KR20200081468A

KR20200081468A - 열적으로 단열된 모듈들 및 관련된 방법들

Info

Publication number: KR20200081468A
Application number: KR1020207016242A
Authority: KR
Inventors: 슈리람 라다크리쉬난; 데이비드 에이치. 레이드; 아르네 에이치. 레이드; 피터 로치
Original assignee: 컨셉트 그룹 엘엘씨
Priority date: 2017-11-06
Filing date: 2018-11-06
Publication date: 2020-07-07
Also published as: JP2021502527A; CA3081818A1; US20200326028A1; CN111542249A; EP3706608A1; WO2019090345A1; EP3706608A4

Abstract

그사이에 제 1 의 밀봉되고 진공화된 단열 공간을 가지는 제 1 구성요소 및 제 1 쉘과, 유도 가열을 일으키도록 구성된 전류 캐리어를 포함하는 열적으로 단열된 모듈들이 제공된다. 또한, 부가적인 제조 및 다른 응용들을 포함하는, 다양한 응용들에서, 개시된 열적으로 단열된 모듈들을 활용하는 방법들이 제공된다.

Description

열적으로 단열된 모듈들 및 관련된 방법들

본 출원은 미국 특허 출원번호가 62/581,966인 "세라믹 재료들을 포함하는 진공 단열된 구조들(Vacuum Insulated Structures Comprising Ceramic Materials)"(2017년 11월 6일 출원)과 미국 특허 출원번호가 62/658,022인 "열적으로 단열된 모듈들 및 관련된 방법들(Thermally-Insulted Modules And Related Methods)"(2018년 4월 16일 출원)의 장점과 우선권을 주장하며, 양쪽 출원들 모두는 임의의 및 모든 목적들을 위해 그 전체로서 참조로 본 명세서에 포함되어 있다.

본 개시 내용은 열적인 단열 구성요소들의 분야에 관한 것이다.

예를 들어, 부가적인 제조(additive manufacturing)를 포함하는 많은 응용들에서, 작업 재료(working material) 외부의 환경으로 방출되는 과도한 열을 최소화하면서, 작업 재료를 가열할 필요가 있다. 다른 응용들에서, 작업 재료를 가열하는데 사용되는 모듈이 상대적으로 차가운 외관을 유지하면서, 작업 재료를 가열할 필요가 있다. 따라서, 가열된 작업 재료의 어느 정도의 열적인 단열을 유지하면서 작업 재료의 가열을 허용하는 열적으로 단열된 모듈들을 위한 기술에 대한 오랫동안 느껴온 수요가 있다.

서술된, 오랫동안 느껴온 수요를 만족시키는 데 있어서, 본 개시 내용은, 부가적인 제조 및 재료 프로세싱과 같은 높은 성능의 응용들을 포함하는 다양한 응용들에서 사용하기에 적합한, 단열 모듈들을 제공한다. 개시된 모듈들은, 작업 재료를 또한 열적으로 단열시키면서, 특히 작업 재료의 제어가능한 가열을 허용한다.

한 측면에서, 본 개시 내용은, 단열 모듈들에 있어서, 비전도성 제 1 쉘; 전도성 제 1 구성요소; 및 유도 가열을 일으키도록 구성된 전류 캐리어를 포함하고, 제 1 쉘은 제 1 구성요소 주위에 배치되고, (a) 제 1 쉘은 밀봉되고 진공화된 단열 공간을 포함하고, (b) 제 1 쉘 및 제 1 구성요소는 그 사이에 제 1 의 밀봉되고 진공화된 단열 공간을 가지고, (c) 제 1 구성요소는 밀봉되고 진공화된 단열공간을 포함하거나, 또는 (a), (b), 및 (c) 중의 임의의 하나 또는 그 이상인, 단열 모듈들을 제공한다.

또한, 단열 모듈들에 있어서, 전도성 제 1 쉘; 비전도성 제 1 구성요소; 및 유도 가열을 일으키도록 구성된 전류 캐리어를 포함하고, 제 1 쉘은 제 1 구성요소 주위에 배치되고, (a) 제 1 쉘은 밀봉되고 진공화된 단열 공간을 포함하고, (b) 제 1 쉘 및 제 1 구성요소는 그 사이에 제 1 의 밀봉되고 진공화된 단열 공간을 가지고, (c) 제 1 구성요소는 밀봉되고 진공화된 단열공간을 포함하거나, 또는 (a), (b), 및 (c) 중의 임의의 하나 또는 그 이상인, 단열 모듈들이 제공된다.

또한, 단열 모듈들에 있어서, 비전도성 제 1 쉘; 비전도성 제 1 구성요소; 및 유도 가열을 일으키도록 구성된 전류 캐리어를 포함하고, 제 1 쉘은 제 1 구성요소 주위에 배치되고, (a) 제 1 쉘은 밀봉되고 진공화된 단열 공간을 포함하고, (b) 제 1 쉘 및 제 1 구성요소는 그 사이에 제 1 의 밀봉되고 진공화된 단열 공간을 가지고, (c) 제 1 구성요소는 밀봉되고 진공화된 단열공간을 포함하거나, 또는 (a), (b), 및 (c) 중의 임의의 하나 또는 그 이상인, 단열 모듈들이 제공된다.

또한, 단열 모듈의 내부 쉘 내에 배치된 작업 재료의 온도를 유도 가열에 의해 증가시키기 위해서, 본 개시내용에 따른 단열 모듈의 전류 캐리어를 작동시키는 단계를 포함하는, 방법들이 제공된다.

부가적으로, 단열 모듈에 있어서, 유도 가열에 민감한 재료를 포함하는 제 1 쉘과, 유도 가열에 민감한 재료의 유도 가열을 일으키도록 구성된 전류 캐리어를 포함하고, 제 1 쉘은 그안에 제 1 의 밀봉되고 진공화된 단열 공간을 가지는, 단열 모듈들이 제공된다.

또한, 단열 모듈에 있어서, 밀봉되고 진공화된 단열 공간을 포함하는 제 1 쉘과, 제 1 쉘 내에 배치되고, 유도 가열에 민감한 재료를 포함하는 제 1 구성요소로서, 제 1 쉘 내에 배치되고, 소모품(consumable)을 수용하도록 구성된, 상기 제 1 구성요소와, 제 1 구성요소의 유도 가열을 일으키도록 구성된 유도 가열 코일을 포함하는, 단열 모듈들이 개시된다.

축척으로 반드시 그려지지는 않은 도면들에서, 유사한 숫자들은 유사한 구성요소들을 상이한 관점으로 서술할 수 있다. 상이한 문자 접미사들을 가지는 유사한 숫자들은 유사한 구성요소들의 상이한 경우들을 나타낼 수 있다. 도면들은 일반적으로 예로서, 그러나 한정에 의한 것은 아닌 방식으로, 본 문서에서 논의된 다양한 측면들을 예시한다.

도 1은 본 발명에 따른 단열 공간을 구체화하는 구조의 부분 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 다른 구조의 단면도이다.
도 3은, 단열 공간의 표면상에 스페이서 재료의 층을 포함하는, 도 2의 구조에 대한 대안의 구조의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 냉각 장치의 부분 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 대안의 냉각 장치의, 단면에서의, 부분 사시도이다.
도 6은, 확장 챔버를 포함하는, 도 5의 냉각 장치의 단부의, 단면에서의, 부분 사시도이다.
도 7은 도 4 내지 도 6의 냉각 장치들로부터의 대안의 가스 주입구 구성을 가진 냉각 장치의 부분 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 컨테이너의, 단면에서의, 부분 사시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 듀어(Dewar)의, 단면에서의, 사시도이다.
도 10은 개시된 공업기술의 실시예의 컷어웨이(cutaway) 도면이다.
도 11A는 개시된 공업기술의 예시적인 실시예를 제공하는 도면이다.
도 11B는 개시된 공업기술의 예시적인 실시예를 제공하는 도면이다.
도 11C는 개시된 공업기술의 예시적인 실시예를 제공하는 도면이다.
도 12A는 개시된 공업기술의 예시적인 실시예를 제공하는 도면이다.
도 12B는 개시된 공업기술의 예시적인 실시예를 제공하는 도면이다.
도 12C는 개시된 공업기술의 예시적인 실시예를 제공하는 도면이다.

본 개시내용은, 본 개시내용의 부분을 형성하는, 첨부된 도면들 및 예들과 연결되어 취해진 다음의 상세한 설명을 참조하여 더 용이하게 이해될 수 있다. 본 발명은, 여기서 서술되고 및/또는 도시된, 특정 장치들, 방법들, 응용들, 조건들, 또는 파라미터들에 한정되지는 않는다는 점이 이해되어야 하고, 여기서 사용된 용어는 단지 예로서 특정 실시예들을 서술할 목적을 위한 것이며 청구된 발명을 한정하기 위해 의도된 것은 아니라는 점이 이해되어야 한다.

또한, 첨부된 청구항들을 포함하는 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태들 "a", "an", 및 "the" 는 복수를 포함하고, 특정 숫자 값에 대한 참조는 적어도(at least) 그 특정값을 포함하며, 문맥이 달리 명료하게 지시하지 않았다면 그러하다. 여기서 사용된, 용어 "복수(plurality)" 는 하나 이상을 의미한다. 값들의 범위가 표현될 때, 다른 실시예는 하나의 특정 값에서 및/또는 다른 특정 값까지를 더 포함한다. 유사하게, 선행된 "약(about)"의 사용에 의해, 근사 값들로서 그 값들이 표현될 때, 특정 값이 다른 실시예를 형성한다는 점이 이해될 것이다. 모든 범위들은 포괄적이고 조합가능하며, 단계들이 임의의 순서로 수행될 수 있음이 이해되어야 한다.

별개의 실시예들의 맥락에서 여기에 명료하게 서술된, 본 발명의 어떤 특징들은, 단일 실시예와 조합되어 제공될 수도 있다는 점이 이해되어야 한다. 반대로, 간략하게 단일 실시예의 맥락에서 서술된 본 발명의 다양한 특징들은 또한 별개로 제공될 수 있거나, 또는 임의의 서브컴비네이션으로 제공될 수 있다. 본 명세서에서 언급된 모든 문서들은 임의의 및/또는 모든 목적들을 위해 그 전체로서 본 명세서에 포함되어 있다.

또한, 범위들에서 언급된 값들에 대한 참조는 그 범위 내의 각각의 및 모든 값을 포함한다. 부가하면, "포함하는(comprising)" 이라는 용어는 표준적이고 확장가능한 의미를 가지는 것으로 이해되어야 하지만, 또한 "구성하는(consisting)"이라는 것을 아우르는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, A 부분 및 B 부분을 포함하는 장치는, A 부분 및 B 부분에 부가 하여, 부분들을 포함할 수 있지만, 또한, A 부분 및 B 부분 만으로 형성될 수도 있다.

미국 특허들 7,681,299 및 7,374,063 (임의의 및 모든 목적들을 위해 그 전체로서 참조로 본 명세서에 포함됨)에서 설명된 바와 같이, 그 공간으로부터의 환기구(vent) 또는 다른 출구를 향해 그 공간 내의 가스 분자들을 인도하도록 단열 공간의 기하구성(geometry)이 될 수 있다. 진공 단열 공간의 폭은 공간의 길이를 통해서 균일할 필요는 없다. 그 공간을 정의하는 하나의 면이 그 공간을 정의하는 다른 면을 향해 수렴하도록, 그 공간은 각을 이룬 부분(angled portion)을 포함할 수 있다. 단열 공간은, 단열 공간이 그 사이에 형성되는 벽들 사이에서, 직접적인 접촉을 감소시키거나 제거하는 재료(예를 들어, 세라믹 스레드(thread), 세라믹 리본, 세라믹 리본)를 포함할 수 있다.

그 결과로서, 면들을 분리하는 거리는, 환기구가 진공 공간과 통하는 위치에서 그 거리가 최소로 인접하게 되도록, 환기구에 인접하여 변동할 수 있다. 저분자 농도의 조건들 동안에 가스 분자들과 가변-거리 부분 사이의 상호작용은 가스 분자들을 환기구로 향하게 하도록 작용한다.

그 공간의 분자를 인도하는 기하구성은 그 공간을 진공화하기 위해 구조의 외부에 부여된 것보다 더 깊은(deeper), 그 공간 내에 밀봉될, 진공을 제공한다. 그 공간내의 더 깊은 진공이라는 이러한 약간 직관에 어긋나는 결과는, 본 발명의 기하구성이, 가스 분자가 그 공간을 들어가는 것보다는, 떠날, 확률을 현저하게 증가시키기 때문에 달성된다. 사실상, 그 단열 공간의 기하구성은, 반대쪽 방향에서의 통과를 차단하면서, (환기구에 의해 정의된 출구 경로를 통해) 한쪽 방향에서의 가스 분자들의 자유로운 통과를 용이하게 하기 위해, 체크 밸브처럼 기능한다.

단열 공간의 기하구성에 의해 제공된, 더 깊은 진공들과 연관된 다른 장점은 그것이 진공화된 공간 내의 게터(getter) 재료에 대한 필요성 없이 달성가능하다는 점이다. 게터 재료 없이 그와 같은 깊은 진공들(deep vacuums)을 발전시키는 능력은, 공간 제약이 게터 재료의 사용을 제한하는, 좁은 폭의 단열 공간들을 가지는 장치들과, 미니어처 스케일의 장치들에서, 더 깊은 진공들을 제공한다.

진공 공간을 정의하는 표면들 상의 저-방사율(low-emissivity) 코팅들과 같은, 다른 진공-향상 특징들이 또한 포함될 수 있다. 그 기술 분야에서 일반적으로 알려진, 그러한 코팅들의 반사 표면들은 복사 에너지(radiant energy)의 열-전달 광선들(rays)을 반사하는 경향이 있다. 코팅된 표면을 통해 복사 에너지의 통과를 제한하는 것은 진공 공간의 단열 효과를 향상시킨다.

몇가지 실시예들에서, 물품은, 단열 공간으로부터의 가스 분자들에 대한 출구 경로를 제공하기 위해, 단열 공간과 통하는 환기구와, 단열 공간을 그 사이에 정의할 거리만큼 이격된 제 1 및 제 2 벽들을 포함할 수 있다. 환기구는, 그 환기구를 통한 가스 분자들의 진공화에 뒤따라, 단열 공간 내에서 진공을 유지하도록 밀봉가능하다.

제 1 및 제 2 벽들 간의 거리는, 단열 공간 내의 가스 분자들이 단열 공간의 진공화 중에 환기구를 향하도록, 환기구에 인접한 단열 공간의 일부분에서 가변적이다. 환기구를 향한 가스 분자들의 방향은 가스 분자들에게, 단열 공간에 대한 입장(ingress)보다는 퇴장(egress)에 더 큰 확률을 부여하고, 그에 의해 단열 공간에서 게터 재료를 요구하지 않고서 더 깊은 진공을 제공한다.

본 발명에 따른 가스 분자 인도 기하구성(gas molecule guiding geometry)을 가지는 구조들의 구성은 재료들의 임의의 특정 카테고리에 한정되지 않는다. 본 발명에 따른 단열 공간들을 구체화하는 구조들을 형성하기 위한 적합한 재료들은, 예를 들어, 금속들, 세라믹들, 중금속들(metalloids), 또는 그것들의 조합을 포함한다.

공간의 수렴(convergence)은 다음의 방식으로 분자들의 인도(guidance)를 제공한다. 구조의 기하구성이 제 1 차수 효과가 되도록, 공간의 진공화 중에 가스 분자 농도가 충분히 낮게 될 때, 공간의 가변 거리 부분의 수렴 벽(converging wall)들은 공간 내의 가스 분자들을 환기구를 향해 보낸다.

진공 공간의 수렴 벽 부분의 기하구성은 체크 밸브 또는 다이오드처럼 기능하는데, 가스 분자가 그 공간을 떠날 확률이 들어갈 확률보다 크게 증가되기 때문에 그러하다.

구조의 분자-인도 기하구성이 분자의 입장 대 퇴장의 상대적인 확률에 대해 가지는 효과는, 진공 공간의 수렴-벽을 입자들의 흐름에 직면하는 깔때기(funnel)로 유추설명함으로써, 이해될 수 있다.

입자 흐름에 대한 깔때기의 배향(orientation)에 의존하여, 깔때기를 통과하는 입자들의 수는 크게 변할 것이다. 입자 흐름이 깔때기 배출구 보다는 깔때기 주입구의 수렴 면들에 우선 접촉하도록 깔때기가 배향될 때, 큰 수의 입자들이 그 깔때기를 통과할 것이라는 점은 분명하다.

깔때기와 같은 공간으로부터 가스 입자들을 인도하기 위해, 단열 공간에 대한 수렴 벽 출구 기하구성을 구체화하는 장치들의 다양한 예들이 여기서 제공된다. 본 발명의 가스 인도 기하구성이 수렴 벽 깔때기 구성에 한정되지 않으며, 그대신에, 가스 분자 인도 기하구성의 다른 형태들을 활용할 수 있음이 이해되어야 한다.

몇가지 예시적인 진공-단열된 공간들(및 그러한 공간들을 형성하고 이용하기 위한 관련된 기술들)이, 예를 들어, PCT/US2017/020651; PCT/US2017/061529; PCT/US2017/061558; PCT/US2017/061540; 및 미국 공개특허 출원들 2017/0253416; 2017/0225276; 2017/0120362; 2017/0062774; 2017/0043938; 2016/0084425; 2015/0260332; 2015/0110548; 2014/0090737; 2012/0090817; 2011/0264084; 2008/0121642; 및 2005/0211711 에서 발견될 수 있으며, 임의의 및 모든 목적들을 위해 그 전체로서 참조로 본 명세서에 모두 포함되어 있다. 그러한 공간은 인슐론(Insulon™) 공간이라고 불릴 수 있다. 그러나, 다음의 구성들은 단지 예시적인 것이고, 개시된 공업기술은 앞서의 구성들 중 임의의 것에 따라 반드시 이루어질 필요는 없다는 점이 이해되어야 한다.

도면들

첨부된, 비-한정적인 도면들에 관한 부가적인 상세사항이 여기에 제공된다.

도면들을 언급하면, 여기서 유사한 숫자들은 유사한 요소들을 식별하는 것이고, 가스 분자 인도 기하구성을 가지는 본 발명에 따른 구조(110)의 단부 일부분이 도 1에 도시된다. 구조(110)는 본 발명의 가스 분자 인도 기하구성을 명확히 보여주기 위해 선택된 스케일로 도 1에 나타난다. 그러나, 본 발명은 도시된 스케일에 한정되지 않으며, 소형화된 장치들에서부터 매우 큰 치수들의 단열 공간들을 가지는 장치들까지 임의의 스케일의 장치들에 대한 응용을 가진다. 구조(110)는, 고리 모양의 공간(annular space)(16)을 그 사이에 정의하도록 배열되고 크기가 정해진, 내부 및 외부 튜브들(112, 114)을 각각 포함한다. 튜브들(112, 114)은, 진공 공간(116)과 통해 있고, 외부와 통해 있는, 환기구(118)를 형성하도록 한쪽 단부에서 서로 맞물린다. 환기구(118)는, 예를 들어, 구조(110)가 진공 챔버에 배치될 때와 같이 진공이 외부에서 인가될 때, 공간(116)으로부터 가스 분자들을 내보내기 위한 진공화 경로를 제공한다.

환기구(118)는 진공-밀봉 공정에서 가스 분자들의 제거에 뒤따라 단열 공간 내에 진공을 유지하기 위해 밀봉가능하다. 현재의 선호되는 형태에서, 구조(110)의 공간(116)은 튜브들(112, 114)을 함께 납땜함으로써 밀봉된다. 진공-밀봉된 구조의 진공화 환기구를 밀봉하기 위한 납땜의 이용은 일반적으로 그 기술 분야에 알려져 있다. 환기구(118)를 밀봉하기 위해, 납땜 재료(도시되지 않음)는, 납땜 공정 이전에 환기구(118)에 의해 정의된 진공화 경로가 재료에 의해 차단되지 않는 그런 방식으로, 그 단부들에 인접한 튜브들(112, 114) 사이에 위치된다. 그러나, 진공화 공정 중에, 충분한 열이 그 납땜 재료를 녹일 정도로 구조(110)에 가해져서, 그것이 모세관 작용에 의해 환기구(118)에 의해 정의된 진공화 경로로 흘러가게 된다. 흘러가는 납땜 재료는 환기구(118)를 밀봉하고 진공화 경로를 차단한다. 그러나, 환기구(118)를 밀봉하기 위한 납땜 공정은 본 발명의 필수조건은 아니다. 야금학적 또는 화학적 공정들과 같은, 환기구(118)를 밀봉하는 대안의 방법들이 사용될 수 있다.

구조(110)의 기하구성은 다음의 방식으로 단열 공간(116)에서 가스 분자 움직임을 가져온다. 분자의 운동 거동에 관한 맥스웰의 가스 법칙의 주요 가정은, 더 높은 농도의 가스 분자들에서, 가스 분자들간에 일어나는 상호작용들의 수는, 가스 분자들을 위한 컨테이너와 함께 가스 분자들이 가지는, 상호작용들의 수에 비해서 클 것이라는 가정이다. 이들 조건들 하에서, 가스 분자들의 움직임은 무작위(random)이며, 그러므로, 컨테이너의 특별한 모양에 의해 영향받지는 않는다. 그러나, 예를 들어, 단열 공간의 진공화 중에 발생하는 것과 같이, 가스 분자들의 농도가 낮게 될 때, 분자 대 분자 상호작용들은 더이상 지배적이지 않으며, 무작위한 분자 운동의 상기의 가정은 더 이상 유효하지 않다. 본 발명에 관련하여, 가스 분자 대 컨테이너 상호작용들에서의 상대적인 증가 때문에, 진공화 중에 가스 분자 농도가 감소될 때, 진공 공간의 기하구성은 제 2 차수 시스템 효과라기보다는 제 1 차수 시스템 효과가 된다.

단열 공간(116)의 기하구성은 그 공간(116) 내의 가스 분자들을 환기구(118)를 향해 인도한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 고리 모양의 공간(116)의 폭은 구조(110)의 길이에 걸쳐서 균일하지 않다. 그 대신에, 외부 튜브(114)는, 외부 튜브가 튜브들의 단부에 인접한 내부 튜브(112)를 향해 수렴하도록, 각을 이룬 부분(120)을 포함한다. 그 결과로서, 튜브들(112, 114)을 분리하는 방사상 거리가 환기구(118)에 인접하여 변해서, 환기구(118)가 공간(116)과 통하는 위치에 인접하여 방사상 거리가 최소가 된다. 더 상세하게 서술되겠지만, 낮은 분자 농도의 조건들 동안 튜브들(112, 114)의 가변 거리 부분과 가스 분자들 간의 상호작용은 가스 분자들을 환기구(118)로 향하게 하도록 작용한다.

공간(116)의 분자 인도 기하구성은, 그 공간을 진공화하기 위해 구조(110)의 외부에 부여된 것보다 더 깊은, 진공이 공간(116) 내에 밀봉되는 것을 제공한다. 공간(116) 내의 더 깊은 진공의 이러한 약간 비-직관적인 결과는 달성되는데, 왜냐하면 본 발명의 기하구성이 가스 분자가 그 공간에 들어가는 것보다 그 공간을 떠날 확률을 현저하게 증가시키기 때문이다. 사실상, 단열 공간(116)의 기하구성은, 반대쪽 방향에서의 경로를 차단하면서 (환기구(118)에 의해 정의된 출구 경로를 통해서) 한쪽 방향에서 가스 분자들의 자유로운 통과를 용이하게 하도록, 체크 밸브처럼 기능한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 구조(110)의 튜브(114)의 각을 이룬 부분(120)은, 튜브(114)가 튜브(112)를 향해 수렴함에 따라서, 튜브(114)의 단부로 연장된다. 그러나, 이것은 필수 조건은 아닌데, 튜브의 단부 가까이까지 연장되지 않는 각을 이룬 부분을 튜브가 포함할 수 있기 때문이다. 일예로서, 튜브는 제 1 내부 직경을 가지는 제 1 영역을 가질 수 있는데, 이러한 제 1 영역은 가변 직경을 가지는 각을 이룬 영역으로 전이하고, 이러한 각을 이룬 영역은 제 2 내부 직경을 가지는 제 2 영역으로 전이하고; 제 1 및 제 2 영역들은 서로 평행할 수도 있다.(제 2 내부 직경은 제 1 내부 직경보다 더 작을 수 있음).

단열 공간(116)의 기하구성에 의해 제공된 더 깊은 진공들과 연관된 장점은 그것이 진공화된 공간(16) 내의 게터(getter) 재료에 대한 필요성 없이 달성가능하다는 점이다. 게터 재료 없이 그러한 깊은 진공들을 발전시키는 능력은, 공간 제약이 게터 재료의 사용을 제한하는, 좁은 폭의 단열 공간들을 가지는 장치들과, 미니어쳐 스케일의 장치들에서 더 깊은 진공들을 제공한다.

비록 요구되지는 않았지만, 게터 재료는 본 발명에 따른 가스 분자 인도 구조를 가지는 진공화된 공간에서 사용될 수 있다. 진공 공간을 정의하는 표면들 상의 저-방사율(low-emissivity) 코팅들과 같은, 다른 진공 향상 특징들이 또한 포함될 수 있다. 그 기술분야에서 일반적으로 알려진, 그러한 코팅들의 반사 면들은 복사 에너지(radiant energy)의 열 전달 광선들을 반사하는 경향이 있다. 코팅된 면을 통과하는 복사 에너지의 경로를 제한하는 것은 진공 공간의 단열 효과를 향상시킨다.

본 발명에 따른 가스 분자 인도 기하구성을 가지는 구조들의 구성은 임의의 특정한 카테고리의 세라믹들에 한정되지는 않는다.

적합한 세라믹 재료들은, 예를 들어, 알루미나(Al₂O₃), 뮬라이트(mullite), 지르코니아(ZrO₂)(이트리아-안정화, 이트리아 부분-안정화, 및 마그네시아 부분-안정화 지르코니아를 포함), 실리콘카바이드, 실리콘 질화물(silicon nitride), 및 다른 유리-세라믹 조합들을 포함한다.

도 1에 도시된 구조(110)를 다시 언급하면, 공간(116)의 가변 거리 부분에서 내부 튜브(112)를 향한 외부 튜브(114)의 수렴은 다음의 방식으로 분자들의 인도를 제공한다. 구조의 기하구성이 제 1 차수 효과가 되도록 가스 분자 농도가 공간(116)의 진공화 동안에 충분히 낮게 될 때, 공간(16)의 가변 거리 부분의 수렴 벽들은 공간(16) 내의 가스 분자들을 환기구(18)를 향해 보낼 것이다. 진공 공간(16)의 수렴 벽 부분의 기하구성은 체크 밸브 또는 다이오드처럼 기능하는데, 가스 분자가 공간(16)에 들어올 확률보다 나갈 확률이 크게 증가되기 때문에 그러하다.

구조(110)의 분자 인도 기하구성이 분자의 퇴장 대 입장의 상대적인 확률들에 대해 가지는 효과는 입자들의 흐름에 직면하는 깔때기로 진공 공간(116)의 수렴 벽 부분을 유추설명함으로써 이해될 수 있다. 입자 흐름에 대한 깔때기의 배향에 의존하여, 깔때기를 통과하는 입자들의 수는 크게 변할 것이다. 입자 흐름이 깔때기 배출구 보다는 깔때기 주입구의 수렴 면들에 우선 접촉하도록 깔때기가 배향될 때, 더 큰 수의 입자들이 깔대기를 통과할 것이라는 점은 분명하다.

도 10은 대안의 실시예의 도면을 제공한다. 그 도면에 도시된 바와 같이, 단열된 물품은 내부 튜브(102)와 외부 튜브(104)를 포함할 수 있는데, 튜브들은 그 사이에 단열 공간(108)을 정의한다. 내부 튜브(102)는 또한 그 안에 속공간(lumen)을 정의하고, 그 속공간은 단면(예를 들어, 직경)(106)을 가질 수 있다. 단열 공간(108)은 밀봉가능한 환기구(118)에 의해 밀봉될 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 내부 튜브(102)는 외부 튜브(104)를 향해 외부로 치솟는 일부분(120)을 포함할 수 있는데, 외부 튜브(104)을 향해 수렴하기 위해서이다.

공간(108)의 가변 거리 부분에서 내부 튜브(102)를 향한 외부 튜브(104)의 수렴은 다음의 방식으로 분자들의 인도를 제공한다. 구조의 기하구성이 제 1 차수 효과가 되도록 공간(108)의 진공화 동안 가스 분자 농도가 충분히 낮게 될 때, 공간(108)의 가변 거리 부분의 수렴 벽들은 공간(108) 내의 가스 분자들을 환기구(118)를 향해 보낼 것이다. 가스 분자가 공간(108)에 들어가는 것보다 나갈 확률이 크게 증가되기 때문에, 진공 공간(108)의 수렴 벽 부분의 기하구성은 체크 밸브 또는 다이오드처럼 기능한다.

깔대기와 같은 공간으로부터 가스 입자들을 인도하도록 단열 공간에 대한 수렴 벽 출구 기하구성을 구체화하는 장치들의 다양한 예들이 도 2 내지 도 7에 도시되어 있다. 그러나, 본 발명의 가스 인도 기하구성은 수렴 벽 깔때기 구성에 한정되지 않고, 그 대신에 가스 분자 인도 기하구성들의 다른 형태들을 활용할 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 예를 들어, 도 8에 도시되고 하기에 더 상세히 서술되는 듀어(Dewar)는 본 발명에 따른 가변 거리 공간 기하구성의 대안의 형태를 구체화한다.

단열된 프로브들(probes)

도 2를 언급하면, 본 발명에 따른 가스 분자 인도 기하구성을 구체화하는 구조(122)가 도시된다. 구조(110)와 유사하게, 구조(122)는 그 사이에 고리 모양의 진공 공간(28)을 정의하는 내부 및 외부 튜브들(124, 126)을 포함한다. 구조(122)는, 도 1의 구조(110)의 각을 이룬 부분(120) 및 환기구(118)에 대한 구성과 유사한, 대향 단부들(opposite ends)에서의 외부 튜브(126)의 각을 이룬 부분들(134, 136)과 환기구들(130, 142)을 포함한다.

구조(122)는, 예를 들어, 단열된 정확한 프로브에서 유용할 수 있다. 그러한 응용에서, 특정 타겟 위치에 프로브의 단부의 접근을 용이하게 하기 위해서, 구조(122)는 도시된 바와 같이 구부러지는 것이 바람직할 수 있다. 몇가지 실시예들에서, 구조(122)의 동심원으로 배열된 튜브들(122, 124)은 구조의 대향 단부들의 중심축들 간의 결과적인 각도가 대략 45도가 되도록 구부러졌다.

밀봉된 진공 층의 단열 성질들을 향상시키기 위해, 저-방사율 성질들을 가진 광학 코팅(128)이 내부 튜브(124)의 외부면에 적용될 수 있다. 광학 코팅의 반사면은 코팅된 면을 통한 열-전달 복사의 경로를 제한한다. 광학 코팅은 연마될 때 바람직하게 낮은 방사율을 가지는 재료인 구리를 포함할 수 있다. 그러나, 구리는 빠른 산화를 겪게 되는데, 이것은 그 방사율을 불리하게 증가시킨다. 예를 들어, 고도로 연마된 구리는 대략 0.02 정도로 낮은 방사율을 가질 수 있고, 반면에, 심하게 산화된 구리는 대략 0.78 정도로 높은 방사율을 가질 수 있다.

산화 코팅의 적용, 클리닝(cleaning), 및 보호를 용이하게 하기 위해서. 광학 코팅이 진공화 및 밀봉 공정 이전에, 복사적으로(radiatively) 연결된 진공 퍼니스(furnace)를 이용하여 내부 튜브(124)에 바람직하게 적용된다. 그러한 퍼니스의 상승된 온도, 저압 환경에서 적용될 때, 존재하는 임의의 산화층이, 고도로 세정되고 낮은 방사율인 면을 남기고, 소멸될 것이고, 이것은 진공화 경로가 밀봉될 때, 진공 공간(128)내에서 후속하는 산화에 대해 보호될 것이다.

도 3을 언급하면, 본 발명에 따른 가스 분자 인도 기하구성을 가지는 것을 구체화하는 다른 구조(140)가 도시된다. 도 1의 구조(10)와 유사하게, 구조(140)는 그 사이에 고리 모양의 진공 공간(146)을 정의하는 내부 및 외부 튜브들(142, 144)을 포함한다. 구조(140)는, 도 1의 구조(110)의 각을 이룬 부분(120)과 환기구(118)에 대한 구성과 유사한, 대향 단부들에서 외부 튜브(144)의 각을 이룬 부분들(152, 154)과 환기구들(148, 150)을 포함한다. 바람직하게, 구조(140)의 동심원을 이루며 배열된 튜브들(142, 144)은 구조의 대향 단부들의 중심축 사이의 결과적인 각도가 대략 45도가 되도록 구부러졌다. 도 2의 구조(122)와 유사하게, 구조(140)는 내부 튜브(142)의 외부면에 적용된 광학 코팅(156)을 포함한다.

도 2 및 도 3의 프로브 구조들(122 및 140)의 진공 공간들을 형성하는 것과 같은, 동심원적으로 배열된 튜브들이 굴곡 부하들(bending loads)의 영향을 받을 때, 부하가 가해지는 동안, 내부 및 외부 튜브들 사이에 접촉이 발생할 수 있다. 이런 방식으로 굴곡된 동심원 튜브들이, 굴곡 부하의 제거에 후속하여, "되튀거나(spring back)" 또는 서로 이격되는 경향성은 튜브들이 서로 이격되는 것을 보장하기에 충분할 수 있다. 그러나, 남아있는 임의의 접촉(contact)은 내부 및 외부 튜브들 사이에 불리한 "열적인 단락(thermal shorting)"을 제공할 수 있고, 그에 의해, 진공 공간을 위한 의도된 단열 기능을 깨뜨린다. 그러한 열적인 단락에 대한 보호를 제공하기 위해, 도 3의 구조(140)는 스페이서 재료의 층(158)을 포함하고, 이것은 세라믹 또는 다른 저 전도성 재료의 마이크로-섬유들을 포함하는 실(yarn) 또는 땋은 실(braid)을 감아서 바람직하게 형성된다. 스페이스 층(158)은 튜브들 사이의 직접적인 접촉을 제한하는 보호 배리어(barrier)를 제공한다.

도 1 내지 도 3의 구조들의 각각은 독립형 구조로서 구성될 수 있다. 대안적으로, 도 1 내지 도 3의 단열 구조들은 다른 장치 또는 시스템의 통합(integrated) 부분을 형성할 수 있다. 또한, 도 1 내지 도 3에 도시된 단열 구조들은 서브 미니어처 치수들에서 매우 큰 직경으로 변하는 직경들을 가지며, 변경하는 길이를 가지는, 단열 튜브를 제공하도록 배열되고 크기가 맞춰질 수 있다. 부가하면, 이전에 서술된 바와같이, 본 발명의 가스 분자 인도 기하구성은 게터 재료에 대한 필요성 없이 깊은 진공의 생성을 허용한다. 공간 내의 게터 재료의 제거는 예외적으로 작은 폭들을 가지는 진공 단열 공간들을 허용한다.

줄-톰슨(Joule-Thomson) 장치들

도 4를 언급하면, 장치(60)의 외부 영역을 단열하는 본 발명에 따른 가스 분자 인도 기하구성을 구체화하는 냉각 장치(160)가 도시된다. 장치(60)는, 가스가 팽창할 때 가스의 온도가 낮아지는, 줄-톰슨 효과를 활용하여 냉각된다. 제 1 및 제 2 의 동심원적으로 배열된 튜브들(164, 166)은 그 사이에 고리 모양의 가스 주입구(168)를 정의한다. 튜브(164)는 튜브(166)를 향해 수렴하는 각을 이룬 부분(170)을 포함한다. 튜브들(164, 166)의 수렴-벽 부분들은 튜브(164)의 단부에 인접한 흐름-제어 제한기(flow-controlling restrictor)나 디퓨저(diffuser) (172)를 형성한다.

냉각 장치(160)는, 실질적으로 반구형인 부분(178)의 단부에서 폐쇄된, 원통형 부분(176)을 가지는 외부 재킷(jacket)(174)을 포함한다. 외부 재킷(174)의 원통형 부분(176)은 그 사이에 고리 모양의 단열 공간(182)을 정의하도록 튜브(166)와 동심원적으로 배열된다. 튜브(166)는, 진공화 경로(186)에 인접하여 외부 재킷(174)을 향해 수렴하는, 각을 이룬 부분(184)을 포함한다. 단열 공간(182)의 가변 거리 부분은 도 1 내지 도 3에 도시된 구조의 것들과 상이한데, 그것이, 외부 요소인 원통형 부분(176)을 향해 수렴하는, 내부 요소인 튜브(164)이기 때문에 그러하다. 그러나, 가스 분자들을 인도할 단열 공간(182)의 가변 거리 부분의 기능은 도 1 내지 도 3의 구조들의 단열 공간들에 대해 상기에 서술된 것과 동일하다.

고리 모양의 주입구(168)는 상대적으로 높은 압력과 낮은 속도를 가지는 가스를 디퓨저(172)로 향하게 하고, 여기서 가스는 팽창 챔버(180)에서 팽창되고 냉각된다. 그 결과로서, 냉각 장치(160)의 단부가 칠링된다(chilled). 팽창된 낮은 온도/ 낮은 압력의 가스가 내부 튜브(164)의 내부를 통해 배출된다. 이러한 방식으로 내부 튜브(164)를 통해 낮은 온도 가스가 복귀하는 것은 가스 주입구(168) 내의 주입구 가스를 급냉(quench)시킨다. 그러나, 진공 단열 공간(182)은 급냉된 고압 측면에 의해 열 흡수를 지체시키고, 그에의해 전체 시스템 효율에 기여한다. 열 흡수에서의 이러한 감소는, 튜브(166)의 외부면 상에 방출 복사열 차폐(emissive radiation shielding) 재료의 코팅을 적용함으로써 향상될 수 있다. 본 발명은 높은 압력/ 낮은 속도 영역에서부터 낮은 압력/ 낮은 온도 영역으로의 열전달을 향상시키고, 또한, 높은 압력의 가스 흐름을 효과적으로 냉각시키는 데 필요한 급냉 영역 필수조건들로 인해, 이전에 가능하지 않았던 크기 감소를 제공한다.

디퓨저(172)를 형성하는, 튜브(164)의 각을 이루는 부분(170)은 주입구 가스에 의해 인가되는 압력에 응답하여 굽혀지도록 적응될 수 있다. 이러한 방식으로, 튜브들(164 및 166) 사이의 디퓨저(172)에 의해 정의된 개구의 크기는 주입구(168) 내의 가스 압력에서의 변동에 응답하여 변할 수 있다. 튜브(164)의 내부면(188)은 팽창 챔버(180)로부터의 상대적으로 낮은 압력의 가스의 제거를 위해 배기구 (exhaust port)(도시되지 않음)를 제공한다.

도 5 및 도 6을 언급하면, 줄-톰슨 냉각 장치(192)를 구체화하는 극저온 쿨러(cryogenic cooler)(190)가 도시된다. 도 4의 장치와 유사한, 극저온 쿨러(190)의 냉각 장치(192)는, 튜브(194)의 내부에서 저압의 배기구(100)를 정의하고, 고압의 가스 주입구(198)를 그 사이에 정의하는 튜브들(194 및 196)을 포함한다. 냉각 장치(190)의 가스 공급은 주입구 파이프(102)를 통해 쿨러(190)에 전달된다. 외부 재킷(104)은 냉각 장치의 외부 부분을 단열하기 위해 튜브(96)로 단열 공간(106)을 형성한다. 외부 재킷(104)은, 진공화 경로(109)에 인접한 튜브(196)를 향해 수렴하는, 각을 이룬 부분(108)을 포함한다. 진공화 경로(109)에 인접한 수렴 벽들은 이전에 서술된 방식으로 진공 공간(106)의 밀봉 및 진공화를 제공한다.

도 6을 언급하면, 극저온 쿨러(190)의 냉각 장치(192)는 튜브들(194 및 196) 사이에서 정의되는 흐름 제어 디퓨저(112)를 포함한다. 외부 재킷(104)의 실질적으로 반구형인 단부 부분(114)은, 가스 주입구(198)로부터의 팽창 가스가 장치 (192)의 단부를 칠링(chill)하는, 팽창 챔버(116)를 형성한다.

도 7을 언급하면, 그 사이에 고리 모양의 가스 주입구(197)를 정의하는, 동심원적으로 배열된 튜브들(193, 195)을 포함하는 냉각 장치(191)가 도시된다. 외부 재킷(199)은, 튜브들(193, 195)의 단부에 인접한 팽창 챔버(105)를 정의하는 실질적으로 반구형인 단부 부분(103)과, 튜브들(193, 195)을 둘러싸는 실질적으로 원통형인 부분(101)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 튜브(195)는 가스 주입구(197)와 외부 재킷(199) 사이에 단열 공간(109)을 형성하기 위해, 외부 재킷(199)의 내부 면에 연결된, 각을 이루거나 굴곡된 단부(105, 107)를 포함한다. 공급 튜브(111)는, 가스의 소스로부터 주입구 공간(97)으로 가스를 도입하기 위해, 튜브(195)의 단부 부분(107)에 인접한 외부 재킷에 연결된다.

팽창 챔버(105)에 인접한 냉각장치(191)의 가스 주입구(197)의 구성은 도 4 내지 도 6에 도시된 냉각 장치들의 것과 상이하고, 여기서 가스 주입구로부터의 고리 모양의 탈출 경로는 가스를 팽창 챔버에 전달하기 위해 제공되었다. 대신에, 냉각 장치(191)의 튜브(193)는, 가스 주입구의 단부를 닫기 위해, 튜브들(193, 195)의 한쪽 단부에 인접하여 튜브(195)에 고정된다. 환기구 구멍들(Vent holes)(113)은 가스 주입구(197)로부터 팽창 챔버(105)로의 가스의 주입을 위해 팽창 챔버(105)에 인접하여 튜브(193)에 제공된다. 바람직하게는, 환기구 구멍들(113)은 튜브(193)의 둘레 주위에서 균일하게 간격을 이룬다. 장치(191)의 구성은, 가스 주입구(197)로부터 팽창 챔버(105)로의 가스의 더 정확한 흐름을 제공하며, 제조를 간략화한다.

상대적으로 큰 열전도성을 가지는 재료, 바람직하게는, 구리의 코팅(115)이, 튜브(193)로의 열 에너지의 효율적인 전달을 용이하게 하기 위해, 튜브(193)의 내부 면의 적어도 일부분 상에 형성된다.

고리 모양이 아닌 장치들

도 1 내지 도 7의 단열 구조들의 각각은 고리 모양인 단열 진공 공간을 포함한다. 그러나, 고리 모양인 진공 공간은 본 발명의 필수조건은 아닌데, 이것은 매우 다양한 구조적인 구성들에서 잠재적인 응용을 가진다. 예를 들어, 도 8을 언급하면, 실질적으로 직사각형인 내부 저장 구획(122)을 가지는 진공 단열된 저장 컨테이너(120)가 도시된다. 구획(122)은, 단열될 부피의 경계를 정하는 벽(124)과 같은, 실질적으로 평면인 벽들을 포함한다. 단열 공간(128)은 벽(124)과 제 2 벽(126) 사이에서 정의되고, 이것은 벽(124)으로부터 가까이 간격을 이룬다. 가까이 간격을 이룬 벽들(도시되지 않음)이, 컨테이너 벽들에 인접하여 단열 공간들을 제공하도록, 구획(122)을 정의하는 나머지 벽들에 인접하여 포함될 것이다. 단열 공간들은 분리되어 밀봉될 수 있거나, 또는 대안적으로, 상호연결될 수 있다. 도 1 내지 도 7의 단열 구조들과 유사한 방식으로, 단열 공간(128)의 수렴 벽 부분(연속적이라면) 또는 단열 공간들의 수렴 벽 부분들(분리되어 밀봉된다면)은 출구 환기구를 향해 가스 분자들을 인도하도록 제공된다. 그러나, 단열된 저장 컨테이너(120)에서, 단열 공간(128)의 수렴 벽 부분들은 고리 모양이 아니다.

도 8의 진공 단열된 저장 컨테이너(120)는, 입력 에너지로서 주변 에너지와 대류만으로, 냉각/가열 용량을 무기한 회생(regenerative) / 자체-유지(self-sustaining)할 수 있는 컨테이너를 제공한다. 따라서, 어떠한 움직이는 부분들도 요구되지 않는다. 저장 컨테이너(120)는, 이전에 서술된 방식으로 진공 구조의 단열 능력을 향상시키기 위해, 진공 단열 엔벨로프(envelope)내에 방출 복사열 차폐물을 포함할 수 있다.

저장 컨테이너(120)는 또한, 열 전기(thermoelectric)(TE) 쿨러 또는 히터 어셈블리를 구동하기 위한 비례-적분-미분(PID)(Proportional Integrating Derivative) 온도 제어 시스템과, 전기 포텐셜 저장 시스템(배터리/캐패시터)을 포함할 수 있다. 저장 컨테이너의 TE 발생기 부분은 바람직하게는, TE 시스템을 위한 필요한 열 구배들을 유지하기 위해, 필요한 대류 포트들과 열/광 수집 코팅들 및/또는 재료들을 포함하는, 충격 및 영향 저항 외부 슬리브(shock and impact resistant outer sleeve)에 있을 것이다. TE 쿨러 또는 히터 및 그것의 제어 패키지는 바람직하게는 저장 컨테이너(120)의 힌지 덮개(hinged cover)의 제거가능한 서브섹션에 장착될 것이다. 흡열 화학 반응 장치(예를 들어, "화학적 쿠커(chemical cooker)")는 또한 높은 성공도로 사용될 수 있는데, 그 반응 속도가 온도와 관계되기 때문이며, 단열 배리어를 가로지르는 열 유동이 예외적으로 낮기 때문에, 그 유효 수명은 연장될 것이다.

상업적으로 이용가능한 TE 발생기 장치들은 장치 구배(gradient)가 20 deg. K 인 대략 1 mW/in² 내지 장치 구배가 40 deg. K 인 대략 6 mW/in² 을 생산할 수 있다. 비-선형 효율 커브들은 이들 장치들에 공통적이다. 이것은 이러한 종류의 시스템을 위한 높은 주변 온도 냉각 응용들에 대해서는 매우 바람직하지만, 저온 가열 응용들에 대해서는 문제를 제기할 수 있다.

하이엔드 쿨러들은 대략 60 % 의 변환효율을 가진다. 예를 들어, 높이가 10"이고 표면적이 314 in² 이고 대류 구배가 20 deg. K 인 10인치 직경 컨테이너는 대략 30 mW 의 총 소산 용량(dissipation capacity)을 가질 것이다. 40 degree. K 인 대류 구배를 지닌 동일한 기계적 설계를 갖는 시스템은 대략 150 mW 의 소산 용량을 가질 것이다.

상기에 서술된 단열 컨테이너(120)를 위한 잠재적인 이용들의 예들은, 살아있는 혈청의 저장 및 수송, 기증자 장기의 수송, 온도 제품들의 저장 및 수송, 및 온도에 민감한 전자 장치들의 열적 단열을 포함한다.

대안의 분자 인도 기하구성

본 발명은 도 1 내지 도 8에 도시된 단열된 구조에서 구체화된 수렴하는 기하구성에 한정되지 않는다. 도 9를 언급하면, 본 발명에 따른 가스 분자 인도 기하구성의 대안의 형태를 구체화하는 듀어(Dewar)(130)가 도시된다. 듀어(130)는 원통형 네크(cylindrical neck)(134)에 연결된 둥근 베이스(rounded base)(132)를 포함한다. 듀어(130)는 듀어를 위한 내부(138)를 정의하는 내부 벽(136)을 포함한다. 외부 벽(140)은 베이스(132)와 네크(134) 주위에서 연장되는 단열 공간(142)을 그 사이에서 정의할 거리만큼 내부 벽(136)으로부터 이격된다. 베이스(132)의 외부 벽(140)에 위치된 환기구(144)는 공간(142)의 진공화 동안에 가스 분자들을 위한 출구 경로를 제공하기 위해 단열 공간(142)과 통한다.

환기구(144)에 대향되는 내부 벽(136)의 하부 부분(146)은 내부(138)를 향해 옴폭 패여 있고(indented), 환기구(144)로부터 멀어져 있다. 옴폭 팬 부분(146)은, 내부 및 외부 벽들(136, 140) 사이의 거리가 가변적인, 단열 공간(142)의 대응되는 부분(148)을 형성한다. 내부 벽(136)의 옴폭 팬 부분(146)은 단열 공간(142) 내에서 환기구(144)의 반대 방향으로 오목하게 굴곡된 면(150)을 제시한다. 바람직하게는, 내부 벽(136)의 옴폭 팬 부분(146)은, 옴폭 팬 부분의 임의의 위치에서, 오목하게 굴곡된 면(150)에 대한 수직선이 환기구(144)를 향해 실질적으로 향하게 되도록 굴곡된다. 이러한 방식으로, 내부 벽(136)의 오목하게 굴곡된 면(150)은 환기구(144)로 초점을 맞추게 된다. 촛점 맞춰진 면(150)에 의해 제공된, 환기구(144)를 향한 가스 분자들의 인도는, 반사기로 향한 별개의 광선들로부터 초점 맞춰진 광의 빔을 반사하는 반사기와 유사하다. 구조가 제 1 차수 시스템 효과가 되는 낮은 가스 분자 농도의 조건들에서, 초점 맞춰진 면(150)에 의해 제공된 인도 효과는 가스 분자들을 환기구(144)를 향해 목표된 방식으로 향하게 하도록 작용한다. 내측 벽(136)의 초점 맞춰진 면(150)에 의한 환기구(144)의 타겟팅은, 이러한 방식으로, 가스 분자들이 단열 공간(142)에 들어갈 확률 대신에 떠날 확률을 증가시키고, 그에 의해 듀어(130)의 외부에 적용된 진공보다 더 깊은 진공을 단열 공간에 제공한다.

도 11A는 본 개시내용에 따른 물품의 한정적이지 않은, 컷어웨이 예시를 제공한다.

도 11A에 도시된 바와 같이, 단열 모듈은 제 1 쉘(1102)을 포함할 수 있다. 모듈은 제 1 구성요소(1106)를 더 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 제 1 구성요소(1106)는 튜브일 수 있지만, 이것은 필수 조건은 아닌데, 제 1 구성요소(1106)가 고체일 수 있고, 예를 들어, 원통형일 수 있기 때문이다. 밀봉되고 진공화된 단열 공간(1104)은 제 1 쉘(1102)과 제 1 구성요소(1106) 사이에 배치될 수 있다. 밀봉되고, 진공화된 단열 공간들의 예 (및 그러한 공간들을 형성하고 이용하기 위한 관련된 기술들)는, 예를 들어, PCT/US2017/020651; PCT/US2017/061529; PCT/US2017/061558; PCT/US2017/061540; 및 미국 공개특허 출원들 2017/0253416; 2017/0225276; 2017/0120362; 2017/0062774; 2017/0043938; 2016/0084425; 2015/0260332; 2015/0110548; 2014/0090737; 2012/0090817; 2011/0264084; 2008/0121642; 및 2005/0211711 에서 발견될 수 있고, 이 모든 것은 본 명세서에서 임의의 및 모든 목적들을 위해 전체로서 참조에 의해 포함되어 있다.

모듈은 작업 재료(1110)의 양을 또한 포함할 수 있다. 작업 재료(1110)는 열에 민감할 수 있는데, 예를 들어, 가열에 노출되었을 때, 재료(1110)는 상 변화(예를 들어, 고체에서 액체로, 고체에서 기체로, 고체에서 연기로, 및 유사한 것)를 겪을 수 있다. 작업 재료(1110)는 고체일 수 있지만, 반고체(semisolid)일 수도 있다. 작업 재료(1110)는, 예로서, 액체화하기 위해 가열될 수 있다. 대안적으로, 작업 재료(1110)는 증기화하거나 또는 연기로 만들기 위해 가열될 수 있다. 작업 재료(1110)는 연소될 수 있지만, 예를 들어, 가열하지만 타지는 않는 방식으로, 연소 없이 가열될 수도 있다.

도시되지는 않았지만, 본 개시내용에 따른 모듈은 하나 또는 그 이상의 센서들을 포함할 수 있다. 센서는, 예를 들어, 온도 센서, 압력 센서, 습도 센서일 수 있다. 앞서의 것 외의 다른 센서들도 또한 고려된다. 예로서, 본 개시 내용에 따른 모듈은 제 1 구성요소(1106) 내의 온도를 모니터링하는 온도 센서를 포함할 수 있다. 온도 센서는 또한 작업 재료(1110)를 둘러싸는 환경에서 온도를 모니터링하도록 구성될 수 있다. 온도 센서는 또한 도 11A에 도시된 바와 같이 요소들(1114 및 1118) 중 하나 또는 둘다의 온도를 모니터링하도록 또한 구성될 수 있고, 이러한 요소들은 본 명세서에서 더 서술된다.

작업 재료(1110)는 또한 기공(pores), 홈부들(channels), 또는 다른 공극들(voids)을 그 안에 포함할 수 있다. 부가적으로, 작업 재료(1110)는 잉고트(ingot)나 와이어(wire)와 같은 단일한 "일체형(unibody)" 조각(piece)의 작업 재료일 수 있지만, 예를 들어, 개별적인 부분들, 미립자들, 얇은 조각들 등과 같은 복수의 부분들의 재료일 수도 있다. 작업 재료(1110)는 소모품인 카트리지 또는 장착물일 수 있다.

고분자 재료들은 적합한 작업 재료들로 고려되지만, 모듈 내에 배치될 수 있는 작업 재료에 대한 어떠한 제한도 없다. 작업 재료는 금속, 왁스, 및 유사한 것을 포함할 수 있다. 작업 재료는 유도 가열에 민감한 재료를 포함할 수 있다.

본 개시내용에 따른 모듈들은 또한 전류 컬렉터(1112)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 전류 컬렉터는 코일로서 존재할 수 있고, 몇가지 실시예들에서는 예시적인 도 11A에 도시된 바와같이 제 1 쉘(1102) 주위에 배치될 수 있다. 임의의 특정한 실시예에 얽매이지 않는다면, 전류 컬렉터는 본 개시내용에 따라 모듈 내에서 (또는 모듈의 외부에서) 유도 가열을 유도하는 유도 코일로서 구성될 수 있다. 모듈은 자성적 차폐물(magnetic shielding)의 하나 또는 그 이상의 부분들을 포함할 수 있고, 그러한 차폐물은 자기장 및/또는 전기장들 또는 전류로부터 모듈의 하나 또는 그 이상의 요소들을 차폐하는데 사용될 수 있다. 전류 컬렉터(1112)는 코일 형태로 존재할 필요가 없다는 점이 이해되어야 한다. 몇가지 실시예들에서, 전류 컬렉터(1112)는, 와이어를 통한 전류의 교번하는 또는 순차적인 인가가, 와이어들 사이에 배치된 재료(예를 들어, 가열 재료로서 사용되는 금속 요소, 작업 재료)의 유도 가열을 일으키도록, 서로 반대로 배열된 하나 또는 그 이상의 와이어들의 형태일 수 있다.

코일 형태의 전류 컬렉터는 특히 적합한 것으로 고려되는데, 그와 같은 구성이 코일 내에 배치된 작업 재료의 유도 가열을 이루는데 사용될 수 있기 때문이다. 임의의 특정한 이론에 얽매이지 않는다면, 전력 공급(power supply)(예를 들어, 반도체(solid state) RF)은 전류 컬렉터를 통해 전류를 보낼 수 있다. 전류의 주파수는 일정하거나 변동될 수 있다. 약 5 내지 약 30 kHz 범위 내의 주파수들은 비교적 두꺼운 작업 재료들(예를 들어, 50 mm 또는 그 이상의 직경을 가지는 막대기)에 유용할 수 있다. 약 100 내지 약 400 kHz 범위 내의 주파수들은 비교적 더 작은 소재에서 또는 상대적으로 얕은 열 침투가 바람직한 곳에서 유용할 수 있다. 400 kHz 또는 그 이상의 주파수들은 특히 작은 소재들에 유용할 수 있다.

전류 컬렉터는 냉각(예를 들어, 공기냉각 또는 액체냉각)될 수 있다. 전류 컬렉터는 고체(비어 있지 않음)일 수 있지만, 구성에서는 비어 있을 수도 있다.

작업 재료는 전류 컬렉터 내에 배치될 수 있다. 전류 컬렉터는 변압기 1차로서 작용하고, (가열될) 작업 재료는 단락 회로 2차(short circuit secondary)가 된다. 순환하는 와상 전류들(eddy currents)이 그때 작업 재료 내에서 유도된다. 와상 전류들은 작업 재료의 전기 저항에 대항하여 흐를 수 있고, 이것은 작업 재료와 전류 컬렉터 사이의 물리적 접촉없이 열을 결과적으로 생성한다.

부가적인 열이, 자성 부품(magnetic parts)이 전류 컬렉터를 통과할때 생성되는, 히스테리시스-내부 마찰을 통해서 자성 부품 내에서 생성될 수 있다. 자성 작업 재료들은 인덕터(inductor) 내의 자기장을 빠르게 변경하는 것에 대한 전기적인 저항을 자연스럽게 제공한다. 이러한 저항은 결과적으로 열을 발생시키는 내부 마찰을 생성한다. 작업 재료를 가열하는 공정에서, 작업 재료와 인덕터 사이에 어떠한 접촉도 필요하지 않다. 가열될 작업 재료는 전력 공급으로부터 고립된 설정으로 위치될 수 있다.

그러한 요소가 선택적이라는 점이 이해되어야 하지만, 모듈은 제 1 요소(1108)를 또한 포함할 수 있다. 그러한 제 1 요소는 금속성일 수 있고, 제 1 구성요소(1106) 내에 배치될 수 있다. 제 1 요소는 와이어, 리본, 코일, 층, 코팅, 또는 본질적으로 임의의 형태로 존재할 수 있다. 몇가지 실시예들에서, 제 1 구성요소(1106)의 속공간 주위에서 부분적으로 둘레에서 연장되는 슬리브 또는 링일 수 있다. 몇가지 실시예들에서, 제 1 요소는 전류 컬렉터에 의해 유도 가열된다.

몇가지 실시예들에서, 모듈은 제 2 요소(1114)를 포함할 수 있다. 제 1 요소(1108)와 제 2 요소(1114)는 동일한 재료 또는 상이한 재료들로 형성될 수 있다. 몇가지 실시예들에서, 제 1 및 제 2 요소들 중에 하나 또는 둘다는 전류 컬렉터에 의해 유도 가열된다. 예로서, 제 1 요소(1108 및 1114) 중에 하나 또는 둘다는 금속으로 또는 유도 가열될 수 있는 다른 재료로 형성될 수 있다.

모듈은 재료(1110)가 제 1 요소(1108) 및/또는 제 2 요소(1114)와 접촉하도록 구성될 수 있지만, 이것은 필수조건은 아니다. 일예로서, 작업 재료(1110)는 요소(1108 및/또는 1114)를 통해서 대류 및/또는 복사 가열을 통해 가열될 수 있다. 몇가지 실시예들에서, 제 1 구성요소(1106)는 전류 컬렉터(1112)에 의해 유도 가열된다. 몇가지 실시예들에서, 작업 재료(1110)는 유도 가열될 수 있거나 또는 유도 가열될 수 있는 구성요소(예를 들어, 금속)를 포함한다.

도시된 바와 같이, 제 1 구성요소(1106)는 그 안에 속공간(라벨이 붙지않음)을 정의할 수 있다. 도 11A에 도시된 예인 실시예에서, 작업 재료(1110)는 제 1 구성요소(1106)의 속공간 내에 배치된다. 작업 재료(1110)는, 예를 들어, 카트리지(cartridge) 또는 모듈에 삽입된 다른 장착물(insert)의 방식으로, 모듈에 슬라이딩 가능하게 도입될 수 있다.

그러나, 제 1 요소(1108) 및 제 2 요소(1114)는 선택적이며, 요구되지는 않는다는 점이 이해되어야 한다. 예로서, 쉘(1102)은 세라믹(또는 유도 가열에 민감하지 않은 다른 재료)으로 형성될 수 있고, 제 1 구성요소(1106)는 유도 가열에 민감한 재료(예를 들어, 금속)로 형성될 수 있다. 이런 방식으로, 전류 컬렉터(1112)의 작동은 제 1 구성요소(1106)의 유도 가열을 일으키고 이것은 작업재료(1110)를 결과적으로 가열한다. 몇가지 실시예들에서, 쉘(1102) 및 제 1 구성요소(1116) 둘다는 유도 가열에 민감하지 않으며, 제 1 요소(1108) 및 제 2 요소(1114)(존재한다면) 중의 하나 또는 둘다는 전류 컬렉터(1112)의 작동에 의해 유도 가열된다.(그러한 실시예들에서, 제 1 요소(1108 및 1114) 중의 하나 또는 둘다는 금속이거나 유도 가열에 민감한 다른 재료이다).

몇가지 실시예들에서, 쉘(1102) 및 제 1 구성요소(1106) 둘다는 유도 가열에 민감한 재료로 형성된다.(쉘(1102) 및 제 1 구성요소(1106) 둘다가 동일한 재료로 형성되는 것은 필수조건은 아니다). 몇가지 실시예들에서, 쉘(1102)은 유도 가열에 민감한 재료로 형성되고, 제 1 구성요소(1106)는 유도 가열에 민감하지 않은 재료로 형성된다. 명세서 어디에서나 서술된 바와같이, 쉘(1102)은 유도 가열에 민감하지 않은 재료로 형성될 수 있고, 제 1 구성요소(1106)는 유도 가열에 민감한 재료로 형성된다.(쉘(1102) 및 제 1 구성요소(1106)는 또한, 쉘(1102)이 제 1 구성요소(1106)보다 유도 가열에 더 민감하도록, 구성될 수 있고, 쉘(1102) 및 제 1 구성요소(1106)는 또한, 제 1 구성요소(1106)가 쉘(1102)보다 유도 가열에 더 민감하도록 구성될 수 있다).

작업 재료(1110)가 제 1 구성요소(1106)의 속공간 내에 있는 것처럼 도 11A에 도시되었지만, 이것은 필수조건은 아닌데, 작업 재료(1110)가, 예를 들어, 링, 튜브, 또는 쉘(1102)을 적어도 부분적으로 둘러싸는 다른 형태로서 쉘(1102) 외부에 배치될 수 있기 때문이다. 몇가지 그러한 실시예들에서, 쉘(l102)은 유도 가열에 민감한 재료로 형성될 수 있다. 이런 방식으로, 전류 컬렉터는 쉘(1102)에 유도 가열을 이루도록 사용될 수 있고, 이것은 쉘(l102) 주위에 배치된 작업 재료를 결과적으로 가열한다.

몇가지 그러한 실시예들에서, 요소(예를 들어, 금속성 링, 코팅, 또는 층)가 쉘(1102) 주위에 배치된다. 그러한 요소는 유도 가열에 민감할 수 있다. 이러한 방식으로, 전류 컬렉터는 요소의 유도 가열을 이루는데 사용될 수 있고, (그리고, 쉘(1102)의 재료에 의존하여), 이것은 쉘(1102) 부근에 배치된 작업 재료를 결과적으로 가열한다.

몇가지 실시예들에서, 모듈은 쉘(1102)내에 배치된 재료와 쉘(1102) 외부에 배치된 재료의 가열을 이루기 위해 작동할 수 있다. 쉘(1102)과 제 1 구성요소(1106) 사이의 진공화된 공간(1104)을 이용하여, 본 개시내용에 따른 모듈은 상이한 가열 레벨들에서 (쉘(1102) 내부에서 및 쉘(1102) 외부에서) 상이한 재료들을 가열하는 것을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, (그리고 도 11A를 참조하여), 쉘(1102) 외부에 배치된 재료는, 가열의 제 1 레벨에서, 쉘(1102)에 의해 (및/또는 쉘(1102) 외부에 배치된 요소에 의해) 유도 가열될 수 있고, 제 1 구성요소(1106) 내에 배치된 재료는, 가열의 제 2 레벨에서, 유도 가열될 수 있는데, 쉘(1102) 외부의 재료가 제 1 구성요소(1106) 내의 재료로부터 (진공화된 공간(1104)을 거쳐서) 열적으로 단열되기 문이다.

본 개시내용에 따른 모듈은, 작업 재료(1110)를 수용하고, 모듈 내의 위치에서 작업 재료(1110)를 유지하는, 수용 구성요소(예를 들어, 홀더(holder))를 포함할 수 있다.(도시되지 않음). 수용 구성요소는 제 1 구성요소(1106)로부터 거리를 두고 작업 재료(1110)를 유지할 수 있다. 대안적으로, 수용 구성요소는, 예를 들어, 작업 재료가, 쉘(1102)을 부분적으로 둘러싸는, 튜브 또는 슬리브로서 존재 할 때, 쉘(1102) 주위에서 작업 재료를 유지하도록 구성될 수 있다.

대안의 실시예가 도 11B에 도시된다. 도 11B에 도시된 바와같이, 모듈은 제 1 쉘(1102)을 포함할 수 있다. 모듈은 제 1 구성요소(1106)를 더 포함할 수 있다. 도시된 바와같이, 제 1 구성요소(1106)는 튜브일 수 있지만, 이것은 필수조건은 아닌데, 제 1 구성요소(1106)가 고체일 수 있고, 예를 들어, 원통형일 수 있기 때문이다. 밀봉되고 진공화된 단열 공간(1104)은 제 1 쉘(1102) 및 제 1 구성요소(1106) 사이에 배치될 수 있다.

모듈은 또한 작업 재료(1110)의 양을 포함할 수 있다. 작업 재료(110)는 열에 민감할 수 있는데, 예를 들어, 재료(1110)는 어떤 온도에 노출시에 상 변화를 겪을 수 있다. 작업 재료(1110)는 고체일 수 있지만, 또한 준고체(semisolid)일 수 있다.

작업 재료(1110)는 또한 기공, 홈부들, 또는 다른 공극들을 그 안에 포함할 수 있다. 부가적으로, 작업 재료(1110)는 잉고트 또는 와이어와 같은 단일한 "일체형" 조각의 작업 재료일 수 있지만, 또한, 복수의 부분들의 작업 재료, 예를 들어, 개별적인 세그먼트들, 미립자들, 조각들, 및 유사한 것일 수 있다. 고분자 작업 재료들이 특히 적합한 것으로 고려되지만, 모듈 내에 배치될 수 있는 작업 재료에 관하여 어떠한 제한도 없다.

본 개시 내용에 따른 모듈들은 또한 전류 컬렉터(112)를 포함할 수 있다. 도시된 바와같이, 전류 컬렉터는 코일로서 존재할 수 있고, 몇가지 실시예들에서는, 도 11B의 예에 도시된 바와같이, 단열 공간(1104) 내에 배치될 수 있다. 임의의 특정한 실시예에 얽매이지 않고서, 전류 컬렉터는 본 개시내용에 따른 모듈 내에서 (또는 외부에서) 유도 가열을 유도하는 유도 코일로서 구성될 수 있다.

모듈은 요소(1114)를 또한 포함할 수 있지만, 그러한 요소는 선택적이다. 그러한 제 1 요소는 금속성일 수 있고, 제 1 구성요소(1106) 내에 배치될 수 있다. 제 1 요소는 와이어, 리본, 코일, 또는 본질적으로 임의의 형태로 존재할 수 있다. 몇가지 실시예들에서, 제 1 요소는 전류 컬렉터에 의해 유도 가열된다.

몇가지 실시예들에서, 요소는 전류 컬렉터에 의해 유도 가열된다. 모듈은 작업 재료(1110)가 요소(1114)에 접촉하도록 구성될 수 있지만, 이것은 필수조건은 아니다. 몇가지 실시예들에서, 제 1 구성요소(1106)는 전류 컬렉터(1112)에 의해 유도 가열된다. 몇가지 실시예들에서, 작업 재료(1110)는 유도 가열될 수 있거나, 또는 유도 가열될 수 있는 구성요소(예를 들어, 금속)를 포함한다.

추가적인 대안의 실시예가 도 11C에 도시된다. 도 11C에 도시된 바와같이, 모듈은 제 1 쉘(1102)을 포함할 수 있다. 모듈은 제 1 구성요소(1106)를 더 포함할 수 있다. 도시된 바와같이, 제 1 구성요소(1106)는 튜브일 수 있지만, 이것은 필수조건은 아닌데, 제 1 구성요소(1106)가 고체일 수 있고, 예를 들어, 원통형일 수 있기 때문이다. 밀봉되고 진공화된 단열 공간(1104)은 제 1 쉘(1102)과 제 1 구성요소(1106) 사이에 배치될 수 있다.

모듈은 또한 작업 재료(1110)의 양을 포함할 수 있다. 작업 재료(110)는 열에 민감할 수 있는데, 예를 들어, 재료(1110)는 어떤 온도에 노출시에 상 변화를 겪을 수 있다.

작업 재료(1110)는 고체일 수 있지만, 또한 준고체(semisolid)일 수 있다. 재료(1110)는 또한 기공, 홈부들, 또는 다른 공극들을 그 안에 포함할 수 있다. 부가적으로, 작업 재료(1110)는 잉고트 또는 와이어와 같은 단일한 "일체형" 조각의 작업 재료일 수 있지만, 또한, 복수의 부분들의 작업 재료, 예를 들어, 개별적인 세그먼트들, 미립자들, 조각들, 및 유사한 것일 수 있다. 고분자 작업 재료들이 특히 적합한 것으로 고려되지만, 모듈 내에 배치될 수 있는 작업 재료에 관하여 어떠한 제한도 없다.

본 개시 내용에 따른 모듈들은 또한 전류 컬렉터(1112)를 포함할 수 있다. 도시된 바와같이, 전류 컬렉터는 코일로서 존재할 수 있고, 몇가지 실시예들에서는, 제 1 구성요소(1106) 내에 배치될 수 있다. 임의의 특정한 실시예에 얽매이지 않고서, 전류 컬렉터는 본 개시내용에 따른 모듈 내에서 (또는 외부에서) 유도 가열을 유도하는 유도 코일로서 구성될 수 있다.

모듈은 요소(1114)를 또한 포함할 수 있지만, 그러한 요소는 선택적이다. 그러한 요소는 금속성일 수 있고, 제 1 구성요소(1106) 내에 배치될 수 있다.(편의를 위해, 도 11B 및 11C는 각각 제 1 구성요소 내에 배치된 하나의 요소만을 도시한다. 그러나, 본 개시내용에 따른 모듈은 제로, 하나, 둘 또는 그 이상의 그러한 요소들을 포함할 수 있음이 이해되어야 한다).

제 1 요소는 와이어, 리본, 코일, 또는 본질적으로 임의의 형태로 존재할 수 있다. 몇가지 실시예들에서, 제 1 요소는 전류 컬렉터에 의해 유도 가열된다.

몇가지 실시예들에서, 요소는 전류 컬렉터에 의해 유도 가열된다. 모듈은 작업 재료(1110)가 요소(1114)에 접촉하도록 구성될 수 있지만, 이것은 필수조건은 아니다. 몇가지 실시예들에서, 제 1 구성요소(1106)는 전류 컬렉터(1112)에 의해 유도 가열된다. 몇가지 실시예들에서, 작업 재료(1110)는 유도 가열될 수 있거나, 또는 유도 가열될 수 있는 구성요소(예를 들어, 금속)를 포함한다. 도 11C에 도시된 바와같이, 전류 컬렉터(1112)는 제 1 구성요소(1106)의 속공간 내에 배치될 수 있다.

다른 실시예가 비-한정적인 도 12A에 제공된다. 그 도면에 도시된 바와같이, 본 개시내용에 따른 모듈은 제 1 구성요소(1203)를 포함할 수있다. 제 1 구성요소(1203)는 유도 가열에 민감한 재료, 예를 들어, 철 금속을 포함하는 재료 또는 철 금속으로 형성될 수 있다.

제 1 구성요소(1203)는, 예를 들어, 튜브, 원통, 캔, 또는 다른 모양들로 존재할 수 있다. 제 1 구성요소(1203)는 모듈 내에 제 1 구성요소(1203)를 위치시키는데 사용되는 특징(1202)(예를 들어, 플랜지(flange))를 포함할 수 있다. 비-한정적인 도 12에 도시된 바와같이, 플랜지(1202)는 모듈의 로케이팅 특징들(locating features)(1212 및 1213)과 맞물린다. 로케이팅 특징들은, 예를 들어, 플랜지들, 돌출부들, 릿지들, 슬롯들, 탭들, 그루브들, 및 유사한 것일 수 있다. 제 1 구성요소(1203)는, 온도 변화에 반응하여 팽창하거나 수축할 수 있는, 하나 또는 그 이상의 주름들, 물결모양들, 또는 다른 특징들을 포함할 수 있다. 임의의 특정 이론에 얽매이지 않고, 그러한 특징들은 온도 변화로부터 발생되는 제 1 구성요소에서의 응력들을 (예를 들어, 팽창을 통해) 수용할 수 있는데, 그렇지 않다면 제 1 구성요소가 가열 및/또는 냉각됨에 따라 제 1 구성요소가 모듈의 다른 요소들에 대해 가했을 수 있는, 힘들을 감소시키거나 또는 제거까지도 하기 위해서이다.

제 1 구성요소(1203)는 제 1 쉘(1219) 내에 배치될 수 있다. 제 1 쉘(1219)은 외부 벽(1212)과 내부 벽(1210)을 가질 수 있다. 필수조건은 아니지만, 제 1 구성요소(1203)와 내부 벽(1210) 사이의 거리를 최소화하도록 구성요소들을 배열할 수 있다. 제 1 쉘(1219)은 구성에서 튜브 형태(tubular)일 수 있지만, 바닥부를 가지거나 또는 바닥부와 정상부를 가지는, 캔으로서 형성될 수도 있다. 제 1 쉘(1219)은 단면에서 원 모양일 수 있지만, 이것은 필수조건은 아닌데, 제 1 쉘(1219)이 다른(예를 들어, 다각형, 달갈모양) 단면들일 수 있기 때문이다.

제 1 쉘(1219)의 외부 벽(1212)과 내부 벽(1210)중 하나 또는 둘다는 유도 가열에 민감한 재료(예를 들어, 철 재료)를 포함할 수 있다는 점이 또한 이해되어야 한다. 예를 들어, 제 1 쉘(1219)의 일부분이 유도 가열에 민감한 몇가지 실시예들에서, 제 1 구성요소(1203)는 선택적일 수 있다.

밀봉되고 진공화된 공간(1211)이 제 1 쉘(1219)의 외부 벽(1212)과 내부 벽(1210) 사이에서 정의될 수 있다. 그러한 적합한 공간들이 본 명세서 어디에서나 서술되어 있다. 내부 벽(1210)은 비철금속이고 유도 가열에 민감하지 않은 재료로 형성될 수 있다. 마찬가지로, 외부 벽(1212)이 비철금속이고 유도 가열에 민감하지 않은 재료로 형성될 수 있다. 세라믹 재료들은 그와 같은 비철 재료들로서 사용될 수 있다. 제 1 쉘(1219)은 상부 테두리(upper rim)(1215)를 포함할 수 있다.

도 12에 도시된 바와같이, 모듈은 컵(1205)을 포함할 수 있고, 그 컵은 제 1 구성요소(1203)에 형성될 수 있다. 도시된 바와같이, 제 1 구성요소(1203)가 바닥부를 가진 캔의 형상일 때, 컵(1205)은 제 1 구성요소(1203)의 일부분, 예를 들어, 제 1 구성요소의 바닥부에서 함몰부(주머니 또는 함입부로 부를 수도 있음)로 형성될 수 있다. 컵은 단부(1216)를 가질 수 있다. 단부(1216)는 포인트, 릿지(ridge), 또는 재료로 침투하는데 유용한 다른 옆모습(profile)을 포함할 수 있다. 개시된 모듈들과 연결되어 사용되는 소모품은, 단부(1216)가 맞추어질 수 있는, 리세스(recess) 또는 다른 특징을 포함할 수 있다. 단부(1216)는 제 1 구성요소(1203)의 단부로부터 떨어져서 위치될 수 있다. 예로서, 단부(1216)는, 컵 (1205)과 동축인 제 1 구성요소(1203)의 중심 축을 따라 측정되는 바와같이, 제 1 구성요소(1203)의 단부에 대해 떨어져서 위치될 수 있다. 도 12에 도시된 바와같이, 컵(1205)은, 예를 들어, 제 1 구성요소(1203)의 면(1207)을 통해, 제 1 구성요소(1203)의 벽에 연결될 수 있고, 몇가지 실시예들에서, 컵(1205)은 제 1 구성요소(1205)의 부분이다. 몇가지 실시예들에서, 제 1 구성요소(1203)는 단일 조각의 재료로 형성되고, 재료의 조각은 또한 컵(1205)을 정의한다. 도시되지는 않았지만, 제 1 구성요소(1203)는 그안에 형성된 하나 또는 그 이상의 개구들을 포함할 수 있다.

또한 도시된 바와 같이, 제 1 구성요소(1203)는 내부 부피(1220)를 정의할 수 있다. 내부 부피(1220)는 제 1 구성요소(1203)의 내부면에 의해 정의될 수 있다. 도시된 바와같이, 예시적인 제 1 구성요소(1203)의 내부면(1240)은 제 1 구성요소(1203)의 내부면(1240) 뿐아니라 컵(1205)의 면(1221)에 의해서도 정의된다. 내부 부피(1220)는, 예를 들어, 소모품인, 작업 재료를 적어도 부분적으로 포함하는 데 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 내부 부피는 높이(1272)를 정의할 수 있다.

모듈은 유도 코일(induction coil)(1206)을 포함할 수 있다. 가열 코일은 하나 또는 그 이상의 리드들(leads)과 전자 통신할 수 있고, 리드들(1217 및 1218)의 예가 도 12에 도시되어 있다. 유도 코일(1206)은 코일 컨테이너(1208) 내에 적어도 부분적으로 둘러싸여 있다. 코일 컨테이너(1208)는 밀봉되고 진공화된 공간을 그 사이에 정의하는 내부 및 외부 벽들(라벨이 붙지않음)을 포함할 수 있다. 코일 컨테이너(1208)는 구성에서 튜브 형태일 수 있지만, 도 12A에서 (1204)로 도시된, 정상부 및 튜브 형태의 벽들을 가진 캔의 구성일 수도 있다. 정상부(1204)는 또한 밀봉되고 진공화된 공간을 정의할 수 있다. 모듈은 또한 플랜지(flange), 지그(jig), 또는 유도 코일을 위치에 유지하도록 구성된 다른 구성요소도 포함할 수 있다.

코일 컨테이너(1208)는 세라믹 재료를 포함할 수 있고, 자성적으로 투명할 수 있다. 이런 방식으로, 유도 코일(1206)에서의 전류는, 자기장이 코일 컨테이너(1208)를 가로지를 때, 그 손실량을 감소시키면서, 컵(1205)의 가열을 가져올 수 있다. 코일 컨테이너(1208)는 밀봉되고 진공화된 공간을 그 사이에 정의하는 세라믹 벽들을 포함할 수 있고, 그러한 적합한 공간들이 본 명세서 어디에서나 서술되어 있다. 밀봉되고 진공화된 공간이 몇가지 실시예들에서 컵(1205)과 코일 컨테이너(1208) 사이에 존재할 수 있다.

도 12B에 도시된 바와 같이, 소모품(1201)이 모듈에 삽입될 수 있고, 내부 볼륨(1220) 내에 적어도 부분적으로 포함될 수 있다. 단부(1216)는 소모품(1201)으로 연장될 수 있다. 본 명세서 어디에서나 서술된 바와같이, 단부(1216)는 소모품(1201)으로 침투하도록 구성된 지점(point), 릿지(ridge), 크림프(crimp), 엣지(edge), 또는 다른 양식으로서 구성될 수 있다. 소모품(1201)은 고체를 포함할 수 있지만, 또한 유체를 포함할 수도 있는데, 예를 들어, 액체 또는 가스도 포함할 수 있다. 모듈은 또한, 플랜지, 지그, 칼라(collar), 또는 소모품을 제자리에서 유지하도록 구성된 다른 요소를 포함할 수 있다. 모듈은 그 안으로 소모품이 도입되고 및/또는 회수될 수 있는 개구부(opening)(및/또는 폐쇄부(closure))를 포함할 수 있다.(도시되지 않음). 폐쇄부는 열적 단열체(thermal insulator)일 수 있고, 일예로서 폐쇄부는 밀봉되고 진공화된 공간이 그 사이에 정의된 벽들을 포함할 수 있다.(적합한 공간들이 본 명세서에 어디에서나 서술되어 있음). 폐쇄부는 유도 가열에 민감하지 않은 비철 재료로 형성될 수 있다.

도시된 바와 같이, 단부(1216)는 내부 부피(1220)의 단부로부터 거리(1270)만큼 떨어져 있을 수 있다. 거리(1270) 대 높이(1272)의 비율은, 예를 들어, 1:1000 내지 1:1 일 수 있다. 몇가지 실시예들에서, 단부(1216)는 내부 부피(1220)를 너머 연장될 수 있다.

작동시에, 유도 코일(1206)은 제 1 구성요소(1203)의 가열을 발생시키도록 작동될 수 있고, 이것은 소모품(1201)의 가열을 결과적으로 발생시킬 수 있다. 유도 코일(1206)을 소모품(1201) 내에 효과적으로 위치되게 함으로써, 사용자는 소모품(1201)을 (컵(1205)에서 이루어진 유도 가열을 통해서) 내측으로부터 가열할 수 있고, 그리고 또한 외측으로부터 (소모품(1201)에 접촉하거나 또는 마주보는 제 1 구성요소(1203)의 일부분들의 유도 가열을 통해) 가열할 수 있다. 이러한 구성은 따라서 소모품(1201)의 효율적인 가열을 제공한다. 개시된 구성은 또한, (제 1 쉘(1219)의 단열 능력을 통해) 가열된 소모품과 사용자 사이의 열적인 단열을 유지하면서, (유도 가열을 통한) 소모품의 가열을 또한 제공한다.

몇가지 실시예들에서, 소모품(1201)은 유도 가열에 민감한 재료의 양, 예를 들어, 철 재료의 양을 포함한다. 몇가지 실시예들에서, 유도 코일은 소모품에서 그러한 재료의 가열을 이루도록 작동한다.

본 구성은 또한, 유도 가열된 컵(1205)과 제 1 구성요소(1203)로부터 코일(1216)을 열적으로 단열하도록 작용한다. 이러한 열적인 단열은 코일 컨테이너(1208)의 열적인 단열 능력에 의해 달성된다. 본 명세서 어디에서나 서술된 바와같이, 모듈은 소모품(1201)의 연소를 이루도록 작동될 수 있지만, 소모품을 태우지 않고서 소모품을 가열시키도록 작동될 수도 있다.

개시된 모듈들(그리고 본 명세서에서 언급된 임의의 문서)은 또한 열 전달 재료(예를 들어, 금속, 카본블랙, 흑연(열분해 흑연(pyrolytic graphite)을 포함), 및 유사한 것)의 부가적인 양을 포함할 수 있다. 그러한 열전달 재료는, 개선된 열전달이 이로운 곳에서, 예를 들어, 도 12A에 도시된 바와 같이 제 1 구성요소(1203)의 면(1240)을 따라서, 면(1221)을 따라서, 또는 다른 위치들에서, 사용될 수 있다.

도 12A를 언급하며, 추가 실시예들이 서술된다. 일예로서, 제 1 구성요소(1203)는 반드시 존재할 필요는 없다. 그러한 실시예들에서, 제 1 쉘(1219)의 내부면(1210)은 유도 가열에 민감한 재료(예를 들어, 철 금속)를 포함할 수 있다. 그러한 실시예들에서, 유도 코일(1206)은 제 1 쉘(1219)의 내부면(1210)의 유도 가열을 이루도록 위치될 수 있다.

몇가지 실시예들에서, (도시되지 않은) 코일(1206)은 제 1 구성요소(1203) 상에 위치되거나 제 1 구성요소에 통합될 수 있고, 또는 제 1 쉘(1219) 상에 존재할 수 있거나 그에 통합될 수 있다. 코일(1206)은 코일 형태의 둥근 와이어로서 존재할 수 있지만, 또한 코일 형태의 테이프 또는 평탄화된 도체로써 존재할 수 있다. 코일(1206)은 면(1207) 상에 배치될 수 있거나, 그에 통합될 수도 있다. 일예로서, 제 1 구성요소(1203)는 "캔"으로서 존재할 수 있고, 코일(1206)은 그 캔의 "바닥부" 상에 존재할 수 있다. 몇가지 실시예들에서, 예를 들어, 제 1 구성요소가, 주머니 모양을 만들지 않거나 또는 내부로 함입하지 않는, 평탄한 바닥부를 지닌 캔으로서 존재할 때, 제 1 구성요소(1203)는 컵(1205)을 포함하지 않는다. 코일(1206)은 또한 제 1 구성요소(1203) 주위에 배치될 수 있고, 몇가지 실시예들에서, 코일(1206)은 코일 컨테이너(1218) 내에 배치되지 않는다.

예시적인 실시예들

다음의 실시예들은 단지 예시적이며, 반드시 본 개시 내용 또는 첨부된 청구항들의 범위를 한정하지는 않는다.

실시예 1. 단열 모듈에 있어서, 비전도성 제 1 쉘; 전도성 제 1 구성요소; 및 유도 가열을 일으키도록 구성된 전류 캐리어를 포함하고, 제 1 쉘은 제 1 구성요소 주위에 배치되고, (a) 제 1 쉘은 밀봉되고 진공화된 단열 공간을 포함하고, (b) 제 1 쉘 및 제 1 구성요소는 그 사이에 제 1 의 밀봉되고 진공화된 단열 공간을 가지고, (c) 제 1 구성요소는 밀봉되고 진공화된 단열공간을 포함하거나, 또는 (a), (b), 및 (c) 중의 임의의 하나 또는 그 이상인, 단열 모듈.

제 1 쉘은 유전체 재료로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 결정질 세라믹 및 비결정질 세라믹이 적합한 것으로 고려된다. 제 1 쉘 및 제 1 구성요소는 함께 납땜(brazed)될 수 있으며, 적합한 납땜 기술들이 그 기술분야의 사람들에게 알려져 있고, 몇가지 예시적인 기술들이 본 명세서의 어디에서나 언급된 문서들에 제시되어 있다.

제 1 구성요소는, 몇가지 실시예들에서, 예를 들어, 튜브일 수 있다. 제 1 구성요소는 또한 고체, 예를 들어, 실린더일 수 있다. 몇가지 실시예들에서, 제 1 쉘 및 제 1 구성요소는 동축으로, 예를 들어, 동심원 튜브들로서 배열될 수 있다. 제 1 쉘 및 제 1 구성요소는 동일한 단면 모양(예를 들어, 원형, 직사각형, 다각형)을 가질 수 있지만, 이것은 필수조건은 아니다. 일예로서, 제 1 쉘은 단면이 육각형일 수 있으며, 제 1 구성요소는 단면이 원형일 수 있다. 제 1 쉘 및 제 1 구성요소는 서로 동축으로 배열될 필요는 없다는 점이 또한 이해되어야 한다.

제 1 구성요소는 유전체 재료, 예를 들어, 세라믹을 포함할 수 있다. 그러나, 이것은 필수조건은 아닌데, 제 1 구성요소가 금속, 또는 유도 가열될 수 있는 다른 재료를 포함할 수 있기 때문이다. 제 1 구성요소는 서멧(cermet) 재료를 포함할 수 있다.

실시예 2. 단열 모듈에 있어서, 전도성 제 1 쉘; 비전도성 제 1 구성요소; 및 유도 가열을 일으키도록 구성된 전류 캐리어를 포함하고, 제 1 쉘은 제 1 구성요소 주위에 배치되고, (a) 제 1 쉘은 밀봉되고 진공화된 단열 공간을 포함하고, (b) 제 1 쉘 및 제 1 구성요소는 그 사이에 제 1 의 밀봉되고 진공화된 단열 공간을 가지고, (c) 제 1 구성요소는 밀봉되고 진공화된 단열공간을 포함하거나, 또는 (a), (b), 및 (c) 중의 임의의 하나 또는 그 이상인, 단열 모듈.

제 1 쉘은 금속, 예를 들어, 스테인레스 스틸, 합금, 및 유사한 것을 포함할 수 있다. 그러나, 제 1 쉘은 완전히 금속성일 필요는 없으며, 몇가지 실시예들에서 서멧(cermet) 재료를 포함할 수 있다.

비전도성 제 1 구성요소는 유전체, 예를 들어, 세라믹을 포함할 수 있다. 결정질 및 비결정질 세라믹 재료들이 사용될 수 있다.

실시예 3. 단열 모듈에 있어서, 비전도성 제 1 쉘; 비전도성 제 1 구성요소; 및 유도 가열을 일으키도록 구성된 전류 캐리어를 포함하고, 제 1 쉘은 제 1 구성요소 주위에 배치되고, (a) 제 1 쉘은 밀봉되고 진공화된 단열 공간을 포함하고, (b) 제 1 쉘 및 제 1 구성요소는 그 사이에 제 1 의 밀봉되고 진공화된 단열 공간을 가지고, (c) 제 1 구성요소는 밀봉되고 진공화된 단열공간을 포함하거나, 또는 (a), (b), 및 (c) 중의 임의의 하나 또는 그 이상인, 단열 모듈. 임의의 특별한 이론에 얽매이지 않고서, 전류 캐리어는 모듈의 부가적 구성요소의 유도 가열을 일으킬 수 있고, 모듈과 관계된 소모품의 유도 가열을 일으킬 수 있으며, 그것들의 임의의 조합의 유도 가열을 일으킬 수 있다.

실시예 4. 실시예들 1 내지 3 중 임의의 하나에 따른 단열 모듈은, 전류 캐리어에 의해 발생된 열을 포함하도록 선택적으로 구성되고, 제 1 쉘 주위에 배치된, 제 2 의 밀봉되고 진공화된 공간을 더 포함한다. 단지 일예로서, 이것은 3개의 동심원(내부, 중간, 및 외부) 튜브들의 형태를 취할 수 있고, 여기서 내부 및 중간 튜브들간의 제 1 의 밀봉되고 진공화된 공간과, 중간 및 외부 튜브들간의 제 2 의 밀봉되고 진공화된 공간이 있게 된다.

실시예 5. 실시예 1 내지 4 중 임의의 하나에 따른 단열 모듈은, 제 1 의 밀봉되고 진공화된 단열 공간 내에서 유체를 전달하도록 단열 모듈이 구성된다. 단열 공간 내로 또는 외부로 유체를 전달하기 위해 모듈에 형성된 하나 또는 그 이상의 포트들(ports)이 있을 수 있다.

실시예 6. 실시예 1 내지 5 중 임의의 하나에 따른 단열 모듈은, 전류 캐리어가 제 1 쉘 주위에 배치되고, 전류 컬렉터는 제 1 쉘에 선택적으로 접촉하거나 또는 제 1 쉘에 선택적으로 통합된다. 배리어 층 또는 코팅이 전류 컬렉터와 제 1 쉘 사이의 접촉을 방지하는데 사용될 수 있다. 전류 컬렉터는, 몇가지 실시예들에서, 제 1 쉘에 접촉하거나 제 1 쉘에 통합될 수도 있다.

실시예 7. 실시예 1 내지 5 중 임의의 하나에 따른 단열 모듈은, 전류 캐리어가 제 1 의 밀봉되고 진공화된 단열 공간 내에 배치되고, 전류 컬렉터는 제 1 쉘 및 제 1 구성요소 중 하나 또는 둘다에 선택적으로 접촉하거나, 또는 제 1 쉘 및 제 1 구성요소 중 하나 또는 둘다에 선택적으로 통합된다.

일예로서, 전류 컬렉터는 제 1 쉘 및/또는 제 1 구성요소의 재료에 형성될 수 있다. 이것은, 전류 컬렉터의 재료의 주위에, 예를 들어, 제 1 쉘의 재료(예를 들어, 세라믹)를 몰딩함으로써 달성될 수 있다. 전류 컬렉터는 제 1 쉘 (및/또는 제 1 구성요소)에 본딩될 수 있지만, 이것은 필수조건은 아니다.

몇가지 실시예들에서, 전류 컬렉터는 하나 또는 그 이상의 위치들에서 제 1 쉘 및/또는 제 1 구성요소로 또는 그것을 통해서 적어도 부분적으로 연장된다. 예로서, 제 1 쉘은 하나 또는 그 이상의 개구들을 포함할 수 있고, 그것을 통해서 전류 컬렉터가 연장된다. 전류 컬렉터가 제 1 쉘을 통과하는 것이 필수조건은 아니다. 일예로서, 전류 컬렉터는 제 1 쉘의 재료를 통해서 연장되지 않고, 제 1 쉘 주위에서 둘러싸일 수 있다.

실시예 8. 실시예 1 내지 5 중 임의의 하나에 따른 단열 모듈로서, 전류 캐리어는 제 1 구성요소 내에 배치되고, 전류 컬렉터는 제 1 구성요소에 선택적으로 접촉하거나 또는 제 1 구성요소에 선택적으로 통합된다. 전류 컬렉터는 제 1 구성요소에 본딩될 수 있다. 몇가지 실시예들에서, 전류 컬렉터는 하나 또는 그 이상의 위치들에서 적어도 부분적으로 제 1 구성요소로 연장되거나 제 1 구성요소를 통해서 연장된다.

예로서, 전류 컬렉터는 도 1C에 도시된 바와같이 제 1 구성요소의 속공간 내에서 코일로서 감길 수 있다. 전류 컬렉터는 제 1 구성요소 또는 제 1 쉘의 재료를 통해서 연장될 필요가 없다는 점이 이해되어야 하는데, 전류 컬렉터가, 제 1 쉘의 또는 제 1 구성요소의 재료를 통해서 또한 연장될 필요없이, 제 1 구성요소의 속공간으로 연장될 수 있기 때문이다.

실시예 9. 실시예 1 내지 5 중 임의의 하나에 따른 단열 모듈로서, 전류 캐리어는 제 1 구성요소 내에 배치된 작업 재료의 유도 가열을 이루도록 구성된다. 그러한 일예로서, 작업 재료는 제 1 구성요소의 속공간 내에 배치될 수 있다.

가열은 작업 재료 자체 내에서 집적 유도 가열을 일으킴으로써 이루어질 수 있다. 이것은 유도 가열되는 것을 지지하는 구성요소(예를 들어, 금속)를 작업 재료가 포함하는 실시예들에 적용될 수 있다. 이것은 또한, 전류 컬렉터가, 작업 재료를 결과적으로 가열하는, 요소(예를 들어, 도 1C의 요소(114))의 가열을 발생시키는 곳에서 이루어질 수 있다. 이것은 또한 제 1 쉘 및/또는 제 1 구성요소의 적어도 일부분의 유도 가열에 의해 이루어질 수 있다.

개시된 모듈들에 유용한 몇가지 적합한 작업 재료들은, 예를 들어, 금속들, 고분자들, 및 유사한 것을 포함한다. 식물에 기초한 재료들(예를 들어, 담배, 허브 재료들)은 적합한 작업 재료들이다. 가열시에 유동적이고, 그다음에 냉각시에 다시 굳어지는 작업 재료들이 특히 적합한데, 그러한 작업 재료들은 부가적인 제조 적용들을 위해 적합하기 때문이다. 가열로 부분적으로 기화 및/또는 연기화될 수 있는 작업 재료가 또한 적합하다.

작업 재료는 또한 액체, 반-고체, 또는 다른 비-고체 형태일 수 있다. 그러한 실시예들에서, 작업 재료는, 예를 들어, 캡슐, 카트리지, 또는 다른 용기(vessel)인, 컨테이너 내에 포함될 수 있다. 그러한 용기는, 작업 재료의 가열로부터 발생된 증기 및/또는 연기의 통과를 허용하도록 구성된, 하나 또는 그 이상의 기공, 개구들, 또는 통로들을 포함할 수 있다. 몇가지 실시예들에서, 모듈은 그 안에 배치된 재료(예를 들어, 액체)를 가열하기 위해 컨테이너(예를 들어, 캡슐)를 찔러넣도록 구성될 수 있다.(작업 재료는 대안적으로 소모품일 수 있다). 작업재료는 원하는 형태로, 예를 들어, 실린더, 디스크, 플러그, 및 유사한 것으로 모양을 이룰 수 있다. 작업 재료는 작업 재료를 위치에 유지하도록 구성된 로케이팅 특징(예를 들어, 릿지)과 관계되도록 모양을 이룰 수 있다. 본 개시내용에 따른 모듈들은 작업 재료 또는 소모품을 가열함으로써 발생되는 하나 또는 그 이상의 생성물들을 사용자가 빨아들이는 것을 허용하는 하나 또는 그 이상의 통로들 또는 공간들을 포함할 수 있다는 점이 이해되어야 한다.

실시예 10. 실시예 1 내지 5 중의 임의의 하나에 따른 단열 모듈로서 전류 캐리어는 제 1 쉘 외부에 배치된 작업 재료의 유도 가열을 이루도록 구성된다. 작업 재료는 제 1 쉘 외부에 배치된, 예를 들어, 링 또는 코일로서 제시될 수 있다. 작업 재료 주위에 배치된 추가적인 (제 2) 쉘이 있을 수 있고, 추가적인 쉘은 제 1 쉘 외부의 작업 재료 주위에 추가적인 밀봉되고 진공화된 단열 공간을 정의할 수 있다.

실시예 11. 실시예 1의 단열 모듈로서, 제 1 쉘은 세라믹을 포함한다.

실시예 12. 실시예 2 또는 실시예 3의 단열 모듈로서, 제 1 구성요소는 세라믹을 포함한다.

실시예 13. 실시예 1 내지 12 중의 하나에 따른 단열 모듈로서, 제 1 셀 및 제 1 구성요소 중의 하나 또는 둘다는 자기장에 적어도 부분적으로 불투명한 차폐물(shield)을 포함한다. 그러한 차폐물은, 예를 들어, 자성적으로 불투명한 재료일 수 있거나 또는 패러데이 케이지(Faraday cage)일 수도 있다. 차폐물은 수동 또는 능동일 수 있는데, 예로서, 솔레노이드 또는 헬름홀츠(Helmholtz) 코일이 사용될 수 있다.

실시예 14. 실시예 1 내지 13 중의 임의의 하나에 따른 단열 모듈로서, 제 1 구성요소는 그 안에 속공간을 정의한다. 이것은, 예를 들어, 제 1 구성요소가 튜브 형태인 실시예에 있을 수 있다.

실시예 15. 실시예 14의 단열 모듈로서, 내부 셀의 속 공간은 근접 단부(proximal end) 및 말단부(distal end)를 정의한다. 속 공간의 길이에 따라 일정한 단면을 가질 수 있지만, 가변 단면도 가질 수 있다.

실시예 16. 실시예 15의 단열 모듈로서, (a) 근접 단부는 단면을 정의하고, (b) 말단부는 단면을 정의하고, (c) 근접 단부의 단면은 말단부의 단면과 상이하다.

모듈은 한쪽 또는 양쪽 단부들에서 노즐을 포함할 수 있다. 그러한 노즐은 모듈을 통해 전달되고 및/또는 가열되었던 작업 재료를 분배하도록 구성될 수 있다. 속 공간은 하나의 단부에서 다른 단부로 좁아질 수 있다.(또는 치솟아오를 수 있다).

실시예 17. 실시예들 14 내지 16의 임의의 하나에 따른 단열 모듈로서, 제 1 구성요소의 속공간은 유체의 소스와 유체 전달한다. 그러한, 유체는, 예를 들어, 세정 유체, 유동체, 냉각 유체, 및 유사한 것일 수 있다.

실시예 18. 실시예 1 내지 17 중의 임의의 하나에 따른 단열 모듈로서, 제 1 쉘 및 제 1 구성요소 중의 적어도 하나는 유도 가열을 발생시키는 것에 본질적으로 저항적이다.

실시예 19. 실시예 1 내지 18 중의 임의의 하나에 따른 단열 모듈로서, 전류 캐리어는 나선형임을 특징으로 한다. 전류 캐리어는, 예를 들어, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 또는 그 이상의 루프들(loops)을 포함할 수 있다.

실시예 20. 실시예 1 내지 19 중의 임의의 하나에 따른 단열 모듈로서, 전류 캐리어를 통해 전달된 전류를 변조하도록 구성된 장치와 통신한다.

그러한 장치는, 예를 들어, 전류 캐리어를 통한 전류의 통과를 변조하도록 구성된 제어가능한 전류 소스를 포함할 수 있다. 전류 소스는 수동일 수 있지만, 이것은 또한 자동화될 수 있다. 일예로서, 모듈들은 어떤 범위의 온도들 내에서 작업 재료를 가열하도록 구성될 수 있다.

실시예 21. 실시예 1 내지 20 중의 임의의 하나에 따른 단열 모듈로서, 제 1 구성요소 내에 배치된 열 감지(heat-sensitive) 작업 재료의 양을 더 포함한다. 그러한 재료는, 예를 들어, 금속, 고분자, 및 유사한 것을 포함할 수 있다.

실시예 22. 실시예 1 내지 21 중의 임의의 하나에 따른 단열 모듈은 제 1 쉘 외부에 배치된 열 감지 작업 재료의 양을 더 포함한다.

실시예 23. 실시예 21 내지 22중의 임의의 하나에 따른 단열 모듈로서, 열 감지 작업 재료는 금속을 포함한다.

실시예 24. 실시예 23의 단열 모듈로서, 열 감지 작업 재료는 와이어임을 특징으로 한다.

실시예 25. 실시예 21 내지 24 중의 임의의 하나에 따른 단열 모듈로서, 열 감지 작업 재료는 고분자 재료를 포함한다.

실시예 26. 실시예 22 내지 25 중의 임의의 하나에 따른 단열 모듈로서, 열 감지 작업 재료는 유동(flux) 재료를 포함한다.

실시예 27. 실시예 1 내지 26 중의 임의의 하나에 따른 단열 모듈로서, 전류 캐리어에 의해 유도 가열되도록 구성된 요소를 더 포함한다. 그러한 요소는, 예를 들어, 와이어, 리본, 및 유사한 것들일 수 있다. 요소는 금속, 예를 들어, 철, 니켈, 코발트, 가돌리늄, 디스프로슘(dysprosium), 강철(steel), 및 유사한 것을 포함할 수 있다.

요소는 직선 또는 선형일 수 있지만, 또한 곡선이거나, 굽어지거나 또는 그렇지 않으면 비선형일 수 있다. 몇가지 실시예들에서, 요소는 전류 캐리어에 의해 유도 가열되는데, 그 요소의 가열은 단열 모듈 내에 배치된 작업 재료를 결과적으로 가열시킨다. 일예로서, 요소는 유도 가열을 통해 가열될 수 있고, 가열된 요소는 작업 재료를 결과적으로 가열할 수 있다.

본 개시내용에 따른 모듈들은 하나, 둘, 셋, 또는 그 이상의 요소들을 포함할 수 있다. 유사하게, 본 개시내용에 따른 모듈은 하나, 둘, 또는 그 이상의 전류 컬렉터들을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 모듈은 그 모듈 내의 상이한 요소들에서 유도 가열을 이루도록 구성될 수 있다. 이것은, 위치에 따라 변하고 및/또는 시간에 따라 변하는, 모듈 내의 가열 프로필(heating profile)을 이루게 하는 것을 결과적으로 허용한다.

실시예 28. 실시예 27의 단열 모듈로서, 요소는 제 1 구성요소 내에 배치된다.

실시예 29. 실시예 27의 단열 모듈로서, 요소는 제 1 의 밀봉되고 진공화된 단열 공간 내에 배치된다.

실시예 30. 실시예 27의 단열 모듈로서, 요소는 제 1 쉘 외부에 배치된다.

실시예 31. 청구항 1의 단열 모듈로서, 제 1 구성요소는 그 구성에서 캔 또는 튜브임을 특징으로 하고, 제 1 구성요소는 제 1 구성요소의 내부 부피를 정의하는 내부면을 가진다.(도 12A는 그러한 실시예의 비-한정적인 예를 제공한다).

실시예 32. 청구항 31의 단열 모듈로서, 제 1 쉘은 구성에서 튜브 형태 또는 캔임을 특징으로 한다.

실시예 33. 청구항 32의 단열 모듈로서, 제 1 구성요소 및 제 1 쉘은 제 1 축 주위에서 서로 동축으로 배열된다.

실시예 34. 청구항 32 내지 33 중의 임의의 한 항에 따른 단열 모듈로서, 제 1 구성요소는 그 안에 형성된 함몰부(depression)를 포함하고, 함몰부는 제 1 구성요소의 내부 부피로 연장된다.

실시예 35. 청구항 34의 단열 모듈로서, 전류 캐리어 주위에 배치된 코일 컨테이너를 더 포함하고, 코일 컨테이너는 함몰부 내에 배치되고, 전류 캐리어는 코일 컨테이너 내에 적어도 부분적으로 배치된다.

실시예 36. 청구항 35의 단열 모듈로서, 코일 컨테이너는 내부벽, 외부벽, 및 그 사이에 형성된 밀봉되고 진공화된 공간을 포함한다.

실시예 37. 청구항 36의 단열 모듈로서, 단열 모듈의 제 1 축으로부터 직각으로 또는 방사상으로 외부로 연장되는 라인이, 코일 컨테이너, 함몰부, 제 1 구성요소, 및 유사한 것을 통해서, 연장된다.

도 12C에서 이러한 것의 예시가 발견될 수 있고, 이것은 제 1 축(1250)과, 제 1 축(1250)으로부터 수직으로 및 방사상으로 외부로 연장되는 라인(1252)을 도시한다. 도시된 바와같이, 라인(1252)은 코일 컨테이너(1208), 함몰부(컵(1205)), 제 1 구성요소(1203), 및 제 1 쉘(1219)을 통해 연장된다. 이러한 방식으로, 유도의 양은 라인(1252)을 따라 외부로 이동함에 따라 감소된다.

실시예 38. 방법은 실시예 1 내지 37 중의 임의의 하나에 따른 단열 모듈의 전류 캐리어를 작동시키는 단계를 포함하는데, 단열 모듈의 내부 쉘 내에 배치된 작업 재료의 온도를 유도 가열에 의해 증가시키기 위해서이다.

실시예 39. 실시예 38의 방법으로서, 작업 재료를 유동가능하게 하도록 작업 재료를 가열하는 단계를 더 포함한다.

실시예 40. 실시예 38 또는 39 중의 임의의 하나에 따른 방법으로, 작업 재료는 고분자 재료, 금속성 재료, 또는 그것의 임의의 조합이다. 몇가지 실시예들에서, 재료는 그 안에 배치된 금속성 부분들을 가지는 고분자를 포함할 수 있다. 그러한 작업 재료는 그때 유도 가열될 수 있는데, 재료의 금속성 부분들이 민감하게 될 것이고 결과적으로 재료를 전체적으로 가열할 것이기 때문이다.

실시예 41. 실시예 38 내지 40 중의 임의의 하나에 따른 방법으로, 작업 재료는 전류 캐리어에 의해 유도 가열된다.

실시예 42. 실시예 38 내지 41 중의 하나에 따른 방법으로서, 작업 재료는 재료의 상 변화를 달성하도록 가열된다. 그러한 상 변화는 고체에서 액체로의 상 변화일 수 있지만, 또한 고체에서 가스/증기로의 상 변화, 예를 들어, 휘발일 수도 있다.

실시예 43. 실시예 38 내지 42 중의 임의의 하나에 따른 방법은 소재의 부가적 제조를 이루도록 모듈 내에 작업 재료를 전달하는 단계를 더 포함한다. 예시적인 소재들은, 예를 들어, 기어들(gears), 하우징들, 쉘들, 튜브들, 지들(wedges), 렌즈들, 끈들(straps), 탭들(tabs), 손잡이들(handles), 및 유사한 것을 포함한다.

캔(can)의 전달은, 예를 들어, 플런저(plunger) 또는 다른 기계적인 요소를 통해서 기계적으로 이루어질 수 있다. 전달은 또한 중력에 의해서 또는 인가된 압력에 의해서도 이루어질 수 있다.

실시예 44. 실시예 38 내지 43 중의 임의의 하나에 따른 방법은 제 1 의 밀봉되고 진공화된 단열 공간 내에서 커버 유체를 전달하는 단계를 더 포함한다. 그러한 커버 유체는 액체 또는 가스일 수 있고, 진공화된 단열 공간에 존재하는 열을 흡수하는 데 사용될 수 있다.

실시예 45. 실시예 44의 방법으로서, 유체는 액체로서 도입되고 기체 형태로 증발된다. 그러한 접근법에서, 유체는 기화되고, 그에의해 진공화된 단열 공간에 존재하는 열을 흡수한다.

실시예 46. 단열 모듈은, 유도 가열에 민감한 재료를 포함하는 제 1 셀과, 유도 가열에 민감한 재료의 유도 가열을 일으키도록 구성된 전류 캐리어를 포함하고, 제 1 쉘은 제 1 의 밀봉되고 진공화된 단열 공간을 그 안에 가진다.

그러한 모듈들은, 예를 들어, 지그(jig), 칼라(collar), 또는 모듈에 삽입되는 소모품을 위치에서 유지하도록 구성된 다른 모듈을 포함할 수 있다. 모듈은 (예를 들어, 전류 캐리어의 작동을 통해서) 소모품을 가열하도록 작동될 수 있다. 모듈들에 존재할 수 있는 다른 특징들은 앞서의 다른 실시예들에서 제공된다.

실시예 47. 단열 모듈은 밀봉되고 진공화된 단열 공간을 포함하는 제 1 쉘과, 제 1 쉘 내에 배치된 제 1 구성요소와, 제 1 구성요소의 유도 가열을 일으키도록 구성된 유도 가열 코일을 포함하고, 제 1 구성요소는 유도 가열에 민감한 재료를 포함하고, 제 1 구성요소는 제 1 쉘 내에 배치되며, 제 1 쉘은 소모품을 수용하도록 구성된다.

실시예 48. 실시예 47의 단열 모듈로서, 제 1 쉘과 제 1 구성요소는 구성에서 원통형이고 서로 동축으로 배열된다.

실시예 49. 실시예 48의 단열 모듈로서, 제 1 구성요소는 평탄한 바닥부를 포함하고, 유도 가열 코일은 평탄한 바닥부 상에 배치된다.

개시된 모듈들은 크기에서 한정되지 않으며, 사실상 사용자의 수요와 일치하는 임의의 크기일 수 있다. 일례로서, 본 개시내용에 따른 모듈은 몇가지 실시예들에서, 예를 들어, 약 10 mm 내지 약 20 mm 의 직경을 정의할 수 있다. 본 개시내용에 따른 단열 모듈은 사실상 임의의 길이일 수 있다. 일예로서, 본 개시내용에 따른 단열 모듈은, 예를 들어, 약 20 mm 내지 약 200 mm 의 길이를 가질 수 있다.

모듈은 또한 전류 컬렉터와 전기적으로 통신하는 전력 소스를 포함할 수 있다. 그러한 소스는, 예를 들어, 배터리 또는 다른 캐패시터일 수 있다. 전력 소스들은 재충전되거나 일회용일 수 있다. 모듈은 휴대용일 수 있거나 또는 고정형일 수 있거나 또는 구성에서 플러그인일 수 있다.

본 개시내용에 따른 모듈들은 넓은 범위의 응용들에서 유용할 수 있다는 점이 또한 이해되어야 한다. 그러한 응용들의 한정적이지 않은 리스트는, 예를 들어, 부가적인 제조, 재료 처리(예를 들어, 상변화 재료들의 상변화, 베이스 재료로부터 하나 또는 그 이상의 재료들의 열에 기초한 분리, 및 유사한 것)를 포함한다. 본 개시내용에 따른 모듈은 결과적으로 다양한 시스템들로 구체화될 수 있다.

그러한 하나의 시스템은 부가적인 제조 시스템이다. 그러한 시스템에서, 본 개시내용에 따른 모듈은 작업 재료를 (가열을 통해) 유동적으로 하고 그다음에 그 재료를 분배하는데 사용될 수 있다. 그러한 분배는 물품 또는 소재를 부가적으로 형성하도록 사전 프로그래밍된 스케줄에 따라 제어 가능할 수 있다. 단지 일예로서, 본 개시내용에 따른 모듈은 제 1 구성요소(106) 내에 형성된 속공간을 포함할 수 있다. 속공간은 열 감지 작업 재료의 공급을 결과적으로 포함할 수 있다.(또는 유체 전달할 수 있다). 모듈은 그 작업 재료를 유동 가능한 조건에 놓기 위해 (예를 들어, 작업 재료의 유도 가열을 이루도록 전류 컬렉터를 통해 전류를 통과시키는 것을 통해) 액추에이팅될 수 있다. 유동가능한 재료는 제어가능한 방식으로 모듈 외부에서 (예를 들어, 중력을 통해서, 기계력의 발휘를 통해서) 결과적으로 전달될 수 있다. 예로서, 플런저, 댐(dam), 또는 다른 공간적으로 전진하는 요소는 (초기 상태에서나 또는 가열된 상태에서) 작업 재료를 전진시키기 위해 본 개시내용에 따른 모듈 내에서 또는 외부에서 포함될 수 있다.

본 개시내용에 따른 모듈은 또한, 반응성인 및 비-반응성인 그러한 시스템들을 포함하는, 재료 처리 시스템으로 구체화될 수 있다. 일예로서, 본 개시내용에 따른 모듈은 베이스 작업 재료로부터 하나 또는 그 이상의 구성요소들을 분리하도록 베이스 재료를 가열하는데 사용될 수 있다. 베이스 재료는, 베이스 재료가 어떤 온도로 가열될 때, 베이스 재료로부터 자유로울 수 있는 (예를 들어, 유동 가능하게 되는) (제 1) 구성요소를 포함할 수 있고, 베이스 재료가 어떤 온도로 가열될 때 효과적으로 변화되지 않는 (제 2) 구성요소를 포함할 수 있다. 본 개시내용에 따른 모듈 내에서 베이스 재료의 유도 가열을 이룸에 의해서, 사용자는 베이스 재료로부터 제 1 구성요소의 유리(liberation)를 이룰 수 있다.

개시된 모듈들을 이용하는 다른 예시적인 재료 처리 시스템에서, 베이스 작업 재료는, 개별적으로 열 반응성이거나 또는 서로간에 열 반응성인, 하나, 둘, 또는 그 이상의 구성요소를 포함할 수 있다. 본 개시내용에 따른 모듈 내에서 베이스 재료의 유도 가열을 이룸으로써, 사용자는 베이스 작업 재료의 구성요소들 중 하나 또는 그 이상의 구성요소의 반응을 이룰 수 있다. 그러한 반응은 사용자에 의해 수집될 수 있는 하나 또는 그 이상의 반응 생성물들을 발생시킬 수 있다.

개시된 모듈들은 또한 소비재 응용들을 포함하는 다른 가열 응용들에서 활용될 수 있다. 본 개시 내용에 따른 모듈들은 기화기, 가습기, 연소기, 및 유사한 것으로 구체화될 수 있다.

Claims

단열 모듈에 있어서,
비전도성 제 1 쉘;
전도성 제 1 구성요소; 및
유도 가열을 일으키도록 구성된 전류 캐리어를 포함하고,
제 1 쉘은 제 1 구성요소 주위에 배치되고,
(a) 제 1 쉘은 밀봉되고 진공화된 단열 공간을 포함하고, (b) 제 1 쉘 및 제 1 구성요소는 그 사이에 제 1 의 밀봉되고 진공화된 단열 공간을 가지고, 제 1 구성요소는 밀봉되고 진공화된 단열공간을 포함하거나, 또는 (a), (b), 및 (c) 중의 임의의 하나 또는 그 이상인, 단열 모듈.
단열 모듈에 있어서,
전도성 제 1 쉘;
비전도성 제 1 구성요소; 및
유도 가열을 일으키도록 구성된 전류 캐리어를 포함하고,
제 1 쉘은 제 1 구성요소 주위에 배치되고,
(a) 제 1 쉘은 밀봉되고 진공화된 단열 공간을 포함하고, (b)제 1 쉘 및 제 1 구성요소는 그 사이에 제 1 의 밀봉되고 진공화된 단열 공간을 가지고, 제 1 구성요소는 밀봉되고 진공화된 단열공간을 포함하거나, 또는 (a), (b), 및 (c) 중의 임의의 하나 또는 그 이상인, 단열 모듈.
단열 모듈에 있어서,
비전도성 제 1 쉘;
비전도성 제 1 구성요소; 및
유도 가열을 일으키도록 구성된 전류 캐리어를 포함하고,
제 1 쉘은 제 1 구성요소 주위에 배치되고,
(a) 제 1 쉘은 밀봉되고 진공화된 단열 공간을 포함하고, (b)제 1 쉘 및 제 1 구성요소는 그 사이에 제 1 의 밀봉되고 진공화된 단열 공간을 가지고, 제 1 구성요소는 밀봉되고 진공화된 단열공간을 포함하거나, 또는 (a), (b), 및 (c) 중의 임의의 하나 또는 그 이상인, 단열 모듈.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 쉘 주위에 배치된 제 2 의 밀봉되고 진공화된 공간을 더 포함하고,
제 2 의 밀봉되고 진공화된 공간은 전류 캐리어에 의해 발생된 열을 포함하도록 선택적으로 구성되는, 단열 모듈.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
단열 모듈은 제 1 의 밀봉되고 진공화된 단열 공간 내에서 유체를 전달하도록 구성된, 단열 모듈.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
전류 캐리어는 제 1 쉘 주위에 배치되고,
전류 컬렉터는 제 1 쉘에 선택적으로 접촉하거나, 또는 제 1 쉘에 선택적으로 통합되는, 단열 모듈.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
전류 캐리어는 제 1 의 밀봉되고 진공화된 단열 공간 내에 배치되고,
전류 컬렉터는 제 1 쉘 및 제 1 구성요소 중 하나 또는 둘다에 선택적으로 접촉하거나 또는 제 1 쉘 및 제 1 구성요소 중 하나 또는 둘다에 선택적으로 통합되는, 단열 모듈.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
전류 캐리어는 제 1 구성요소 내에 배치되고,
전류 컬렉터는 제 1 구성요소에 선택적으로 접촉하거나, 또는 제 1 구성요소에 선택적으로 통합되는, 단열 모듈.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
전류 캐리어는 제 1 구성요소 내에 배치된 작업 재료의 유도 가열을 이루도록 구성된, 단열 모듈.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
전류 캐리어는 제 1 쉘 외부에 배치된 작업 재료의 유도 가열을 이루도록 구성된, 단열 모듈.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 쉘은 세라믹을 포함하는, 단열 모듈.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
제 1 구성요소는 세라믹을 포함하는, 단열 모듈.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 쉘 및 제 1 구성요소 중 하나 또는 둘다는 자기장에 적어도 부분적으로 불투명한 차폐물(shield)을 포함하는, 단열 모듈.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 구성요소는 그안에 속공간(lumen)을 정의하는, 단열 모듈.
제 14 항에 있어서,
내부 쉘의 속공간은 근접 단부(proximal end)와 말단부(distal end)를 정의하는, 단열 모듈.
제 15 항에 있어서,
(a) 근접 단부는 단면을 정의하고,
(b) 말단부는 단면을 정의하고,
(c) 근접 단부의 단면은 말단부의 단면과 상이한, 단열 모듈.
제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 구성요소의 속공간은 유체의 소스와 유체 전달하는, 단열 모듈.
제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 쉘 및 제 1 구성요소 중 적어도 하나는 유도 가열을 발생시키는 것에 본질적으로 저항력이 있는, 단열 모듈.
제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
전류 캐리어는 나선형임을 특징으로 하는, 단열 모듈.
제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
전류 캐리어는, 전류 캐리어를 통해 전달된, 전류를 변조하도록 구성된 장치와 통신하는, 단열 모듈.
제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 구성요소 내에 배치된 열 감지 작업 재료의 양을 더 포함하는, 단열 모듈.
제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 쉘 외부에 배치된 열 감지 작업 재료의 양을 더 포함하는, 단열 모듈.
제 21 항 또는 제 22 항에 있어서,
열 감지 작업 재료는 금속을 포함하는, 단열 모듈.
제 23 항에 있어서,
열 감지 작업 재료는 와이어(wire)임을 특징으로 하는, 단열 모듈.
제 22 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
열 감지 작업 재료는 고분자(polymer) 재료를 포함하는, 단열 모듈.
제 22 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
열 감지 작업 재료는 유동(flux) 재료를 포함하는, 단열 모듈.
제 1 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
전류 캐리어에 의해 유도 가열되도록 구성된 요소를 더 포함하는, 단열 모듈.
제 27 항에 있어서,
요소는 제 1 구성요소 내에 배치되는, 단열 모듈.
제 27 항에 있어서,
요소는 제 1 의 밀봉되고 진공화된 단열 공간 내에 배치되는, 단열 모듈.
제 27 항에 있어서,
요소는 제 1 쉘 외부에 배치되는, 단열 모듈.
제 1 항에 있어서,
제 1 구성요소는 구성에서 캔 또는 튜브임을 특징으로 하고,
제 1 구성요소는 제 1 구성요소의 내부 부피를 정의하는 내부면을 가지는, 단열 모듈.
제 31 항에 있어서,
제 1 쉘은 구성에서 튜브 형태 또는 캔인 것을 특징으로 하는, 단열 모듈.
제 32 항에 있어서,
제 1 구성요소 및 제 1 쉘은 제 1 축 주위에서 서로 동축으로 배열되는, 단열 모듈.
제 32 항 또는 제 33 항에 있어서,
제 1 구성요소는 그안에 형성된 함몰부를 포함하고, 함몰부는 제 1 구성요소의 내부 부피로 연장되는, 단열 모듈.
제 34 항에 있어서,
전류 캐리어 주위에 배치된 코일 컨테이너를 더 포함하고,
코일 컨테이너는 함몰부 내에 배치되고,
전류 캐리어는 코일 컨테이너 내에 적어도 부분적으로 배치되는, 단열 모듈.
제 35 항에 있어서,
코일 컨테이너는 내부 벽, 외부 벽, 및 그사이에 형성된 밀봉되고 진공화된 공간을 포함하는, 단열 모듈.
제 36 항에 있어서,
단열 모듈의 제 1 축으로부터 방사상으로 외부로 및 직각으로 연장되는 라인은 코일 컨테이너, 함몰부, 제 1 구성요소, 및 제 1 쉘을 통해 연장되는, 단열 모듈.
단열 모듈의 내부 쉘 내에 배치된 작업 재료의 온도를 유도 가열에 의해 증가시키기 위해서, 제 1 항 내지 제 37 항 중 어느 한 항에 따른 단열 모듈의 전류 캐리어를 작동시키는 단계를 포함하는, 방법.
제 38 항에 있어서,
작업 재료를 유동화하기 위해 작업 재료를 가열하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제 38 항 또는 제 39 항에 있어서,
작업 재료는 고분자 재료, 금속성 재료, 또는 그것들의 임의의 조합인, 방법.
제 38 항 내지 제 40 항 중 어느 한 항에 있어서,
작업 재료는 전류 캐리어에 의해 유도 가열되는, 방법.
제 38 항 내지 제 41 항 중 어느 한 항에 있어서,
작업 재료는 재료의 상 변화를 달성하기 위해 가열되는, 방법.
제 38 항 내지 제 42 항 중 어느 한 항에 있어서,
소재의 부가적인 제조를 이루기 위해 모듈 내의 작업 재료를 전달하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제 38 항 내지 제 43 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 의 밀봉되고 진공화된 단열 공간 내의 커버 유체를 전달하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제 44 항에 있어서,
유체는 액체로서 도입되고 가스 형태로 증발되는, 방법.
단열 모듈에 있어서,
유도 가열에 민감한 재료를 포함하는 제 1 쉘; 및
유도 가열에 민감한 재료의 유도 가열을 일으키도록 구성된 전류 캐리어를 포함하고,
제 1 쉘은 그안에 제 1 의 밀봉되고 진공화된 단열 공간을 가지는, 단열 모듈.
단열 모듈에 있어서,
밀봉되고 진공화된 단열 공간을 포함하는 제 1 쉘과,
제 1 쉘 내에 배치되고, 유도 가열에 민감한 재료를 포함하는 제 1 구성요소로서, 제 1 쉘 내에 배치되고, 소모품을 수용하도록 구성된, 상기 제 1 구성요소와,
제 1 구성요소의 유도 가열을 일으키도록 구성된 유도 가열 코일을 포함하는, 단열 모듈.
제 47 항에 있어서,
제 1 쉘 및 제 1 구성요소는 구성에서 원통형이고, 서로 동축으로 배열되는, 단열 모듈.
제 48 항에 있어서,
제 1 구성요소는 평탄한 바닥부 부분을 포함하고,
유도 가열 코일은 평탄한 바닥부 부분상에 배치되는, 단열 모듈.