(57)【要約】  本発明は、少なくとも１つの第１導電性要素（２１）と少なくとも１つの加熱層（２２）と少なくとも１つの第２導電性要素（２３）とを有する電気式の加熱装置（１０）に関する。本発明によれば、前記第１導電性要素（２１）及び／又は前記第２導電性要素（２３）は、加熱式の溶射方法によって製造されていて及び／又は前記加熱層（２２）に配置されていることが提唱されている。この代わりに又はこれに加えて、本発明によれば、電流の通電が、前記加熱層（２２）の面に対して直角に実現されているか若しくは実現可能であるように、及び／又は前記加熱層（２２）の面に沿う方向に実現されているか若しくは実現可能であるように、これらの導電性要素（２１，２３）とこの加熱層（２２）とがそれぞれ互いに配置されていることが提唱されている。構成要素（１０）を生成するため、当該加熱装置（２０）は、好ましくは基板要素（１１）に配置され得る。さらに、適切な製造方法が提唱される。（図１）
2015515104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの第１導電性要素（２１）と少なくとも１つの加熱層（２２）と少なくとも１つの第２導電性要素（２３）とを有する電気式の加熱装置（１０）において、
前記第１導電性要素（２１）及び／又は前記第２導電性要素（２３）は、加熱式の溶射方法によって製造されていて及び／又は前記加熱層（２２）に配置されている当該電気式の加熱装置（１０）。
【請求項２】
電流の通電が、前記加熱層（２２）の面に対して直角に実現されているか若しくは実現可能であるように、及び／又は前記加熱層（２２）の面に沿う方向に実現されているか若しくは実現可能であるように、これらの導電性要素（２１，２３）とこの加熱層（２２）とがそれぞれ互いに配置されている、少なくとも１つの第１導電性要素（２１）と少なくとも１つの加熱層（２２）と少なくとも１つの第２導電性要素（２３）とを有する、特に請求項１に記載の電気式の加熱装置（２０）。
【請求項３】
前記第１導電性要素（２１）は、導電性接触層として及び／又は特に３次元の導電性基板要素として形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の加熱装置。
【請求項４】
前記第２導電性要素（２３）は、導電性接触層として形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項５】
前記第１導電性要素（２１）及び／又は前記第２導電性要素（２３）は、表面を覆うように形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項６】
前記第１導電性要素（２１）及び／又は前記第２導電性要素（２３）が、導電性接触パターンとして形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項７】
少なくとも１つの第１導電性要素及び少なくとも１つの第２導電性要素（２１，２３）が、電極として形成されていること、及び、当該複数の電極は、異なる電位レベルを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項８】
異なる複数の温度領域及び／又は加熱区域が、前記加熱層内に実現されているか又は実現可能であるように、少なくとも１つの第１導電性要素（２１）及び／又は少なくとも１つの第２導電性要素（２３）が形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項９】
前記加熱層（２２）の少なくとも一部が、炭素を母材とする加熱層として、特に炭素ナノ材料又は炭素粉末材料を母材とする加熱層として形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項１０】
前記第１導電性要素（２１）と前記加熱層（２２）と前記第２導電性要素（２３）とが、サンドウィッチ状に形成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項１１】
電流の通電が、前記加熱層（１０）の前記加熱装置（１０）の厚さに対して直角に実現されているか又は実現可能であるように、前記第１導電性要素（２１）と前記加熱層（２２）と前記第２導電性要素（２３）とが互いに接合されていること、及び／又は、これらの導電性要素（２１，２３）が、この加熱層（２２）の両面に設けられているように、前記第１導電性要素（２１）と前記加熱層（２２）と前記第２導電性要素（２３）とが互いに接合されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項１２】
前記導電性要素（２１）及び／又は前記第２導電性要素（２３）は、精密に決定されて形成されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項１３】
前記第１導電性要素（２１）及び／又は前記第２導電性要素（２３）は、コーティング法によって、特にアーク溶射法によって前記加熱層上にコーティングされていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の電気式の少なくとも１つの加熱装置（２０）と１つの基板要素（１１）とを有する構成要素（１０）において、
前記加熱装置が、前記基板要素上に配置されている当該構成要素（１０）。
【請求項１５】
前記基板要素（１１）は、３次元構造体として形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の構成要素。
【請求項１６】
前記加熱装置（２０）の前記第１導電性要素（２１）は、前記構成要素（１０）の基板要素（１１）として形成されていることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の構成要素。
【請求項１７】
電気加熱装置（２０）を製造するための及び／又は構成要素（１０）を製造するための方法において、以下の：
ａ）１つの第１導電性要素（２１）を提供又は製造するステップと、
ｂ）１つの加熱層（２２）をこの第１導電性要素（２１）に配置するステップと、
ｃ）１つの第２導電性要素（２３）を製造又は提供するステップと、
ｄ）この第２導電性要素（２３）をこの加熱層（２２）に配置するステップとを有し、
この第１導電性要素（２１）及び／又はこの第２導電性要素（２３）が、加熱式の溶射方法によって製造され、及び／又はこの加熱層（２２）に配置され、及び／又は、電流の通電が、この加熱層（２２）の面に対して直角に及び／又はこの加熱層（２２）の面に沿った方向に実現されるか又は実施可能であるように、これらの導電性要素（２１，２３）とこの加熱層（２２）とがそれぞれ互いに配置されることを特徴とする方法。
【請求項１８】
前記方法は、請求項１〜１３に記載の電気式の加熱装置（２０）を製造するために及び／又は請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の構成要素（１０）を製造するために構成されていることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１導電性要素（２１）は、特にコーティング法によって、好ましくはアーク溶射法によって１つの基板要素（１１）上にコーティングされることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記加熱層（２２）は、コーティング方法によって、特に、スプレー法、ロールコーティング法又はドクターブレード法によって前記第１導電性要素（２１）上にコーティングされることを特徴とする請求項１７〜１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記第２導電性要素（２３）は、コーティング法によって、特にアーク溶射法によって前記加熱層（２２）上にコーティングされることを特徴とする請求項１７〜２０のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
まず、本発明は、電気式の加熱装置に関する。さらに、本発明は、電気式の加熱装置を有する構成要素並びに電気式の加熱装置及び／又は構成要素を製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日では、平面で使用するための加熱技術の製造業者及び提供者が、市場で著しく増大している。電子式の面の加熱の適応分野は、非常に多様であり、特に産業分野の自動車技術、医療技術及び電子技術に及ぶ。住宅技術の分野でも、面の暖房が、例えば壁の暖房又は床の暖房として使用される。
【０００３】
一般に、現在において標準的に使用される加熱システムは、貼付可能な加熱箔又は電熱線である。当該加熱箔では、通常は、ポリエステル箔が、標準的な印刷方法によってカーボンペーストで被覆され、複数の銅製接触テープが、所定の間隔をあけて当該箔テープに沿ってローラで圧延され、その全体が積層される。当該フレキシブルな材料は、一方ではロール物品として購入され得る。加熱箔は、その製造が比較的簡単である。しかしながら、長方形の面に限定されること、及び、複雑に曲げられた面を加熱できるようにすることが困難であることが、欠点として発生する。
【０００４】
電熱線は、通常は、蛇行状に敷設される。その結果、当該電熱線は、非常に加熱する面を実現する。したがって、複雑に曲げられた／形成された任意の面も、当該電熱線を上手く敷設することによって比較的均一に加熱できるようにすることが可能である。それぞれの新規の面構造が、個別の設計を必要とすることが欠点である。上記の方法の大きな欠点は、電流の通電の方式にある。加熱箔と電熱線との双方に基づく加熱系では、当該電流の通電は、加熱箔又は電熱線によって直列に、すなわち直列回路方式で実施される。１つの電熱線に基づく加熱系の場合、このことは、この電熱線の損傷、例えば破損時に当該加熱系の完全な故障を意味する。加熱箔では、加熱系によって実現可能な構造が、電流の通電のこの方式によって著しく制限される。電流経路の長さが、加熱系の加熱面の全体にわたって一定に保持される必要がある。何故なら、電流経路の長さが一定に保持されないときに、温度分布の不均一性が発生するからである。このことは、加熱箔を用いると、簡単な構造だけが実現され得ることを意味し、一般には長方形にしか実現され得ないことを意味する。つまり、より複雑な構造を実現すると、設計に著しく手間がかかる。
【０００５】
さらに、箔状の加熱系が存在する。当該加熱系では、電流の通電が、本発明の場合のように、加熱層の面に対して直角に実施される。すなわち、当該加熱系は、並列回路方式として構成されている。しかしながら、当該加熱系は、僅かに湾曲された２次元の面に対する用途だけに適する。上記の加熱系では、加熱層の接触層が、薄い金属箔から構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第０１８９２６５号パンフレット
【特許文献２】英国特許出願公開第２３４４０４２号明細書
【特許文献３】国際公開第９８５１１２７号パンフレット
【特許文献４】国際公開第０１４３５０６号パンフレット
【特許文献５】独国特許出願公開第１０２００９０３４３０７号明細書
【特許文献６】米国特許第３１０９２２８号明細書
【特許文献７】国際公開第２００７０８９１１８号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、上記の欠点が回避され得る電気式の加熱装置を提供することにある。さらに、本発明の課題は、改良された対応する製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、この課題は、独立請求項１及び２に記載の特徴を有する電気式の加熱装置、独立請求項１４に記載の特徴を有する構成要素、及び独立請求項１７に記載の特徴を有する方法によって解決される。本発明のその他の特徴及び詳細は、従属請求項、明細書及び図面に記載されている。この場合、上記の複数の本発明の特徴のうちの１つの特徴に関連して説明されている特徴及び詳細は常に、その他のそれぞれの本発明の特徴にも関連する。その結果、１つの本発明の特徴に対して言及した内容は、当該その他の本発明の特徴にも関連する。したがって、当該複数の発明の特徴のうちの１つの特徴に対する開示内容は、当該その他の本発明の特徴に対する開示内容の全体にも関連し、当該複数の発明の特徴のうちの１つの特徴に対する開示内容に関しては、当該その他の本発明の特徴に対する開示内容の全体も参照のこと。
【０００９】
本発明の基本的な特徴は、少なくとも１つの導電性要素を製造し、加熱層に配置するため、加熱式の溶射方法が使用される点にある。本発明の別の基本的な特徴は、特に、少なくとも１つの加熱層と、例えばアーク溶射によって生成された少なくとも１つの導電性要素、例えば接触層とから構成される加熱層の面に対して直角に電流を通電させる及び／又は当該加熱層の面に沿う方向に電流を通電させる電気式の加熱系と、この加熱系を製造するための自動化可能な方法とである。
【００１０】
上記の背景事情の故に、電気式の加熱系のための新規の構造が、本発明によって実現される。当該新規の構造は、既存の電気式の加熱系と比べて以下の記載事項を特徴とし且つ当該既存の電気式の加熱系と相違する。すなわち、本発明の加熱系では、電流の通電が、特に並列回路方式に実施される、すなわち加熱層の面に対して直角に及び／又は加熱層の面に沿った方向に実施される。当該加熱層の接触層が、好ましくはアーク溶射によって生成される、例えば表面を覆う少なくとも１つの導電性要素、例えば接触層によって形成される。当該本発明の加熱系は、任意に形成された複雑な３次元の、例えば湾曲された表面上に製造され得る。当該本発明の加熱系は、従来の加熱系に比べて非常に損傷しにくい。当該本発明の加熱系の温度分布が、その加熱面の全体にわたって非常に均一である。さらに、当該加熱系に対応する製造方法が提供される。この製造方法は、特に、その大半を自動化可能であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第１の側面によれば、少なくとも１つの第１導電性要素と少なくとも１つの加熱層と少なくとも１つの第２導電性要素とを有する電気式の加熱装置が提供される。この場合、当該第１導電性要素及び／又は第２導電性要素は、加熱式の溶射方法によって製造されていて及び／又は加熱層に配置されている。
【００１２】
この場合、上記の用語の配置は、導電性要素が加熱層上にコーティングされるか又はこの加熱層に接合されることも意味する。
【００１３】
本発明の上記側面は、特に、加熱式の溶射と加熱層との組み合わせに関する。
【００１４】
加熱式の溶射は、特に表面コーティング法である。この場合、特に添加材が、溶射バーナーの内部又は外部で溶融される。当該溶融された粒子が、加速され、コーティングすべき構成要素の表面上にコーティングされる、例えば被覆される。この場合、当該構成要素の表面が溶解されず、非常に僅かな熱負荷だけが、当該構成要素に印加される。
【００１５】
本発明の第２の側面によれば、この代わりに又はこれに加えて、少なくとも１つの第１導電性要素と少なくとも１つの加熱層と少なくとも１つの第２導電性要素とを有する電気式の加熱装置が提供される。この場合、電流の通電が、加熱層の面に対して直角に実現されているか若しくは実現可能である、及び／又は加熱層の面に沿う方向に実現されているか若しくは実現可能であるように、当該導電性要素と当該加熱層とがそれぞれ互いに配置されている。
【００１６】
したがって、当該電流は、様々な方向に通電される。基本的には、当該電流は、加熱層の面に沿った方向に通電される、すなわち加熱層の面に対して平行に通電される。そうでない場合は、当該電流は、加熱層の面に対して直角に通電される。前者の加熱層の面に沿った方向に通電される場合には、最も簡単な構造では、当該導電性要素、例えば対応する電極が、加熱層の縁部、すなわちエッジに存在する。当該加熱層は、特に加熱可能なコーティング層である。しかし、場合によっては、ストリップ状の導電性要素が、加熱層の任意の場所に配置されてもよい。当該電流が、直角方向に通電される場合には、導電性要素、例えば電極が、加熱層の上側の全面と下側の全面とに設けられ得る。その結果、当該導電性要素は、加熱層の厚さによって既定の区間だけを通電する。
【００１７】
本発明によれば、電気式の加熱装置が提供される。この加熱装置では、この加熱装置に接触している構成要素が、この加熱装置によって加熱され得る。この場合、この加熱装置は、電気式の加熱装置として構成されている。このことは、この加熱装置が電気式に稼働されることを意味する。この場合、熱が、特に電流の通電によって生成される。さらに、第１導電性要素及び第２導電性要素が設けられている。当該電流の通電は、これらの導電性要素によって実現される。これらの導電性要素は、例えば金属で形成され得る、例えば金属層として形成され得る。さらに、加熱層が設けられている。この場合、本発明は、これらの導電性要素とこの加熱層との特定の実施の形態に限定されない。以下に、好適であるものの、１つだけではない幾つかの実施の形態を詳しく説明する。
【００１８】
本発明によれば、導電性要素及び加熱層が、特別な態様で配置されていることが、さらに提唱されている。本発明によれば、電流の通電が、加熱層の面に対して直角に実現されているか若しくは実現可能である、及び／又は加熱層の面に沿う方向に実現されているか若しくは実現可能であるように、当該導電性要素と当該加熱層とがそれぞれ互いに配置されている。このことは、並列回路方式が実現されていることを意味する。以下に、好適であるものの、１つだけではない複数の実施の形態に基づいて詳しく説明する。
【００１９】
好ましくは、第１導電性要素は、導電性接触要層として及び／又は特に３次元の導電性基板要素として形成されている。したがって、任意の３次元構造体も加熱され得る。例えば、当該導電性要素は、金属層として形成され得る。当該導電性要素が、接触層として形成されている場合、特に本発明の構成要素に関連して説明されているように、当該導電性要素は、基板要素上にコーティングされ得る。別の構造では、導電性要素自体が、当該基板要素として形成され得る。この基板要素は、特に支持部材である。この支持部材は、電気式の加熱装置を支持するために適する。基本的には、当該基板要素は、所定の大きさ及び／又は形に限定されない。別の構造では、第２導電性要素が、導電性接触層として形成され得る。
【００２０】
例えば、当該導電性接触層は、単層又は多層に形成され得る。当該接触層が、導電性であることだけが重要である。加熱層の当該機能層同士の間の（特に、製造時又は稼働中に異なる熱膨張率によって発生する）機械的応力を適切に緩和すること、すなわち加熱系の寿命を増大させることが可能であれば、例えば金属製の、当該接触層を複数の異なる材料から成る多層系として形成することができる。良好な電気接触と機械的応力の適切な緩和との双方が、適切な材料を選択することによって保証され得る。この場合、材料である銅及び亜鉛から成る多層系、又は、材料である銅、錫及び亜鉛から成る多層系が、例示的に挙げられる。
【００２１】
好ましくは、第１導電性要素及び／又は第２導電性要素が、表面を覆うように形成され得る。この場合、表面を覆うとは、当該接触層が加熱面の少なくとも一部の面を覆う又は覆い隠すことを意味する。
【００２２】
別の構造では、第１導電性要素及び／又は第２導電性要素が、導電性接触パターンとして形成され得る。この場合、当該発明は、所定の種類及びタイプのパターンに限定されない。例えば、ストリップ状のパターンが実現され得る。
【００２３】
本発明の加熱装置の好適な構造では、接触層が、例えば蛇行状のパターンの形態として生成又は形成され得る。これにより、本発明の加熱装置の適応性が向上される。さらに、場合によっては起こり得る熱膨張率の違いが、この接触によって補正され得る。当該熱膨張率の違いから発生する機能層同士の間の機械的応力が減少又は回避され得る。この場合、当該機能層は、特に、加熱層と２つの導電性接触層である。
【００２４】
例えば、電流が、金属製の端子同士の間の加熱層の面に対して平行に通電され得る。これらの金属製の端子は、例えば、櫛形構造の接触パターンを有し得る。電流が、複数のウェブ間に通電する。簡単な実施の形態では、２つの平行な端子が設けられている。リング状に印加される複数の端子が設けられてもよい。同様に、導電性要素、例えば接触層が、弾力性のない又は弾力性のある湾曲された／湾曲可能な面として形成されてもよい。浮遊端子も可能である。
【００２５】
加熱層の厚さが均一である場合、複数の端子が平行であることが好適に提唱されている。この条件は、完全である必要はない。端子が、加熱層の下又は上にコーティングされ得る。当該端子のその他のあらゆる構造配置が、加熱層の局所的な層厚の適合を必要とする。しかし、当該適合は、特に今日の印刷方法によって完全に可能である。
【００２６】
別の構造では、少なくとも１つの第１導電性要素及び少なくとも１つの第２導電性要素が、複数の電極として形成され得る。この場合、これらの電極は、異なる電位レベルを有する。
【００２７】
本発明の特別な構造は、電流が層の面に対して平行に通電する、すなわち層の面に沿った方向に通電するコーティング層に関する。このため、電極の全面がコーティング、例えば溶射されるのではなくて、電極パターン、例えば電極ストリップがコーティングされる。例えば、接触層を介して対向している複数の縁部が、１つの長方形の面に設けられ得る。最適化された電極が、直線状の縁部又は曲げられた縁部を有する、例えば一方向又は二方向に曲げられたより複雑な面に設けられ得る。この場合、当該電極は、２つの電極に限定されない。これより多い電極が使用でき、３つ又はこれより多い電極が使用できる。これらの電極は、その稼働中に少なくともの２つの異なる電位差にある必要がある。例えば、１つの面の中央にある１つの正極が、この面の複数の縁部に沿った２つの電極と組み合わせられ得る。しかし、例えば、１つの面の異なる部分ごとに、互いに独立して固有の電力を制御できるようにするため、２つより多い電位差も可能である。これらの電極のための最適な位置及び電位レベルが、実験によって及び／又はシミュレーションによって決定され得る。さらに上述したように、この配置では、その他の、例えばリング状の電極が設けられてもよい。別の解決手段が、規則的な、例えば櫛形構造の２つの電極又はこれより多い電極によって実現され得る。上記のそれぞれの場合には、電流が、層の面内で通電する、すなわち当該層の面に対して平行に一方の電極から他方の電極に通電する。
【００２８】
基板に対する構造、電極の配置及び複数の材料から成る電極の構造も、本発明の上記側面に対して成立する。本発明のこの側面のための一例を、以下でさらに詳しく説明する管の加熱によって例示する。
【００２９】
好ましくは、複数の異なる温度領域及び／又は加熱帯が、加熱層内に実現されているか又は実現可能であるように、少なくとも１つの第１導電性要素及び／又は少なくとも１つの第２導電性要素が形成され得る。複数の異なる温度領域又は加熱帯が、加熱すべき面内に実現され得るように、加熱電流の通電が、これらの導電性要素の配置によって制御され得るという利点が、この構造によって奏される。
【００３０】
好ましくは、当該加熱層は、例えばコーティング式又は防水式の、炭素を母材とする加熱層として、特に炭素ナノ材料又は炭素粉末材料を母材とする加熱層として、少なくとも或る領域内に形成され得る。或る種の性質をもった、炭素ナノ材料を含む炭素材料から成る化合物が、使用されることも考えられる。当該加熱層は、形態に応じて、特に適切なバインダーマトリックスとそれぞれの使用状況に適応された炭素系物質とから成る。その優れた熱伝導性に起因して、高い発熱量が、害を引き起こさない低い応力で実現され得る。この場合、さらに、均一な放熱が、いわゆるホットスポットなしに実現され得る。例えば、加熱層が、炭素材料をドープした合成樹脂として、例えば炭素ナノ粒子をドープしたポリマーとして形成されていることが提唱され得る。
【００３１】
例えば、第１導電性要素と加熱層と第２導電性要素とが、サンドウィッチ状に形成され得る。このとき、導電性の接触層として形成された複数の導電性要素が、この加熱層の表面を覆う接触層として使用される。構成要素の表面に対して直角の電流の通電が保証される、こうして生成されたサンドウィッチ形状の加熱層は、特に、当該加熱層あらゆる面構造又は面トポロジー上に生成可能であり、３次元構造体上にも生成可能であることを特徴とする。したがって、複雑な形状の構成要素及び構造体を均一に加熱することも可能になる。
【００３２】
好ましくは、電流の通電が、加熱装置、特に加熱層のコーティング面に対して直角に実現されているか又は実現可能であるように、第１導電性要素と加熱層と第２導電性要素とが互いに接合され得る。及び／又は、これらの導電性要素が、この加熱層の両面に設けられているように、第１導電性要素と加熱層と第２導電性要素とが互いに接合され得る。この場合には、この加熱層の面に沿った方向の電流の通電が実施される。
【００３３】
当該加熱層の接触層が、接触層をコーティングすることによって、例えばアーク溶射を用いて接触層を溶射することによって、加熱すべき側面だけに形成される。この場合には、例えば、管又は管状の構造体の内面上に加熱層を施すこと、及び、この加熱層の接触層をこの管の開口端部にコーティングすることが可能である。したがって、当該構造体は、簡単に且つ効率良く加熱され得る。
【００３４】
好ましくは、第１導電性要素及び／又は第２導電性要素が、精密に決定されて形成され得る。本発明の加熱装置の製造中と稼働中とに当該複数の機能層同士の間の機械的応力の増大を減少させるか又は回避するため、当該複数の接触層を精密に決定して形成することが可能である。すなわち、機械的応力が補正され得るように、当該生成される層の特性、例えば、細孔の大きさ、細孔の数等が、当該接触層の加熱式のコーティング時に、例えば溶射時に工程パラメータを適切に選択することによって調整される。
【００３５】
好ましくは、第１導電性要素及び／又は第２導電性要素が、コーティング法によって、特にアーク溶射法によって加熱層上にコーティングされ得る。当該アーク溶射法は、加熱式の溶射方法である。当然に、本発明によれば、当該アーク溶射法のほかに、その他の加熱式の溶射方法も使用可能である。金属材料が、全ての加熱式の溶射方法によって加工され得る限り、すなわち金属層が、全ての加工式の溶射方法によって様々な基板上に（特に、本発明の加熱装置の加熱層上に、及び／又は本発明の構成要素の基板要素上に、又は当該加熱層若しくは当該基板要素を母材とする基板上に）生成され得る限り、当該全ての加熱式の溶射方法は、本発明の加熱装置及び／又は本発明の構成要素（すなわち、本発明の加熱系）の導電性要素（第１接触層及び／又は第２接触層のような、特に第１導電性要素及び／又は第２導電性要素）を生成するために適する。アーク溶射時には、特に複数の導電性の溶射材料が、所定の角度を成して前後して連続に供給される。これらの溶射材料同士の間では、アークが、その点弧後に燃焼ガスを燃焼させ、当該溶射材料を溶融させる。
【００３６】
例えば、当該アーク溶射は、２本のワイヤがいわゆる溶射バーナー内でアーク（このアークは、特に電流を通電することによって発生され得る）によって溶融されることを特徴とする。こうして生成された溶融液滴が、キャリアガス流によって加速され、その飛行段階後にコーティングすべき基板表面上に衝突する。金属層が、当該粒子の凝固によって形成される。この場合、当該付着メカニズムは、その大部分が機械的な固着に基づき、しかしながらその一部が基板表面の部分的な溶着と層を形成する金属粒子とにも基づく。当該溶融液滴の温度が、加熱式の溶射（特に、アーク溶射）時に使用され且つ溶射すべき材料（すなわち、溶射材料）の融点と使用される工程パラメータとのそれぞれによって決まり、コーティングすべき基板に対する温度負荷に直接に影響を及ぼす。
【００３７】
好ましくは、使用される基板（特に、本発明の加熱装置の加熱層、及び／又は、本発明の構成要素の基板要素、又は、当該加熱層若しくは当該基板要素を母材とする基板）の破損又は破壊が、本発明の加熱装置及び／又は本発明の構成要素の（第１接触層及び／又は第２接触層のような）第１導電性要素及び／又は第２導電性要素の製造時及び／又は配置時に回避されるように、当該工程パラメータが設定される。例えば、当該基板の温度が、最低に保持されるように、特に当該基板の温度が、加熱式の溶射（特に、加熱溶射）中に（≦１９５℃、≦１９０℃、≦１８５℃、≦１８０℃、≦１７５℃、≦１７０℃、≦１６５℃、≦１６０℃、≦１５５℃、≦１５０℃のように）最大で２００℃に達するように、当該工程パラメータは設定される。当該基板の温度負荷に影響を及ぼし得るその他の工程パラメータは、電流（アークが、この電流によって生成される）、キャリアガスの圧力、通過速度（すなわち、溶射バーナーが、加熱式の溶射中に基板に対して移動されるか、又は、基板が、溶射バーナーに対して移動されるときの速度）、及び溶射距離（すなわち、溶射バーナーのバーナーノズルと基板の表面までとの間の、溶射ジェット軸に沿って測定される距離）である。好ましくは、小さい電流（３０〜９５Ａ、３０〜９０Ａ、３０〜８０Ａ、３５〜７５Ａ、４０〜７０Ａ、４５〜７０Ａのような、例えば３０〜１００Ａ）、キャリアガスの中程度の圧力（１．１〜２．９ｂａｒ、１．２〜２．８ｂａｒ、１．３〜２．７ｂａｒ、１．４〜２．６ｂａｒ、１．５〜２．５ｂａｒのような、例えば１．０〜３．０ｂａｒ）、高い通過速度（≧４６０ｍｍ／ｓ、≧４７０ｍｍ／ｓ、≧４８０ｍｍ／ｓ、≧４９０ｍｍ／ｓ、≧５００ｍｍ／ｓ、≧５１０ｍｍ／ｓ、≧５２０ｍｍ／ｓ、≧５３０ｍｍ／ｓ、≧５４０ｍｍ／ｓ、≧５５０ｍｍ／ｓ、≧５６０ｍｍ／ｓ、≧５７０ｍｍ／ｓ、≧５８０ｍｍ／ｓ、≧５９０ｍｍ／ｓ、≧６００ｍｍ／ｓのような、例えば≧４５０ｍｍ／ｓ）、及び５０〜４００ｍｍの範囲内の溶射距離（７０〜３８０ｍｍ、８０〜３６０ｍｍ、９０〜３５０ｍｍ、１００〜３００ｍｍ、１０５〜２９０ｍｍ、１１０〜２８０ｍｍ、１２０〜２７０ｍｍ、１２５〜２６０ｍｍ、１３０〜２５０ｍｍのような、例えば６０〜３９０ｍｍ）が、当該加熱式の溶射のために使用される。
【００３８】
例えば、本発明の加熱装置及び／又は本発明の構成要素の（第１接触層及び／又は第２接触層のような）第１導電性要素及び／又は第２導電性要素の製造及び配置が、３０〜８０Ａの電流、１．５〜２．５ｂａｒのキャリアガス圧力、５００ｍｍ／ｓより速い通過速度、及び１００〜３００ｍｍの溶射速度で実施され得る。
【００３９】
さらに、加熱式の溶射（特に、アーク溶射）によって基板（特に、本発明の加熱装置の加熱層及び／又は本発明の構成要素の基板要素）上に生成された層（特に、金属層）の層モホロジー及び層特性が、各種のキャリアガス（例えば、圧縮空気、窒素、アルゴン）及び／又は溶射バーナーの様々なノズル構造を使用することによって制御され得る。この場合、特別なノズル構造が、いわゆる２次ガス流の使用も可能にする。当該２次ガス流は、特に、溶融液滴の大きさと速度とに影響を及ぼす。
【００４０】
上記の加熱式の溶射方法（特に、アーク溶射法）を用いることで、精密に決定された特性を有する複数の金属層が、好適な方法で様々な基板上に生成（すなわち、製造及び／又は配置）され得る。特に、本発明の加熱装置及び／又は本発明の構成要素の（第１接触層及び／又は第２接触層のような）第１導電性要素及び／又は第２導電性要素を（例えば、複数の異なる溶射材料から成る）多層系として製造及び／又は配置することによって、本発明の加熱装置及び／又は本発明の構成要素の機能層同士の間の（特に、製造時又は稼働中に異なる熱膨張率によって発生する）機械的応力を適切に緩和すること、すなわち本発明の加熱装置及び／又は本発明の構成要素の寿命を増大させることが可能である。
【００４１】
上記の加熱式の溶射法（特に、アーク溶射法）の顕著な利点は、２つの異なる溶射材料を組み合わせること、すなわちいわゆる擬合金を生成することが可能である点にある。特に、（例えば、本発明の加熱装置及び／又は本発明の構成要素の第１導電性要素及び／又は第２導電性要素、特に第１接触層及び／又は第２接触層のような）多層に形成された複数の層では、したがって、（例えば、基板要素と第１導電性要素との間、及び／又は、第１導電性要素及び／又は第２導電性要素と加熱層との間のような）個々の材料同士の間の特性の緩やかな変化が実現され得る。
【００４２】
この点に関しては、溶射材料である銅と亜鉛とから成る多層系が、例として挙げられる。亜鉛から成る層が、第１層として生成される。この第１層には、発生する機械的応力を緩和するという機能がある。第２層が、亜鉛と銅とから成るいわゆる擬合金から構成される。加熱式の溶射時に、複数の異なる溶射材料（例えば、金属又は合金から成る１本のワイヤ及び別の金属又は別の合金から成るもう１本のワイヤ）が同時に使用されることによって、この第２層は生成（すなわち、製造及び／又は配置）される。擬合金の層を亜鉛と銅とから生成するため、例えば、亜鉛ワイヤと銅ワイヤとが同時に使用され得る。銅層が、当該多層系の第３層として生成される。したがって、良好な電気接触が保証され得る。当然に、３つ又はこれより多い溶射材料から成る多層系（例えば、亜鉛層と錫層と銅層との各々から成る多層系）をこの方法で形成することも可能である。
【００４３】
加熱式の溶射方法（特に、アーク溶射法）で使用され得る溶射材料としては、全ての導電性の材料、特に、適用可能な金属（例えば、銅、亜鉛、錫、アルミニウム、銀）又は適用可能な合金（例えば、黄銅）のような、ワイヤ状に存在し得る材料が特に適する。当然に、銅、黄銅、アルミニウム又は銀のような、高い導電率を有する材料が好ましい。
【００４４】
加熱式の溶射によって生成（すなわち、製造及び／又は配置）された（例えば、本発明の加熱装置及び／又は本発明の構成要素の第１導電性要素及び／又は第２導電性要素、特に第１接触層及び／又は第２接触層のような）層の層厚は、０．０５〜０．５ｍｍの範囲内にある。したがって、本発明の加熱装置及び／又は本発明の構成要素（すなわち、本発明の加熱系）の使用状況に応じて、当該多層系の全体の適応性も制御され得る。電気伝導性の材料と電気絶縁性の材料との双方が、上記の加熱式の溶射（特に、アーク溶射）のための基板として適する。電気伝導性の材料は、例えば、鋼、アルミニウム又は銅でもよい。電気絶縁性の材料としては、熱可塑性又は熱硬硬化性のポリマーが使用され得る。この場合、特筆すべきは、比較的に低融点で温度に敏感で及び／又は熱可塑性の発泡ポリマー（例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、発泡ポリプロピレン（ＥＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、発泡ポリスチレン（ＥＰＳ））も、当該加熱式の溶射方法（特に、アーク溶射方法）によって金属層でコーティングされ得る点である。当該基板の温度負荷が、主に溶融液滴の温度によって決まるために、当該コーティングは可能になる。当該溶融液滴の温度は、好ましくは常に、使用される溶射材料の融点より低いか又はその融点に等しい。当該温度に敏感な基板にコーティングするための手段は、当該基板の温度負荷に起因して最大で３００℃（例えば、最大で２９０℃、最大で２８０℃、最大で２７０℃、最大で２６０℃、最大で２５０℃、最大で２４０℃、最大で２３０℃、最大で２２０℃、最大で２１０℃、最大で２００℃）にある融点（例えば、亜鉛；融点：４１９．５℃）を有する溶射材料から成る第１金属層を生成する点にある。この第１層は、当該基板の材料をその他の温度の影響から保護するために使用される。任意の金属の溶射材料（例えば、銅；融点１０８４．６℃）から成る層が、別の方法ステップ中にこの第１金属層上に生成され得る。この場合、当該基板上に衝突する当該第２溶射材料から成る液滴の熱が、この第１金属層によって吸収されて均一化される。したがって、当該実際の基板材料の熱破損が回避される。複数の多層系を、上述したように形成することも、この手段によって可能である。
【００４５】
特に重なっている複数の機能層を複数の接触層と１つの加熱層ととして有する本発明の加熱装置を構成することによって、様々な実施の形態が可能である、例えば、箔を母材としたフレキシブルな加熱系、複雑な３次元構造を成す非導電性の構造体上に加熱系を直接に構成すること、又は、複雑な３次元構造を成す導電性の構造体上に加熱系を直接に構成することが可能である。
【００４６】
本発明は、特に、加熱式に溶射された複数の接触層と１つの加熱可能なコーティング層との組み合わせに関する。本発明の１つの実施の形態は、層の面に対して直角に通電する電流に関する。
【００４７】
本発明の第３の側面によれば、上述したような本発明の少なくとも１つの電気加熱装置を有する構成要素が提供される。したがって、当該構成要素に関しては、加熱装置に対する上記の実施の形態の内容の全体に関連し、当該内容の全体を参照のこと。さらに、基板要素が提唱されている。加熱装置が、この基板要素上に配置されている。
【００４８】
好ましくは、当該基板要素は、３次元構造体として形成され得る。したがって、任意に形成された３次元構造体が加熱され得、複雑に構成された３次元構造体も加熱され得る。
【００４９】
例えば、本発明の加熱装置が、箔状のキャリア材料としての基板要素上に構成され得る。この構造の利点は、フレキシブルな加熱系がこのように生成され得ることにある。この加熱系は、それぞれの使用状況に個別に適合され得る。この実施の形態では、特に、ポリマー箔が、基板箔として挙げられる。しかしながら、同様に、金属箔をキャリア材料として使用することが考えられる。この場合には、第１接触層の形成は省略される。何故なら、当該導電性の基板自体が、全面状の接触層として機能し得るからである。本発明の加熱装置のこの構造では、従来の加熱箔と比較した利点は、一方では、加熱システムが任意に形成されたあらゆる面内に製造され得、他方では、本発明の加熱系がこの構造の状態でロール物品としても製造され得ることにある。当該ロール物品は、裁断によって希望した形にされ得る。したがって、２次元に曲げられた構造体が、当該加熱系の可撓性によって加熱され得る。別の構造では、本発明の加熱装置が、固体状で非導電性の支持部材上に直接に形成される、例えば、合成樹脂製の構成要素が形成される。この構造の利点は、加熱系が、３次元に形成された複雑な構造体上に生成され得るか又は構成要素が生成され得ることにある。当該利点は、様々な使用状況に対して非常に高い適合性を可能にし、商業的に入手可能な全ての加熱系と比較して顕著な利点を意味する。
【００５０】
別の構造では、加熱装置の第１導電性要素が、構成要素の基板要素として形成され得る。この実施の形態は、例えば、導電性の構造体又は構成要素を本発明の加熱装置用の支持部材として使用することによって得られる。この場合、当該支持部材自体を加熱層に電流を通電するために、特に加熱層に接触するために使用することが可能である。このことは、製造費を著しく減少させる。何故なら、１つの接触層だけが生成されれば済むからである。
【００５１】
上記の加熱系と加熱すべき構成要素との直接の接触は、最適な熱伝達を可能にする。したがって、熱損失が回避される結果、加熱のエネルギー効率が向上される。
【００５２】
本発明の第４の側面によれば、以下のステップを特徴とする、加熱装置を製造するための及び／又は構成要素を製造するための方法が提供される：
ａ）１つの第１導電性要素が製造又は提供される。
ｂ）１つの加熱層が、この第１導電性要素に配置される。
ｃ）１つの第２導電性要素が製造又は提供される。
ｄ）この加熱層が、この第２導電性要素に配置される。
ｅ）この第１導電性要素及び／又はこの第２導電性要素が、加熱式の溶射方法によってこの加熱層に製造及び／又は配置される。電流の通電が、この加熱層の面に対して直角に及び／又はこの加熱層の面に沿った方向に実現されるか又は実施可能であるように、これらの導電性要素とこの加熱層とがそれぞれ互いに配置される。本発明のこの側面では、特に、以下のステップを特徴とする、電気加熱装置を製造するための及び／又は構成要素を製造するための方法が提供される：
ａ）１つの第１導電性要素を提供又は製造する。
ｂ）１つの加熱層をこの第１導電性要素に配置する。
ｃ）１つの第２導電性要素を製造又は提供する。
ｄ）この第２導電性要素をこの加熱層に配置する。この場合、この第１導電性要素及び／又はこの第２導電性要素が、加熱式の溶射方法によって製造され及び／又はこの加熱層に配置される。及び／又は、電流の通電が、この加熱層の面に対して直角に及び／又はこの加熱層の面に沿った方向に実現されるか又は実施可能であるように、これらの導電性要素とこの加熱層とがそれぞれ互いに配置される。
【００５３】
上述したような本発明の電気加熱装置を製造するための及び／又は上述したような本発明の構成要素を製造するための方法が提唱されている。その結果、当該対応する構成に関しては、同様に上記の内容の全体に関連し、当該内容の全体を参照のこと。
【００５４】
好ましくは、上記の第１の側面と第２の側面との本発明の加熱装置に対して説明したように、特にコーティング方法によって、好ましくは加熱式の溶射方法によって、例えばアーク溶射法によって、特にアーク溶射法によって、第１導電性要素が、１つの基板要素上にコーティングされ得る。このステップでは、本発明の加熱装置を製造するため、１つの接触層、例えば１つの金属層が、１つの任意の支持部材上にコーティングされる。別の構造では、この基板要素自体が、導電性要素として形成され得る。加熱装置が、この基板要素上にコーティングされる。
【００５５】
好ましくは、加熱層が、ここでは電流によって加熱可能な１つの層が、コーティング方法によって、特に、スプレー法、ロールコーティング法又はドクターブレード法によって第１導電性要素上にコーティングされ得る。
【００５６】
別の構造では、上記の第１の側面と第２の側面との本発明の加熱装置に対して説明したように、コーティング方法によって、特に加熱式の溶射方法によって、例えばアーク溶射法によって、特にアーク溶射法によって、第２導電性要素が、加熱層上にコーティングされ得る。
【００５７】
本発明の全体に関しては、接触層のためのその他の解決手段と比較した利点として、高温耐熱性の電気接触層が、室温でコーティングされ得ることを特徴とする。その他の多くの電気接触層は、高温（例えば、５００℃）に対して適さない。何故なら、当該その他の多くの電気接触層は、例えば貼付されていて、使用された接着剤が、十分な耐熱性を有しないからである。その他の解決手段、例えば、無機系の導電性塗料は、その特性を得るためには高温で焼結される必要がある。これに対して、上記の加熱式に溶射された接触層は、非常に高い温度まで安定である一方で、室温でコーティングされ得る。接触層が、もはや貼付され得ないか、又は、６００〜９００℃での導電性塗料の焼結が不可能である場合に、本発明の方法は、非常に有益である。この場合には、高温耐熱性の接触層が、室温でコーティングされ得る。このことは、顕著な利点である。良好な付着が、当該全温度範囲内で達成される。
【００５８】
好ましくは、上述したような本発明の加熱装置及び／又は上述したような本発明の構成要素及び／又は上述したような本発明の方法は、特許請求の範囲、明細書、図面及び実施の形態に記載の少なくとも１つ又は複数の特徴が提唱されていることで優れている。
【００５９】
本発明による電気加熱装置及び／又は本発明による構成要素及び／又は本発明による製造方法は、非常に多くの適用分野で使用され得る。例えば、以下の用途が挙げられる：
−  金型成形
・繊維強化プラスチックを製造するための金型
−  自動車
・座席の暖房
・側壁の暖房
−  航空技術及び宇宙船技術
・翼面の氷を除去するための使用
−  風力発電所
・着氷を防止するための羽根の加熱層
−  鉄道輸送
・運転室及び客室の暖房
・側壁の暖房
−  住宅技術
・床の暖房又は壁の暖房
・衛生施設用の暖房
以下に、本発明を好適な実施の形態に基づいて添付図面を参照して詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の電気式の加熱装置を形成するための方法ステップを示す。
【図２】複雑に形成された部材上に加熱装置を直接に生成することによる任意の成形品の均一な加熱を示す。
【図３】フレキシブルな箔を基板とした加熱装置を示す。
【図４】複雑な構造を成す非導電性の基板要素用の加熱装置を示す。
【図５】複雑な構造を成す導電性の基板要素用の加熱装置を示す。
【図６】導電性要素の様々な見本を示す。
【図７】加熱式のアーク溶射による加熱層の両側の接合のための実施家形態を示す。
【図８】多層系による適切な応力緩和を示す。
【図９】様々な接合構造の実施の形態を示す。
【図１０】様々な接合構造の実施の形態を示す。
【図１１】様々な接合構造の実施の形態を示す。
【図１２】様々な接合構造の実施の形態を示す。
【図１３】様々な接合構造の実施の形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００６１】
上記の図面には、本発明の構成要素１０が示されている。この構成要素１０は、基板要素１１を有する。さらに、この構成要素は、電気式の加熱装置２０を有する。この電気接合層２０は、接触層としての第１導電性要素２１、加熱層２２及び接触層としての第２導電性要素２３を有する。
【００６２】
本発明の加熱装置２０は、一連のコーティング工程によって形成される。この場合、当該機能は、カーボンナノ粒子をドープしたポリマーを母材とした少なくとも１つの加熱層２２と、表面を覆うように形成された、金属層としての少なくとも１つの第２導電性要素によるこの加熱層２２の接合との組み合わせによって達成される。
【００６３】
加熱式の溶射方法のグループに属するいわゆるアーク放射の方法が、上記の金属製の接触層を生成するために使用される。
【００６４】
対応する構成要素１０を製造するための第１ステップでは、第１導電性要素２１、例えば、金属製の接触層が、アーク溶射によって任意の基板要素１１、例えば支持基板上に形成される。引き続き、電流によって加熱可能なコーティング層、つまり加熱層２２が、当該生成された導電性要素２１上にコーティングされる。この加熱層２２の当該コーティングは、例えば、スプレー法、ロールコーティング法又はドクターブレード法のような、様々なコーティング法によって実施され得る。当該方法の第３ステップでは、第２導電性要素２３、例えば金属製の接触層２３が、この加熱層２２上にコーティングされる。当該方法のこれらのステップは、図１に示されている。
【００６５】
生成されたこれらの接触層は、加熱層２２の表面を覆う接触層として使用される。上記構成要素に対して直角方向の電流の流れが保証される、こうして生成されたサンドウィッチ形状の加熱層は、当該加熱層があらゆる面構造又は面トポロジー上に生成可能であり、３次元構造体上にも生成可能であることを特徴とする。したがって、例えば図２に示されているような、複雑な形状の構成要素及び構造体を均一に加熱することも可能になる。
【００６６】
原理的には、３つの異なる実施の形態が、重なっている複数の機能層を有する本発明の構成要素又は本発明の加熱装置を形成することによって可能である。
【００６７】
１．フレキシブルな箔を基板とした加熱系
２．複雑な３次元構造を成す非導電性構造体上への加熱系の直接の形成
３．複雑な３次元構造を成す非導電性構造体上への加熱系の直接の形成
以下に、上記の実施の形態を簡単に説明する。
【００６８】
実施の形態１：フレキシブルな箔を基板とした加熱系
図３に示された実施の形態では、本発明の加熱装置が、支持部材としての箔状の基板要素１１上に形成される。この構造の利点は、それぞれの使用状況に個別に適合され得るフレキシブルな加熱系が、当該実施の形態によって製作され得ることにある。この実施の形態では、特にポリマー箔が、基板箔として使用される。しかしながら、金属製の箔を支持部材として使用することが同様に考えられる。この場合には、当該方法の第１ステップ、すなわち第１導電性要素の形成が省略される。何故なら、当該導電性の基板自体が、全面式の接触層として機能し得るからである。当該ポリマー箔では、第１導電性要素２１、加熱層２２及び第２導電性要素２３が、基板要素１１上に連続して形成される。
【００６９】
この構造では、従来の加熱箔と比べた利点は、一方では、加熱系としての構成要素１０が、任意に形成されたあらゆる面内に製造され得ることにあり、他方では、この構造における本発明の当該加熱系が、希望した形に裁断することによって提供され得るロール物品としても製造され得ることにある。したがって、２次元状に曲げられた構造体が、当該加熱系の可撓性を介して加熱され得る。
【００７０】
実施の形態２：複雑な３次元構造を成す非導電性構造体上への加熱系の直接の形成
図４によるこの構造では、本発明の加熱装置２０が、３次元構造を成す非導電性の、基板要素１１を実現するキャリア構造体、例えば合成樹脂製の構成要素上に直接に形成される。この場合、当該形成は、図３の実施の形態と同様に実施される。すなわち、全部で３つの層が、キャリア構造体としての基板要素１１上に生成される。
【００７１】
この構造の利点は、加熱系であり得る構成要素１０が、複雑に形成された３次元構造体又は構成要素上に直接に生成され得ることにある。当該構造は、様々な使用状況に対する非常に高い適合性を可能にし、商業的に入手可能な全ての加熱系に比べて顕著な利点を奏する。
【００７２】
実施の形態３：複雑な３次元構造を成す導電性構造体上への加熱系の直接の形成
図５に示されている別の実施の形態は、本発明の加熱装置２０用の基板要素１１として導電性の構造体又は構成要素を使用することによって得られる。この場合、加熱層２２に電流を通電させるため又は接触させるため、基板要素１１自体を導電性要素２１として使用することが可能である。当該実施の形態は、製造費を著しく減少させる。何故なら、導電性要素２３だけを生成すれば済むからである。
【００７３】
図４及び５による実施の形態における加熱装置と、加熱すべき構成要素との直接の接触が、最適な熱伝導を可能にする。したがって、熱損失が回避され、加熱のエネルギー効率が向上される。
【００７４】
本発明の加熱装置の別の好適な構造では、導電性要素、例えば金属製の接触層が、パターン状に、例えば蛇行状に生成され得る。様々な実施の形態が、図６に示されている。これにより、本発明の加熱装置の適応性が向上される。さらに、場合によっては起こり得る熱膨張率の違いが、この接触によって補正され得る。当該熱膨張率の違いから発生する機能層同士の間の機械的応力が減少又は回避され得る。この構造によって得られる別の利点は、異なる複数の温度領域又は加熱区域が、加熱すべき面内で実現され得るように、加熱電流の通電が、当該接触面の配置によって調整され得ることである。
【００７５】
同様に、接触面としての導電性要素２１，２３を、溶射を用いて溶射することによって、加熱層２２が、基板要素１１としての加熱すべき面の側だけに接触されることが考えられる。この場合には、例えば、加熱層２２を管又は管状の構造体の内側に施すこと、この加熱層２２をアーク溶射によってこの管の開口端部に接触させることが可能である。したがって、当該構造体が、簡単に且つ効率的に加熱され得る。当該構造体に対応する例が、図７に示されている。
【００７６】
本発明の加熱装置の製造中と稼働中とでの、機能層同士の間の機械的応力の発生を最小限に減らすか又は回避するため、当該金属製の複数の接触層を精密に決定して形成することが可能である。すなわち、機械的応力が補正され得るように、当該生成される金属層の特性、例えば、細孔の大きさ、細孔の数が、当該接触層の加熱式の溶射時に工程パラメータを適切に選択することによって調整される。
【００７７】
さらに、機能層同士の間の機械的応力を適切に緩和すること、すなわち加熱系の寿命を増大させることが可能であれば、上記金属製の接触層を複数の異なる材料から成る多層系として形成することができる。良好な電気接触と適切な応力緩和との双方が、適切な材料を選択することによって保証され得る。この場合、材料である銅、錫及び亜鉛から成る多層系が、例示的に挙げられる。これに対しては、１つの例が、図８に示されている。
【００７８】
図９〜１２には、様々な接触構造を有する電気式の加熱装置が示されている。この場合、電流が、金属端子としての導電性要素２１，２３間の加熱面２２の平面に対して常に平行に通電する。電位差Ｐ１−Ｐ２が、これらの金属端子に発生する。
【００７９】
図９には、櫛形構造が示されている。電流が、複数のウェブ間に通電する。当該構造は、例えば、広い面積の、床、壁、金型構造、機械構造／工具構造に対して適する。当然に、別の構造では、加熱層が、当該ウェブを超えて、例えば対向電極である対応する複数の導電性要素まで敷設されてもよい。その結果、例えば複数の電極であるこれらの導電性要素間の面が、完全にコーティングされている。
【００８０】
図１０は、２つの平行な端子を有する簡単な実施の形態を示す。当該構造は、狭い面積から平均的な面積まで、自動車、航空機、宇宙船、金型成形、機械成形／工具成形に対して適する。
【００８１】
図１１は、リング状に印加される複数の端子を有する実施の形態を示す。電流が、当該２つのリング電極間に通電する。この構造は、例えば、容器、機械構造／工具構造に対して適する。しかしながら、リングである必要はない。完全な円が使用されてもよい。
【００８２】
図１２は、金属板、箔、織物等のような、弾力性のない又は弾力性のある湾曲された／湾曲可能な面を有する実施の形態を示す。この構造は、例えば、図９〜１３に関連して説明されている用途に適する。この実施の形態をさらに想定すると、例えばロールコーティング法によって、例えば両端部に接触するか又は長手方向に沿って接触する管も考えられる。
【００８３】
図１３には、複雑な面のときに電位を分割するための複数の「浮遊」端子を有する実施の形態が示されている。当該構造は、例えば車両、例えば鉄道車両、船舶等内の床に対して使用可能である。図１３に示された実施の形態では、電位が、当該浮遊端子に印加されてもよい。
【００８４】
同様に、端子を、あらゆる大きさの管、容器、ホースの内面にコーティングすることが実現され得る。
【００８５】
加熱層の均一な厚さの条件は、複数の端子が平行であることである。この条件は、完全である必要はない。端子が、加熱層の下又は上にコーティングされ得る。当該端子のその他のあらゆる構造配置が、加熱層の局所的な層厚の適合を必要とする。しかし、当該適合は、今日の印刷方法によって完全に可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１０  構成要素
１１  基板要素
２０  電気式の加熱装置
２１  第１導電性要素（第１接触層）
２２  加熱層
２３  第２導電性要素（第２接触層）
Ｐ１  電位
Ｐ２  電位
【図９】
2015515104.tif 000003
【図１０】
2015515104.tif 000004
【図１１】
2015515104.tif 000005
【図１２】
2015515104.tif 000006
【図１３】
2015515104.tif 000007
【図１】
2015515104.tif 000008
【図２】
2015515104.tif 000009
【図３】
2015515104.tif 000010
【図４】
2015515104.tif 000011
【図５】
2015515104.tif 000012
【図６】
2015515104.tif 000013
【図７】
2015515104.tif 000014
【図８】
2015515104.tif 000015
【国際調査報告】
2015515104.tif 000016
2015515104.tif 000017
2015515104.tif 000018
2015515104.tif 000019
2015515104.tif 000020
2015515104.tif 000021
2015515104.tif 000022
2015515104.tif 000023
2015515104.tif 000024
2015515104.tif 000025