(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）非晶質金属合金のリボンから製造された１つ以上の電気加熱要素で、前記リボンそれぞれが、早急な急冷の前に溶融合金を該合金の冷却温度にまで過熱することによって製造されたものであって、熱出力に変換される所望の電力に従う電気抵抗を有し、そして前記リボンが更に、所望の運転温度にある前記要素により前記熱出力を配送するために要する熱抵抗を達成するように選択された形態及びサイズを有し、前記温度が前記合金の脆化温度より低い、電気加熱要素、
（Ｂ）前記熱出力を伝達させながら電気ショックを防止するために前記リボンを覆う電気遮蔽手段で、前記遮蔽体が前記運転温度の範囲の低温でのみ操作可能な材料から製造されている、電気遮蔽手段、並びに
（Ｃ）前記加熱装置中で前記リボンを機械的に保持するための支持手段で、前記支持手段が前記運転温度の範囲の低温でのみ操作可能な材料から製造されている支持手段、を含んでなる電気加熱装置。
【請求項２】
前記遮蔽体が前記リボンを覆うプラスチック張り合わせ物を含む、請求項１記載の電気加熱装置。
【請求項３】
前記プラスチック張り合わせ物がポリスチレン又はポリアミド又はケイ素から製造されている、請求項２記載の電気加熱装置。
【請求項４】
前記電気加熱要素の前記リボンが、急冷の前に予め定められた冷却温度にまで溶融合金を過熱することによって製造され、これによって、前記電気加熱要素が、高度に再生可能な特性を有し、且つ、前記リボンがＦｅ78Ｂ18Ｓｉ4、Ｆｅ13Ｎｉ60Ｃｒ5Ｓｉ10Ｂ12、Ｆｅ74Ｃｏ2.5Ｃｒ7.5Ｂ16及びＡｌ65Ｃｏ10Ｇｅ25より選ばれる合金から製造されている、請求項１記載の電気加熱要素。
【請求項５】
前記操作温度がベンゾピレン又はその他の不健康なもしくは環境経済学的に好ましくない煙霧又はガスの形成温度より低い、請求項１記載の電気加熱要素。
【請求項６】
前記操作温度が５０〜２００℃の範囲にある、請求項１記載の電気加熱要素。
【請求項７】
前記リボンの前記形態及びサイズが１００ミクロン未満の厚さ及び、前記電気抵抗及び前記熱抵抗を達成するような前記リボンの長さ及び幅を有する概括的に平面状のリボンからなる、請求項１記載の電気加熱要素。
【請求項８】
前記リボンが６５〜８８モルパーセントの範囲の鉄、ニッケル及びコバルトのうちの１種類以上、１２〜２８モルパーセントの範囲のホウ素、ケイ素及びリンのうちの１種類以上、並びに０〜１１モルパーセントの範囲のクロムを有する合金から製造されている、請求項１記載の電気加熱要素。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は電気加熱要素及び装置に関する。本発明はなかでも、その加熱要素が大きい面積を有する非晶質金属合金から製造された薄いリボンであり、そして低い穏やかな温度で操作されるような装置に関する。
背景の技術
現在、電気加熱装置は結晶質構造及び、周囲との小さい接触面積を有する金属ワイヤから製造された加熱要素を使用している。必要な熱出力を周囲に伝達するために、これらの要素は高温、具体的には９００〜１５００℃で操作される。これは長時間これらの高温で運転可能な、従って高温で良好な抗腐食性を有する、比較的高価な加熱機を要する。高温加熱機に通常使用される加熱要素はＮｉＣｒ合金、Kanthal and Fechraloyで製造されている。約８００℃の範囲の比較的低温で使用されるその他の材料はマンガニン（Manganin）及びコンスタンタン（Constantan）を含む。
伝統的な加熱要素は高温に耐えることができるが高価である。更に高い操作温度のために、加熱装置の残りの部分が、そうでない場合に必要であるものより高価である。例えば必要な熱遮蔽体、加熱機の機械的支持体及びその他の必要な材料がすべてこれらの高温に耐えるために高い等級で高価である必要がある。
高い操作温度はまた望ましくない煙霧及び匂い、例えば空気中の有機塵粒子を燃焼することから生ずる匂い、を生成する。例えばベンゾピレンの形成は約１８０℃の温度で開始する。これらの匂いは、加熱機が閉鎖空間、例えば家庭用加熱のための空間で使用される時に特に不健康な効果を有する。これらの加熱機は環境に優しくなく、それらの広範な使用が環境経済的問題を生成する。
薄いリボンはそのより広い表面積のために加熱機として使用され、そして低温で操作されることができるが、残念なことに薄いリボン又はフォイルの製法は非常に高価で、基材上に保持された抵抗材料のエッチング又はワイヤの繰り返しのロール作業を伴う。生成されるフォイルは金属結晶質構造を採る。しかし最近、主として磁石の用途への使用のための薄い非晶質金属合金のリボンの製造に注目されてきた。非晶質のリボンは結晶質リボンを生成するよりもずっと安価である。通常非晶質リボンの製法は、例えばOhnoの米国特許第４，７８９，０２２号に詳述されたような一段階溶融紡糸法を伴う。
非晶質金属合金のリボンは磁石の用途に広範に使用されており、このような用途が可能であるという記述及び説明は存在するが、これらのリボンは現在、電気加熱機としては使用されていない。
例えばMoritoの特開昭６３−２６４２１２号、特開平２−１１２１９２号は、詳述されるような具体的な抵抗を有する非晶質合金の薄片から製造されたフォイル加熱機、該フォイル加熱機の製法及び使用される材料につき公表している。前記の目的は機械的強度、高い価格及び電気抵抗の安定性の問題を解決することであった。実際的な加熱装置の実施の詳細は提供されていない。
発明の公表
安価で、より健康的で、そして環境に優しい加熱装置を提供することが本発明の目的である。この目的は請求の範囲第１項に公表された電気加熱要素により、そして請求の範囲第１１項に公表された電気加熱装置により達成される。
本発明に従うと、その目的は、基本的には、非晶質金属合金のリボンから製造された電気加熱要素、並びにこれらの加熱要素を含む電気加熱装置により達成される。加熱要素は非晶質金属合金から製造されている。
繰り返しの機械的、電気的及び温度の負荷条件下における、長時間の、信頼性のある操作が可能な加熱装置を提供することが、本発明のもう１つの目的である。加熱要素は新規の構造物及び操作法を有する、すなわち新規の構造物は、周囲への良好な熱伝達、すなわち周囲に対するより低い熱抵抗を達成するために、長く、幅広いリボンにより形成された広い面積を含む。
加熱要素の面積及び従って熱抵抗は、低い操作温度、すなわち使用中の非晶質合金の脆化温度よりも十分低い温度の拘束下で、所望の熱出力に従って決定される。このように、大きな放射熱出力に対しても、新規の、低温の操作条件が達成される。更なる新規の特性は、加熱機がより短時間にその安定状態の温度に達する、早い加熱定数である。
加熱要素のリボンはV.Manov等により開発された方法、すなわち、より再生可能な特性を有する、より信頼性のある加熱要素を達成するために、早急な急冷の前に溶融（液体）合金を過熱すること、を使用して製造される。
好ましい態様において、加熱要素の構造は、ベンゾピレン又はその他の不健康な又は環境に好ましくない煙霧又はガスを発生しないように、操作温度を更に低く維持するようなものである。
加熱要素はより安価な合金、すなわち低温のみの酸化に耐えることができる合金を使用する。安価な装置を達成するために、電気加熱装置は更に安価な遮蔽体及び支持材料、すなわち低温でのみの使用を意図されている材料を使用する。
【図面の簡単な説明】
今度は、本発明を実施例によりそして付記の図面に関して説明され、そこで、
図１Ａは従来の当該技術分野の加熱コイル要素を表し、そして図１Ｂ〜１Ｄはこのようなコイルの従来の当該技術分野の使用の実例であり、図１Ｂはストーブのバーナーを示し、図１Ｃは空間加熱機を示し、そして図１Ｄはヒアドライヤーを示している。
図２Ａ〜２Ｃは本発明の説明的加熱要素を表し、図２Ａは部分破断遠近図であり、図２Ｂは同様な側面図であり、図２Ｃは上面図である。
図３は、図２Ａ〜２Ｃの加熱要素を使用している、本発明の原理に従って製造されたヘアドライヤーの部分破断遠近図である。
図４Ａ〜４Ｄは本発明の原理に従って構成された空間加熱機を表し、図４Ａは加熱機を含んでなる３個のモジュールの遠近図であり、図４Ｂは１個のモジュール上のリボン加熱要素の模様を示し、図４Ｃは図４Ｂの線４Ｃ−４Ｃを通る断面図であり、そして図４Ｄは隣接パネルの連接のためのラッチ機構を詳細に示している。
図５Ａ及び５Ｂは本発明の原理に従って構成された空間加熱機のもう１種類の形態を表し、図５Ａは部分破断遠近図であり、図５Ｂは図５Ａの５Ｂ−５Ｂ線に沿って採られた横断面図である。
図６Ａ及び６Ｂは本発明の原理に従って構成された空間加熱機の代替的形態の２種の比較図であり、図６Ａは部分破断遠近図であり、図６Ｂは図６Ａの６Ｂ−６Ｂ線に沿った横断面図である。
図７Ａは本発明の原理に従って構成された水加熱要素８８の付いた従来の流しを表し、そして図７Ｂは該加熱要素の詳細図であり、そして
図８Ａ及び８Ｂは本発明の原理に従って構成された水加熱機要素の代替的形態の比較図である。
本発明の実施法
図１Ａはコイルに巻かれたニクロムのワイヤから製造された従来の当該技術分野の加熱要素１２を表している。ワイヤは結晶質構造を有し、これは徐々に固化される金属の通常の状態である。図１Ｂは加熱コイル１２及び１８を有するストーブのバーナーである。２本のコイルは電力を加熱コイルに提供するための電気接続体（図示されていない）の付いた、セラミック板１４に埋め込まれている。
図１Ｃは加熱の目的のための従来の当該技術分野の結晶質コイルのもう１種類の既知の用法を示している。空間加熱機はケース２２、２本の加熱コイル２４、２６、２基のレフレクター２３、２５及び電気スイッチ２７を含む。
図１Ｄは加熱の目的のための更にもう１種類の従来の当該技術分野の結晶質金属ワイヤのヘアドライヤーを示している。ケース３２及び取っ手３４は通常一体式のプラスチック成形片である。電力は線コード４８からスイッチ３８上の接点を通って、雲母の枠４０の周囲に巻かれているワイヤ４２に供給されている。高温に耐えなければならない枠は単にワイヤ加熱要素を支持するために働く。この加熱単位装置は雲母の遮蔽用スリーブ４４内に収納されている。加熱要素の後部のファン３６は、スイッチ３８を入れると、モーター（図示されていない）により回転される。従来のヘアドライヤーの価格の大部分は加熱要素４２に起因する。
残りの図は本発明に従う加熱要素としての非晶質リボンの使用を表している。本発明は、広い面積を有する非晶質金属合金で製造された薄いリボンである加熱要素を有し、そして低い穏やかな温度で操作される電気加熱装置の新規の構造及び操作を詳細に述べている。
図２Ａは本発明の原理に従って構成された加熱要素の部分破断遠近図であり、図２Ｂはこれも部分破断の加熱要素の側面図であり、そして図２Ｃは上面図である。加熱要素は単位装置５２として糊付け、張り合わせ又はその他の方法で結合された２枚の（この場合は円筒形の）プラスチックシートの間に設置された、非晶質金属合金のリボン５０からなる。図２Ａ〜２Ｃの加熱要素による使用に適するプラスチックはポリスチレン及びポリアミドである。概括用にリボンのケースになる材料は良好な熱伝導性及び低い電気伝導性をもたなければならない。示されるようにリボンの末端５０ａ、５０ｂは末端のラグに取り付けることができる。これらの加熱要素は非晶質金属合金から製造されている。
大部分の金属及び金属合金は結晶質形態を採る。しかし最近、主として磁石の用途へ使用のために、薄い非晶質金属合金のリボンの製造に注目されてきた。
非晶質リボンは非常に良好な機械的特性（例えば、硬度、柔軟性及び引っ張り強さ）を有し、それらは結晶質リボンよりもずっと製造するのに安価であり、そして作業がより容易である。
非晶質リボンの製法の１例はOhnoの米国特許第４，７８９，０２２号に公表されている。最もしばしば、非晶質リボンは一段階溶融紡糸法を使用して製造される。リボンは金属原子がそれら自体を結晶質構造に配列することができる前に、金属原子を「凍結（freeze）」するように、急冷される溶融体から形成される。非晶質リボンは広範な幅及び厚さに製造することができる。具体的な幅は１〜１００ｍｍであり、具体的な厚さは２０〜３５ミクロンである。このような非晶質リボンは、具体的にはそれらの抵抗率は結晶質リボンの抵抗率にまだ等しいか又はより高い、１．５Ｅ−６オーム＊ｍの範囲にあるが、２０Ｅ−６オーム＊ｍの高さまで達することができる電気抵抗率を有する。
非晶質の金属リボンのすべての活性にもかかわらず、これらの材料は加熱要素としては単に使用されてこなかった。これには２種類の理由、すなわち非晶質リボンの再生可能性及び低い許容操作温度、があると考えられる。
第１の理由は非晶質金属リボンの特性が、材料の特徴が、あるバッチから次のバッチに、そしてある１本のリボンの最初からその末端までですら、一定でないという意味において概括的に再生産可能でない点である。異なる抵抗率は異なる放散熱出力をもたらし、消費者の使用のための標準加熱機に許容可能でなく、更に加熱機の異なる部分が異なる温度に加熱される可能性があり、これは加熱機の破壊及び、従って加熱装置の信頼性を低下させる可能性がある。
我々の驚くべき発見は、長期間の操作にわたり、リボン材料の特徴に劣化が認められない点である。これは、非晶質金属材料は加熱要素として実際的に有用であると単に認識されていないので、あらゆる期待に反するものである。ある実験において、その非晶質金属リボンが１年にわたり１５０℃で操作され、開始時から終了時まで操作の特徴に絶対的に全く差異がなかった空間加熱機が構成された。
本発明は再生可能な特徴をもつ非晶質リボンを達成するためにManovの過熱法の使用を提唱する。Materials Science and Engineering,A133(1991),535-540中に刊行された、“The Influence of quenching temperature on the structure and properties fo amorphous alloys（非晶質合金の構造及び特性に対する急冷温度の影響）”と題する、Manov等による論文において、より再生可能な特性をもつ、より信頼性のある加熱要素を達成するために、急冷の前に溶融（液体）合金を正確な温度まで過熱する、「過熱」法が公表された。
前記のManov等の論文は溶融液の過熱法及びそれにより形成されたリボンの幾つかの生成された特性、すなわちより高い、より安定な抵抗率につき詳述しているが、これらの特性は電気加熱機には価値がない。従って電気加熱機の製造のこの方法のどんな応用についても論文には言及されていない。
しかし、マノバ（Manov）法は、それが更に、新規の異なる構造並びに、容量中及び表面上の両者において有意に、より均一な組成分布、を有するリボンを達成している点において、更なる利点を有する。これはリボンの局所的な微細な損傷をより少なくする。これらの微細損傷は、その亀裂が最終的に加熱要素の破損をもたらす、電流がリボンを通過する時の亀裂の生長の主因である。従って、リボンは、それらから製造された加熱要素が長期間の操作が可能であるという意味において、より信頼性がある。加熱要素のためのリボンのマノバの製造法の使用を正当付ける、これまで公表されなかったものは、これらの所見である。
従って、マノバ法の使用は、非晶質金属合金から製造された加熱機とともに、本発明で使用される新規な方法であり、加熱要素としてこれらの合金の広範な実際的使用を妨げた、長時間感じられていた問題を解決する。
非晶質合金が加熱要素として使用されなかった第２の理由は、低い許容操作温度である。加熱要素の必要な抵抗は容易に決定される。電力入力は要素の抵抗で割った、加熱要素全体の電圧の平方に等しい。全ラインの電圧が通常加熱要素に適用され、所望の電力は既知なので（適用できる最大電流により制限される）、必要な抵抗を計算することができる。当該技術分野で既知の加熱機は９００〜１５００℃の間の高温で操作され、小型の加熱機が大量の熱を提供し、それを周囲に伝達することができるので小型の利点を与える。
しかし、本発明の加熱機は、約５０〜３００℃、好ましくは５０〜２００℃の範囲のずっと低温で操作されるように設計されている。その低い操作温度は幾つかの考慮点に従って決定され、非晶質合金のリボンは約２５０〜３００℃（「脆化」温度）で脆化し、僅かに高い温度、約３５０〜４００℃で結晶質になる。従って温度はこれらの値より下に維持しなければならない。更に本発明によると、加熱要素の構造は、ベンゾピレン又はその他の不健康なもしくは環境学的に好ましくない煙霧もしくはガスを発生しないように、操作温度を更に低く維持するようなものである。
本発明に従うと、加熱要素は新規の構造及び操作を有する、すなわち新規の構造は周囲に対する良好な熱伝達、すなわち周囲に対するより低い熱抵抗、を達成するために、長く幅広いリボンにより形成された広い面積を含む。
加熱要素の面積及び従って熱抵抗は、低い操作温度、すなわち前記に詳述された使用における非晶質合金の脆化温度より十分に低い温度の拘束下における、所望の熱出力に従って決定される。
従って、伝達される熱量は温度差に比例するので、より低い操作温度は、周囲へのより少ない熱伝達をもたらし、それを補いそして所望の全熱出力の良好な伝達を達成するために面積の大きい加熱要素が使用される。
熱伝達性能に関しては、非晶質リボンの加熱要素は、ずっと大きな熱伝達面積のために、結晶質ワイヤの加熱要素よりもずっと有効である。同様な安定状態の加熱要素の温度に対して、その質量が同等のワイヤによるより、ずっと大量の熱がリボンにより周囲の空気に伝達される。質量はそれが直接価格に影響するので、非常に重要な考慮点である。結晶質リボンがワイヤに置き換えられると、熱伝達の特徴は、結晶質リボンの、より大きい面積のために、より匹敵するものになるであろう。しかし、結晶質リボンは相当する非晶質リボンよりもずっと高価である。
加熱要素の抵抗は、所望の電力及び適用電圧から当該技術分野で周知の方法を使用して計算される。
「熱抵抗」とは、物質又は、本体と外界との間の熱伝達性を定義するために当該技術分野で使用される術語であり、それは熱出力１ワットの流量によりもたらされる温度差として定義される。より低い熱抵抗は加熱要素の面積を増加させることにより達成される。従って、加熱要素の面積の増加は、加熱要素をより低い温度に維持しながら、周囲に所望の熱出力を伝達させる能力をもたらす。
電気抵抗はワイヤ又はリボンの長さに比例し、その横断面積に反比例することは周知である。従って、一定の厚さのリボンに対して、短く狭いリボン、又は幅広く長いリボンのどちらかを使用することによっても同じ電気抵抗を達成することができる。
加熱要素に使用のための当該技術分野で知られたリボンは、薄い短いリボンを使用している、例えば特開平２−１１２１９２号は１０ｍｍ幅のリボンにつき繰り返し述べており、２００ｍｍ幅のリボンの本発明の使用は、同様な抵抗を達成するのに２０倍の長さの必要な増加により、２０倍の幅の増加をもたらし、従って面積は４００倍に増加し、周囲に対する熱抵抗を著しく減少させ、そして操作温度を約４００倍減少させる。これは、本発明に従う非常に高い電力又は非常に低い操作温度に対して使用することができる極めて幅広い要素の具体例であり、要素の幅のより実際的な値は約３０ｍｍないし１００ｍｍである。しかし、具体例は本発明の新規のアプローチの著しい柔軟性を示す役にたち、そこでは加熱機の面積の正確な調節が操作温度を決定し、それを本明細書に詳述されたような幾つかの態様から有益な低い設定させる。
従って、大きい放散熱出力に対してすら低温の新規の操作条件が達成される。追加的な新規の特性及び利点は、早急な加熱定数が達成され、すなわち、加熱機がより短時間にその安定状態に到達することである。これは室内がより早急に加熱されるので使用者にとって好都合にあり、これはより低い電力消費をもたらし、そして更に、非晶質合金の制約のために許容されない加熱機内の高い温度のために、機械的ストレスが少ないので、加熱後の信頼度を増加させる。
材料の温度が高いほど、その材料が酸化感受性が高くなることは当該技術分野で周知である。実際的な使用において、酸化は錆びの形成及び加熱要素の劣化をもたらす。高温における操作を可能にするために、加熱要素を、高温での酸化に耐えることができる高価な金属で製造しなければならない。
しかし、本発明に記載の加熱機の構造及び操作においては、加熱要素が低温においてのみ操作されるので、加熱要素が低価格の合金、すなわち低温でのみ酸化に耐えることができる合金を使用している。従って、全体の電気加熱装置は、それが更に低価格の遮蔽体及び支持材料、すなわち低温においてのみ使用されることを意図された材料を使用するので、製造するのにより安価である。
本発明の加熱機のリボンの支持構造物はテフロン、シリコーン、ゴム、ＲＴＶ、カプトン等の材料から製造することができる。加熱要素としての非晶質リボンの操作の信頼度を増加させるために、リボンが、加熱要素の操作期間に、あらゆる理由により出現する可能性のある亀裂の生長を制御する条件により決定される、オリフィスのサイズ、位置及び量を有する孔あき形態に製造されているような、本態様の一変形が提供されている。孔は、あらゆる亀裂の直線状の生長が短い距離の生長後に、孔に交わりそこで停止するであろうような大きさ及び位置を有する。
本発明の最良の実施のためには、加熱要素のリボンは１００ミクロンより厚くてはならない。しかし多数の場合に、支持体を要しない程度に厚くすることができる（１００ミクロン未満でありながら）。すべての場合にリボンの厚さはできるだけ均一でなければならない。
好ましい合金は６５〜８８モルパーセントの範囲の鉄、ニッケル及びコバルトのうちの１種類以上、１２〜２８モルパーセントの範囲のホウ素、ケイ素及びリンのうちの１種類以上並びに、０〜１１モルパーセントの範囲のクロムを含む。このような合金に対して、リボンの厚さは好ましくは４５ミクロン未満である。本発明に使用された合金は１Ｅ−６ないし１Ｅ−５オーム＊ｍの範囲、そして好ましくは１−５＊Ｅ６オーム＊ｍの範囲の電気抵抗率を有する。
以下は、本発明に記載の加熱要素を製造するために使用することができる当該技術分野で知られた非晶質合金のリストである、
Ｆｅ80Ｂ20
Ｆｅ40Ｎｉ40Ｂ15Ｃ1Ｓｉ4
Ｎｉ70Ｓｉ15Ｂ15
Ｆｅ85Ｂ15
Ｆｅ76Ｂ24
Ｆｅ78Ｂ18Ｓｉ4
Ｆｅ74Ｃｏ2.5Ｃｒ7.5Ｂ16
Ｔｉ48.5Ｃｕ45Ｎｉ5Ｓｉ1.5
Ａｌ65Ｃｏ10Ｇｅ25。
図２Ａ〜２Ｃの加熱要素に対する１種類の用法は図３のヘアドライヤーに示されている。ケース５６及び取っ手５８はラインコード６６からの電流の流れを調節する，取っ手に電力スイッチ６２の付いた、一体式成形片を含んでなる。スイッチ６２は加熱リボン及び、ファン６０を駆動させるモーターの両者を調節する。加熱要素はケース５６中に収納されている。図１Ｄの従来の当該技術分野のヘアドライヤーにおけるような高温の雲母支持体又は高温の遮蔽体は必要でない。従来の当該技術分野のものと新規のヘアドライヤーを比較するために、加熱要素のみを置き換えた。従来の当該技術分野のドライヤーは長さ４８６ｃｍで直径０．４ｍｍの結晶質カンタル（Kanthal）ワイヤーで製造された加熱要素を使用した。装置は約６００℃のワイヤー温度で、９２０ワットで操作された。
新規の加熱機はＦｅ80Ｂ20の材料で製造され、これも９２０ワットで操作された。リボンの厚さは２０ミクロンで、その幅は５ｍｍで、その長さは３８８ｃｍであった。リボンの加熱要素の操作温度は、市販のヘアドライヤーの加熱要素の操作温度の１／６の、１００℃と測定された。使用された非晶質リボンの価格は市販の製品に使用されたワイヤーの価格の約１／２であった。より低い操作温度のために、高価な高温用遮蔽材料を使用する必要がないので、装置の全体の価格を更に減少させることが可能であることが理解されるであろう。
図４Ａの空間加熱機は複数のモジュール６４からなる。加熱リボン７０の模様は図４Ｂに最も明白に示されている。リボンは両端７０ａ、７０ｂで終結している。中間のモジュールの１枚だけが図４Ａに示されている。
一番左側のモジュールは図示されたようにラインコードのみならず、当該技術分野で知られたような加熱機に配送される電力を調節するための調節つまみ７２を含む。幾つかのモジュール又はパネルを相互に連結するために、それらには図４Ｄに最も明白に示されるようなフック６６が付いている。ボタン６８を押すと、フックが隣接モジュールのノッチ（図示されていない）中にそれらを挿入させるように分離し、ボタンを離すと、フックが対応するピン（図示されていない）をつかみ、それにより連結が固定される。その他の類似の連結手段を使用することができる。
図４Ｃはパネルの横断面を示している。加熱パネルの後部はカバー７６からなり、リボン７０は、カバーが遮蔽材料でできている場合はカバー７６に取り付けることができる。モジュールの正面はシリコーン糊７４の層でリボンに固定されたアルミナムカバー７３からなる。図４Ａ〜４Ｄに示された種類で、しかし唯一枚のパネルを有する加熱機がＦｅ78Ｂ18Ｓｉ4の材料の非晶質合金を使用して製造された。リボンは２０ミクロンの厚さ、１ｃｍの幅、及び１０．１５ｍの長さを有した。それは０．３ｍ2の面積を有するアルミナム板に取り付けられた。約５００ワットの電力で操作する時、加熱要素の温度は１５０℃のみであった。
図５Ａ及び５Ｂは、非晶質金属のリボンが支持体により支持されていない空間加熱機を表している。加熱機は基底部８４、穴８１ａを有する上部カバー８１、及び、加熱要素を囲むが基底部にノッチ７８ａを含む放熱ケース７８からなる。ノッチ７８ａ及び穴８１ａは空気を上方に流動させ、それにより対流により熱を運搬する。
加熱要素は、その周囲に長い非晶質リボン８０が巻かれている垂直に配向された遮蔽用ロッド７９を含んでなる。リボン８０は好ましくはシリコーン糊によりロッドに固定されている。基底部は通常のデザインの、調節用ノブ８２及びラインコードのソケット８３を含む。
リボン８０はＦｅ78Ｂ18Ｓｉ4の材料から構成され、２０ミクロンの厚さ、２ｃｍの幅及び８ｍの長さを有した。約１３００ワットの電力で操作される時、リボン表面の温度は１３０℃を越えなかった。この加熱機及び直前に考察された５００ワットの加熱機は１，０００時間を越えて操作された。それぞれの場合に、非晶質リボンをＸ線回折により検査して、リボンの構造に変化は認められなかった。
図６Ａ及び６Ｂの空間加熱機は１種類の主要な差を除いて図５Ａ及び５Ｂのものと同様である。この塔型の加熱機は、孔８１ａの付いたカバー８１、放熱カバー７８並びに、ノブ８２及びプラグのソケット８３の付いた基底部８４を含む。しかし、空間加熱機のために使用された加熱要素は図３のヘアドライヤーに使用されたものよりも大きいであろうが、遮蔽用ロッドの周囲に巻かれる非晶質金属リボンの代わりに、ここでは図２Ａ〜２Ｃに示された種類の加熱要素が使用されている。中央のブロック８５で終結するリボンの両端５０ａ、５０ｂの付いた、一枚のプラスチックシート８３上に支持されたリボン５０が図６Ｂに示されている。
図７Ａは図７Ｂに詳細に示された、加熱要素８８により置き換えられる熱水管の部分の付いた通常の流し８７中の水を加熱するための本発明の使用法を表している。
加熱要素はそれを通って基底部から冷水が流入し、熱水が上部から流出する銅管８９、ケイ素遮蔽体の約０．３ｍｍ厚さの層５２、層５２に糊付けされたプラスチック担体９１上に固定されたリボン層５０及び約２．４ｍｍ厚さの鉱物の熱遮蔽体９０からなる。本発明の一態様においては、水の流量は２ｋｇ／分で、水の流入温度は１０〜２０℃で、そして管の上部の流出温度は９６〜９８℃であった。管８９は８ｍｍの内径、１０ｍｍの外径及び０．５ｍの長さを有した。３本のリボンが平行に連結されて管の周囲に巻かれていた。
各リボンは全質量１４．５グラムに対して、２５ミクロンの厚さで、１ｃｍの幅、そして３ｍの長さであった。リボンの材料はＦｅ78Ｂ18Ｓｉ4であった。全電力は１１キロワットであった。リボンの測定温度は１８０℃であった。熱水加熱機は問題なく２００時間操作された。
図８Ａ及び８Ｂは図７Ａ及び７Ｂと同様で、水が通常の管を流動する時に水を加熱するための代替的機構を表している。加熱要素張り合わせ物９４が図８Ｂに示され、図２Ａ〜２Ｃに示された種類のものである。加熱要素９４は管８９の内側に設置され、水は図８Ａの矢印９５により示されるようにその中を流動する。ここで加熱要素は水を直接加熱する。
本発明は具体的な態様につき説明されてきたが、これらの態様は本発明の原理の応用を単に具体的に示すものであることを理解しなければならない。本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、その中で多数の変更を実施することができそしてその他の配列を工夫することができる。
【図１Ａ】
0004060364.tif 000002
【図１Ｂ】
0004060364.tif 000003
【図１Ｃ】
0004060364.tif 000004
【図１Ｄ】
0004060364.tif 000005
【図２Ａ】
0004060364.tif 000006
【図２Ｂ】
0004060364.tif 000007
【図２Ｃ】
0004060364.tif 000008
【図３】
0004060364.tif 000009
【図４Ａ】
0004060364.tif 000010
【図４Ｂ】
0004060364.tif 000011
【図４Ｃ】
0004060364.tif 000012
【図４Ｄ】
0004060364.tif 000013
【図５Ａ】
0004060364.tif 000014
【図５Ｂ】
0004060364.tif 000015
【図６Ａ】
0004060364.tif 000016
【図６Ｂ】
0004060364.tif 000017
【図７Ａ】
0004060364.tif 000018
【図７Ｂ】
0004060364.tif 000019
【図８Ａ】
0004060364.tif 000020
【図８Ｂ】
0004060364.tif 000021