KR100405284B1 - 물품을유도가열하기위한전원및그방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 강자성 분자들을 포함하는 물품의 유도가열을 위한 전원에 관한 것이다. 물품을 포함하는 장치는 제 1 사전 설정 기간동안 제 1 전력 레벨로 전자기장에 노출되며, 그 뒤에 제 2 사전 설정 기간 동안 제 2 전력 레벨로 전자기장에 노출된다. 종래의 전원과 달리, 물품은 손상되지 않고 오랜 시간 동안 전자기장에 노출될 수 있다.

Description

물품을 유도가열하기 위한 전원 및 그 방법{POWER SOURCE AND METHOD FOR INDUCTION HEATING OF ARTICLES}
다양한 기술은 초기 상태에서 목표된 특성을 나타내는 최종의 상태로 재료를 변화시키기 위하여 재료의 가열을 요구한다. 예를 들어, 가열은 가역성 배관 및 몰딩된 부품, 경화겔, 용융 또는 경화 접착제, 형상 형성재료의 활성화, 마른 잉크, 경화 세라믹, 초기 중합 반응, 초기 또는 가속된 촉매 반응, 또는 다른 응용분야 중 가열 처리부분과 같은 중합 가열 회복성 물품을 회복시키기 위해 사용된다.
재료가 가열되는 속도는 전체적인 공정의 효율성 및 유효성의 측면에서 매우 중요한 고려요소이다. 재료의 내부 중심까지 열을 균일하게 가한다는 것은 일반적으로 어려운 작업이다. 재료의 중심이 적절하게 가열되지 않는 경우, 초기 상태로부터 최종 상태로의 전달은 완전하게 또는 균일하게 발생할 수 없다. 선택적으로, 물품의 중심에서 목표 온도를 얻기위하여 표면에 과도한 열을 가하게 되는 경우에는, 상기 과열에 의하여 재료의 표면에 손상을 입힐 수 있다.
외부 가열의 단점 때문에, 부피 또는 내부 가열 방법은 빠르고, 균일하고,그리고 효과적인 가열을 제공하는 데 적절하다. 1995년 1월 3일에 Monovoukas에게 특허되었으며 "로드된 재료의 유도 가열"이라는 명칭으로 여기에서 참조로써 통합되는 미국 특허 제 5,378,879호에 기술되어 있듯이, 부도체를 고속으로, 균일하게, 선택적으로, 그리고 제어된 방식으로 가열하기 위하여 유도가열이 사용될 수 있다. 비자성 및 전기적 부도체는 자기장에 투명한 성질을 가지므로, 발열을 위하여 자기장과 결합될 수 없다. 그러나, 상기 재료는 그 재료 내부의 강자성 입자들을 균일하게 분포시키고 교번의 고주파 전자기장에 노출시킴으로써 자기 유도 가열에 의하여 가열될 수 있다. 유도가열을 위한 강자성 입자들은 비전도, 비자성 호스트 재료에 첨가되고 유도코일에 생성된 것과 같은 고주파의 교번 자계에 노출된다. 강자성 입자들의 온도는 그들의 퀴리(Curie) 온도에 도달할 때까지 상승하며, 그후에 상기 입자들은 그 온도에서 자체조절(self-regulating) 된다.
강자성 입자의 유도가열이 빠르고, 효율적이며, 퀴리 온도에서 자체조절되는동안, 물품의 다른 성분은 강자성 입자의 가열에 사용되는 전력 레벨에 놓이게 되면 손상될 수 있다. 예를 들어, 절연체로 피복된 구리 와이어의 경우, 구리는 유도 가열되지만, 구리는 퀴리 온도를 갖지 않기 때문에 온도가 자체조절되지 못하고 전력이 공급되는 동안 계속 가열된다. 그러므로, 구리를 둘러싼 절연체는 구리에 의해 발생된 열 때문에 계속 가열되므로 손상을 입는다. 성분에 손상을 주지않고 물품이 적절히 가열되는 윈도우 기간(window period)은 존재한다고 해도 매우 짧을 수 있다.
본 발명은 물품을 전자기장에 노출시킴으로써 물품을 가열하기 위한 전원 및 그 물품을 가열하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 전원의 회로도.
도 2는 유체 블록을 형성하는 장치의 사시도.
도 3은 본 발명의 이중 전력 시스템에서의 물품에 관한 온도 대 시간 그래프.
윈도우 기간을 확장시키고, 사전설정된 기간동안 제 1 전력 레벨로 전자기장에 물품을 노출시키고 그후에 전력 레벨을 낮춤으로써 유도가열에 의하여 물품 가열의 결과를 향상시키는 것은 가능한 일이다.
(1)(a) 전자기 방사에 의해 가열되지 않는 호스트 재료, 및
(b) 상기 호스트 재료에 분산 배치되어 있고 퀴리 온도를 가지는 강자성 입자들을 포함하는 조성물; 및
(2) 전자기 방사에 의하여 가열될 수 있고 퀴리 온도를 가지지 않는 재료로 구성된 로시(lossy) 성분을 포함하는 어셈블리를 전자기 방사에 의해 가열하기 위한 방법으로써,
(A) 상기 강자성 입자 및 상기 로시 성분을 가열하는 제 1 전력의 전자기 방사에 상기 어셈블리를 노출시키는 단계, 그리고
(B) 상기 노출 단계 (A)직후에, 상기 제 1 전력의 방사보다 낮은 비율로 상기 로시 성분을 가열하는 제 2 전력의 전자기 방사에 상기 어셈블리를 노출시키는 단계를 포함하는 방법.
본 발명의 제 2양상은
(1)(a) 호스트 재료; 및
(b) 상기 호스트 재료에 분산 배치된 강자성 입자들을 포함하는 조성물; 및
(2) 온도가 자체조절되지 않는 로시 성분을 포함하는 물품의 가열장치로써,
(A) 유도 가열 코일에 전력을 공급하는 전원;
(B) 상기 강자성 입자들이 유도가열로 가열되어 제 1온도에 도달하도록 제 1 전력 레벨로 전력을 공급하는 제 1 세팅부; 및
(C) 상기 제 1 전력 레벨로부터 감소된 제 2 전력 레벨으로 전력을 공급하는 제 2 세팅부를 포함하며, 상기 제 2 세팅부는 상기 물품의 다른 부분에서 발생된 열이 감소되는 동안 상기 강자성 입자들이 상기 제 1온도로 유지되거나 또는 제 1 온도 근처의 온도로 유지되도록 하는 장치.
본 발명의 또다른 양상은 다수의 금속 와이어를 포함하고, 강자성 입자들이 분산 배치된 호스트 재료를 가지는 접착제를 포함하는 블록화된 케이블 장치로서,
상기 접착제는:
(1) 제 1 전력 레벨로 유도 가열 코일에 전력을 공급하여 강자성 입자들이 제 1 온도에 도달하도록 하는 단계; 그리고
(2) 상기 단계 (1) 직후에, 제 1 전력보다 적은 제 2 전력에서 유도가열 코일에 전력을 공급함으로써, 상기 강자성 입자들이 제 1 온도로 유지되거나 또는 제 1 온도 근처의 온도로 유지되고 상기 와이어에서 발생된 열이 감소되어 상기 장치에서 발생된 열이 상기 장치로부터 손실된 열과 거의 동일하게 되는 단계를 포함하는 방법에 의해 가열되는 장치.
본 발명의 다른 양상은 장치를 가열하는 방법으로서:
(1) 다수의 금속 와이어를 제공하는 단계;
(2) (a) 호스트 재료; 및
(b) 상기 호스트 재료에 분산 배치된 강자성 입자들을 포함하는 물품을 상기 와이어에 근접하게 배치시키는 단계;
(3) 상기 물품 둘레에 커버를 제공하는 단계;
(4) 상기 장치를 제 1 전력에서 유도 코일의 전자기 방사에 노출시킴으로써 가열하는 단계를 포함하는데, 상기 강자성 입자들은 130℃ 내지 220℃의 제 1 온도에 도달하며; 그리고
(5) 상기 단계 (4) 직후에, 상기 장치를 상기 제 1 전력의 15-40%인 제 2 전력에서 전자기장에 노출시킴으로써 가열하는 단계를 포함하며, 상기 강자성 입자들은 장치의 다른 부분에서 발생된 열을 낮추는 동안 130℃ 내지 220℃의 온도로 유지되며, 상기 장치의 다른 부분에서 발생된 열은 상기 장치로부터 손실되는 열과 거의 동일한 방법.
본 발명의 다른 특징 및 이점들은 첨부된 도면을 참조로 상세하게 설명된다
본 발명은 유도 코일에서 형성되는 것과 같은 전자기장에 물품을 노출시킴으로써 물품을 가열하기 위한 장치를 포함한다. 유도가열은 물품을 전자기장에 노출시킴으로써 내부에 형성된다. 전술된 Monovoukas에 의하여 개시된 것과 같은 강자기 입자들은 빠르게, 내부적으로, 균일하게 그리고 선택적으로 가열되고 온도가 자체조절되는 효율적인 물품을 제공한다. 각 애플리케이션에서, 물품은 초기 상태로부터 새로운 상태으로의 변환을 위하여 가열된다. 호스트 재료는 비전도성, 비자성이며, 열처리에 바람직한 임의의 물질일 수도 있다. 예를 들면, 젤, 접착제, 폼, 잉크, 및 튜빙(tubing)과 같은 중합 가열 회복성 물품을 포함한다. 가열 회복성 물품은 열처리시에 그 입체 구성이 실질적으로 변화할 수 있는 물품이다. 보통, 상기 물품은 가열시에 이전에 변형된 형태에서 원래의 형상으로 회복된다.
한가지 전력만을 가하는 종래의 가열방법에서, 전력은 물품이 퀴리 온도에 도달한 후에도 일정한 온도로 유지된다. 로시(lossy) 성분인 나머지 성분은 계속 가열되므로, 성분의 손상없이 실링(sealing)이 효율적으로 이루어지는 윈도우 기간은, 존재할 경우, 비교적 짧아야 한다.
사전설정된 기간 이후에, 제 1 전력에서 제 2 전력으로 전력 레벨을 낮춤으로서, 본 발명은 효율적인 실링이 발생할 수 있는 더 긴 윈도우 기간을 제공한다. 또한, 윈도우 기간을 갖지 않는 많은 경우에도, 본 발명은 효율적인 실링이 발생하는 윈도우를 생성한다. 임의의 애플리케이션에 대하여, 윈도우 기간은 무한하게 연장되어 호스트 재료의 연소도 제 2, 감소된 전력에서 발생하지 않는다(예로써 테이블 I에 기술된 샘플 11-22 참조).
본 발명을 이용하여, 물품은 급속히 가열되며, 어떠한 성분에도 손상을 주지 않는다. 본 발명에서 금속 와이어와 같은 로시 성분을 포함하는 물품은 제 1 사전설정된 기간 동안 제 1 전력에서 유도 코일의 전자기장에 노출됨으로써 가열된다.호스트 재료 속의 강자성 입자들이 퀴리 온도에 도달하면, 입자들은 감소된 전력으로 그들의 퀴리온도를 유지하지만, 최소 전력이 요구된다. 그후에 물품은 제 2 사전설정된 기간동안 제 2 전력으로 즉시 가열되며, 제 2 전력은 제 1 전력으로부터 감소된 것이다. 제 1 전력 및 제 1 사전 설정 기간은 강자성 입자들이 제 1 온도, 바람직하게 퀴리온도에 도달하도록 하는 것이며, 제 2 전력은 강자성 입자들이 제 1 온도 또는 그 근처에서 유지되지만, 절연된 구리 와이어와 같은 물품의 다른 부분에서 발생된 열은 감소되도록 하는 전력이다. 물품의 다른 부분에서 생성된 열은 전도 및 방사를 통해 손실된 열과 거의 동일하다. 제 1 전력 레벨은 전체 전력이 될 수 있으며, 제 2 전력 레벨은 유도와 방사로 인해 손실된 열이 물품에 추가된 열과 동일한 온도에서 호스트 재료를 유지시키기에 충분하다. 물품의 전도 및 방사에 의하여 손실된 열은 열전쌍을 사용하거나 물품의 단면을 검사함으로써 측정될 수 있다. 상기 측정에서, 목표된 제 2 전력레벨을 결정할 수 있다. 제 2 전력 레벨은 바람직하게 전체전력의 5-70%, 더 바람직하게 10-50%이며, 가장 바람직하게는 15-40%이다. 열전쌍의 측정은 제 1 및 제 2 사전설정 기간을 결정하기 위하여 사용될 수 있다. 전체전력에서 목표 온도에 도달하면, 전력 레벨은 전술과 같이 제 2 전력 레벨로 감소된다. 제 2 사전설정 기간은 윈도우 내에서 완전한 실링을 충분히 보장한다.
제 1 및 제 2 전력 그리고 사전 설정 기간은 각각 제 1 및 제 2 세팅에 의하여 세팅되며, 그것은 단일 타이머, 또는 각 전력에 대한 개별 타이머 및 상응하는 사전설정 기간에 의하여 제어될 수 있다. 중요한 것은 강자성 입자들이 제 1 사전설정 기간동안에 제 1 전력 레벨로 전자기장에 노출될 때 퀴리 온도에 도달하는 것은 바람직하지만, 본 발명에 있어서 입자들이 퀴리 온도에 도달하는 것이 필수적인 것은 아니며, 어떤 경우에는, 제 1 온도가 강자성 입자들의 퀴리 온도보다 낮은 것이 더 바람직할 수 있다는 것이다.
선택적인 실시예에서, 방법은 상응하는 제 3의 사전설정 기간 동안 부가적인 제 3의 전력에서의 가열을 포함할 수 있다. 제 3의 전력은 제 1 및 제 2 전력 보다 크거나 적을 수 있고 사전 설정 기간동안 완전히 차단된 전력을 포함할 수도 있다. 만약 필요한 경우, 제 1 및 제 2 전력 그리고 제 3의 전력은 적용가능하다면 주기적으로 재사용될 수 있다.
전술된 바와 같이, 본 발명에서 사용된 강자성 입자들은 바람직하게 전술된 바와 같이 Monovoukas에 의하여 개시된 것이며, 입자들의 선택은 더욱 빠르고, 더욱 균일하며 더욱 제어된 가열을 얻을 수 있다. 이러한 입자들은 유리하게 박편의 형태, 즉 얇은 디스크 형태를 가진다. 이들 입자들의 열형성 효율은 호스트 재료의 목표된 비율이 필수적으로 불변하도록 호스트 재료에서 입자들보다 작은 퍼센트 부피를 허용한다. 본 발명에서 사용된 입자들은 바람직하게 제 1, 제 2 그리고 제 3의 직교 크기를 포함하는 구성을 가지며, 제 1 및 제 2 직교 크기 각각은 제 3의 직교 크기의 적어도 5배이다. 더 큰 크기의 제 1 및 제 2 직교 크기는 각각 약 1㎛ 및 약 300㎛ 사이가 바람직하다. 또한 강자성 입자들을 포함하는 성분은 그 부피에 있어서 0.5% 및 약 10% 사이의 양이 바람직하다. 임의의 애플리케이션에서, 예를 들어, 높은 열비율(heat rate)이 요구되며 점성도, 파단신율(elongation tobreak), 또는 전도성과 같은 임의의 특성이 절충될 수 있는 경우, 로드형(rod-like) 입자들 또는 더 큰 농도의 입자들이 사용될 수 있다. 그러나 중요한 것은 본 발명은 강자성 입자들의 어떠한 조합 조합물 및 구성도 고려되어야만한다는 것이다.
도 1은 발진전압의 발전기(2)용 회로를 나타낸다. 그리드 피드백 신호를 만드는 방법은 발진기에 따라 다르다. 본 실시예는 하틀리(Hartley)형 발진기를 포함하는 2.5kW 발전기를 포함한다. 발진 회로는 탱크 회로(4)를 포함한다.
탱크 회로(4)는 탱크 코일(8) 및 워크 코일(10)과 병렬로 접속된 일련의 탱크 커패시터(6)를 포함하는 장치를 설명한다. 커패시터에 저장된 에너지는 CV2/2이며, 상기 V는 등가 커패시터 C에 의하여 충전된 전압이다. 상기 에너지는 탱크 코일 및 워크코일의 인덕턴스(L)를 통해 전달되므로, L= 탱크코일의 인덕턴스 + 워크코일의 인덕턴스이며 에너지는 다시 커패시터(6)으로 돌아간다. 이 에너지 발진 과정의 속도 즉, 발진 주파수(f)는 다음의 L 및 C의 값에 따라 다르다.
f =
Figure pct00001
상기 방법에서, 일정 양의 에너지가 탱크코일(8) 및 워크코일(10)에 의하여 손실되므로 감쇠 발진이 발생한다. 이러한 손실들을 보충하기위하여, 탱크회로(4)는 진공관(12)의 판(14)를 통하여 추가 전력이 공급된다.
탱크 코일(8)은 그리드 코일(16)에 전류를 유도한다. 탱크 및 그리드 코일 전류는 서로 180˚의 위상차를 가진다. 그리드 코일(16)은 탱크 코일(8)로부터 진공관 (12)의 그리드 코일(15)로 에너지를 결합시킨다. 진공관(12)에 대하여 그 전압을 변화시킴으로써 그리드 회로(18)는 탱크 회로(4)로의 전자의 흐름을 제어한다.
탱크회로(4)에서의 발진효과는 탱크코일(8) 및 워크코일(10) 내에 큰 RF 전류를 발생시킨다. 워크코일(10)을 통한 상기 큰 RF 전류의 전송은 그에 비례하여 열을 발생하는 자계를 형성한다. 물품은 유도에 의하여 가열되도록 워크코일(14) 내에 배치시킨다.
도 1은 주파수를 자동 매칭하는 탱크 회로 발생기를 참조로 하여 설명된다. 그러나 중요한 것은 고정된 주파수 발진기 또한 사용될 수 있다는 것이다.
바람직한 실시예에서, 본 발명은 예를 들어 케이블을 따라 유체를 전달하는 케이블 내의 블록을 형성하기 위한 장치에서 사용될 수 있으며, 상기 케이블은 전술된 Monovoukas와 1990년 11월 20일 Seabourne등에게 특허된 "케이블에서 유체 전달을 막기위한 블록킹 장치"라는 명칭의 미국 특허 제 4,972,042호에 기술된 바와 같이 다수의 와이어들을 포함하며 여기에서 참조로써 통합된다. 도 2에 도시된 바와 같은 케이블 블록킹 장치는 강자성 입자들이 내부에 분산 배치된 호스트 재료를 포함하는 접착제를 포함한다. 케이블 블록킹 장치(20)은 일반적으로 연장하는 대략 5개의 개구단 통로(24)를 가지는 평평한 보디 구조(22)를 포함한다. 각 통로(24)는 슬롯(26)을 따라 와이어를 배치시키고 와이어(28)를 통로(24) 안으로 삽입함으로써 전기와이어(28)가 통로에 간단히 삽입되도록 하는, 통로와 연관된 슬롯(26)을 가진다. 어떤 수의 와이어라도 통로 및 와이어의 상대적 크기에 따라 각통로에 삽입되는 것이 가능하다. 본 실시예에서, 모든 슬롯은 구조물과 같은 측면상에 배치된다. 보디 구조가 평평한 보디인 것처럼 도시되었지만, 와이어에 근접하게 배치된 바디 구성의 임의의 형태, 와이어 다발내의 와이어를 둘러싸거나 와이어 다발내에 배치된 어느 한 형태, 또는 와이어를 수용하기 위한 개구부를 포함하는 어떠한 구조도 본 발명의 범위 내에 있다
장치는 워크코일(14) 내에 배치되며 제 1 사전설정 기간 동안 제 1 전력을 가지는 전자기 방사에 노출됨으로써 가열된다. 강자성 입자들에 의하여 도달된 온도는 80℃ 내지 360℃이며, 바람직하게 100℃ 내지 250℃이며, 가장 바람직 하게 130℃ 내지 220℃이다. 직후에, 장치는 제 2 사전설정 기간동안 제 2 전력을 가지는 전자기 방사에 노출됨으로써 가열되며, 제 2 전력은 제 1 전력보다 적으며, 바람직하게 제 1 전력의 5-70%, 더 바람직하게 10-50%, 가장 바람직하게 15-40%이다. 강자성 입자들의 온도는 80℃ 내지 360℃, 바람직하게 100℃ 내지 250℃, 가장 바람직하게 130℃ 내지 220℃이다.
바람직한 실시예에서, 커버는 가열시에 물품(22)의 점성도가 감소되기 때문에 조성물의 유동을 제어하기 위하여 블록킹 구조를 둘러쌓는다. 커버는 블록킹 구조물의 둘레에 놓인 열회복성 슬리브일 수 있다. 열회복성 슬리브는 블록킹 구조와 함께 회복하며, 따라서 전체 장치는 가열된다. 선택적으로, 커버는 제거될 수 있다. 예를 들어, 커버는 가열동안에 블록킹 구조물을 지지하며 그 후에 제거되는 폴리테트라플루오르에틸렌 클램프(polytetrafluoroethylene clamp)를 포함한다.
도 3은 가열되는 물품의 온도(T) 대 시간(t)을 나타낸다. 본 발명에서 이중 전력 레벨을 사용하므로, 일단 시간(t1)에서 원하는 온도(T1)가 얻어지면, 전력은 로시 성분에 의해 발생된 열이 상기 경우에 전도와 방사에 의하여 손실된 열과 동일한 레벨로 감소된다. 상기 방법에서, 장치의 원하는 온도는 유지된다. 제 2 전력 레벨은 작동 온도 범위에서 장치의 온도를 유지하기에 충분하며, 이 경우 실링 온도(T')인 약 130℃와, 원하는 온도(T")의 약간 높은 온도인 약 160℃ 사이이다. 전체 전력에서, 장치의 온도는 로시 성분이 가열되기 때문에 계속 가열되며(도 3 참조), 결과적으로 장치에 손상을 입힌다.
샘플 1-14
샘플 1-9 및 비교되는 샘플 10-14은 1피트 길이의 57개 와이어 다발을 제공함으로써 준비되며, 그 각각은 150℃의 정격온도를 갖는 교차결합되지 않은(non-cross-linked) 폴리에틸렌을 포함한다. 각각의 다발은 29개의 20-게이지 와이어, 17개의 18-게이지 와이어, 4개의 14-게이지 와이어, 4개의 단일의 피복 편복선(braided coaxwire) 그리고 3개의 꼬임쌍을 포함한다. 각 다발의 와이어는 스태거된(staggered) 6개의 5-채널 콤(comb)에(도 2에서의 물품(22)와 같이) 삽입되어 있다. 40mm 길이의 열회복성 튜빙은 그후에 각 다발의 둘레에 놓이게 된다. 샘플 1-9의 절차에 따라서 준비된 샘플은 26초동안 약 1500W, 즉 전체 전력에서 U-채널 유도코일에 의하여 전자기장에 노출된다. 이후에, 28초까지의 추가기간동안 전력은 약 500W까지 감소된다. 샘플 1-9의 절차에 따라서 준비된 샘플은 최초 노출뒤 28초 후에 실링되도록 계산되어 있다. 샘플 1-9의 절차에 따라서 준비된 와이어는 54초(전체 전력에서 26초와 감소된 전력에서 28초의 합)동안 전자기장에 노출된 후 손상된다. 비교 샘플 10-14는 약 1500W 전력, 즉 전체 전력에서 각각 24,26,28, 32, 및 34초 동안 U-채널 유도코일에 의하여 전자기장에 노출된다. 샘플 10-14의 절차에 따라서 준비된 와이어는 전체 전력에서 전자기장에 노출된 34초후에 손상된다. 그러므로, 샘플 1-9의 절차에 따라서 준비된 샘플들의 윈도우 기간은 24초(52초의 전체 시간보다 실링을 위한 28초가 작은 수치)이다. 샘플 10-14를 위한 프로시져에 따라서 준비된 샘플들의 윈도우는 6초(총 32초의 시간보다 실링을 위한 26초가 작은 수치)이다.
샘플 15-22
샘플 15-22는 샘플 1-14와 같이 준비된다. 샘플 15-22는 19초동안 약 1500W, 즉 전체 전력에서 U-채널 유도코일에 의하여 전자기장에 노출된다. 이어서, 36초 까지의 추가기간동안 전력은 약 500W까지 감소된다. 샘플 15-22의 절차에 따라서 준비된 샘플은 22초 후에 실링되도록 계산되어 있다. 샘플 15-22의 절차에 따라서 준비된 와이어는, 58초(전체 전력에서 19초와 감소된 전력에서 39초의 합)이후에 손상의 기미가 없으면, 그때 전자기장에의 노출이 중단된다. 샘플 15-22의 절차에 따라서 준비된 샘플들의 윈도우 기간은 적어도 36초(58초의 전체 시간보다 실링을 위한 22초가 적은 수치)이다.
샘플 23-31
샘플 23-31은 샘플 1-14와 같이 준비된다. 샘플 23-31은 와이어들이 9피드길이라는 점에서 이전의 샘플들과 다르다. 샘플 23-31은 26초동안 약 1500W, 즉 전체 전력에서 U-채널 유도코일에 의하여 전자기장에 노출된다. 이후에, 30초까지의 추가기간동안 전력은 약 500W까지 감소된다. 샘플 23-31의 절차에 따라서 준비된 샘플들은 30초 후에 실링되도록 계산되어 있다. 샘플 23-31의 절차에 따라서 준비된 와이어는, 58초(전체 전력에서 26초와 감소된 전력에서 32초의 합) 후에 손상의 기미가 없으면, 그때 전자기장에의 노출이 중단된다. 샘플 23-31의 절차에 따라서 준비된 샘플들의 윈도우 기간은 적어도 30초( 58초의 전체 시간보다 실링을 위한 28초가 적은 수치)이다.
비교되는 샘플
상기에서 설명한 예들은 접착제에 분산 배치된 강자성 입자들을 포함하는 실시예와 관련하여 본 발명을 설명한다. 전술된 바와 같이, 중요한 것은 강자성 입자들은 겔, 폼, 잉크, 세라믹, 또는 열회복성 물품과 같은 가열될 수 있는 어떠한 호스트 재료 내에도 분산 배치될 수 있다는 것이다.
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Claims (20)

  1. (1) 전자기 방사에 의해 가열되지 않은 호스트 재료, 및 상기 호스트 재료에 분산 배치되어 있고 퀴리 온도를 가지는 강자성 입자들을 포함하는 조성물; 및
    (2) 전자기 방사에 의해 가열될 수 있고 퀴리 온도를 가지지 않는 재료로 구성된 로시(lossy) 성분을 포함하는 어셈블리를 전자기 방사에 의해 가열하는 방법으로서,
    (A) 상기 강자성 입자들 및 상기 로시 성분을 가열하는 제 1 전력의 전자기 방사에 상기 어셈블리를 노출시키는 단계; 및
    (B) 상기 노출 단계(A) 직후에, 상기 제 1 전력의 방사보다 낮은 비율로 상기 로시 성분을 가열하는 제 2 전력의 전자기 방사에 상기 어셈블리를 노출시키는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 어셈블리는 상기 단계(A)에서 제 1 온도에 도달하고, 상기 제 2 전력은 상기 단계(B)의 로시 성분 내에서 발생된 열이 상기 어셈블리로부터 손실된 열과 거의 동일하도록 하는 것을 특징으로하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 강자성 입자들은 상기 단계(A)에서 제 1 온도에 도달하고, 상기단계(B)에서 상기 제 1 온도로 유지되거나 또는 상기 제 1 온도 근처의 온도로 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1 온도는 130 ℃ 내지 220 ℃인 것을 특징으로하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 전력은 상기 제 1 전력의 15-40%인 것을 특징으로하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 로시 성분은 금속 와이어이며, 절연 중합체로 둘러 싸여진 것을 특징으로하는 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 로시 성분은 상기 단계 (A) 및 (B) 동안 고체이며, 상기 조성물은 상기 단계(B)동안 유동하는 것을 특징으로하는 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 어셈블리는 상기 단계(B) 동안 상기 조성물의 유동을 제어하는 커버를 더 포함하는 것을 특징으로하는 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 커버는 열회복성 슬리브를 포함하며, 상기 슬리브는 상기 단계 (A) 및 (B)에서 회복되는 것을 특징으로하는 방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 커버는 제거될 수 있는 것을 특징으로하는 방법.
  11. (1) 호스트 재료, 및 상기 호스트 재료에 분산 배치된 강자성 입자들을 포함하는 조성물; 및
    (2) 온도가 자체조절되지 않는 로시 성분을 포함하는 물품을 가열하기 위한 장치로서,
    (A) 유도 가열 코일에 전력을 공급하는 전원;
    (B) 상기 강자성 입자들이 유도가열로 가열되어 제 1 온도에 도달하도록 상기 제 1 전력 레벨로 전력을 공급하는 제 1 세팅부; 및
    (C) 상기 제 1 전력 레벨로부터 감소된 제 2 전력 레벨로 전력을 공급하는한 제 2 세팅부를 포함하는데, 상기 제 2 세팅부는 상기 물품의 다른 부분에서 발생된 열이 감소되는 동안 상기 강자성 입자들이 상기 제 1 온도로 유지되거나 또는 상기 제 1 온도의 근처 온도로 유지되도록 하는 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 물품의 다른 부분에서 발생된 열은 상기 물품에서 손실된 열과 거의 동일한 것을 특징으로하는 장치.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 제 1 온도는 130 ℃ 내지 220 ℃인 것을 특징으로하는 장치.
  14. 다수의 금속 와이어를 포함하고, 강자성 입자들이 분산 배치되어 있는 호스트 재료를 가지는 접착제를 포함하는 블록화된 케이블 장치에 있어서,
    상기 접착제는:
    (1) 제 1 전력에서 유도가열 코일에 전력을 공급하여 강자성 입자들이 제 1 온도에 도달하도록 하는 단계; 그리고
    (2) 상기 단계(1) 직후에, 제 1 전력보다 적은 제 2 전력에서 유도가열 코일에 전력을 공급함으로써, 강자성 입자들은 제 1 온도로 유지되거나 또는 상기 제 1 온도 근처의 온도로 유지되고, 와이어에서 발생된 열이 감소되어 상기 케이블 장치에서 생성된 열이 상기 케이블 장치로부터 손실된 열과 거의 동일하게 되는 단계를 포함하는 방법에 의해 가열되는 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 제 1 온도는 강자성 입자들의 퀴리온도 또는 상기 퀴리온도 근처의 온도인 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 제 1 온도는 130 ℃ 내지 220 ℃인 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 장치를 가열하는 방법으로서,
    (1) 다수의 금속 와이어를 제공하는 단계;
    (2) 호스트 재료, 및 상기 호스트 재료에 분산 배치된 강자성 입자들을 포함하는 물품을 상기 와이어에 근접하게 배치시키는 단계;
    (3) 상기 물품 둘레에 커버를 제공하는 단계;
    (4) 상기 장치를 제 1 전력에서 유도 코일의 전자기 방사에 노출시킴으로써 가열하는 단계를 포함하는데, 상기 강자성 입자들은 130℃ 내지 220℃의 제 1 온도에 도달하며; 그리고
    (5) 상기 단계(4) 직후에, 상기 장치를 상기 제 1 전력의 15-40%인 제 2 전력에서 전자기장에 노출시킴으로써 가열하는 단계를 포함하며, 상기 강자성 입자들은 장치의 다른 부분에서 발생된 열을 낮추는 동안 130℃ 내지 220℃의 온도로 유지되며, 상기 장치의 다른 부분에서 발생된 열은 상기 장치로부터 손실되는 열과 거의 동일한 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 단계(4) 이전에 상기 블록킹 구조의 둘레에 상기 커버를 고착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 커버는 열수축성 슬리브를 포함하며, 상기 슬리브는 상기 단계 (4) 및 상기 단계 (5)에서 회복되는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 17항에 있어서,
    상기 제 1 온도는 상기 강자성 입자들의 퀴리온도 또는 상기 퀴리온도 근처의 온도인 것을 특징으로 하는 방법.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7323666B2 (en) 2003-12-08 2008-01-29 Saint-Gobain Performance Plastics Corporation Inductively heatable components
US9561066B2 (en) 2008-10-06 2017-02-07 Virender K. Sharma Method and apparatus for tissue ablation
US9561068B2 (en) 2008-10-06 2017-02-07 Virender K. Sharma Method and apparatus for tissue ablation
US10695126B2 (en) 2008-10-06 2020-06-30 Santa Anna Tech Llc Catheter with a double balloon structure to generate and apply a heated ablative zone to tissue
US10064697B2 (en) 2008-10-06 2018-09-04 Santa Anna Tech Llc Vapor based ablation system for treating various indications
CN102238920B (zh) 2008-10-06 2015-03-25 维兰德.K.沙马 用于组织消融的方法和装置
SE535799C2 (sv) * 2011-05-27 2012-12-27 Aa & R Carton Lund Ab Metod för tillverkning av en förpackning innefattande sammanfogning av en första och en andra materialbit
EP2945556A4 (en) 2013-01-17 2016-08-31 Virender K Sharma METHOD AND DEVICE FOR TISSUE REMOVAL
US11331140B2 (en) 2016-05-19 2022-05-17 Aqua Heart, Inc. Heated vapor ablation systems and methods for treating cardiac conditions
JP2021525598A (ja) 2018-06-01 2021-09-27 サンタ アナ テック エルエルシーＳａｎｔａ Ａｎｎａ Ｔｅｃｈ Ｌｌｃ 多段階蒸気ベースのアブレーション処理方法並びに蒸気発生及びデリバリー・システム

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4032740A (en) * 1975-04-07 1977-06-28 Illinois Tool Works Inc. Two-level temperature control for induction heating
CA1268107A (en) * 1984-07-19 1990-04-24 Alfred Fuller Leatherman Thermoset bonding agent for non-distortion joining of self-supporting thermoset component parts
EP0188777B1 (de) * 1985-01-16 1989-03-15 Walter Rose GmbH & Co. KG Kabelmuffe mit einer querschnittlich kreuzförmigen Vorrichtung zum Stützen von in Kabelmuffen einlaufenden Kabelenden
EP0404209A1 (en) * 1985-06-28 1990-12-27 Metcal Inc. Ferromagnetic element with temperature regulation
JP2530812B2 (ja) * 1985-12-12 1996-09-04 富士電機株式会社 高周波誘導加熱装置
GB8614369D0 (en) * 1986-06-12 1986-07-16 Raychem Ltd Blocking arrangement
US4969968A (en) * 1988-07-22 1990-11-13 William C. Heller, Jr. Method of inductive heating with an integrated multiple particle agent
US5117613A (en) * 1991-04-11 1992-06-02 Tocco, Inc. Induction heating and package sealing system and method
US5231267A (en) * 1991-04-26 1993-07-27 Metcal, Inc. Method for producing heat-recoverable articles and apparatus for expanding/shrinking articles
US5248864A (en) * 1991-07-30 1993-09-28 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method for induction heating of composite materials
US5378879A (en) * 1993-04-20 1995-01-03 Raychem Corporation Induction heating of loaded materials

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Publication number Publication date
KR19980702867A (ko) 1998-08-05
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US5672290A (en) 1997-09-30
JP3881378B2 (ja) 2007-02-14
JPH11502358A (ja) 1999-02-23
AU5361196A (en) 1996-10-02
DE69633115D1 (de) 2004-09-16
EP0815708A1 (en) 1998-01-07
BR9607203A (pt) 1997-11-11

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