【手続補正書】
【提出日】平成19年2月2日(2007.2.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの三相インピーダンス回路を形成するために互いに接続された複数の誘導コイルが周囲に配置されている容器内の電気伝導性材料を磁気誘導によって同時に加熱及び攪拌をするための装置であって：
誘導加熱周波数で動作する出力を有する単相交流電源；
前記誘導加熱周波数より小さい誘導攪拌周波数で動作する出力を有する三相交流電源；
前記複数の誘導コイルに交流加熱電流を供給するために、前記単相交流電源の出力を前記複数の誘導コイルに接続し、共振周波数または共振周波数付近で動作する加熱回路を形成する、少なくとも１つの容量性部材であって、動作中、前記交流加熱電流が加熱用磁場を発生し、前記加熱用磁場が前記電気伝導性材料を加熱するために前記電気伝導性材料と誘導結合する容量性部材；及び、
前記複数の誘導コイルに交流攪拌電流を供給するために前記三相交流電源の出力を前記複数の誘導コイルに接続し、攪拌回路を形成する少なくとも１つの誘導性部材であって、動作中、前記交流攪拌電流が攪拌用磁場を発生し、前記攪拌用磁場が前記電気伝導性材料を攪拌するために前記電気伝導性材料と誘導結合する誘導性部材を備え、
前記少なくとも１つの容量性部材が前記三相交流電源の出力が前記単相交流電源の出力に電力供給することを実質的に阻止し、前記少なくとも１つの誘導性部材が前記単相交流電源の出力が前記三相交流電源の出力に電力供給することを実質的に阻止する、電気伝導性材料を同時に加熱及び攪拌をするための装置。
【請求項２】
容器内の電気伝導性材料を同時に加熱及び攪拌をするための装置であって：
前記容器の周囲に配置された複数の誘導コイルであって、第１及び第２の開デルタ端子並びに第１及び第２の閉デルタ端子を有する開デルタ結線回路を構成する、少なくとも１つの三相インピーダンス回路を形成するために互いに接続された複数の誘導コイル；
第１開デルタ端子に接続された第１コンデンサー端子、及び第２コンデンサー端子を有する加熱回路コンデンサー；
前記第２コンデンサー端子に接続された第１出力加熱供給端子、及び前記第２開デルタ端子に接続された第２出力加熱供給端子を有し、加熱周波数で動作する単相交流電源；
各々が第１インダクター端子及び第２インダクター端子を有する複数の攪拌回路インダクターであって、前記攪拌回路インダクターの各々の第１インダクター端子が前記少なくとも１つの三相インピーダンス回路の前記第１閉デルタ端子、前記第２閉デルタ端子、及び前記第２開デルタ端子に排他的に接続されている攪拌回路インダクター；及び、
前記加熱周波数より低い攪拌周波数で動作する、３つの出力攪拌供給端子を有する三相交流電源であって、前記出力攪拌供給端子の各々が前記複数の攪拌回路インダクターの各々の前記第２インダクター端子に排他的に接続されている三相交流電源を備え、
前記単相交流電源が前記電気伝導性材料を加熱するために前記少なくとも１つの三相インピーダンス回路に誘導性加熱電力を供給し、前記複数の攪拌回路インダクターが前記加熱電力の前記三相交流電源への入力を実質的に阻止し、前記三相交流電源が前記電気伝導性材料を攪拌するために前記少なくとも１つの三相インピーダンス回路に攪拌電力を供給し、前記加熱回路コンデンサーが前記攪拌電力の前記単相交流電源への入力を実質的に阻止する、電気伝導性材料を同時に加熱及び攪拌をするための装置。
【請求項３】
容器内の電気伝導性材料を同時に加熱及び攪拌をするための装置であって：
前記容器の周囲に配置された複数の誘導コイルであって、第１及び第２の開デルタ端子及び第１及び第２の閉デルタ端子を有する開デルタ結線回路を構成する、少なくとも１つの三相インピーダンス回路を形成するために互いに接続された複数の誘導コイル；
互いにほぼ等しい容量を有する第１加熱回路コンデンサー及び第２加熱回路コンデンサーであって、各々が第１端子、及び共通コンデンサー接続を形成するために互いに接続された第２端子を有する第１加熱回路コンデンサー及び第２加熱回路コンデンサー；
正の直流バス及び負の直流バス、並びに第１出力加熱供給端子及び第２出力加熱供給端子を有し、加熱周波数で動作する単相加熱交流電源であって、前記第１出力加熱供給端子が前記単相加熱交流電源の半ブリッジの中央部分を構成し、前記正の直流バスが前記第１加熱回路コンデンサーの第１端子に接続されており、前記負の直流バスが前記第２加熱回路コンデンサーの第１端子に接続されている単相加熱交流電源；
各々が第１インダクター端子及び第２インダクター端子を有する複数の攪拌回路インダクターであって、前記攪拌回路インダクターの各々の第１インダクター端子が前記少なくとも１つの三相インピーダンス回路の前記第１閉デルタ端子、前記第２閉デルタ端子、及び前記第２開デルタ端子に排他的に接続されている攪拌回路インダクター；及び、
前記加熱周波数より低い攪拌周波数で動作する、３つの出力攪拌供給端子を有する三相交流電源であって、前記出力攪拌供給端子の各々が前記複数の攪拌回路インダクターの各々の前記第２インダクター端子に排他的に接続されている三相交流電源を備え、
前記単相交流電源が前記電気伝導性材料を加熱するために前記少なくとも１つの三相インピーダンス回路に加熱電力を供給し、前記複数の攪拌回路インダクターが前記加熱電力の前記三相交流電源への入力を実質的に阻止し、前記三相交流電源が前記電気伝導性材料を攪拌するために前記少なくとも１つの三相インピーダンス回路に攪拌電力を供給し、前記加熱回路コンデンサーが前記攪拌電力の前記単相交流電源への入力を実質的に阻止する、電気伝導性材料を同時に加熱及び攪拌をするための装置。
【請求項４】
容器内の電気伝導性材料を同時に加熱及び攪拌をするための装置であって：
前記容器の周囲に配置された複数の誘導コイルであって、前記複数の誘導コイルの全てに対する共通端子、第１端子、第２端子、及び第３端子を有するＹ結線回路を構成する、少なくとも１つの三相インピーダンス回路を形成するために互いに接続されている複数の誘導コイル；
各々が第１コンデンサー端子及び第２コンデンサー端子を有する複数の加熱回路コンデンサーであって、前記加熱回路コンデンサーの各々の前記第１コンデンサー端子が前記少なくとも１つの三相インピーダンス回路の前記第１端子、前記第２端子、及び前記第３端子に排他的に接続されている加熱回路コンデンサー；
第１出力加熱供給端子及び第２出力加熱供給端子を有する単相加熱交流電源であって、前記第１出力加熱供給端子が前記複数の加熱回路コンデンサーの全ての前記第２コンデンサー端子に接続されており、前記第２出力加熱供給端子が前記少なくとも１つの三相インピーダンス回路の前記共通端子に接続されている単相加熱交流電源；
各々が第１インダクター端子及び第２インダクター端子を有する複数の攪拌回路インダクターであって、前記攪拌回路インダクターの各々の第１インダクター端子が前記少なくとも１つの三相インピーダンス回路の前記第１端子、前記第２端子、及び前記第３端子に排他的に接続されている攪拌回路インダクター；及び、
前記加熱周波数より低い攪拌周波数で動作する、３つの出力攪拌供給端子を有する三相交流電源であって、前記出力攪拌供給端子の各々が前記複数の攪拌回路インダクターの各々の前記第２インダクター端子に排他的に接続されている三相交流電源を備え、
前記単相交流電源が前記電気伝導性材料を加熱するために前記少なくとも１つの三相インピーダンス回路に誘導性加熱電力を供給し、前記複数の攪拌回路インダクターが前記加熱電力の前記三相交流電源への入力を実質的に阻止し、前記三相交流電源が前記電気伝導性材料を攪拌するために前記少なくとも１つの三相インピーダンス回路に攪拌電力を供給し、前記加熱回路コンデンサーが前記攪拌電力の前記単相交流電源への入力を実質的に阻止する、電気伝導性材料を同時に加熱及び攪拌をするための装置。
【請求項５】
容器内の電気伝導性材料を同時に加熱及び攪拌をするための装置であって：
前記容器の周囲に配置された複数の誘導コイルであって、前記複数の誘導コイルの全てに対する共通端子、第１端子、第２端子、及び第３端子を有するＹ結線回路を構成する、少なくとも１つの三相インピーダンス回路を形成するために互いに接続されている複数の誘導コイル；
各々が第１コンデンサー端子及び第２コンデンサー端子を有する複数の加熱回路コンデンサーであって、前記加熱回路コンデンサーの各々の前記第１コンデンサー端子が前記三相インピーダンス回路の前記第１端子、前記第２端子、及び前記第３端子に排他的に接続されている加熱回路コンデンサー；
第１出力加熱供給端子及び第２出力加熱供給端子を有する単相加熱交流電源であって、前記第１出力加熱供給端子が前記複数の加熱回路コンデンサーの全ての第２コンデンサー端子に接続されており、前記第２出力加熱供給端子が前記三相インピーダンス回路の前記共通端子に接続されている単相加熱交流電源；
各々が第１インダクター端子及び第２インダクター端子を有する複数の攪拌回路インダクターであって、前記攪拌回路インダクターの各々の第１インダクター端子が前記少なくとも１つの三相インピーダンス回路の前記第１端子、前記第２端子、及び前記第３端子に排他的に接続されている攪拌回路インダクター；及び、
前記加熱周波数より低い攪拌周波数で動作する、３つの出力端子を有する三相交流電源であって、前記出力端子の各々が前記複数の攪拌回路インダクターの１つの前記第２インダクター端子に排他的に接続されている三相交流電源を備え、
前記単相交流電源が前記電気伝導性材料を加熱するために前記少なくとも１つの三相インピーダンス回路に加熱電力を供給し、前記複数の攪拌回路インダクターが前記加熱電力の前記三相交流電源への入力を実質的に阻止し、前記三相交流電源が前記電気伝導性材料を攪拌するために前記少なくとも１つの三相インピーダンス回路に攪拌電力を供給し、前記加熱回路コンデンサーが前記攪拌電力の前記単相交流電源への入力を実質的に阻止する、電気伝導性材料を同時に加熱及び攪拌をするための装置。
【請求項６】
前記攪拌周波数が特定の周波数範囲内で可変である、請求項２、３、４または５に記載の装置。
【請求項７】
前記三相交流電源が可変な周波数出力を有するパルス幅変調式電源である、請求項２、３、４または５に記載の装置。
【請求項８】
少なくとも１つの三相インピーダンス回路を形成するために互いに接続された複数の誘導コイルが周囲に配置されている容器内の電気伝導性材料を磁気誘導によって、同時に加熱及び攪拌をするための方法であって：
誘導加熱周波数で動作する出力を有する単相交流電源を備えること；
前記誘導加熱周波数より小さい誘導攪拌周波数で動作する出力を有する三相交流電源を備えること；
前記電気伝導性材料と誘導結合することによって前記電気伝導性材料を加熱する加熱用磁場を発生する交流加熱電流を前記複数の誘導コイルに供給するための、共振周波数または共振周波数付近で動作する加熱回路を形成するために、少なくとも１つの容量性部材によって前記単相交流電源の出力を前記複数の誘導コイルに接続すること；及び、
前記電気伝導性材料と誘導結合することによって前記電気伝導性材料を攪拌する攪拌用磁場を発生する交流攪拌電流を前記複数の誘導コイルに供給するための攪拌回路を形成するために、少なくとも１つの誘導性部材によって前記三相交流電源の出力を前記複数の誘導コイルに接続することのステップを含み、
前記少なくとも１つの容量性部材が前記三相交流電源の出力が前記単相交流電源の出力に電力供給することを実質的に阻止し、前記少なくとも１つの誘導性部材が前記単相交流電源の出力が前記三相交流電源の出力に電力供給することを実質的に阻止する、電気伝導性材料を同時に加熱及び攪拌をするための方法。
【請求項９】
前記攪拌周波数を特定の周波数範囲内で変化させるステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記三相交流電源が可変な周波数出力を有するパルス幅変調式電源である、請求項８に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
単相交流電源と三相交流電源との間の電力の移動を防止するために、容量性加熱回路とコイル部分は第１共振周波数またはその付近で動作し、誘導性攪拌回路とコイル部分は第２周波数またはその付近で動作する。この構成により、加熱回路の容量性部材（コンデンサー）は三相交流電源の出力に対して、三相交流電源の出力から単相交流電源の入力に電力が移行することを阻止するために十分なインピーダンスを与え、攪拌回路の誘導性部材（インダクターまたはコイル）は単相交流電源の出力に対して、単相交流電源の出力から三相交流電源の入力に電力が移動することを阻止するために十分なインピーダンスを与える。結果として、本発明は付加的な分離用のスイッチや高価な変圧器を必要とせずに、２つの別個の電源から供給される電力によって同時に加熱と攪拌を行うことが可能な装置及び方法を提供する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
攪拌用周波数が２.５Ｈｚ場合、コイルＬ１のリアクティブインピーダンスは約０.０００７９ohmであり、コンデンサーＣ１のリアクティブインピーダンスは約３.２ohmである。攪拌電源１６の出力は、誘導コイルＬ１が加熱電流の約半分程度の電流を引き出すように調節される。この例において、攪拌用電流Ｉstirは約８,０００Ａである。攪拌電力Ｐstirは式Ｐstir＝Ｉstir2・Ｒ１stirによって計算され、その値は４０ｋＷまたは加熱電力の０.８％となる。攪拌電源１６に直列に接続されたインダクターＬ２は誘導コイルＬ１のインピーダンスに対して大きいインピーダンスを持つように選択される。この例において、インダクターＬ２は４・１０-3ヘンリーであり、その値はコイルＬ１の約８０倍である。１６０Ｈｚの場合、インダクターＬ２のリアクティブインピーダンスは約４.０ohmであると計算される。２.５Ｈｚの場合、インダクターＬ２のリアクティブインピーダンスは約０.００６ohmであると計算される。インダクターＬ２の抵抗値はインダクターのリアクタンスに対して非常に小さいので無視することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
攪拌電源１６ａは絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等のパワートランジスタ（power transistor）を含む、固体素子（または、半導体素子）のスイッチング構成を利用する三相ＤＣ−ＡＣインバーターであってもよい。攪拌電源１６ａの入力として別個の整流器装置が使用されてもよいが、図示された実施例においては、整流器装置２１が相互接続直流出力バスＤＣ１（正）及びＤＣ２（負）を介して、攪拌電源のインバーターに直流入力を供給している。三相インバーター電源の各出力ライン（Ｔ３１、Ｔ３２及びＴ３３）はそれぞれ、インダクターＬ２ａ、Ｌ２ｂ及びＬ２ｃを介してコイル部分１４ａ、１４ｂ及び１４ｃの開デルタ端子１ａ、閉デルタ端子（closed delta terminal）２ａ、及び閉デルタ端子３ａに接続されている。インダクターＬ２ａ、Ｌ２ｂ及びＬ２ｃは（制限ではないが、好まれるものとして金属性のコアを利用した）パワーインダクター（power inductor）である。インダクターＬ２ａ、Ｌ２ｂ及びＬ２ｃは各々がほぼ同じ大きさで、かつ、コイル部分のインダクタンスに比べて非常に大きいインダクタンスを持つ。この構成により、三相交流攪拌電源から供給され、コイル部分を流れる交流電流は容器内の電気伝導性材料を攪拌（または、乱流攪拌）するために、容器内の電気伝導性材料と磁気的に結合する磁場を発生する。インダクターＬ２ａ、Ｌ２ｂ及びＬ２ｃのインダクタンスは、インダクターが３つのコイル部分と共に回路を形成し、かつ、比較的高い周波数で動作している単相加熱電源の出力に対して比較的大きいインピーダンスを与えるように選択される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
上述の実施例と共に図示されたように、本発明は誘導加熱回路を形成するために１つまたは複数の容量性部材を介して、容器の周囲に配置された誘導コイルインピーダンス回路に接続された単相交流加熱電源に関するものである。誘導加熱回路の構成要素は、誘導加熱用周波数で動作する加熱電源によって駆動されたときに、回路が加熱用の共振点または共振点付近で動作するように選択される。三相交流攪拌電源は誘導性の攪拌回路を形成するために誘導性部材を介して容器の誘導コイルインピーダンス回路に接続される。また、誘導性部材及び容量性部材はそれぞれ、加熱電源から攪拌電源への電力の出力、及び、攪拌電源から加熱電源への電力の出力を阻止するために十分なインピーダンスを与えるように選択される。一般に、誘導攪拌用周波数は誘導加熱用周波数より小さい。また、攪拌用周波数は電磁気的攪拌の可変なパターンを与えるために適当な範囲内で可変にされてもよい。