JP2002516021A

JP2002516021A - 温度を自己調節する相転移コアを有する食物保温給配器

Info

Publication number: JP2002516021A
Application number: JP50915198A
Authority: JP
Inventors: アミルジェイ．アブラー; ブライアンエル．クローザー
Original assignee: サーマルソリューションズアイエヌシー．
Priority date: 1996-07-31
Filing date: 1997-07-31
Publication date: 2002-05-28
Also published as: CA2261693C; WO1998005184A1; ATE306803T1; US5954984A; DE69736003D1; CA2261693A1; ES2253780T3; AU735781B2; CN1132505C; EP0916235B1; DE69736003T2; EP0916235A4; AU3822897A; EP0916235A1; CN1227701A

Abstract

(57)【要約】保温、温度自己調節、食物保持装置（１０）は、本体（１２）、保温コア（１４）および磁気誘導加熱素子（１６）を含む。本体（１２）は、中空部（２４）を形成する、十分に剛く、加熱可能な食物と接触する隔壁（１８）を有する。コア（１４）は、中空部（２４）内に配置され、隔壁（１８）の選択的な加熱のために隔壁（１８）と熱的に接触している。コア（１４）は、相転移温度における固−固相転移の間に潜熱を蓄積するための固体状相転移材を含む。弾性材が、相転移の間の相転移材の膨張を許容するように相転移材と接触している。加熱素子（１６）が、相転移材に相転移をさせるために相転移温度以上の温度にコア（１４）を加熱するために、コア（１４）と熱的に接触している。素子（１６）は、素子（１６）を加熱するために素子（１６）内に電流を誘起させるために磁場に感応する強磁性材を含む。強磁性材は、相転移材の相転移温度と融点の間にキュリー温度を有する。食物温め器（４２）は、保持器（４６）を有するヒーター（４４）、磁場発生器（４８）、および無負荷検出器（５Ｏ）、ならびに保持器（４６）上に配置される食物保持装置（１０）を含む。

Description

【発明の詳細な説明】温度を自己調節する相転移コアを有する食物保温給配器関連出願本願は、１９９６年７月３１日出願の出願番号０８／６８８，９８７の部分継続出願であり、１９９７年１月１３日および１９９７年４月２４日出願の先の特許出願６０／０３５，８１５および６０／０４４，０７４の利益を有するものである。発明の背景１．発明の分野本発明は、食物保温給配器に関する。本発明の好ましい給配器は、固−固相転移材を含む保温コア、相転移材の膨張を可能にする弾性材、および相転移材の温度調節のための誘導加熱素子を含むものである。本発明の給配器は、磁気誘導調理器によって加熱されるとき、自動温度調節可能なものである。２．従来技術の説明多くの食物製造者が、給仕の前および食事の間、料理を温かく保つための装置を使用する必要がある。このような食物製造者は、規格食品の製造者および給配者、レストラン、仕出し屋、個人消費者等々を含む。病院、養護施設、および他の同様な仕事等の規格食品の給配者は、通常、調理と給配の間に３０分を越える時間を必要とする。料理を給配できるまで、料理を温かく保つための各種の保温給配器が、従来知られている。保温給配器は、一般に、給配基体およびその基体を収納する円蓋を含む。商業的に最も汎用されている給配基体は、食物を保持する標準的な皿を支持するように設計されている。そのような給配基体の従来例が、Vandasによる米国特許第４，２４６，８８４号に示され、Seco Products CorporationおよびC arter-Hoffman Corporation等の会社から提供されている。例えば、Seco Produc tsは、その製品を、"System 7"および”System 9”の名称で製造している。代表的な給配基体は、ステンレススチール”ペレット”または所定の蓄熱材が内部に封入された基体、断熱のための合成樹脂製底張り部材、および該ペレットを載せる規格化されたセラミック製ディナー用平皿を有する。ペレット中の蓄熱材は、通常、金属とワックスを含む。従来の保温給配器は、通例、次のように使用される。最初に、多数のステンレススチールペレットが、オーブン型の加熱ペレット分配器で予熱される。同時に、多数の個々のディナー用平皿が、同じまたは同様の加熱分配器で加熱される。ステンレススチールペレットおよび平皿に、十分に蓄熱された後、保温給配器が、調理の間に組み立てられる。その組み立てに際して、作業者は、大きな吸引カップを用いて熱いステンレススチールペレットを注意して移動する。作業者は、熱く高熱伝導性の金属表面から火傷を受けないように手袋を装着する。ステンレススチールペレットは、プラスチック製の底張り部材の上に配置される。それから、この組み立てられた部材は、食物が皿に載せられた場所にコンベヤーラインで送られる。最後に、断熱円蓋が、組み立てられた基体と連結され、食物を覆い、給配器の組み立てが終了する。給配器内に納められた食物は、蓄熱材から放出され熱を受け、円蓋および底張り部材の断熱効果によって、保温される。 Kreisの米国特許第３，５５７，７７４号、Laniganらの米国特許第３，８３７，３３０号、およびRothschildの米国特許第４，０８６，９０７号は、保温材として特定の金属または合金を有する給配基体の例を開示している。これらの文献に開示されている機器は、金属の膨張を調整し、給配基体内における空気の膨張を取り込むために、給配基体内の構造を変化させたものである。今日、金属蓄熱材を有する多くの市販の給配基体が、利用されているが、多くの規格食品給配の作業上、十分長く、食物を温かく保たない。例えば、顕熱のみの蓄熱、また比熱が低い、熱伝導性が高い、あるいは金属が高密度であるために、これらの給配基体は、相転移材を用いる給配基体の能力に匹敵させるためには、非常に大きくするか、または過酷な温度に予熱されなければならない。 Truogらの米国特許第３，１４８，６７６号、Murdoughらの米国特許第３，７３４，０７７号およびVandasの文献は、蓄熱材として固−液相転移材を用いるワックス−コア給配基体の例を開示している。これらの文献は、比較的高い比熱と、約１７０〜２７０°Ｆの間の比較的低い融点を有する、石油系、カルナウバまたは合成ワックスを開示している。これらの文献に開示されている機器の構造的な差異は、ワックスの融解／膨張時の給配基体の破壊を防止するための膨張可能な壁の各種デザイン、およびワックスから給配基体の頂面への熱伝導を改善するための各種手段を含む。今日、前記のSeco Products Corporationによって製造されているSystem 7およびSystem 9の装置を含めて、多くの給配基体が、規格食品の提供者によって使用されている。市販のワックスコアを用いる大部分の保温給配器は、３０分以上、あるものでは１時間より長く、１４０°Ｆ以上に食物を保つと言っている。今日、固−液保温コアを有する給配基体が、規格食品の提供者の間に広く普及しているが、いくつかの問題がある。例えば、市販のオーブン型の加熱基体分配器では、ステンレススチール基体の予熱に１時間から２時間の時間がかかり、食物の給配を柔軟的に行うことが制限される。この時間とエネルギーを消費する工程の完了時に、作業者は、前述のとおり、火傷を防止するために給配器を組み立てる際に極度の注意をしなければならない。従来技術において、別の給配器のデザインが、これらの問題に対していくつか検討された。Wyattへの米国特許第４，９８２，７２２号は、低熱伝導性、非金属材料からなる上下殻壁を有する給配基体を開示している。カプセルに被包された、固−液相転移材からなる熱コアが中空部内に配置されている。このデザインは、オーブン型の加熱器から給配基体を取り出すときに生じ易い火傷の者基体を解決することを意図している。しかし、予熱に必要な時間が比較的長い。Sepa hpurへの米国特許第４，５６７，８７７号は、この予熱時間の問題を検討している。Sepahpurの文献は、基体中に封入された湿った砂に高周波を加えることによって蓄熱するように設計された、全部が非金属材料で構成された保温給配器を開示している。しかし、Sepahpurの機器は、内部の水が水蒸気に変わったときに生じる蒸気圧の問題を検討していない。従来、給配基体に関する前記の予熱および安全上の問題を解決する試みがなされているが、従来の保温給配器に関して、これらの問題、およびその他の多くの問題が解決されずに残されている。例えば、従来の保温給配器は嵩張るものである。規格食品の給配の用途では、嵩張ることは、被給配者に複数の食べ物を配達するために、大きな運搬用車基体を必要とし、設備コストを増大させ、それらを動かす作業者に過度の緊張を潜在的に強いる。従来の保温給配器は、特別の洗浄処理を必要とし、適切に乾燥するために特別の架基体を必要とする。また、従来の保温給配基体は、通例、複数の部品を含み、調理の間に組み立てるために余分の人力および時間を必要とし、不使用時には過大な保管スペースを必要とする。さらに、従来の長く温度を保った給配基体、すなわち、ワックスコア基体では、通常の使用に間にも継ぎ目から溶融ワックスが漏れるかもしれない。この問題は規格食品の作業者および食事する人に対して安全性に害を及ぼす。これらの不都合のために、一般に、レストランでは、調理用オーブン中で予熱するために標準的なセラミック製平皿および／または特別の皿を用いている。また、レストランでは、料理を給する前に食物を温かく保っておくために、赤外線ヒーターを用いている。これらの方法は、比較的非効率的で時間を消費する。さらに、それらの方法は、食物の外側のみを加熱することとなり、客が食べ終わる前に食物を冷まし、極度に水分を失わせてしまう。他の公知の給配器加熱機器として、電気を動力源とした食器棚、加温トレー、およびローソク、固形燃料またはバーナーによって加熱されたアルミニウム製の熱伝導性トレーがある。従来の給配器による規格食品の提供者の問題を処理するためには、保温給配器を持つことが望ましい。現在市販されている予熱機器と互換性を有するだけでなく、製造時間と極度に低減し、必要な人力を低減し、安全に関する配慮が少なくてもよい、簡便で新規な方法によって予熱することができる新規な給配器が望ましい。また、新規な保温給配器および新規な予熱法は、便利で、効率良く、それを使用する新しい市場、すなわち、レストラン、仕出屋および個人消費者を開拓するに十分に有効である。最後に、構造的特徴、特に蓄熱材を内蔵する新規な保温給配器を提供することが望ましい。すなわち、すべての市場で利用される他の給配器のように直接的に移動可能である。上記の要望を満足させるために、固−固相転移材が、好適に使用される。そのような材料は、多数が知られている。例えば、多数の固−固相転移材が、１９６０年代に国立航空宇宙局（ＮＡＳＡ）によって、地球周回衛星によって実験された温度の振れを受動的に緩和する蓄熱器として評価された。Hale et al.，Pha se Change Materials Handbook，NASA Report B72-10464(August 1972)参照。ＮＡＳＡによって評価された何百もの相転移材の中でも、大きなエンタルピーで固−固相転移を示す材料がいくつかある。これらの固体状の相転移材は、宇宙用途には使用されなかったが、広範囲の従来技術の調査データが、一連の固体状相転移材の蓄エネルギー特性を定量的に表している。そのような固体状相転移材は、従来の保温給配器に常用されている固−液相転移材よりもいくつかの潜在的な利点を有している。これらの潜在的な利点とは、厳重な封じ込めの必要性が減じられること、設計上の大きな柔軟性、および相転移材へおよび相転移材から効率的に熱伝導を行える可能性が大きいことである。 Ecklerらへの米国特許第４，９８３，７９８号には、蓄熱材として１種の固 −固相転移材、純ポリオールおよびポリオール混合物からなる分離した固体粒子を用いる加温器および食物貯送器が示されている。このEcklerらの文献は、これらのポリオールは、高周波、特に市販の高周波オーブンの２４５０ＭＨｚにおける損失が大きいことを開示している。しかし、ポリオールの熱伝導性が低いため、あまり多くない量（２２０ｇ）の純ポリオール、または純ポリオールの混合物は、固−固相転移材の全体にわたって固−固相転移を引き起こすに十分な熱を蓄積するためには、通常のオーブンでは何時間も必要となる。もう一つの不都合は、分散された粒子が、周囲と熱的に良好に接触するのを妨げ、加熱時の膨張の問題を引き起こす空気溜まりを除くのを困難にすることである。さらに、加圧しないと、ポリオールの分散された粒子は、十分なエネルギー量を蓄積するためには大きな容積を必要とする。これらを総合すると、これらの問題によって、Ec klerの文献に記載されているような、分散された粒子は、食物給配器の有効な保温材として使用することが妨げられる。固−固相転移材だけでは、上記の要望を満足させるに十分ではない。固−固相転移材を採用して改良された保温給配器を予熱する別の方法が必要である。好ましい別の加熱方法は、磁気誘導加熱である。磁気誘導加熱は、誘導コイルに作り出される交流磁場が、磁場内におかれた強磁性材を含む本体に電流を誘起することを利用するものである。本体内に誘起される電流は、本体内に”渦電流”を発生させ、その渦電流は、本体に通じる電流の電力、Ｉ²Ｒに直接関係してジュール熱を本体内に発生させる。ジュール加熱は、本体を加熱し、本体に接触している部材の温度を上昇させるために利用される。改良された保温給配器の予熱器手段として磁気誘導を使用すると、従来の保温給配器では得られない重要な特徴を得ることができる。その特徴とは、給配器と磁気誘導加熱素子とを熱的に接触させなくても温度を自己調節できることである。市販の磁気誘導調理用レンジの多くは、調理用レンジの支持面に調理道具の底面が直接接触しているときに、その調理道具の底面の温度を調節する温度制御が行われる。通常、これは、磁気誘導調理用レンジの上面の下面に装着されたトランスデューサーを利用するフィードバック回路によって行われる。給配器内に、現今の磁気誘導調理装置が備えている電流制限スイッチを採用して、設定温度でインピーダンススイッチとして機能する磁気誘導加熱素子を用いることにより、底面に直接、電流を通電せずに温度を自己調節する新規な保温給配器を構成することができる。温度を自己調節する磁気誘導加熱素子類は公知であり、炉および電気半田付け装置で利用されてきた。これらの素子類の背景理論について次に述べる。強磁性金属が、キュリー温度Ｔｃと呼ばれる臨界温度に到達または超えると、物質の比透磁率μ_rは、約１００と１０００の間の値から、金属または合金によっては約１の値にまで急速に低下する。この自動的、可逆的、かつスイッチのような比透磁率の変化は、強磁性加熱素子に誘起される過電流の集中状態に直接作用する。誘起された過電流は、主に、誘導電流密度ｊ（ｘ）で素子表面に沿って流れ、素子の表面からの距離ｘに関して指数的に減少する。この電流密度ｊ（ｘ）と加熱素子の表面からの距離ｘとの間の指数的関係を、下記の式１に示す。ここで、ｊ₀は素子表面での電流密度であり、δは表皮厚さとして知られる、素子を構成する材料組成に依存する特性値である。加熱素子の表面厚さが大きいければ、誘導電流の素子の表面への集中が低下する。この表面厚さδは、ＭＫＳ単位系では、式２で与えられる。ここで、ωは印加磁場の角周波数（秒^-1）であり、ρは素子の電気抵抗率（Ω− ｍ）であり、μは素子の透磁率である。比透磁率μ_rを用いるのが便利である。ここで、μ_rは、真空透磁率μ_vで正規化された透磁率である。μ_vは４π×１０^- ⁷ Ｗｂ／Ａ−ｍに等しい。したがって、μ_r＝μ／μ_v＝μ／４π×１０^-7Ｗｂ／Ａ−ｍである。非磁性材では、μ_r＝１である。ここで、磁気誘導加熱素子に誘起された電流の周波数および大きさが（磁気誘導加熱装置の主巻線の周波数および電流を一定にすることにより）一定に保たれると仮定する。キュリー温度以下では、加熱素子の比透磁率μ_rは、比較的高い。そのため、素子の表面厚さは小さい。加熱素子の温度がキュリー温度に到達する前では、素子に流れる誘導電流は、素子の表面部分に高度に集中される。この電流の高度の集中によって、比較的小さい通電路が形成され、素子の抵抗が増大する。その結果、加熱素子のジュール加熱速度が高くなり、加熱素子はキュリー温度以下まで迅速に熱くなる。素子がキュリー温度以上の温度となると、素子の比透磁率が１に降下し、加熱素子に流れる誘導電流の流れは、素子の内部にさらに広がっていくようになる。この電流の集中の低下の結果、電気抵抗値が低下する。その結果、素子の加熱が遅くなるのに十分な程度に、加熱素子のジュール加熱速度が極度に降下する。加熱速度の最大値と最小値の比は、加熱素子が温度を一定に適切に維持できる範囲を決定し、この比および対応する比Ｒ_max／Ｒ_minは、加熱素子の温度の自己調節性能の重要な指標である。１単位の幅、１単位の長さおよび１単位の表面厚さの加熱素子片における抵抗値は、下記のとおりである。式２からδについて代入して下記のとおりとなる。Ｒ_surfaceは、表面抵抗と呼ばれ、材料のＡＣ有効抵抗と考えられる。最も厳密に温度の自己調節をするためには、比Ｒ_max／Ｒ_minを最も高くすることが必要であるので、我々は、式４を用いて、このことは、下記式の比を最大にすることを意味することを見いだした。不幸にも、市販の磁気誘導調理器は、前記従来の加熱素子の依拠する前提として、透磁率が急激に降下するとき、誘導電流をほぼ一定のレベルに維持する回路を採用していない。定電流ということは、下記の関係を意味する。幸いにも、市販の磁気誘導調理器は、極度に高い電流がインバーター回路、そして本来的に負荷を通じて流れるのを妨げるように設計された回路を採用している。このタイプの回路、いわゆる”無負荷”または”異常負荷”状態検出器と呼ばれる回路は、負荷インピーダンスによって直接決定される帰還パラメーターに基づいて設計されている。このフィードバックパラメーター、その検出および利用には、負荷と熱的に接触している必要はなく、および無負荷検出回路は、無負荷または比較的低い負荷の状態となったときに、誘導加熱コイルに持続して電流が流れるのを妨げるために利用され、磁場を遮断してインバーターが異常負荷状態となるのを防止する。Amagami et alへの米国特許第３，９７８，３０７号およびHiguchｉへの米国特許第４，１１５，６７６号は、前記の文献に援用されているが、無負荷回路を開示している。しかし、従来の給配器は、温度の自己調節を達成するために、無負荷検出回路を利用するように構成された加熱素子を有していない。発明の開示本発明の保温、自動温度調節、食物保持装置は、前述の従来技術の問題を処理するものである。さらに詳細には、この食物保持装置は、改良された保温コアと、汎用の磁気誘導ヒーターの無負荷検出回路を利用して該コアの温度を調節するように構成された発熱体とを有するものである。広義には、この食物保持装置は、食物保持手段と、その食物保持手段に操作可能に連結される保温コアと、磁気誘導発熱体とを有する。コアは、食物保持手段に熱を伝えるために備えられている。発熱体は、コアを加熱するためにコアに熱的に接触している。食物保持手段は、基本的に剛性を有し、加熱可能で、中空部を構成して食物と接触する壁を有する。コアは、その中空部内に配置され、相転移材と弾性材からなるマトリックスを含む。相転移材は、相転移温度で生じる相転移の間に潜熱を蓄える。弾性材は、相転移の間、マトリックス内の相転移材の膨張を許容する。食物と接する壁とコアは、共同して保温装置を構成する。相転移材は、相転移温度において固−固相転移をする固体状の相転移材が好ましい。相転移材の具体例として、ペンタエリスリトール（Ｃ₅Ｈ₁₂Ｏ₄）、ペンタグリセリン（Ｃ₅Ｈ₁₂Ｏ₃）、またトリメチロールエタンと呼ばれるもの、ネオペンチルグリコール（Ｃ₅Ｈ₁₂Ｏ₂）、ネオペンチルアルコール（Ｃ₅Ｈ₁₂Ｏ）およびネオペンタンが挙げられる。これらの材料は、それぞれの融点以下の特定の転移温度において、単位質量当たり大量の潜熱を可逆的に蓄える。さらに、これらの転移温度は、異種の固−固体−相転移材を選択および混合することによって、２５℃から１８０℃の広い温度範囲にわたって調整することができる。Murril l et al.，"Solid-Solid Phase Transitions Determined by Scanning Calorime try"，Thermochim．Acta.，1(1970)pp.239および409-414,ならびにThermochim． Acta.，3(1972)pp.311-315；Chandra et al.，"Adjustment of solid-solid Phase Transition Temperature of Polyalcohols by the Use o f Dopants"，advances in X-Ray Analysis,29(1986)pp.305-31 3；およびFont e t al.，"Calorimetric Study of the Mixtures PE/NPG and PG/NPG"，Solar Ena rgy Materials 15(1987)pp.299-310を参照。固−固相転移材は、常磁性で、磁気誘導によって直接加熱されないが、その相転移材を強磁性の発熱体と熱的に接触するように配置して加熱することができる。したがって、本発明の給配器の保温コアは、好ましくは所定の形状の強磁性発熱体と熱的に接触している適切な保温材を含み、磁気誘導によって加熱され得る改良された保温給配器を提供する。固体状の相転移材は、限られたサイクルの後にポリオール結晶の蓄熱容量が減少するのを防止するために、金属と直接、物理的に接触しないようにする。したがって、加熱素子は、素子をジュール加熱するために、素子内に電流を誘起する磁場に反応する強磁性材料を含む。この強磁性材料は、相転移材の相転移温度と融点の間にキュリー温度を有するものである。その結果、この素子は、相転移材の相転移温度以上の温度にコアを加熱するように構成される。この温度以上になると、相転移材は、蓄積したエネルギーを放出し、食物保持手段の食物と接触する壁を、長時間、温かく保つことができる。加熱方法としての磁気誘導は、高周波加熱よりもいくつかの長所を有する。例えば、放射線の周波数領域が、非常に低いので、放射線障害を起こす可能性がが非常に低い。このことは、短時間で、固体状蓄熱材を含む多数の保温給配器を加熱する加熱器を設計する際に、設計をより柔軟にすることができる。もう一つの利点は、強磁性材は、市販の磁気誘導調理器に汎用されているのと同じ周波数領域（２０ｋＨｚから５０ｋＨｚまで）の交流磁場を印加したときに有効な発熱体となることが示されていることである。その結果、強磁性加熱素子の磁気誘導加熱に必要な電子部品は、比較的安価で容易に調達できる。改良された保温給配器の加熱方法として磁気誘導を用いることのもう一つの利点は、給配器自体の温度自己調節が可能となることである。例えば、強磁性材は、固体状相転移材の相転移温度のすぐ上で、その融点よりも十分に低い温度付近に温度を無限に自己調節するように設計されるのが好ましい。温度の自己調節は、熱を逃さずに不定期間の間、機器が磁気誘導で加熱されるようにすることができる。そのような安全上の特徴によって、給配者および関連する給配器が、磁気誘導加熱器を利用する際の柔軟性が与えられる。また、温度を自己調節することによって、温度保持器および保温給配器の２つの装置を兼ねることができる。例えば、レストランでは、客に料理を給仕する前の不定期間の間、給配器に保持された料理を比較的一定の温度するために、磁気誘導調理器の上または他の磁気誘導機器に保温給配器が配置される。料理の給仕後は、保温材は、食事の間、料理を温かく保つ。また、本発明の食物保温装置は、いくつかの給配器を一度に加熱するために改良された磁気誘導加熱器を有していてもよい。例えば、そのような食物保温装置を積み重ねたものは、フェリ磁性材からなる電磁コアとして機能し、印加された磁場の磁束を増加させる。そのコア内の磁束は、コア材料の比透磁率に対して多重比例で増加する。さらに、得られる磁場は、コア内およびその全体に集中される。この原理は、本発明の効果を改善するためにも適用できる。ソフトフェライト粉末と、本発明の保温コアのポリオール混合物と均一に混合することによって、食物保温装置の積層体はフェライト粉末に匹敵するものとなる。その結果、誘導コイルによって生じる磁場は、積層体中のいくつかの装置に集中され、一度に、１つの装置よりもより多くの熱を発生させる。図面の簡単な説明図１は、本発明の好適態様にしたがって構成された自動温度調節コアを有する食物保温装置の断面図である。図２は図１の装置の加熱部の平面図である。図３は、図２の加熱部の部材の断面図である。図４は、本発明の装置の別の態様である。図５は、本発明の装置の別の態様である。図６は、本発明の自動温度調節、食物温め器を図示するものである。図６Ａは、汎用の無負荷検出回路の流れ図である。図６Ｂは、別の無負荷検出回路の流れ図である。図７は、本発明の別の態様にしたがって構成されたコーヒー用注ぎ器の部分的立面図である。図８は、本発明の別の態様にしたがって構成された加熱素子の平面図である。図９は、図８の加熱素子の９−９線断面図である。図１０は、図８の加熱素子を含む平鍋の断面図である。図１１は、本発明の別の態様にしたがって構成された円筒状加熱素子の斜視図である。図１２は、保温ペレットの断面図である。図１３は、本発明の別の態様にしたがって構成されたポットの断面図である。図１４は、本発明の別の態様にしたがって構成された食物温め器の部分立面図である。図１５は、本発明の別の態様にしたがって構成されたコーヒーカップの断面図である。好適態様の詳細な説明本発明の好適態様にしたがって構成された、保温、温度自己調節食物保持装置１０を、図１に示す。食物保持装置１０は、概して、本体１２、保温コア１４、およびコア１４内に埋め込まれた磁気誘導加熱素子１６を有する。本体１２は、食物保持手段として形成され、一般に、硬い食物と接触する隔壁１８、および環状の縁部２０を有する。隔壁１８は、下方に延長する壁部２２を有し、およびコア１４を収納するように形成された中空部２４を形成している。本体１２は、釉薬をかけたガラス質のセラミックス材料で形成されている。もちろん、ガラス、合成樹脂材料、またはその他の適当な材料も使用できる。本体１２は、少なくとも１００℃（２１２°Ｆ）の耐熱性を有し、ＲＦおよびマイクロ波の周波数領域の両方において電磁エネルギーを本質的に通すものである。図示された好適形状において、食物保持装置１０は、汎用の皿と同様の形状に形成され、市販の断熱用円蓋に適合できるものである。そのため、一般に、本体１２は、用いられる円蓋の内径と適合する外径を有する円環状となっている。そのような円蓋は、７（３／４）”−９”の間の内径を有するものが代表的である。壁１８には、装飾的型または意匠を施してもよい。本発明の蓄熱組成物を収納する中空部を有する限り、いずれの給配器本体も前記の本体１２に代替可能であることに注目すべきである。いずれの形状またはタイプの保温給配器も本発明の利点を保有するであろう。保温給配器の他の予想されるタイプには、ボウル、盛り皿、茶碗、パン皿、種々の特化された給仕用皿、飲料の容器等が挙げられる。保温コア１４は、固体状相転移材、フェライト材、難燃剤、および柔軟性エポキシ結合剤からなる蓄熱組成物基質を含むものである。加熱素子１６は、コア１４を選択的に加熱するためにコア１４に埋め込まれている。固体状相転移材は、ポリヒドロキシ化合物（例えば、ポリヒドリックアルコール類（ポリオール類）およびグリコール類）、およびＣ₂−Ｃ₄ポリアルキレン類からなる群から選ばれるものが有利である。ポリヒドロキシ化合物としては、トリメチロールエタン、また、ペンタグリセリンとして知られているもの、ペンタエリスリトール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、モノアミノペンタエリスリトール、ジアミノペンタエリスリトール、トリス（ヒドロキシメチル）酢酸、架橋高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）またはそれらの化合物の混合物等が挙げられる。Ｃ₂−Ｃ₄ポリアルキレンは、好ましくは架橋高密度ポリエチレンである。固体状相転移材は、かなりの蓄熱をもたらし、固−固結晶性相転移によって可逆的な潜熱の蓄積をもたらす。相転移材は、単一の相転移温度の付近で菩提名量の潜熱エネルギーを蓄積する。その潜熱エネルギーは、転移温度よりも少し低い温度付近を中心とする狭い温度領域で放出される。表１は、Bentonらの"Solid State Phase Transitions in Pentaerithritol and Related Polyhydric Alcoh ols"，Solar Energy Materials，13(1986)p.134から引用したものであり、上記のポリオール類のいくつかの熱特性を示している。ネオペンチルグリコールおよびトリメチロールエタンによって蓄積される潜熱エネルギーが、市販の保温給配器に現用されている最上等のワックスによって蓄積されるエネルギー、約１６０ｋＪ／ｋｇに匹敵する。ペンタエリスリトールによって蓄積される潜熱エネルギー量は、非常に高い。しかし、小愛状相転移材は、従来のワックスに対して、他のより大きな利点を有する。一つの利点は、本発明の固体状相転移材の結晶性相転移温度は、前記の相転移材を単独または適当な混合物を選択し、所期の相転移温度によって、７−２００℃（４５−３９２° Ｆ）の温度領域に調整することができる。混合物の適当な例および得られる相転移温度は、Advance in X-Ray Analysis，Vol 29，1986，pp.305-313に所載のCha ndaraらのによる"Adjustment of Solid-Solid Phase Transition Temperature o f Polyalcohols by the Use of Dopants"と題する文献に記載されている。この文献は、ここで援用される。ワックスに対する固体状相転移材のもう一つの利点は、潜熱が、固−液転移よりも固−固相転移に蓄積されることである。この利点は、複合的なものである。最初に、閉じ込めに要する厳重さが減り、そのため容易となる。通常の使用期間では、溶融物が給配器の内部に存在しないので、危険な熱い流体の漏出が、避けられる。さらに、結晶性固−固相転移の間の熱膨張は、固−液相転移の間のワックスの膨張に比べて最小限であるため、膨張のために必要な空間が少なく、およびより簡単な閉じ込め構造の設計を採用することができる。最後に、ポリオール等の固−固相転移材の熱伝導性を永続的に増加させることは、固−液相転移材よりも非常に容易である。微粒子を添加して一度均一に分散させると、固−固相転移の間、相転移材中に均一な分散状態を保つであろう。固−液相転移においては、微粒子を添加すると、重力の影響で相転移材に固定されるようになる。トリメチロールエタンは、本発明の保温給配器に使用する、好ましいポリオールである。トリメチロールエタンの相転移温度約８１℃（１７８°Ｆ）は、市販のオーブン型の加熱基体分配器における潜熱の蓄積用に理想的なものである。この材料は、８１℃（１７８°Ｆ）よりも低い温度で６０℃（１４０°Ｆ）以上の温度に食物を維持するに必要とされる温度よりも十分高い温度で長期間、蓄積した潜熱を放出する。さらに、トリメチロールエタンは、非常に毒性が低く、ＦＤＡによって食物と接触する用途に承認されているものであり、また、比較的低コストで容易に利用できるものである。保温コアへのフェライト粉末の添加は、２つの主要な目的に役に立つ。第１に、フェライト粉末は、誘導コイルによって生起される磁場の強さに対して、保温コア内の磁束密度を増加させる。第２に、この粉末は、保温コアの熱伝導性を増加させ、蓄熱ポリオール材の全体に迅速に熱が伝導されるようにする。このフェライト粉末によって、いくつかの隣り合ったまたは積み重なった板が単一の誘導コイルによって同時に加熱されるようにすることができる。さらにまた、フェライトは、一般的に低いポリオール材の熱伝導性を増加させる。フェライトは、十分に酸化された状態のセラミック材であり、ポリオール結晶の熱蓄積容量を低下させない。熱伝導性を改善し、同時に磁気誘導による加熱をより有効にするように、ポリオールにフェライトを添加することは従来知られていない。フェライト粉末は、高い初期透磁率、高いマイクロ波（特に２４５０ＭＨｚ）損失、および給配器を加熱するために用いられるＲＦ磁気誘導周波数に対する損失が低いことが好ましい。変圧器の芯材およびその他の電気部品用に長年使用されてきた多くの市販のフェライトが、この特徴に適合している。そのような市販品の用途は、磁束密度を大きくするとともに、過電流による低周波数におけるエネルギー損失が小さいことが必要とされる。２つの刊行物：J．SmitとH .P.J．WijnによるFerritse，John Wiley and Sons，New York，1959,第１頁等、およびF.E.RichesによるFerrites：A Review of Materals and Applications,Mi lls and Boon Limited，London 1972,第９頁等に記載されているように、フェライトは、亜鉛、マンガン、コバルト、ニッケル、リチウム、鉄または銅と複合させることによって、特性の幅を得ることができることが知られている。そのため、適当なフェライトを選べば、高い初期透磁率、低いＲＦ損失、高いマイクロ波周波数損失、および比較的高い熱伝導性を得ることは、当業者にとって明らかである。本発明の給配器の異なるタイプのそれぞれに対して、特定のフェライトまたはフェライトの組み合わせが適合する。十分な特性を有する各種のマンガン− 亜鉛、ニッケル−亜鉛、および銅−亜鉛フェライトが、テネシー州のSteward社から入手できる。Steward moment ３５と称するマンガン−亜鉛フェライトが、試験の結果、十分な性能を示した。難燃剤は、α−アルミナ三水和物、リン酸エステル、塩素化炭化水素類、臭素化炭化水素類、三酸化アンチモン、ホウ酸塩、リン含有ポリオール、および臭素化ビスフェノールＡからなる群から選ばれるものが好ましい。この難燃剤は、コアの製造時、柔軟性エポキシ結合剤を混合する前に、ポリオール／フェライト粉末混合物に添加される。 α−アルミナ三水和物は、最も好ましい難燃剤である。α−アルミナ三水和物は、火炎に曝されると水和物が吸熱して分解し、化学的に結合している水の大部分を放出して火炎の熱を吸収して熱吸収源として機能する。α−アルミナ三水和物のいくつかの性質は、本発明に使用する際に有利である。窯業製品であるため、平均粒径１０ミクロン以下の粉末の形態で入手できる。ミクロンの大きさの粒子は、ポリオールおよび粉末状のフェライトと均一に混合することができる。また、α−アルミナ三水和物は容易に入手でき、比較的安価で、安全に取り扱うことができ、ＦＤＡから”一般に安全と認められる”（ＧＲＡＳ）の評価付けがなされている。細かく粉砕されたα−アルミナ三水和物は、例えば、練り歯磨き成分として使用されている。柔軟性エポキシ結合剤は、保温組成物の結合剤、固体状相転移剤の被覆材、保温コア１４と本体１２との間の熱的接触を維持する接着剤、（相転移時における組成物マトリックス中の固体状相転移材の膨張を許容する）熱膨張の補償材およびポリオールから本体１２へのゆるやかな熱放出を行うための役割を有する。さらに、柔軟性エポキシ結合剤は、１７７℃（３５０°Ｆ）までの操業温度および２０４℃（４００°Ｆ）のピーク温度においてもその特性を維持できる。結合材として、柔軟性エポキシは、フェライトとポリオールの間の熱的接触を維持する。被覆材として、柔軟性エポキシは、固体状相転移材の粒子をそれぞれ被覆し、それらの粒子が加熱素子１６と接触するのを抑制する働きをする。そのような接触は、結局、ポリオールの蓄熱性能を劣化させる。この結合材は、保温装置１０が著しく過熱され、固体状相転移材が、部分的または全体が溶融した場合に、安全な被覆材として機能する。接着剤および熱膨張補償材として、この結合剤は、相転移において、相転移前の相転移材容積の約５−１５％の間の相転移材の膨張を許容することによって、相転移コア１４と本体１２の間の結合を長期にわたって保持する。断熱材として、この結合材は、被覆されたポリオールから食物と接する隔壁18および隔壁18と接触する食物への熱の伝導をゆっくり、かつ安定化させる。好ましい柔軟性エポキシ結合剤は、３種の樹脂と２種の硬化剤の混合物である。その樹脂として、Dow D.E.R.383樹脂等のビスフェノールＡ樹脂、Dow D.E.N .431樹脂等のノボラックエポキシ樹脂、および脂肪族ジエポキシ類等の柔軟性エポキシ樹脂付加物などが挙げられる。Dow D.E.R.732樹脂が、適当な脂肪族ジエポキシ類である。硬化剤としては、Air Product and Chemicals,Inc.から入手できるAncamine 1770等の脂環式アミン、およびAir Product and Chemicals,Inc. から入手できるAncamineＴ等のＮ−（２−ヒドロキシエチル）ジエチレントリアミン等が挙げられる。本発明の製品について、これらの３種の樹脂および２種の硬化剤の混合割合は、所望の調節温度に応じて、多種の割合が採用される。低温の用途に好ましい樹脂混合物は、ビスフェノールＡ樹脂５６重量％、ノボラックエポキシ樹脂１４重量５％、および柔軟性エポキシ樹脂付加物３０重量％を含む。柔軟性エポキシ樹脂付加物は、２５重量％まで減少させてもよいし、４０重量％まで増加させてもよいが、ノボラックエポキシ樹脂に対するビスフェノールＡエポキシ樹脂の比は、同一に保つ。このエポキシ樹脂混合物１００重量部に対して硬化剤の最適の重量割合は、Ancamine T約１２ｐｈｒおよびAncamine 1770約５ｐｈｒである。本発明の加熱素子１６は、いくつかの好ましい特徴を有する。素子１６は、コア１４内の固体状相転移材の相転移温度以上で、かつ融点以下の温度で温度を自己調節するものである。また、素子１６は、加熱素子１６内の誘導電流をほぼ一定のレベルに維持する回路を有しない市販の磁気誘導調理器具によって加熱された場合にも自己調節するものである。この素子１６は、基本的に全部のコア１４に均一に熱を伝える。さらに、素子１６は、コア１４内に最小の空間を占める。本発明の加熱素子１６は、加熱素子１６内の誘導電流をほぼ一定のレベルに維持する回路を有しない市販の磁気誘導調理器具によって加熱された場合にも温度を自己調節するものである。前述のとおり、その従来の調理器具は、過度の高電流がインバーター回路、および負荷に流れるのを抑制するように設計された回路を、通常、採用している。本発明の加熱素子１６は、キュリー温度以上に加熱された場合に、市販の磁気誘導調理器の無負荷検出回路が、磁場の発生を妨げる引き金となるインピーダンスよりも低いインピーダンスＺ_minを有するように設計される。下記の議論において、無負荷検出回路の引き金となる負荷インピーダンスの大きさをＺ_detector ¹とする。注１実際は、外部負荷（加熱素子１６）のインピーダンスは、直接には“ 検出”または“検知”されないが、回路性能へのインピーダンスの影響が直接“ 検知”されるパラメータに反映される。本明細書に記載された各種の“無負荷” 検出システムによって“検知”される正確なパラメータは、交流磁場を形成するインバータ回路における電流を止めるため、異なったものとなる（あるものは誘導コイルを流れる電流量を検知し、あるものは検出回路の特定の抵抗における電圧降下を検知し、あるものは発信周波数の変化、また他のパラメータを検出する）しかし、市販の“無負荷”検出システムは、結局、負荷インピーダンスのしきい値（ここで、Ｚ_detectorという）で作動し、このしきい値以下では、誘導コイルには電流は流れない。したがって、本発明の加熱素子と、“無負荷”検出回路を採用する市販の磁気誘導装置との間の相互作用についての議論は、すべて “インピーダンス検出手段”および負荷インピーダンスのしきい値に関するものである。また、加熱素子１６は、キュリー温度よりも低い温度で、大きな加熱速度を得るために、Ｚ_detectorよりも大きいインピーダンスＺ_maxを有する。加熱素子１６は、キュリー温度における転移の間、その形状が変化せず（金属の小さい膨張は無視できる）、素子１６のインピーダンスＺの変化は、素子１６の抵抗Ｒの変化に正比例する。したがって、式４によって、素子１６のインピーダンスＺは、式（ωμρ／２）^1/2に正比例する。素子１６の角周波数ωが、キュリー温度において素子１６が転移時に比較的一定であるとすると、キュリー温度になる直前に加熱素子のインピーダンスがＺ_maxとなり、これは下記の関係比例式に従う。同時に、キュリー温度となった直後に加熱素子のインピーダンスは最小インピーダンスＺ_minとなり、これは下記の関係比例式に従う。値Ｚ_detectorは、１の市販の磁気誘導調理器から他の調理器までの間で少し異なるため、加熱素子１６は、Ｚ_minとＺ_maxの差を比較的大きくする材料で構成される。このことは、Ｚ_minをＺ_detectorより低くするとともに、Ｚ_maxを、ほとんど全ての市販の調理器に対して、満足できる加熱速度と効率を得るに十分な程度に高くすることである。要するに、温度を自己調節する加熱素子１６の原理は、そのキュリー温度に非常に近い調節温度で、市販の調理器の無負荷検出回路が誘導加熱コイルに電流が流れるのを遮断し、磁場の生成が止められて素子１６のジュール加熱が停止されるレベルにまで、素子１６のインピーダンスが降下することである。加熱素子１６の温度が調節温度よりも低くなると、すぐに、”無負荷”検出回路が、インバーターのスイッチング素子を活性化させ、交流磁場を再び発生させるに必要なものよりも十分高いレベルまで、素子１６のインピーダンスが増加する。その結果、ジュール加熱が再び行われる。この加熱／冷却サイクルは、可逆的であり、加熱素子は、調節温度付近で自己調節される。次に、図６Ａに、汎用の無負荷検出回路の動作に対応する流れ図を示す。符号１０００で磁場が発生されている。その後、素子１６のインピーダンスＺ_meas _ured が符号１００２で検出される。Ｚ_measuredは、符号１００４でＺ_detectorと比較され、もしＺ_measuredがＺ_detectorよりも小さい、これは素子１６の温度がキュリー温度よりも高いことを示し、符号１００６で磁場が中断される。磁場の中断後、素子１６のインピーダンスが再び検出され、磁場が周期的に発生される。もしＺ_measuredがＺ_detector以下となっている場合には、再び磁場が中断される。もしＺ_measuredがＺ_detector以上となったとき、これは素子の温度がキュリー温度以下であることを示し、磁場は引き続いて発生される。この一連の検出および比較が、調理器が使用されている間、連続的に繰り返される。素子１６が自己調節する温度は、加熱素子１６と磁場発生源との間の距離を変えることによって調節されることが、実験によって示されている。加熱素子１６が磁気誘導回路に与える有効負荷インピーダンスは、加熱素子１６と誘導加熱コイルとの間の距離によって決まる。その結果、Ｚ_max、そしてＺ_maxとＺ_detect _or との差は、素子１６と磁場源との間の距離に反比例する。素子１６のインピーダンスは、所定の限定された温度範囲でＺ_minに降下するため、素子１６のインピーダンスがＺ_detector以下に降下する温度は、素子１６と磁場源の間の距離を調整することによって、その範囲を調節することができる。加熱素子１６のインピーダンスＺ_measuredを検出し、磁場を中断するときを決定する別の方法が、図６Ｂに示されている。この別の方法は、加熱素子１６と磁場源との間の距離に温度の自己調節が依存しないように構成されている。この別の方法では、磁場を中断するか否かを決定するに際して、２つの比較が行われる。第１の比較、符号２００４は、図６Ａの方法で示されている比較と同じであり、測定されたインピーダンスＺ_measuredは、予め決められているインピーダンスレベルＺ₁と比較される。もし、Ｚ_measuredがＺ₁よりも小である場合には、回路は磁場を中断し、加熱素子１６のインピーダンスの周期的な測定行われるようにする。Ｚ_measuredがＺ₁よりも大きい間は、第２の比較が行われる。第２の比較、符号２００８は、現在および直前に測定されたそれぞれのインピーダンス、Ｚ_measuredとＺ_pastのインピーダンス変化の絶対値｜ΔＺ｜に基づくものである。最初の測定の間では、Ｚ_pastに対しては値が与えられておらず、最初の測定および比較後には、磁場は常に中断されることが注目される。素子１６のインピーダンスの第２の測定後、｜ΔＺ｜が第２の予め選択されたインピーダンス値Ｚ₂よりも大きい場合には、磁場が中断される。｜ΔＺ｜がＺ₂よりも小さい間は、加熱素子１６のインピーダンスは、図６Ｂの流れ図に示されているように、再測定される。第２の比較は、効果的に、Ｚ_maxとＺ_minの間の加熱素子１６のインピーダンス変化率の絶対値｜ｄｚ／ｄｔ｜が非線形であるため、加熱素子１６と磁気誘導加熱コイルとの間の距離に、温度の自己調節が依存しないようにする。加熱素子の温度がＺ_minに対応する温度に向かって増大するにつれて、｜ｄｚ／ｄｔ｜が増加することが実験で示されている。したがって、｜ΔＺ｜の特定の値、すなわちＺ₂を選択することによって、第２の比較が行われる間の特定の時間にわたって、｜ｄＺ／ｄｔ｜のその値に対応する（狭い温度範囲内の）特定の温度が、Ｚ_measured の値に関係なく、自己調節温度となる。第１の比較が依然として必要な理由は、もし無負荷、あるいは既にキュリー温度以上である加熱素子が磁気誘導調理器に載せられた場合のいずれかの場合には、第２の比較だけでは、（二回の測定後）磁場を中断しないことである。好ましい特性を達成する加熱素子を構成するために、各種の材料を用いることができる。例えば、素子１６は、キュリー温度以上の温度で急激に降下する非透磁率を有する、単一の純強磁性金属または単一の強磁性合金から構成される。比ρ_T<Tc／ρ_T>Tcは、十分に１に近づき、Ｚ_maxとＺ_minの間の差は、μ_r,T<Tcと μ_r,T>Tcとの間の差に依存する。μ_r,T<Tcは、大部分の強磁性金属について１００から１０００の範囲の値を有し、μ_r,T>Tcは、ほぼ１に等しいため、その差は大きい。強磁性材料は、ニッケルと、アルミニウム、亜鉛または銅のいずれかとの合金からなるものが好ましい。H.P.J．Wijn編"Magnetic Properties of Metals-d- elements,alloys,and compounds"Springer-Verlag,Berlin,1991から引用したグラフ１に示されているように、銅と合金化されたニッケルは、強磁性キュリー温度と組成％との間に直線関係を示す。この直線関係と、ニッケルと銅の相互の混和性は、ニッケルと銅の合金を加熱素子１６の材料として利用するのに魅力的である。ニッケルと銅の両方の割合を選ぶことによって、各種の保温給配器に対して適切なキュリー温度を選択することができる。グラフ１Ｎｉ−Ｃｕ合金組成に関する強磁性キュリー温度の変化式７および８より、加熱素子の電気抵抗率ρと比透磁率μ_rの両方が、キュリー温度となった直後に劇的に降下する場合に、Ｚ_maxとＺ_minの間の差を大きくすることができる。この特性は、図３に示す、加熱素子１６が非磁性材料の基盤２６と基盤２６を囲む強磁性の層２８とから構成される場合に得ることができる。非磁性材料は、高い熱および電気伝導性を有し、強磁性材料は、低い電気伝導性を有する。誘導電流が、強磁性材料のキュリー温度以上の温度で、加熱素子内に拡散していくにつれて、電流路の断面積が増加し、電流路はコアのより高い伝導性を有する材料内に拡散していく。そのため、キュリー温度以上の温度での加熱素子のインピーダンスＺ_minは、非透磁率の降下および電気抵抗値の低下の両方によって、小さくなる。もちろん、上述のとおり、Ｚ_maxとＺ_minの間の差を望ましい大きさとするために十分に高いＺ_maxの値を維持することが必要である。ほぼ１．５〜１．８の表面厚さの厚さに強磁性被覆層を形成すると、Ｚ_maxは同じ強磁性材料で単独に構成された加熱素子のそれと基本的に同じである。したがって、Ｚ_maxとＺ_minの間の差を比較的大きくすることができる。このより大きい差は、ほとんど全ての市販の調理器に対して、Ｚ_minをＺ_detector以下となるように設計することができるだけでなく、Ｚ_maxをＺ_detectorと同じさらには以上とすることができ、単一の金属加熱素子より高い加熱速度と効率を達成することができる。本発明の保温給配器に対して、銅またはアルミニウムのコアと、ニッケル− 銅合金被覆を有する加熱素子は、特に有用である。所望の合金被覆を行う方法の１つは、電着による方法である。正確な割合のニッケルと銅を有する所望の合金被覆は、銅またはアルミニウムコアを電気メッキする方法によって得られる。合金の電着法は、援用されるAbner Brennar著"Electrodeposition of Alloys：Pri nciples and Practice，Volume 1 of 2，Academic Press，New York,1963，pp.1 et seq."に詳述されている。合金被覆中の銅に対するニッケルの比は、主として電気メッキ浴における銅に対するニッケルの比を変えることにより調整される。ニッケル−銅メッキの厚さは、電気メッキ時間を調節することにより調整される。食物保温装置１０の好ましい素子１６は、アルミニウムで構成される基盤２６と、図３に示すように、基盤２６を囲む強磁性合金からなる層２８とを含む。合金は、大体ニッケル７８％と銅２２％からなり、トリメチロールエタンの相転移温度８１℃より高く、その融点１９７℃よりも十分に低い、約１００℃（２１２°Ｆ）のキュリー温度を有する。被覆層２８の電着は、誘導加熱素子の選ばれた完全な回路のみを被覆し、加熱素子のコストを削減する利点がある。また、比較的薄い層２８を比較的熱い銅またはアルミニウムからなるシートに結合できる。所望のニッケル−銅合金からなる薄いシートは、成分金属を一緒に融解させ、次に、既述のように、シートに成形することによって製造することができる。基質および被覆の異なる熱膨張率にかかわらず、電気伝導性および熱伝導性を有し、耐熱性を有する結合を行う方法または薬剤が、いくつか従来知られている。別の形態では、食物保温装置１０は、ほぼニッケル７８％と銅２２％の合金のみから構成された素子１６を含む。この合金のキュリー温度は、好ましい相転移材であるトリメチロールエタンの相転移温度より高く、その融点１９７℃（３８７°Ｆ）よりも十分に低い、約１００℃（２１２°Ｆ）のキュリー温度を有する。銅を含有すると、ニッケルの熱伝導性が改善され、加熱素子全体および保温コア全体にわたる熱のより効率的な伝導に有効である。純金属を適当な割合で一緒に溶融させ、合金をのインゴットを形成する。次に、これらのインゴットを板状またはシート状にし、下記に詳述するように、これから加熱素子を製作することができる。単一の金属にするやり方の利点は、インゴットを製造した後の製作が容易であることである。このやり方の欠点は、その合金から構成される素子が、よりコストが高く、嵩高いことである。例えば、近知鵜名ニッケル／銅合金の板からＺ_maxとＺ_minの間の差による利益を十分に得るためには、各温度範囲、すなわち、キュリー温度の下および上の両方の温度で、少なくとも１表面厚さの厚さであるべきである。そのキュリー温度以下の温度では、μ_r＝１００、ρ＝８×１０^-8オーム−ｍ、大部分の磁気誘導調理器によって使用されている周波数の典型的な下端の２０ｋＨｚの周波数とすると、ニッケルの割合が高いニッケル／銅合金の表面厚さδは、大体０．０４インチである。しかし、この合金のキュリー温度以上の温度では、表面厚さは、同じ条件下で大体０．０３８インチに増加する。この後者の表面厚さの値は、比較的嵩高な加熱素子を必要とする。もちろん、加熱素子の材料コストは、嵩高になるにしたがって増加する。本発明の給配器に関するいくつかの点について、嵩高およびコストの負荷が許される場合、単一の純強磁性材料から製造される加熱素子が、経済的および機械的にふさわしいものである。しかし、給配器に関する大部分の点で、加熱素子を製造するために使用される材料は、低電気伝導性の強磁性材料からなる薄い表面層で高い熱および電気伝導性を有する被覆が施された非磁性材料からなるコアで構成されているものが好ましい。上記の被覆構造は、単一の強磁性合金で全部を構成された加熱素子に比較してコストおよび嵩高を低減できる利点がある。例えば、ニッケル−銅合金の比較的薄い表面層だけでは、より厚い銅またはアルミニウム基質（大体１表面厚さ）上に、（大体１．５〜１．８の表面厚さに）メッキまたは付着させる必要がある。純銅板の上にニッケルの割合が高いニッケル／銅合金について、（μ_r ＝１００、ρ＝８×１０^-8オーム−ｍとすると）ニッケルの割合が高いニッケル／銅合金の表面厚さは、（大部分の磁気誘導調理器によって使用されている周波数の典型的な下端である）２０ｋＨｚの周波数では、大体０．０４インチであり、同じ周波数での純銅の表面厚さは、大体、０．０１９インチである。したがって、大体０．０２５インチの厚さの合金被覆加熱素子片は、大体０．０３８インチの厚さの単一の合金からなる加熱素子片より優れている。さらに、純銅または純アルミニウムのコストは、ニッケルの割合が高いニッケル／銅合金よりも小であり、また、合金被覆加熱素子は、単一金属の等価物より価格的に有利な材料有する。次に、図２において、好適態様にしたがって構成された加熱素子１６が示される。素子１６の形状は、素子１６がコア１４に等分に熱を伝導できるようにする。素子１６の好ましい形状は、本体１２の中空部２４に充填されるような形状に切断されたエキスパンドメタル製のシートからなるものである。金属のエキスパンドメタル化は、通常の金属シートまたはストリップの成形から始められる。同時に、成形機によって、開口部パターンおよび数を決定する切れ目を入れて延伸される。素線の寸法、幅および厚さ、エキスパンドメタル製のシートの厚さ、および平方インチ当たりの重量は、各種に調整される。コネチカット州のExmet Corporation of Naugatuckは、ほとんどの仕様のエキスパンドメタルを製造している。１平方フィートの通常の金属シートは、２〜３平方フィートのエキスパンドメタルシートとなる。厚さ０．００５インチの通常の金属シートは、０．１００インチを超える総厚さとなる。非常に薄い金属シートから大きい総厚みを作ることができる、これによって、加熱素子１６が熱を均一にコア１４に伝えるとともに、コア１４の体積を最小にすることができる。開口部の寸法、形状、および素子１６の平方インチ当たりの開口部の数は、重要な項目である。加熱素子１６は、円盤状の形状を有する。素子１６の寸法は本体１２の中空部の内径よりも少し小さい。素子の金属の本来のシート厚さは、大体、０．０１５〜０．０２０インチの厚さである。加熱素子のエキスパンド化された総厚さは、保温コア１４自体の総厚さよりも少し小さい。再び、図１において、食物保温装置は、コア保持蓋３０を含む。蓋３０は、中空部２４内にコア１４を被包するように設けられ、装置の底に耐久性、防水性、および美的表面を与える。この蓋は、本体１２に密着して配置される柔軟性合成樹脂で構成され、コアの少々の膨張および収縮に対しても、連続した加熱／冷却サイクルを通じて一体性を維持するようにする。もちろん、可塑性本体１２に対して、蓋３０を本体１２と同じ可塑性材料で構成し、本体に接着または溶接することができる。蓋３０は、コア１４に使用される前記の柔軟性エポキシ混合物と同じもので構成することが好ましい。前記の群から選ばれる難燃剤は、微粉末の形態で、エポキシ混合物中に分散してもよい。美観上、選択した顔料を添加してもよい。蓋３０の好ましい厚さは、ほぼ０．０６２５インチである。蓋３０は、ユリアーホルムアルデヒド樹脂またはフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂、本明細書に記載の柔軟性エポキシ混合物に匹敵する熱可塑性樹脂などを含む材料で構成されていてもよい。食物保温装置１０は、次のように作られる。本体１２は加熱素子１６が本体１２の中空部２４内に配置されるように、逆さまにひっくり返して設けられる。素子１６は、中空部２４の通常平らな表面に載せられて配置される。RTV 102等のシリコン接着剤を２、３滴加熱素子に付け、素子１６を本体１２に接着する。接着剤が硬化した後、加熱素子が適当な位置に配置され、保温組成物を本体１２の中空部２４内に配置する用意ができる。次に、コアを形成する組成物が混合される。最初に、好ましいポリオール、フェライト、および難燃剤が、乾燥状態で、一緒にブレンドされ、均一な混合物が得られる。最高の性能を有する保温ディナー皿のためのポリオール、フェライトおよび難燃剤の大体の重量％は、下記の通りである。ポリオール６７％フェライト粉末１７％難燃剤１７％これに替わり、フェライト粉末および／または難燃剤は、乾燥混合物から除いてもよく、この場合には、その個々の重量％をポリオールに代えてもよい。本発明の保温給配器の１個に用いられる保温組成物の乾燥成分の合計質量は、給配器の寸法、形状、および所望の蓄熱容量によって決まる。柔軟性エポキシ成分は、このとき、混合してもよいし、乾燥成分を高剪断下、均一に混合する際に添加してもよい。乾燥成分に対する柔軟性エポキシの適当な割合は、ポリオールからなる全粒子が全体にわたってエポキシに濡れるようにされ、これによって所望の被覆が行われる。乾燥および濡れた成分の最適重量割合は、大体、下記のとおりである。乾燥成分６７％濡れた成分３３％素子１６の表面から（中空部２４の平滑面から）の上の混合物の高さは、磁気誘導加熱の間、加熱素子１６からのジュール熱が、混合物によって形成されるコア１４の全部により容易に伝わるように、低くされる。コア１４の望ましい厚さが、用いられる最も厚い加熱素子１６よりも極度に大きくなる場合には、層または銅もしくはアルミニウムエキスパンドメタルの網が、加熱素子１６（本体１２に隣接する中空部２４の表面側）に付けられ、優れた熱伝導性を与え、一方、コア１４の温度自己調節が抑制されないかテストする。混合物を注ぎ込んだ後、装置１０は約９３℃（２００°Ｆ）で約１時間、１２１℃（２５０°Ｆ）で約１時間、炉で硬化処理に供される。装置１０を炉で硬化処理することにより、混合物が固定され、コア１４を形成する。次に、コア保持蓋が、コア１４を被覆するように、本体１２の中空部２４内に注ぎ込まれる。蓋３０の平面の下から空気を除去するよう注意する。保温組成物の表面を覆う蓋３０の厚さは、装置１０の底に対して永続的に被覆するように選択される。この層の好ましい厚さは、大体、０．０６２５インチである。利用に際して、食物保温装置１０は、１２１℃（２５０°Ｆ）の対流オーブン中に少なくとも１時間入れるか、あるいは磁気誘導調理器の調理台の上に所定の時間おくかして予熱される。次に、従来の装置よりも実質的に長時間、食物を温かく保つように、食物が給配器の上面に載せられる。さらに食物の上に断熱カバーを配置すると、保温時間を長くすることができる。図４において、保温装置１０の別の態様が示されている。この別の態様は、コアの下で蓋３０の上に配置されたスポンジゴムからなるシート３２を含むものである。シート３２は、装置１０の底からの熱損失を低減させる。スポンジゴム材料は、中程度の密度の独立気泡を有するシリコーンゴムスポンジシートが好ましい。ネオプレン、ニトリル等の高耐熱性および良好な燃焼性の等級を有する他のスポンジ材料も使用できる。シートは、約０．０６２５インチの厚さにされる。打ち抜きゴムスポンジ２４は、ニュージャージー州のLamate k，Inc．から購入できる。装置１０の別の態様を組み立てる際、シート３２は、コア１４の形状に打ち抜かれ、シート３２が粘着性混合物に接着しないように、コアの硬化の前にコア１４の上に配置される。ゴムスポンジ２４と混合物の間に空気溜まりが形成されないように注意する。次に、この混合物を炉で硬化させ、蓋３０が注入されて硬化される。食物保温装置１０のもう一つの態様は、図５に示される加熱素子３４を有するものである。この別の態様の素子３４は、好ましい素子１６と比べて少し薄く、より低い外形を必要とする用途に用いられる。この別の態様の素子３４は、単一の強磁性合金、または強磁性層を有する非磁性基体で構成される。この別の態様の素子３４は、平滑板４０によって外部端子３８に電気的に接続された中心終端３６を有する、単層の環状かつ平滑ならせん状コイルの形状を有する。板４０は、平滑ならせん状コイルの他の部分とは電気的に絶縁されている。耐熱性の塗料、エナメル、エポキシまたはその他の適当な材料の薄層でコイルを被覆することによって、絶縁される。板４０の被覆およびコイルと板４０の結合には、ニューヨーク州オッシニングのAremco Products，Inc．から市販されているセラミック系接着剤、またはアルミナ等の熱伝導性材料が充填された高温型エポキシなどの接着剤が好ましい。らせん状コイルは、電気伝導性材料のシートから打ち抜かれる。いくつかのほぼ理想的な形状のらせん状コイルが、伝導性材料の同じシートから作製でき、材料コストの削減に有利である。さらに、素子３４は、終端３８と板４０の間に、コイルと板４０で形成される電気回路を開閉するためのスイッチを有する。その結果、このスイッチは、素子３４の作動および非作動を選択的に行うために用いられる。図６において、温度自己調節、食物温め器４２が示される。この装置４２は、概略、磁気誘導ヒーター４４と、そのヒーター４４の上に配置された前記の食物保温装置１０とを有するものである。ヒーターは、装置１０を保持する保持器４６、磁場発生器４８および無負荷または異常負荷検出器５０を含む。磁場発生器４８は、保持器４６の上の空間を通じて磁場を発生するための手段である。無負荷検出器５０は、磁場内の保持器４６上に配置される本体のインピーダンスを検出し、検出されるインピーダンスが所定の値より小さいときに磁場を中断するための手段である。検出器５０の作用および食物保温装置１０との相互作用については、上述のとおりである。食物温め器４２は、従来の保持／温め器よりも多くの利点がある。食物保温装置１０、または他の磁気誘導加熱対象を、保持器４６上に配置するときだけ、電力を消費するので、装置４２のエネルギー効率は、従来の装置よりも大きい。さらに、加熱素子１６は、ヒーター４４の上に配置されている間ずっと、コア全体、そして食物保温装置１０の温度を自己調節する。ヒーターをずっと付けたままにしておけるので、利用者は、保温装置１０の熱が逃げるのを心配する必要がなく、より柔軟に使用できる。また、保温コア１４は、装置１０がヒーターから取り除かれた後、長時間、食物を温かく保つ。別の構成では、食物温め器４２は、鉛直に積み重ねられた食物保温装置１０の１段またはいくつかの段を収納する、断熱され、閉じることができるキャビネットを含む。ヒーター４４は、キャビネット内に配置される。キャビネットを閉じるために蓋が設けられる。この別の態様の食物温め器の磁場発生器としては、磁気誘導による金属硬化のために現用されている走査装置で利用されているような磁場コイルが挙げられる。これらのコイルは、中心内にほぼ均一な磁場を発生させるに十分な長さの形状を有する筒形コイルである。この磁場の強さは、磁気誘導コイルの中心に置かれたディナー用皿の中のフェライト材料の固有磁化によって、筒の中心で増大する。この装置からの電磁波の放出を低減するために、金属キャビネットおよび公知の他の磁気シールド方法によって、電磁シールドされる。コイルは、キャビネットの長さ方向にウオームギアによって駆動され、磁気誘導によって、食物保温装置のいくつかに一度にエネルギーを注入する。この装置は、大部分の病院で現用されているオーブン型の加熱給配器で必要とされる１〜２時間と比べてかなり効率的かつ迅速に、積み重ねた保温ディナー皿を加熱することができる。さらに、食物保温装置１０は、コアに隣接した中心区画だけが温かく、外周部２０は冷たく、触ることができる。その結果、皿を降ろしたり手に持っても、従来よりも比較的安全である。次の別の構成では、食物温め器４２は、鉛直に積み重ねられ、それぞれヒーター４４上に配置される食物保温装置１０の１段またはいくつかの段を収納する、断熱され、閉じることができるプラスチックス製または金属製のキャビネットを含む。キャビネットを閉じるために扉が設けられる。もう一つの別の態様は、入口と出口の間に複数の食物温め器１０を搬送するコンベアベルトを含むものである。磁場発生器と無負荷検出器は、コンベアに沿って配置され、食物保温器１０は、使用温度にされる。この装置は、水平または鉛直に並べられた複数の食物保温器１０を受け入れるように設計できる。ここで、図７において、別の温度を自己調節する食物保温器１００が、コーヒーポットの形態で示されている。装置食物保温器１００は、概略、コーヒーポットの上部１０２およびその上頂１０２にねじ込み式に結合される下部１０４とを有する。ねじ込み式に結合することによって、下部１０４からの上部１０２の分離して洗浄できる。もちろん、上部１０２と下部１０４は、相互に接着されていてもよい。下部１０４は、装置１００の中の中身を加熱するための固体状シート加熱素子１０６を有する。加熱素子１０６は、発泡断熱材、空隙、真空室、または公知の他の断熱手段を介して下部１０４の非金属製の外壁と断熱されている。コーヒーポットの上部１０２は、間に空隙を有する二重の透明なプラスチックスで断熱されている。装置１００の中身をよりよく断熱すれば、磁気誘導ヒーター４４からのより少ないエネルギー入力で、中身を一定の温度に維持することができる。固体シート加熱素子１０６がニッケル７３％および銅２７％の単一合金で形成された装置１００の試作品を用いて、Sunpentown Model SR-1330磁気誘導調理台で実験を行った。装置内のコーヒーの量に関係なく、１９０±２°Ｆの範囲で温度が調節されたことが実験で示された。Sunpentown Model SR-1330調理台は、平均で実験時間の約６７％の時間、磁場の出力を中断した。したがって、この調理台は、一定の温度を維持するために、３３％の時間だけ容器を実際に加熱していた。また、調理台の表面から約１／３２インチ、装置１００を持ち上げることによって、温度は１８２°Ｆに保持されることが実験で示された。この保持温度を低下させることは、容器を調理台の表面から約１／８インチ上にするまで、可能であった。そのとき、保持温度は１５５°Ｆであった。保持温度／高さの関係は、約（９°Ｆ）／（１／３２の高さの増加）の傾きの直線関係となる。それ異常の高さに持ち上げると、容器による調理台の磁気加熱の作動が停止され、容器の加熱がすべて停止される。調理台（すなわち磁気誘導コイル）から容器を持ち上げることによって、容器の保持温度が調節できることは、正確な保持温度を選択することができる、高さ調整器１０８を有するコーヒーメーカーの設計の可能とする。高さ調整器１０８は、コーヒーポットの保持具として機能する簡単なねじ込み蓋１１０である。ねじ込み蓋１１０は、コーヒーポットの保持温度を低くしたりあるいは高くするために、工場で設定した高さよりコーヒーポットを上げたり、下げたりするために、利用者によって回転される。保持温度／高さの関係は、直線関係となるので、高さ調整器は、選択される保持温度に、校正または工場で設定される。別の加熱素子１５０が、食物保温装置内に配置されて構成され、図８および９に示される。加熱素子１５０は、一般に、円盤状であり、素子１５０に複数の穴１５２を持つ構造を有する。素子１５０は、他の形状または寸法を有していてもよい。さらに、複数の凹部１５４が、素子１５０に形成される。凹部１５４は、装置内の食物が穴１５２を通って流れるように、食物保持装置の底から円盤を上げる働きをする。素子１５０を設けることによって、磁気誘導を使用して食物を加熱したり温度を保持するために特に設計されていない食物保温器を、容易に磁気誘導食物加熱器に転換することができる。さらに、断熱された食物保温器は、非常に効率的な温度自己調節装置にすることができる。図１０において、典型的なプラスチックス製蒸気食卓用平鍋１５８は、温度を自己調節する断熱された装置に転換される。加熱素子１５０は、平鍋１５８内に配置され、平鍋１５８の中身が磁気誘導加熱されるようにする。スリーブ１６０は、好ましくはポリカーボネート等のプラスチック材料で構成される。内張り１５８とスリーブ１６０の間の空間は、平鍋１５６の中身とスリーブ１６０の間を断熱し、従来の断熱材でスリーブ１６０の内側面をライニングまたは被覆することによって、さらに断熱される。そのような材料の１つとして、オフィスの窓を断熱化するために使用されるフィルムに見られるような低放射コーティング材がある。3M Corporationから市販されているフィルムを用いた実験では、熱損失が約２５％低減されることが示された。１５６のような装置に加熱素子１５０を使用することによって得られる１つの利点は、素子を簡便に取り外して、定期的に洗浄できることである。この簡便な洗浄性は、時間外に鉱物質の沈着物が汎用の加熱素子に付着する水槽に対しては特に重要である。さらに、磁気誘導調理器に採用されている磁場周波数、典型的には２０−５０Ｋｈｚによって、素子１５０内に誘起される超音波振動が石灰質等の鉱物質の沈着物、および腐食物の沈積を阻止する働きをする。円筒状の加熱素子２００を図１１に示す。この素子２００は、上下に開口端を有し、複数の穴２０２が穿設された壁構造を有する。加熱素子２００は、冷温または凍結食品の再加熱に使用するために構成されている。例えば、食物を冷却する前に、食物をポリ袋等の適当な容器に入れ、加熱素子を食物の中に入れる。次に、加熱素子２００が素子２００内に電流を誘起するための磁場の内側になるように配置し、素子２００を加熱して食物を再加熱することによって簡単に再加熱が行われる。そのように食物を再加熱することは、貯蔵された容器のままで行うことができる利点を有する。さらに、素子２００が温度自己調節性を有するため、食物の過熱が起こらない。保温ペレット２５０が、図１２に示される。このペレットは、被包殻２５２、被包殻２５２内に配置される保温コア２５４、およびコア２５４内に埋め込まれる加熱素子２５６を有する。コア２５４および加熱素子２５６は、それぞれ、好適態様におけるコア１４および素子１６と共通する。その結果、ペレット２５０は、ペレット２５０の周囲領域を加熱するための潜熱を蓄積可能な包接自在の単位を提供する。このペレット、または複数のペレットは、本明細書に記載された食物温め器４２によって加熱される。そのようなペレットは、Cambro Manifac turing Companyによって製造されている、断熱された食物運搬用台車に入れる場合に特に有用である。ポリオール５００ｇを含むペレット２５０の試作品は、断熱されたCambro 400MCの温度保持性を５０％以上向上させた。本発明のいくつかの特徴を有する食物温めポット３００を図１３に示す。ポット３００は、蓋３０１、本体３０２および本体３０２の内側に挿入された内張り３０４を有する。ポット３００の中身を磁気誘導加熱するために、加熱素子３０６が、本体３０２と内張り３０４の間に設けられている。加熱素子３０６は、素子３０６が内張り３０４に囲まれるように配設されている以外は、本明細書で先に記載した素子３４と同様である。ポット３００の中身の大部分を囲むように配設される加熱素子３０６を設けることによって、中身が等しくかつ効率的に加熱される。さらに、ポット３００を断熱化するために、断熱材３０８が、本体３０２と内張り３０４の間に設けられる。断熱材３０８は、前述の保温マトリックスでもよいが、また、発泡材あるいは他の適当な断熱材でもよい。前述のとおり、自己調節が行われる温度は、磁気誘導加熱素子と磁場源との間の距離を変えることによって調整される。また、自己調節の温度の変化は、それぞれ特有のキュリー温度を有する材料で構成された複数の加熱素子を入れることによっても達成される。図１４は、第１および第２加熱素子３５２、３５４を有する飲料用水差しの形態の食物用容器３５０を示す。加熱素子３５２、３５４は、素子３５２、３５４が、飲料用水差しの周囲に配設されていることを除いて、本明細書に先に吉舎された素子３４と同様のものである。スイッチ３５６は、素子３５２、３５４で形成される回路を選択的に開閉するために、素子３５３、３５４のそれぞれと接続されている。その結果、使用者は、容器３５０を第２素子３５４の自己調節温度に加熱するために、第１素子３５２の回路を選択的に切ることができ、その逆もできる。したがって、スイッチ３５６は、自己調節する温度を調整する手段を有する。ここで、図１５に、本発明の別の態様にしたがって構成されたコーヒーまたはエスプレッソカップ４００を示す。カップ４１０は、セラミックス材で構成された本体４１０を有する。本体４１０は、下部に中空部４２０を有する。粉末状アルミナ、または本発明の保温マトリックス等の熱伝導性材料４３０が、中空部４１０内に配設され、加熱素子４４０がその材料４３０内に配設される。下壁４５０は、中空部内に材料４３０および素子４４０を被包するために設けられる。一対の穴４６０が、壁４５０に形成され、ニューヨーク州オッシニングのAremco Product，Inc.から市販されているCeramabond 569等の接着剤で封止される。カップ４００は、多段階の工程で組み立てられる。最初に、本体４１０が、成形され、中空部４２０を形成する。次に、カップ４００の上下を逆にし、素子４４０が中空部４２０内に配置される。穴４６０を有する下の壁部４５０が、中空部４２０と周囲雰囲気の間に空気が流れるようにしながら、加熱素子４４０を被包するように配置される。このとき、カップ４００を焼き、釉薬をかけ、再度焼く。カップ４００が冷却した後、中空部４２０に材料４３０を充填する。上述のとおり、材料４３０は、十分な熱伝導性を示すとともに、カップ４００の割れを防止するために、素子４４０の加熱の間過剰の膨張を防止する粉末状のアルミナが好ましい。加熱の間、大きく膨張する材料４３０を用いる用途に、材料４３０が膨張してもカップ４００が割れないように、材料４３０の下に、発泡層を配置してもよい。上述のような相転移材を材料４３０の代わりに用いてもよい。材料４３０を中空部４２０内に配置したら、穴４６０を封止するために、接着剤を穴４６０内に注入する。接着剤を硬化させると、カップ４００が使用できる。使用に際しては、カップ４００は、コーヒーが本体４１０と接触して冷めないように、コーヒーを満たす前に、磁気誘導加熱される。エスプレッソのようなコーヒーでは、コーヒーの香りは、コーヒーの温度に直接関係するので、カップ４００は、コーヒーの温度の望ましくない低下を抑制するため、有利である。また、カップ４００は、エスプレッソを満たしながら、磁気誘導加熱され、カップに満たして移動するまで、エスプレッソの温度を調節する。本発明は、図示の実施態様について記載された。代替および変更を行ってもよく、請求の範囲に示す発明の範囲から逸脱しないで採用される均等物を採用することができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１０年６月２５日（１９９８．６．２５）【補正内容】請求の範囲１．磁場を発生するための磁場発生器と、前記磁場発生器に磁気的に結合された負荷のインピーダンスパラメータを検知するインピーダンス検出器とを有する磁気誘導ヒーター、および前記磁場と磁気的に結合するための位置にあり、強磁性誘導加熱素子を含む温度自己調節装置を有し、前記素子は前記素子を設定温度に加熱するために、前記磁場に感応し、前記インピーダンス検出器は、前記温度自己調節装置が、前記位置に残っている間は前記負荷インピーダンスを定期的に操作可能に検知し、前記負荷インピーダンスパラメータが設定値で補正された選択値以下であるときには磁場の磁場強さを低減されたレベルまで減少させ、前記負荷インピーダンスパラメータが前記選択値以上のときには前記磁場の磁場強さを増大させる、温度を自己調節する温め装置。２．前記温度自己調節装置が、前記磁場の外側位置に移動できる請求項１に記載の装置。３．設定温度を変更するために、前記温度自己調節装置と前記磁場発生器の間の距離を調整する調整器を有する請求項１に記載の装置。４．前記温度自己調節装置が、食物を保持するために操作可能な隔壁構造を有し、前記隔壁構造は前記素子に熱的に接触している請求項１に記載の装置。５．前記磁場の強さの低減されるレベルが、０である請求項１に記載の装置。６．前記インピーダンス検出器が、前記負荷インピーダンスパラメータが選択値以下に限り、前記低減されたレベルに磁場の磁場強さを維持するように操作可能である請求項１に記載の装置。７．前記負荷インピーダンスパラメータが、負荷インピーダンスに依存する誘導加熱回路パラメータである請求項１に記載の装置。８．前記インピーダンスパラメータが負荷インピーダンスに依存する誘導ヒーター回路パラメータの変化率の絶対値であり、前記インピーダンス検出器は、前記素子の負荷インピーダンスの変化率の絶対値を定期的に操作可能に決定し、該絶対値を選択値と比較し、絶対値が選択値より大きいときに磁場強さを低減レベルまで減少させる請求項１に記載の装置。９．前記温度自己調節装置が、前記素子と熱的に接触している固体状相転移熱保持材を含む請求項１に記載の装置。１０．前記固体状相転移熱保持材と接触する柔軟性結合材を含む請求項９に記載の装置。１１．前記設定温度が、前記素子のキュリー温度以上の温度である請求項１に記載の装置。１２．前記素子がニッケル一銅合金で形成される請求項１に記載の装置。１３．前記選択値が、前記設定温度を変更するために調整可能である請求項１に記載の装置。１４．前記装置を前記装置と磁気誘導ヒーターによって発生された磁場とを磁気的に結合する位置に配置し、該ヒーターは、前記磁場を発生させる磁場発生器と、磁場に磁気的に結合された負荷の負荷インピーダンスを検知するインピーダンス検出器とを有し、前記装置は、前記素子を設定温度に誘導加熱するための磁場に堪能する強磁性誘導加熱素子を有し、前記インピーダンス検出器を、前記温度自己調節装置が、前記位置に残っている間は前記負荷インピーダンスを定期的に操作可能に検知し、前記負荷インピーダンスパラメータが設定値で補正された選択値以下であるときには磁場の磁場強さを低減されたレベルまで減少させ、前記負荷インピーダンスパラメータが前記選択値以上のときには前記磁場の磁場強さを増大させる温度自己調節装置の温度を制御する方法。１５．前記設定温度を変更するために前記装置と前記磁場発生器の間の距離を調整する工程を有する請求項４に記載の方法。１６．前記設定温度を変更するために前記選択値を調整する工程を有する請求項１４に記載の方法。１７．前記装置が、食物を保持するために操作可能な隔壁構造を有し、前記隔壁構造は前記素子に熱的に接触している請求項１４に記載の方法。１８．前記磁場強さを、低減レベルとして０に低減する工程を有する請求項１４に記載の方法。１９．前記負荷インピーダンスが選択値以下である限り、磁場の磁場強さをｓ前記低減レベルに維持する工程を有する請求項１４に記載の方法。２０．前記設定温度が前記素子のキュリー温度以上である請求項１４に記載の方法。２１．前記インピーダンスパラメータが負荷インピーダンスに依存する誘導ヒーター回路パラメータの変化率の絶対値であり、前記インピーダンス検出器は、前記素子の負荷インピーダンスの変化率の絶対値を定期的に操作可能に決定し、該絶対値を選択値と比較し、絶対値が選択値より大きいときに磁場強さを低減レベルまで減少させる請求項１４に記載の方法。２２．前記装置が前記素子と熱的に接触する固体状相転移熱保持材を含む請求項１４に記載の方法。２３．前記固体状相転移熱保持材と接触する柔軟性結合材を含む請求項２２に記載の方法。２４．前記素子がニッケル−銅合金で形成される請求項１４に記載の方法。２５．固−固相転移の間に潜熱を蓄積するための固体状相転移材と、弾性材とをそれぞれ含む保温マトリックスであって、該弾性材は、相転移の間、マトリックス内の前記相転移材の膨張を許容し、前記相転移材および弾性材は、よく混合されて前記マトリックスを形成し、前記弾性材は柔軟性エポキシ結合材を含む保温マトリックス。２６．前記相転移材が、ポリヒドロキシ化合物およびＣ₂−Ｃ₄ポリアルキレンからなる群から選ばれる、請求項２５に記載のマトリックス。２７．前記相転移材が、ペンタエリスリトール、トリメチロールエタン、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、モノアミノペンタエリスリトール、ジアミノペンタエリスリトール、トリス（ヒドロキシメチル）酢酸、および架橋高密度ポリエチレンからなる群から選ばれる請求項２４に記載のマトリックス。２８．前記相転移材が、相転移温度で固−固相転移し、前記マトリックスが沿う転移温度以上の温度にマトリックスを加熱するためにマトリックス内に埋設された磁気誘導加熱素子を有し、前記素子が前記素子を加熱するために前記素子内に電流を誘起するための磁場に反応する強磁性材を含み、前記強磁性材が相転移温度より高いキュリー温度を有する請求項２５に記載のマトリックス。２９．前記素子がニッケル−銅合金で形成される請求項２８に記載のマトリックス。３０．加熱される物体に隣接して配設されるように適合された加熱可能な強固な形状の保持隔壁構造と、前記保温コアは、前記隔壁構造を選択的に加熱するために、隔壁構造に操作可能に熱的に接触され、相転移温度における固−固相転移の間に潜熱を蓄積するための固体状相転移材と、相転移材の膨張を許容するエポキシ結合材とを含み、相転移温度以上の温度に前記コアを加熱するためにコアと熱的の接触している磁気誘導加熱素子を有し、前記素子は、素子を加熱するために素子に電流を誘起させる磁場に堪能する強磁性材を含み、前記強磁性材は、相転移材の相転移温度と融点の間にキュリー温度を有する保温装置。３１．前記隔壁構造が、食物の保持に適合される請求項３０に記載の装置。３２．前記相転移材が、ペンタエリスリトール、トリメチロールエタン、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、モノアミノペンタエリスリトール、ジアミノペンタエリスリトール、トリス（ヒドロキシメチル）酢酸、および架橋高密度ポリエチレンからなる群から選ばれる請求項３０に記載の装置。３３．前記結合材が前記相転移材を被覆する請求項３０に記載の装置。３４．前記強磁性材がニッケル−銅合金で形成される請求項３０に記載の装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号６０／０４４，０７４ (32)優先日平成９年４月24日(1997．4．24) (33)優先権主張国米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号０８／９０２，８０３ (32)優先日平成９年７月30日(1997．7．30) (33)優先権主張国米国（ＵＳ） (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ【要約の続き】上に配置される食物保持装置（１０）を含む。

Claims

【特許請求の範囲】１．保持器、磁場発生手段、および前記発生手段によって発生される磁場内に配置される本体のインピーダンスを検出し、検出されるインピーダンスが所定のインピーダンス値以下に降下したときに磁場を中断させるためのインピーダンス検出手段を有する磁気誘導ヒーターと、食物を保持し、前記保持器の上で発生された磁場内に配置されるように形成され、前記食物保持器は、該食物を所定の温度に保持するために、該保持器に保持される食物と熱的に接触するように配置された磁気誘導加熱素子を有する、温度の自己調節器と、前記素子は、前記素子を加熱するために前記素子内に電流を誘起するための磁場に反応する強磁性材を含み、前記強磁性材は、前記所定の温度に対応するキュリー温度を有し、前記強磁性材が該キュリー温度以上に加熱されたときは、固有のインピーダンス値を有し、該固有のインピーダンス値は、前記食物保持器の温度を調節するために、前記キュリー温度以上に前記強磁性材が加熱されたときに前記インピーダンス検出手段が発生磁場を中断を中断させるように、所定のインピーダンス値より低い、温度を自己調節する食物温め器。２．前記インピーダンス検出器が、さらに、前記素子のインピーダンスが所定のインピーダンス値より大きくなることによって表わされる、強磁性材が前記キュリー温度以下に冷却したときを検出し、前記強磁性材が前記キュリー温度以下に冷却したときに磁場を再度発生させるために、磁場の中断後に加熱素子のインピーダンスを定期的に検出する手段を有する、請求項１に記載の食物温め器。３．前記加熱素子が、前記保持器から取り外しできる、請求項１に記載の食物温め器。４．磁場を発生させるための保持器を有する発生器と、加熱可能な食物と接触する隔壁を有する食物を保持するための保持手段と、食物を選択された温度に加熱するために、前記保持手段に保持された食物と熱的に接触するように配置され、前記保持器上に前記保持手段が配置されたときに、前記発生手段によって磁場に反応して電流を誘起させて選択された温度に加熱する強磁性材を含む磁気誘導加熱素子と、選択された温度を変更するために前記加熱素子と前記保持器の間の距離を調整するための調整手段とを有する食物温め器。５．前記調整手段が、前記保持器にねじ込まれる蓋を有する請求項４に記載の食物温め器。６．前記加熱素子が、前記保持手段から取り外し可能である、請求項４に記載の食物温め器。７．加熱可能な、食物と接触する隔壁と、第１の設定温度に前記隔壁を加熱するために前記隔壁と熱的に接触する第１の磁気誘導加熱素子と、第２の設定温度に前記隔壁を加熱するために前記隔壁と熱的に接触する第２の磁気誘導加熱素子と、前記第１および第２の素子のうちの一つを選択的に抑制し、前記隔壁が前記素子のうちの他の素子に対応する設定温度に加熱されるようにする手段とを有し、前記第１の素子は、第１の設定温度に第１の素子を加熱するための電流を第１の素子内に誘起するために、磁場源によって発生される磁場に反応する強磁性材を有し、前記第２の素子は、第１の設定温度に第１の素子を加熱するための電流を第１の素子内に誘起するために、磁場源によって発生される磁場に反応する強磁性材を有する、温度を自己調節する食物保持装置。８．食物と接触する隔壁と隔壁と熱的に接触する磁気誘導加熱素子とを有する食物保持装置を、加熱素子内に電流と対応インピーダンスを誘起させ、素子の温度を上げるための磁場発生手段によって発生された磁場内に配置する工程と、インピーダンス検出手段を用いて素子の前記対応インピーダンス値を検出する工程と、前記検出された対応インピーダンス値を設定インピーダンス値と比較する工程と、前記検出された素子の対応インピーダンス値が、設定インピーダンス値より小であるとき、磁場を中断させる工程とを有する食物保持装置を加熱する方法。９．さらに、前記検出された素子の対応インピーダンス値が、設定インピーダンス値より大であるとき、磁場発生手段で磁場を再発生させる工程を有する、請求項８に記載の方法。１０．磁場を発生させ、磁場内に配置された本体のインピーダンスを検出し、検出されたインピーダンスが、第１の設定インピーダンス以下に降下し、またはインピーダンスの変化率の絶対値が設定変化率を超えたいずれかの場合に、磁場の発生を中断するための発生手段を有する磁気誘導ヒーターを設ける工程と、設定温度に隔壁を加熱するための装置によって保持された食物と熱的に接触されるように配置された磁気誘導加熱素子を有する食物を保持するための装置を設ける工程と、発生手段を用いて磁場を発生させる工程と、磁場内に食物保持装置を配置して加熱素子を加熱するための電流および対応インピーダンスを誘起させる工程と、検出手段を用いて、素子の前記対応インピーダンスを検出する工程と、検出された対応インピーダンスを第１の設定インピーダンス値と比較する工程と、対応インピーダンス値における変化率の絶対値を決定する工程と、変化率の絶対値を設定変化率と比較する工程と、検出された対応インピーダンスが第１の設定インピーダンスより小、または対応インピーダンスにおける変化率の絶対値が設定変化率より大であるとき、磁場を中断させる工程を有する食物保持装置を加熱する方法。１１．固−固相転移の間に潜熱を蓄積するための固体状相転移材と、弾性材とをそれぞれ含む保温マトリックスであって、該弾性材は、相転移の間、マトリックス内の前記相転移材の膨張を許容し、前記相転移材および弾性材は、よく混合されて前記マトリックスを形成する保温マトリックス。１２．前記相転移材が、ポリヒドロキシ化合物およびＣ₂−Ｃ₄ポリアルキレンからなる群から選ばれる、請求項１１に記載のマトリックス。１３．前記相転移材が、ペンタエリスリトール、トリメチロールエタン、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、モノアミノペンタエリスリトール、ジアミノペンタエリスリトール、トリス（ヒドロキシメチル）酢酸、および架橋高密度ポリエチレンからなる群から選ばれる請求項１１に記載のマトリックス。１４．前記相転移材が、相転移温度で固−固相転移し、前記マトリックスが沿う転移温度以上の温度にマトリックスを加熱するためにマトリックス内に埋設された磁気誘導加熱素子を有し、前記素子が前記素子を加熱するために前記素子内に電流を誘起するための磁場に反応する強磁性材を含み、前記強磁性材が相転移温度より高いキュリー温度を有する請求項１１に記載のマトリックス。１５．十分に剛く、加熱可能な食物を接触する隔壁を有する食物保持手段、前記食物と接触する隔壁と隔壁と接触する食物を選択的に加熱するために前記隔壁と操作可能に結合され、相転移温度において生じる固−固相転移の間に潜熱を蓄積するための固体状相転移材を含むコア、および相転移温度以上の温度に前記コアを加熱するために、前記コアと熱的に接触する磁気誘導加熱素子を有し、前記素子は、前記素子を加熱するために前記素子内に電流を誘起させる磁場に反応する強磁性材を含み、前記強磁性材は前記相転移材の相転移温度と融点との間にキュリー温度を有する、保温、温度を自己する食物保持装置。１６．前記相転移材が、ペンタエリスリトール、トリメチロールエタン、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、モノアミノペンタエリスリトール、ジアミノペンタエリスリトール、トリス（ヒドロキシメチル）酢酸、およびＣ₂ −Ｃ₄ポリアルキレンおよび架橋高密度ポリエチレンからなる群から選ばれる請求項１５に記載の装置。１７．前記コアが、さらに、相転移の間、マトリック内の前記相転移材の膨張を許容し、かつ前記相転移材を被覆するための弾性手段を有する請求項１５に記載の装置。１８．前記磁気素子が、非磁性、電気伝導性基質を含む請求項１５に記載の装置。１９．前記強磁性材が、ニッケル−銅合金であり、前記基質が同およびアルミニウムからなる群から選ばれる材料で形成される請求項１８に記載の装置。２０．保持器、磁場発生手段、および前記発生手段によって発生される磁場内に配置される本体のインピーダンスを検出し、検出されるインピーダンスが所定のインピーダンス値以下に降下したときに磁場を中断させるためのインピーダンス検出手段を有する磁気誘導ヒーターと、前記保持器の上に、発生された磁場内に配置される、保温、温度自己調節、食物保持装置とを有し、前記食物保持器は、十分に剛く、加熱可能な、食物を接触する隔壁、前記隔壁と前記隔壁と接触する食物を選択的に加熱するために前記隔壁と熱的に結合される保温コア、前記コアは相転移温度における固−固相転移の間に潜熱を蓄積する固体状相転移材、および相転移温度以上の温度に前記コアを加熱するために前記コアと熱的に接触する磁気誘導加熱素子を有し、前記素子は、前記素子を加熱するために前記コアに電流を誘起させる磁場に反応する強磁性材を含み、前記強磁性材は前記相転移材の相転移温度と融点の間にキュリー温度を有し、前記強磁性材がキュリー温度以上に加熱された場合に中断インピーダンスを有し、前記素子の中断インピーダンスは、設定インピーダンスより低く、前記素子の強磁性材がキュリー温度以上に加熱されたとき、前記食物保持器の温度を調整するために、前記インピーダンス検出器が発生磁場を中断するようにしてなる、温度を自己調節する食物温め器。２１．前記磁気素子が、非磁性の電気伝導性基礎質を含む、請求項２０に記載の装置。２２．前記強磁性材が、ニッケル−銅合金であり、前記基質が銅およびアルミニウムからなる群から選ばれる材料で形成される請求項２１に記載の装置。２３．保持器を含む磁気誘導ヒーターと、磁場を発生する手段と、発生器による発生磁場内に配置された本体のインピーダンスを検出し、検出されるインピーダンスが、設定値以下に降下したときに磁場を中断させるインピーダンス検出手段とを設ける工程と、十分に剛く、加熱される食物と接触して食物を加熱する隔壁を有する保温、温度自己調節、食物保持装置と、前記隔壁および隔壁と接触する食物を選択的に加熱するために隔壁と結合された保温コア、相転移温度で生じる固−固相転移の間に潜熱を蓄積するための固体状相転移材を有するコア、およびコアを相転移温度以上に加熱するために、コアと熱的に接触する磁気誘導加熱素子を設ける工程と、発生手段を用いて磁場を発生させる工程と、素子を加熱するために素子内に電流と対応インピーダンスを誘起させるために、食物保持装置を、保持器上の磁場内に配置する工程と、インピーダンス検出手段を用いて素子の前記対応インピーダンスを検出する工程と、検出された対応インピーダンスを設定インピーダンス値と比較する工程と、検出された素子の対応インピーダンスが、設定インピーダンス値より小であるとき、磁場を中断する工程とを有する食物保持装置を加熱する方法。