4개의 반사기(130), 또는 훨씬 더 많은 반사기(130), 가령 (제한 없이) 방사선 방출에 사용되는 방사선원(110)당 하나의 반사기(130)를 포함할 수 있다. 일반적으로 이러한 반사기, 및 특히 본 발명에 따른 방사선 방출 장치(100)의 반사기(들)(130)는 방사선원에서 방출된 방사선 또는 그의 반사된 부분을 표적(190) 또는 피사체(192)를 향해 보내거나 및/또는 시준한다.
당업자는 본 발명의 방사선 방출 장치(100)에서 하나 또는 다수의 반사기(들)(130)의 위치에 익숙하다. 평소와 같이, 이러한 반사기(130)는 (또는 이러한 반사기들(130)은) 방사선원(110)과 표적(190) 또는 피사체(192) 사이에서 방출된 방사선의 광학 경로에 위치된다. 일부 실시예 (본 발명을 제한하지 않음)에서, 반사기(130)는 방사선원(110)의 일부일 수 있다 (즉, 물리적으로 그에 결합될 수 있다). 반사기(130)의 반사 기능 (반사성)은 일반적으로 원하는 반사 기능을 달성하는 적절한 코팅제로 방사선 투과성 캐리어 재료를 코팅함으로써 달성된다. 반사기 코팅제 및 반사기 캐리어 재료에 따라서, 반사기(130)는 그에 충돌하는 방사선의 일부가 반사기 재료를 통과하고, 방사선원(110)에서 방출된 충돌된 방사선의 다른 부분이 적절하게 반사되도록 할 수 있다. 단일 경우의 요구조건에 따라서 반사기 코팅제를 선택하는 것은 본 기술 분야에 익숙한 사람의 기술 범위 내에 있다.
또한, 본 발명에 따른 방사선 방출 장치(100)의 구성요소로서 반사기(130)는 반사기(들)(130)이 그의/그들의 의무를 가장 잘 완수하도록 하는데 적합한 추가 보조 수단을 더 구비할 수 있다. 한 가지 예로는 온도 조절 장치, 가령 만족스러운 반사 과정을 확립하는데 가장 적합한 반사기 온도를 달성하는 냉방 장치가 있다. 이 경우에도, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 이러한 보조 수단, 즉 온도 조절 장치, 가령 단일 경우의 요구조건에 따라서 반사기(들)용 냉방 장치를 선택할 수 있다. 본 발명을 제한함이 없이, 단독으로 또는 본 발명의 다른 하나의 특징 또는 본 발명의 다른 2개의 또는 다른 몇개의 특징 또는 본 발명의 다른 모든 특징과 조합하여 실현될 수 있는 본 발명의 추가 실시예에서, (상세하게 후술하는 바와 같이) 본 발명의 냉난방 시스템(170)에 의해 반사기의 온도를 조정 및/또는 제어할 수 있다.
본 발명에 따르면, 방사선 방출 장치(100)는 그 안에 또는 그 위에 표적(190) 또는 피사체(192)가 놓이거나 수용되는 하나 이상의 공간 또는 표면(140)을 포함한다.
본 명세서 및 청구범위에서 사용한 바와 같이, "피사체"란 용어는 동의어로, 방사선 방출 장치에서 방출된 방사선이 최종적으로 보내지는 대상을 의미하는 것으로 이해하면 된다. 본 발명에서 고려하는 대부분의 경우 (그러나 배타적이지 않음), 피사체(192)는 인간 또는 동물, 도 2에 예시적으로 개략적으로 도시한 바와 같이, 대부분의 경우 사람이다. 전술한 바와 같이, 그리고 방사선 방출 장치(100)와 관련하여 도 2에 예시적으로 도시한 바와 같이, 방사선 방출 장치(100)는 피사체나 사람(192)이 놓이거나 수용되는 하나 이상의 공간 또는 표면(140)을 포함 (즉, 구비)한다.
(전술한 바와 같이) 치료 부스의 예에서, 피사체나 사람(192)은 방사선원(110) 및 그의 기기에 의해 둘러싸인 (다소) 폐쇄된 원통형 공간에 들어간다 (즉, 방사선 치료를 위해 그 안에 수용된다). 조사될 피사체나 사람(192)은 방사선 치료를 받는 동안 일반적으로 서 있는 자세로 있으며, 가만히 서 있거나 자신의 (수직) 축을 중심으로 돌 수 있다.
도 2에 예시적으로 도시한 바와 같이, 치료 베드 형태의 방사선 방출 장치의 경우, 도 2의 예시적인 경우에도 아래에서부터 및 위에서부터 동시에 방사선 치료를 위한 캐노피를 포함하며, 피사체나 사람(192)은 치료 베드의 하부의 표면(140)에 놓이고, 보다 구체적으로 하부 치료 베드 부의 방사선원(110) 위의 투광성 상부 (아크릴 재료) 표면(140)에 수용되며, 치료 베드의 상부 (캐노피)의 표면(140) 아래에 놓이고, 보다 구체적으로 치료 베드의 캐노피 부의 방사선원(110) 아래의 투광성 하부 (아크릴 재료) 표면(140) 아래에 수용된다. 따라서, 치료 베드의 하부 및 상부는 치료받을 피사체(192)를 둘러싸는 일종의 방사선 치료 공간 (또는 터널) (140)을 형성한다.
본 발명에 따라 그리고 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 방사선 방출 장치(100)는 치료받을 피사체(192)가 놓이거나 수용되는 하나 이상의 표면(140) 또는 공간(140)을 냉난방하며, 및/또는 방사선 방출 장치(100)의 임의의 기기, 가령 하나 이상의 필터(들)(120) 및/또는 하나 이상의 반사기(130)를 냉난방하며, 및/또는, 하나 이상의 제 1 및/또는 제 2 히터(175, 176)를 따라, 기류, 예를 들어, 주변 공기를 통과시킴으로써, 그리고 본 발명에 따른 방사선 방출 장치(100)의 방사선 방출 방사선원에서 발생하는 방사선에 의해 치료받을 또는 치료할 피사체/사람(192)에게 이러한 가열 또는 냉각된 기류를 보냄으로써, 가열 또는 냉각된 기류에 의해 피사체나 사람(192)를 직접 냉난방하는 하나 이상의 이중 냉난방 시스템(170, 200)을 더 포함한다.
본 명세서 및 청구범위에서 사용한 바와 같이, "이중 냉난방 시스템"이란 용어는 교대로 두 가지 목적을 달성할 수 있는 시스템을 의미하거나, 하나의 이중 목적을 동시에 달성하는 시스템을 의미하는 것으로 이해하면 된다. 즉, 시스템은 난방 장치 또는 냉방 장치로서 역할을 할 수 있다. 난방 작용 또는 냉방 작용 중 어느 작용이 실시되는지는 본 발명의 이중 냉난방 시스템(170, 200)에 포함된 펠티에 소자에 전기 접속부(179)를 통해 DC 전류가 공급되는 방식에 따라 다르다. 도 4는 펠티에 소자(171)의 가능한 회로 중 하나를 나타내며, 여기서 양극(+) 및 음극(-) 단자를 지닌 전압원은 펠티에 소자의 전류의 흐름 방향을 나타낸다. 펠티에 소자(171)의 전류 흐름은 도 4에서 양극(+)을 음극(-) 단자로 교체하거나 그 역으로 하여 반전됨으로써, 펠티에 소자(171)의 고온 커버 플레이트(174')가 펠티에 소자(171)의 저온 커버 플레이트(174)에 열을 발산하도록 하거나, 그 역으로 하도록 할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 방사선 방출 장치(100)에 포함된 이중 냉난방 시스템(170, 200)은 하나의 구성요소로서 펠티에 소자(171) (열전 냉각기, TEC라고도 함)를 포함한다.
본 발명을 제한함이 없이, 단독으로 또는 본 발명의 다른 하나의 특징 또는 본 발명의 다른 2개의 또는 다른 몇개의 특징 또는 본 발명의 다른 모든 특징과 조합하여 실현될 수 있는 본 발명의 추가 실시예에서, 본 발명의 방사선 방출 장치(100)에 포함된 이중 냉난방 시스템(170, 200)은 2개, 3개, 4개 또는 훨씬 더 많은 펠티에 소자(171)를 포함할 수 있다. 이러한 다수의 펠티에 소자(171)는 동일한 목적, 가령 피사체나 사람(192)이 놓이는 공간 또는 표면(들)(140)을 냉난방하는 것을 달성할 수 있거나, 또는 다른 목적, 가령 피사체나 사람(192)이 그 안에, 그 위에, 또는 그 아래에 놓이는 공간 또는 표면(들)(140)을 냉난방하는, 가령, 사람(192)이 누워 있는 보호 (가령, 아크릴 재료) 층을 냉난방하거나 또는 사람(192)이 누워 있는 치료 베드의 상부 캐노피 부의 보호 (가령, 아크릴 재료) 층을 냉난방하거나, 또는 직접 치료받는 사람(192) 및/또는 방사선 방출 장치(100)에 수용된 필터(들)(120) 및/또는 반사기(130)를 냉난방하는 것을 달성할 수 있다. 당업자는 자신의 지식에 기반하여, 단일 경우의 요구조건에 따라서, 하나 또는 다수의 펠티에 소자(171)의 수 및 장착 장소를 선택할 수 있다.
비제한적인 예는 다음과 같다: 본 발명에 따른 방사선 방출 장치(100)의 캐노피 부에는 피사체의 신체 쪽으로, 가령 캐노피의 중간 섹션에 있는 공기조화 채널로부터 치료 터널 또는 직접 치료 받을 사람(192)을 향해 가열 또는 냉각된 기류를 보내는 노즐당 하나의 펠티에 소자가 장착될 수 있고; 또는 방사선 방출 장치(100)의 베드 부에는 아크릴 지지층에 대한 온도 조정 및 제어가 보다 효과적으로 이루어지도록 하기 위해 다수 (가령, 2개, 3개 또는 4개)의 펠티에 소자가 장착될 수 있고; 또는 더 나은 냉난방 효율을 얻기 위해 2개 또는 3개의 펠티에 소자가 직렬로 장착될 수 있다. 추가 예로서, 방사선 방출 장치(100)는 난방 (또는 냉방) 효율을 개선하기 위해 하나의 펠티에 소자(171) 또는 다수의 펠티에 소자(171)와 함께 제공될 수 있는 중앙에 장착되는 체온 조화 수단을 포함하는 모드에서 작동될 수 있다. 지금까지 (그리고 후술하는 바와 같이), 가열된 (또는 냉각된) 공기를 노즐(180)에 의해 치료 터널(140) 내로 (그리고 치료 터널(140)에 누워 있는 사람(192) 쪽으로) 송풍하는 것을 나타내기 위해 (화살표 참조) 도 2에 도시한 실시예는 본 발명의 더 나은 이해를 위한 예로서 고려해야 한다: 치료 터널에 있는 사람(192) 또는 치료 베드 표면 또는 치료 표면 자체에 가열된 (또는 냉각된) 온도 조화 기류를 제공하기 위해 다른 온도 조화 수단을 마찬가지로 사용할 수 있다. 이하, 펠티에 소자(171)에 대해 도 1 및 도 4를 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 펠티에 소자(171)는 상이한 전자 밀도를 갖는 상이한 2종의 반도체 재료로 제조된 2개 이상의 직육면체(172, 172')를 포함한다. 본 발명을 제한함이 없이, 단독으로 또는 본 발명의 다른 하나의 특징 또는 본 발명의 다른 2개의 또는 다른 몇개의 특징 또는 본 발명의 다른 모든 특징과 조합하여 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예에서, 또한 도 1에 예시적으로 도시한 바와 같이, 직육면체(172, 172')의 수는 2보다 클 수 있고, 보다 바람직하게는, 직육면체(172, 172')는 더 많은 수로 존재하지만, 펠티에 소자(171)에서는 쌍으로 사용된다. 훨씬 더 바람직한 실시예에서 (그리고 도 1에 예시적으로 도시한 바와 같이) 펠티에 소자의 직육면체(172, 172')의 수는 45개이지만, 이 분야의 당업자가 인식하는 바와 같이, 그 수는 더 적거나 많을 수 있다.
직육면체(172, 172')는 상이한 전자 밀도를 갖는 2종의 상이한 반도체 재료로 제조된다. 본 발명을 제한함이 없이, 단독으로 또는 본 발명의 다른 하나의 특징 또는 본 발명의 다른 2개의 또는 다른 몇개의 특징 또는 본 발명의 다른 모든 특징과 조합하여 실현될 수 있는 본 발명의 추가 실시예에서, 펠티에 소자의 직육면체(172, 172')에 있는 2종의 반도체 재료 중 하나는, 한편으로 n형 반도체이고 다른 한편으로는 p형 반도체이다. 훨씬 더 바람직한 실시예에서, 펠티에 소자의 직육면체(172, 172')는, 한편으로 1종의 반도체 재료로서 텔루르화 비스무트이고, 다른 한편으로는 또 다른 반도체 재료로서 실리콘 게르마늄으로 제조되거나 이를 포함한다. 이 기술 분야의 당업자는 펠티에 소자의 반도체 재료에 익숙하며, 단일 경우의 특정 요구조건에 따라서 상이한 전자 밀도를 갖는 공지된 n형 및 p형 반도체 재료에서 선택할 수 있다.
도 1의 예시적인 표현으로부터 알 수 있는 바와 같이, 펠티에 소자(171)에서 더 많은 수의 직육면체 형상 반도체 본체의 2개 이상의 직육면체(172, 172') 또는 쌍을 이루는 직육면체(172, 172')는 서로 열적으로 평행하게 전기적으로 직렬로 배치되며, 바람직하게는 브리징 플레이트(173, 173')가 직육면체의 상부면 및 하부면을 직렬로 (즉, 연속으로) 연결하도록 열 전도성 금속 브리징 플레이트(173, 173')와 쌍으로 하나씩 상호 연결됨으로써, 직육면체(172, 172')의 상부면과 하부면에 열 전도성 표면을 생성한다.
그의 상부 및 하부 열전도성 금속 브리지(173, 173')를 갖는 반도체 직육면체(172, 172')는 반도체 직육면체 어레이의 양면을 덮고 있는 비전도성 재질의 상부 (또는 하부) 저온 커버 플레이트(174)와 비전도성 재질의 하부 (또는 상부) 고온 커버 플레이트(174') 사이에 끼워져 있다. 어느 커버 플레이트 (저온 커버 플레이트(174) 또는 고온 커버 플레이트(174'))가 위쪽 (또는 아래쪽)인지는 DC 전류의 흐름 방향에 따라 다르다. 반도체 직육면체 어레이는 전기 접속부(179)를 통해 DC 전력 공급 장치에 연결될 수 있다. 따라서, 펠티에 소자(171)에는 DC 전류가 공급된다.
본 발명에 따르면, 방사선 방출 장치(100)에 포함된 이중 냉난방 시스템(170, 200)은 추가 구성요소로서, 펠티에 소자(171)의 저온 커버 플레이트(174)에 열원으로서 열적으로 연결된 하나 이상의 열교환기(175); 및 히트 싱크로서 펠티에 소자(171)의 고온 커버 플레이트(174')에 열적으로 연결된 하나 이상의 열교환기(176)를 포함한다. 열교환기의 수는 각각의 목적 (열원 및 히트 싱크)별로 하나일 수 있지만, 전적으로 2개의 열교환기(175, 176)로 제한되지 않는다. 방사선 방출 장치(100)의 바람직한 실시예에서, 이중 냉난방 시스템(170, 200)은 2개의 열교환기를 포함한다.
열교환기(175, 176), 바람직하게는 2개의 열교환기(175, 176)는 열을 운반하는 액체 및 기체 매체 간에 열을 교환할 목적으로 당업자에게 공지된 통상적인 열교환기일 수 있다. 한편, 하나 이상의 제 1 열교환기(들)(175)와 하나 이상의 제 2 열교환기(들)(176) 간의 열 교환, 및 펠티에 소자의 저온 및 고온 커버 플레이트(174, 174')는, 가령 상이한 온도 레벨을 갖는 각 표면과의 직접 접촉에 의해 기존의 "경로"에, 또는 온도 교환을 위해 당업자에게 공지된 "다른 경로"에 영향을 줄 수 있다. 본 발명을 제한함이 없이, 단독으로 또는 본 발명의 다른 하나의 특징 또는 본 발명의 다른 2개의 또는 다른 몇개의 특징 또는 본 발명의 다른 모든 특징과 조합하여 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예에서, 한편으로 열교환기(175, 176)와 펠티에 소자의 저온 커버 플레이트(174) 및 다른 한편으로 펠티에 소자의 고온 커버 플레이트(174') 간의 열 교환은 히트 파이프를 통해 이루어진다. 히트 파이프는 고효율 열전달 분야의 당업자에게 주지되어 있고, 열전달 효율 및 신뢰성이 높은 장점을 가지며, (냉방할 장치 또는 기기로부터의) 열 흡수 및 주변 환경으로의 열 발산 또는 방출이 서로 멀리 떨어져 있을 수 있는 사실로 인해 열전달 구성요소를 수용하기 위한 최소한의 공간만을 필요로 하며, 가동 부품을 포함하지 않는 사실로 인해 놀라울 정도로 낮은 레벨의 작동 소음이 발생한다.
본 발명을 제한함이 없이, 단독으로 또는 본 발명의 다른 하나의 특징 또는 본 발명의 다른 2개의 또는 다른 몇개의 특징 또는 본 발명의 다른 모든 특징과 조합하여 실현될 수 있는 본 발명의 추가 실시예에서, 그리고 구체적인 예로서 도 3에 도시한 바와 같이, 이러한 설명 및 도 3을 참조함으로써 본 발명을 제한함이 없이, 하나 이상의 열교환기(175)는 하나 이상의 히트 파이프, 바람직하게는 하나 초과의 히트 파이프에 의해 열원으로서 펠티에 소자(171)의 저온 커버 플레이트(174)에 열적으로 연결된다. 특정한 예로서 도 3에도 도시한 다른 대안적인 실시예에서, 이러한 설명 및 도 3을 참조함으로써 본 발명을 제한함이 없이, 하나 이상의 제 2 열교환기(176)는 하나 이상의 히트 파이프(182), 바람직하게는 하나 초과의 히트 파이프(182)에 의해 히트 싱크로서 펠티에 소자(171)의 고온 커버 플레이트(174')에 열적으로 연결된다. 이 설명을 위해, 히트 싱크 열교환기는 참조 번호 "176"으로 도 3에 나타낸 것으로 가정하며, 그의 "발산된" 열은 팬(177)에 의해 발생된 기류와 함께 노즐(180)로 송풍되어, 방사선 방출 장치의 방사선 치료 공간이나 치료 표면(140)의 난방 단계에서, 또는 피사체나 사람(192)의 직접적인 예열/난방에 사용된다.
이 실시예에 대한 펠티에 소자(171)용 회로가 도 4에 도시되어 있다. DC 전류 공급 제어 수단(181)을 통해 펠티에 소자에 대한 DC 전류 공급을 변경함으로써, 본 발명에 따른 방사선 방출 장치(100)의 이중 냉난방 시스템(170, 200)의 냉/난방 특성을 쉽게 반전시킬 수 있다. 따라서, 실질적으로 방사선 방출 장치의 방사선 치료 공간이나 치료 표면(140), 또는 직접적으로 치료받는 피사체/사람(192)은 편리하게 냉방 또는 예열/난방될 수 있다.
본 발명을 제한함이 없이, 단독으로 또는 본 발명의 다른 하나의 특징 또는 본 발명의 다른 2개의 또는 다른 몇개의 특징 또는 본 발명의 다른 모든 특징과 조합하여 실현될 수 있는 본 발명의 추가 실시예에서, 위에서 설명한 것과 유사한 방식으로 그리고 냉방 모드의 요구조건의 관점에서, 방사선 방출 장치(100)의 구성요소이며 장치의 작동 중에 더 많은 양의 열을 방출하는 방사선 방출 장치(100)의 하나, 다수, 또는 전체의 전자 기기에 대한 온도 조절이 제공될 수 있다. 이것은 예를 들어, 고압 방전 램프 또는 LED, 특히 더 큰 LED 어레이에 장착된 LED 같은 방사선 방출 램프와 유사하다. 열 방출 램프 또는 LED/LED 어레이에 근접하여 통상적인 설계의 효과적인 냉방 장치를 장착하는데 사용할 수 있는 제한된 공간을 고려하여, 특히 램프/LED에서 생성된 열을 본 발명의 이중 냉난방 시스템(170, 200)의 램프에서 멀리 떨어진 펠티에 소자까지 전달하는 히트 파이프와 조합하여 펠티에 소자를 제공하는 것이 매우 유리하다: 방사선 방출 장치(100)에서 작동하는 램프(110) 근처의 제한된 공간에도 불구하고 냉방이 제공될 수 있으며, 방사선 방출 램프(110)의 서비스 수명이 크게 연장된다.
본 발명에 따르면, 방사선 방출 장치(100)에 포함된 이중 냉난방 시스템(170, 200)은 추가 구성요소로서, 하나 이상의 팬 또는 팬 조립체(177, 178)를 포함한다. 하나의 팬(177)이 있을 수 있고, 또는 특정 방사선 방출 장치(100) 및 포함된 이중 냉난방 시스템(170, 200)의 요구조건에 따라서 다수의 팬(177, 178) 또는 2개, 3개 또는 훨씬 더 많은 팬(177, 178)을 갖는 팬 조립체가 있을 수 있다. 본 발명을 제한함이 없이, 단독으로 또는 본 발명의 다른 하나의 특징 또는 본 발명의 다른 2개의 또는 다른 몇개의 특징 또는 본 발명의 다른 모든 특징과 조합하여 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예에서, 각 열교환기(175, 176)별로 하나의 팬, 즉 총 2개의 팬(177, 178)이 제공된다. 하나 이상의 팬 또는 2개의 팬(177, 178)은, 특히 본 발명의 실질적으로 바람직한 실시예에서 적절한 유체, 즉 주변 공기가 하나 이상의 제 1 및/또는 제 2 열교환기 또는 2개의 (제 1 및 제 2) 열교환기(175, 176)를 따라 흐르도록 함으로써, 열교환을 촉진한다.
본 발명을 제한함이 없이, 단독으로 또는 본 발명의 다른 하나의 특징 또는 본 발명의 다른 2개의 또는 다른 몇개의 특징 또는 본 발명의 다른 모든 특징과 조합하여 실현될 수 있는 본 발명의 추가 실시예에서, 주변 공기가 열교환기(들)(175, 176)를 따라 흐르도록 하는 하나 이상의 팬 또는 다수의 팬, 바람직하게는 2개의 팬(들)(177, 178)은 하나 이상의 레이디얼 팬 (레이디얼 송풍기 또는 원심 송풍기라고도 함)을 포함한다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 방사선 방출 장치(100)의 이중 냉난방 시스템(170, 200)에서 사용하는 모든 팬, 바람직하게는 2개의 팬(177, 178)은 레이디얼 팬이다. 레이디얼 팬은 일반적으로 축방향 냉각 매체의 흡입 또는 주변 가스의 흡입이 원심 매체 (또는 가스) 배기와 조합하여 이루어지므로, 바람직하다. 이러한 구성으로 인해, 레이디얼 팬은 그의 설치 공간을 많이 차지하지 않아 전체 이중 냉난방 시스템(170, 200)을 수용하기 위한 공간을 절약할 수 있다. 본 발명에 따르면, 방사선 방출 장치(100)에 포함된 이중 냉난방 시스템(170, 200)은 추가 구성요소로서, 하나 이상의 노즐(180)을 포함한다. 본 발명의 방사선 방출 장치(100)에 포함된 이중 냉난방 시스템(170, 200)은 하나의 노즐(180)을 포함할 수 있거나, 2개, 3개, 4개, 또는 훨씬 더 많은 노즐(180)을 포함할 수 있다. 본 발명의 이중 냉난방 시스템(170, 200)의 바람직한 실시예에서, 하나의 노즐(180) 또는 2개의 노즐(180), 실질적으로 바람직하게는 하나의 노즐(180) 또는 열교환기/팬 조합의 각각에 하나의 노즐(180), 즉 총 2개의 노즐(180, 180)이 제공된다. 노즐(180) 또는 노즐들(180)은 하나 이상의 팬, 다수의 팬, 또는 2개의 팬(177, 178)에 의해 발생하는 주변 매체 흐름 또는 주변 기류를 통과시켜 보냄으로써, 제 1 및 /또는 제 2 열교환기(175, 176)를 따라 그 안에 또는 그 위에 표적(190)이나 피사체(192)가 놓이는 하나 이상의 표면 또는 공간(140)을 향해 흐르도록 한다.
이것에 대해 도 2 및 3을 참조하여 더 상세하게 설명한다. 제 1 및 제 2 열교환기(175, 176)는 상호 간에 열원 및 히트 싱크로서 작용할 수 있다 (도 3). 양 열교환기, 즉 제 1 열교환기(175)와 제 2 열교환기(176) (도 3), 및 마찬가지로 그들에 할당된 팬(177, 178) (도 3)과 그들에 할당된 노즐(180, 180) (도 3)은 이중 냉난방 시스템(170, 200) (도 2, 참조 번호: 170)의 구성요소이다. 도 3에서, 노즐(180)은 팬(177)에 의해 (히트 싱크) 열교환기(176)를 따라 노즐(180) 내로 송풍되는 (가열 공기를 포함하는) 주변 기류(도 3의 점선 화살표)를 받는 것으로 도시되어 있다. 도 2는 2개의 이중 냉난방 시스템(170)을 도시하며, 그 중 하나는 방사선 방출 장치(100)의 하부에 수용되고, 다른 하나는 방사선 방출 장치(100) 상부의 캐노피에 수용된다. 이중 냉난방 시스템(170)은 방사선 방출 장치(100)의 하부 및 상부 (캐노피)의 헤드 섹션 및 풋 섹션에서 4개의 각 노즐(180)에 (개략적으로) 연결된 것으로 도 2에 도시되어 있다. 노즐로 송풍되어 그 위에 또는 그 안에 피사체(192)가 누워 있는 표면 또는 공간(140)에 공급될 가열되는 (또는 대안적으로 냉각되는) 공기가 도 2에 (화살표:
Figure pct00001
)로 도시되어 있다.
표면(들)(140)이나 공간(140)으로, 또는 표적(190)이나 피사체/사람(192)에게 직접 가열되는 (또는 대안적으로, 냉각되는) 공기를 공급하는 것은 기술적으로 가능한 임의의 방향으로 이루어질 수 있다. 가열되는 (또는 대안적으로, 냉각되는) 공기는 (도 2에 도시한 바와 같이) 노즐에 의해 방사선 방출 장치의 세로 축을 따라 또는 동일한 세로 평면의 방향을 따라 공급될 수 있지만, 세로 축에 대해 직각으로 (또는 90°와 다른 임의의 각도로) 공급될 수도 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 가열되는 (또는 대안적으로, 냉각되는) 공기는 방사선 방출 장치의 하부 및/또는 상부 (캐노피)의 측면 테두리 또는 헤드 및/또는 풋 섹션으로 횡으로 연장되는 작은 슬릿을 통해 (터널 형상) 공간(140)으로 송풍될 수 있거나, 대략적으로 그리고 예시적으로 (터널(140)의 헤드 또는 풋 끝에서 볼 수 있듯이) 직각으로, 그리고 캐노피의 하부 보호 플레이트에 대해 30°≤α≤60°의 경사각(α)으로 터널형 공간(140)에 들어가는 노즐 또는 다수의 노즐(180)로부터 공간(140)내로 또는 사람(192)을 향해 송풍될 수 있다. 후자의 실시예 중 하나에서, 방사선원(110)의 손실된 열은, 바람직하게는 난방 단계를 지원하기 위해 사용할 수 있거나, 대안적으로 사람(192)에게 효과적인 냉방을 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 방사선 방출 장치(100)에 포함된 이중 냉난방 시스템(170, 200)은 추가 구성요소로서, 펠티에 소자(171)에 대한 DC 전류 공급을 제어하는 하나 이상의 수단(181)을 포함한다. 이러한 제어 수단(181)의 예는, 필요한 DC 전류 공급용 연결 배선 및 펠티에 소자 전력 케이블과 함께 도 3에 도시되어 있다. 일반적으로 그리고 유리하게는, 본 발명에 따른 방사선 방출 장치(100)의 이중 냉난방 시스템(170, 200)의 명료화를 위해, 이중 냉난방 시스템(170, 200)에 대한 DC 전류 공급을 제어하고 시스템에 대한 DC 전류 공급의 방향을 변화시키는 하나의 그러한 수단은 이중 난방 시스템을 이중 냉방 시스템으로 전환하는데 있어서 충분하다. 본 발명을 제한함이 없이, 단독으로 또는 본 발명의 다른 하나의 특징 또는 본 발명의 다른 2개의 또는 다른 몇개의 특징 또는 본 발명의 다른 모든 특징과 조합하여 실현될 수 있는 본 발명의 추가 실시예에서, 펠티에 소자(171)는 그 안에 피사체나 사람(192)이 놓이는 공간(140), 그 위에 또는 아래에 피사체나 사람(192)이 놓이는 표면(140), 피사체나 사람(192)에게 직접, 방사선 방출 장치의 방사선 방출 램프 및/또는 LED(110) 및 방사선 방출 장치의 전자 기기 중에서 선택되는 표적을 냉난방한다. 하나 이상의 제 1 열교환기(175)는 하나 이상의 히트 파이프(182), 바람직하게는 하나 초과의 히트 파이프(182)에 의해 열원으로서 펠티에 소자(171)의 저온 커버 플레이트(174)에 열적으로 연결된다. 특정 예로서 도 3에도 도시한 다른 대안적인 실시예에서, 이러한 설명 및 도 3을 참조함으로써 본 발명을 제한함이 없이, 하나 이상의 제 2 열교환기(176)는 하나 이상의 히트 파이프(182), 바람직하게는 하나 초과의 히트 파이프(182)에 의해 히트 싱크로서 펠티에 소자(171)의 고온 커버 플레이트(174')에 열적으로 연결된다. 이 설명을 위해, 히트 싱크 열교환기는 참조번호 "176"으로 도 3에 나타낸 것으로, 그의 "발산된" 열은 팬(177)에 의해 발생된 기류와 함께 노즐(180)로 송풍되어 방사선 방출 장치의 방사선 치료 공간이나 치료 표면(140)의 난방 단계, 또는 피사체나 사람(192)을 직접 예열/난방하는데 사용되는 것으로 여겨진다. 이 실시예에 대한 펠티에 소자(171)용 회로가 도 4에 도시되어 있다. DC 전류 공급 제어 수단(181)을 통해 펠티에 소자에 대한 DC 전류 공급을 변경함으로써, 본 발명에 따른 방사선 방출 장치(100)의 이중 냉난방 시스템(170, 200)의 냉/난방 특성을 쉽게 반전시킬 수 있다. 결과적으로, DC 전류 공급 제어 수단(181)을 통해 펠티에 소자에 대한 DC 전류 공급을 변화시킴으로써, 열 방출 방사선원이나 램프 또는 LED(110)나 방사선 방출 장치(100)의 구성요소로서 발열 전자 기기를 효과적으로 냉방할 수 있다. 본 발명을 제한함이 없이, 단독으로 또는 본 발명의 다른 하나의 특징 또는 본 발명의 다른 2개의 또는 다른 몇개의 특징 또는 본 발명의 다른 모든 특징과 조합하여 실현될 수 있는 본 발명의 추가 실시예에서, 펠티에 소자(171)는 그 안에 피사체나 사람(192)이 놓이는 공간(140); 그 위에 또는 아래에 피사체나 사람(192)이 놓이는 표면(140); 피사체나 사람(192)에게 직접; 상기 방사선 방출 장치(100)에 장착된 방사선 방출 및 열 방출 방사선원(110); 및 상기 방사선 방출 장치(100)를 작동시키는데 사용할 수 있는 전자 기기에서 선택된 표적을 냉난방한다.
또한 본 발명은 이중 냉난방 시스템(170, 200) 자체에 관한 것이다. 본 발명의 이중 냉난방 시스템(170, 200)은:
- 하나 이상의 펠티에 소자(171);
- 열원으로서 펠티에 소자(171)의 저온 커버 플레이트(174)에 열적으로 연결된 하나 이상의 제 1 열교환기(175);
- 히트 싱크로서 펠티에 소자(171)의 고온 커버 플레이트(174')에 열적으로 연결된 하나 이상의 제 2 열교환기(176);
- 주변 공기가 하나 이상의 제 1 및/또는 제 2 열교환기(들)(175, 176)을 따라 흐르도록 하는 하나 이상의 팬 또는 팬 조립체(177, 178);
- 하나 이상의 제 1 및/또는 제 2 열교환기(175, 176)를 통과함으로써 가열 또는 냉각된 주변 기류를, 그 안에 또는 그 위에 표적 또는 피사체가 놓이는 하나 이상의 공간 또는 표면을 향해 통과시켜 보내는 하나 이상의 노즐(180); 및
- 펠티에 소자(171)에 대한 DC 전류 공급을 제어하는 하나 이상의 수단(181)을 포함한다.
본 발명의 이중 냉난방 시스템(170, 200)의 상기 구성요소의 세부사항 및 바람직한 실시예와 그의 대안에 대한 설명을 위해, 상기 설명을 참조하며, 이러한 모든 세부사항 및 바람직한 실시예는 이중 냉난방 시스템(170, 200) 자체에 대한 설명 및 청구 범위에도 적용할 수 있고 청구할 수도 있다.
또한 본 발명은 방사선을 받고자 하는 표적(190) 또는 피사체(192)가 그 안에 또는 그 위에 놓이는 방사선 방출 장치(100)의 하나 이상의 공간 또는 표면(140)에 대해 교대로 냉난방을 제공하기 위한 방사선 방출 장치(100)에 있어서, 위에서 상세하게 설명하고 청구한 바와 같은 이중 냉난방 시스템(170, 200)의 용도에 관한 것이다. 이중 냉난방 시스템(170, 200)의 이러한 용도는 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 설명과 함께, 그리고 방사선 방출 장치(100)와 관련하여 본 발명의 이중 냉난방 시스템(175, 200)의 용도에 대한 세부 사항과 함께 위에서 상세하게 설명하였으며, 위의 설명을 참조하고, 이러한 모든 세부 사항 및 바람직한 실시예는 방사선 방출 장치(100)에서 이중 냉난방 시스템(170, 200)의 용도에 대한 설명 및 청구 범위에도 적용할 수 있고 청구할 수도 있다.
본 발명을 제한함이 없이, 단독으로 또는 본 발명의 다른 하나의 특징 또는 본 발명의 다른 2개의 또는 다른 몇개의 특징 또는 본 발명의 다른 모든 특징과 조합하여 실현될 수 있는 본 발명의 추가 실시예에서, 방사선 방출 장치(100)에서 본 발명의 이중 냉난방 시스템(170, 200)의 용도는, 바람직하게는 펠티에 소자(171)의 전기 접속부(179)에 DC 전류를 공급하여 이중 냉난방 시스템(170, 200)을 작동시키고, 펠티에 소자(171)의 고온 커버 플레이트(174')로부터 방사선 방출 장치(100)에 열을 발산함으로써, 방사선 방출 장치(100)의 하나 이상의 공간 또는 표면(140)을 난방하는 단계; 및 난방 단계의 흐름 방향과 반대인 전류의 흐름 방향으로 펠티에 소자(171)의 전기 접속부(179)에 DC 전류를 공급하여 이중 냉난방 시스템(170, 200)을 작동시키고, 방사선 방출 장치(100)로부터 펠티에 소자(171)의 저온 커버 플레이트(174)에 열을 전달함으로써, 방사선 방출 장치(100)의 하나 이상의 공간 또는 표면(140)을 냉방하는 단계를 포함한다.
마지막으로, 본 발명은 방사선 방출 장치(100)의 방사선 방출 작동 전, 도중 또는 후에 방사선 방출 장치(100)의 영역 또는 부분을 교대로 냉난방하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은:
a. 상기 명세서에서 상세하게 설명하고 청구한 바와 같이, 펠티에 소자(171)의 전기 접속부(179)에 DC 전류를 공급하여 상기 방사선 방출 장치(100)에 포함된 이중 냉난방 시스템(170, 200)을 작동시키고, 펠티에 소자(171)의 고온 커버 플레이트(174')로부터 방사선 방출 장치(100)에 열을 발산함으로써, 방사선 방출 장치(100)의 하나 이상의 공간 또는 표면(140)을 난방하는 단계; 또는
b. 난방 단계의 흐름 방향과 반대인 전류의 흐름 방향으로 펠티에 소자(171)의 전기 접속부(179)에 DC 전류를 공급하여 상기 명세서에서 상세하게 설명하고 청구한 바와 같이, 이중 냉난방 시스템(170, 200)을 작동시키고, 방사선 방출 장치(100)로부터 펠티에 소자(171)의 저온 커버 플레이트(174)에 열을 전달함으로써, 방사선 방출 장치(100)의 하나 이상의 공간 또는 표면(140)을 냉방하는 단계를 포함한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 이중 냉난방 시스템(170, 200)뿐만 아니라, 본 발명의 이중 냉난방 시스템(170, 200)을 포함하는 방사선 방출 장치(100), 및 방사선 방출 장치(100)의 하나 이상의 공간 또는 표면 또는 기기에 교대로 냉난방을 제공하기 위한 방사선 방출 장치(100)에서 그의 용도, 그리고 상기 방사선 방출 장치(100)의 방사선 방출 작동 전, 도중 또는 후에 작동 후에 방사선 방출 장치(100)의 영역 또는 부분을 교대로 냉난방하는 방법은 종래 기술에 비해 다수의 현저한 장점을 달성한다.
방사선 방출 장치의 치료 공간이나 치료 표면 또는 부분에 대한 교대식 냉난방 단계들은 시스템의 물리적 작동 조건 (전류의 흐름 방향)에 따라 이중 냉난방 모드 작동을 가능케 하는 동일한 시스템에 의해 이루어질 수 있다. 원하는 온도 제어 및 온도 조절은 기존 시스템보다 더 신속하고 정확하게 이루어질 수 있다. 여러 상황에서 필요한 난방 (또는 냉방) 효율을 생성하고 열 손실을 피할 수 있을 정도로 짧은 거리만을 따라 열을 "전달"함으로써, 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 제공되는 이중 냉난방 시스템은 좁은 공간에 설치할 수 있을 정도로 충분히 작으며, 기존의 난방 조화(냉난방) 장치만큼 부피가 크지 않다. 따라서, 건설 설계자는 필요한 냉난방 시스템을 위치시키는데 있어서 보다 많은 자유를 가질 수 있다.
놀랍게도, 신체 조사 장치에서, 간단하고 에너지 효율적인 설비로 조사 절차를 시작하기 전에, 장치의 사용자가 편안하게 느낄 수 있도록 방사선 치료 공간 또는 표면의 온도를 조절할 수 있다. 게다가, 조사 과정에서 방사선원에서 발생하는 과도한 열은 효율적인 냉방 장치에 의해 쉽게 발산된다.
도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 다루는 것과 함께, 위에서 본 발명을 상세하게 설명하였고, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하면, 본 발명의 장점은 방사선 방출 장치의 치료 공간 또는 치료 표면에서 방사선원의 온도 관리의 몇 가지 단점을 명백히 개선할 수 있는 것이다. 당업자가 인식하는 바와 같이, 간단하고 에너지 효율적인 난방 설비로 조사 절차를 시작하기 전에, 신체 조사 장치의 사용자가 편안하게 느낄 수 있도록 방사선 치료 공간 또는 표면의 온도를 조절할 수 있다. 또한, 조사 과정에서 방사선원에 의해 생성된 과도한 열의 쉽고 효율적인 발산은 본 발명의 이중 냉난방 시스템의 효율적인 냉방 모드를 사용함으로써 달성할 수 있다.
지금까지 그 일반 원리를 참조하고 또한 본 발명의 바람직한 실시예를 언급함으로써 본 발명을 설명하였다. 본 발명의 범위는 첨부한 청구범위에 의해 결정된다.
100: 방사선 방출 장치
110: 방사선원
120: 필터
130: 반사기
140: 표적 또는 피사체가 놓이는 공간 또는 표면
170: 이중 냉난방 시스템
171: 펠티에 소자
172, 172': 반도체 재료 직육면체
173, 173': 열전도성 금속 브리징 플레이트
174, 174': 비전도성 재질의 커버 플레이트
175: 제 1 열교환기(열원)
176: 제 2 열교환기(히트 싱크)
177: 팬 또는 팬 조립체
178: 팬 또는 팬 조립체
179: 전기 접속부
180: 노즐
181: DC 전류 공급 제어 수단
182: 히트 파이프
185: 방사선원 제어 수단
190: 표적
192: 조사될 피사체나 사람이나 동물
200: 이중 냉난방 시스템

Claims (11)

  1. a. 표적(190) 또는 피사체(192)를 향해 하나 이상의 파장의 방사선을 방출하는 하나 이상의 방사선원(110); 및
    b. 그 안에 또는 그 위에 표적(190) 또는 피사체(192)가 놓이는 하나 이상의 공간 또는 표면(140)을 포함하는 방사선 방출 장치(100)로서, 상기 방사선 방출 장치(100)는 :
    c. 하나 이상의 공간 또는 표면(140)을 냉난방하는 하나 이상의 이중 냉난방 시스템(170)을 더 포함하고, 이중 냉난방 시스템(170)은:
    - 하나 이상의 펠티에 소자(171)로, 상기 펠티에 소자(171)는 상이한 전자 밀도를 갖는 2종의 반도체 재료로 제조된 2개 이상의 직육면체(172, 172')를 포함하고, 상기 2개 이상의 직육면체(172, 172')는 열적으로 서로 평행하게 전기적으로 직렬로 배치되며, 열 전도성 금속 브리징 플레이트(173, 173')와 상호 연결되고 비전도성 재질의 저온 커버 플레이트(174)와 비전도성 재질의 고온 커버 플레이트(174') 사이에 끼워지며, 전기 접속부(179)를 통해 DC 전류를 공급받는, 펠티에 소자(171);
    - 열원으로서 펠티에 소자(171)의 저온 커버 플레이트(174)에 열적으로 연결된 하나 이상의 제 1 열교환기(175);
    - 히트 싱크로서 펠티에 소자(171)의 고온 커버 플레이트(174')에 열적으로 연결된 하나 이상의 제 2 열교환기(176);
    - 주변 공기가 하나 이상의 제 1 및/또는 제 2 열교환기(175, 176)를 따라 흐르도록 하는 하나 이상의 팬 또는 팬 조립체(177, 178);
    - 하나 이상의 제 1 및/또는 제 2 열교환기(175, 176)를 통과함으로써 가열 또는 냉각된 주변 기류를, 그 안에 또는 그 위에 표적(190) 또는 피사체(192)가 놓이는 하나 이상의 공간 또는 표면(140)을 향해 통과시켜 보내는 하나 이상의 노즐(180); 및
    - 펠티에 소자(171)에 대한 DC 전류 공급을 제어하는 하나 이상의 수단(181)을 포함하는 방사선 방출 장치(100).
  2. 이중 냉난방 시스템(170, 200)으로서,
    - 상이한 전자 밀도를 갖는 2종의 반도체 재료로 제조된 2개 이상의 직육면체(172, 172')를 포함하는 하나 이상의 펠티에 소자(171)로서, 상기 2개 이상의 직육면체(172, 172')는 열적으로 서로 평행하게 전기적으로 직렬로 배치되며, 열 전도성 금속 브리징 플레이트(173, 173')와 상호 연결되고 비전도성 재질의 저온 커버 플레이트(174)와 비전도성 재질의 고온 커버 플레이트(174') 사이에 끼워지며, 전기 접속부(179)를 통해 DC 전류를 공급받는, 펠티에 소자(171);
    - 열원으로서 펠티에 소자(171)의 저온 커버 플레이트(174)에 열적으로 연결된 하나 이상의 제 1 열교환기(175);
    - 히트 싱크로서 펠티에 소자(171)의 고온 커버 플레이트(174')에 열적으로 연결된 하나 이상의 제 2 열교환기(176);
    - 주변 공기가 하나 이상의 제 1 및/또는 제 2 열교환기(175, 176)를 따라 흐르도록 하는 하나 이상의 팬 또는 팬 조립체(177, 178);
    - 하나 이상의 제 1 및/또는 제 2 열교환기(175, 176)를 통과함으로써 가열 또는 냉각된 주변 기류를, 표적 또는 피사체를 향해 통과시켜 보내는 하나 이상의 노즐(180); 및
    - 펠티에 소자(171)에 대한 DC 전류 공급을 제어하는 하나 이상의 수단(181)을 포함하는 이중 냉난방 시스템(170, 200).
  3. 제 1 항에 있어서, 표적(190) 또는 피사체(192)를 향한 하나 이상의 방사선원의 방사선 방출을 제어하는 하나 이상의 수단(185)을 더 포함하는 방사선 방출 장치(100).
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 실질적으로 이러한 파장, 실질적으로 이러한 파장들, 또는 실질적으로 방사선의 의도된 목적을 달성하는 파장 대역의 방사선원에서 방출된 방사선을 통과시키는 하나 이상의 필터(120)를 더 포함하고; 및/또는 방사선원에서 방출된 방사선 또는 그의 반사된 부분을 표적(190) 또는 피사체(192)를 향해 보내거나 및/또는 시준하는 하나 이상의 반사기(130)를 더 포함하는 방사선 방출 장치(100).
  5. 제 1 항, 제 3 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 방사선 방출 장치(100)를 포함하는 제 2항에 따른 이중 냉난방 시스템(170, 200)에 있어서,
    상기 펠티에 소자의 반도체 재료는 n형 반도체 및 p형 반도체를 포함하고; 바람직하게는 펠티에 소자의 반도체 재료는 텔루르화 비스무트 및 실리콘 게르마늄을 포함하거나 구성되고; 및/또는 비전도성 재질의 커버 플레이트(174, 174')는 알루미나 세라믹을 포함하거나 구성되는 방사선 방출 장치(100)를 포함하는 이중 냉난방 시스템(170, 200).
  6. 제 1 항, 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 방사선 방출 장치(100)를 포함하는 제 2항에 따른 이중 냉난방 시스템(170, 200)에 있어서,
    상기 하나 이상의 팬 또는 팬 조립체(177, 178)는 하나 이상의 레이디얼 팬을 포함하는 방사선 방출 장치(100)를 포함하는 이중 냉난방 시스템(170, 200).
  7. 제 1 항, 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 방사선 방출 장치(100)를 포함하는 제 2항에 따른 이중 냉난방 시스템(170, 200)에 있어서,
    상기 하나 이상의 열교환기(175)는 하나 이상의 히트 파이프, 바람직하게는 하나 초과의 히트 파이프에 의해 열원으로서 펠티에 소자(171)의 저온 커버 플레이트(174)에 열적으로 연결되고; 및/또는 하나 이상의 열교환기(176)는 하나 이상의 히트 파이프(182), 바람직하게는 하나 초과의 히트 파이프(182)에 의해 히트 싱크로서 펠티에 소자(171)의 고온 커버 플레이트(174')에 열적으로 연결되는 방사선 방출 장치(100)를 포함하는 이중 냉난방 시스템(170, 200).
  8. 제 1 항, 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 방사선 방출 장치(100)를 포함하는 제 2항에 따른 이중 냉난방 시스템(170, 200)에 있어서,
    펠티에 소자(171)는 그 안에 피사체나 사람(192)이 놓이는 공간(140); 그 위에 또는 아래에 피사체나 사람(192)이 놓이는 표면(140); 피사체나 사람(192)에게 직접; 상기 방사선 방출 장치(100)에 장착된 방사선 방출 및 열 방출 방사선원(110); 및 상기 방사선 방출 장치(100)를 작동시키는데 사용할 수 있는 전자 기기 중에서 선택되는 표적을 냉난방하는 방사선 방출 장치(100)를 포함하는 이중 냉난방 시스템(170, 200).
  9. 방사선을 받고자 하는 표적(190) 또는 피사체(192)가 그 안에 또는 그 위에 놓이는 하나 이상의 공간 또는 표면(140); 또는 방사선 방출 장치(100)의 하나 이상의 기기에 교대로 냉난방을 제공하는 방사선 방출 장치에서, 제 2 항, 및 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 이중 냉난방 시스템(170, 200)의 용도.
  10. 제 9 항에 있어서, 방사선 방출 장치(100)의 하나 이상의 공간 또는 표면(140)의 난방은 펠티에 소자(171)의 전기 접속부(179)에 DC 전류를 공급하여 이중 냉난방 시스템(170, 200)을 작동시키고, 펠티에 소자(171)의 고온 커버 플레이트(174')로부터 방사선 방출 장치(100)에 열을 발산함으로써, 제공되고; 및 방사선 방출 장치(100)의 하나 이상의 공간 또는 표면(140)의 냉방은 난방 단계의 흐름 방향과 반대인 전류의 흐름 방향으로 펠티에 소자(171)의 전기 접속부(179)에 DC 전류를 공급하여 이중 냉난방 시스템(170, 200)을 작동시키고, 방사선 방출 장치(100)로부터 펠티에 소자(171)의 저온 커버 플레이트(174)에 열을 전달함으로써, 제공되는 이중 냉난방 시스템(170, 200)의 용도.
  11. 방사선 방출 장치(100)의 방사선 방출 작동 전, 도중 또는 후에 방사선 방출 장치(100)의 영역 또는 부분을 교대로 냉난방하는 방법에 있어서, 상기 방법은:
    a. 펠티에 소자(171)의 전기 접속부(179)에 DC 전류를 공급하여 상기 방사선 방출 장치(100)에 포함된 제 2 항에 따른 이중 냉난방 시스템(170, 200)을 작동시키고, 그리고 펠티에 소자(171)의 고온 커버 플레이트(174')로부터 방사선 방출 장치(100)에 열을 발산함으로써, 방사선 방출 장치(100)의 하나 이상의 공간 또는 표면(140) 또는 기기를 난방하는 단계; 또는
    b. 난방 단계의 흐름 방향과 반대인 전류의 흐름 방향으로 펠티에 소자(171)의 전기 접속부(179)에 DC 전류를 공급하여, 제 2항에 따른 이중 냉난방 시스템(170, 200)을 작동시키고, 방사선 방출 장치(100)로부터 펠티에 소자(171)의 저온 커버 플레이트(174)에 열을 전달함으로써, 방사선 방출 장치(100)의 하나 이상의 공간 또는 표면(140) 또는 기기를 냉방하는 단계를 포함하는 방법.
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