(57)【要約】  熱交換システムは、伝熱面および／または熱に敏感な面の近辺において、加熱ガス流の流れを静電的に制御するように構成された電極を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝達を促進する方法において、
荷電種を運ぶ加熱ガスを供給するステップと、
第１電極を変調させることによって、伝熱面の近傍に流れるように前記加熱ガスを駆動するステップと、
前記ガスから前記伝熱面へと熱を伝達するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の熱伝達を促進する方法において、前記第１電極を変調させることによって前記加熱ガスを駆動するステップが、逆の荷電種を引き付けるように選択された１つまたは複数の電圧に前記第１電極を駆動させるステップを含み、前記引き付けられた逆の荷電種が、前記加熱ガスに対して運動量伝達を与えることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１に記載の熱伝達を促進する方法において、荷電種を運ぶ加熱ガスを供給するステップが、少なくとも１つの燃料を燃焼させるステップを含み、前記燃焼反応が、前記荷電種の少なくとも一部を供給することを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項３に記載の熱伝達を促進する方法において、前記燃焼反応が、実質的に全ての前記荷電種を供給することを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１に記載の熱伝達を促進する方法において、少なくとも１つの第２電極を変調させることによって、優先的に前記加熱ガスから電子を除去するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項５に記載の熱伝達を促進する方法において、前記少なくとも１つの第２電極が、バーナーアセンブリを含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項５に記載の熱伝達を促進する方法において、イオン化種を運ぶ加熱ガスを供給するステップが、バーナーアセンブリを用いて火炎を支持するステップを含み、かつ
前記少なくとも１つの第２電極が、前記バーナーアセンブリと前記伝熱面との距離よりも前記バーナーアセンブリに近い場所に位置付けられた電極を含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項５に記載の熱伝達を促進する方法において、前記少なくとも１つの第２電極が、前記加熱ガスの流れから電子を一掃するように位置付けられていることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項５に記載の熱伝達を促進する方法において、前記少なくとも１つの第２電極の前記変調が、前記少なくとも１つの第２電極を含むプラスに帯電された導体と結合するように前記電子を駆動させるように構成された交流電圧を提供するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項５に記載の熱伝達を促進する方法において、前記少なくとも１つの第２電極が、約２００Ｈｚ以上の周波数で、正電圧の範囲間で変調されることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の熱伝達を促進する方法において、前記少なくとも１つの第２電極が、約３００Ｈｚ以上の周波数で変調されることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載の熱伝達を促進する方法において、前記正電圧の範囲が、約０ボルト〜＋５００ボルト以上を含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の熱伝達を促進する方法において、前記正電圧の範囲が、約０ボルト〜＋１０ＫＶ以上を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項２に記載の熱伝達を促進する方法において、前記第１電極を変調させるステップが、前記第１電極を負電圧の範囲間で変調させるステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の熱伝達を促進する方法において、前記第１電極を変調させるステップが、約５００Ｈｚ以下の周波数で前記第１電極を変調させるステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１に記載の熱伝達を促進する方法において、荷電種を運ぶ前記加熱ガスが燃焼ガスを含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１に記載の熱伝達を促進する方法において、前記伝熱面が前記第１電極を含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の熱伝達を促進する方法において、前記伝熱面は、
熱伝導壁と、
前記熱伝導壁の少なくとも一部上に配置される電気絶縁体と、
前記電気絶縁体上に配置された導電層を含む前記第１電極と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
燃焼反応からの熱伝達を向上させる装置において、
燃焼反応からの荷電種を含む高温ガス流中に位置付けられる伝熱面と、
変調されることにより前記燃焼反応からの正荷電種を前記伝熱面の近辺へと引き付けるように構成された第１電極と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の装置において、前記第１電極は、前記伝熱面の付近に配置されることを特徴とする装置。
【請求項２１】
請求項１９に記載の装置において、前記高温ガス流は、公称の質量流速を有し、前記第１電極は、前記公称の質量流速に対して角度を成して、前記正荷電種にドリフト速度を与えるように構成されることを特徴とする装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載の装置において、前記第１電極は、前記公称の質量流速に対して複数の角度を成して、正荷電種にドリフト速度を与えるように構成された複数の電極を含むことを特徴とする装置。
【請求項２３】
請求項１９に記載の装置において、前記第１電極は複数の第１電極を含み、前記伝熱面は複数の伝熱面を含むことを特徴とする装置。
【請求項２４】
請求項２３に記載の装置において、前記複数の第１電極の少なくとも一部は、前記複数の伝熱面の少なくとも一部と嵌合することを特徴とする装置。
【請求項２５】
請求項１９に記載の装置において、前記第１電極が前記伝熱面上に配置されることを特徴とする装置。
【請求項２６】
請求項２５に記載の装置において、前記第１電極が電気絶縁体上に配置され、前記電気絶縁体は、前記伝熱面上に配置されることを特徴とする装置。
【請求項２７】
請求項２６に記載の装置において、前記電気絶縁体は、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、二酸化ケイ素、シリカガラス、アルミナ、シリコン、二酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウムストロンチウム、またはチタン酸バリウムの内の少なくとも１つを含むことを特徴とする装置。
【請求項２８】
請求項２６に記載の装置において、前記第１電極は、グラファイト、クロム、クロムを含む合金、モリブデンを含む合金、タングステン、タングステンを含む合金、タンタル、タンタルを含む合金、またはニオブドープチタン酸ストロンチウムの内の少なくとも１つを含むことを特徴とする装置。
【請求項２９】
請求項２６に記載の装置において、前記伝熱面、絶縁体、および電気絶縁体は、煙管または水管ボイラーの壁の少なくとも一部を形成することを特徴とする装置。
【請求項３０】
請求項１９に記載の装置において、波形を用いて前記電極を駆動するように構成された電圧源をさらに含むことを特徴とする装置。
【請求項３１】
請求項３０に記載の装置において、前記波形は、直流負電圧、負の部分を含む交流電圧、または直流負バイアス電圧に対する交流電圧を含むことを特徴とする装置。
【請求項３２】
請求項１９に記載の装置において、前記高温ガス流から電子の一部を一掃するように構成された第２電極をさらに含むことを特徴とする装置。
【請求項３３】
請求項３２に記載の装置において、前記第２電極は、火炎を支持するように構成されたバーナーアセンブリを含み、前記支持された火炎は、前記燃焼反応の場所を提供することを特徴とする装置。
【請求項３４】
温度に敏感な面を保護する方法において、
荷電種を運ぶ加熱ガスを供給するステップと、
第１電極を変調させることによって、温度に敏感な面から遠位に流れるように前記加熱ガスを駆動させて、前記ガスから前記温度に敏感な面への熱伝達を低減するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３５】
請求項３４に記載の温度に敏感な面を保護する方法において、前記第１電極を変調させることによって前記加熱ガスを駆動するステップが、逆の荷電種を引き付けるように選択された１つまたは複数の電圧に前記第１電極を駆動させるステップを含み、前記引き付けられた逆の荷電種が、前記加熱ガスに対して運動量伝達を与えることを特徴とする方法。
【請求項３６】
請求項３４に記載の温度に敏感な面を保護する方法において、荷電種を運ぶ加熱ガスを供給するステップが、少なくとも１つの燃料を燃焼させるステップを含み、前記燃焼反応が、前記荷電種の少なくとも一部を供給することを特徴とする方法。
【請求項３７】
請求項３６に記載の温度に敏感な面を保護する方法において、前記燃焼反応が、実質的に全ての前記荷電種を供給することを特徴とする方法。
【請求項３８】
請求項３４に記載の温度に敏感な面を保護する方法において、少なくとも１つの第２電極を変調させることによって、優先的に前記加熱ガスから電子を除去するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項３９】
請求項３８に記載の温度に敏感な面を保護する方法において、前記少なくとも１つの第２電極が、バーナーアセンブリを含むことを特徴とする方法。
【請求項４０】
請求項３８に記載の温度に敏感な面を保護する方法において、イオン化種を運ぶ加熱ガスを供給するステップが、バーナーアセンブリを用いて火炎を支持するステップを含み、かつ
前記少なくとも１つの第２電極が、前記バーナーアセンブリと前記温度に敏感な面との距離よりも前記バーナーアセンブリに近い場所に位置付けられた電極を含むことを特徴とする方法。
【請求項４１】
請求項３８に記載の温度に敏感な面を保護する方法において、前記少なくとも１つの第２電極が、前記加熱ガスの流れから電子を一掃するように位置付けられていることを特徴とする方法。
【請求項４２】
請求項３８に記載の温度に敏感な面を保護する方法において、前記少なくとも１つの第２電極の前記変調が、前記少なくとも１つの第２電極を含むプラスに帯電された導体と結合するように前記電子を駆動させるように構成された交流電圧を提供するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項４３】
請求項３８に記載の温度に敏感な面を保護する方法において、前記少なくとも１つの第２電極が、約２００Ｈｚ以上の周波数で、正電圧の範囲間で変調されることを特徴とする方法。
【請求項４４】
請求項４３に記載の温度に敏感な面を保護する方法において、前記少なくとも１つの第２電極が、約３００Ｈｚ以上の周波数で変調されることを特徴とする方法。
【請求項４５】
請求項４３に記載の温度に敏感な面を保護する方法において、前記正電圧の範囲が、約０ボルト〜＋５００ボルト以上を含むことを特徴とする方法。
【請求項４６】
請求項４５に記載の温度に敏感な面を保護する方法において、前記正電圧の範囲が、約０ボルト〜＋１０ＫＶ以上を含むことを特徴とする方法。
【請求項４７】
請求項３８に記載の温度に敏感な面を保護する方法において、前記第１電極を変調させるステップが、前記第１電極を負電圧の範囲間で変調させるステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項４８】
請求項４７に記載の温度に敏感な面を保護する方法において、前記第１電極を変調させるステップが、約５００Ｈｚ以下の周波数で前記第１電極を変調させるステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項４９】
請求項３４に記載の温度に敏感な面を保護する方法において、荷電種を運ぶ前記加熱ガスが燃焼ガスを含むことを特徴とする方法。
【請求項５０】
請求項３４に記載の温度に敏感な面を保護する方法において、前記熱に敏感な面が前記第１電極を含むことを特徴とする方法。
【請求項５１】
請求項５０に記載の温度に敏感な面を保護する方法において、前記温度に敏感な面は、
壁と、
前記壁の少なくとも一部上に配置された電気絶縁体と、
前記電気絶縁体上に配置された導電層を含む前記第１電極と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項５２】
燃焼反応からの熱伝達を低減させる装置において、
燃焼反応からの荷電種を含む高温ガス流中に位置付けられる温度に敏感な面と、
変調されることにより前記燃焼反応からの前記荷電種を前記温度に敏感な面から離れた位置へと駆動するように構成された第１電極と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項５３】
請求項５２に記載の装置において、前記第１電極は、前記伝熱面の付近に配置されることを特徴とする装置。
【請求項５４】
請求項５２に記載の装置において、前記第１電極は、前記伝熱面から離れて配置されることを特徴とする装置。
【請求項５５】
請求項５２に記載の装置において、前記荷電種は正荷電種であることを特徴とする装置。
【請求項５６】
請求項５２に記載の装置において、前記高温ガス流は、公称の質量流速を有し、前記第１電極は、前記公称の質量流速に対して角度を成して、前記荷電種にドリフト速度を与えるように構成されることを特徴とする装置。
【請求項５７】
請求項５６に記載の装置において、前記第１電極は、前記公称の質量流速に対して複数の角度を成して、荷電種にドリフト速度を与えるように構成された複数の電極を含むことを特徴とする装置。
【請求項５８】
請求項５２に記載の装置において、前記第１電極は複数の第１電極を含み、前記温度に敏感な面は複数の温度に敏感な面を含むことを特徴とする装置。
【請求項５９】
請求項５８に記載の装置において、前記複数の第１電極の少なくとも一部は、前記複数の温度に敏感な面の少なくとも一部と嵌合することを特徴とする装置。
【請求項６０】
請求項５２に記載の装置において、前記第１電極が前記温度に敏感な面上に配置されることを特徴とする装置。
【請求項６１】
請求項５２に記載の装置において、前記第１電極が電気絶縁体上に配置され、前記電気絶縁体は、前記温度に敏感な面上に配置される、または前記温度に敏感な面を含むことを特徴とする装置。
【請求項６２】
請求項６１に記載の装置において、前記電気絶縁体は、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、二酸化ケイ素、シリカガラス、アルミナ、シリコン、二酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウムストロンチウム、またはチタン酸バリウムの内の少なくとも１つを含むことを特徴とする装置。
【請求項６３】
請求項６１に記載の装置において、前記第１電極は、グラファイト、クロム、クロムを含む合金、モリブデンを含む合金、タングステン、タングステンを含む合金、タンタル、タンタルを含む合金、またはニオブドープチタン酸ストロンチウムの内の少なくとも１つを含むことを特徴とする装置。
【請求項６４】
請求項６１に記載の装置において、前記温度に敏感な面、電気絶縁体、および第１電極は、煙管または水管ボイラーの壁の少なくとも一部を形成することを特徴とする装置。
【請求項６５】
請求項５２に記載の装置において、前記温度に敏感な面は、タービン翼を含むことを特徴とする装置。
【請求項６６】
請求項５２に記載の装置において、前記温度に敏感な面は、チタン、チタン合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鋼、ステンレス鋼、複合材料、繊維ガラスおよびエポキシ材料、ケブラーおよびエポキシ材料、または炭素繊維およびエポキシ材料の内の１つまたは複数を含むことを特徴とする装置。
【請求項６７】
請求項５２に記載の装置において、波形を用いて前記電極を駆動するように構成された電圧源をさらに含むことを特徴とする装置。
【請求項６８】
請求項６７に記載の装置において、第１電極は、前記温度に敏感な面から離れて位置付けられ、かつ
前記波形は、直流負電圧、負の部分を含む交流電圧、または直流負バイアス電圧に対する交流電圧を含むことを特徴とする装置。
【請求項６９】
請求項６７に記載の装置において、第１電極は、前記温度に敏感な面の付近に、または前記温度に敏感な面と一致して位置付けられ、かつ
前記波形は、直流正電圧、正の部分を含む交流電圧、または直流正バイアス電圧に対する交流電圧を含むことを特徴とする装置。
【請求項７０】
請求項５２に記載の装置において、前記高温ガス流から電子の一部を一掃するように構成された第２電極をさらに含むことを特徴とする装置。
【請求項７１】
請求項７０に記載の装置において、前記第２電極は、火炎を支持するように構成されたバーナーアセンブリを含み、前記支持された火炎は、前記燃焼反応の場所を提供することを特徴とする装置。
【請求項７２】
請求項５２に記載の装置において、前記第１電極に対する対向電極として構成された第３電極をさらに含むことを特徴とする装置。
【請求項７３】
請求項７２に記載の装置において、前記第３電極は、前記温度に敏感な面を含む、または前記温度に敏感な面上に形成されることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、Ｄａｖｉｄ  Ｇｏｏｄｓｏｎ、Ｔｈｏｍａｓ  Ｓ．Ｈａｒｔｗｉｃｋ、およびＣｈｒｉｓｔｏｐｈｅｒ  Ａ．Ｗｉｋｌｏｆによって発明され、２０１０年１月１３日に出願され、「電気的に作動される熱伝達の方法および装置」（“ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬＬＹ  ＡＣＴＩＶＡＴＥＤ  ＨＥＡＴ  ＴＲＡＮＳＦＥＲ”）と題した、本出願と現在同時係属中であり、本出願の開示内容に反しない限り援用される米国仮特許出願第６１／２９４，７６１号明細書に基づく優先権を米国特許法第１１９条（ｅ）の下で主張する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼器およびボイラー等の典型的な外燃システムには、加熱されたガス流からの熱抽出を最大限にするための比較的複雑なシステムが含まれ得る。一般的に、このようなシステムは、加熱されたガス流から伝熱面を介してヒートシンクへと熱伝達を行うために、強制または自然対流に依存し得る。
【０００３】
上記の燃焼システムを含み得る、または例えばターボジェットエンジン、ラムまたはスクラムジェットエンジン、およびロケットエンジン等の他のシステムを含み得る他のシステムは、燃焼温度または高温ガスによる重要部品の腐食による信頼性に関して制限がある。このようなシステムの温度に敏感な面への熱伝達を低減することが望ましい。
【発明の概要】
【０００４】
一実施形態によれば、電気的に促進される熱伝達のシステムには、加熱ガス流の近傍に位置付けられた少なくとも１つの第１電極と、少なくとも１つの電極の付近に位置付けられた少なくとも１つの伝熱面とが含まれ得る。加熱ガス流は、燃焼反応から発生した正および／または負の荷電種を含み得る。少なくとも１つの第１電極は、電気的に変調されることにより、少なくとも１つの伝熱面に向けて、正および／または負の荷電種を引き付け得る。引き付けられた荷電種は、熱に耐える非荷電種を同伴し得る。熱に耐える荷電および非荷電種の流れは、少なくとも１つの伝熱面の付近で反応性良く流れ、加熱ガス流からの熱エネルギーを少なくとも１つの伝熱面に対応するヒートシンクへと伝達し得る。
【０００５】
別の実施形態によれば、少なくとも１つの第２電極は、加熱ガス流から１つまたは複数の荷電種を選択的に除去し得る。従って、加熱ガス流は、加熱ガス流が少なくとも１つの第１電極の近辺を流れる際に維持され得る電荷不均衡を示し得る。
【０００６】
別の実施形態によれば、伝熱面には、加熱ガス流において荷電種の静電的引き付けを行うように構成された一体化電極が含まれ得る。引き付けられた荷電種は、加熱された非荷電種を同伴し得る。一体化電極は、伝熱面から電気的に分離され得る。
【０００７】
別の実施形態によれば、熱伝達を促進する方法は、荷電種を運ぶ加熱ガスを供給するステップと、第１電極を変調させることによって、伝熱面の近傍に流れるように加熱ガスを駆動するステップと、ガスから伝熱面へと熱を伝達するステップとを含み得る。
【０００８】
別の実施形態によれば、温度に敏感な面を保護する方法は、荷電種を運ぶ加熱ガスを供給するステップと、第１電極を変調させることによって、温度に敏感な面から遠位に流れるように加熱ガスを駆動させて、ガスから温度に敏感な面への熱伝達を低減させるステップとを含み得る。
【０００９】
別の実施形態によれば、燃焼反応からの熱伝達を低減させる装置は、燃焼反応からの荷電種を含む高温ガス流中に位置付けられる温度に敏感な面と、変調によって燃焼反応からの荷電種を温度に敏感な面から離れた位置へと駆動するように構成された第１電極とを含み得る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、一実施形態による、電界を用いて伝熱面への熱伝達を促進するように構成されたシステムの図である。
【図２】図２は、一実施形態による、図１のシステムと比較される代替の電極配置を有するシステムの図である。
【図３】図３は、一実施形態による、図２に対応する一体化電極および伝熱面の部分断面図である。
【図４】図４は、一実施形態による、図１〜図３の電極を駆動させるための波形例を示す波形図である。
【図５】図５は、一実施形態による、複数の電極および伝熱面を備えて構成されたシステムの図である。
【図６】図６は、一実施形態による、荷電種が境界層に衝突する影響を示す、伝熱面の拡大断面図である。
【図７】図７は、一実施形態による、電界を用いて熱伝達から熱に敏感な面を保護するように構成されたシステムの図である。
【図８】図８は、別の実施形態による、電界を用いて熱伝達から熱に敏感な面を保護するように構成されたシステムの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下の詳細な説明において、その一部を成す添付の図面を参照する。図面では、文脈上他の意味に解すべき場合を除き、同様の記号は、通常同様の構成要素を表す。詳細な説明、図面、および請求項に記載される実施形態例は、限定的なものではない。本明細書に示す要旨の精神および範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用し、他の変更を行うことができる。
【００１２】
図１は、一実施形態による、電界を用いて伝熱面１１４への熱伝達を促進するように構成されたシステム１０１の図である。システム１０１は、通常、バーナーアセンブリ１０３によって支持される火炎１０２を含み得る。火炎１０２における燃焼反応により、荷電種１０６、１０８を運ぶ加熱ガス１０４（矢印１０５によって示される流れを有する）が生成される。通常、荷電種には、正荷電種１０６および負荷電種１０８が含まれる。
【００１３】
荷電種１０６、１０８を運ぶ加熱ガスの供給は、燃料源１１８からの少なくとも１つの燃料の燃焼を含んでいてもよく、燃焼反応は、荷電種の少なくとも一部および燃焼ガスを供給する。一部の実施形態によれば、燃焼反応は、実質的に全ての荷電種１０６、１０８を供給し得る。
【００１４】
荷電種１０６、１０８には、例えば、未燃焼燃料；水素化物、ヒドロペルオキシド、およびヒドロキシルラジカル等の中間体ラジカル；微粒子および他の灰；熱分解生成物；荷電ガス分子；および自由電子が含まれ得る。燃焼の様々な段階において、荷電種１０６、１０８の混合が異なり得る。以下に取り上げるように、一部の実施形態では、加熱ガス１０４の第１の部分において荷電種１０６または１０８の一部を除去し、加熱ガス１０４の別の部分に電荷不均衡を残し得る。
【００１５】
例えば、一実施形態は、実質的に電子のみを含む負の種１０８の一部を除去し、ガス流１０４において正の電荷不均衡を残し得る。その後、正の種１０６および残りの負の種１０８は、ヒートシンク１１６の近辺に静電的に引き付けられ、熱伝達の促進が生じ得る。あるいは、正の種１０６の一部が加熱ガス流１０４から除去され、ガス流に負の電荷不均衡が残され得る。
【００１６】
第１電極１１０は、電圧源１１２によって変調される電圧でもよい。電圧変調は、ここでは正として示されている荷電種１０６の一部を引き付けるように構成されてもよい。第１電極の変調には、逆の荷電種を引き付けるように選択された１つまたは複数の電圧に第１電極を駆動させることが含まれてもよく、引き付けられた逆の荷電種は、加熱ガスに対して運動量伝達を与える。
【００１７】
電気的に駆動された荷電種１０６からの運動量伝達は、熱を運ぶ非荷電粒子、未燃焼燃料、灰等を同伴していると見なされ得る。変調された第１電極１１０は、熱を運ぶ荷電種および他の同伴種を引き付けることにより、伝熱面１１４の近傍に優先的に流れるように構成され得る。熱を運ぶ種が伝熱面１１４の近傍で流れるので、種によって運ばれる熱の一部が、伝熱面１１４を通って、ヒートシンク１１６へと伝達される。
【００１８】
一実施形態によれば、第１電極１１０は、伝熱面１１４の近くに配置されてもよい。公称の質量流量１０５は、速度（速さおよび方向を含む）によって特徴付けられ得る。第１電極１１０は、公称の質量流速１０５に対して角度を成し、かつ伝熱面１１４に向けて、ドリフト速度を荷電種１０６に与えるように構成され得る。
【００１９】
上記のように、システム１０１は、少なくとも１つの第２電極１２０をさらに変調させることによって、荷電種１０６、１０８の一部を除去し得る。一実施形態によれば、第２電極１２０は、加熱ガス１０４から負荷電種１０８を優先的に除去し得る。一実施形態によれば、第２電極は、加熱ガス１０４から電子１０８の一部を優先的に除去し得る。
【００２０】
一実施形態によれば、少なくとも１つの第２電極１２０は、火炎１０２を支持するバーナーアセンブリ１０３を含み、火炎１０２は、燃焼反応の場所を提供する。第２電極１２０は、電圧源１１２からの波形を用いて駆動され得る。あるいは、第２電極は、別の電圧源から駆動されてもよい。
【００２１】
火炎１０２は、拡散火炎に特有の形状で示されているが、所与の実施形態に応じて、他の燃焼反応分布が提供され得る。
【００２２】
図２は、一実施形態による、図１のシステム１０１と比較される代替の電極配置を有するシステム２０１の図である。システム２０１は、伝熱面１１４と一体化された第１電極１１０を含み得る。システム２０１は、バーナーアセンブリ１０３とは別の任意の第２電極１２０を追加的または代替的に有していてもよい。図１のシステム１０１と同様に、バーナーアセンブリ１０３は、燃焼の場所を提供し、加熱ガス１０４中に運ばれる荷電粒子１０６、１０８の少なくとも一部の生成を提供する火炎１０２を支持するように構成される。
【００２３】
ヒートシンク１１６は、図示されるように、加熱ガス流１０４中に位置付けられてもよい。加熱ガス流がヒートシンク１１６を越えて流れるので、矢印１０５によって示されるように、流れが二分し得る。一実施形態によれば、ここではヒートシンク１１６に隣接する伝熱面１１４と一体化されて示されている少なくとも１つの電極１１０が、荷電種１０６および／または１０８を静電的に引き付けるように変調され得る。認識され得るように、このような引力は、平均ガス流速１０５に対して角度を成した経路に沿って、荷電種１０６、１０８を移動させる傾向があり得る。
【００２４】
加熱ガス流１０４全体を通して正１０６および負１０８の種を運ぶことにより起こり得る結果の１つは再結合であり、それによって、正電荷１０６が負電荷１０８と結合し、１つまたは複数の中性種（不図示）が生成される。このような再結合は、第１電極１１０の電圧に応答する荷電種１０６の濃度を減少させることによって、第１電極１１０および加熱ガス１０４間の結合効率を低下させ得る。
【００２５】
図１に対応する記載と同様に、正の種を引き付ける電極（例えば、第１電極１１０）および負の種を引き付ける電極（例えば、第２電極１２０）の配置が、一実施形態を表す。他の実施形態は、関連性を逆にし得る、および／または本明細書の精神または範囲から逸脱することなく図２の実施形態を別な様に変更し得る。
【００２６】
実施形態２０１によれば、少なくとも１つの第２電極１２０は、バーナーアセンブリ１０３および伝熱面１１４間の距離よりもバーナーアセンブリ１０３に近い位置に位置付けられた電極を含む。例えば、少なくとも１つの第２電極１２０は、加熱ガス１０４の流れから電子１０８を一掃するように位置付けおよび駆動が行われ得る。少なくとも１つの第２電極１２０の変調には、交流電圧の供給が含まれ得る。電圧ドライバー１１２が第２電極１２０を駆動させる電圧は、第２電極１２０の表面に電子１０８を引き付け得る。電子１０８は、少なくとも１つの第２電極１２０を含むプラスに帯電された導体と結合し、その結果、加熱ガス流１０４から除去され得る。
【００２７】
第２電極１２０の開口した円筒または円環形状は、一実施形態を表すが、代替の形状が、代替の実施形態には適切であり得る。
【００２８】
実施形態２０１では、伝熱面１１４が、第１電極１１０を含む。図３は、一実施形態による、図２に対応する一体化電極１１０および伝熱面１１４を含む装置３０１の部分断面図である。
【００２９】
一実施形態によれば、一体化装置３０１は、例えば、煙管または水管ボイラーの壁の少なくとも一部を形成し得る。例えば、伝熱面１１４は、ヒートシンク１１６に接する反対面３０２を含む管またはパイプ壁を含み得る。ヒートシンク１１６は、流動する液体、蒸気、および／または流れを含み得る。あるいは、伝熱面は、空気対空気熱交換器の場合等の対流または強制空気ヒートシンク１１６から加熱ガス流１０４を分離し得る。別の実施形態によれば、ヒートシンク１１６は、固体の熱導体、ヒートパイプ、または加熱ガス１０４によって加熱されるように構成された他の装置を表し得る。一部の実施形態によれば、伝熱面は、熱導体の実質的に固体であるヒートシンク１１６の面を含んでいてもよく、反対壁３０２は実質的に存在しなくてもよい。例えば煙管ボイラーの実施形態の場合等の一部の実施形態においては、図３に図示される放射状の範囲は、平坦化または反転してもよい。
【００３０】
一部の実施形態によれば、電極１１０が伝熱面１１４から電気的に分離されている、一体化電極１１０および伝熱面１１４を含む装置３０１を設けることが望ましい場合がある。実施形態３０１は、伝熱面１１４から延びる熱伝導壁を含み得る。熱伝導壁は、反対面３０２にまで延長し得る、または伝熱面１１４の延長にまで延長し得る（円筒形のヒートシンク１１６の場合等）、または伝熱面１１４から不連続であるが、断熱である反対面にまで延長し得る。
【００３１】
電気絶縁体３０４は、伝熱面１１４から延長する熱伝導壁の少なくとも一部の上に配置され得る。第１電極１１０は、電気絶縁体３０４の少なくとも一部の上に配置された導電層を含み得る。
【００３２】
様々な電気絶縁体３０２を用いることができる。実施形態によれば、電気絶縁体３０２として、比較的高い誘電率（少なくとも第１電極１１０の変調周波数における）、劣化を回避するために十分な高さの融点またはガラス転移温度、比較的高い熱伝導率、比較的低い熱膨張係数、および／または伝熱面１１４から延びる壁および／または電極層１１０の材料の熱膨張係数と比較的よく適合した熱膨張係数のものが選択され得る。例えば、電気絶縁体３０４は、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、二酸化ケイ素、シリカガラス、アルミナ、シリコン、二酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウムストロンチウム、またはチタン酸バリウムの内の１つまたは複数を含み得る。ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、二酸化ケイ素、シリカガラス、またはシリコン等の低誘電材料は、低電圧および／または大きな絶縁体厚さを用いた実施形態の絶縁層に最も適し得る。
【００３３】
実施形態によれば、電極１１０の導電層は、比較的高い伝導率および比較的高い融点を有するように選択され得る。例えば、第１電極１１０は、グラファイト、クロム、クロムを含む合金、モリブデンを含む合金、タングステン、タングステンを含む合金、タンタル、タンタルを含む合金、またはニオブドープチタン酸ストロンチウムの内の１つまたは複数を含み得る。
【００３４】
一部の実施形態によれば、少なくとも１つの電極１１０は、例えば、金属、結晶、またはグラファイトである動作前に堆積される部分と、例えば、導電性のすす、または導電性の灰等のカーボン粒子である動作中に堆積される部分とを含み得る。少なくとも１つの電極１１０の伝導率の一部が動作中に形成された堆積物から生じる場合に、有用な原動力が生じ得る。例えばシステムの配列、出力、化学量論、および／または燃料流量／加熱空気流量率による結合効率の向上を示す電極または電極領域は、比較的大きな粒子衝突を引き付ける傾向があり得る。比較的大きな粒子衝突は、堆積物を腐食または移動させる傾向があり得る。電極の一部を形成する堆積物の除去は、加熱ガス１０４に対する結合効率の低下をもたらし得る。結果として生じた結合効率の低下は、粒子衝突の量を減少させ、結果的に腐食を減少させ得る。一実施形態によれば、これらの効果は、１つの電極の範囲にわたって、または電極アレイにわたって、荷電粒子に対する「引き」を均一にし得る疑似平衡の提供に役立ち得る。
【００３５】
図１および図２に戻って参照すると、電圧源１１２は、電気波形を用いて、少なくとも１つの第１電極１１０と、任意選択的に、少なくとも１つの第２電極１２０とを駆動するように構成され得る。上記のように、少なくとも１つの第１電極１１０の変調は、逆の荷電種１０６、１０８を引き付けるように選択された１つまたは複数の電圧に第１電極１１０を駆動させることを含み、その後、引き付けられた逆の荷電種が加熱ガスに対して運動量伝達を与え得る。任意の少なくとも１つの第２電極１２０は、加熱ガス１０４の流れから電子１０８等の荷電種１０６、１０８の一部を少なくとも部分的に一掃するように選択された波形を用いて駆動され得る。少なくとも１つの第１電極１１０および任意の少なくとも１つの第２電極１２０を駆動させる電気波形には、直流電圧波形、交流電圧波形、直流バイアスを有する交流電圧、非周期変動波形、および／またはこれらの組み合わせが含まれ得る。
【００３６】
図４は、一実施形態による、図１〜図３の電極１１０、１２０を駆動させるための波形例を示す波形図４０１である。波形４０２は、少なくとも１つの第１電極１１０の駆動に対するアプローチ例を示す。複数の電極１１０のシステムに関して、共通の波形４０２が全ての電極１１０を駆動し得る。あるいは、複数の電極１１０の１つまたは複数は、他の複数の電極１１０を駆動させるために使用される他の波形４０２とは異なる波形４０２によって駆動され得る。
【００３７】
一実施形態によれば、波形４０２は、周期Ｐ１によって特徴付けられるパターンにおいて、高電圧ＶＨおよび低電圧ＶＬ間で変調し得る。高電圧ＶＨおよび低電圧ＶＬは、平均電圧Ｖ０１の上下等しい大きさの変動として選択され得る。平均電圧Ｖ０１は、接地電圧、あるいは接地からの直流バイアスを表す定電圧または可変電圧Ｖ０１でもよい。絶対値｜ＶＨ−Ｖ０１｜＝｜ＶＬ−Ｖ０１｜は、絶対値｜Ｖ０１｜と比較して、より大きい、小さい、またはほぼ等しくてもよい。つまり、高電圧ＶＨは、実施形態に応じて、接地と比較して、上回る、ほぼ等しい、または下回ってもよい。同様に、低電圧ＶＬは、実施形態に応じて、接地と比較して、上回る、ほぼ等しい、または下回ってもよい。
【００３８】
周期Ｐ１には、低電圧ＶＬに対応する継続期間ｔＬと、高電圧ＶＨに対応する別の継続期間ｔＨとが含まれる。一部の実施形態によれば、ｔＬ＋ｔＨ＝Ｐ１である。他の実施形態（不図示）によれば、この周期は、電圧が平均電圧Ｖ０１に維持され得る時間部分を含み得るので、ｔＬ＋ｔＨ＜Ｐ１となる。ＶＬが接地を下回る実施形態の場合には、正の種のデューティサイクルＤ＋は、Ｄ＋＝ｔＬ／（ｔＬ＋ｔＨ）として定義され得る。同様に、ＶＨが接地を上回る実施形態の場合には、負の種のデューティサイクルＤ−は、Ｄ−＝ｔＨ／（ｔＬ＋ｔＨ）として定義され得る。単一の電極１１０の場合には、正の種のデューティサイクルＤ＋および負の種のデューティサイクルＤ−は、直線的に独立していない。しかしながら、直線的に独立した正の種および負の種のデューティサイクルＤ＋、Ｄ−は、空間的に分離された電極１１０によって提供され得る。
【００３９】
図１および図２に示される実施形態１１０、２１０に関して、一定のＶＬ＜０および一定のＶＨ＞０と仮定した場合の波形４０２の効果を説明する。周期Ｐ１の部分ｔＬの間に、電極１１０は、加熱ガス流１０４中の正の種１０６に対して静電的引力を提供し、電極１１０に向けて、ドリフト速度を正の種１０６に与える。電極１１０が質量流速１０５の側方に位置付けられている場合には、ドリフト速度は、質量流速１０５に対して角度を成し得る。部分ｔＬの間、電極１１０は、加熱ガス流１０４内で同伴される負の種１０８を遠ざける傾向があり得る。
【００４０】
周期Ｐ１の部分ｔＨの間に、電極１１０は、加熱ガス流１０４中の負の種１０８に対して静電的引力を提供し、電極１１０に向けて、ドリフト速度を負の種１０８に与える。電極１１０が質量流速１０５の側方に位置付けられている場合には、ドリフト速度は、質量流速１０５に対して角度を成し得る。部分ｔＨの間、電極１１０は、加熱ガス流１０４内で同伴される正の種１０６を遠ざける傾向があり得る。
【００４１】
実質的に一定のＶＬに関しては、正の種のデューティサイクルＤ＋が大きいほど、正の種１０６を引き付ける量が大きくなり、正の種のデューティサイクルＤ＋が低いほど、正の種１０６を引き付ける量が少なくなる。電圧源１１２によって提供される正の種のデューティサイクルＤ＋は、加熱ガス流１０４に加えることを望まれるドリフト運動量に従って変化し得る。例えば、より高い流量１０５では、正の種１０６の流束を最大限にし、結果的に加熱ガス１０４からの熱抽出を最大限にするために、より高い正の種のデューティサイクルＤ＋が有効であり得る。
【００４２】
同様に、実質的に一定のＶＨに関しては、負の種のデューティサイクルＤ−が大きいほど、負の種１０８を引き付ける量が大きくなり、負の種のデューティサイクルＤ−が低いほど、負の種１０８を引き付ける量が少なくなる。電圧源１１２によって提供される負の種のデューティサイクルＤ−は、加熱ガス流１０４に加えることを望まれるドリフト運動量に従って変化し得る。例えば、より高い流量１０５では、負の種１０８の流束を最大限にし、結果的に加熱ガス１０４からの熱抽出を最大限にするために、より高い負の種のデューティサイクルＤ−が有効であり得る。
【００４３】
周期Ｐ１は、考慮すべき事柄の範囲に応じて選択され得る。例えば、加熱ガス流中の正および／または負の種１０６、１０８の濃度は、少なくとも部分的に、実効比誘電率に関連する実効インピーダンスおよび／または伝導率を決定し、これは、今度は、加熱ガス１０４に対する静電結合効率の周波数依存性に影響を与え得る。別の実施例によれば、正および／または負の種の質量／電荷比は、波形４０２に対するそれらの周波数に依存した運動量応答に影響を与え得る。他の条件が同じなら、周期Ｐ１が大きいほど、より大量の種１０６、１０８に対してより高い静電結合効率が提供され得る。一方、より短い周期Ｐ１は、特に電圧ＶＨおよび／またはＶＬが加熱ガス１０４に接する接地面に対して大きな絶対的大きさを有する場合に、アーク放電を回避するために有利となり得る。
【００４４】
少なくとも１つの電極１１０および伝熱面１１４の近辺における正の種１０６および負の種１０８の混合に応じて、正の種のデューティサイクルＤ＋または負の種のデューティサイクルＤ−の一方または他方が、伝熱面１１４への熱流束を増加させるために非常に重要となり得る。上記のように、少なくとも１つの第１電極１１０よりもバーナーアセンブリ１０３および燃焼場所１０２により近く位置付けられ得る少なくとも１つの第２電極１２０は、加熱ガス１０４から荷電種１０６または１０８の一部を除去するために使用され得る。加熱ガス１０４からの荷電種１０６または１０８の一部の除去により、電荷再結合と、それに伴う、少なくとも１つの第１電極１１０および伝熱面１１４の近辺の領域を加熱ガスが横切る間に存在する荷電種１０６または１０８の減少とが低減される傾向があり得る。さらに、荷電種１０６または１０８の一部の除去により、少なくとも１つの電極１１０および伝熱面１１４の近辺において、電荷不均衡が生じ得る。電荷不均衡は、優先的により高い濃度の種を引き付けることによって利益を得るために用いられ得る。
【００４５】
例えば、電子１０８は、少なくとも１つの第２電極１２０によって加熱ガス１０４から一掃され得る。再び図４に戻ると、波形４０４は、加熱気柱１０４から１つまたは複数の荷電種を一掃するために、少なくとも１つの第２電極１２０へと電圧源１１２によって供給され得る波形を示している。例えば、少なくとも１つの第２電極は、ガス流１０４から電子を一掃してもよく、それによって、少なくとも１つの第１電極１１０および伝熱面１１４の近辺において、正の電荷不均衡が生じる。電子は、少なくとも１つの第２電極１２０を含むプラスに帯電された導体と結合し、その後、電圧源１１２にまで伝導され得る。
【００４６】
一実施形態によれば、波形４０４は、周期Ｐ２によって特徴付けられるパターンにおいて、高電圧ＶＨ２および低電圧ＶＬ２間で変調し得る。高電圧ＶＨ２および低電圧ＶＬ２は、平均電圧Ｖ０２の上下等しい大きさの変動として選択され得る。平均電圧Ｖ０２は、接地電圧、あるいは接地からの直流バイアスを表す定電圧または可変電圧Ｖ０２でもよい。絶対値｜ＶＨ２−Ｖ０２｜＝｜ＶＬ２−Ｖ０２｜は、絶対値｜Ｖ０２｜と比較して、より大きい、小さい、またはほぼ等しくてもよい。つまり、高電圧ＶＨ２は、実施形態に応じて、接地と比較して、上回る、ほぼ等しい、または下回ってもよい。同様に、低電圧ＶＬ２は、実施形態に応じて、接地と比較して、上回る、ほぼ等しい、または下回ってもよい。
【００４７】
周期Ｐ２には、低電圧ＶＬ２に対応する継続期間ｔＬ２と、高電圧ＶＨ２に対応する別の継続期間ｔＨ２とが含まれる。一部の実施形態によれば、ｔＬ２＋ｔＨ２＝Ｐ２である。他の実施形態（不図示）によれば、この周期は、電圧が平均電圧Ｖ０２に維持され得る時間部分を含み得るので、ｔＬ２＋ｔＨ２＜Ｐ２となる。ＶＬ２が接地を下回る実施形態の場合には、正の種のデューティサイクルＤ＋２は、Ｄ＋２＝ｔＬ２／（ｔＬ２＋ｔＨ２）として定義され得る。同様に、ＶＨ２が接地を上回る実施形態の場合には、負の種のデューティサイクルＤ−２は、Ｄ−２＝ｔＨ２／（ｔＬ２＋ｔＨ２）として定義され得る。単一の電極１２０の場合には、正の種のデューティサイクルＤ＋２および負の種のデューティサイクルＤ−２は、直線的に独立していない。しかしながら、直線的に独立した正の種および負の種のデューティサイクルＤ＋２、Ｄ−２は、空間的に分離された電極１２０によって提供され得る。
【００４８】
図１および図２に示される実施形態１１０、２１０に関して、一定のＶＬ２＜０および一定のＶＨ２＞０と仮定した場合の波形４０４の効果を説明する。周期Ｐ２の部分ｔＬ２の間に、電極１２０は、加熱ガス流１０４中の正の種１０６に対して静電的引力を提供し、電極１２０に向けて、ドリフト速度を正の種１０６に与える。電極１２０が質量流速１０５の側方に位置付けられている場合には、ドリフト速度は、質量流速１０５に対して角度を成し得る。部分ｔＬ２の間、電極１２０は、加熱ガス流１０４内に同伴される負の種１０８を遠ざける傾向があり得る。
【００４９】
周期Ｐ２の部分ｔＨ２の間に、電極１２０は、加熱ガス流１０４中の負の種１０８に対して静電的引力を提供し、電極１２０に向けて、ドリフト速度を負の種１０８に与える。電極１２０が質量流速１０５の側方に位置付けられている場合には、ドリフト速度は、質量流速１０５に対して角度を成し得る。部分ｔＨ２の間、電極１２０は、加熱ガス流１０４内に同伴される正の種１０６を遠ざける傾向があり得る。
【００５０】
実質的に一定のＶＬ２に関しては、正の種のデューティサイクルＤ＋２が大きいほど、正の種１０６を引き付ける量が大きくなり、正の種のデューティサイクルＤ＋２が低いほど、正の種１０６を引き付ける量が少なくなる。電圧源１１２によって提供される正の種のデューティサイクルＤ＋２は、加熱ガス流１０４からの除去が望まれる正の種１０６の量に応じて変化し得る。例えば、より高い流量１０５では、正の種１０６の流束を最大限にし、結果的に加熱ガス１０４からの正の種の離脱を最大限にするためには、より高い正の種のデューティサイクルＤ＋２が有効であり得る。
【００５１】
同様に、実質的に一定のＶＨ２に関しては、負の種のデューティサイクルＤ−２が大きいほど、負の種１０８を引き付ける量が大きくなり、負の種のデューティサイクルＤ−２が低いほど、負の種１０８を引き付ける量が少なくなる。電圧源１１２によって提供される負の種のデューティサイクルＤ−２は、加熱ガス流１０４から除去される負の種の量に応じて変化し得る。例えば、より高い流量１０５では、負の種１０８の流束を最大限にし、結果的に加熱ガス１０４からの負の種の抽出を最大限にするためには、より高い負の種のデューティサイクルＤ−２が有効であり得る。
【００５２】
周期Ｐ２は、考慮すべき事柄の範囲に応じて選択され得る。例えば、加熱ガス流中の正および／または負の種１０６、１０８の濃度は、少なくとも部分的に、実効比誘電率に関連する実効インピーダンスおよび／または伝導率を決定し、これは、今度は、加熱ガス１０４に対する静電結合効率の周波数依存性に影響を与え得る。別の実施例によれば、正および／または負の種の質量／電荷比は、波形４０４に対するそれらの周波数に依存した運動量応答に影響を与え得る。他の条件が同じなら、周期Ｐ２が大きいほど、より大量の種１０６、１０８に対してより高い静電結合効率が提供され得る。一方、より短い周期Ｐ２は、特に電圧ＶＨ２および／またはＶＬ２が加熱ガス１０４に接する接地面に対して大きな絶対的大きさを有する場合に、アーク放電を回避する、またはより大量の荷電種１０６、１０８の望ましくない除去を回避するために有利となり得る。
【００５３】
例示的な一実施形態例によれば、少なくとも１つの第２電極１２０は、加熱ガス１０４から電子の一部を一掃するが、加熱ガス１０４から他の負の種の一掃を回避するように構成されてもよい。例えば、第２電極変調の周期Ｐ２は、電子に十分な運動量を与えることによって、自由電子の一部を離脱させるように選択されてもよい。より大量の負粒子は、力および加速度間の反比例の質量関係により、電界によって与えられた力に対して、よりゆっくりと応答（加速）する。従って、比較的短い周期Ｐ２は、第２電極の表面へと電子を加速させるが、加熱ガス１０４中により大量の負の種を残す結果となり得る。
【００５４】
少なくとも１つの第１電極１１０は、主に、未燃焼の燃料および灰を含む、残存する比較的大量の正の種を伝熱面１１４に向けて駆動させるように構成されてもよい。例えば、加熱された体積を包み込む直径７．６ｃｍの管を含むシステムおよび約９０ｃｍ／秒の加熱ガス１０４の速度の場合は、少なくとも１つの第１電極１１０は、９７％のデューティサイクルで、約３００Ｈｚの周波数で、約０ボルト〜−１０，０００ボルト間で変調され得る。これにより、少なくとも１つの第１電極１１０が、周期的に、３．２２ミリ秒の間、−１０ｋＶに変調され、次に、０．１ミリ秒の間、０Ｖに変調され、合計で３．３２ミリ秒の期間変調される（３０１．２Ｈｚ）結果となる。
【００５５】
一実施形態によれば、少なくとも１つの第１電極１１０は、約１ｋＶ／ｃｍの電界強度を生じさせ得る。加熱ガス１０４中の種間の多数の衝突により、加速が無視され、流れ（同伴のガスおよび粒子を伴う）中の適度な質量の正荷電種１０６（例えば、ＣＯ＋、Ｃ３Ｈ８＋等）は、第１電極１１０（従って伝熱面１１４と）に向けて、約１，０００ｃｍ／秒の公称のドリフト速度が与えられると概算され得る。約１００ｃｍ／秒の典型的なガス流量を有する一実施形態と比較すると、少なくとも１つの第１電極１１０の駆動が、伝熱面１１４を介した熱伝達に著しい影響を与え得ることが理解され得るであろう。
【００５６】
少なくとも１つの第２電極１２０は、主に、加熱ガス１０４から電子を追い出すように構成されてもよい。例えば、直径７．６ｃｍの管の中心に位置する第２電極１２０としてバーナーノズルを用いるシステムおよび約９０ｃｍ／秒の加熱ガス速度の場合は、第２電極１２０は、９７％のデューティサイクルで、約３００Ｈｚの周波数で、約０ボルト〜＋１０，０００ボルト間で変調され得る。これにより、少なくとも１つの第２電極１２０が、周期的に、３．２２ミリ秒の間、＋１０ｋＶに変調され、次に、０．１ミリ秒の間、０Ｖに変調され、合計で３．３２ミリ秒の期間変調される（３０１．２Ｈｚ）結果となる。別の第２電極１２０の変調概要では、６９４．４ｋＨｚの周波数で、０Ｖ〜＋１０，３００Ｖ間の５０％デューティサイクル変調が提供され得る。
【００５７】
一実施形態によれば、少なくとも１つの第２電極１２０は、約１ｋＶ／ｃｍの電界強度を生じさせ得る。加熱ガス１０４中の種間の多数の衝突により、加速が無視され、流れ中の低質量の負荷電種１０６（例えば、ｅ−）は、第２電極１２０に向けて、約１０５ｃｍ／秒の公称のドリフト速度が与えられると概算されることができ、これは、１００ｃｍ／秒の例示的なガス流量を克服するのに十分過ぎるほどである。しかしながら、電子の低質量により、比較的小さな運動量が、加熱ガス１０４中の他の種に伝達され、その結果、同伴が回避され、第２電極１２０への著しい熱の流れが回避され得る。
【００５８】
図５は、一実施形態による、複数の第１電極１１０ａ、１１０ｂおよび伝熱面１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃを備えて構成されたシステム５０１の図である。複数の第１電極１１０ａ〜ｂおよび伝熱面１１４ａ〜ｃは、少なくとも１つのバーナーアセンブリ１０３によって支持される少なくとも１つの燃焼場所または火炎１０２によって生成された加熱ガス流１０４からの熱伝達を駆動させ、受け取るようにそれぞれ配置され得る。少なくとも１つのバーナーアセンブリ１０３によって支持される少なくとも１つの燃焼反応は、正荷電種１０６および負荷電種１０８を加熱ガス流１０４へと放出し得る。
【００５９】
複数の第１電極は、電圧源１１２からの共通の波形を用いて、あるいは別々の波形を用いて駆動され得る。複数の第１電極１１０ａ、１１０ｂは、公称の質量流速１０５に対して複数の角度を成して、正荷電種１０６および／または負荷電種１０８にドリフト速度を与えるように構成されてもよい。伝熱面は、複数の伝熱面１１４ａ〜ｃを含み得る。複数の伝熱面１１４ａ〜ｃは、共通のヒートシンクまたは対応する複数のヒートシンク１１６ａ〜ｃに対応し得る。
【００６０】
例えば、共通ヒートシンク１１６ａは、ボイラー中の水管に相当し得る。水管は、例えば、水管の実質的に全体にわたって形成される電気絶縁層（不図示）を含み得る。複数の電極１１０ａ〜ｂは、水管１１６ａ上の絶縁層（不図示）上にパターン化された導体として形成され得る。複数の伝熱面１１４ａ〜ｃは、パターン化電極１１０ａ〜ｂ間の領域に相当し得る。
【００６１】
一代替実施形態によれば、複数の伝熱面１１４ａ〜ｃは、複数のヒートシンク１１６ａ〜ｃに対応し得る。例えば、複数の第１電極１１０ａ、１１０ｂの少なくとも一部は、複数の伝熱面１１４ａ〜ｃの少なくとも一部と嵌合し得る。ヒートシンク１１６ａ〜ｃおよび伝熱面１１４ａ〜ｃは、任意選択的に、導電性でもよい。複数の第１電極１１０ａ〜ｂは、空隙により、伝熱面１１４ａ〜ｃから分離されてもよい。空隙は、複数の第１電極１１０ａ〜ｂを、複数の伝熱面１１４ａ〜ｃおよび／または複数のヒートシンク１１６ａ〜ｃから絶縁し得る。
【００６２】
複数の伝熱面１１４ａ〜ｃと、対応する複数のヒートシンク１１６ａ〜ｃは、ヒートシンクアレイ５０２を形成し得る。システム５０１は、複数のヒートシンクアレイ５０２、５０２ｂ、５０２ｃを含み得る。ヒートシンクアレイ５０２、５０２ｂ、５０２ｃは、共通の電圧源１１２によって、または対応する複数の電圧源（不図示）によって駆動される電極を含み得る。
【００６３】
図６は、一実施形態による、荷電種１０６、１０８（およびあらゆる同伴される非荷電種）が境界層６０２ａ、６０２ｂに衝突する影響を示す、伝熱面１１４ａ、１１４ｂの拡大断面図６０１である。加熱ガス流１０４は、見かけ流速１０５を含む。伝熱面１１４ａ、１１４ｂは、加熱ガス流１０４に隣接して配置され得る。
【００６４】
第１伝熱面１１４ａは、対応する電極を含んでいなくともよく、あるいは、荷電種を引き付けるために対応する電極が変調されない時点を示してもよい。境界層６０２ａは、伝熱面１１４ａ上に位置する。境界層６０２ａは、熱拡散および／または放射が熱伝達機構として対流熱伝達よりも優位に立ち得る比較的静止した空気の厚みを表し得る。例えば乱流として、加熱気流１０４が全体として対流熱伝達の提供に十分な速度１０５で移動している場合でさえも、境界層６０２ａが存在し得る。加熱空気の平均速度１０５が乱流のレイノルズ数特性に達するのに十分な程高速である場合には、境界層６０２ａは、乱流境界層として特徴付けられ得る。
【００６５】
境界層６０２ａの外の領域間の対流熱伝達および／または熱伝達は、境界層６０２ａにわたる熱伝達よりも高い熱伝達率によって特徴付けられる。境界層６０２ａの厚さは、加熱気流１０４から伝熱面１１４ａへの熱伝達に対するその抵抗に比例し得る。
【００６６】
第２伝熱面１１４ｂは、加熱気流１０４から荷電種１０６を引き付けるように変調または電圧を印加される、対応する電極１１０ｂを含む。対応する電極１１０ｂは、例えば、少なくとも部分的に伝熱面１１４ｂによって規定される伝導壁内に伝導経路を含み得る。これは、例えば、空気対空気熱交換器の場合のように、壁が電気的に分離され、実質的に非導電性ヒートシンクに隣接して位置する場合に特に適し得る。あるいは、例えば、図３のものに対応する一実施形態によれば、対応する電極１１０ｂは、伝熱面１１４ｂの上に重なり得る。あるいは、対応する電極１１０ｂは、伝熱面１１４ｂ付近に配置され得る。理解され得るように、伝熱面１１４ｂ付近に配置された電極１１０ｂは、荷電種１０６を伝熱面に向けて加速するように駆動しなくてもよいが、図示されるように、十分な運動量を荷電種１０６（およびそれに同伴されるあらゆる非荷電または逆荷電種）に与えることによって、それらを伝熱面１１４ｂに衝突させ得る。
【００６７】
伝熱面１１４ｂに衝突する荷電種１０６は、境界層６０２ｂを貫通することによってそれを行い得る。荷電種１０６の貫通は、境界層６０２ｂが境界層６０２ａよりも薄くなる原因となり得る。荷電種１０６の貫通はまた、層流境界層６０２ａを乱流境界層６０２ｂへと実質的に転換させるのに十分な程度にレイノルズ数を効果的に上昇させ得る。衝突する荷電種、同伴されるあらゆる非荷電種、および同伴されるあらゆる逆荷電種による境界層６０２ｂの混合または乱れは、伝熱面１１４ｂを介した加熱ガス流１０４からの熱伝達の熱伝達率を上昇させる結果となり得る。
【００６８】
さらに、電極１１０ｂにおける荷電種１０６の逆の電荷キャリアとの結合により、中性種の低エネルギー状態に相当する関連の熱が放出され得る。さらに、伝熱面１１４ｂに衝突する荷電種１０６（および他の同伴種）の運動エネルギーは、追加の熱エネルギーへと変換され得る。
【００６９】
火炎１０２およびバーナーアセンブリ１０３は、ガスバーナーおよび火炎に似せて図１、図２、および図５に描かれているが、様々なバーナーの実施形態が考えられる。例えば、バーナーアセンブリは、流動床、火格子、移動火格子、微粉炭ノズル、ガスバーナー、ガスノズル、オイルバーナー、バーナーアセンブリアレイ、または他の実施形態の内の１つまたは複数を含み得る。火炎１０２は、層流火炎、他の拡散火炎、予混合火炎、乱流火炎、揺動火炎（ａｇｉｔａｔｅｄ  ｆｌａｍｅｓ）、化学量論的火炎、非化学量論的火炎、またはこれらの組み合わせを含み得る。
【００７０】
表面から離れる方向に熱を駆動する
上記の記載は、熱エネルギーを表面に向けて駆動させることに焦点を合わせたが、他の実施形態では、表面から離れる方向に熱エネルギーを駆動させることができる。一般的に、これは、ガス流中の最も高い濃度の荷電種の一方の極性を反転させること、伝熱（または温度に敏感な）面に対して、電極の位置を移動させること、電極に印加される電圧波形を反転させること、または波形に対して（逆の符号の）バイアス電圧を印加することによって達成され得る。ほとんどの燃焼システムにおいて、最も高い質量および最も高い安定性の荷電種が、プラスに帯電される。従って、燃焼システムに関与する最も現実的な解決策としては、最良の選択肢は、電極を移動させる、電極に印加される電圧波形を実質的に反転させる、または電圧波形にバイアス電圧を印加する、またはそのバイアス電圧を反転させることのいずれかを伴い得る。
【００７１】
図７は、一実施形態による、温度に敏感な面７０２および／またはその下の温度に敏感な構造体７０４を熱伝達から保護するように構成されたシステム７０１の図である。システム７０１の動作は、電界または荷電種の固体群が反転されることを除いては、図１に示すシステム１０１の動作と一致し得る。
【００７２】
システム７０１は、通常、バーナーアセンブリ１０３によって支持される火炎１０２を含み得る。火炎１０２中の燃焼反応は、矢印１０５によって示される質量流量を示す、荷電種１０６、１０８を運ぶ加熱ガス１０４を生成する。通常、荷電種には、正荷電種１０６および負荷電種１０８が含まれる。
【００７３】
荷電種１０６、１０８を運ぶ加熱ガスの供給には、燃料源１１８からの少なくとも１つの燃料の燃焼が含まれ、燃焼反応は、荷電種の少なくとも一部および燃焼ガスを供給し得る。一部の実施形態によれば、燃焼反応は、実質的に全ての荷電種１０６、１０８を供給し得る。
【００７４】
荷電種１０６、１０８には、例えば、未燃焼燃料；水素化物、ヒドロペルオキシド、およびヒドロキシルラジカル等の中間体ラジカル；微粒子および他の灰；熱分解生成物；荷電ガス分子；および自由電子が含まれ得る。燃焼の様々な段階において、荷電種１０６、１０８の混合が異なり得る。以下に取り上げるように、一部の実施形態では、加熱ガス１０４の第１の部分において荷電種１０６または１０８の一部が除去され、加熱ガス１０４の別の部分に電荷不均衡を残し得る。
【００７５】
例えば、一実施形態では、実質的に電子のみを含む負の種１０８の一部を除去し、ガス流１０４において正の電荷不均衡を残し得る。その後、正の種１０６は、構造体７０４の近辺から離れる方向に静電的に引き付けられ、構造体７０４の温度に敏感な面７０２にわたる、および温度に敏感な構造体７０４自体への熱伝達が低減される結果となり得る。あるいは、正の種１０６の一部が加熱ガス流１０４から除去され、ガス流に負の電荷不均衡が残され得る。負の種１０８は、構造体７０４および温度に敏感な面７０２に向かうドリフト速度を有して示されているが、電圧源に印加される波形は、実際には、質量流量１０５に沿った正味中性経路を生じさせる、または温度に敏感な面を有する構造体７０４から離れる方向に負荷電種を駆動させることもできる。これは、負の種１０８の電荷／質量比に対応するように、波形の変調オンオフサイクルおよびデューティサイクルを調節することによって行われ得る。あるいは、十分に低い質量の負の種１０８および／または負の種１０８の減少によって、負の種１０８は、ガス流１０４に対して、ごくわずかな運動量を与え、その結果、構造体１０４および温度に敏感な面７０２に向けて、加熱ガスの実質的な移動を生じさせないことが可能である。
【００７６】
第１電極１１０は、電圧源１１２によって変調される電圧でもよい。電圧変調は、加熱ガス流１０４にわたって電位差を生じさせることによって、ここでは正として示されている荷電種１０６の一部を構造体７０４および温度に敏感な面７０２から遠ざける方向に駆動させるように構成されてもよい。第１電極の変調には、対向電極７０６と共同して、逆の荷電種を遠ざけるように選択された１つまたは複数の電圧に第１電極を駆動させることが含まれ、遠ざけられた逆の荷電種が加熱ガスに対して運動量伝達を与え得る。
【００７７】
電気的に駆動された荷電種１０６からの運動量は、熱を運ぶ非荷電粒子、未燃焼燃料、灰、空気等に伝達され得る。変調された第１電極１１０は、熱を運ぶ荷電種および他の同伴種を遠ざけることにより、温度に敏感な面７０２から離れる方向に優先的に流れるように構成されてもよい。熱を運ぶ種が伝熱面１１４から離れる方向に流れるので、加熱ガス１０５によって運ばれる熱の減少した部分が、温度に敏感な面７０２を通って、構造体７０４へと伝達される。
【００７８】
一実施形態によれば、第１電極１１０は、温度に敏感な面７０２の付近に配置されてもよい。公称の質量流量１０５は、速度（速さおよび方向を含む）によって特徴付けられ得る。第１電極１１０は、公称の質量流速１０５に対してある角度を成し、かつ温度に敏感な面７０２から離れる方向にドリフト速度を荷電種１０６に与えるように構成され得る。
【００７９】
上記のように、システム７０１は、少なくとも１つの第２電極１２０をさらに変調させることによって、荷電種１０６、１０８の一部を除去し得る。一実施形態によれば、第２電極１２０は、加熱ガス１０４から負の荷電種１０８を優先的に除去し得る。一実施形態によれば、第２電極は、加熱ガス１０４から電子１０８の一部を優先的に除去し得る。
【００８０】
一実施形態によれば、少なくとも１つの第２電極１２０は、火炎１０２を支持するバーナーアセンブリ１０３を含み、火炎１０２は、燃焼反応の場所を提供し得る。第２電極１２０は、電圧源１１２からの波形を用いて駆動され得る。あるいは、第２電極は、別の電圧源から駆動されてもよく、あるいは接地に保持されてもよい。
【００８１】
第３電極として呼ばれ得る（任意の第２電極が存在するか否かにかかわらず）対向電極７０６は、接地に電気的に接続されて示されている。第３電極７０６は、任意選択的に、接地された燃焼システム構造体として形成されてもよく、従って、明確な構造体ではなくてもよい。任意選択的に、第３電極７０６は、電圧源１１２から（接地接続に取って代わる不図示の接続を介して）、あるいは、電極１１０に印加される波形とは逆の符号の波形を用いて別の電圧源（不図示）から駆動され得る。
【００８２】
任意選択的に、電極１１０は、構造体７０４と組み合わせられてもよく、あるいは、構造体７０４の表面上に形成されてもよい。例えば、第１電極１１０は、電気絶縁体上に配置されてもよく、電気絶縁体は、温度に敏感な面７０２上に配置される、あるいは、電極１１０は、構造体７０４および／または温度に敏感な面７０２から形成されてもよい。電気絶縁体は、例えば、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、二酸化ケイ素、シリカガラス、アルミナ、シリコン、二酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウムストロンチウム、またはチタン酸バリウムの内の少なくとも１つを含み得る。第１電極１１０は、グラファイト、クロム、クロムを含む合金、モリブデンを含む合金、タングステン、タングステンを含む合金、タンタル、タンタルを含む合金、またはニオブドープチタン酸ストロンチウムの内の少なくとも１つを含み得る。
【００８３】
構造体７０４および温度に敏感な面７０２、任意の電気絶縁体（不図示）、および第１電極１１０は、煙管または水管ボイラーの壁の少なくとも一部を形成し得る。別の実施例では、温度に敏感な面７０２および構造体７０４は、高温ガス流１０４に暴露されることによって劣化を受けるタービン翼または他の構造体を含み得る。本明細書に示す温度防御の方法を用いることにより、タービン（または他の構造体）の寿命の延長、信頼性の向上、重量の減少、および／または、１つまたは複数の温度に敏感な構造体７０４および／または１つまたは複数の温度に敏感な面７０２を劣化させることなく、より高温の燃焼ガス１０４を可能にすることによって、推進力の増加を行い得る。温度に敏感な面７０２（および任意選択的に構造体７０４）は、チタン、チタン合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鋼、ステンレス鋼、複合材料、繊維ガラスおよびエポキシ材料、ケブラーおよびエポキシ材料、または炭素繊維およびエポキシ材料の内の１つまたは複数を含み得る。
【００８４】
任意選択的に、電極１１０は、大多数の種１０６に引力を直接働かせるために、構造体７０４および温度に敏感な面７０２から離して位置付けられてもよい。図８は、電極１１０が構造体７０４および面７０２から遠位に位置付けられる一実施形態による、温度に敏感な面７０２および／または下の温度に敏感な構造体７０４を熱伝達から保護するように構成されたシステムの図である。システム７０１の動作は、電極１１０の位置が面７０２から離されている点を除いては、図１に示すシステム１０１の動作と一致し得る。
【００８５】
システム８０１は、通常、バーナーアセンブリ１０３によって支持される火炎１０２を含み得る。火炎１０２中の燃焼反応により、矢印１０５によって示される質量流量を示す、荷電種１０６、１０８を運ぶ加熱ガス１０４が生成される。通常、荷電種には、正荷電種１０６および負荷電種１０８が含まれる。システム８０１および任意の第２電極１２０の燃焼部分の動作は、上記のように、システム７０１の動作と実質的に同一であり得る。
【００８６】
その後、正の種１０６および残りの負の種１０８は、構造体７０４の近辺から離れる方向に静電的に引き付けられ、構造体７０４の温度に敏感な面７０２にわたる、および温度に敏感な構造体７０４自体への熱伝達が低減される結果となり得る。あるいは、正の種１０６の一部が加熱ガス流１０４から除去され、ガス流に負の電荷不均衡が残され得る。
【００８７】
第１電極１１０は、電圧源１１２によって変調される電圧でもよい。電圧変調は、加熱ガス流１０４にわたって電位差を生じさせることによって、ここでは正として示されている荷電種１０６の一部を構造体７０４および温度に敏感な面７０２から遠ざける方向に駆動させるように構成されてもよい。第１電極の変調には、対向電極７０６と共同して、逆の荷電種を引き付けるように選択された１つまたは複数の電圧に第１電極を駆動させることが含まれ、引き付けられた逆の荷電種は、加熱ガス１０４に対して運動量伝達を与え得る。上記のように、負の種１０８は、構造体７０４および温度に敏感な面７０２に向けて、ドリフト速度を有して示されているが、電圧源に印加される波形は、実際には、質量流量１０５に沿った正味中性経路を生じさせ得る、または温度に敏感な面７０２を有する構造体７０４から離れる方向に負荷電種を駆動し得る。
【００８８】
電気的に駆動された荷電種１０６からの運動量は、熱を運ぶ非荷電粒子、未燃焼燃料、灰、空気等に伝達され得る。変調された第１電極１１０は、熱を運ぶ荷電種および他の同伴種を引き付けることにより、優先的に温度に敏感な面７０２から離れる方向に流れるように構成されてもよい。熱を運ぶ種が熱に敏感な面７０２から離れる方向に流れるので、加熱ガス１０５によって運ばれる熱の減少した部分が、温度に敏感な面７０２を通って、構造体７０４へと伝達される。
【００８９】
第３電極と呼ばれ得る（任意の第２電極が存在するか否かにかかわらず）対向電極７０６は、接地に電気的に接続されて示されている。第３電極７０６は、任意選択的に、接地された燃焼システム構造体として形成されてもよく、従って、明確な構造体ではなくてもよい。任意選択的に、第３電極７０６は、電圧源１１２から（接地接続に取って代わる不図示の接続を介して）、あるいは、電極１１０に印加される波形とは逆の符号の波形を用いて別の電圧源（不図示）から駆動されてもよい。
【００９０】
任意選択的に、電極７０６は、構造体７０４と組み合わせられてもよく、あるいは、構造体７０４の表面上に形成されてもよい。例えば、第３電極７０６は、電気絶縁体上に配置されてもよく、電気絶縁体は、温度に敏感な面７０２上に配置される、あるいは、第３電極７０６は、構造体７０４および／または温度に敏感な面７０２から形成され得る。電気絶縁体は、例えば、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、二酸化ケイ素、シリカガラス、アルミナ、シリコン、二酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウムストロンチウム、またはチタン酸バリウムの内の少なくとも１つを含み得る。第３電極７０６は、グラファイト、クロム、クロムを含む合金、モリブデンを含む合金、タングステン、タングステンを含む合金、タンタル、タンタルを含む合金、またはニオブドープチタン酸ストロンチウムの内の少なくとも１つを含み得る。
【００９１】
構造体７０４および温度に敏感な面７０２、任意の電気絶縁体（不図示）、および第３電極７０６は、煙管または水管ボイラーの壁の少なくとも一部を形成し得る。別の実施例では、温度に敏感な面７０２および構造体７０４は、高温ガス流１０４に暴露されることによって劣化を受けるタービン翼または他の構造体を含み得る。本明細書に示す温度防御の方法を用いることにより、タービン（または他の構造体）の寿命の延長、信頼性の向上、重量の減少、および／または、１つまたは複数の温度に敏感な構造体７０４および／または１つまたは複数の温度に敏感な面７０２を劣化させることなく、より高温の燃焼ガス１０４を可能にすることによって、推進力の増加を行い得る。温度に敏感な面７０２（および任意選択的に構造体７０４）は、チタン、チタン合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鋼、ステンレス鋼、複合材料、繊維ガラスおよびエポキシ材料、ケブラーおよびエポキシ材料、または炭素繊維およびエポキシ材料の内の１つまたは複数を含み得る。
【００９２】
任意選択的に、熱の引き付け（図１および他の箇所に示す）に関連する方法は、熱の防御（図７および図８に示す）に関連する方法と組み合わせられてもよい。例えば、電圧源１１２は、あるサイクルの一部の間、またはある期間の間、ヒートシンク１１６に優先的に熱を加え、その後、そのサイクルの別の部分の間、またはそのある期間が終わった後に、ヒートシンク構造体７０４から優先的に熱を除去するように構成されてもよい。これを用いることにより、例えば、軍事的な全出力の期間中などに、タービン翼に対してより高い推進力を一時的に加え、次に、構造上の破損を回避するために、タービン翼の冷却が可能となり得る。
【００９３】
図７および図８の火炎１０２は、拡散火炎に特有の形状で示されているが、所与の実施形態に応じて、他の燃焼反応分布が提供され得る。
【００９４】
図７および図８に示される実施形態の様々な構成が考えられる。例えば、第１電極１１０および／または第３電極７０６は、どちらか一方または各々が、公称の質量流速に対して複数の角度を成して、荷電種にドリフト速度を与えるように構成された複数の電極を含み得る。第１電極１１０および／または第３電極７０６は、複数の第１電極１１０および／または第３電極７０６を含んでいてもよく、温度に敏感な面７０２（および１つまたは複数の構造体７０４）は、複数の温度に敏感な面７０２（７０４）を含んでいてもよい。複数の第１電極１１０の少なくとも一部は、次に、複数の温度に敏感な面７０２の少なくとも一部と嵌合し得る。
【００９５】
上記のように、電圧源１１２によって提供された電圧波形は、本明細書の他の箇所に示したように、通常は反転されて、または図７の配置７０１に関しては逆のバイアスで、または図８の配置８０１に関して既に示したように直接的に駆動されてもよい。波形には、図８の配置に関して、直流負電圧、負の部分を含む交流電圧、または直流負バイアス電圧に対する交流電圧が含まれ得る。同様に、図７の配置に関して、波形には、直流正電圧、正の部分を含む交流電圧、または直流正バイアス電圧に対する交流電圧が含まれ得る。
【００９６】
本明細書に示した記載および図面は、理解を容易にするために必然的に単純化されている。他の実施形態および方法が、本明細書に記載した発明の範囲内に存在し得る。本明細書に記載した発明は、最も広範な有効な意味が与えられるものである添付の請求項に従ってのみ限定されるものである。
【図１】
2013517453.tif 000003
【図２】
2013517453.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013517453.tif 000009
【図８】
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【国際調査報告】
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