JP4620688B2 - ラジエーター装置 - Google Patents
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Description
本発明は、ラジエーター装置に関する。特に、本発明は、エネルギーを集めるためのラジエーター装置またはエネルギーを分散するためのラジエーター装置に関する。
シュテファン−ボルツマン(Stefan−Boltzman)の法則は、一定の温度では、任意の物体(body)についての放射線放出の総計を、R=ECT4であると述べている。Eは、物体の放射率であり、これは、一定の温度でのこのような物体の放射の全放出の、同一温度での完全黒体の放射の全放出に対する比である。黒体に関しては、黒体は、理論上の熱放射物体であり、入射放射の完全な吸収体であり、かつ一定の温度での最大放射の完全なエミッター(E=1)である;理論上の完全な反射体としては、E=0;そして他のすべての物体については、0<E<1である。Cは、シュテファン−ボルツマン定数であり、その値は、約5.67×10−8W/m 2 K 4 である。Tは、その物体の絶対温度(ケルビン温度)である。
本発明は、ラジエーターに関する。一つの実施形態では、このラジエーターは、熱伝導層、放射層、および断熱層を備える。この放射層は、エネルギー源によりエネルギーを与えられ、そして熱伝導層の少なくとも一部に埋め込まれた少なくとも一つの放射エレメントを備える。この断熱層は、熱伝導層に面する。この熱伝導層は、金属酸化物の材料を含み得る。この放射層は、一般的に断熱層と熱伝導層との間に位置する。この熱伝導層は、中心点または焦点領域を規定する、部分的に球状または部分的に半球状の形状を含み得、その一方で、上記放射層はまた、中心点または焦点領域を規定する部分的に球状または部分的に半球状の形状を含み得る。この熱伝導層の焦点領域は、上記放射層の焦点領域とほぼ一致する。
(a)宇宙空間における衛星、他の天体用の装備および/または装置の上の、放射吸収表面、物体、物質および/または材料の、選択された領域であって、宇宙空間における衛星、他の天体用の装備および/または装置は、その環境と比べて、吸収表面、物体、物質および/または材料のこのような選択された領域の温度上昇を達成するか、または上記選択された領域およびその環境とは異なる温度を達成し、太陽または他の地球外物体に対する宇宙空間における衛星、他の天体用の装備および/または装置の属性に対して(とりわけ)押し(thrust)、回転力、推進力を提供する、放射吸収表面、物体、物質および/または材料の、選択された領域;ならびに
(b)寒い気象の地球上で、宇宙空間で、または任意の他の地球外のもしくは天空の物体における、任意の人または物体(コンピューター化されたロボットまたは自動制御学が挙げられるが、これらに限定されない)により製造、組み立て、導入、構築、位置、修復、維持、享受、占有、消費、使用または操作(戸外、屋内を問わない)されるべき、選択された放射吸収表面、物体、物質および/または材料(食物および他の材料が挙げられるが、これらに限定されない);ならびに
(c)物体(body)もしくは身体組織(生死を問わない)または他の物体(object)もしくは科学的研究の対象もしくは医学的手術および処置の対象;および調理および台所の準備における食品;ならびに
(d)焦点付けられたか、集められたか、または指向もしくは再指向された放射を通して、その環境に対して、温度上昇を必要とする物体、物質および/または材料(食物および他の材料が挙げられるが、これに限定されない)
に対して、放射線を焦点に当てること(focusing)、集めること、および向けることが挙げられるが、これらに限定されない。
(A)このようなデバイスの一つの実施形態が、図1Aおよび図1Bに示される。図1Aおよび図1Bにおいては、放射供給源10は、中空の部分的に球状または中空の部分的に半球状の本体12のセグメント(集合的に、「球状セグメント」または「球状部材」)の凸面上に位置する。放射供給源10は、電気コイル抵抗または他の加熱エレメント11で構築されており、電気コイル抵抗または他の加熱エレメント11は、電気絶縁性かつ熱伝導性材料25(電気融合された酸化マグネシウムが挙げられるが、これらに限定されない)の中に埋め込まれ、そしてこれに囲まれており、そして、電気絶縁性かつ熱伝導性材料25は、一方では、球状セグメント12の凸面に面し、そして他方では、断熱材料26と面している。放射供給源10は、上記球状セグメント12の表面温度を適切なレベルにまで上昇し得る、任意のデバイスまたは装置を含み得、そして赤外放射は、図1Cに記載のように、上記球状セグメント12の凹面から放出され、そして上記球状セグメントの、中心点または焦点領域15に対して、焦点付けられるか、または集められる。このような放射供給源10の例としては、ワイヤー加熱エレメント、加熱カートリッジ、石英に入れられたワイヤー加熱器および同様なデバイスなどが挙げられる。球状セグメント12の中心点または焦点領域15での放射強度は、球状セグメントに凹面上、あるいはこれを(構造的にまたは表面上)含むかまたは形成する、そのエレメントまたは材料から放出されるために必要とされ得るかもしくは必要とされる、赤外放射の量またはレベル、ならびに球状セグメント12の凹面と、赤外放射が焦点付けられるかまたは集められるべき物体との間の距離に依存する。このようなエレメントまたは材料は、ステンレス鋼、低級炭素鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、アルミニウム−鉄合金、クロム、モリブデン、マンガン、ニッケル、ニオブ、ケイ素、チタン、ジルコニウム、希土類の鉱物または元素(セリウム、ランタン、ネオジミウム、およびイットリウムが挙げられるが、これらに限定されない)、ならびにセラミクス、ニッケル−鉄合金、ニッケル−鉄−クロム合金、ニッケル−クロム合金、ニッケル−クロム−アルミニウム合金、および他の同様な合金ならびにこれらの酸化物、三二酸化物、カーバイド、およびニトリド、特定の炭素質材料および他の赤外放射材料からなる群より選択され得る。本発明の一つの局面では、この実施形態は、この球状セグメント12の凹面の上に均等の間隔で並んだ、赤外放射の多くの極小の供給源、および球状セグメント12の中心点または焦点領域15に対して、赤外放射を各々向けること、放出すること、焦点あてすること、または集めることと理論上等しい。
Claims (12)
- 焦点領域を規定する少なくとも部分的に球状の形状を含む熱伝導層;
焦点領域を規定し、エネルギー源によりエネルギーを与えられる少なくとも部分的に球状の形状を含む放射層;
焦点領域を規定する少なくとも部分的に球状の形状を含む断熱層;および
該断熱層に結合された白熱電球ベースであって、該ベースが電気ランプソケット中に受け取られるように適合されている、白熱電球ベース
を含み、
該断熱層が、該熱伝導層に面しており、
該熱伝導層の焦点領域が該放射層の焦点領域とほぼ一致する、ラジエーター。 - 請求項1のラジエーターであって、ここで、前記断熱層が、前記熱伝導層の凸面に面する凹面を含み、その結果、該放射層の放射エレメントが、該熱伝導層の温度を上昇させ、そしてエネルギーを該放射層の焦点領域に集める、ラジエーター。
- 請求項2に記載のラジエーターであって、該ラジエーターは、前記エネルギーを受け取るために前記放射層の焦点領域に位置決めされた第一の端部を有する複数の光ファイバーをさらに含み、その結果、該光ファイバーが、第一の端部にて受け取ったエネルギーを該光ファイバーの第二の端部へと伝達する、ラジエーター。
- 請求項1に記載のラジエーターであって、ここで、前記断熱層が、前記熱伝導層の凹面に面する凸面を含み、その結果、前記放射層の放射エレメントが該熱伝導層の温度を上昇させ、そして該放射層の焦点領域からエネルギーを分散させる、ラジエーター。
- 請求項1に記載のラジエーターであって、ここで、前記放射層が、前記断熱層と前記熱伝導層との間に位置する、ラジエーター。
- 部分的に球状形状の熱伝導層;
該熱伝導層と接触している放射エレメント;
該熱伝導層に面する、部分的に球状形状の断熱層;および
該断熱層に結合された白熱電球ベースであって、該ベースが電気ランプソケット中に受け取られるように適合されている、白熱電球ベース
を含み、
該熱伝導層が、第一の焦点領域を規定し;
該断熱層が、第二の焦点領域を規定し;そして
該第一の焦点領域が、該第二の焦点領域とほぼ一致する、
ラジエーター。 - 請求項6に記載のラジエーターであって、ここで、前記断熱層が、前記熱伝導層の凸面に面する凹面を含み、その結果、前記放射エレメントが、該熱伝導層の温度を上昇させ、そして該放射層の焦点領域にエネルギーを集める、ラジエーター。
- 請求項7に記載のラジエーターであって、該ラジエーターは、前記エネルギーを受け取るための前記放射層の焦点領域に位置する第一の端部を有する複数の光ファイバーを含み、その結果、該光ファイバーが、第一の端部にて受け取った該エネルギーを、該光ファイバーの第二の端部へと伝達する、ラジエーター。
- 請求項6に記載のラジエーターであって、ここで、前記断熱層が、前記熱伝導層の凹面に面する凸面を含み、その結果、前記放射エレメントが、前記熱伝導層の温度を上昇させ、そしてエネルギーを該放射層の焦点領域から分散させる、ラジエーター。
- 請求項6に記載のラジエーターであって、ここで、前記放射エレメントが、前記断熱層と前記熱伝導層との間に位置する、ラジエーター。
- 請求項6に記載のラジエーターであって、ここで、前記放射エレメントが、部分的に前記熱伝導層中に埋め込まれる、ラジエーター。
- 請求項6に記載のラジエーターであって、ここで、前記放射エレメントが、前記熱伝導層中に完全に埋め込まれている、ラジエーター。
【誤訳訂正2】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
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