(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導管と、
直流電流を流す回路と、
前記導管内に配置され、前記直流電流が供給されるように構成された、交互に交差させた横素線と縦素線とを有するワイヤメッシュセグメントであって、円錐形状の表面を有するワイヤメッシュセグメントと、
を備えた流体ヒータ。
【請求項２】
前記直流電流が、２４ボルト未満の電位を有する電源によって供給される請求項１に記
載の流体ヒータ。
【請求項３】
前記ワイヤメッシュセグメントが、導管内に配置された多重ワイヤメッシュセグメント
を備える請求項１に記載の流体ヒータ。
【請求項４】
前記多重ワイヤメッシュセグメントの各々に対して電流供給するためのリレーと、
前記リレーを制御する制御回路と、
をさらに備えた請求項３に記載の流体ヒータ。
【請求項５】
前記多重ワイヤメッシュセグメントの電流を制御するための制御回路であって、ユーザ
入力に応じた、あるいは、流体の状態を示す計測されたパラメータに自動的に応じたデュ
ーティー比によって、オンとオフを各々に対して切り替えて電流を制御する制御回路、
をさらに備えた請求項３に記載の流体ヒータ。
【請求項６】
前記多重ワイヤメッシュセグメントの各々の電圧を可変するように構成された電圧制御
回路をさらに備えた請求項３に記載の流体ヒータ。
【請求項７】
前記ワイヤメッシュセグメントが、導管内に配置され、並列回路で電気的に接続された
多重ワイヤメッシュセグメントを備える請求項１に記載の流体ヒータ。
【請求項８】
前記円錐形状の表面が山部と谷部を有する請求項１に記載の流体ヒータ。
【請求項９】
前記山部と前記谷部が正弦形に形成されている請求項８に記載の流体ヒータ。
【請求項１０】
流体温度信号を生成する温度センサと、
前記流体温度信号を感知する制御装置であって、前記流体温度信号が所望の温度未満の
温度を示している時、前記直流電流を流す前記回路が作動している制御装置と、をさらに
有する請求項１に記載の流体ヒータ。
【請求項１１】
流体流れ信号を生成する流れセンサと、
前記流体流れ信号を感知する制御装置であって、前記流体流れ信号が流体が流れている
ことを示している時、前記直流電流を流す前記回路が作動している制御装置と、をさらに
有する請求項１に記載の流体ヒータ。
【請求項１２】
前記ワイヤメッシュセグメントが、直流電源の正極と接続するように構成された幅広リ
ングを備える請求項１に記載の流体ヒータ。
【請求項１３】
前記ワイヤメッシュセグメントが、直流電源の負極と接続するように構成された幅狭リ
ングを備える請求項１に記載の流体ヒータ。
【請求項１４】
前記横素線と前記縦素線は直径が０．５ｍｍ未満であり、０．５ｍｍ未満の間隔で前記横素線と前記縦素線が配列するワイヤメッシュ布を前記ワイヤメッシュセグメントが備えた請求項１に記載の流体ヒータ。
【請求項１５】
前記横素線と前記縦素線は交差部分で電気的に短絡している請求項１４に記載の流体ヒータ。
【請求項１６】
前記ワイヤメッシュセグメントが、親水性皮膜を備える請求項１に記載の流体ヒータ。
【請求項１７】
導管と、
直流電源と、
前記導管内に配置され、前記直流電源からの電流が供給されるように構成された、交互に交差させた横素線と縦素線とを有するワイヤメッシュセグメントであって、円錐形状の表面を有するワイヤメッシュセグメントと、
を備えた流体ヒータキット。
【請求項１８】
制御装置と前記ワイヤメッシュセグメントとが一体構造である請求項１７に記載の流体
ヒータキット。
【請求項１９】
制御装置と温度センサをさらに備えた請求項１７に記載の流体ヒータキット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明の代表的な実施形態は、ワイヤメッシュ加熱セグメントを有する流体ヒータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤメッシュ加熱エレメントはニクロム線を有することができる。
ニクロム線は、埋め込み型のセラミックヒーターとともに、ヘアドライヤーやトースタのような電気機器で普通に用いられる。ニクロム線は引張り強度が高く、１２５０℃ほどの高温でも容易に稼働できる。ニクロムは次のような物理的特性を有する（特に記載のないかぎり標準的な大気温度および圧力）。
【表１】
0006517778.tif 000002
【発明の概要】
【０００３】
多くの実施形態によれば、導管と、直流電流を流す回路と、導管内に配置され、電流を供給されるように構成されたワイヤメッシュセグメントであって、円錐状の表面を有するワイヤメッシュセグメントと、を備えた流体ヒータが提供される。
【０００４】
多くの実施形態によれば、直流電源と、導管内に配置され、直流電源からの電流を供給されるように構成されたワイヤメッシュセグメントであって、円錐状の表面を有するワイヤメッシュセグメントと、を備えた流体ヒータキットが提供される。
【０００５】
前記した一般的な説明および後期する詳細な説明はともに代表的なものであり、説明のためのものであり、特許請求の範囲についての詳細な説明を与えるものであることがわかる。
他の特徴や態様は、以下の詳細な説明、図面、特許請求の範囲から明確になろう。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
添付した図面は、本明細書に含まれ本願発明の理解に役立ち、本明細書と一体となり、本明細書の一部を構成し、本願発明の実施形態を図解し、発明の詳細な説明とともに本願発明の原理を説明するものである。
【０００７】
以下の図において、同じ符合は全ての図面で同じ要素を表している。図面に寸法を示す必要がないことに留意すべきである。
【０００８】
【図１】図１はメッシュエレメントの輻射領域をメッシュ素線の中心距離の関数として図解するグラフである。
【図２】図２はメッシュエレメントの電気抵抗を南緯の半径およびメッシュ間隔の関数として図解するグラフである。
【図３】図３は１２５ｍｍｘ２５０ｍｍの両面メッシュオーブンの温度上昇時間が南緯の半径、メッシュ間隔、パワー出力２０ｋＷに依存することを示す。
【図４】図４は図１と図２を合成したグラフであり、高速オーブンをデ・ルーカ・エレメント比が０．１１オーム／ｍ２に近い状態で調理させることが可能な領域を示す。
【図５】図５は、多くの実施形態による、メッシュ加熱エレメントを有する流体ヒータを示す。
【図６】図６は、多くの実施形態による、メッシュ加熱エレメントを有する流体ヒータの上面図を示す。
【図７】図７は、多くの実施形態による、メッシュ加熱エレメントを有する流体ヒータの底面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本願発明の代表的な実施形態が示されている添付図面を参照して、本願発明についてより完全に説明する。しかしながら、本願発明は多くの異なる形態で実施され、未満記述される実施形態に限定されて解釈されてはならない。むしろ、これらの代表的な実施形態を説明することにより、開示内容が包括的であり、当業者に対して本願発明の技術的範囲を伝えるものである。図面において、その図面の大きさや、レイヤや領域の相対的な大きさは、明確化のために強調されることがある。類似した参照番号は、類似した要素を表している。
【００１０】
ある要素が他の要素と「連結している」と表現されているときは、直接連結していてもよいし、介在する要素が存在していてもよいと理解されるものである。
【００１１】
オーブン内部でニクロムの使用を考えると、ニクロムの抵抗特性だけでなく、ニクロムが熱くなった場合のその黒体輻射を考慮することが重要である。
【００１２】
抵抗エレメントの一般的な特性によれば、抵抗は導体の長さに比例し、導体の面積に反比例する。
【数１】
0006517778.tif 000003
ここでρは抵抗率であり、ρ＝1/σとなる。
【００１３】
Ｌは導体の長さであり、Ａは導体の断面積であり、Ｔは導体の温度であり、Ｔ0は基準温度（通常室内温度）であり、μ0は温度Ｔ0における抵抗率、ａは単位温度あたりの抵抗率の変化であり、ρ0に対する百分率で表され、ＬとＡは使用温度範囲で不変であると仮定する。また、ρ0とａは考慮対象の導体に依存する定数であることがわかる。ニクロムの場合、ρ0は２０℃での抵抗率であり、すなわち１．１０×１０−６、ａはａ＝０．０００４である。前記から、抵抗エレメントの半径を２倍にすると、抵抗は４分の１になり、その逆も成り立つ。
【００１４】
抵抗エレメントから放散されるパワーは、Ｉを電流、Ｒを単位がオームの抵抗、Ｖを抵抗エレメント両端の電圧とすれば、オームの法則からＶ＝ＩＲであるから、Ｐ＝Ｉ２Ｒとなる。
【００１５】
電池のような定電圧電源と抵抗エレメントの場合、抵抗エレメントを流れる電流はその抵抗の関数となり、前記でＲを代入し、オームの法則を用いると、（式２）のようになる。
【数２】
0006517778.tif 000004
【００１６】
ニクロム線のような抵抗エレメントの場合、抵抗エレメント内部で発生する熱は輻射により放散し抵抗エレメント全体が冷える。
【００１７】
ここで、抵抗エレメントの黒体特性を考える。抵抗エレメントが黒体としてふるまうと仮定すると、シュテファン−ボルツマンの式により輻射により放散されるパワーは、次のようになる。
【数３】
0006517778.tif 000005
【００１８】
さらに、幅射強度が最も高くなる波長λはウィーンの法則によって与えられ次のとおりとなる。
【数４】
0006517778.tif 000006
ここで、σはシュテファンーボルツマン定数であり、５．６７０×１０−８Ｗ・ｍ−２・Ｋ−４である。ｂはウィーンの変位定数であり、２．８９７×１０−３ｍ・Ｋである。
【００１９】
効率を最大とするため好ましい稼働時の波長である２ミクロン（２×１０−６）を必要とする調理オーブンのような応用では、ウィーンの法則に基づけば抵抗エレメントの温度は１４００Ｋすなわち１１２７℃に近くなるはずである。シュテファンーボルツマンの式から、２つの加熱側面を有する小型オーブンには約４×０．２５ｍ×０．２５ｍすなわち約０．２５ｍ２の稼働表面積かあり、このオーブンのＷは２０，０００ワットに近くなるはずである。
【００２０】
安全で高出力のトースタまたはオーブンの場合、２４ボルト未満の低電圧でシステムが稼働する必要がある。したがって、稼働温度で効率が１００％ならば、（式２）で２０，０００Ｗとすれば、エレメントの抵抗は約０．０４１オームとなる。稼働温度を室温まで下げると（１４００Ｋから２９３Ｋ）、抵抗エレメントの抵抗率は（式１）に基づき約１．４４分の１に低下するので、室温での抵抗が０．０２８４オームのエレメントが必要になる。
【００２１】
ここで、抵抗エレメントの抵抗と抵抗エレメントの黒体としての特性の関係について考える。
【００２２】
ヒータの黒体輻射面積に対する同じヒー夕の抵抗の比率はオーブンの設計における重要な制約条件になる。本明細書では、この比率をデ・ルーカ・エレメント比と呼ぶ。０．２５平方メートルの面積範囲において波長２ミクロンで稼働する食物用の理想的なオーブンの場合、（室温での）デ・ルーカ・エレメント比が０．１１３７（オーム／ｍ２（０．０２８４オーム／０．２５ｍ２））。デ・ルーカ・エレメント比は、エレメント材料の抵抗と輻射表面積にのみ依存し、システムが稼働する電圧とは無関係である。さらに、抵抗線に関して言えば、抵抗線の長さはこの比率を変化させない。
【００２３】
表２はいくつかの市販のニクロム線のサイズのメートル当たりの抵抗およびこれらのエレメントのデ・ルーカ・エレメント比を表にしたものである。これらのニクロム線のデ・ルーカ・エレメント比が、オーブンが１４００Ｋ、２４Ｖおよび０．２５ｍ２の条件で稼働するのに必要な０．１１３７よりもはるかに大きいことは重要である。単一の抵抗線を用いてその両端に電圧をかけることでは、パワーの要件を達成することができないのは明らかである。
【００２４】
一方、１２０Ｖの１５００Ｗで稼働し、０．３３８ｍ２の範囲で５００Ｋとなる家庭用のポップアップトースクのデ・ルーカ・エレメント比は、３５．５が必要である。したがって、０．００１ｍの半径の１ｍのニクロム線の両端に１２０Ｖをかければ十分に条件を満たす。
【００２５】
【表２】
0006517778.tif 000007
【００２６】
０．１１３７に近いデ・ルーカ・エレメント比にするには、低い抵抗または大きい表面積が必要なことは明らかである。
【００２７】
０．１１３７というデ・ルーカ・エレメント比を満たす一つの方法は、半径２ｃｍの大きいエレメントを用いることである。このようなエレメントの問題は、エレメントの固有の熱容量に関するものである。表１からわかるように、室温から１４００Ｋまで温度上昇させるのに６５．４秒かかり、０．３６ｋＷＨのエネルギが必要である。
【００２８】
前記したこの計算は、熱エネルギを単位量が質量である比熱容量に関係づける式から得られる。
△Ｑ＝ｍｃ△Ｔ
ここで△Ｑは抵抗線に与えられた、または抵抗線から奪われた熱エネルギ（ここで、Ｐ×時間＝△Ｑ）であり、ｍは抵抗線の質量であり、ｃは比熱容量であり、△Ｔは最終温度から最初温度を引いた温度変化である。
【００２９】
したがって、エレメントを加熱するのに必要な時間は異常に長く、短い調理時間の目標を達成できない。
【００３０】
抵抗を低くする別な方法は、複数の抵抗体を平行に配置することである。キルヒホッフの法則により、平行に配置された複数の抵抗体の集合抵抗が予測される。
【数５】
0006517778.tif 000008
【００３１】
次の表３は、表１中の各エレメントを用いて、導体を並列に配置する場合にデ・ルーカ・エレメント比を０．１１３７とするのに必要な導体数を表にしたものである。これらのエレメントを表面全体にわたって均等に配置、分散させるのは極めて難しく、製造するのは不可能であることは明らかである。また、半径が０．０００２メートルより大きい複数のエレメントを用いる場合、その複数のエレメントの合わさった重量を室温から１４００Ｋまで２０ｋＷの電力で加熱するのに要する時間は、調理時間が数秒であることからすると長すぎることがわかる。
【００３２】
【表３】
0006517778.tif 000009
【００３３】
要するに、次の発明では抵抗メッシュエレメントを用いることにより、高出力オーブンを作製することができる。熱幅射する表面の面積だけでなく、メッシュの厚さも改良することにより、所望の波長を出力するようにヒータエレメントが設計されている。ヒータは、容易にオ一ブンに組み入れることができる単一のユニットのメッシュからなり、（おおよそ数秒程度未満の）極めて早い加熱を可能にするように質量が小さくされている。
【００３４】
具体的には、１４００Ｋで稼働する高速応答（２秒未満）のオーブンの用途に適したデ・ルーカ・エレメント比になるように、ワイヤメッシュ布のデザインは調整されている。
【００３５】
代表的な実施形態によれば、応答時間が早いオーブンを稼働させるメッシュのデザインは、素線の直径が０．３ｍｍで、素線間の距離が０．３ｍｍ、で、稼働電圧が２４Ｖのニクロム線ワイヤメッシュからなる。
【００３６】
最良のメッシュのデザインを考えると、エレメントの抵抗だけでなく、次の要因に応じて変化する黒体輻射の面積を評価することが重要である。
（１）  メッシュの単位面積あたりの素線の数
（２）  メッシュ素線の半径
（３）  メッシュ素線の材料
（４）  素線間で幅射が妨げられる可能性
【００３７】
図１は素線の数と素線の間隔に応じて黒体面積を表したものである。興味深い点は、素線の間隔が素線の半径に応じて変化する場合、表面の面積は素線の半径とは無関係であることである。
【００３８】
前記した（式５）を用いて、特定の素線の半径のメッシュの抵抗を計算できる。図２は素線の半径とメッシュの間隔に応じて変わるニクロム線メッシュエレメントの電気抵抗を示す。素線の数が極めて多くなり、抵抗が極めて低くなると、（式５）の適用には限界があることがはっきりする。このように、室温での金属中の電子のランダム運動に関係する原子効果によって最低抵抗の限界値が決められている。
【００３９】
ニクロムをメッシュの素線材料として用いて、システムを２０ｋＷで稼働させるとき、１４００Ｋの動作温度まで温度上昇させる時間は、素線の半径とメッシュの間隔に応じて変わる（１２５ｍｍ×２５０ｍｍの２倍という公称サイズが用いられる）。図３が示す領域の下側では２秒未満の温度上昇が可能である。
【００４０】
図４は、図１と図２とを合成したグラフであり、高速オーブン調理に適用可能な、０．１１オーム／ｍ２に近いデ・ルーカ・エレメント比を有する領域を示す。
【００４１】
ワイヤメッシュセグメントを有する流体ヒータであって、加熱される流体がメッシュの間隙、すなわち、ワイヤメッシュを形成するワイヤセグメントの間を流れる流体ヒータについて述べる。
流体が流れている間、流体を絶え間なく加熱できる。流体は即座に加熱できる。
【００４２】
広い温度範囲に亘って流体の温度を上昇させることができる多くの実施形態を提供することができる。
多量の流体の温度を上昇させることができる多くの実施形態を提供することができる。
幾つかの実施形態では、多重型流体ヒータは、直列すなわち管状の導管内で順々に配置できる。
【００４３】
各ワイヤメッシュセグメントあるいは各加熱エレメントの加熱強度および加熱時間は、個別に制御できる。本実施形態には、高流速で加熱または冷却できるという利点がある。
さらに、流体ヒータをカスタマイズするのに、その構成を変える必要がない。
【００４４】
各ワイヤメッシュセグメントの端から端までの部分と複数のワイヤメッシュセグメントの端から端までの部分の間の間隙は、オンとオフのパルスが印加される流体ヒータと同じ効果を与える。この効果により、例えば、シャワーを浴びる、バスタブにお湯を満たす、あるいは、その他、流速の大きな流体が要求されるような連続的なプロセスフローが可能になる。
【００４５】
幾つかの実施形態では、流体の流速を一定にしている。加熱される流体が前方に流れるのにつれて、ワイヤメッシュセグメントは流体を加熱できる。ワイヤメッシュセグメントまたは加熱エレメントは、流れが検出されたとき既にオンになっていても良いし、流れが検出されたときにオンにしても良い。
流体が流れていないときワイヤメッシュセグメントはオフにできる。流体が流れるとき流体はワイヤメッシュセグメントの空隙を通り加熱される。
幾つかの実施形態では、間隙を形成する素線間の隙間部分を被覆または遮蔽する。そのように、形成された素線間の隙間部分が遮蔽されているか、ワイヤメッシュセグメントが多孔性でないとき、ワイヤメッシュセグメントの表面に沿って流体が流れる。
【００４６】
幾つかの実施形態では、流体がワイヤメッシュエレメントを通り過ぎた後、流体を冷却することができる。冷却期間の持続時間は、ワイヤメッシュセグメントの間隙により定まる。
幾つかの実施形態では、ワイヤメッシュエレメントはニクロム加熱エレメントを有する。
【００４７】
幾つかの実施形態では、ワイヤメッシュヒータは導管内に配置される。
幾つかの実施形態では、ワイヤメッシュヒータは単一構造に成形または一体化される。導管は、工業基準の雄または雌の接続金具を有することができる。そのように、ヒータは配管−例えば、家庭用の配管に配設される。
【００４８】
幾つかの実施形態では、ワイヤメッシュヒータは漏止継手または漏止接続金具を有することができる。ワイヤメッシュセグメントと接続された電導線を、漏止継手を通して導管から外に出すことができる。
幾つかの実施形態では、赤外線輻射を反射するための遮蔽を、ワイヤメッシュヒータが配置された導管の内表面に備えることができる。
【００４９】
導管は一つ以上の温度センサを備えることができる。幾つかの実施形態では、温度センサはウォーターメッシュヒータの下流に配置できる。
温度センサは、全てウォーターメッシュヒータの上流に配置してもよい。
【００５０】
温度センサからの温度信号を読み込む制御装置を備えることができる。直流電源のオン−オフを切り替えることで、制御装置は加熱される流体の温度を制限できる。
【００５１】
導管は、流量センサを備えることができる。流量センサは、流れがあるとき直流電源を作動できる。
幾つかの実施形態では、流量センサは流体の流れがあるか否かの信号を制御装置に送る。
【００５２】
導管は、流体の流れの方向を示すラベルを備えることができる。
【００５３】
ウォーター加熱エレメントに電流を流す低電圧直流電源を備えることができる。低電圧には、代表的な例として、６ボルト（Ｖ）、１２Ｖ、１８Ｖ、２４Ｖなどがある。直流電源は、大電流電源にすることができる。
【００５４】
流体ヒータキットは、ワイヤメッシュセグメントとワイヤメッシュセグメントに接続される直流電源を備える導管とを備えることができる。
このキットは、導管の外表面に配置された断熱材を備えることができる。このキットは制御装置を備えることができる。このキットは、流量センサを備えることができる。このキットは、温度センサを備えることができる。
【００５５】
図５には、多くの実施形態によるワイヤメッシュ加熱エレメントを備えた流体ヒータを示す。流体ヒータ１００は、導管１５０を備えることができる。導管１５０はネジ山部１５２を備えることができる。ワイヤメッシュセグメント１１４は導管１５０の内部に配置される。
【００５６】
幾つかの実施形態においては、ワイヤメッシュセグメント１１４は円錐形状にできる。一般にワイヤメッシュセグメント１１４の円錐形状の表面は、表面積を大きくするため、凸部または山部と凹部または谷部とをさらに有することができる。例えば、凸部と凹部を正弦曲線状に形成できる。該凸部と該凹部は、ワイヤメッシュセグメント１１４の長さに沿って配置することができる。
幾つかの実施形態においては、該凸部と該凹部は、ワイヤメッシュセグメント１１４の部分長さに沿って配置することができる。
【００５７】
ワイヤメッシュセグメント１１４の幅広放射状リング１１０は、流れ１２４に沿って、幅狭放射状リング１１２の上流に配置することができる。
幾つかの実施形態においては、流れの向きを反対に、すなわち、幅広放射状リング１１０を幅狭放射状リング１１２の下流に配置することができる。
電導線１２０は、幅広リング１１０に接続させることができる。電導線１２２は、幅狭リング１１２に接続させることができる。
幾つかの実施形態においては、電導線１２０は、直流電源１２８の陽極に接続させることができる。
幾つかの実施形態においては、陰極を幅広リング１１０に、陽極を幅狭リング１１２に接続させることができる。
【００５８】
ワイヤメッシュセグメント１１４は、例えばねじ１１６を用いて、大径リング１１０を通すように、あるいは、大径リング１１０の近くで、導管１５０に固定できる。
ワイヤメッシュセグメント１１４は、例えばねじ１１６を用いて、小径リング１１２を通すように、あるいは、小径リング１１２の近くで、導管１５０に固定できる。
周知の他の手段を、ワイヤメッシュセグメント１１４を導管１５０に固定するために用いてもよい。例えば、接着材、リベット、はんだ付け、ろう付け、溶接など、用いることができる。
【００５９】
制御装置１２９は温度センサ１２４から信号を受信できる。温度センサ１２４は、ワイヤメッシュセグメント１１４の下流に配置できる。温度センサ１２４は、加熱された流体の温度を計測できる。制御装置１２９は、加熱された流体の最大温度を設定できる入力装置を備える。入力装置は、例えば、ダイアル、ノブ、あるいは周知の他の手段を有することができる。
制御装置１２９は、温度センサ１２４からの温度信号を感知することができ、最大温度入力に基づいてワイヤメッシュセグメント１１４を制御できる。
幾つかの実施形態においては、最大温度より温度が低いとき、制御装置１２９がワイヤメッシュセグメント１１４と電源装置１２８の電気的接続を有効にすることができる。
幾つかの実施形態においては、最大温度以上の温度のときは、制御装置１２９がワイヤメッシュセグメント１１４と電源装置１２８の電気的接続を遮断することができる。
【００６０】
制御装置１２９は流量センサ１２６から信号を受信できる。流量センサ１２６は、ワイヤメッシュセグメント１１４の上流に配置することができる。
温度センサ１２４（流量センサ１２６？）は、流動−例えば、加熱されていない流体の流れを計測できる。
制御装置１２９は、流量センサ１２６からの信号を感知し、流動を感知したときワイヤメッシュセグメント１１４と電源装置１２８との電気的接続を有効にすることによって、ワイヤメッシュセグメント１１４を制御できる。
幾つかの実施形態において、制御装置１２９はワイヤメッシュセグメント１１４と電源装置１２８との電気的接続を遮断することができる。
【００６１】
本開示は、所定の抵抗を有するワイヤメッシュエレメントを用いて、高性能の流体ヒータを作製することができる。この加熱エレメントは、熱輻射する表面の面積だけでなく、メッシュの厚さも調整することによって、所望の波長を出力することができる。
このヒータは流体/ウォーター・ヒータに組み込まれた単一ユニットメッシュを備え、非常に速く（数秒程度未満で）加熱できるようにするために、軽量化されている。
【００６２】
ワイヤメッシュセグメントは、交互に交差させた横ワイヤと縦ワイヤとを有することができる。節となるワイヤの交差部分は電気的に短絡させるように形成できる。このワイヤメッシュは、電気的に絶縁される必要はない。
幾つかの実施形態においては、ワイヤメッシュに電気的な絶縁体を備えることもできる。ワイヤメッシュは、ニクロム合金を含むこともできる。
【００６３】
幾つかの実施形態では、加熱された水がワイヤメッシュを容易に通り抜けられるようにするため、ワイヤメッシュ表面に親水性皮膜を備えることができる。
高速応答流体ヒータを扱うメッシュの設計事項には、素線の直径が０．３ｍｍ、素線間の距離が０．３ｍｍ、稼働電圧が２４Ｖであるニクロム線に関する設計事項を含むことができる。
幾つかの実施形態において、ワイヤメッシュの素線の直径は、例えば、１．５ｍｍ未満、１ｍｍ、０．７ｍｍ未満、０．５ｍｍ未満、０．３ｍｍ未満、０．１ｍｍ未満などに設定できる。
【００６４】
例えば、ワイヤメッシュは加熱用途で高速応答駆動できるように調整されたワイヤメッシュ布を有することができる。例えば、ワイヤメッシュは１４００Ｋ以上で稼働できる。
幾つかの実施形態においては、ワイヤメッシュは、例えば、１０秒以内、５秒以内、２秒以内、などで所定の高温に達することができる。
【００６５】
直流電源装置は、例えば、２４Ｖ、１２Ｖ未満、６Ｖ未満、などで稼働できる。
【００６６】
ワイヤメッシュの長さＬは、例えば、２００ｍｍ未満、１５０ｍｍ未満、１００ｍｍ未満、５０ｍｍ未満、などにできる。
【００６７】
図６は、多くの実施形態による、メッシュ加熱エレメントを有する流体ヒータの頂上図を示す。
【００６８】
図７は、多くの実施形態による、メッシュ加熱エレメントを有する流体ヒータの底面図を示す。
【００６９】
本明細書中で紹介した実施例は、可能性のある具体的な実施を説明することを意図する。これらの実施例は、主に当業者を対象として説明を意図したものということがわかる。本明細書中のグラフは実施例から表わされたものである。本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内で、本明細書中のグラフおよび作業を変更することができる。例えば、方法のステップまたは作業は、異なる順序でおこなうことができるし、作業を追加、削除または変更することが可能である。
【図１】
0006517778.tif 000010
【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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