(57)【要約】往復式内燃機関の燃焼室の近くに配設された加熱要素をもつ誘導駆動の点火システム。加熱要素は、１００ｋＨｚから５００ｋＨｚの間の周波数の電流を受ける導電体に隣接する。誘導駆動の点火システムは、加熱要素が急速かつ正確に熱くなり非常に高い温度に至るようにする。加熱要素は、広範囲にわたる燃焼開始を提供するような位置に配列することができる。
2013535614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッド及び燃焼室を有する往復式内燃機関内で用いられる、電源と協働する誘導駆動の点火システムであって、
前記シリンダヘッド内に配設された導通要素と、
前記導通要素を前記電源と電気的に接続する接続線と、
前記シリンダヘッド内に配設され、前記シリンダヘッドの幾何学的中心により定められた半径方向において前記導通要素に近接して位置する加熱要素であって、前記電源が前記接続線を介して電流を前記導通要素へ供給するとき、前記導通要素と誘導的に相互作用する加熱要素と
を含む誘導駆動の点火システム。
【請求項２】
請求項１記載の誘導駆動の点火システムであって、前記加熱要素は、前記導通要素の半径方向内側に位置するように構成された、誘導駆動の点火システム。
【請求項３】
請求項１記載の誘導駆動の点火システムであって、該システムは、前記導通要素の上方及び前記導通要素の半径方向外側に位置する第１の絶縁層と、前記接続線を囲む第２の絶縁層とをさらに含む、誘導駆動の点火システム。
【請求項４】
請求項１記載の誘導駆動の点火システムであって、前記加熱要素は、水平部により接続された内側垂直部と外側垂直部とを含み、該外側垂直部は、前記内側垂直部の半径方向外側に位置するように構成された、誘導駆動の点火システム。
【請求項５】
請求項４記載の誘導駆動の点火システムであって、前記水平部は複数の穴を定めるように構成された、誘導駆動の点火システム。
【請求項６】
請求項５記載の誘導駆動の点火システムであって、前記外側垂直部は、前記穴に隣接する複数の第１の部分と、前記外側垂直部の残りにより定められる複数の第２の部分とを含み、前記第１の部分は、前記半径方向に第１の厚さを有し、前記第２の部分は、前記半径方向に第２の厚さを有するように構成された、誘導駆動の点火システム。
【請求項７】
請求項６記載の誘導駆動の点火システムであって、前記第１の厚さが前記第２の厚さよりも大きいように構成された、誘導駆動の点火システム。
【請求項８】
請求項６記載の誘導駆動の点火システムであって、前記第２の厚さが前記第１の厚さよりも大きいように構成された、誘導駆動の点火システム。
【請求項９】
請求項６記載の誘導駆動の点火システムであって、前記導通要素及び前記加熱要素は円形の形状を有するように構成された、誘導駆動の点火システム。
【請求項１０】
請求項１記載の誘導駆動の点火システムであって、前記加熱要素は、内側表面と、前記内側表面から半径方向外側に配置された外側表面とを有し、前記加熱要素は、前記半径方向と直角をなす方向に一様な厚さを有するように構成された、誘導駆動の点火システム。
【請求項１１】
請求項１０記載の誘導駆動の点火システムであって、前記外側表面は複数の切り欠きを定め、該複数の切り欠きは前記外側表面から前記内側表面に向かって前記半径方向において内側に部分的に延びるように構成された、誘導駆動の点火システム。
【請求項１２】
シリンダヘッド及び燃焼室を有する往復式内燃機関内で用いられる、電源と協働する誘導駆動の点火システムであって、
電磁場を生成する誘導手段であって、前記誘導手段の一部は前記シリンダヘッド内に配設され、前記燃焼室に隣接して位置する誘導手段と、
前記シリンダヘッド内に配設され、前記シリンダヘッドの幾何学的中心により定められた半径方向において前記誘導手段の前記一部に近接して位置する加熱要素であって、前記電磁場と誘導的に相互作用する加熱要素と
を含む誘導駆動の点火システム。
【請求項１３】
請求項１２記載の誘導駆動の点火システムであって、前記誘導手段は、導通要素と、該導通要素を前記電源と電気的に接続する接続線とを含む、誘導駆動の点火システム。
【請求項１４】
請求項１３記載の誘導駆動の点火システムであって、該システムは、前記導通要素の上方及び半径方向外側に位置する第１の絶縁層と、前記接続線を囲む第２の絶縁層とをさらに含み、前記加熱要素は、前記導通要素の半径方向内側に位置するように構成された、誘導駆動の点火システム。
【請求項１５】
請求項１４記載の誘導駆動の点火システムであって、前記加熱要素は、水平部により接続された第１の垂直部と第２の垂直部とを含み、前記第２の垂直部は、前記第１の垂直部の半径方向外側に位置し、前記水平部は複数の穴を定めるように構成された、誘導駆動の点火システム。
【請求項１６】
請求項１５記載の誘導駆動の点火システムであって、前記第２の垂直部は、前記穴に隣接する複数の第１の部分と、前記第２の垂直部の残りにより定められる複数の第２の部分とを含み、前記第１の部分は、前記半径方向に第１の厚さを有し、前記第２の部分は、前記半径方向に第２の厚さを有するように構成された、誘導駆動の点火システム。
【請求項１７】
請求項１６記載の誘導駆動の点火システムであって、前記第１の厚さが前記第２の厚さよりも大きいように構成された、誘導駆動の点火システム。
【請求項１８】
請求項１６記載の誘導駆動の点火システムであって、前記第２の厚さが前記第１の厚さよりも大きいように構成された、誘導駆動の点火システム。
【請求項１９】
請求項１４記載の誘導駆動の点火システムであって、前記加熱要素は、内側表面と、前記内側表面から半径方向外側に配置された外側表面とを有し、前記加熱要素は、前記半径方向と直角をなす方向に一様な厚さを有するように構成された、誘導駆動の点火システム。
【請求項２０】
請求項１９記載の誘導駆動の点火システムであって、前記外側表面は複数の切り欠きを定め、該複数の切り欠きは前記外側表面から前記内側表面に向かって前記半径方向で内側に部分的に延びるように構成された、誘導駆動の点火システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点火源の分野に関し、より詳細には内燃機関で用いられる点火源に関する。
なお、本出願は２０１０年１月１４日に出願された出願第１２／６８７，５２０号の一部継続出願であり、この出願第１２／６８７，５２０号は、現在は米国特許第７，６４７，９０７号である２００８年１０月１６日に出願された出願第１２／２５２，７１９号の継続出願であり、この出願第１２／２５２，７１９号は、現在は米国特許第７，５３３，６４３号である２００７年１２月６日に出願された出願第１１／９５１，８７５号の一部継続出願であり、この出願第１１／９５１，８７５号は２００６年１２月７日に出願された米国仮特許出願第６０／８７３，３５９号の利益を主張するものであり、これら全ての出願の内容全体を参照により援用する。
【背景技術】
【０００２】
特に往復式の内燃機関の分野では、測定された量の燃料と空気が圧縮され、外部の点火源または圧縮熱のいずれかにより点火される。空気／燃料混合気が圧縮熱によって点火される機関は、一般にディーゼル機関と呼ばれる。ディーゼル機関は、燃焼用空気を圧縮して、燃料噴射源から供給される燃料を点火するのに十分な高さの温度まで上昇させるシステムを利用する。そのような燃料噴射源は、燃焼室に露出された先端を有し、燃料を不連続に噴射する噴射器であるのが通常である。燃料噴射器は燃料を中心の場所から放射状のパターンでまたは所与の方向で噴射し、燃焼室の空気の渦によって混合を促進させる。しかし、いずれの場合にも、燃料の噴射およびその結果の燃焼の開始は、あるポイントまたはあるポイントに隣接したところから実質的に始まる。
【０００３】
均一チャージ圧縮点火機関の分野の近頃の開発は、圧縮の前に吸気の中に燃料を噴射し、その結果得られる混合気を様々な手法を用いて点火することを提案している。そのような提案は、スパークプラグのようなポイント式の点火源を伴うのが通常である。
【０００４】
最も一般的な路上車の機関のタイプは、圧倒的に火花点火ガソリン機関である。ガソリン機関は１９世紀後半に初めて開発され、それ以来、その比較的静かな動作および始動の容易さにより、乗用車への動力供給で広く採用されてきた。エネルギ価格の上昇および顧客の需要の増大が出現したことに伴い、火花点火機関は、これまでよりもかなり多くのことを行うことが求められている。ガソリン機関の開発の大部分は、最大限の空気の流れを効率的に燃焼室の中に運び、燃焼事象が発生した後に燃焼生成物を排気することに焦点が当てられていた。多弁、同調吸気システム、可変形状吸気システム、およびターボチャージャまたはスーパーチャージャによる吸気チャージの積極的なチャージは、空気流を改善する試みで用いられる一般的な手法である。
【０００５】
したがって、燃料システムは、噴射器の使用により進化、発展した。噴射器は、燃焼用の混合気の中への燃料の非常に柔軟な噴射を生み出すために、量およびタイミングを変えるように電子的に制御されている。初期のメルセデスベンツ社のスポーツカーに機械的に実装されたシステムのように、燃焼室の中へ燃料を直接噴射することについても提案がなされている。
【０００６】
近頃では、穀類作物、セルロース繊維、又は植物質からの様々な形のエタノールまたはメタノールを使用し、それにより再生可能な資源を提供する生物燃料が提案されている。そのような燃料は高いオクタン価という利点を与え、燃焼室内でより高い圧縮比を容易に扱うことができるようになる。そのような燃料は、排気の大幅な低減も可能にする。しかし、このタイプの燃料の１つの欠点は、火炎前面の伝播が遅いことで、混合気の全てを確実に燃焼させるためには、点火タイミングを上死点（ＴＤＣ）のかなり前にする必要があることである。そしてこれが効率を低下させることになり、なぜなら燃焼はピストンを一方向に押すのに対し、ピストンはＴＤＣに向かって動くので反対方向に動くからである。
【０００７】
スパークプラグは、火花点火機関において燃料空気混合気の燃焼を開始するために用いられる一般的な点火装置である。長年にわたる様々な開発によって火花間隙を飛び越えるエネルギが増加し、エネルギがより効率的に燃焼を促進するようになった。さらに、発明者のなかには、火花間隙を電磁力にさらして燃焼が開始される区域を事実上広げることにより、点火を向上させることを示唆する者もあった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、これらの手法のほとんどは、実際はポイント式またはポイント式に近い燃焼開始装置であるという制限を依然として受けている。
別の問題が、ディーゼル機関及びその寒冷な天候において始動できないことに関して存在する。上述したように、ディーゼル機関は燃焼室で空気／燃料混合気を点火するために圧縮熱を利用する。しかし、シリンダヘッドおよびシリンダブロックが低温である場合、それらはヒートシンクの役目をし、圧縮によって生成された熱の一部を吸収してしまう。現在のところ、グロープラグを利用してエンジンブロックおよび周囲のシリンダを加熱している。グロープラグは基本的に、そこに電流が流れる場合に熱を放出する抵抗性の負荷であるので、予熱プロセスには最大２０秒の若干の時間がかかる可能性がある。したがって、寒冷な天候条件におけるディーゼルエンジンブロックのより迅速で効率的な加熱が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は誘導点火システムを提供する。請求項のみが本発明を定める。
本発明は、電磁場の影響を受ける金属と関連する急速な熱の上昇を利用する。本発明の一実施形態は、極めて迅速かつ正確に制御された誘導加熱を熱源として用いることにより、単一源の点火デバイスに勝り、誘導加熱は従来のポイント式の点火原理の制約を受けない。誘導駆動の熱源は幅広い形状の選択を与え、したがって燃焼室全体にわたって装備することができる。これにより、複数の点火源又は点火場所があるため火炎前面を広げることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】誘導点火開始システムの一実施形態を組み込んだ機関燃焼室の上面図である。
【図１Ｂ】誘導点火開始システムの別の実施形態を組み込んだ機関燃焼室の上面図である。
【図２】誘導点火開始システムの代替的な実施形態を組み込んだ機関燃焼室の上面図である。
【図３】図１Ａ、図１Ｂ、及び図２の誘導点火開始システムの１つの設計オプションの横断面図である。
【図４】代替的な誘導点火開始システムの部分断面の正面図である。
【図５】誘導点火開始システムの別の実施形態を組み込んだ機関燃焼室の部分断面の正面図である。
【図６】図５の線６−６でとった図５の横断面図である。
【図７】代替的なコイル配列の上面図である。
【図８】別の代替的なコイル配列の側面図である。
【図９】図８の横断面図である。
【図１０】本発明の誘導点火開始システムと共に用いるピストンクラウンの設計オプションの側面図である。
【図１１Ａ】図１０の高い方のリッジ設計の断面図である。
【図１１Ｂ】図１０の低い方のリッジ設計の断面図である。
【図１２】本発明の誘導点火開始システムと共に用いる代替的なピストンクラウン設計の正面図である。
【図１３】図１２の代替的なピストンクラウン設計の側面図である。
【図１４】別の代替的なピストンクラウン設計の上面図である。
【図１５】図１４の代替的なピストンクラウン設計の部分側面図である。
【図１６】図１４に示すリッジの代替的な設計の部分側面図である。
【図１７】本発明の誘導点火開始システムと共に用いる楕円ピストンの上面図である。
【図１８】本発明の誘導予熱システムの側面図である。
【図１９】代替的な誘導予熱システムの側面図である。
【図２０】図１９の代替的な誘導予熱システムの上面図である。
【図２１】代替的な誘導点火開始システムの部分断面の正面図である。
【図２２】図２１に示すシステムの部分断面の正面図であり、ピストンが盛り上がった位置にあるものである。
【図２３】図２２のシステムの断面図である。
【図２４】誘導点火開始システムの別の実施形態を組み込んだ機関燃焼室の上面図である。
【図２５】誘導点火開始システムの別の実施形態を組み込んだピストンの上面図である。
【図２６】代替的な誘導点火開始システムの部分断面の正面図である。
【図２７】図２６の点火開始システムの断面図である。
【図２８】図２６の盛り上がった要素設計の立面図である。
【図２９】図２６の盛り上がった要素設計の側面図である。
【図３０】誘導点火開始システムの別の実施形態を組み込んだ機関燃焼室の上面図である。
【図３１】誘導点火開始システムの別の実施形態を組み込んだピストンの上面図である。
【図３２】代替的な誘導点火開始システムの部分断面の正面図である。
【図３３】代替的な誘導点火開始システムの部分断面の正面図である。
【図３４】誘導点火開始システムの一実施形態を組み込んだシリンダヘッドの上面図である。
【図３５】誘導点火開始システムの別の実施形態を組み込んだシリンダヘッドの上面図である。
【図３６】誘導点火開始システムのさらなる実施形態を組み込んだシリンダヘッドの上面図である。
【図３７】誘導点火開始システムのさらに別の実施形態を組み込んだシリンダヘッドの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の理解を促進するために、図面に示した実施形態をここで参照し、これを特定の言葉を用いて説明する。ただし、これは本発明の範囲を限定するものではなく、示した装置及びその使用の代替及び更なる修正、並びに本明細書に示した発明の原理の更なる応用は、本発明が関連する分野の当業者であれば通常思いつくであろうと考えられることが分かるであろう。
【００１２】
図１Ａは、典型的な燃焼室構成の例を示し、室１０は吸気弁１４と排気弁１６を有するシリンダヘッド１２により定められ、吸気弁１４は可燃混合気を入れ、排気弁１６は混合気が燃焼を経た後に、原動力となる流体を排出するものである。燃焼のプロセスでは、熱エネルギを接線力の形でクランクシャフトに接続されたピストン（図示せず）に伝えて、回転出力を生み出す。この接線力は、概ね参照番号１８で示し、後で詳細に述べる誘導駆動の燃焼開始装置により作られる。ただし、この早い段階の説明のために述べると、燃焼点火装置１８は、室１０の選択された領域を通って連続的に延びる一連のエッジ２０を含む。燃焼開始エッジ２０は、中心部分２２及び２４を有し、これらは吸気弁１４及び排気弁１６のそれぞれに沿って曲がっている。中心部分２２及び２４は、半円のエッジ２６及び２８に接続される。図１Ａでは、燃焼点火装置１８は燃焼室１０の相当な区域に及ぶ。
【００１３】
図１Ｂは、本発明による図１Ａに示した燃焼室構成に関連して構成された別の燃焼開始装置１８ａの例を示す。開始装置１８ａのエッジの形状は、図１Ａに示したものから変更されており、「ａ」の付加は、同様に配設された部分及び同様に機能する部分のうち一方又は双方を示すために用いられる。円形のエッジ２６及び２８は同じままである。
【００１４】
図２は、燃焼開始装置をさらに改良したものを示し、これは概ね参照番号３０で示され、燃焼室１０のさらに大きな区域の上に延びた連続する曲線のエッジ３２を有する。したがって、燃焼プロセスは点火のポイント源から解放され、その結果燃焼プロセスの予測不可能性から解放される。これは、理論空燃比（１４．７対１）よりも高い空気／燃料比を研究及び使用して効率の大幅な向上を達成することを可能にする。さらに、この技術が、均一チャージ圧縮点火機関と比べてより大きな潜在的効率向上及びより複雑度が低い実行方法を可能にする。特定の燃焼室形状に適合させるために点火開始装置１８、１８ａ、及び３０の多くの異なる構成を採用することができる。
【００１５】
図３は、本発明による可能な燃焼開始装置１８及び１８ａの１つの横断面構成を示す。燃焼開始装置１８及び１８ａはそれぞれ、概ね参照番号３４で示す電極を含む。いくつかの原理が、電極３４が加熱される効率及びスピードを高めるために採用されている。電極３４は、シリンダヘッド１２の下に突き出して燃焼室１０に入るように取り付けられる。電極３４は、本明細書に示すように、例えば、比較的薄肉の構成の４００シリーズのステンレス鋼を含む。このタイプのステンレス鋼が選択されるのは、他の材料よりも低価格であり、何億回もの熱的な加熱サイクル及び冷却サイクルを経ても、その構造健全性を保持することができるからである。この目的で他の材料、たとえばプラチナ及びパラジウム又は他の合金化合物を採用することができることが当業者には明らかであろう。
【００１６】
電極３４は、集束する側壁３６及び３８で形成され、この側壁３６及び３８は、実質的に熱の上昇及び熱の密度を生み出す先端４０及び４２で終端する。先端４０及び４２は、中心部分４４により相互接続される。先端４０及び４２は、比較的狭い表面積と燃焼室１０に露出された鋭い角を有するようにされる。図１Ａ、図１Ｂ、及び図２に示すような１つの先端、又は必要に応じて表面積を増大させるために複数の先端を採用することができることが、当業者には明らかであろう。電極３４は、断熱体４６によりシリンダヘッド１２内に保持される。電極３４はハウジング４８の中へ延び、ハウジング４８は全ての入射放射線（ｉｎｃｉｄｅｎｔ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ）を反射することにより磁束を集中することに加え、電極３４が取り付けられている。ハウジングの好ましい材料は、Ｆｌｕｘｔｒｏｌ（登録商標）と呼ばれ、これは磁性粉末金属及び誘電性バインダから作られる軟磁性合成物からなる。この目的で他の材料、例えばセラミクス、合成ポリマ、及び、周りの環境に耐えうる任意の他の誘電性材料を採用してもよい。事実上、ハウジング４８が行うことは、電極３４を介して磁束を集中することである。これは、電極が熱くなる速度を最大化し、シリンダヘッド１２の残留誘導加熱の量を最小化するために行われる。
【００１７】
ハウジング４８の室５０内には、好ましくは銅から形成された電流導通バー５２が収容される。電気絶縁材料５４は、バー５２及び電極３４の間に位置する。電流は、電極３４内で大幅な温度上昇を生成するのに適した周波数で、バー５２を介して誘導される。この周波数は、１００ｋＨｚから５００ｋＨｚの幅にあり、好ましくは２５０から４５０ｋＨｚであるが、他の周波数も適切である。より高い周波数であれば、表面の特定の電流がバー５２に誘導され、電極の鋭いエッジに沿って急速な温度の増大を生じ、電極は０．０１５ミリ秒以内という素早さで動作温度に達することができる。
【００１８】
バー５２を通過する電流は適切な電気システムにより生成されるが、簡略化及び本発明の理解に重点を置くために示していない。誘導加熱技術分野に存在する利用可能な高周波電流生成器をこの目的で採用できることは、当業者には明らかであろう。一実施形態では、可変パワーサプライを利用することができる。この実施形態では、始動状態でより高い電力が出力される。定常状態に達すると、より低い電力を出力することができる。可変パワーサプライの使用を組み込むことにより、システムは、燃焼区域を囲む残留熱を活用することができ、したがってより効率的になる。
【００１９】
広い表面積にわたり燃焼を開始する性能は、ガソリンが１５パーセントでアルコールが８５パーセントの燃料を燃やすときに特に有利であり、なぜならこの燃料は火炎全面が遅いのでポイント源点火装置では、タイミングを大幅に前にする必要があるからである。燃焼室の広い区域にわたり燃焼を開始する性能により、点火進角がより小さくなり、燃焼が予測可能になる。
【００２０】
電極３４の構造及びシリンダヘッド１２内の位置は、さまざまな異なる形をとることができる。しかし、いくつかの要素は必須である。例えば、導電材料は、電極材料から電気的に絶縁される必要があり、電極自体は周囲の燃焼室から断熱される必要があり、そして最後に、高周波数の電流を導体に通すことにより生成された磁場は、電極へ導いて電極へ集める必要がある。断熱体については、ヘッドと電極構造の間に絶縁材料を採用することができる。用いる材料によっては、導電要素を通るか又は導電要素に隣接するかのいずれかである冷却剤通路の使用により、導電材料を積極的に冷却することを提供することが必要かつ適切である場合もある。
【００２１】
図１Ａ、図１Ｂ、図２及び図３に示した構成は、誘導駆動の点火システムを示し、電極及び導電体は、機関の不動構造上に位置している。これらの構成では、点火事象のタイミングは、外部制御システムにより電子的に駆動される。図４、図５、及び図６に示した構成は、導電体及び電極が２つの別々の部品、すなわちヘッド構造及びピストンクラウン、に形成される設計を有する。この設計は、ハイブリッド駆動車両又は発電機セットにおけるような、実質的に一定の条件で動作する機関では特に有利である。
【００２２】
図４の構成では、ヘッド６０は、そこから延びる円筒形の室６２を有し、円筒形の室６２の中には往復運動のためにピストン６４が位置している。ピストン６４はリストピン６６を有し、リストピン６６は連接棒（図示せず）を軸支してピストン６６の往復運動をクランクシャフトの出力で回転運動に変換するためのものである。
【００２３】
ヘッド６０は、電流導通要素６８を有し、図３の要素５２と同じように、そこに高周波電圧が通される。さらに、導電要素６８は、ヘッド６０のその他の要素から電気絶縁及び断熱される。電気絶縁及び断熱は、図３に示す形をとることができる。適切なハウジングを採用して、シリンダ６２の中へ延びる領域に電磁場を導くことができる。図４に示すように、電流導通要素６８は、室６２の中に突き出したハウジング７１内に位置する。
【００２４】
ピストン６４は、そのクラウン７２上に複数の盛り上がった要素７０を有する。盛り上がった要素７０は導電要素６８のハウジング７１に対応し、ハウジング７１はシリンダの中に突出しており、ピストン６４とヘッド６０との間の接触できる最も近いポイントが、導電要素６８のハウジング７１と盛り上がった要素７０との間になるようにされる。図１及び図２に示すように、盛り上がった要素７０は、適切な広範囲の燃焼開始装置を提供するために、数ある形状パターンのうち任意の１つで提供することができる。高周波交流電圧が要素６８を介して生成され、盛り上がった要素７０が間近に隣接するとき、それらは電磁的に誘導された電流の流れにより加熱され、したがって広範囲に加熱された燃焼を開始する源を提供する。典型的には、要素７０は、ピストンクラウン７２が導電要素６８と盛り上がった要素７０との間が約１ｍｍであるポイントに移動すると、熱くなる。これは点火タイミングの可変性を制限するが、発電機セット又はハイブリッド車両のように、実質的に一定の動作条件を有する機関では適切であり許容されるものである。ピストンは質量がより大きいこと、及び背面オイルによる冷却機会があることにより、図４の設計は、要素７０がヘッドから切り離されてピストン上にあるため任意の熱発散の追加的な機会を与える。
【００２５】
図５及び図６は、図４に示されたものの代替的な構成を示す。図５では、ピストン７４は、シリンダ７６の中で移動可能であり、ヘッド７８に対して燃焼室を形成する。ピストン７４は往復式であり、リストピン８０を介して直線運動をクランクシャフト（図示せず）に伝えて回転出力を生み出す。可燃混合気の吸入及びその後点火された混合気の排出を可能にするために、吸気弁及び排気弁をヘッド７８内に設けることができることが当業者には明らかであろう。ピストン７４は、鋭いエッジ８４及び８６で終端する複数の溝８２を有する。ヘッドとシリンダ７６とは、ピストン７４が上死点又はその近くにあるとき、溝８２を通って鋭いエッジ８４及び８６に沿って延びるコイル８８を受けるように構成される。ワイヤ８９は、図６に示すように、参照番号９０で概ね示される電気エネルギ源に接続される。これは、高周波電流をコイル８８へ約３００ｋＨｚで供給するパワーサプライであり得る。図６に示すように、コイル８８は、輪郭を鋭いエッジ８４及び８６に沿って一致させるために、溝８２を通って延びる連続的に曲りくねった長さを有する。溝８２の鋭いエッジ８４及び８６にコイル８８を沿わせておくための適切な絶縁支持体がある。このシステムは、図４のシステムと同じく、ピストンのヘッド７８に対する物理的位置に依存する。したがって、この構成は、ハイブリッド車両におけるような比較的一定の動作条件を有する機関システムに適している。このシステムは、ピストンの上部を電磁負荷として用い、そのために、ピストンは高周波電流に反応するように鉄の部品を有する必要がある。これは、コイル形状が単純であり、外部のタイミングシステムがいらないという利点を提供する。
【００２６】
図７は、代替的なコイルパターンを示し、コイルは概ね参照記号９２で示され、互いに直角に交差するワイヤ９４及び９６の格子を有する。電源９８が、ワイヤに電流を供給する。例えば、電源９８は、電流を約３００ｋＨｚの高周波で約２．５ｋＷ〜６．０ｋＷの電力レベルで供給する。すでに述べたように、周波数は、１００ｋＨｚから５００ｋＨｚの幅であることができ、２５０ｋＨｚから４５０ｋＨｚが好ましいが他の周波数も適する場合がある。同様に、２．５〜６．０ｋＷの電力レベルが好ましい場合があるが、システムの動作条件によっては他の電力レベルが適する場合がある。この実施形態では、ピストンクラウン又は上部は、ピストンが上死点又はその近くにあるときに、適切な比較的狭い隙間を提供するための一連の格子の溝を有する。
【００２７】
図８及び図９は、さらに別のバージョンのコイルを示し、このコイルは内蔵型であることと、図１〜４の記述に関連して示した急速な温度上昇を生成できることを可能にするものである。図８及び図９は、概ね参照番号１００で示されるコイル組立体を示しており、これは導体１０２、環状の電気絶縁体１０４、及び電磁負荷に貢献するシース１０６を有する。これは磁気特性を有する適切な材料から形成される。図９に示すように、シース１０６の横断面は、導体１０２に対して概ね平行する鋭いリッジ１０８を有する。この場合では、高周波電流が導体１０２に通されると、鋭いエッジ１０８は電源オンサイクル時の熱で赤熱し、それにより燃焼を促進する。このような装置は、蓄えられたエネルギの複数の供給源をもつ比較的一定のＲＰＭ機関を有するハイブリッド車両で採用することができる。
【００２８】
図１０〜図１３は、図６のコイル８８とともに用いられる代替的なピストンクラウン７４の構成を示す。図１０、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、複数の高いリッジ１１２及び複数の低いリッジ１１４がピストンクラウン７２に成形される。図５に示したピストン設計と同様に、高いリッジ１１２及び低いリッジ１１４の配列は、コイル８８が、ピストン７４が上死点又はその近くにあるときに溝１１０に入るようにされる。示すように、角度のついたリッジ１１６及び１１８が、高いリッジ１１２と低いリッジ１１４とを接続する。電流がコイル８８に供給され、ピストン７４が上死点に近づくにつれて、質量が断続的に磁束場に露出される。この断続的な露出により、一定のリッジ設計の場合よりも熱の上昇がより迅速に生じる。当業者には明らかであるように、熱の上昇の増加は、ピストンクラウン７４にあるエッジ近くの電磁場の強度の集中によるもので、エッジでより大きな電流密度を生じる。
【００２９】
同じ原理が図１２及び図１３に示した実施形態にも当てはまる。この実施形態では、交互にくる高いリッジと低いリッジの代わりに、盛り上がったターゲット１２０がピストン７４のピストンクラウン７２に成形される。盛り上がったターゲット１２０がコイル８８に間近に接近するにつれて、盛り上がったターゲット１２０が加熱され、必要な温度が得られたときに燃焼を開始する。複数の盛り上がったターゲット１２０をピストンクラウン７２上に成形することにより、複数の点火源の燃焼が達成される。さらに、燃焼室から点火源までの距離を最小化するために、複数の高周波交流電圧要素を燃焼室に取り付けてもよいことが考えられる。
【００３０】
図１４及び図１５は、ピストン７４の上部表面に形成することができる特徴のさらにまた別の実施形態を示す。この実施形態では、盛り上がったリッジ１３０は、ピストン７４が上死点又はその近くにあるときコイル８８をまたぐように構成される。示したように、盛り上がったリッジ１３０は、コイル８８に対して互いからオフセットされる。完全なオフセット設計を図１５に示すが、この発明の範囲内でさまざまなオフセットが可能である。望まれる特定の熱の上昇及びタイミングに応じて、異なるオフセットが求められる場合がある。
【００３１】
図１４には、盛り上がったリッジ１３０が、コイル８８に平行な側部表面１３２及び１３４を有することも示されている。さらに、盛り上がったリッジ１３０はテーパの付いたエッジ１３６及び１３８も有し、それにより電磁場に入るエッジ表面の数を増大させている。図１４に示された盛り上がったリッジ１３０は、ピストン７４に対して縮尺を合わせていない。リッジ１３０のサイズはテーパの付いた設計をはっきりと示すために大きくしてある。図１６は、盛り上がったリッジ１３０の設計に組み込むことができる、さらなる特徴を示す。この実施形態では、穴１４０が盛り上がったリッジ１３０の中心又は中心の近くに置かれ、それにより多くのエッジを盛り上がったリッジ１３０に組み込んでいる。これらエッジの目的は、より迅速な熱の上昇を促進することである。示した構成はテーパの付いたエッジ１３６及び１３８並びに穴１４０のみであるが、他の構成も考えることができ、本発明の範囲内にあるものである。図１０〜図１６に示す実施形態は、ピストン７４の上部に成形される特徴を電磁負荷として用い、そのために、この特徴はコイル８８に供給される高周波電流から生み出される電磁場に反応するように鉄の部品を有する必要がある。
【００３２】
図１７は、楕円形状を有するピストン１５０を示す。このような構成は、より長い直線の磁気要素１５５を用いることを必要とする。ピストンの楕円形状１５０は、燃焼室と磁気要素１５５との間の距離を最小化することを可能にする。さらに、楕円形状は燃焼室により大きな圧縮区域を作り、その結果、燃焼するのがより遅い燃料が、その火炎前面がより遅い伝搬特性をもつにも関わらず用いられる。
【００３３】
誘導加熱の他の用途も、燃焼機関に組み込まれる。図１８〜図２０は、そのような代替的な用途を示す。伝統的に、ディーゼル機関では、寒冷天候条件においてエンジンブロックを加熱するためにグロープラグが用いられている。しかし、誘導加熱を組み込めばピストン表面及び燃焼室を囲む表面を加熱することができ、それによりピストンの上方への動きで生成された圧縮熱がより燃料を燃焼することができる。図１８に示すように、導電要素１６０は加熱要素１６５に囲まれている。電流が導電要素１６０を介して誘導されるにつれて、加熱要素１６５で大幅な温度の上昇が生成される。この高電流密度及び低質量が高度に集中した磁気エッジ効果を生成し、そしてこれが加熱要素１６５の加熱を伝搬する。
【００３４】
ピストン７４の上側表面内に配列されるのは、ウェル１７０である。ウェル１７０は、ピストン７４が上死点又はその近くにあるとき、導電要素１６０及び加熱要素１６５の組み合わせを受けるように構成される。抵抗要素の代わりに誘導加熱を用いることにより、はるかに速い熱の上昇時間が得られ、それによりディーゼル機関をより早く始動することができ、かつシリンダブロック及びシリンダヘッドに与える損傷をより減らすことができる。
【００３５】
図１９及び図２０は、図１８の構成の代替的な実施形態を示す。この実施形態では、ウェル１８０は、ピストン７４の上側表面内にあり、ウェル１８０は、ピストン７４が上死点又はその近くにあるとき導電要素１６０を受けるように構成される。ウェル１８０内には加熱ライナ１８５が据え付けられる。加熱ライナ１８５は、複数の加熱ランド１８６を定める湾曲した内側表面を有する。加熱ランド１８６に隣接するのはへこみ領域１８７である。これに関連して、加熱ライナ１８５は、導電要素１６０に供給される高周波電流に反応するように鉄の部品を有する。高周波電流が、上死点の近くで導電要素１６０及びピストン７４を流れるにつれて、加熱ライナ１８５は生み出された電磁場に反応し、温度の大幅な上昇を引き起こす。
【００３６】
図１９及び図２０にさらに示されているのは、導電リング要素１６１である。導電リング要素１６１は、導電要素１６０と一緒に示されているがこれは単に例示目的である。導電要素１６０又は導電リング要素１６１のいずれかを用い、両方を同時に用いないのが好ましい。導電リング要素１６１は、上述した他の実施形態と同様に動作する。導電リング要素１６１が利用されるとき、ピストン７４のクラウンは鉄の部品を有する必要があり、これは導電リング要素１６１に反応するのはピストン７４のクラウンだからである。この実施形態では、ピストン７４は、上死点又はその近くにあるとき、導電リング要素１６１により生成された電磁場からの表面電流の誘導によって熱くなり始める。図１８〜図２０に示した実施形態では、冷たいディーゼル機関の実質的に即時の始動が可能になる。０．０１０秒の始動時間が考えられる。
【００３７】
図２１及び図２２は、図４及び図５に示したものの代替的な構成を示す。図２１では、ピストン２１４はシリンダ２１２の中で移動可能であり、ヘッド２１０に対して燃焼室を形成する。ピストン２１４は往復式であり、リストピン２１６を介して直線運動をクランクシャフト（図示せず）に伝えて回転出力を生み出す。示した実施形態では、可燃混合気の吸入及びその後点火された混合気の排出のいずれか一方又は双方を可能にするために、バルブ２２４がヘッド２１０の中に設けられる。ヘッド２１０は、高周波電圧が通されるさまざまな電流導通要素２１８を有する。さらに、導電要素２１８は、ヘッド２１０の他の要素から電気絶縁及び断熱される。これら導電要素２１８は、ヘッド２１０内に配設されるスロット２１９の割れ目内に実質的に配置される。
【００３８】
ピストン２１４は、そのクラウン２２２に複数の盛り上がった要素２２０を有する。盛り上がった要素２２０はスロット２１９に対応し、ピストン２１４が上がった位置（図２２参照）のとき、スロット２１９が盛り上がった要素２２０を受けることができるようにされる。示した実施形態では、盛り上がった要素２２０のクラウン２２２より上の高さは、中心からのその半径距離に直接関係する。盛り上がった要素２２０は、盛り上がった要素２２０の半径の長さに沿って延びる穴２２１を有する。これらの穴２２１は、導電要素２１８により生み出された電磁場に露出されたとき、より迅速な熱の上昇が盛り上がった要素２２０で生じることを可能にする。ここでも、これは盛り上がった要素２２０の表面上が低質量及び高電流密度であることによる。
【００３９】
さらに、図２２は、このバージョンの点火開始システムで、ピストン２１４が上がった位置にあるものを示す。ピストン２１４がそのような位置にあるとき、バルブ２２４は閉じている。上で述べたように、盛り上がった要素２２０は、ヘッド２１０内のスロット２１９により受けられる。当業者には明らかなように、導通要素２１８は、導通要素２１８の平面と直角の電磁場を作る。したがって、盛り上がった要素２２０は、生成された場と垂直の方向に動く。これによりさらに定めることが可能な変数、すなわち時間を導入することが可能になる。特に、盛り上がった要素２２０が導通要素２１８により生成された場内にあり、したがって電気的及び熱的にその場の影響を受けている時間である。この実施形態では、ピストン２１４が上死点又はその近くにあるときにのみ、導通要素２１８により生成された電磁場からの表面電流の誘導により、盛り上がった要素２２０が影響を受ける。したがって図２１及び図２２に示した実施形態は、別の製造及び設計オプションを提供することに加え、上死点又はその近くにある燃焼区域（ピストンクラウン２２２とヘッド２１０との間及び周囲の空間）内で確実に点火を生じさせるものである。
【００４０】
図２３に示すように、導電要素２１８は、示したように盛り上がった要素２２０の両側上に設けられる。ピストン２１４が上がった位置にあるとき、盛り上がった要素２２０はスロット２１９内に実質的に配置される。盛り上がった要素２２０のエッジが導電要素２１８に非常に近接していること、及び、盛り上がった要素２２０が導電要素２１８により生成された場の中に予測できるように入ることから、結果として、盛り上がった要素２２０の熱の上昇時間を予測することができる。図２３で明らかなように、穴２２１は導通要素２１８の下側のエッジにより二分される。示すように、盛り上がった要素２２０の穴２２１は導電要素２１８により生成された場に実質的に入る。ここでも、これは結果として盛り上がった要素２２０における増大された熱の上昇時間になる。
【００４１】
図２４は典型的な燃焼室構成の例を示し、室２５０は吸気弁２５４及び排気弁２５６を有するシリンダヘッド２５２により定められ、吸気弁２５４は可燃混合気を入れ、排気弁２５６は混合気が燃焼を経た後に、原動力となる流体を排出するものである。燃焼は、概ね参照番号２５８で示される誘導駆動の燃焼開始装置により開始される。この実施形態では、燃焼開始装置２５８は、シリンダヘッド２５２内の一連のスロット２６２内に配置された一連の導通要素２６０を備える。
【００４２】
図２５は、図２１の燃焼室構成で用いられる典型的なピストンヘッド設計の例を示す。この実施形態では、ピストンヘッド２８０は、シリンダヘッド２５２内のスロット２６２に対応する一連の盛り上がった要素２８２を含む。盛り上がった要素２８２は、スロット２６２により受けられるサイズにされ、導通要素２６０に接触せずにそのそばを通る。示したように、盛り上がった要素２８２は、盛り上がった要素２８２の半径方向に沿って延びる穴２８４を含むことができる。
【００４３】
図２６は、開示された点火開始システムのさらに別の構成を示す。図２６では、ピストン３１４は、シリンダ３１２内で移動可能であり、ヘッド３１０に対して燃焼室を形成する。ピストン３１４は往復式であり、リストピン３１６を介して直線運動をクランクシャフト（図示せず）に伝えて回転出力を生み出す。示した実施形態では、導通要素３１８はヘッド３１０の下側表面上に又は下側表面の内側に位置する。すでに述べた電流導通要素と同じく、高周波電圧が電流導通要素３１８に通される。図２７でより詳細に述べるように、導通要素３１８は、絶縁体３３８によりヘッド２１０の他の要素から電気絶縁及び断熱される。絶縁体３３８は、導通要素３１８をヘッド３１０から電気絶縁すること及び断熱することの両方をし、なおかつ、動作中の高周波電流発電機と接続されているときに導通要素３１８により生成された電磁場を集中するように機能することができる。示した実施形態では、導通要素３１８は、高周波電流発電機と接続された１つの要素からなることができる。あるいは、導通要素３１８は、ヘッド３１０内に置かれた複数の導通要素からなることができる。
【００４４】
ピストン３１４は、複数の盛り上がった要素３２０をそのクラウン３２２上に有する。盛り上がった要素３２０の半径位置は、ヘッド３１０内の導通要素３１８の位置に対応する。図２７、図２８、及び図２９でより詳細に示すように、盛り上がった要素３２０は、クラウン３２２と接続された又はクラウン３２２の中に成形された支持部３４２からなる。上部３４０は支持部３４２に接続される。示した実施形態では、上部３４０は、支持部３４２よりも広い、導通要素３１８に面した表面積を有する。図２７に示す点線は、へこみ３４４の底部を示す。図２９に示すように、へこみ３４４は、盛り上がった要素３２０に配設される。盛り上がった要素３２０とへこみ３４４を定める表面エッジとへの電磁気効果により、へこみ３４４の谷で相当な熱の上昇が生じる。図２９に示す点線部は、最も迅速に熱が上昇する場所である。盛り上がった要素３２０が生み出された電磁場の影響を受けるにつれて、電流がその表面に流れ始める。場に露出された表面積が低減する（すなわち、質量が取り除かれる）につれて、表面電流密度は、空隙のエッジの近くで相当増大する。したがって、この場所での加熱には相当なスパイクがあり、燃焼室内で燃料に点火する時間が低減する結果となる。
【００４５】
図３０は、典型的な燃焼室構成の例を示し、室３５０はシリンダヘッド３５２により定められる。燃焼は、参照番号３５４で概ね示される誘導駆動の燃焼開始装置により開始される。この実施形態では、燃焼開始装置３５４は１つの導通要素を有し、この導通要素はシリンダヘッド３５２内に配置された外側コイル３５６及び内側コイル３５８を作るような形状に構成される。
【００４６】
図３１は、図３０の燃焼室構成内で用いられる典型的なピストンヘッド設計の例を示す。この実施形態では、ピストンヘッド３６２は、概ね参照番号３６８で示される２つの盛り上がった要素と排気弁３６４とを含む。盛り上がった要素３６８はそれぞれ、シリンダヘッド３５２内の燃焼開始装置３５４の設計に対応する。盛り上がった要素はそれぞれ、上部３７０及びへこみ３７２を含む。ピストンヘッド３６２がシリンダヘッド３５２に向かって移行し、燃焼開始装置３５４が高周波電流発電機と接続されると、燃焼開始装置３５４により生み出された電磁場は、盛り上がった要素３６８上に表面電流を誘導する。電磁気効果により、電磁場は質量のない場所に集中する。したがって、最も迅速な熱の上昇がへこみ３７２で生じる。このようにして、示した実施形態では、シリンダヘッド３５２とピストン３６２との間の燃焼室は、少なくとも８つの別個の燃焼開始ポイントを有することになる。上で述べたように、複数の燃焼開始ポイントがより効率的な燃焼機関を可能にする。
【００４７】
図３２は、本発明の誘導開始システムの代替的な構成を示す。示したように、ピストン４１４はシリンダ４１２の中で移動可能であり、ヘッド４１０に対して燃焼室を形成する。ピストン４１４は往復式であり、リストピン４１６を介して直線運動をクランクシャフト（図示せず）に伝えて回転出力を生み出す。示した実施形態では、可燃混合気の吸入及びその後点火された混合気の排出のいずれか一方又は双方を可能にするために、バルブ４２４がヘッド４１０の中に設けられる。ヘッド４１０は、高周波電圧が通されるさまざまな電流導通要素４１８を有する。さらに、導電要素４１８はヘッド４１０の他の要素から電気絶縁及び断熱される。これら導電要素４１８は、燃料区域内のヘッド４０の底部表面に配設される。
【００４８】
ピストン４１４は、そのクラウン４２２に複数のへこみ４２０を有する。へこみ４２０の場所は導電要素が置かれた位置に対応する。へこみ４２０により、本発明の誘導点火を組み込むためのピストン４１４の製造をより容易にすることが可能になる。上で述べたように、へこみ４２０に質量がないことで、導電要素４１８により生み出された電磁場がこれらの場所に集中し、そしてこれが、誘導された表面電流による熱の上昇を引き起こす。
【００４９】
図３３は、開示された点火開始システムのさらに別の構成を示す。図３３では、ピストン５１４はシリンダ５１２の中で移動可能であり、ヘッド５１０に対して燃焼室５１６を形成する。ピストン５１４は往復式であり、リストピンを介して直線運動をクランクシャフト（図示せず）に伝えて回転出力を生み出す。示した実施形態では、導通要素５１８及び加熱要素５２０は、ヘッド５１０の下側表面上に又は下側表面の内側であって、燃焼室５１６の近くに位置する。接続線５２２は、高周波で高電圧の電源（図示せず）を導通要素５１８と接続する。すでに述べた電流導通要素と同様に、高周波電圧が電流導通要素５１８に通される。
【００５０】
接続線５２２は絶縁被覆５２６に囲まれており、この絶縁皮膜は接続線５２２をヘッド５１０から電気絶縁すること及び断熱することの両方の役割を果たす。さらに、導通要素５１８は上部及び半径方向外側において絶縁体５２８によって囲まれている。絶縁体５２８は、導通要素５１８をヘッド５１０の他の要素から電気絶縁及び断熱する役割も果たす。絶縁体５２８は、動作中の高周波電流発電機と接続されているときに導通要素５１８により生成された電磁場を集中することもできる。示した実施形態では、導通要素５１８は、高周波電流発電機へ接続された１つの要素からなる。他の実施形態では、導通要素５１８はヘッド５１０内に置かれた複数の導通要素からなってもよい。
【００５１】
ここでも、導通要素５１８が動作中の高周波電流発電機と接続されているとき、導通要素５１８によって電磁場が生成される。電磁場が生成されるとき、加熱要素５２０は電磁場に影響を受けるようになり、その表面上に電流が誘導される。本明細書ですでに述べたように、この表面電流が、燃焼室５１６で燃料を燃焼するのに十分な高さまで加熱要素５２０の温度を上昇させる。一実施形態では、加熱要素５２０の少なくとも一部が燃焼室５１６に露出される。
【００５２】
示したように、加熱要素５２０は、導通要素５１８の半径方向内側に位置する。他の実施形態では、加熱要素５２０は導通要素５１８の半径方向外側に位置する。一実施形態では、加熱要素５２０と導通要素５１８との間に、半径幅で０．０５インチ（１．２７ｍｍ）の間隙がある。しかし、異なる間隙も考えられ、システムの特性によってはそれが適切な場合もある。
【００５３】
図３４は、シリンダヘッド５１０構成の一実施形態を示し、この構成は、可燃混合気を入れ、混合気が燃焼を経た後に原動力となる流体を排出するバルブ５２４を有する。導通要素５１８及び絶縁体５２８の底部表面は容易にわかる。次に加熱要素５２０を見ると、図３３及び図３４が示すには、加熱要素５２０は、概ね垂直配向を有する内側部５４０及び外側部５４２、並びに、内側部５４０と外側部５４２とを接続する概ね水平の部５４４からなる。示した実施形態では、加熱要素５２０は水平Ｉビーム構成を有するが、他の構成も本発明の範囲内にある。穴５４６も水平部５４４全体にわたり配設されており、水平部５４４により定められる。穴５４６は、任意の既知の技術で水平部５４４内に設けることができ、この技術は切削、エッチング、又はミリング等であるがこれに限定しない。
【００５４】
上で述べたように、本発明者は、場に露出された表面積が低減される（すなわち、質量が取り除かれる）につれて、表面電流密度は、空隙のエッジの近くで相当増大することに気づいた。したがって、この場所での加熱には相当なスパイクがあり、燃焼室内で燃料に点火する時間が低減する結果となる。加熱要素５２０の場合、内側部５４０及び外側部５４２の穴５４６に近接した部分が、最も迅速な熱の上昇時間を有することになる。
【００５５】
図３５及び図３６は、加熱要素の異なる実施形態を示す。図３５は、内側部５７０及び外側部５７２を有する加熱要素５６０を示す。加熱要素５２０と同様に、加熱要素５６０の内側部５７０及び外側部５７２は概ね垂直配向を有し、概ね水平の部５７４により互いに接続される。穴５７６は、水平部５７４の全体にわたり配設されており、水平部５７４により定められる。しかし、加熱要素５２０と違って、加熱要素５６０の外側部５７２はミル部分５７８及び盛り上がった部分５８０を有する。一実施形態では、外側部５７２は、初めは一様な厚さを有するように製造される。その後の製造プロセスで、外側部５７２の所定の部分が既知の技術を用いて薄くされ、この所定の部分がミル部分５７８と指定される。外側部５７２の薄くされない部はより厚い部分に見えることになり、これが盛り上がった部分５８０と指定される。図３５に示した実施形態では、盛り上がった部分５８０は穴５７６に近接している。
【００５６】
図３６は、内側部６１０及び外側部６１２を有する加熱要素６００を示す。上で述べた加熱要素と同様に、加熱要素６００の内側部６１０及び外側部６１２は概ね垂直配向を有し、概ね水平の部６１４により互いに接続される。穴６１６は水平部６１４の全体にわたり配設されており、水平部６１４により定められる。加熱要素５６０と同じく、加熱要素６００の外側部６１２は、ミル部分６１８及び盛り上がった部分６２０を有する。ただし、加熱要素５６０と対照的に、対応する穴６１６に近いのはミル部分６１８である。
【００５７】
図３７は、加熱要素のまたさらなる実施形態を示す。この設計に従うと、加熱要素６４０は、内側表面６５０、及び内側表面６５０から半径方向に配置された外側表面６５２を有する。示された加熱要素５２０、５６０、及び６００の実施形態と違って、加熱要素６４０の一実施形態は、半径方向と直角をなす方向に一様な厚さを有する。示すように、外側表面６５２が複数の切り欠き６５４を定める。切り欠き６５４は、任意の既知の技術で設けることができ、この技術は切削又はエッチング等であるがこれに限定しない。切り欠き６５４は外側表面６５２から内側表面６５０へ向かって半径方向内側に延びる。切り欠き６５４は長方形形状を有するように示されているが、他の形状及び構成も考えられる。一実施形態では、切り欠き６５４は、半径方向に０．１インチ（２．５４ｍｍ）の長さ及び０．０５インチ（１．２７ｍｍ）の幅を有する。
【００５８】
誘導加熱の使用は、次にくるプロセス及び熱処理機能のために工業部品を急速に加熱するために、長年にわたり採用されてきた。このようなシステムの属性の１つは、選択された部品の温度を、極めて短時間で高めることができることである。２つめの属性は、エネルギ及び電流の流れが、電磁負荷に非常に近接したところでのみ発生することである。
【００５９】
すでに述べたように、この発明は、誘導加熱による材料の極めて急速な加熱を利用して、燃焼室内に一連の制御された熱い場所を生み出し、燃焼室全体にわたって燃焼の一様な開始を生み出す。
【００６０】
図面及び上記記載で本発明について例示し詳細に説明したが、これは例示であって特性を限定するものではなく、好適な実施形態のみを示して説明したものであり、本発明の精神の範囲内にある変更及び修正はすべて保護されるべきものである。本例に具体化された構造及び特徴は互いに対して、代替、再配列、置換、削除、重複、組み合わせ、又は追加が可能である。「その」「１つの」という記載は必ずしも唯一１つを意味するものではなく、むしろ包含的で変更可能なものであり適宜に複数の当該要素を含むものである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【国際調査報告】
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