(57)【要約】  加熱装置、その使用、及びそれを作るキットを記述する。装置は、誘導素子、被誘導素子、及び誘導素子と被誘導素子との間に配置されている第１の絶縁素子を有している。被誘導素子は、総重量に対する重量が９０％と９９．９９％との間のパーセントの第１の金属または金属の第１の混合物と、総重量に対する重量が０．０１％と１０％との間のパーセントの第２の金属または金属の第２の混合物とを含有している金属合金を有している。第１の金属は、たとえば反磁性、常磁性、または反強磁性の金属などの非磁性金属であり、あるいは金属の第１の混合物は、非磁性である、及び／またはもっぱら非磁性金属を有することができる。第２の金属は、強磁性またはフェリ磁性金属であり、あるいは金属の第２の混合物は、もっぱら強磁性またはフェリ磁性金属を有している。金属の代わりに、たとえば、導電性のエンジニアリングプラスチックなどの金属的に振る舞う材料を使用することができる。【選択図】図２Ｃ
2019521492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱装置であって、
誘導素子（１１）と、
被誘導素子（１３）と、
前記誘導素子（１１）と前記被誘導素子（１３）との間に位置している第１の絶縁素子（１２）と、
を有し、
前記絶縁素子（１２）は、真空または気体、特に空気であって
前記被誘導素子（１３）は、総重量に対する重量が９０％〜９９．９９％の範囲のパーセントの第１の金属または金属の第１の混合物と、総重量に対する重量が０．０１％〜１０％の範囲のパーセントの第２の金属または金属の第２の混合物とを含有している金属合金とを有し、
前記第１の金属は、たとえば、反磁性、常磁性、または反強磁性の金属などの非磁性金属であるか、前記金属の第１の混合物は非磁性であるか、またはもっぱら非磁性金属を有することを特徴とし、
前記第２の金属は、強磁性またはフェリ磁性金属であるか、前記金属の第２の混合物は、磁性であるか、またはもっぱら強磁性またはフェリ磁性金属を有することを特徴とする、
加熱装置。
【請求項２】
前記被誘導素子（１３）は、１０ｃｍ以下の厚さを有しており、
前記被誘導素子の総厚さは、１個のコンパクトな箔または、少なくとも１個の絶縁素子を介在させることができる、重ねられているより多くの箔を任意に有している、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記被誘導素子（１３）は、５μｍと７００μｍとの間の、より好ましくは、５μｍと２００μｍとの間の厚さを有している、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記合金は、重量で１％未満の、
１個または２個以上の希土類元素であって、ＩＵＰＡＣの定義に従って識別される希土類元素またはその酸化物、あるいは、
セリウム５０％、ランタン２５％、及びネオジム及びプラセオジムの僅かなパーセントから構成されているミッシュメタルと、
炭素などの非金属及び／またはシリコンなどの半金属と、
を含有している、
請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の金属また金属の第１の混合物の含有量は、前記合金全体に対する重量が９５％と９９．９９％との間であって、
前記第２の金属また金属の第２の混合物の含有量は、前記合金全体に対する重量が０．０１％と５％との間、好ましくは０．０１％と２％との間である、
請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の金属は、金、銀、銅、アルミニウム、プラチナ、ホウ素の１個であるり、または前記第１の混合物は、金、銀、銅、アルミニウム、プラチナ、ホウ素の２個または３個以上の混合物であって、
前記第２の金属は、ニッケル、鉄、コバルトの１個であって、前記第２の混合物は、ニッケル、鉄、コバルトの２個または３個以上の混合物である、
請求項１から５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記合金内のチタン含有量は、存在する場合、総重量に対する重量が０．５％未満、好ましくは０．１％から０．２％の範囲であって、
前記合金内のホウ素含有量は、存在する場合、総重量に対する重量が０．５％未満、好ましくは０．１％から０．２％の範囲であって、
前記合金内の鉄含有量は、存在する場合、総重量に対する重量が３％未満、好ましくは０．０１％から３％の範囲である、
請求項１から６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記誘導素子（１１）は、少なくとも一部が螺旋形状である第１の導電素子（１４）を有している、請求項１から７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記誘導素子（１１）は、少なくとも一部が螺旋形状である第２の導電素子（１５）を有している、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１の導電素子（１４）は、端部（１４Ａ、１４Ｂ）を有しており、
前記第２の導電素子（１５）は、端部（１５Ａ、１５Ｂ）を有しており、
前記第１の端部（１４Ａ、１４Ｂ）及び前記第２の端部（１５Ａ、１５Ｂ）は、同じ装置側部で接続可能な、
請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１の絶縁素子（１２）は、１μｍから１０ｃｍの厚さを有している、請求項１から１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記第１の絶縁素子（１２）は、巻かれているか、前記誘導素子（１１）を巻いている、請求項１から１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記第１の絶縁素子（１２）とは反対側の前記誘導素子（１１）の上に配置されている第２の絶縁素子（３１）をさらに有する、請求項１から１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記第１の絶縁素子（１２）とは反対側の前記被誘導素子（１３）の上に配置されている第３の絶縁素子（４１）をさらに有する、請求項１から１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記第１の絶縁素子（１２）及び／または前記第２の絶縁素子（３１）及び／または前記第３の絶縁素子（４１）は、１個または２個以上の構築材料あるいは、食品、衣服、または、たとえばプラスチック材料、ポリマー、樹脂、ガラス、セラミック、木材、粉状の酸化物の集合体、石などの工業プロセスに適している材料を有している、請求項１から１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
前記被誘導素子（１３Ｂ）は、エンボス模様を有している、請求項１から１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
前記被誘導素子（１３Ｂ）は、陽極酸化処理を以前にされている、請求項１から１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
前記被誘導素子（１３Ｃ、１３Ｄ、１３Ｅ、１３Ｆ、１３Ｇ）は、複数の箔（５３Ｃ、５３Ｄ、５３Ｅ、５３Ｇ、５３Ｒ）を有している、請求項１から１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
前記箔（５３Ｃ、５３Ｄ、５３Ｅ、５３Ｇ、５３Ｒ）は、互いに平行及び／または交差している、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記箔（５３Ｇ）は、蛇腹状の折り目である、請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
少なくとも前記被誘導素子または前記被誘導素子、絶縁素子、及び誘導素子は、凸状または凹状の表面を有している、請求項１から２０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２２】
前記金属合金の代わりに、前記被誘導素子（１３）は、たとえば、導電性のエンジニアリングプラスチックなどの金属的に振る舞う材料の合金を有している、請求項１から２１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２３】
前記誘導素子（１１）は、少なくとも部分的に螺旋形状であって、絶縁被覆によって覆われているか、絶縁材料で遮蔽されており、
前記螺旋の２個の部分が、前記被誘導素子（１３）の対向している側にあるように、前記螺旋が前記被誘導素子（１３）を貫通している、
請求項１から２２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
請求項１から２３のいずれか１項に記載の装置の室内暖房への使用。
【請求項２５】
誘導素子（１１）及び／または、
被誘導素子（１３）及び／または、
前記誘導素子（１１）と前記被誘導素子（１３）との間に配置される第１の絶縁素子（１２）と、
を有し、
前記被誘導素子（１３）は、総重量に対する重量が９０％〜９９％の範囲のパーセントの第１の金属または金属の第１の混合物と、総重量に対する重量が１％〜１０％の範囲のパーセントの第２の金属または金属の第２の混合物とを含有している金属合金を有し、
前記第１の金属は、たとえば反磁性、常磁性、または反強磁性の金属などの非磁性金属であり、、あるいは前記金属の第１の混合物は非磁性であるか、またはもっぱら非磁性金属を有することを特徴とし、
前記第２の金属は、強磁性またはフェリ磁性金属であり、あるいは前記金属の第２の混合物は、磁性であるか、またはもっぱら強磁性またはフェリ磁性金属を有することを特徴とする、
請求項１から２４のいずれか１項に記載の装置を作るキット。
【請求項２６】
前記金属合金の代わりに、前記被誘導素子（１３）は、たとえば導電性のエンジニアリングプラスチックなどの金属的に振る舞う材料の合金を有している、請求項２４に記載のキット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導素子、金属及び／または絶縁物の振る舞いをする単一または層序を備えている多層の被誘導素子、およびそれらの間に配置されている絶縁素子を有している加熱装置に関する。この種類の誘導加熱装置は、室内及び／または加熱装置がその上に配置されているもしくは組み込まれている物体の加熱、あるいは食品、流体、その他の加熱及び調理、あるいは工業プロセスでの部品または機械の加熱に使用可能である。
【背景技術】
【０００２】
金属素子を空間及び／または時間について変化する磁界に曝すことによって、電流が素子自体内に誘導されることが知られており、これらの電流は、寄生電流（または渦電流）として定められ、それが今度は、ジュール効果によって金属素子を加熱させ、それが散逸効果と共に磁区を再配向させ、それは、強磁性材料において典型的で特徴的である履歴曲線として文献で知られている。
【０００３】
多数の実践的な用途が、この現象を利用している。たとえば、誘導コンロ上でのポットの加熱及びある種の重量のある乗り物における電磁ブレーキの製造を最もよく知られている用途の中でも挙げなければならない。
【０００４】
金属的な振る舞いをする材料の全てが、この現象を利用する実際的な関心を引く品物を作るのに適しているわけではない。
【０００５】
たとえば、誘導コンロ用のポットを作るには、誘導された寄生電流を効率的に導くために、電気抵抗が十分に低い金属を使用する必要があるが、電気抵抗の特定の下限を超えると、ジュール効果によってポットを加熱するためのエネルギーの十分な散逸が得られない。
【０００６】
同じ欠点は、他の技術分野においても見られるかもしれない。
【０００７】
そのため、基準となる市場において業界標準ができるほど、時間と共に他の金属よりもある金属が好まれるようになった。
【０００８】
誘導コンロ用のポットの例に再度触れると、鋳鉄及びいくつかのフェライト鋼がアルミニウムよりも好まれるが、後者は比重がより低く、それは軽くより安価なポットを作ることができるという特徴であって、熱伝導率が高いことで、食品の調理にはより適している。
【０００９】
また、鉄道、自動車、及び工業オートメーションの分野において、鉄及びいくつかの鋼は、電磁ブレーキを作るのに好まれる金属の中のいくつかである。
【００１０】
言い換えると、物理的、化学的性質の観点から性能はより低いが、前述の現象が発生する状況において民生用または工業用に適合している電力で発生する磁界への応答が高い他の金属は、特定の用途により適している物理的、化学的な性質を有しているいくつかの金属よりも好まれてきた。
【００１１】
一般に、熱伝導性の高い金属は、導電性も高いが、誘導による効果的な熱発生を得るためには高すぎることがある。たとえば、銀、金、及びアルミニウムは、優れた熱及び電気の伝導性によって特徴付けられるが、民生用および工業用の電力及び／または周波数で変化する磁界に対しての反応が低い。
【００１２】
金属は、磁界の中で磁化される傾向によって分類できることが知られている。定量的にそして実用的には、金属は、比透磁率の値に依存して、強磁性体、反磁性体、および常磁性体に分類され、ひいては比透磁率は金属の絶対透磁率と真空の透磁率μ０との間の以下の比に対応する：
【００１３】
【数１】
2019521492.tif 000003
【００１４】
絶対透磁率は、磁気誘導Ｂと磁場の密度Ｈとの比として、つまり、以下のように定義される：
【００１５】
【数２】
2019521492.tif 000004
【００１６】
真空の透磁率μ０は、基本的な物理定数の１つであって、その値は、国際単位系においてヘンリー／メートルで表される：
【００１７】
【数３】
2019521492.tif 000005
【００１８】
反磁性金属において、比透磁率は、一定であって、真空の透磁率よりもわずかに低い（μ＜μ０）。常磁性金属において、比透磁率は、真空の透磁率よりもわずかに高く、温度に反比例する。強磁性金属において、比透磁率は、真空の透磁率よりもはるかに高く（μ＞＞μ０）、温度に対してだけでなく、磁場の変化に対しても変化する。
【００１９】
たとえば、鉄、コバルト、及びニッケルなど、室温で強磁性またはフェリ磁性の性質を示す２、３の金属がある。いくつかの希土類元素は、室温よりもはるかに低い温度で強磁性である。
【００２０】
以下の表１は、分類をまとめている。
【００２１】
【表１】
2019521492.tif 000006
【００２２】
常磁性金属の比透磁率の値の反磁性金属に対する違いは、最小であって、実用的な目的、特に誘導加熱に関しては無視できることが多い。
【００２３】
直前にまとめた分類とは無関係に、簡単のために、以下の説明では、常磁性金属及び反磁性金属は、たとえば、アルミニウム、銅、チタン、タングステンなどを挙げることができる、一般に磁界とは認識できるほどには相互作用をしない金属と同様に、単に非磁性金属と定義する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
前述のように、いくつかの非磁性金属は、優れた物理的な性質、特に熱伝導性を有しているが、渦電流による加熱を実現する用途には直接使用されず、それは、正確には、それらの代わりに、磁界に対してより効果的に反応する鉄、鋳鉄、及びいくつかの特定の鋼などの他の金属が好まれるからである。非磁性金属の使用は、たとえば、アルミニウムから作られているポットの前述の例におけるように、異なる金属から作られている部品を組み立てるなど、強磁性金属との組み合わせにおいてのみ可能である。
【００２５】
たとえば、アルミニウム（ロール状）は、１９０ｋｃａｌ／ｍ℃と等しい、つまり、通常のステンレス鋼よりも少なくとも７倍高い熱伝導性を有しており、銅（電解質）は、３３５ｋｃａｌ／ｍ℃と等しい、つまりステンレス鋼よりも少なくとも１２倍高い熱伝導率を有している。そのため、誘導または任意の他のシステムによって加熱を実現し、最大の熱伝導が重要な用途において、銅はアルミニウムよりも好ましいことになる。
【００２６】
したがって、前述の限界を克服し、また、磁界によって誘導された寄生電流による加熱を実現する全ての実用的な用途において非磁性金属を利用できることが好ましい。
【００２７】
さらに、そのような非磁性金属の使用に基づいている誘導加熱装置をつくることが好ましい。
【００２８】
最後に、たとえば、非視認性及び／または非侵襲性の加熱の可能性を提供するために、家具及び／または建築要素、食品調理用の要素等のさまざまな要素に組み込むまたは組み合わせることができるような誘導加熱装置を作ることが好ましい。
【００２９】
そのため、本発明の目的は、前述の問題の１個または２個以上を解決できることが好ましい、改良された加熱装置またはそれを作るキットを得ることである。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
そのため、本発明は、加熱装置であって、誘導素子と、被誘導素子と、誘導素子と被誘導素子との間に位置している第１の絶縁素子と、を有し、絶縁素子は、真空または気体、特に空気である加熱装置に関連している。被誘導素子は、総重量に対する重量が９０％と９９．９９％との間のパーセントの第１の金属または金属の第１の混合物と、総重量に対する重量が０．０１％と１０％との間のパーセントの第２の金属または金属の第２の混合物とを含有している金属合金を有しているか、それから構成されている。第１の金属は、たとえば、反磁性、常磁性、または反強磁性の金属などの非磁性金属である。同様に、金属の第１の混合物は非磁性であるか、またはもっぱら非磁性金属を有している。第２の金属は、強磁性またはフェリ磁性金属である。同様に、金属の第２の混合物は、磁性であるか、またはもっぱら強磁性またはフェリ磁性金属を有している。金属の代わりに、たとえば、導電性のエンジニアリングプラスチックなどの金属的に振る舞う材料を使用することができる。
【００３１】
「磁性合金」及び「非磁性合金」という表現は、それぞれ、強磁性またはフェリ磁性金属、つまり磁性金属の振る舞いと同化可能な振る舞いを全体として有している合金、及び非磁性金属の振る舞いと同化可能な振る舞いを全体として有している合金を、合金がそれぞれ最少の量の磁性金属及び非磁性金属を含んでいるとしても、示している。問題となるのは、合金全体としての振る舞いである。
【００３２】
加熱装置は、コンパクト及び／または柔軟であって、有利には様々な装置または材料に組み込み可能であり、及び／または有利には可変の半径を有している場合には湾曲している表面に適用可能である。。
【００３３】
被誘導素子が、１０ｃｍ以下の厚さを有している実施態様がある。
【００３４】
実施態様によっては、被誘導素子の総厚さは、コンパクトな箔または、たとえば空気や接着剤等の少なくとも１個の絶縁素子を有することができる、重ねられているより多くの箔によって定められる。
【００３５】
この特徴のおかげで、加熱装置の厚さをコンパクトに維持することができる。
【００３６】
被誘導素子は、５μｍと７００μｍとの間の、より好ましくは、５μｍと２００μｍとの間の厚さを有している実施態様がある。
【００３７】
請求項１に従って作られている非磁性被誘導素子の平均電気熱変換効率は、別の被誘導素子の平均電気熱変換効率よりも少なくとも１０％〜１５％高い。
【００３８】
合金は、重量で１％未満の、ＩＵＰＡＣの定義に従って識別される１個または２個以上の希土類元素、またはその酸化物、またはセリウム５０％、ランタン２５％、及びネオジム及びプラセオジムの僅かなパーセントから構成されているミッシュメタルと、炭素などの非金属、及び／またはシリコンなどの半金属、を含有することができる実施態様がある。これによって、優れた物理的及び／または化学的特性を有している被誘導素子を得ることができる。
【００３９】
第１の金属または金属の第１の混合物の含有量は、合金全体に対する重量が９５％と９９．９９％との間であって、第２の金属または金属の第２の混合物の含有量は、合金全体に対する重量が０．０１％と５％との間、好ましくは０．０１％と３％との間である実施態様がある。これによって、優れた物理的及び／または化学的特性及び電気エネルギーから熱エネルギーへの最適な変換効率を有している被誘導素子を得ることができる。
【００４０】
第１の金属は、金、銀、銅、アルミニウム、プラチナ、チタン、ホウ素の１個から選択され、あるいは第１の混合物は、金、銀、チタン、銅、アルミニウム、プラチナ、ホウ素の２個または３個以上の混合物であり、第２の金属は、ニッケル、鉄、コバルトの１個であって、第２の混合物は、ニッケル、鉄、コバルトの２個または３個以上から構成されている実施態様がある。これによって、優れた物理的及び／または化学的特性を有している被誘導素子を得ることができる。
【００４１】
合金内のチタン含有量は、存在する場合、総重量に対する重量が０．５％未満、好ましくは０．１％から０．２％の範囲であって、合金内のホウ素含有量は、存在する場合、総重量に対する重量が０．５％未満、好ましくは０．１％から０．２％の範囲であって、合金内の鉄含有量は、存在する場合、総重量に対する重量が３％未満、好ましくは０．０１％から３％の範囲である実施態様がある。
【００４２】
この実施態様のおかげで、優れた物理的及び／または化学的特性を有している被誘導素子を得ることができる。
【００４３】
誘導素子は、少なくとも一部が螺旋形状である第１の導電素子を有している実施態様がある。これによって、誘導素子を単純にコンパクトに作ることができる。
【００４４】
誘導素子は、少なくとも一部が螺旋形状である第２の導電素子を有している実施態様がある。これによって、誘導素子を単純にコンパクトに作ることができる。さらに、２個または３個以上の誘導素子が存在すると、被誘導素子に対するこれらの配置の自由度が有利になる。
【００４５】
第１の導電素子は端部を有しており、第２の導電素子も端部を有しており、第１の端部及び第２の端部は、同じ装置側部で接続可能な実施態様がある。このように、数個の導電素子を発電機に容易に接続することができる。
【００４６】
第１の絶縁素子は、１μｍから１０ｃｍの厚さを有している実施態様がある。
【００４７】
この実施態様のおかげで、非常にコンパクトで柔軟な加熱装置を得る、または被誘導素子及び誘導素子を、たとえば建築材料等比較的厚い素子または製品または工業プロセスに組み込むことでそれらを比較的離して配置することができる。
【００４８】
第１の絶縁素子は、誘導素子を巻いている実施態様がある。これによって、誘導素子及び絶縁素子を、被覆等を有している電線と共に実装できる。
【００４９】
装置は、第１の絶縁素子とは反対側の誘導素子の上に配置されている第２の絶縁素子をさらに有している実施態様がある。このように、装置を周囲の環境からさらに電気的及び／または物理的に遮蔽することができる。
【００５０】
装置は、第１の絶縁素子とは反対側の被誘導素子の上に配置されている第３の絶縁素子をさらに有している実施態様がある。これによって、装置を周囲の環境から電気的及び／または物理的にさらに遮蔽することができる。
【００５１】
第１の絶縁素子及び／または第２の絶縁素子及び／または第３の絶縁素子は、たとえば、プラスチック、樹脂、ガラス、真空、セラミック、木材、粉状の酸化物の集合体、石などの１個または２個以上の材料を有している実施態様がある。これによって、装置を素子、ツール、または個人用の身繕い用または、たとえばタイルなどの家庭用の用品の内部に組み込んで、視覚的に邪魔にならない室内暖房装置を得ることができる。または、ひっかき傷や切断に対して耐久性のある調理ツールまたは、手軽なアイロン掛けツールを作ることができる。
【００５２】
被誘導素子は、エンボス模様を有している実施態様がある。これによって、美的な要素を組み込むことによっても、誘導素子から被誘導素子へのエネルギー伝達を増加させることができる。
【００５３】
被誘導素子は、複数の箔を有している実施態様がある。これによって、装置を、さらに柔軟に、特に箔が互いに移動可能な場合、つまり互いに接続されていない場合には、柔軟にすることができる。
【００５４】
箔は、互いに平行及び／または交差している、並べられている及び／または重なっている実施態様がある。これによって、加熱装置の特定の種類の使用によりよく適合させるように、様々な織り方で箔を作ることができる。
【００５５】
さらに、前述の加熱システムに対して適しており、機能的な、非磁性混合物の厚さを達成することができる。したがって、被誘導素子は、単一のコンパクトな箔または、たとえば、空気、接着システム、樹脂等の絶縁素子を介在させて重ねられている箔を呈することができる。
【００５６】
箔は、蛇腹状の折り目である実施態様がある。これによって、被誘導素子の単位体積当たりの熱発生を高めたり、構造上の耐久性を高めたりすることができる。
【００５７】
少なくとも被誘導素子または被誘導素子、絶縁素子、及び誘導素子は、凸状または凹状の表面を有している実施態様がある。これによって、たとえば筒または筒部分などの可変及び／または柔軟な半径を有している場合に、装置を湾曲しているまたは曲線のある表面に適合させることができる。
【００５８】
実施態様は、前述の実施態様のいずれか１つの装置の、室内暖房、食品加熱及び調理、装置または衣服による個人用暖房、工業プロセスにおける加熱及び調理での使用にさらに関することができる。
【００５９】
この態様のおかげで、特にコンパクトで、装置及び加熱対象への組み込みが容易な加熱装置を有している室内暖房を実現することができる。
【００６０】
被誘導素子は、陽極酸化処理をされている実施態様がある。これによって、優れた化学的、物理的な性質、ひっかき傷及び様々な環境条件に対する最適な耐久性及び保護、ならびに色及び表面構造の可変性を有する被誘導素子を作ることができる。
【００６１】
実施態様は、誘導素子及び／または、被誘導素子及び／または、誘導素子と被誘導素子との間に位置させる第１の絶縁素子と、を有し、被誘導素子は、総重量に対する重量が９０％と９９．９９％との間のパーセントの第１の金属または金属の第１の混合物と、総重量に対する重量が０．０１％と１０％との間のパーセントの第２の金属または金属の第２の混合物とを含有している金属的に振る舞う材料の合金を有することが可能で；第１の金属は、たとえば反磁性、常磁性、または反強磁性の金属などの非磁性金属であり、あるいは金属の第１の混合物は、非磁性である、及び／またはもっぱら非磁性金属を有することが可能で、第２の金属は、強磁性またはフェリ磁性金属であり、あるいは金属の第２の混合物は、もっぱら強磁性またはフェリ磁性金属を有することが可能な、前述の実施態様の何れか１個による装置を作るキットに関する。金属の代わりに、たとえば導電性のエンジニアリングプラスチックなどの、金属的に振る舞う材料を使用することができる。この実施態様のおかげで、装置を作らなければならないときに、１つに接合するために、被誘導素子、誘導素子、及び絶縁素子を別個に販売することができる。
【００６２】
装置、その関連する使用、及びキットに関する前述の利点は、たとえば、金属及び金属合金の代わりに、導電性エンジニアリングプラスチックなどの、非金属ではあるが振る舞いが金属的な材料を使用することによっても得ることができる。
【００６３】
本発明のさらなる特徴及び利点は、添付の図面を用いて、例示の目的のみで、限定を目的とせずに示している、好ましい、しかし排他的ではない実施形態の以下の明細書を検討することによって、より明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施形態の誘導加熱装置の断面図を模式的に示している。
【図２Ａ】本発明の実施形態の誘導素子の上面図を模式的に示している。
【図２Ｂ】本発明の実施形態の誘導素子の上面図を模式的に示している。
【図２Ｃ】本発明の実施形態の誘導素子の上面図を模式的に示している。
【図２Ｄ】本発明の実施形態の誘導素子の上面図を模式的に示している。
【図２Ｅ】本発明の実施形態の誘導素子の上面図を模式的に示している。
【図２Ｆ】本発明の実施形態の誘導素子の上面図を模式的に示している。
【図２Ｇ】本発明の実施形態の誘導素子の上面図を模式的に示している。
【図３】本発明の実施形態の誘導加熱装置の断面図を模式的に示している。
【図４】本発明の実施形態の誘導加熱装置の断面図を模式的に示している。
【図５Ａ】本発明の実施形態の被誘導素子の上面図を模式的に示している。
【図５Ｂ】本発明の実施形態の被誘導素子の上面図を模式的に示している。
【図５Ｃ】本発明の実施形態の被誘導素子の上面図を模式的に示している。
【図５Ｄ】本発明の実施形態の被誘導素子の上面図を模式的に示している。
【図５Ｅ】本発明の実施形態の被誘導素子の上面図を模式的に示している。
【図５Ｆ】本発明の実施形態の被誘導素子の上面図を模式的に示している。
【図５Ｇ】本発明の実施形態の被誘導素子の上面図を模式的に示している。
【図６】本発明の実施形態の被誘導素子の３次元の図を模式的に示している。
【図７】重なっている箔を有している、本発明の実施形態の被誘導素子の３次元の図を模式的に示している。
【発明を実施するための形態】
【００６５】
本発明の実施形態において、室温で磁界と明確には相互作用をしない、振る舞いが非磁性的な第１の金属及び、強磁性体の、つまり室温で磁界と相互作用する第２の金属が、振る舞いが金属的な材料の合金を作るために使用されている。
２個の金属の比率は、前述し、また特許請求の範囲に記載されている。
【００６６】
合金は、たとえば、溶融、焼結、及び拡散などの様々な技法で金属粉を液相にして得ることができる。
【００６７】
簡単のために、溶融について触れると、合金は、ビレットに固化させ、それから、ビレットは、たとえば、膜つまり所望の厚さを有している被誘導素子を得るように圧延機において使用される。
【００６８】
圧延技法は、周知であって、詳細に記述する必要はない。たとえば、ＹｏｕＴｕｂｅ（登録商標）インターネットプラットフォーム上で視聴可能な以下の動画は、食品用アルミニウムから作られている薄膜が圧延機においてどのように作られるかを説明している：“How It’s Made: Aluminium Foil”, [online], ２００９年１月１８日, インターネット＜URL：https://www.youtube.com/watch?v=f4OTj9yNOak＞。
【００６９】
製造は、たとえば、好ましい技法である圧延だけによって行うことができる。
【００７０】
そのため、そのように製造された薄膜は、本明細書において以下で説明するように、誘導加熱装置における被誘導素子として使用できる。
【００７１】
合金は、前述のように、数個の第１の金属及び数個の第２の金属から開始しても得ることもできる。
【００７２】
以下の例は、この現象を説明している。
【００７３】
例
例１
合金は、以下の表に示している重量パーセントの銀、銅、ニッケル、及び希土類元素によって構成されている。
【００７４】
【表２】
2019521492.tif 000007
【００７５】
それに対して、希土類ケイ化物は、Ｓｉ＝４０％〜４５％、希土類元素８％〜１０％、及び残りの鉄で構成されており、ミッシュメタルは、５０％のセリウム、２５％のランタン、及び僅かなパーセントのネオジム及びプラセオジムで典型的に構成されている。
【００７６】
膜は、１０００Ｗの電力に調整されている誘導コンロ１１を使用して加熱され、１０秒より僅かに短い時間で約８００℃（赤色）の温度に到達している。
【００７７】
例２
合金は、以下の表に示している重量パーセントの銅、ニッケル、及び希土類元素によって構成されている。
【００７８】
【表３】
2019521492.tif 000008
【００７９】
それに対して、希土類ケイ化物は、Ｓｉ＝４０％〜４５％、希土類元素８％〜１０％、及び残りの鉄で構成されており、ミッシュメタルは、典型的に構成されている。
【００８０】
膜は、１０００Ｗの電力に調整されている誘導コンロ１１を使用して加熱され、１０秒より僅かに短い時間で約１１００℃（明るい赤色）の温度に到達している。
【００８１】
例３
合金は、以下の表に示している重量パーセントのアルミニウム及び鉄によって構成されている。
【００８２】
【表４】
2019521492.tif 000009
【００８３】
膜は、２５０Ｗの電力に調整されている誘導コンロ１１を使用して加熱され、１０秒より僅かに短い時間で約３５０℃の温度に到達している。
【００８４】
被誘導素子に該当する前述の膜には、本明細書において以下で説明する誘導素子によって発生した磁界との相互作用を増加させるエンボス加工がされている本発明の実施形態がある。
【００８５】
本発明の実施形態において、膜は、アルミニウムが重量（％ｗｔ．）で９７％と９９．９９％との間の量で、鉄が０．０１％と３％との間（％ｗｔ．）、０．０１％と１．８％との間（％ｗｔ．）であることが有利な量である、アルミニウム及び鉄の合金で作ることができる。合金は、各々が量で、０．５％以下、０．１％と０．２％との間であることが有利なチタン及び／またはホウ素をさらに有することができる。これらの金属は、合金を十分に精錬し、したがって、より小さく実質的に球状の粒の形成を可能にし、その全体の機械的特性を改良する目的を有している。さらに、全体の量が概ね０．５％未満の僅かな他の分子（金属及び非金属）が、存在してもよい。
【００８６】
膜は、厚さが１０ｃｍ以下で、被誘導素子の総厚さを、コンパクトな箔または箔の間に少なくとも１個の絶縁素子を有することができる（たとえば、箔１＋空気＋箔２または箔３＋接着剤＋箔４等）より多くの箔の重なりによって表すことができる。
【００８７】
図１は、本発明の実施形態の加熱装置１０の模式的断面図である。
【００８８】
具体的には、加熱装置１０は、誘導形式とすることが可能で、誘導素子１１、被誘導素子１３、及び誘導素子１１と被誘導素子１３との間に配置されている第１の絶縁素子１２有している。
【００８９】
誘導素子１１が、たとえばコイル、螺旋、またはより一般的には導電素子つまり可変磁界を発生できるように構成されている任意の装置などの、可変磁界を発生できる任意の素子とすることができる実施形態がある。
【００９０】
第１の絶縁素子１２は、たとえば真空の空間または空気の層などの、誘導素子１１を被誘導素子１３から電気的に遮蔽できる任意の素子である実施形態がある。
【００９１】
被誘導素子が、前述の膜のいずれか１個である実施形態がある。より一般的には、被誘導素子は、たとえば強磁性金属などの、電磁界誘導によって熱を発生可能な任意の材料とすることができる。
【００９２】
被誘導素子１３は、総重量に対する重量が９０％と９９．９９％との間のパーセントの第１の金属または金属の第１の混合物と、総重量に対する重量が０．０１％と１０％との間のパーセントの第２の金属または金属の第２の混合物とを含有している金属合金を有している実施形態がある。前述のように、第１の金属は、たとえば、反磁性、常磁性、または反強磁性の金属などの非磁性金属であり、あるいは金属の第１の混合物は、（全体が）非磁性である、またはもっぱら非磁性金属である。さらに、これも前述したように、第２の金属は、強磁性またはフェリ磁性金属であり、あるいは金属の第２の混合物は、全体が磁性であるか、またはもっぱら強磁性またはフェリ磁性金属である。
【００９３】
本実施形態によって、コンパクトな形状であるので有利で、動作特性が優れている誘導加熱装置を作ることができる。
【００９４】
「金属」という語は、金属的な振る舞いをする任意の材料だけでなく、たとえば、導電性のエンジニアリングプラスチックも意味することができることが理解される。
【００９５】
前述のように、被誘導素子１３は、１０ｃｍ以下の厚さを有している実施形態がある。その代わりに、他の好ましい実施形態においては、被誘導素子１３は、５μｍと７００μｍとの間の、より好ましくは、５μｍと２００μｍとの間の厚さを有している。これらの実施形態のおかげで、特にコンパクトな誘導加熱装置１０を作ることができる。以下で説明するように、これによって、湾曲している表面、柔軟なまたは曲率が変化している表面にさえ適用可能な柔軟な誘導加熱装置１０を作ることができる。他の実施形態において、以下で説明するように、被誘導素子１３のそのような厚さによって、厚さに対する負の影響なしに、様々な建築、調理、または家具の材料、または人用の材料に容易に組み込むことができる。
【００９６】
図２Ａは、誘導加熱装置１０Ａの上面図を模式的に図示している。特に、図において、誘導素子１１の具体的な実施形態を見ることができる。図からわかるように、誘導素子１１は、少なくとも一部が螺旋状または同等の形状の第１の導電素子１４を有している。導電素子１４は、たとえば、断面が中実または中空の電線、ＰＣＢの蒸着電気配線、複数配線の場合の絶縁素子１２上に蒸着及び／または印刷されている金属線などの、電気を導くことが可能な任意の素子とすることができる。追加で、またはその代わりに、以下で説明するように、導電素子１４は、絶縁素子１２に加えて、またはその代わりに、樹脂、プラスチック、または任意の型式の絶縁被覆で覆うことができる。
【００９７】
導電素子１４は、互いに同様なまたは異なる複数の導電素子を有することができる実施形態がある。
【００９８】
図２Ａに示している特定の実施形態において、導電素子１４は、２個の端部１４Ａ及び１４Ｂを有している螺旋形状に巻かれている。螺旋は、特定の幾何学的構成を有していない。さまざまな種類の螺旋を実装することが可能で、螺旋という用語は、決められている中心の点を中心に巻かれ、曲線がどのように描かれているかに依存して徐々に近づいたり離れたりしている形状と一般的に理解しなければならない。特に、以下で説明するように、３角形や４角形に延びている、または少なくとも部分的に直線状で完全には曲線ではないように延びているより一般的な螺旋を実装することができる。
【００９９】
螺旋の直径または板の等価な直径が１ｍｍから１ｍ、より好ましくは３ｃｍから３０ｃｍとなる本発明の実施形態がある。導電素子１４が、たとえば銅、タングステン、真鍮、アルミニウム、鉄、及びこれらの合金を含んでいるグループから選択された１個または２個以上の導電材料を有している本発明の特定の実施形態がある。
【０１００】
図２Ａに示している特定の実施形態において、螺旋の２個の端部１４Ａ及び１４Ｂは、誘導加熱素子１０Ａの２個の異なる側で終端している。しかし、本発明は、この場合に限定されておらず、２個の端部１４Ａ及び１４Ｂは、互いに独立して誘導加熱素子の任意の側で終端することができる。たとえば、図２Ｂに示しているように、２個の端部を発電機またはより一般的に電力源に容易に電気的に接続できるので有利なように、２個の端部１４Ａ及び１４Ｂは、誘導加熱素子１０Ｂの同じ側で終端することができる。
【０１０１】
図２Ａ及び２Ｂにおいて、導電素子１４の螺旋の形状は、導電素子１４の単一の巻きで作られている。しかし、本発明は、この特定の実施形態に限定されておらず、たとえば、図２Ｃに示しているように、導電素子１４の２重巻きが可能である。
【０１０２】
図２Ｄ及び２Ｅは、導電素子１４の螺旋が多角形に、図２Ｄでは４角形に、図２Ｅでは３角形にそれぞれ延びている２個の実施形態を模式的に示している。一般的に、絶縁被覆で覆われているか遮蔽されている被誘導素子の同じ側または２個の異なる側で、単一または２重の巻きの螺旋の曲線または直線の各延びが可能である。
【０１０３】
図２Ｆに示している実施形態において、２個の導電素子１４及び１５が存在している。第１の導電素子１４は、端部１４Ａ、１４Ｂを有しており、第２の導電素子１５は、端部１５Ａ、１５Ｂを有している。また、２個以上の導電素子１４、１５を備えている実施形態において、端部の位置は、自由に構成することができる。図の特定の場合において、端部１４Ａ、４Ｂ及び端部１５Ａ、５Ｂは、同じ装置の側に接続することが可能であって、それが発電機への接続を容易にして有利である。図２Ｆの２個の螺旋における導電素子１４、１５は、反対方向に巻かれているように、具体的には、導電素子１４については反時計方向に、導電素子１５については時計方向に巻かれているように描かれているが、本発明は、この構成に限定されておらず、導電素子１４、１５は、他の実施形態においては、場合によっては、同じ巻き方向を有することも可能である。
【０１０４】
さらに、導電素子の数は、１個または２個に限定されておらず、任意の数とすることができる。たとえば、図２Ｇに示しているように、誘導加熱装置１０Ｇは、６個の導電素子１４〜１９を有している。また、複数の導電素子１４〜１９の螺旋の型式が同じであるが、本発明はこの実施形態に限定されず、型式が異なる、場合によっては、大きさも異なる螺旋を同じ誘導加熱装置に実装することができる。
【０１０５】
片側のみの組み立ての場合、つまり、被誘導素子１３において、誘導素子１１の一方の側のみに誘導が存在する場合、誘導素子の表面上の、好ましくは被誘導素子１３に向いていない誘導素子１１の側部の磁石または磁気塗料によって発生した磁界を追加することができる実施形態がある。
【０１０６】
絶縁素子１２の厚さが１μｍから１０ｃｍの実施形態がある。特に、絶縁素子１２が非常に薄い場合、柔軟な誘導加熱装置を実現することを可能にし、したがって湾曲している表面、また曲率が可変な場合にも適用可能な、厚さに制限がある誘導加熱装置を得ることができる。逆に、絶縁素子１２が比較的厚い場合、１個または２個以上の、たとえば、プラスチック、樹脂、ガラス、セラミック、木材、粉状の酸化物の集合体、石などの材料を絶縁素子として使用することができる。したがって、この場合、前述の材料に組み込まれており、したがって、たとえば放熱器などの追加の加熱素子を必要とせずに環境に容易に組み込むことができる誘導加熱装置を得ることができる。さらに、装置を物体、ツール及び装置、家庭用及び個人用の身繕い用品、構造物等に容易に組み込むことができる。
【０１０７】
追加で、または代わりに、第１の絶縁素子１２が、誘導素子１１に巻かれている実施形態がある。これは、たとえば、導電電線に巻かれている遮蔽被覆の場合とすることができる。
【０１０８】
図３は、本発明の実施形態の誘導加熱装置３０の断面図を模式的に示している。特に、装置３０は、装置１０とは異なっており、それは、第１の絶縁素子１２とは反対側の、誘導素子１１上に配置されている第２の柔軟な、または剛性のある絶縁素子３１が存在しているからである。
【０１０９】
図４は、本発明の実施形態の誘導加熱装置４０の断面図を模式的に示している。特に、装置４０は、装置１０とは異なっており、それは、第１の絶縁素子１２とは反対側の、被誘導素子１３上に配置されている第３の柔軟な、または剛性のある絶縁素子４１が存在しているからである。
【０１１０】
絶縁素子１２について前述した考察は、１個または２個以上の柔軟な、または剛性のある絶縁素子３１及び４１にも該当する。さらに、図３及び図４の実施形態は、互いに組み合わせて、絶縁素子３１及び絶縁素子４１の両方を有している誘導加熱装置を得ることが可能である。
【０１１１】
例
例４
３個の層を備えている誘導加熱素子は、厚さが３μｍから２ｃｍの誘導素子１１、厚さが１μｍから１０ｃｍの絶縁層、及び厚さが１０ｃｍ未満、より好ましくは１０と７００μｍとの間の被誘導素子１３を有している。
【０１１２】
例５
５個の層を備えている誘導加熱素子は、厚さが５μｍから２０ｃｍの、好ましくは５μｍから１ｃｍの絶縁素子３１、厚さが３μｍから２ｃｍの誘導素子１１、厚さが１μｍから１０ｃｍの絶縁層１２、厚さが１０ｃｍ未満の、より好ましくは１０と７００μｍとの間の被誘導素子１３、及び厚さが１μｍから２０ｃｍ絶縁素子４１を有している。
【０１１３】
例６
誘導加熱素子は：
絶縁素子４１としての、３２×３６ｃｍの寸法で、４ｍｍの厚さが好ましいガラスシートと；
厚さが１０μｍの接着剤層と；
被誘導素子１３としての、９７％のアルミニウム、２．６６％の鉄、残りの０．３４％の僅かな非磁性金属からできており、厚さが１０μｍであることが好ましい箔と；
厚さが１０μｍの接着剤層と；
絶縁素子１２としての、３２×３６ｃｍの寸法で、４ｍｍの厚さが好ましいガラスシートと；
厚さが２０μｍの樹脂層と；
厚さが２００μｍの絶縁被覆で覆われている誘導素子１１としての、直径が１．５ｍｍの銅線で作られている直径が２５ｃｍの金属螺旋と；
厚さが２０μｍの樹脂層と；
絶縁素子１２としての、３２×３６ｃｍの寸法で、４ｍｍの厚さが好ましいガラスシートと；
厚さが１０μｍの接着剤層と；
被誘導素子１３としての、９７％のアルミニウムと３％の鉄で作られており、厚さが１０μｍであることが好ましい箔と；
厚さが１０μｍの接着剤層と；
絶縁素子３１としての、３２×３６ｃｍの寸法で、４ｍｍの厚さが好ましいガラスシートと、
を有している。
【０１１４】
したがって、加熱素子の全厚さは、約２５ｍｍである。約２５分で最も外側の表面で１２６°まで加熱された場がサーモグラフィで検出され、電気エネルギーから熱エネルギーへの変換効率は９２％以上であった。
【０１１５】
例７
誘導加熱素子は：
絶縁素子４１としての、４５×２７ｃｍの寸法で、４ｍｍの厚さが好ましいガラスシートと；
厚さが１０μｍの接着剤層と；
被誘導素子１３としての、約９８％のアルミニウム、約１．５４％の鉄、残りの０．５６％の僅かな非磁性金属からできており、厚さが１０μｍであることが好ましい箔と；
厚さが１０μｍの接着剤層と；
誘導素子１１としての、１μｍ未満の厚さの絶縁被覆で各々が覆われている直径が１．８ｍｍのアルミニウムの複数の線で作られている寸法が４０×２０ｃｍの長方形の金属螺旋と；
を有している。
【０１１６】
したがって、加熱素子の全厚さは、約６ｍｍである。最も外側の表面で２５０℃まで加熱された場がサーモグラフィで検出される。
【０１１７】
厚さが２ｃｍで、表面が５０ｃｍ２の３個のステーキが、１０分間、６００ワットの電力で調理された（０．２０ユーロ／ｋＷｈ平均イタリア国民コストの場合に、２ユーロセントに相当する１００ワット＊ｈの総消費電力）（時間及び消費電力は、グリル及び８００ワットに等しい電力での耐熱性を有している同じ大きさのシステムと比較され、そのシステムは１０分間の電力消費が３０％多く、肉の調理の程度が低かった）。
【０１１８】
例８
寸法が１９５ｍｍ×１０５ｍｍの長方形の板は、以下の平面を有している：
厚さが０．２ｍｍの非誘導磁気遮蔽を有している絶縁素子；
導体の断面が１ｍｍの銅から作られているエナメル被覆のモノフィラメント導電素子を使用した、外部の周囲から開始された１２個の巻きを有している平坦なコイルを有している誘導素子；
厚さが４ｍｍのベトロナイトで作られている絶縁遮蔽素子；
以下のように構成されている合金から作られている約６μｍの２個の箔を有している非磁性誘導箔：
【０１１９】
【表５】
2019521492.tif 000010
【０１２０】
箔は、０．５ｍｍの炭素層によって分離されている。１０００ワットの電力で、１２秒未満で１５０℃の温度に到達した。
【０１２１】
例９
装置は、以下を有している：
厚さが０．２ｍｍの非誘導磁気遮蔽を有している遮蔽素子；
導体の断面が１ミリメートルの銅から作られているエナメル被覆のモノフィラメント導電素子を使用した、外部の周囲から始まる１０個の巻きを有している直径が１０ｃｍの平坦なコイルを有している誘導素子；
厚さが４ｍｍの絶縁遮蔽素子；
正方形の形状で、寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍで、厚さが１００μｍで、以下を有している非磁性誘導箔：
【０１２２】
【表６】
2019521492.tif 000011
【０１２３】
６５ワットの電力で、約６５秒で約１０２℃の温度に到達した。
【０１２４】
さらなる実験的試験
Ａ）単純な被誘導素子による試験
以下の表によるさらに５０個の試料（ラベル：ＭＦ＝強磁性混合物、ＭＡ＝主な非磁性混合物、ＡＡ＝他の非磁性金属、ＳＰ＝厚さ、ｒｅｍ．＝組成の残り）が分析された。
【０１２５】
【表７】
2019521492.tif 000012
【０１２６】
【表８】
2019521492.tif 000013
【０１２７】
【表９】
2019521492.tif 000014
【０１２８】
【表１０】
2019521492.tif 000015
【０１２９】
【表１１】
2019521492.tif 000016
【０１３０】
各試料は、辺の寸法が５ｃｍ（表面が２５ｃｍ２）の正方形の形状を有している。
【０１３１】
各試料は、外部の被覆がない１．５ｍｍの複数の導電性銅線を使用した外径が７３ｍｍで内径が６ｍｍの平坦な円形の螺旋によって発生した電磁界の作用を受けた。
【０１３２】
各試料は、平面に平行に配置され、それぞれの中心を揃え、螺旋と試料とを寸法が１００×１００×２．５ｍｍのガラス繊維の板によって分離することによって誘導螺旋が配置された。
【０１３３】
電磁界は、２４Ｖ及び２０％のデューティーサイクルでパルス幅変調された電力を有しているロイヤー型のＺＶＳ発振器によって発生した正弦曲線で螺旋に電力を供給することによって得られる。
【０１３４】
試験の期間：各試料あたり３０秒。
【０１３５】
実験試験の結果
Ａ）単純な被誘導素子による試験
【０１３６】
【表１２】
2019521492.tif 000017
【０１３７】
【表１３】
2019521492.tif 000018
【０１３８】
【表１４】
2019521492.tif 000019
【０１３９】
【表１５】
2019521492.tif 000020
【０１４０】
【表１６】
2019521492.tif 000021
【０１４１】
Ｂ）結合されている被誘導素子による試験
単純な被誘導素子を使用した試験の実験設定が維持され、より多くの被誘導素子が以下の表のように結合された：
【０１４２】
【表１７】
2019521492.tif 000022
【０１４３】
【表１８】
2019521492.tif 000023
【０１４４】
以下は、結合された被誘導素子を使用した実験試験の結果である：
【０１４５】
【表１９】
2019521492.tif 000024
【０１４６】
【表２０】
2019521492.tif 000025
【０１４７】
Ｃ）エンボス加工された被誘導素子による試験
単純な被誘導素子を使用した試験の実験設定が維持され、より多くのエンボス加工された被誘導素子が以下の表のように作られた。
【０１４８】
【表２１】
2019521492.tif 000026
【０１４９】
【表２２】
2019521492.tif 000027
【０１５０】
【表２３】
2019521492.tif 000028
【０１５１】
【表２４】
2019521492.tif 000029
【０１５２】
結果
【０１５３】
【表２５】
2019521492.tif 000030
【０１５４】
【表２６】
2019521492.tif 000031
【０１５５】
さらに、被誘導素子１３を誘導素子１１の両側に配置できる実施形態がある。この場合、第２の絶縁素子１２が、誘導素子１１と第２の被誘導素子１３との間に配置される。
【０１５６】
さらに、接着を容易にするように、被誘導素子１３上に接着材料の層を設けることができる実施形態がある。接着材料は、３から１００μｍの厚さを有することができる。
【０１５７】
図５Ａ〜５Ｇは、被誘導素子１３〜１３Ｇの様々な実施形態を模式的に示している。
【０１５８】
特に、図５Ａでは、被誘導素子１３は、前述のように、平坦な膜つまり箔の形状を有している。
【０１５９】
図５Ｂにおいて、被誘導素子１３Ｂは、誘導素子１１によって発生した磁界との交換表面を増加させるエンボス模様５３Ｂを示している。
【０１６０】
図５Ｃ〜５Ｅにおいて、被誘導素子１３Ｃ〜１３Ｅは、並べられている、重なっている、または交差している被誘導素子の帯５３Ｃ〜５３Ｅによって構成することが可能であり、帯は、寸法が同じか異なり、相対的な間隔が同じか異なり、１個または複数の層であり、そしてそれぞれの向きが垂直、水平、そして斜めである。箔５３Ｃ〜５３Ｅの各々は、単一の箔つまり膜として前述のように作って、その後、互いに結合することができる。箔の各々が、典型的には４μｍと３ｃｍの間の最少の寸法を有している特定の実施形態がある。
【０１６１】
図５Ｆにおいて、被誘導素子１３Ｆは、水平方向の箔５３Ｄと垂直方向の箔５３Ｃとを交差させ、重ねることによって作られている。
【０１６２】
図５Ｇにおいて、被誘導素子１３Ｇは、蛇腹状の折り目の箔を圧縮することによって作られている。
【０１６３】
したがって、説明した実施形態のおかげで、室内暖房に特に有利であって、建築要素に容易に組み込み可能な、または、加熱または食品調理に有利な効率の高い加熱装置を作ることができる。
【０１６４】
さらに、実施形態において、誘導加熱装置は、凸状の形状を呈することができる。特に、少なくとも被誘導素子は、凸状の表面を呈することが可能で、実質的に閉じている、または、ともかくも少なくとも１８０°の角度を有していることが好ましい。言い換えると、誘導加熱装置は、平坦ではなく、少なくとも部分的に閉じている形状を呈している。
【０１６５】
被誘導素子についての考察と同様な考察によって、誘導素子１１または誘導素子１１によって定められる表面が凸状の表面を有することができる実施形態がある。絶縁素子１２、３１、及び４１の任意の１つについても当てはまる。
【０１６６】
より具体的には、図６に示しているように、誘導加熱装置６０は、支持チューブ６１の上に前述の加熱装置の任意の１個を巻くことによって得られる実質的に筒状の形状を有することができる。半径の寸法は、典型的には、５ｍｍから１ｍとすることができる。支持チューブ６１の断面は、円形、楕円形、または多角形、または、一般的に少なくとも１個の凸状の表面を呈している任意の断面とすることができる。
【０１６７】
支持チューブ６１は、図示のようにＸＹ平面内で３６０度で完全に閉じることができるのに対して、支持チューブ６１上に配置されている誘導加熱装置１０は、ＸＹ平面内で部分的にのみ自体で閉じることができる、つまり、３６０度未満の、しかし１８０度よりも大きいことが好ましい角度を定めている凸状の表面を呈することができる実施形態がある。
【０１６８】
他の実施形態において、支持チューブを存在させず、筒を形成するように、誘導加熱装置１０を自体で、または前述の加熱装置の任意の１個を閉じることによって、誘導加熱装置６０を得ることができる。
【０１６９】
誘導加熱装置６０のおかげで、たとえば、空気などの、より一般的には気体、水、または油などの流体、あるいは粒または粉などの固体を、加熱することによって、装置６０の内側を流れるようにすることができる。
【０１７０】
支持筒６１なしに装置６０が得られる場合、流体または固体は、たとえば被誘導素子１３または絶縁素子４１などの装置の最も内側の層に直接接触して流れる。
【０１７１】
逆に、支持筒６１が存在している場合、図６に図示しているように、支持筒６１を完全にまたは部分的に覆うように、加熱装置１０が支持筒６１の外側に配置されている場合には、流体または固体は、支持筒６１に、唯一、接触させることが可能であって、また、加熱装置１０が支持筒６１の内側に配置されており、したがって、完全にまたは部分的に覆っている場合には、完全にまたは部分的に加熱装置１０に接触することになる。加熱装置１０が、支持筒６１の外側に配置されている場合、支持筒６１の内側で、装置６０を腐食させたり、動作を妨げたりする可能性のある流体または固体を循環させることができるので有利である。
【０１７２】
支持筒６１は、たとえば、プラスチックの筒、ＰＶＣ製の配管用の筒、飲料水用の筒、または、たとえば実験室のガラス製品に使用されるガラスの筒とすることができる実施形態がある。
【０１７３】
図７において、重なっている箔５３Ｒで構成されている被誘導素子を、３次元の形態で示している。１個の箔と他の箔との間に、絶縁素子、好ましくは空気を存在させることができる。
【０１７４】
例
例１０
被誘導素子１３は、前述の被誘導素子の何れか１個である。
【０１７５】
被誘導素子１３は、直径が８０ｍｍであって、長さが６０ｃｍの円形の断面を呈している。筒を構成している箔は、直径１．２ｍｍのエナメル被覆されている銅線によって構成されている誘導素子１１の収容を容易にするように、蛇腹状の折り目が付けられている。
【０１７６】
６０Ｗの電力、３０Ｖの電圧、及び２アンペアの電流が印加された。サーモグラフィは、１０分未満で５０℃に到達した温度を筒の内部で検出した。
【０１７７】
本発明の実施形態は、前述の実施形態のいずれか１個の装置を作るキットにさらに関し、誘導素子１１、及び／または被誘導素子１３、及び／または誘導素子１１と被誘導素子１３との間に配置される第１の絶縁素子１２を有している。特に、１個または２個以上のこれら３個の素子は、別個に設け、装置の設置及び／または使用時にのみ組み立てることができる。
【０１７８】
前述の実施形態において、誘導加熱装置は、少なくとも１個の誘導素子１１及び１個の被誘導素子１３を有している。しかし、前述の材料を使用して得られる厚さを特に考慮すれば、誘導素子１１及び／または被誘導素子１３のより多くの層が存在する誘導加熱装置を作ることができるのは明らかである。たとえば、利用可能な動力を２倍にするように、１個の被誘導素子１３を、被誘導素子１３の側部ごとに１個ずつ２個の誘導素子１１と組み合わせることができる。その代わりに、装置の両側を加熱するように、たとえば、１個の誘導素子１１を、誘導素子１１の同じ側に、または側ごとに１個ずつ、２個の被誘導素子１３と組み合わせることができる。
【０１７９】
様々な実施形態を別個に説明したが、それらの特徴を全て必ずしも組み合わせずに、所望の効果を得るために必要な特徴だけを互いに組み合わせることができることが、同業者にとって明らかになる。
【符号の説明】
【０１８０】
１０  誘導加熱装置
１１  誘導素子
１２  絶縁素子
１３  被誘導素子
１３Ｂ  被誘導素子
１３Ｃ  被誘導素子
１３Ｄ  被誘導素子
１３Ｅ  被誘導素子
１３Ｆ  被誘導素子
１３Ｇ  被誘導素子
１４  導電素子
１４Ａ  端部
１４Ｂ  端部
１５  導電素子
１５Ａ  端部
１５Ｂ  端部
１６  導電素子
１７  導電素子
１８  導電素子
１９  導電素子
３０  誘導加熱装置
３１  絶縁素子
４０  誘導加熱装置
４１  絶縁素子
５３Ｂ  エンボス模様
５３Ｃ  箔
５３Ｄ  箔
５３ｅ  箔
５３Ｇ  箔
５３Ｒ  重ねられている箔
６０  誘導加熱装置
６１  支持チューブ
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図２Ｇ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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