特許 6479042 前方および中間デイジーチェーン型電力注入機能、遮蔽機能および耐水機能をもつ能率化されたヒータアセンブリ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6479042

(24)【登録日】2019年2月15日

(45)【発行日】2019年3月6日

(54)【発明の名称】前方および中間デイジーチェーン型電力注入機能、遮蔽機能および耐水機能をもつ能率化されたヒータアセンブリ

(51)【国際特許分類】

   H05B 3/58 20060101AFI20190225BHJP

   H05B 3/00 20060101ALI20190225BHJP

   F16L 53/30 20180101ALI20190225BHJP

   H05B 3/40 20060101ALI20190225BHJP

【ＦＩ】

   H05B3/58

   H05B3/00 310D

   F16L53/30

   H05B3/40 A

【請求項の数】33

【全頁数】29

(21)【出願番号】特願2016-563828(P2016-563828)

(86)(22)【出願日】2015年2月25日

(65)【公表番号】特表2017-517098(P2017-517098A)

(43)【公表日】2017年6月22日

(86)【国際出願番号】US2015017543

(87)【国際公開番号】WO2015167658

(87)【国際公開日】20151105

【審査請求日】2017年9月22日

(31)【優先権主張番号】14/263,779

(32)【優先日】2014年4月28日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】505477121

【氏名又は名称】エムケイエス インストゥルメンツ， インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110001368

【氏名又は名称】清流国際特許業務法人

(74)【代理人】

【識別番号】100129252

【弁理士】

【氏名又は名称】昼間 孝良

(74)【代理人】

【識別番号】100155033

【弁理士】

【氏名又は名称】境澤 正夫

(72)【発明者】

【氏名】キーナン、ジェフリー ディー．

(72)【発明者】

【氏名】ホースマン、カール

(72)【発明者】

【氏名】ドゾレツ、ポール

【審査官】 根本 徳子

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００２／０００８１０１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平１０−２７４４２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｂ ３／００−３／８６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ヒータモジュールと電力注入装置とを備えるヒータ装置であって、（ｉ）前記ヒータモジュールが、ヒータと、１次ヒータコードによってヒータに接続されて１次高圧電力端子と１次中性端子と少なくとも第１の１次通信端子とを有する前端コネクタを備えるコントローラ装置と、コントローラ装置から後端中性端子と後端高圧電力端子と少なくとも第１後端通信端子とを含んで後端高圧電力端子と１次高圧電力端子との電気的接続、後端中性端子と１次中性端子との電気的接続、第１後端通信端子と第１の１次通信端子との通信接続を含む前端コネクタとの接続が可能なように構成された後端コネクタへと延在する２次ヒータコードとを備え、（ｉｉ）前記電力注入装置が、注入装置高圧入力端子と注入装置中性入力端子とを含む注入装置電力入力コネクタと、少なくとも第１注入装置通信入力端子を含んで第１注入装置通信入力端子と第１後端通信端子との通信接続を含む後端コネクタとの接続が可能なように構成された注入装置通信入力コネクタと、注入装置高圧電力出力端子と注入装置中性出力端子と少なくとも第１注入装置通信出力端子とを含んで注入装置高圧電力出力端子と１次高圧電力端子との電気的接続、注入装置中性出力端子と１次中性端子との電気的接続、第１注入装置通信出力端子と第１の１次通信端子との通信接続を含む前端コネクタとの接続が可能なように構成された注入装置電源・通信結合出力コネクタを備えることを特徴とするヒータ装置。

【請求項2】

２次ヒータコードが、コントローラ装置からヒータを通って後端コネクタへと延在していることを特徴とする請求項１に記載のヒータ装置。

【請求項3】

２次ヒータコードが、コントローラ装置から直接後端コネクタへと延在していることを特徴とする請求項１に記載のヒータ装置。

【請求項4】

２次ヒータコードが、コントローラ装置からＴ接合装置を通って後端コネクタへと延在していることを特徴とする請求項１に記載のヒータ装置。

【請求項5】

電力注入装置が、（ｉ）注入装置高圧電力入力端子と注入装置高圧電力出力端子とに電気的に接続された注入装置高圧電力コンダクタと、（ｉｉ）注入装置中性入力端子と注入装置中性出力端子とに電気的に接続された注入装置中性コンダクタと、（ｉｉｉ）第１注入装置通信入力端子と第１注入装置通信出力端子とに接続された少なくとも第１注入装置通信コンダクタとを含むことを特徴とする請求項１に記載のヒータ装置。

【請求項6】

前端コネクタおよび後端コネクタがいずれも、１次高圧電力端子、１次中性端子、第１の１次通信端子、後端高圧電力端子、後端中性端子、第１後端通信端子に対して防水シールを提供するタイプのものであることを特徴とする請求項１に記載のヒータ装置。

【請求項7】

前端コネクタ、後端コネクタ、注入装置通信入力コネクタおよび注入装置電源・通信結合出力コネクタがいずれも、後端高圧電力端子、後端中性端子、第１後端通信端子、第１注入装置通信入力端子、注入装置高圧電力出力端子、注入装置中性出力端子、第１注入装置通信出力端子、１次高圧電力端子、１次中性端子、第１の１次通信端子に対して防水シールを提供するタイプのものであることを特徴とする請求項１に記載のヒータ装置。

【請求項8】

コントローラ装置が、前部開口を画定する回転図形に実質的に形成された筐体前端と後部開口を画定する回転図形に実質的に形成された筐体後端との間でコントローラ縦軸に沿って延在する回転図形に実質的に形成された外壁を有するコントローラ筐体と、コントローラ筐体の外面を被覆する保護シールドとを備え、前記コントローラ筐体は外面を有すると共に内部コントローラチャンバを含むことを特徴とする請求項１に記載のヒータ装置。

【請求項9】

保護シールドが熱収縮材料であることを特徴とする請求項８に記載のヒータ装置。

【請求項10】

保護シールドが耐水性を有することを特徴とする請求項９に記載のヒータ装置。

【請求項11】

保護シールドが化学的に不活性であることを特徴とする請求項８に記載のヒータ装置。

【請求項12】

保護シールドが磁界シールド材料であることを特徴とする請求項８に記載のヒータ装置。

【請求項13】

保護シールドがＲＦシールド材料であることを特徴とする請求項８に記載のヒータ装置。

【請求項14】

保護シールドが防塵性を有することを特徴とする請求項８に記載のヒータ装置。

【請求項15】

保護シールドが紫外線放射を反射又は吸収することを特徴とする請求項８に記載のヒータ装置。

【請求項16】

保護シールドが緩衝材であることを特徴とする請求項８に記載のヒータ装置。

【請求項17】

保護シールドが断熱材であることを特徴とする請求項８に記載のヒータ装置。

【請求項18】

保護シールドが可視光を透過する材料であることを特徴とする請求項８に記載のヒータ装置。

【請求項19】

前部開口を通って延在する前端コードと、後部開口を通って延在する１次ヒータコードと、保護シールドの前端部分の上方と筐体の外部の前端コードの一部分の上方を含む筐体の前端上方に延在する耐水性前部ブーツと、保護シールドの後端部分と筐体の外部の１次ヒータコードの一部分を含む筐体の後端上方に延在する耐水性後部ブーツとを含むことを特徴とする請求項８に記載のヒータ装置。

【請求項20】

前部ブーツおよび後部ブーツが熱収縮材料を備えることを特徴とする請求項１９に記載のヒータ装置。

【請求項21】

ヒータ内の発熱素子と、ヒータ内で発熱素子に隣接する少なくとも一つの温度センサとを含むことを特徴とする請求項１に記載のヒータ装置。

【請求項22】

コントローラ装置が、（ｉ）１次中性端子からコントローラ筐体および１次ヒータコードを通ってヒータへと延在して発熱素子と２次ヒータコードを通って後端中性端子へと延在する２次中性コンダクタとに電気的に接続される１次中性コンダクタと、（ｉｉ）１次高圧電力端子からコントローラ筐体および１次ヒータコードを通ってヒータへと延在して２次ヒータコードを通って後端高圧電力端子へと延在する２次高圧電力コンダクタに電気的に接続される１次高圧電力コンダクタと、（ｉｉｉ）第１の１次通信端子からコントローラ筐体および１次ヒータコードを通ってヒータへと延在して２次ヒータコードを通って第１後端通信端子へと延在する第１の２次通信コンダクタに電気的に接続される少なくとも第１の１次通信コンダクタとを少なくとも部分的に含むコントローラ筐体を含むことを特徴とする請求項２１に記載のヒータ装置。

【請求項23】

コントローラ筐体が、（ｉ）少なくとも一つの温度センサによって検出された温度に少なくとも部分的に基づいてヒータの温度を制御して少なくとも一つの温度センサによって検出された温度が温度上限パラメータを超過することに応じて発熱素子への高圧電力を止める制御回路と、（ｉｉ）通信信号を生成する通信回路とを含むことを特徴とする請求項２２に記載のヒータ装置。

【請求項24】

（ｉ）温度制御回路から１次ヒータコードを通ってヒータへと延在し、ヒータの少なくとも一つの温度センサと温度制御回路とに電気的に接続された温度信号コンダクタと、（ｉｉ）コントローラ筐体の制御回路から１次ヒータコードを通ってヒータへと延在し、発熱素子に電気的に接続される制御された高圧電力コンダクタとを含み、制御回路が制御された高圧電力コンダクタと１次高圧電力コンダクタ間の接続・切断を行って少なくとも一つの温度センサによって検出された温度に応じて発熱素子による熱産生を制御することを特徴とする請求項２３に記載のヒータ装置。

【請求項25】

前端コネクタが第２の１次通信端子を含むと共に後端コネクタが第２後端通信端子を含んで第２後端通信端子と１次通信端子とは通信接続が可能なように構成されており、注入装置通信入力コネクタが第２注入装置通信入力端子を含んで第２注入装置通信入力端子と第２後端通信端子との通信を含む後端コネクタとの接続が可能なように構成されており、注入装置電源・通信結合出力コネクタが第２注入装置通信出力端子を含んで第２注入装置通信出力端子と第２の１次通信端子との通信接続を含む前端コネクタとの接続が可能なように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のヒータ装置。

【請求項26】

電力注入装置が、（ｉ）注入装置高圧電力入力端子と注入装置高圧電力出力端子とに電気的に接続された注入装置高圧電力コンダクタと、（ｉｉ）注入装置中性入力端子と注入装置中性出力端子とに電気的に接続された注入装置中性コンダクタと、（ｉｉｉ）第１注入装置通信入力端子と第１注入装置通信出力端子とに接続された第１注入装置通信コンダクタと、（ｉｖ）第２注入装置通信入力端子と第２注入装置通信出力端子とに接続された第２注入装置通信コンダクタとを含むことを特徴とする請求項２５に記載のヒータ装置。

【請求項27】

その一端に補助通信出力コネクタを有する補助通信コードを含み、第１補助通信出力コネクタが第１補助通信出力端子と第２補助通信出力端子とを含んで第１補助通信出力端子と第１注入装置通信入力端子との通信接続と第２補助通信出力端子と第２注入装置通信入力端子との通信接続を含む注入装置通信入力コネクタとの接続が可能なように構成されていることを特徴とする請求項２６に記載のヒータ装置。

【請求項28】

ヒータモジュールのアセンブリ内の複数のヒータモジュールの全てに電力を注入するための電力注入装置であって、前記ヒータモジュールの各々は、ヒータとコントローラとを有し、２次高圧電力コンダクタを接続することができるようにアセンブリ内の後続のヒータモジュールの前端コネクタに物理的および電気的接続を行うように構成された後端コネクタを有する２次ヒータコード、２次中性コンダクタ、および少なくとも一の２次通信コンダクタによって、アセンブリ内の他のヒータモジュールとデイジーチェーン方式で互いに接続可能であり、中性コンダクタと、後続のヒータモジュール内の少なくとも１つの通信コンダクタである電力注入装置とに接続されており、
注入装置電源・通信結合出力コネクタ内の注入装置高圧電力出力端子および注入装置中性出力端子および少なくとも第１注入装置通信出力端子をそれぞれ高圧電力コンダクタ、中性コンダクタ、およびアセンブリ内のヒータモジュールの１つの中の少なくとも１つの通信コンダクタに電気的に接続することができるように、前端コネクタと物理的および電気的に接続するように構成された注入装置電源・通信結合出力コネクタと、
注入装置通信結合入力コネクタ内の第１注入装置通信入力端子を２次ヒータコード内の少なくとも1つの２次通信コンダクタに電気的に接続することができるように、後端コネクタに物理的および電気的に接続するように構成された注入装置通信結合入力コネクタと、
注入装置高圧電源入力コネクタと注入装置中性入力コネクタとを有する注入装置電力入力コネクタとを備え、
電力注入装置が注入装置通信入力コネクタと注入装置電源・通信結合出力コネクタとの間に高圧電力電気接続を提供せず、電力注入装置が（i）注入装置電力入力コネクタの注入装置高圧電力入力コネクタと注入装置電源・通信結合出力コネクタの注入装置高圧電力出力コネクタとを電気的に接続する注入装置高圧電力コンダクタと、（ii）注入装置電力入力コネクタの注入装置中性入力コネクタと注入装置電源・通信結合出力コネクタの注入装置中性出力コネクタとを電気的に接続する注入装置中性コンダクタと、（iii）注入装置通信入力コネクタの第１注入装置通信入力コネクタと注入装置電源・通信結合出力コネクタの第１注入装置通信出力コネクタとを電気的に接続する第１注入装置通信コンダクタとを備えることを特徴とする電力注入装置。

【請求項29】

注入装置通信入力コネクタは、注入装置通信入力コネクタの第２注入装置通信入力端子を２次ヒータコード内の第２の２次通信コンダクタに電気的に接続することができるように、後端コネクタへの物理的および電気的接続を合わせるように構成されており、
注入装置電源・通信結合出力コネクタが第２注入装置通信出力端子を含み、注入装置電源・通信結合出力コネクタ内の第２注入装置通信出力端子を前記アセンブリ内のヒータモジュールの１つの２次通信コンダクタに電気的に接続することができるように前記前端コネクタに物理的及び電気的に接続するように構成されており、
第２注入装置通信コンダクタは、注入装置通信入力コネクタの第２注入装置通信入力端子を注入装置電源・通信結合出力コネクタの第２注入装置通信出力端子に電気的に接続することを特徴とする請求項２８に記載の電力注入装置。

【請求項30】

デイジーチェーン接続された複数のヒータモジュールに対して電力を供給すると共に通信データのやり取りを提供する方法であって、
各ヒータモジュールは、ヒータに発熱素子と、１次ヒータコードによってヒータに接続されたコントローラ装置と、コントローラ装置から１次ヒータコードを通ってヒータへ延在して更に別のヒータモジュールのコントローラ装置との接続のためにヒータから延在する２次ヒータコードを通って延在する高圧電力コンダクタおよび中性コンダクタおよび通信コンダクタとを備え、
第１電力注入装置をヒータモジュールの第１ヒータモジュールに接続し、高圧電源からの電力を注入装置電力入力コネクタを介して、また、注入装置電源・通信結合出力コネクタからヒータモジュールの第１ヒータモジュールに供給することによって、通信データをヒータモジュールの第１のヒータモジュールに伝達しながら電力をヒータモジュールの第１ヒータモジュールに注入する工程と、
第２電力注入装置をデイジーチェーン接続されたヒータモジュールの別のヒータモジュールに接続し、デイジーチェーン接続されたヒータモジュールの中間ヒータモジュールの２次ヒータコードを第２電力注入装置に接続することで、補助電力をヒータモジュールの別のヒータモジュールに注入し、電力注入装置を介して別のヒータモジュールと中間ヒータモジュールとの間で通信データを送信する工程とを備えることを特徴とする方法。

【請求項31】

電気的にデイジーチェーン接続された複数のヒータモジュールを含む耐水性ヒータアセンブリを提供する方法であって、
各ヒータモジュールは、高圧電力で作動する発熱素子と、発熱素子に隣接してヒータに配置された少なくとも一つの温度センサとを備え、各ヒータモジュールは、高圧電源と発熱素子とヒータの温度センサとに電気的に接続されたコントローラ装置も備えており、
前部開口を画定する回転図形に実質的に形成された筐体前端と、後部開口を画定する回転図形に実質的に形成された筐体後端との間で、コントローラ縦軸に沿って延在する回転図形に実質的に形成された外壁を有し、外面を有すると共に内部コントローラチャンバを含む筐体を各ヒータモジュールのコントローラ装置に提供する工程と、
コントローラ装置をヒータから距離を隔てて配置する工程と、
各ヒータモジュールに電気コンダクタや電気入力コネクタおよび電気出力コネクタの端子との接触時に漏水に耐える防水状態で互いに接続可能な１つの電気入力コネクタおよび１つの電気出力コネクタを備える工程と、
コントローラ装置の筐体を介することも含めてヒータモジュールの電気入力コネクタと同ヒータモジュールの電気出力コネクタとの間で高圧電力コンダクタ、中性コンダクタおよび少なくとも一つのデータ通信コンダクタを延在させる工程と、
耐水性の保護シールドをコントローラの筐体に収縮状態で巻きつける工程と、
１つ又は複数のヒータモジュールの電気出力コネクタを１つ又は複数の他のヒータモジュールの電気入力コネクタに接続することにより複数のヒータモジュールをデイジーチェーン接続する工程とを備えることを特徴とする方法。

【請求項32】

デイジーチェーン接続された複数のヒータモジュールに対して電力を供給するとともに通信データのやり取りを提供する電力注入装置であって、
各ヒータモジュールは、ヒータ内の発熱素子と、１次ヒータコードによってヒータに接続されたコントローラ装置と、コントローラ装置から１次ヒータコードを通ってヒータへ延在して更に別のヒータモジュールのコントローラ装置との接続のためにヒータから延在する２次ヒータコードを通って延在する高圧電力コンダクタおよび中性コンダクタおよび通信コンダクタとを備え、
通信データをヒータモジュールの第１のヒータモジュールに伝達しながら電力をヒータモジュールの第１ヒータモジュールに注入する手段と、
第２電力注入装置をデイジーチェーン接続されたヒータモジュールの別のヒータモジュールに接続し、デイジーチェーン接続されたヒータモジュールの中間ヒータモジュールの２次ヒータコードを第２電力注入装置に接続することで、補助電力をヒータモジュールの別のヒータモジュールに注入し、電力注入装置を介して別のヒータモジュールと中間ヒータモジュールとの間で通信データを送信する手段とを備えることを特徴とする電力注入装置。

【請求項33】

電気的にデイジーチェーン接続された複数のヒータモジュールを含む耐水性ヒータアセンブリを提供する装置であって、
各ヒータモジュールは、高圧電力で作動する発熱素子と、発熱素子に隣接してヒータに配置された少なくとも一つの温度センサとを備え、各ヒータモジュールは、高圧電源と発熱素子とヒータの温度センサとに電気的に接続されたコントローラ装置も備えており、
前部開口を画定する回転図形に実質的に形成された筐体前端と後部開口を画定する回転図形に実質的に形成された筐体後端との間で、コントローラ縦軸に沿って延在する回転図形に実質的に形成された外壁を有し、外面を有すると共に内部コントローラチャンバを含む筐体を各ヒータモジュールのコントローラ装置に提供する手段と、
導電性部品をコントローラ装置とヒータ間に延在させた状態でコントローラ装置をヒータから距離を隔てて配置する手段と、
各ヒータモジュールに電気コンダクタや電気入力コネクタおよび電気出力コネクタの端子との接触時に漏水に耐える防水状態で互いに接続可能な１つの電気入力コネクタおよび１つの電気出力コネクタを備える手段と、
コントローラ装置の筐体を介することも含めてヒータモジュールの電気入力コネクタと同ヒータモジュールの電気出力コネクタとの間で高圧電力コンダクタ、中性コンダクタおよび少なくとも一つのデータ通信コンダクタを延在させる手段と、
コントローラの筐体に収縮状態で巻きつけられた耐水性の保護シールドと、
１つ又は複数のヒータモジュールの電気出力コネクタを１つ又は複数の他のヒータモジュールの電気入力コネクタに接続した状態でデイジーチェーン接続された複数のヒータモジュールとを備える装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、パイプ、バルブおよびその他の配管系部品を加熱するための複数のヒータモジュールをもつヒータアセンブリを含むヒータに関する。

【背景技術】

【0002】

一つの地点から次の地点へとさまざまな気体、液体、固体材料を伝搬・移動する産業で用いられる真空システム、処理システム、搬送システム、および、その他のシステムの多くは、さまざまな長さ、サイズ、形状のパイプ、バルブ、その他の配管系部品から構成され、パイプおよびパイプ内の材料を一定の温度範囲に維持するために加熱する必要がある。上記およびその他の目的のためにパイプを加熱するパイプヒータは、当業者には周知であり、パイプに巻きつけられた簡素な抵抗素子やテープから、参照により本書に組み込まれる特許文献１に記載のものなどの高性能な絶縁パイプヒータ、並びに、市販されている多くのヒータ製品へと多岐にわたる。

【0003】

さまざまなパイプ加熱用途に対するパイプヒータの発展に伴って、ヒータからの熱出力をパイプの長さに沿って制御し、そのようなヒータ動作を監視・制御するためのより良いパイプヒータ制御システムの必要性もあった。そのようなヒータ制御システムには、参照により本書に組み込まれる特許文献２に記載のものなど、数多くの種類や構成のものがある。参照により本書に組み込まれる特許文献３や特許文献４には、パイプヒータアセンブリのさらなる多様性やより良い制御機能も開発されてきた。しかしながら、そのような多様性は機能により、複雑さや、組み立てが面倒で取り付けが難しく、配管系に設置された場合に、漏水や水分侵入、磁気干渉、高周波（ＲＦ）電磁放射干渉、紫外線（ＵＶ）放射、その他の環境問題によるダメージの影響を受けやすい部品が加わることとなった。これらは、幾分面倒で、引っ掛かり、不用意な切断、その他の問題の影響を受けやすい。

【0004】

関連技術の先の実施例およびそれに関連した限定事項は、排他的な意図のものではなく例示的な意図のものである。関連技術の他の限定事項およびその他の実施例は、当業者が本明細書を読み、図面を見ることで明らかとなろう。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許第５７１４７３８号明細書

【特許文献2】米国特許第６８９４２５４号明細書

【特許文献3】米国特許第７９３２４８０号明細書

【特許文献4】米国特許第８５４１７１６号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

以下の実施形態およびその態様は、典型的かつ例示的であって本発明の範囲の限定を意図しないシステム、装置および方法に関連して記述し説明する。様々な実施形態および実施では、上述の１つ又は複数の課題が軽減又は解決された一方、他の実施形態は他の利点又は改良を目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

ヒータ装置は、ヒータモジュールに電力を供給する１つ又は複数の電力注入装置によりデイジーチェーン接続可能な１つ又は複数のヒータモジュールを備える。一実施形態において、各ヒータモジュールは、ヒータと、１次ヒータコードによってヒータに接続されて１次高圧電力端子と１次中性端子と少なくとも第１の１次通信端子とを有する前端コネクタを備えるコントローラ装置と、コントローラ装置から後端中性端子と後端高圧電力端子と少なくとも第１後端通信端子とを含んで後端高圧電力端子と１次高圧電力端子との電気的接続、後端中性端子と１次中性端子との電気的接続、第１後端通信端子と第１の１次通信端子との通信接続を含む前端コネクタとの接続が可能なように構成された後端コネクタへと延在する２次ヒータコードとを備える。

【0008】

一実施形態において、電力注入装置は、注入装置高圧入力端子と注入装置中性入力端子とを含む注入装置電力入力コネクタと、少なくとも第１注入装置通信入力端子を含んで第１注入装置通信入力端子と第１後端通信端子との通信接続を含む後端コネクタとの接続が可能なように構成された注入装置通信入力コネクタと、注入装置高圧電力出力端子と注入装置中性出力端子と少なくとも第１注入装置通信出力端子とを含んで注入装置高圧電力出力端子と１次高圧電力端子との電気的接続、注入装置中性出力端子と１次中性端子との電気的接続、第１注入装置通信出力端子と第１の１次通信端子との通信接続を含む前端コネクタとの接続が可能なように構成された注入装置電源・通信結合出力コネクタとを備える。一実施形態において、２次ヒータコードは、コントローラ装置からヒータを通って後端コネクタへと延在している。別の実施形態において、２次ヒータコードは、コントローラ装置から直接後端コネクタへと延在している。別の実施形態において、２次ヒータコードは、コントローラ装置からＴ接合装置を通って後端コネクタへと延在している。

【0009】

一実施形態において、電力注入装置は、注入装置高圧電力入力端子と注入装置高圧電力出力端子とに電気的に接続された注入装置高圧電力コンダクタと、注入装置中性入力端子と注入装置中性出力端子とに電気的に接続された注入装置中性コンダクタと、第１注入装置通信入力端子と第１注入装置通信出力端子とに接続された少なくとも第１注入装置通信コンダクタとを含む。

【0010】

一実施形態において、前端コネクタおよび後端コネクタはいずれも、１次高圧電力端子、１次中性端子、第１の１次通信端子、後端高圧電力端子、後端中性端子、第１後端通信端子に対して防水シールを提供するタイプのものである。

【0011】

一実施形態において、前端コネクタ、後端コネクタ、注入装置通信入力コネクタおよび注入装置電源・通信結合出力コネクタはいずれも、後端高圧電力端子、後端中性端子、第１後端通信端子、第１注入装置通信入力端子、注入装置高圧電力出力端子、注入装置中性出力端子、第１注入装置通信出力端子、１次高圧電力端子、１次中性端子および第１の１次通信端子に対して防水シールを提供するタイプのものである。

【0012】

一実施形態において、上記ヒータ装置は、前部開口を画定する回転図形に実質的に形成された筐体前端と後部開口を画定する回転図形に実質的に形成された筐体後端との間でコントローラ縦軸に沿って延在する回転図形に実質的に形成された外壁を有するコントローラ筐体１３０を備える。このコントローラ筐体は、外面を有し、内部コントローラチャンバを含む。一実施形態において、保護シールドは熱収縮材料である。別の実施形態において、保護シールドは耐水性がある。別の実施形態において、保護シールドは化学的に不活性である。別の実施形態において、保護シールドは磁界シールド材料である。別の実施形態において、保護シールドはＲＦシールド材料である。別の実施形態において、保護シールドは防塵性がある。別の実施形態において、保護シールドは紫外線放射を反射又は吸収する。別の実施形態において、保護シールドは緩衝材である。別の実施形態において、保護シールドは断熱材である。別の実施形態において、保護シールドは少なくともある程度の可視光を透過する材料である。

【0013】

一実施形態において、上記ヒータ装置は、前部開口と後部開口を有するコントローラ筐体と、前部開口を通って延在する前端コードと、後部開口を通って延在する１次ヒータコードと、保護シールドの前端部分の上方と筐体の外部の前端コードの一部分の上方を含む筐体の前端上方に延在する耐水性前部ブーツと、保護シールドの後端部分と筐体の外部の１次ヒータコードの一部分を含む、筐体の後端上方に延在する耐水性後部ブーツとを備える。一実施形態において、前部ブーツと後部ブーツは熱収縮材料を備える。

【0014】

一実施形態において、上記ヒータ装置は、ヒータ内の発熱素子と、ヒータ内で発熱素子に隣接する少なくとも一つの温度センサとを含む。

【0015】

一実施形態において、ヒータ装置のコントローラ装置は、（ｉ）１次中性端子からコントローラ筐体および１次ヒータコードを通ってヒータへと延在して発熱素子と２次ヒータコードを通って後端中性端子へと延在する２次中性コンダクタとに電気的に接続される１次中性コンダクタと、（ｉｉ）１次高圧電力端子からコントローラ筐体および１次ヒータコードを通ってヒータへと延在して２次ヒータコードを通って後端高圧電力端子へと延在する２次高圧電力コンダクタに電気的に接続される１次高圧電力コンダクタと、（ｉｉｉ）第１の１次通信端子からコントローラ筐体および１次ヒータコードを通ってヒータへと延在して２次ヒータコードを通って第１後端通信端子へと延在する第１の２次通信コンダクタに電気的に接続される少なくとも第１の１次通信コンダクタとを少なくとも部分的に含むコントローラ筐体を含む。

【0016】

一実施形態において、コントローラ筐体は、（ｉ）少なくとも一つの温度センサによって検出された温度に少なくとも部分的に基づいてヒータの温度を制御して少なくとも一つの温度センサによって検出された温度が温度上限パラメータを超過することに応じて発熱素子への高圧電力を止める制御回路と、（ｉｉ）通信信号を生成する通信回路とを含む。

【0017】

一実施形態において、上記ヒータ装置は、（ｉ）温度制御回路から１次ヒータコードを通ってヒータへと延在してヒータの少なくとも一つの温度センサと温度制御回路とに電気的に接続された温度信号コンダクタと、（ｉｉ）コントローラ筐体の制御回路から１次ヒータコードを通ってヒータへと延在して発熱素子に電気的に接続される制御された高圧電力コンダクタとを含み、制御回路は、制御された高圧電力コンダクタと１次高圧電力コンダクタ間の接続・切断を行い、少なくとも一つの温度センサによって検出された温度に応じて発熱素子による熱産生を制御する。

【0018】

一実施形態において、（ｉ）前端コネクタは第２の１次通信端子を含み、（ｉｉ）後端コネクタは第２後端通信端子を含んで第２後端通信端子と１次通信端子との通信接続が可能なように構成され、（ｉｉｉ）注入装置通信入力コネクタは第２注入装置通信入力端子を含んで第２注入装置通信入力端子と第２後端通信端子との通信を含む後端コネクタとの接続が可能なように構成され、（ｉｖ）注入装置電源・通信結合出力コネクタは、第２注入装置通信出力端子を含んで第２注入装置通信出力端子と第２の１次通信端子との通信接続を含む前端コネクタとの接続が可能なように構成される。

【0019】

電力注入装置は、電力注入位置の両側に位置するヒータモジュール間のデータ通信を可能にしつつ、デイジーチェーンの前方および中間位置にあるヒータモジュールへ電力を投入するための接続性を有して構成されている。一実施形態において、電力注入装置は、（ｉ）注入装置高圧電力入力端子と、注入装置高圧電力出力端子とに電気的に接続された注入装置高圧電力コンダクタと、（ｉｉ）注入装置中性入力端子と注入装置中性出力端子とに電気的に接続された注入装置中性コンダクタと、（ｉｉｉ）第１注入装置通信入力端子と第１注入装置通信出力端子とに接続された第１注入装置通信コンダクタと、（ｉｖ）第２注入装置通信入力端子と第２注入装置通信出力端子とに接続された第２注入装置通信コンダクタとを含む。

【0020】

一実施形態において、上記ヒータ装置は、その一端に補助通信出力コネクタを有する補助通信コードを含み、第１補助通信出力コネクタは第１補助通信出力端子と第２補助通信出力端子とを含む。補助通信出力コネクタは、第１補助通信出力端子と第１注入装置通信入力端子との通信接続と、第２補助通信出力端子と第２注入装置通信入力端子との通信接続を含む注入装置通信入力コネクタとの接続が可能なように構成されている。

【0021】

別の実施形態において、電力注入装置は、（ｉ）注入装置高圧入力端子と注入装置中性入力端子とを含む注入装置電力入力コネクタと、（ｉｉ）注入装置高圧入力端子と注入装置中性入力端子とを含む注入装置電力入力コネクタと、（ｉｉｉ）少なくとも第１注入装置通信入力端子を含む注入装置通信入力コネクタと、（ｉｖ）注入装置高圧電力出力端子と注入装置中性出力端子と少なくとも第１注入装置通信出力端子とを含む注入装置電源・通信結合出力コネクタとを備える。

【0022】

一実施形態において、電力注入装置の注入装置通信入力コネクタは第２注入装置通信入力端子を含み、注入装置は電力注入装置の電源・通信結合出力コネクタを含む。

【0023】

一実施形態において、電力注入装置は、（ｉ）注入装置高圧電力入力端子と注入装置高圧電力出力端子とに電気的に接続された注入装置高圧電力コンダクタと、（ｉｉ）注入装置中性入力端子と注入装置中性出力端子とに電気的に接続された注入装置中性コンダクタと、（ｉｉｉ）第１注入装置通信入力端子と第１注入装置通信出力端子とに接続された第１注入装置通信コンダクタと、（ｉｖ）第２注入装置通信入力端子と第２注入装置通信出力端子とに接続した第２注入装置通信コンダクタを含む。

【0024】

本発明の別の態様は、デイジーチェーン接続された複数のヒータモジュールに対して、電力を供給するとともに通信データのやり取りを提供する方法を含み、各ヒータモジュール１２は、ヒータに発熱素子と、１次ヒータコードによってヒータに接続されたコントローラ装置と、コントローラ装置から１次ヒータコードを通ってヒータへ延在して更に別のヒータモジュールのコントローラ装置との接続のためにヒータから延在する２次ヒータコードを通って延在する高圧電力コンダクタおよび中性コンダクタおよび通信コンダクタとを備える。一実施形態において、上記方法は、（ｉ）第１電力注入装置をヒータモジュールの第１ヒータモジュールに接続し、高圧電源からの電力を注入装置電力入力コネクタを介して、また、注入装置電源・通信結合出力コネクタからヒータモジュールの第１ヒータモジュールに供給することによって、通信データをヒータモジュールの第１のヒータモジュールに伝達しながら電力をヒータモジュールの第１ヒータモジュールに注入する工程と、（ｉｉ）第２電力注入装置をデイジーチェーン接続されたヒータモジュールの別のヒータモジュールに接続し、デイジーチェーン接続されたヒータモジュールの中間ヒータモジュールの２次ヒータコードを第２電力注入装置に接続することで、補助電力をヒータモジュールの別のヒータモジュールに注入し、電力注入装置を介して、別のヒータモジュールと中間ヒータモジュールとの間で通信データを送信する工程とを備える。

【0025】

本発明の別の態様は、電気的にデイジーチェーン接続された複数のヒータモジュールを含む耐水性ヒータアセンブリを提供する方法を含み、各ヒータモジュールは、高圧電力で作動する発熱素子と、発熱素子に隣接してヒータに配置された少なくとも一つの温度センサとを備え、各ヒータモジュールは、高圧電源と発熱素子とヒータの温度センサとに電気的に接続されたコントローラ装置も備えている。一実施形態において、上記方法は、（ｉ）前部開口を画定する回転図形に実質的に形成された筐体前端と後部開口を画定する回転図形に実質的に形成された筐体後端との間で、コントローラ縦軸に沿って延在する回転図形に実質的に形成された外壁を有し、外面を有すると共に内部コントローラチャンバを含む筐体を各ヒータモジュールのコントローラ装置に提供する工程と、（ｉｉ）コントローラ装置をヒータから距離を隔てて配置する工程と、（ｉｉｉ）各ヒータモジュールに電気コンダクタや電気入力コネクタおよび電気出力コネクタの端子との接触時に漏水に耐える防水状態で互いに接続可能な１つの電気入力コネクタおよび１つの電気出力コネクタを備える工程と、（ｉｖ）コントローラ装置の筐体を介することも含めてヒータモジュールの電気入力コネクタと同ヒータモジュールの電気出力コネクタとの間で高圧電力コンダクタ、中性コンダクタおよび少なくとも一つのデータ通信コンダクタを延在させる工程と、（ｖ）耐水性の保護シールドをコントローラの筐体に収縮状態で巻きつける工程と、（ｖｉ）１つ又は複数のヒータモジュールの電気出力コネクタを１つ又は複数の他のヒータモジュールの電気入力コネクタに接続することにより複数のヒータモジュールをデイジーチェーン接続する工程とを備える。

【0026】

本発明の別の態様において、電力注入装置は、デイジーチェーン接続された複数のヒータモジュールに対して電力を供給するとともに通信データのやり取りを提供するよう構成されており、各ヒータモジュールは、ヒータ内の発熱素子と、１次ヒータコードによってヒータに接続されたコントローラ装置と、コントローラ装置から１次ヒータコードを通ってヒータへ延在して更に別のヒータモジュールのコントローラ装置との接続のためにヒータから延在する２次ヒータコードを通って延在する高圧電力コンダクタおよび中性コンダクタおよび通信コンダクタとを備える。一実施形態において、上記電力注入装置は、（ｉ）通信データをヒータモジュールの第１のヒータモジュールに伝達しながら電力をヒータモジュールの第１ヒータモジュールに注入する手段と、（ｉｉ）第２電力注入装置をデイジーチェーン接続されたヒータモジュールの別のヒータモジュールに接続し、デイジーチェーン接続されたヒータモジュールの中間ヒータモジュールの２次ヒータコードを第２電力注入装置に接続することで、補助電力をヒータモジュールの別のヒータモジュールに注入し、電力注入装置を介して別のヒータモジュールと中間ヒータモジュールとの間で通信データを送信する手段とを備える。

【0027】

本発明の別の態様において、電気的にデイジーチェーン接続された複数のヒータモジュールを含む装置によって耐水性ヒータアセンブリが提供される。各ヒータモジュールは、高圧電力で作動する発熱素子と、発熱素子に隣接してヒータに配置された少なくとも一つの温度センサとを備え、各ヒータモジュールは、高圧電源と発熱素子とヒータの温度センサとに電気的に接続されたコントローラ装置も備えている。一実施形態において、上記装置は、（ｉ）前部開口を画定する回転図形に実質的に形成された筐体前端と、後部開口を画定する回転図形に実質的に形成された筐体後端との間で、コントローラ縦軸に沿って延在する回転図形に実質的に形成された外壁を有し、外面を有すると共に内部コントローラチャンバを含む筐体を各ヒータモジュールのコントローラ装置に提供する手段と、（ｉｉ）導電性部品をコントローラ装置とヒータ間に延在させた状態でコントローラ装置をヒータから距離を隔てて配置する手段と、（ｉｉｉ）各ヒータモジュールに電気コンダクタや電気入力コネクタおよび電気出力コネクタの端子との接触時に漏水に耐える防水状態で互いに接続可能な１つの電気入力コネクタおよび１つの電気出力コネクタを備える手段と、（ｉｖ）コントローラ装置の筐体を介することも含めてヒータモジュールの電気入力コネクタと同ヒータモジュールの電気出力コネクタとの間で高圧電力コンダクタ、中性コンダクタおよび少なくとも一つのデータ通信コンダクタを延在させる手段と、（ｖ）コントローラの筐体に収縮状態で巻きつけられた耐水性の保護シールドと、（ｖｉ）１つ又は複数のヒータモジュールの電気出力コネクタを、１つ又は複数の他のヒータモジュールの電気入力コネクタに接続した状態でデイジーチェーン接続された複数のヒータモジュールとを備える。

【0028】

別の例示的な実施形態において、複数のヒータモジュールに対して、電力を供給するとともに通信データのやり取りを提供する方法が提供される。この例示的な実施形態の方法は、少なくともデイジーチェーン接続されたヒータモジュールに適用可能であり、各ヒータモジュールは、ヒータ本体の中の発熱素子と、１次ヒータコードによってヒータに接続されたコントローラ装置と、コントローラ装置から１次ヒータコードを通ってヒータ本体へ延在して更に別のヒータモジュールのコントローラ装置との接続のために発熱体から延在する２次ヒータコードを通って延在する高圧電力コンダクタ、中性コンダクタ、通信コンダクタとを備える。例示的な実施形態の方法は、第１電力注入装置をヒータモジュールの第１ヒータモジュールに接続し、高圧ＡＣ電源からの電力を、注入装置電力入力コネクタを介して、また、注入装置電源・通信結合出力コネクタからヒータモジュールの第１ヒータモジュールに供給することによって、通信データをヒータモジュールの第１のヒータモジュールに伝達しながら電力をヒータモジュールの第１ヒータモジュールに注入する工程と、第２電力注入装置をデイジーチェーン接続されたヒータモジュールの別のヒータモジュールに接続してデイジーチェーン接続されたヒータモジュールの中間ヒータモジュールの２次ヒータコードを第２電力注入装置に接続することで、補助電力をヒータモジュールの別のヒータモジュールに注入し、電力注入装置を介して別のヒータモジュールと中間ヒータモジュールとの間で通信データを送信する工程とを含む。

【発明の効果】

【0029】

図面および以下の説明を参照することにより、上述の実例となる態様、実施形態、および、実施に加えて、さらなる態様、実施形態、および、実施が明らかになるであろう。

【0030】

本明細書に組み込まれ、その一部をなす添付図面は、限定的又は排他的ではなく、いくつかの例示的な実施形態および／又は特徴を示すものである。本明細書に開示される実施形態および図は、制限ではなく例示としてみなされるべきであることが意図される。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】図１は、インライン接続構成においていくつかのヒータモジュールを備えるパイプヒータアセンブリの例を示す斜視図である。

【図2】図２は、図１に例示のヒータモジュールを２つと、２つの例示的な電力注入装置を示す側面図である。

【図3】図３は、図２に示す例示的な電力注入装置の代表する１つを示す側面図である。

【図4】図４は、インラインのデイジーチェーン接続で組み立てられ、例示的な電力注入装置がデイジーチェーンの第１ヒータモジュールに接続され、別の電力注入装置が２つの中間ヒータモジュール間に接続された、いくつかの例示的なヒータモジュールを示す模式図である。

【図5】図５は、図４の例示的なヒータモジュールの代表する一つを示す拡大模式図である。

【図6】図６は、図４の例示的な電力注入装置の代表する一つを示す拡大模式図である。

【図7】図７は、図１に示す例示的なコントローラ装置の代表する一つを示す拡大側面図である。

【図8】図８は、図７の代表する例示的なコントローラ装置を示す端面図である。

【図9】図９は、図８の９−９線に沿ったコントローラ装置の断面図である。

【図10】図１０は、Ｔ型接続構成におけるいくつかのヒータモジュールと電力注入装置を含む別の例示的なパイプヒータアセンブリを示す側面図である。

【図11】図１１は、図１０に示すＴ型デイジーチェーン接続で組み立てられ、２つの中間ヒータモジュール間に接続された例示的な電力注入装置を備えたいくつかの例示的なヒータモジュールを示す模式図である。

【図12】図１２は、ハイブリッドインライン／Ｔ型接続構成におけるいくつかのヒータモジュールと電力注入装置を含む別の例示的なパイプヒータアセンブリを示す側面図である。

【図13】図１３は、図１２に示すハイブリッドインライン／Ｔ型デイジーチェーン接続で組み立てられ、２つの中間ヒータモジュール間に接続された例示的な電力注入装置を備えたいくつかの例示的なヒータモジュールを示す模式図である。

【図14】図１４は、別の例示的なコントローラ装置が装備されたヒータモジュールを示す等角図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

電気的にデイジーチェーン接続された３つの例示的なヒータモジュール１２、すなわち、連結された一連のヒータモジュール１２を備えたヒータ装置１０のアセンブリ例を図１に示す。図１に示す例示的なヒータモジュール１２は、加熱対象のパイプＰ上に実装されるよう構成されるが、そのようなパイプ上への実装用の構成やパイプを加熱する用途に限定されるものではない。ヒータモジュール１２はどのような構成であってもよく、さまざまな物体や材料を加熱するのに用いることが可能である。電力注入装置１４は、電力注入位置の両側に位置するヒータモジュール１２間のデータ通信を可能にしつつ、デイジーチェーンの前方および中間位置にあるヒータモジュール１２へ電力を投入するための接続性を有して構成されている。図１に示すヒータ装置１０のアセンブリ例には、ヒータモジュール１２に高圧電力を供給する２つの例示的な電力注入装置１４が２つ含まれている。図１に示す電力注入装置のうちの一方は、デイジーチェーン接続されたアセンブリの第１ヒータモジュール１２に電気的に接続されており、他方の電力注入装置１４は、例えば、第２、第３ヒータモジュール１２間に接続されているものとして示されている。ヒータモジュール１２は耐水性を有するが、以下に更に詳細に説明するように、さまざまな環境条件に対するその他の保護手段を含む、又は、そのような保護手段を含まないその他の実施形態でも提供可能である。

【0033】

例示的なヒータモジュール１２の設計や構造により、ヒータモジュールと電力やデータ通信との、また、ヒータモジュール間の完全な接続可能性が得られ、かつ、たった２つのコネクタ、例えば、前端コネクタ３２と後端コネクタ３４によってコントローラ装置１２と各ヒータ３０との間の完全な電気的接続が得られる。完全な電力、処理温度、温度上限の検出と制御、各ヒータモジュール１２とのデータ通信、並びに、ヒータモジュール１２と別のヒータモジュール１２との接続は、上記２つのコネクタを介して行われる。以下に更に詳細に説明するように、ヒータモジュール１２の全ての機能を提供するために接続が必要なコントローラ装置２０やヒータ３０への、又は、それらからのその他の電力やデータ通信、その他のコネクタはない。従って、図１に示すようなヒータモジュール１２の電気的なデイジーチェーン接続は巧妙で簡単なだけでなく、以下で説明するように、各ヒータモジュール１２との接続を２つのコネクタ、例えば、前端コネクタ３２と後端コネクタ３４とに限定することにより、ヒータモジュール１２を漏水や水分の侵入、かつ、有害な環境要因に対して耐性を持たせることが容易になる。

【0034】

各ヒータモジュール１２は、その加熱機能を作動させるためにある一定の電力を必要とする。その加熱機能に必要な電力量は、ヒータモジュール１２の設計と利用時にどのくらいの熱を生産するかによって決まる。本例のヒータ装置１０のアセンブリを含む一般のパイプヒータ製品では、ヒータ内の熱産生要素を作動させるのに高圧電力が用いられる。例えば、ヨーロッパや軍事用途などでは２２０〜２４０ボルトのＡＣ電力や４４０〜４８０ボルトのＡＣ電力といったより高い電圧が用いられることもあるが、一般的な産業プロセスアプリケーションでは、１１０〜１２０ボルト、１５〜３０アンペアのＡＣ電力で十分であり、多くの場合ヒータ３０を作動させるために用いられる。例えば、ＤＣ電力でヒータ３０を作動させる場合に、より低い電圧も、例えば、携帯や遠隔の状況においていくつかの用途がある。例えば、そのような設定においては、ヒータ３０への電力供給に２４ボルト又は３０ボルトのＤＣ電力が用いられる。これらの例は包括的又は排他的ではなく、ヒータ３０への電力供給には他のＡＣ電力やＤＣ電力を用いてもよい。一般的には、このような状況において、この説明において使用される場合、「高圧」という用語は、ある特定のヒータ装置１０におけるそのような機能に特有の電圧とは実際どんな電圧なのかにかかわらず、ヒータ３０の発熱体６０（図１では不図示だが、図４、図５、図１１、図１３に図示）への電力供給に用いられる電力を指す場合に用いられる。

【0035】

以下に更に詳細に説明するコントローラ装置２０には、電子部品と通信信号、データ信号、制御信号とが含まれ、これらは低圧電力、例えば、３〜６ボルトで動作を行うが、例えば、９ボルト、１２ボルト、１４ボルトといった他の電圧を使用してもよい。電子回路、電子部品、制御信号、通信信号、そしてその他の電子機能について適切な電力レベルでの設計方法や作動方法は当業者であれば理解するであろうし、このような状況においての低圧という用語についても理解するであろう。この説明のために、「低圧」という用語は、そのような機能や電子部品、電子回路に特有の電圧とは実際どんな電圧なのかにかかわらず、電子部品、電子回路、制御信号、データ信号、通信信号のための電力を指す場合に用いられる。設計や回路によっては、電子部品、電子回路、制御信号、データ信号、通信信号に電力を供給するための「低圧」電力は、例えば、高電力を、電子部品、電子回路、制御信号、データ信号、又は、通信信号への電力供給に用いられる低電力に変換するための高電力線に低圧電源部を接続することによって「高電力」コンダクタから導出される。このような状況では、実際に電子部品、電子回路、制御信号、データ信号、又は、通信信号への電力供給に用いられる電力は、元々高圧コンダクタから低圧電源によって導出されていたにもかかわらず、本説明においては、依然として「低圧」電力と称される。

【0036】

ヒータモジュール１２の高圧電力は、各ヒータモジュール１２の一次ヒータコード２２と２次ヒータコード２４によってデイジーチェーンアセンブリのあるヒータモジュール１２から次のヒータモジュール１２へと伝導が可能である。図１に示すように、あるヒータモジュール１２の２次ヒータコード２４は、デイジーチェーンの次のヒータモジュール１２のコントローラ装置２０に接続する。前のヒータモジュール１２の２次ヒータコード２４とコントローラ装置２０との接続は、図１に示すように、前端コード２６により容易に行われる。また、あるヒータモジュール１２の２次ヒータコード２４は、当業者であれば理解するように、適切なコネクタ（不図示）を介して次のヒータモジュール１２のコントローラ装置２０に直接接続されることもある。本説明は、コントローラ装置２０への接続が前端コード２６を介して行われるものとして進行するが、コントローラ装置２０に対する２次コード２４や電力注入装置１４のいずれの接続にも前端コード２６が必要ではないことを理解されたい。

【0037】

また、以下に更に詳細に説明するように、１次ヒータコード２２、２次ヒータコード２４、前端コード２６は、通信コンダクタを有し、あるヒータモジュール１２から次のヒータモジュール１２へと通信データを伝達する。この通信データは、デイジーチェーンのあるヒータモジュール１２から次のヒータモジュール１２へ、又は、デイジーチェーンのあるヒータモジュール１２から前のヒータモジュール１２へ、いずれの方向にも伝達可能である。また、データ通信は、制御モジュール１２と、図１に示す一つ又は複数の基地局、監視装置又はプログラミング装置Ｄ、例えば、データ処理装置Ｄ、ラップトップコンピュータＤ、スマートフォンＤ、又は、当業者であれば理解するであろう他の装置との間を行ったり来たりして行うことも可能である。便宜上、本説明では、そのような装置をデータ処理装置Ｄと称する。

【0038】

前述のように、各ヒータモジュール１２は、ヒータモジュール１２の設計と利用時にどのくらいの熱を生産するかによって、その加熱機能のためにある一定のレベルの電力を必要とする。電力は、電流Ｉの２乗かける抵抗Ｒ、即ちＩ²Ｒであることは当業者であれば理解するであろう。オームの法則によれば、電圧Ｖ＝ＩＲである。従って、ヒータの所定の抵抗Ｒと所定の電圧Ｖに対して、各ヒータ３０は一定の量の電流Ｉ（アンペア）を必要とする。従って、１次ヒータコード２２、２次ヒータコード２４、前端ヒータコード２６は、それらのコード２２、２４、２６を介して電力供給が行われるすべてのヒータモジュール１２に必要な電流（アンペア）を搬送する能力を有していなければならない。コード２２、２４、２６を介して電力供給が行われるヒータモジュール１２の数が多ければ多いほど、それらのコードにおける高圧導体は大きくないといけない。当業者であれば理解するように、より多くのかつ大きなヒータへの電力供給に大ゲージの導体を備えたコード２２、２４、２６を用いることができるが、非常に大きなゲージの導体はかさばるし高くつく。また、電線規格（ＡＷＧ）システムでは、ＡＷＧゲージ数の増大により線径が減少し、ＡＷＧゲージ数の減少により線径が増大することも当業者であれば理解するであろう。このような文脈において用いられる「大ゲージ」という用語は、大径ワイヤを指し、小さいＡＷＧゲージ数により指定される。

【0039】

図１に示すヒータ装置１０のアセンブリ例において、コード２２、２４、２６には、デイジーチェーン接続された適度な数のヒータモジュール１２、例えば、もちろん各ヒータモジュール１２のサイズ（電流引き込み）によって、これに限定されないが、恐らく８〜２０個のヒータモジュール１２への電力供給に必要な電流のアンペア数を収容するのに十分なゲージの導体が備えられている。図面の混乱とさらなるヒータモジュール１２の追加で不必要な反復を避けるため、上記の８〜２０個より少ないヒータモジュール１２がデイジーチェーン接続されたものが図１、図２、図４、図１０〜図１３に示されている。しかしながら、当業者には、本明細書に記載の原理についてよく理解すれば、所望の数のヒータ３０をデイジーチェーン接続できるものであれば、その原理については例証され理解されるであろう。よって、図１に示すデイジーチェーンの第１ヒータモジュール１２に接続された電力注入装置１４は、デイジーチェーンの２つのヒータモジュール１２へ電力を与えるものとして示されている。そして、図１の第３ヒータモジュール１２に電力供給を行うため、第２ヒータモジュール１２の２次ヒータコード２４と第３ヒータモジュール１２の前端コード２６との間にある第３ヒータモジュール１２には、別の電力注入装置１４が接続されている。

【0040】

以下に更に詳細に説明するように、電力注入装置１４は、高圧電力源から前端コード２６やコントローラ装置２０へと電力を伝達し、電力注入装置１４によってデイジーチェーン接続されたヒータモジュール１２間のデータ通信を行うための構造と構成を有する。しかしながら、電力注入装置１４は、あるヒータモジュール１２の高電力導体と、次のヒータモジュール１２との電力注入装置１４を介した電気系統の接続を行わない。従って、電力注入装置１４が、図１において第２、第３ヒータモジュール１２間に示されるように、２つのヒータモジュール１２間に接続される場合、それらの２つのヒータモジュール１２間でデータ通信が行われるが、電力注入装置１４の後に来るヒータモジュール１２は、そのデイジーチェーンにおいて電力注入装置１４の前に来るヒータモジュール１２からの電力ではなく、電力注入装置１４によって供給される電力によって作動する。

【0041】

前述のように、１つ又は複数のヒータモジュール１２からのデータ通信の受信や、１つ又は複数のヒータモジュール１２へのデータ通信の提供のため、ヒータモジュール１２にはデータ処理装置Ｄが接続可能である。例えば、当業者であれば理解するように、ヒータモジュール１２のコントローラ装置２０は、データ処理装置Ｄが処理、表示、警報、渓谷の応答のために受信可能な検出温度、一定の温度範囲内での動作、過熱、又は、その他のデータに関連するデータを出力する能力を備えていてもよい。又、コントローラ装置２０は、データ処理装置Ｄからデータ通信を受信する能力を備えていてもよい。例えば、温度設定点、温度動作範囲、デューティサイクル、クエリ、シャットダウン信号、又は、その他のデータ通信がコントローラ装置Ｄによって受信されてもよい。以上に説明したように、電力注入装置１４はデータ通信を行うので、図１に示すように、また、以下に更に詳細に説明するように、デイジーチェーンのヒータモジュール１４の第１ヒータモジュールに接続された電力注入装置１４への補助通信コード２８を介したデータ通信のため、コントローラ装置Ｄはコントローラ装置２０に接続可能である。

【0042】

例示的なヒータモジュール１４には、パイプＰやその他の配管系部品（不図示）、例えば、バルブ、メータ、ティー、カプリング、トラップ、その他の多種多様な部品上に配置するよう構成されたヒータ３０が備えられている。図１、図２に示す例示的なヒータ３０は、米国特許第５，７１４，７３８号明細書、第６，８９４，２５４号明細書、第７，９３２，４８０号明細書、および、第８，５４１，７１６号明細書のうちの１つ又は複数に記載されたヒータと同様の構造を有していてもよく、それらが開示するすべてについて参照により本書に組み込まれる。絶縁発泡材料をからなる発熱体３１（図１および図２）には、発熱素子６０と１つ又は複数の温度センサ６２、６４（図４および図５参照）が埋め込まれている。発熱体３１に沿った縦の分断３６によって、ヒータ３０をパイプＰ（図１）上に設置するのに十分なくらい開放するよう発熱体３１を広げるのが容易になり、発熱体３１がパイプＰを取り囲む。

【0043】

前端コネクタ３２（入力コネクタと称することもある）が前端コード２６上（又は、前端コード２６がない場合は、直接コントローラ装置２０上）に設けられ、後端コネクタ３４（出力コネクタと称することもある）が２次ヒータコード２４上に設けられる。前端コネクタ３２と後端コネクタ３４は、各コード２４、２６の高圧コンダクタ同士を電気的に接続し、各コード２４、２６の通信コンダクタ同士を接続するように互いに接続可能に構成されている。もちろん、ヒータモジュール１２の前端コネクタ３２が同ヒータモジュール１２の後端コネクタ３４に接続されることは期待されていないが、コネクタ３２、３４が上記のように構成されることで、あるヒータモジュール１２の後端コネクタ３４が別のヒータモジュール１２の前端コネクタ３２に結合する形で接続可能となり、図１および図２に示すように、また、以下に更に詳細に説明するように、複数のヒータモジュール１２のデイジーチェーン接続を簡便に行うことができる。

【0044】

図１乃至図３に示す例示的な電力注入装置１４は、そのさらなる詳細が図２および図３の拡大立面図と図４および図６の模式図に示される。従って、主に図２および図３の拡大立面図を参照すると、図２および図３の各例示的な電力注入装置１４は、３つのコネクタ、例えば、注入装置電源入力コネクタ４２と、注入装置通信入力コネクタ４４と、注入装置電源・通信結合出力コネクタ４６とを有するコア４０から構成されている。コア４０は、固形物、可撓体、相互接続コード、又は、それらの特徴又は特性を組み合わせたものであってもよい。図２および図３に示す例示的なコア４０は、縦軸４９（図３）と横軸５２に沿って延びる固体のＴ部４８を有する。注入装置通信入力コネクタ４４と注入装置電源・通信結合出力コネクタ４６は、縦軸４９における固体Ｔ部４８の両側に位置付けられている。可撓コード部５０は、横軸５２に沿って固体Ｔ部４８から注入装置電源入力コネクタ４２まで延在する。注入装置通信入力コネクタ４４は、ヒータモジュール１２の前端コネクタ３２と同様に構成され、それにより、図１および図２に示すように、電力注入装置１４を都合よく効率的にヒータモジュール１２の後端コネクタ３４に接続することができる。注入装置電源・通信結合出力コネクタ４６は、ヒータモジュール１２の後端コネクタ３４と同様に構成され、それにより、図１および図２に示すように、電力注入装置１４を都合よく効率的にヒータモジュール１２の前端コネクタ３２に接続することができる。注入装置電源入力コネクタ４２は、外部高圧電源への接続の必要に応じてどのような構成であってもよい。例えば、注入装置電源入力コネクタ４２は、ヒータモジュール１２への電力供給に使用されているＡＣ電源、ＤＣ電源がいかなる電源であっても、例えば、１２０ボルトのＡＣ電力、２２０ボルトのＡＣ電力、３０ボルトのＤＣ電力又は他の任意の電源であっても、従来のＮＥＭＡ（全国電機製造業者協会）レセプタクルＲ（図３）との結合のための従来のＮＥＭＡプラグであってもよい。図４乃至図６の模式図を主に、図１および図２を補助的に参照すると、例示的な５つのヒータモジュール１２が図４に示され、それらは上記のように相互にデイジーチェーン接続されている。更に、図４の模式図は、図１および図２に示すような、本説明において所謂「インライン」デイジーチェーン接続のために構成されたヒータモジュール１２を示す。ここで言う「インライン」構成とは、図１乃至図３に示すように、前端コネクタ３２からコントローラ装置２０を通り、コントローラ装置２０からヒータ３０を通り、ヒータ装置３０から後端コネクタ３４へと電気的かつ物理的に互いに一直線にある各ヒータモジュール１２のワイヤ２６、２２、２４の接続を指す。

【0045】

図１乃至図３に示すヒータモジュール１２の例示的なインライン構成において、第１電力注入装置１４が第１ヒータモジュール１２に接続して示され、第１、第２、第３、第４ヒータモジュール１２に高圧電力を供給する。第２電力注入装置は、第４ヒータモジュール１２と第５ヒータモジュール１２間でデイジーチェーン接続されるように示され、第５ヒータモジュール１２（および第５ヒータモジュール１２に続く不図示のヒータモジュール）に高圧ＡＣ電力を供給する。また、データ処理装置Ｄも第１電力注入装置１４を介して第１ヒータモジュール１２に接続して示され、１つ又は複数のヒータモジュール１２からデータ通信を受信する、又は、１つ又は複数のヒータモジュール１２にデータを提供する。図５は、本実施例におけるすべてのヒータモジュール１２を代表する一つのヒータモジュール１２を示す拡大図であり、図５に示すヒータモジュール１２の詳細は、図４のその他のヒータモジュール１２にも適用可能である。図６は、本実施例におけるすべての電力注入装置１４を代表する一つの電力注入装置１４を示す拡大図であり、図６に示す電力注入装置１４の詳細は、図４のその他の電力注入装置１４にも適用可能である。

【0046】

前述のように、各ヒータモジュール１２は、高圧電力に接続された際に熱を発生させる発熱素子６０を含むヒータ３０を有する。図４および図５に示す例示的なヒータモジュール１２において、２つの温度センサ、例えば、第１温度センサ６２と第２温度センサ６４が、発熱素子６０に隣接するヒータ３０内に位置し、発熱素子６０において正確な温度を検出することができる。図４および図５に示す例示的なヒータ３０は２つの温度センサを備えて示されているが、ヒータシステム（不図示）には１つの温度センサしか含まれていない場合もあり、また一方では、３つ以上の温度センサが含まれている場合もある。また、各ヒータモジュール１２には、所望の機能に対して、例えば、これらには限定されないが、処理温度の制御、過熱や熱不足に対する温度監視、状態信号および報告信号の生成、および、その他の機能に対して、コントローラ装置２０も備えられている。図４および図５に示す例示的なコントローラ装置２０において、ヒータ３０の温度センサの一つ、例えば、第１温度センサ６２は、ヒータ３０によって与えられるプロセス熱温度の監視・制御の際にコントローラ装置２０が使用するヒータ３０の温度を示す信号を提供する。一方、ヒータの温度センサの別のもの、例えば、第２温度センサ６４は、温度上限の監視、制御、および、シャットダウン機能においてコントローラ装置２０が使用するヒータ温度を示す信号を提供する。温度センサ６２、６４の一方又は両方からの信号は、その他の機能についてコントローラ装置が使用することもできる。必須ではないが、ヒータ３０で生じ得る高温にコントローラ装置２０を晒さないためにも、コントローラ装置２０を直接ヒータ３０上に設置しないことが好ましい。従って、例示的なヒータモジュール１２に示すコントローラ装置２０は、以下に説明するように、コントローラ装置２０とヒータ３０との間に延在するコンダクタも備えた１次ヒータコード２２によりヒータ３０に接続される。１次ヒータコード２２は、ヒータ３０の１つ又は複数の温度センサ６２、６４とコントローラ装置２０との間で必要な電線や電気接続を提供する。２次ヒータコード２４には、上述したようにヒータモジュール１２とその他のヒータモジュール１２とのデイジーチェーン接続を構成するための高圧コンダクタと通信コンダクタとが備えられている。また、上述したように、２次ヒータコード２４に設けられた後端コネクタ３４は、デイジーチェーンのその他のヒータモジュール１２とある特定のヒータモジュール１２とを接続するための前端コード２６上（又は、前端コード２６が使用されない場合は直接コントローラ装置２０上）の前端コネクタ３２との接続を得るよう構成されている。

【0047】

例示的なヒータモジュール１２において、コントローラ装置２０は、所望の制御機能、又は、ある特定のヒータモジュール１２用に設計された制御機能を提供する。一例示的な実施形態において、コントローラ装置２０には、ヒータ３０の温度センサ、例えば、第１温度センサ６２によって検出される温度に基づき発熱素子６０への高圧電力を制御する処理温度制御回路７０が設けられてもよい。また、コントローラ装置２０には、ヒータ３０の温度が所定の温度上限を超過した場合に、発熱素子６０への高圧電力を遮断する上限制御回路７２が設けられてもよい。コントローラ装置２０には、前述のようなデータ通信を生成する信号生成回路７４が設けられてもよい。例示的なコントローラ装置２０は、コントローラ装置２０の高圧電力に接続され、処理温度制御回路７０、上限制御回路７２、信号生成回路７４の電子部品やヒータモジュール１２のその他の電子部品に電力供給を行う低圧ＤＣ電源７６を備えて示されている。ここでも同様、上述のコントローラ装置２０の要素や機能は一例であり、コントローラ装置２０に必須のものでも限定のものでもない。当業者であれば理解するように、コントローラ装置２０には他の要素や機能が備えられていてもよく、もしくは、図示の要素により、上記の機能に加えて、又はそれらに代わって、他の機能が備えられてもよい。このようなコントローラ装置の要素や機能は本発明に必須ではないが、本発明のヒータ装置は、ある特定のヒータモジュール１２が有し得る要素や機能を収容するよう提供されている。

【0048】

次に、図４および図５の回路図を主に参照して、前端コネクタ３２は、１次高圧電力端子８０と、１次中性端子８２と、第１の１次通信端子８４と、第２の１次通信端子８６とを有する。後端コネクタ３０は、後端高圧電力端子９０と、後端中性端子９２と、第１後端通信端子９４と、第２後端通信端子９６とを有する。後端コネクタ３４は、後端高圧電力端子９０と１次高圧電力端子８０との電気的接続、後端中性端子９２と１次中性端子８２との電気的接続、第１後端通信端子９４と第１の１次通信端子８４との通信接続、第２後端通信端子９６と第２の１次通信端子８６との通信接続を含む前端コネクタ３２との接続が可能なように構成されている。

【0049】

例示的なヒータモジュール１２のコントローラ装置２０は、コントローラ筐体１３０と、任意で上記のような処理温度制御回路７０、上限制御回路７２、通信回路７４を備えることができる。また、コントローラ筐体１３０には、少なくともその一部に、１次高圧電力コンダクタ１４０、１次中性コンダクタ１４２、第１の１次通信コンダクタ１４４、第２の１次通信コンダクタ１４６が含まれている。これらは、前端コネクタ３２から、コントローラ筐体１３０、１次ヒータコード２２を通って、ヒータ３０へと延在している。２次高圧電力コンダクタ１５０、２次中性コンダクタ１５２、第１の２次通信コンダクタ１５４および第２の２次通信コンダクタ１５６はいずれも、ヒータ３０から２次ヒータコード２４を通って後端コネクタ３４へと延在している。前端コネクタ３２から後端コネクタ３４へと高圧電力コンダクタ、中性コンダクタ、第１通信コンダクタ、第２通信コンダクタを連続させるため、１次コンダクタと２次コンダクタとの接続は、図１乃至図５に示す例示的なインライン構成のヒータモジュール１２におけるヒータ３０にて行われる。そのような接続を行うことにより、高圧電力コンダクタ、中性コンダクタ、第１通信コンダクタ、第２通信コンダクタに関して、２次ヒータコード２４は、図５において、コントローラ装置２０からヒータ３０を通って後端コネクタ３４へと効率的に延びていることが分かる。この点から、２次ヒータコード２４は、コントローラ装置２０とヒータ３０の間の１次ヒータコード２２の一部であり、高圧電力コンダクタ、中性コンダクタ、低圧データ通信コンダクタがヒータを通って延在するヒータ３０の一部である。しかしながら、上記連続的な接続やコンダクタの延在は、その他の方法又はヒータモジュール１２におけるその他の位置で行われてもよく、以下にそのいくつかの例を説明する。

【0050】

図４に概して示され、図５に更に詳細に示される例示的なインライン構成のヒータモジュール１２において、高圧電力コンダクタ１４０（図５）は、１次高圧電力端子８０から、コントローラ筐体１３０、１次ヒータコード２２を通って、１次高圧電力コンダクタ１４０が２次高圧電力コンダクタ１５０に電気的に接続されるヒータ３０まで延在している。２次高圧電力コンダクタ１５０は、２次ヒータコード２４を通って後端高圧電力端子９２へと延在する。１次中性コンダクタ１４２は、１次中性端子８２から、コントローラ筐体１３０、１次ヒータコード２２を通って、ヒータ３０まで延在している。ヒータ３０では、１次中性コンダクタ１４２が、発熱素子６０と、２次中性コンダクタ１５２とに電気的に接続されている。２次中性コンダクタ１５２は、２次ヒータコード２４を通って後端中性端子９２まで延在している。第１の１次通信コンダクタ１４４は、第１の１次通信端子８４から、コントローラ筐体１３０、１次ヒータコード２２を通って、ヒータ３０まで延在している。ヒータ３０では、第１の１次通信コンダクタ１４４が第１の２次通信コンダクタ１５４に接続され、第１の２次通信コンダクタ１５４は、２次ヒータコード２４を通って第１後端通信端子９４まで延在している。第２の１次通信コンダクタ１４６は、第２の１次通信端子８６から、コントローラ筐体１３０、１次ヒータコード２２を通って、ヒータ３０まで延在している。ヒータ３０では、第２の１次通信コンダクタ１４６が第２の２次通信コンダクタ１５６に接続され、第２の２次通信コンダクタ１５６は、２次ヒータコード２４を通って第２後端通信端子９６まで延在している。

【0051】

図５は、一対の第１温度信号コンダクタ１５８、１６０を示し、例示的な処理温度制御回路７０から１次ヒータコード２２を通ってヒータ３０へと延在している。ヒータ３０では、第１温度信号コンダクタ１５８，１６０がヒータ３０の第１温度センサ６２に電気的に接続されている。従って、処理温度制御回路７０は、第１温度信号コンダクタ１５８，１６０を介して、第１温度センサ６２により検出された温度を示す信号を受信する。処理温度制御回路７０は、その信号を利用して、発熱素子６０への高圧電力を制御することでヒータ３０の温度を制御する。制御された高圧電力コンダクタ１６２は、コントローラ筐体１３０の処理温度制御回路７０から、１次ヒータコード２２を通って、ヒータ３０へと延在している。ヒータ３０では、制御された高圧電力コンダクタ１６２が発熱素子６０に電気的に接続されている。この例示的な処理温度制御回路７０によって、制御された高圧電力コンダクタ１６２と１次高圧電力コンダクタ１４０間の接続・切断が行われ、第１温度センサ６２によって検出された温度に応じて発熱素子６０による熱産生が制御される。

【0052】

前述のように、ヒータ３０には、温度センサ、例えば、第２温度センサ６４によって検出される温度を監視するため、図４および図５の例示的な上限制御回路７２が設けられてもよい。そして、過剰な温度が検出された場合、上限制御回路７２は発熱素子６０への高圧電力を遮断する。また、一対の第２温度信号コンダクタ１６４，１６６が、コントローラ筐体１３０の上限制御回路７２から、１次ヒータコード３２を通って、ヒータ３０へと延在している。例示的な第２温度信号コンダクタ１６４，１６６は、ヒータ３０の第２温度センサ６４と、上限制御回路７２とに電気的に接続されている。例示的な上限制御回路７２は、第２温度センサ６４による温度上限を上回る温度の検出に応じて、制御された高圧電力コンダクタ１６２を１次高圧電力コンダクタ１４０から切断可能となるように電気的に位置付けられている。

【0053】

図４および図６の回路図に示すように、電力注入装置１４は、注入装置高圧入力端子１００と注入装置中性入力端子１０２を備えた注入装置電力入力コネクタ４２を有する。注入装置通信入力コネクタ４４は、第１注入装置通信入力端子１０４と第２注入装置通信入力端子１０６とを有する。注入装置通信入力コネクタ４４は、第１注入装置通信入力端子１０４と第１後端通信端子９４との通信接続や第２注入装置通信入力端子１０６と第１後端通信端子９６との通信接続を含む後端コネクタ３４との接続が可能なように構成されている。注入装置通信入力コネクタ４４の構成により、例えば、後端コネクタ３４の後端高圧電力端子９０と後端中性端子９２それぞれとの接続のための第１注入装置空入力端子１０８と第２注入装置空入力端子１０９を設けることで、後端高圧電力端子９０と後端中性端子９２との接続が提供される。注入装置電源・通信結合出力コネクタ４６は、注入装置高圧電力出力端子１１０、注入装置中性出力端子１１２、第１注入装置通信出力端子１１４、第２注入装置通信出力端子１１６から構成されている。注入装置電源・通信結合出力コネクタ４６は、注入装置高圧電力出力端子１１０と１次高圧電力端子８０との電気的接続、注入装置中性出力端子１１２と１次中性端子８２との電気的接続、第１注入装置通信出力端子１１４と第１の１次通信端子８４との通信接続、第２注入装置通信出力端子１１６と第１の１次通信端子８６との通信接続を含む前端コネクタ３２との接続が可能なように構成されている。

【0054】

電力注入装置１４において、注入装置高圧電力コンダクタ１２０は、注入装置高圧電力入力端子１００と注入装置高圧電力出力端子１１０とに電気的に接続されており、注入装置中性コンダクタ１２２は、注入装置中性入力端子１０２と注入装置中性出力端子１１２とに電気的に接続されており、第１の注入装置通信コンダクタ１２４は、第１注入装置通信入力端子１０４と第１注入装置通信出力端子１１４とに接続されており、第２注入装置通信コンダクタ１２６は、第２注入装置通信入力端子１０６と第２注入装置通信出力端子１１６とに接続されている。注入装置通信入力コネクタ４４の第１注入装置空入力端子１０８と第２注入装置空入力端子１０９は、電力注入装置１４の他のどの要素にも電気的に接続されない。これにより、第１注入装置空入力端子１０８と注入装置高圧電力出力端子１１０との間には電気的接続がなく、第２注入装置空入力端子１０９と注入装置中性出力端子１１２との間にも電気的接続はない。このように、２次ヒータコード２４の後端コネクタ３４と注入装置通信入力コネクタ４４とが接続されることによって、２次ヒータコード２４の第１および第２の２次通信コンダクタ１５４、１５６と第１および第２の１次通信コンダクタ１４４、１４６とのそれぞれの間に電気的導通が得られる。しかしながら、２次ヒータコード２４の後端コネクタ３４と注入装置通信入力コネクタ４４とを接続することにより、２次ヒータコード２４の２次高圧電力コンダクタ１５０と２次中性コンダクタ１５２の終端処理が効率的に行われる。

【0055】

前述のように、ヒータモジュール１２とのデータ通信には補助通信コード２８を用いることができる。図１および図４に示すように、ヒータモジュール１２へのデータ通信は、デイジーチェーンの第１ヒータモジュール１２に接続された電力注入装置１４を介して行うことができる。補助通信コード２８は、補助通信コード２８の一方端（図４参照）に補助通信出力コネクタ１７０を有し、この補助通信出力コネクタ１７０は、第１補助通信出力端子１７４と第２補助通信出力端子１７６を備えている。補助通信出力端子１７０は、第１補助通信出力端子１７４と第１注入装置通信入力端子１０４との通信接続や第２補助通信出力端子１７６と第２注入装置通信入力端子１０６との通信接続を含む注入装置通信入力コネクタ４４との接続が可能なように構成されている。

【0056】

上記例示的なヒータモジュール１２のデータ通信コンダクタ１５４、１５６および１４４，１４６は、導電体であり、通常は、低圧ワイヤであるが、例えば、光ファイバーデータ通信コンダクタなどのその他のデータ通信コンダクタも使用可能である。また、電力データ通信については、例示的なヒータモジュール１２には、上記２つの一対の低圧データ通信コンダクタ、例えば、１５４と１５６および１４４と１４６が設けられているが、特定の用途に対する必要又は要望に応じていくつのデータ通信コンダクタを設けてもよい。

【0057】

図４には、任意の延長コード１７８も示され、延長高圧コンダクタ、延長中性コンダクタ１８２、第１通信コンダクタ１８４、第２通信コンダクタ１８６から構成されている。また、延長コード１７８には、適切な延長入出力コネクタ１８８、１９０も含まれ、上記説明の通り、ヒータモジュール１２の前端コネクタ３２と後端コネクタ３４のそれぞれと接続する。

【0058】

前述のように、ヒータ装置、例えば、図１乃至図６に示す例示的なヒータ装置１０は、ヒータモジュール１２における電子回路、電子部品、コンダクタ又は接点の適切な機能を損なう又は妨げる可能性のあるパイプ、容器、環境におけるその他の機器を加熱するのに用いられる場合がある。例えば、上記のようなヒータ装置１０が使用される施設や空間が、水、蒸気、又は、その他の洗浄剤を噴霧され洗い流されることも珍しくない。そのような場合、ヒータモジュールの電子回路、電子部品、コンダクタ、接点が水に浸かったり、噴霧や蒸気からその環境にある水分がコネクタやコントローラ装置２０の筐体１３０のシームや開口部に漏出したり浸透したりすることがある。そのような水分は、コントローラ２０の電子部品や電子回路にダメージを与えたり、前端コネクタ３２や後端コネクタ３４のコンダクタ、接点、端子にダメージを与えたりすることもある。コントローラ２０の電子部品や電子回路へのダメージや、前端コネクタ３２や後端コネクタ３４のコンダクタ、接点、端子へのダメージは、反応性や腐食性化学物質、粉塵、紫外線（ＵＶ）放射、熱、寒さなどのその他の環境条件から生じることもある。磁界、例えば、プラズマ発生器又は磁気浮上ターボポンプによって生じた磁界は、コントローラ装置２０の電子回路や電子部品と干渉したり、ダメージを与えたりすることさえある。また、例えば、環境又はヒータ装置１０の近傍における高周波（ＲＦ）又はマイクロ波電磁放射は、コントローラ２０の電子部品や電子回路の機能性や信頼性に干渉することがある。

【0059】

上記の図１乃至図６に示す例示的なヒータ装置１０の構成は、特に、耐水性を有するヒータアセンブリとして提供されることにつながり、そこでは、ヒータ装置１０の各ヒータモジュール１２は２つのコネクタ、例えば、前端コネクタ３２と後端コネクタ３４（入力コネクタ３２と出力コネクタ３４と称することもある）しか有しておらず、漏水や水分侵入の可能性を防いだり最小限に抑えたりする保護機能の提供を容易にする他のコネクタや露出したコンダクタ又は端子は存在しない。例えば、ヒータ装置１０は、図７乃至図９に関連して以下に更に詳細に説明するように、前端コネクタ３２や後端コネクタ３４に水漏れしないようにする防水電気コネクタを用いたり、耐水性コントローラ装置２０を備えたりすることにより、耐水性を有するヒータアセンブリとして提供することも可能である。

【0060】

図１乃至図３に示す前端コネクタ３２や後端コネクタ３４としての利用に適した防水電気コネクタは周知であり市販されているので、本発明の理解のためにそれらを詳細に示したり説明したりすることは不要である。あえて言うなら、そのような市販の防水電気コネクタの少なくとも一部には、接続時に水分の漏出や侵入を防ぐＯリングシールやその他のシールが備わっており、コネクタの環境における水や水分がコネクタ内部の電気コンダクタ、接点、端子には届かない。漏水や水分侵入を防ぐ防水シールを提供する好適な防水電気コネクタは、例えば、英国ケンブリッジのエレクトロン・テクノロジー社製のものであり、ＢｕｌｇｉｎＴＭとＢｕｃｃａｎｅｅｒＴＭ商標の下、世界中で販売・流通が行われている。従って、防水電気コネクタ自体は本発明の特徴ではないが、上述の全ての機能やデイジーチェーン接続を各ヒータモジュール１２のたった２つのコネクタ、例えば、前端コネクタ３２と後端コネクタ３４で提供するヒータモジュール１２の構成により必要な防水コネクタの数が最小限に抑えられる。これにより、例示的なヒータ装置１０を防水にするのにかかるコストが最小限に抑えられ、欠陥のある防水コネクタを備えたり、防水コネクタを誤って設置又は利用したりする可能性が最小限に抑えられる。また、電力注入装置１４には、少なくとも、ヒータモジュール１２の防水の前端コネクタ３２と後端コネクタ３４とに結合する注入装置通信入力コネクタ４４と注入装置電源・通信結合出力コネクタ４６に対して上記の防水コネクタを備えることも可能である。これにより、電力注入装置１４が時々必要となる場合（例えば、上述のように、ヒータ３０の発熱素子６０のサイズや電流引き込みにより、デイジーチェーンの８〜２０個のヒータモジュール１２の後）にも、ヒータモジュール１２の水漏れのない電気的接続が維持される。もちろん、電力注入装置１４の注入装置電力入力コネクタ４２には、必要に応じて、防水コネクタを備えることもできる。

【0061】

漏水や水分侵入、化学分解や腐食、磁気妨害、ＲＦ干渉、ＵＶ放射、極度の暑さや寒さ、衝撃、衝突、粉塵、その他の環境危険因子や条件に対するさらなる保護として、ヒータモジュール１２は、それらの環境条件、干渉、危険、暴露から保護するため、図７乃至図９に示すような適切な例示的保護シールド２１０が装備されたコントローラ装置２０を備えることができる。図７乃至図９に示すように、例示的なコントローラ装置２０は、縦軸１９２の周りを回る回転図形に実質的に形成される外壁１９０を有するコントローラ筐体１３０を有する。図９に最もよく見られるように、外壁１９０を有するコントローラ筐体１３０はその内部に内部コントローラチャンバ２０４を備えた中空形状であるが、回転図形という用語は、平面図形を軸を中心に回転させることにより得られる図形によく使われる幾何学的用語であり、回転体と呼ばれることもある。

【0062】

図７乃至図９に示す例示的なコントローラ装置のコントローラ筐体１３０について、回転図形には、筐体前端１９４と筐体後端１９８で徐々に縦軸１９２に向かって収束する細長い円筒形状が含まれる。筐体前端１９４は、前部開口１９６を画定する回転図形（例えば、円筒）に実質的に形成される。同様に、筐体後端１９８は、後部開口２００を画定する回転図形（例えば、円筒）に実質的に形成される。筐体１３０の前部開口１９６には、前部開口１９６を通って内部コントローラチャンバ２０４のコントローラ回路基板２０６へと延在する前端コード２６が収容され、筐体１３０で取り囲まれている。筐体１３０の後部開口２００には、筐体１３０の前部開口１９６には、内部コントローラチャンバ２０４のコントローラ回路基板２０６から後部開口２００を通って延在する１次ヒータコード２２が収容されている。図７乃至図９に示す一例示的実施形態において、筐体１３０は２つの部分から形成され、そのうちの一つは図９の断面図に見られ、その２つの部分は締結部（例えば、ネジ）１０８により一つにまとめられている。

【0063】

図７乃至図９には、コントローラ筐体１３０の外面の周りにしっかりと取り付けられた保護シールド２１０を示す。一例示的実施形態において、保護シールド２１０は、熱収縮材料、例えば、加熱や収縮時に耐水性がある熱収縮チューブや熱収縮スリーブから成る。熱収縮チューブやスリーブ（つまり、加熱収縮された熱収縮スリーブ）は、筐体１３０の２つの部分間の接合部の上方や熱収縮材料を有する締結部１０８の上方を含む外表面２０２全体を覆い、これにより、筐体１３０の外壁１９０を防水する。実質的に回転図形としての筐体１３０の形状は、保護シールド２１０を形成するための熱収縮チューブや熱収縮スリーブの利用を容易にする。例えば、回転図形として形成されたコントローラ筐体１３０は、熱収縮チューブやスリーブをかぎ裂きにしたり、穴を開けたり、引き裂いたりしなくても熱収縮チューブやスリーブに挿入可能である。そして、熱収縮チューブやスリーブは加熱によりしっかりとコントローラ筐体１３０の外壁１９０の外面２０２全体に収縮する。このような熱収縮チューブやスリーブは、水分やその他の外的要素や環境要素の侵入に対する耐性を向上させる熱可塑性接着剤の層をその内部に備えたものが入手可能である。好適な耐水性の熱収縮チューブや熱収縮スリーブは、さまざまな製造業者や商用サプライヤから簡単に入手可能である。例えば、保護シールド２１０には、これに限定されないが、テキサス州サウスレイクにあるＨｅａｔ Ｓｈｒｉｎｋ Ｓｕｐｐｌｙ（例えば、部品番号ＧＳＨＳ−４６３５ＷＴ−２−Ｃ）から入手可能な透明な熱収縮材料が適している。

【0064】

この点に関して、図７乃至図９に示す例示的なコントローラ筐体１３０の円筒形状は、円形の断面を有するが、この形状は、保護シールド２１０を形成するために熱収縮スリーブの利用を容易にするような完全な円形断面を有する必要はない。筐体１３０の外面２０２に平面部分（不図示）がいくつかあっても、その平面部分が外面２０２に鋭角の外角を形成するほど大きくなければ、保護シールド２１０形成のための熱収縮スリーブの装着や利用を阻害するものではない。例えば、２０角形（２０辺）、すなわち、２０面体や、１６角形（１６辺）、すなわち、１６面体や、１２角形（１２辺）、すなわち、１２面体や、１０角形（１０辺）、すなわち、１０面体や、８角形（８辺）、すなわち、８面体や、６角形（６辺）、すなわち、６面体の形状の断面を有する変形円筒形状出会ってもよい。６面体は、平面が交わる２４０度の外角を有する。８角形は、２２５度の外角を有する。多角形の辺が多ければ多いほど、辺同士が交わる外角は小さくなる。本説明の目的上、「回転図形に実質的に形成される」という表現は、断面形状において２４０度以上の外角を有さない３次元図形を意味する。この点に関して、そのような基準を満たすものとして、上記の変形円筒形状に加えて、円形、楕円形、放物線形又は双曲線形断面を有する円筒形状、円錐形状、その他の曲線形状や、角柱、錐体、球体、および、その他の形状を含むさまざまな形状が挙げられる。

【0065】

耐水性の熱収縮チューブからなる熱収縮前部ブーツ２２０が、筐体前端１９４と前端コード２６の隣接部分を取り囲み、前端コード２６の周辺部の周りで前部開口１９６を密閉することで、さらなる水密性が得られるよう設けられている。図９に示すように、熱収縮前部ブーツ２２０は、筐体前端１９４において保護シールド２１０上方を取り囲み、密閉する。同様に、耐水性の熱収縮後部ブーツ２２６が、筐体後端１９８と１次ヒータコード２２の隣接部分を取り囲み、１次ヒータコード２２の周辺部の周りで後部開口２００を密閉することで、さらなる水密性が得られるよう設けられている。図９に示すように、熱収縮後部ブーツ２２６は、筐体後端１９８において保護シールド２１０上方を取り囲み、密閉する。この前部ブーツ２２０と後部ブーツ２２６に適した耐水性の熱収縮チューブは、さまざまな製造業者や商用サプライヤから簡単に入手可能である。例えば、熱収縮前部ブーツ２２０や熱収縮後部ブーツ２２６には、これに限定されないが、イリノイ州エルムハーストにあるＭｃｍａｓｔｅｒ−Ｃａｒｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な透明な熱収縮材料が適している。

【0066】

保護シールド２１０は、耐水性があることに加えて、透明又は半透明であってもよく、つまり、少なくとも多少の可視光を透過する。１つ又は複数の発光素子、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）２１２（図９）から放出され、コントローラ筐体１３０の透明又は半透明の窓部２１４（図７に極めて細い線で示す）を透過した可視光は、保護シールド２１０を介しても可視である。この場合も、例えば、耐水性や光透過性などの上記の特性を有する好適な熱収縮チューブやスリーブは、テキサス州サウスレイクにあるＨｅａｔ Ｓｈｒｉｎｋ Ｓｕｐｐｌｙ（例えば、部品番号ＧＳＨＳ−４６３５ＷＴ−２−Ｃ）を含むさまざまな製造業者から簡単に入手可能である。

【0067】

また、上記のような回転図形に実質的に形成されたコントローラ装置２０の筐体１３０は、その他の目的、例えば、化学分解や腐食、磁気妨害、ＲＦ干渉、ＵＶ放射、極度の暑さや寒さ、衝撃、衝突、粉塵、その他の環境危険因子や条件による悪影響を防ぐ又は最小限に抑えることに適合した保護シールド２１０の適用も容易にする。熱収縮チューブやスリーブの材料としては、上記の環境条件の幾つかによる悪影響を防止し最小限に抑えるのに効果的な特性を有するものが市販で入手可能である。例えば、化学的に不活性な熱収縮材料、ＵＶ吸収又は反射熱収縮材料、防塵材料が挙げられる。好適な化学的に不活性な熱収縮チューブ材料には、例えば、サウスカロライナ州オレンジバーグのＺｅｕｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．製のＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）やＰＴＦＥ／ＦＥＴ（フッ化エチレンプロピレン）が含まれる。ＵＶ吸収熱収縮チューブ材料には、例えば、暗色の熱収縮材料、厚壁熱収縮材料、高性能熱収縮材料、例えば、マサチューセッツ州ウォバーンのＩｎｓｕｌＴａｂ，Ｉｎｃ．製のＣｒｙｓｔａｌ Ｃｌｅａｒブランドの熱収縮材料が含まれる。防塵熱収縮チューブ材料は、前述のいずれかの供給源から入手可能である。

【0068】

回転図形に実質的に形成されたコントローラ装置２０は、磁界やＲＦ電磁放射からの干渉を防止する又は最小限に抑えるのに有用である。例えば、磁気シールド材料は、シールドされている要素や部品、例えば、コントローラ装置２０の電子部品や電子回路の周囲やそれらから磁界の方向を変更する磁気材料である。ＥＭＩシールド熱収縮チューブ材料は、市販で入手可能であり、例えば、アリゾナ州チャンドラーのＴｈｅ Ｚｉｐｐｅｒｔｕｂｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙから製造・販売されている「Ｓｈｒｉｎｋ−Ｎ−Ｓｈｉｅｌｄ」ブランドが挙げられる。しかしながら、更に極度の磁界や電磁界におけるシールドについては、回転図形に実質的に形成されたコントローラ装置２０の外面２０２に対して包装や塗布が可能なシート状の磁気材料又はＥＭＩシールド材料が入手可能である。また、回転図形に実質的に形成されたコントローラ筐体１３０上にうまく包装や塗布が行えるシートやリボン状のＲＦシールド材料や断熱材も入手可能である。このような文脈において、「断熱」という用語は、筐体１３０の熱伝達係数未満の熱伝達係数を有することを意味する。シリコン・フォーム、金属箔、グラスファイバー、シリケート、セラミック、その他の断熱材で入手可能な断熱材は、必要な断熱を得るのに用いられることがある。また、例えば、回転図形に実質的に形成されたコントローラ筐体１３０は、緩衝材で覆われた場合、鋭角を持つ形状に比べて、より衝突や衝撃に影響されなくなる。上記のシールド機能はいずれも、コントローラ筐体１３０の外表面にきちんとフィットするように成形又は形成され、例えば、水分、化学物質、粉塵、ＥＭＩ、磁気的、熱的、又は、その他の環境条件に対して所望のシールド効果を発揮する材料からなる、機械的に取り付け可能なシェルや筐体（不図示）によっても提供可能である。

【0069】

図１０および図１１は、Ｔ型構成を有し、電力注入装置１４に沿ってデイジーチェーン接続された代表的ないくつかのヒータモジュール３１２を備える別の例示的なパイプヒータアセンブリ３１０を示す。図１１の回路図は、図１０の例示的なＴ型構成におけるコードやコンダクタを示す。基本的に、発熱素子６０や各Ｔ型構成の発熱素子の温度センサ６２、６４を備えたヒータ３０は、上記の図１乃至図９に示すインライン構成のヒータ６０とほぼ同じである。また、ヒータモジュール３１２のＴ型構成のコントローラ装置３２０における電子部品は、上記のインライン構成のヒータモジュール１２における電子部品、例えば、処理温度回路７０、上限制御回路７２、通信回路７４、低圧ＤＣ電源７６とほぼ同じである。そして、これらの部品は全て上記と同様の方法や機能で電気的接続が行われる。前端コネクタ３２と後端コネクタ３４もまた上記と同じである。同様に、電力注入装置１４とそのコネクタ４４、４６も上記と同じである。このＴ型構成のインラインコンダクタ、すなわち、１次高圧電力コンダクタ１４０、１次中性コンダクタ１４２、第１の１次通信コンダクタ１４４、第２の１次通信コンダクタ１４６、２次高圧電力コンダクタ１５０、２次中性コンダクタ１５２、第１の２次通信コンダクタ１５４、第２の２次通信コンダクタ１５６はすべて、上記のインラインヒータモジュール１２におけるそれぞれのコンダクタとほぼ同じである。従って、本例示的な実施形態を理解する上で、Ｔ型構成のヒータモジュール３１２のそれらの部品やコンダクタのさらなる説明は必要ない。

【0070】

このＴ型構成のヒータモジュール３１２において、前端コード２６は、上記のインライン構成のヒータモジュール１２の前端コード２６と同じであるが、コントローラ装置３２０間の高圧電力やデータ通信は、直接コントローラ装置３２０から、ヒータ３０の代わりに後端コード３２４を介して、後端コネクタ３４へと経路が決定される。従って、後端コード３２４には、２次高圧電力コンダクタ１５０、２次中性コンダクタ１５２、第１の２次通信コンダクタ１５４、第２の２次通信コンダクタ１５６が含まれる。分岐１次中性コンダクタ３４２や制御された高圧電力コンダクタ１６２は、第１温度信号コンダクタ１５８、１６０や第２温度信号コンダクタ１６４、１６６と共に、コントローラ装置３１２とヒータ３０間で分岐１次ヒータコード３２２を介して経路が決定される。電力注入装置１４は、インライン構成のヒータモジュール１２に関して上述したのと同様に、これらのＴ型構成のヒータモジュール３１２間で接続され、利用される。インライン構成のヒータモジュール１２に関して前述したように、これらの各Ｔ型構成のヒータモジュール３１２は、たった２つのコネクタ、すなわち、前端コネクタ３２と後端コネクタ３４とから構成される。

【0071】

図１２および図１３は、Ｔ型構成を有し、電力注入装置１４に沿ってデイジーチェーン接続された代表的ないくつかのヒータモジュール４１２を備える別の例示的なパイプヒータアセンブリ４１０を示す。図１３の回路図は、図１２の例示的なＴ型構成におけるコードやコンダクタを示す。ヒータモジュール４１２は、ヒータモジュール４１２のＴ型構成が、コントローラ装置４２０から直接ではなく、Ｔ接合装置４００によって提供されること以外は、上記のヒータモジュール３１２とほぼ同じである。このＴ型構成のインラインコンダクタ、すなわち、１次高圧電力コンダクタ１４０、１次中性コンダクタ１４２、第１の１次通信コンダクタ１４４、第２の１次通信コンダクタ１４６、２次高圧電力コンダクタ１５０、２次中性コンダクタ１５２、第１の２次通信コンダクタ１５４、第２の２次通信コンダクタ１５６はすべて、上記ヒータモジュール３１２におけるそれぞれのコンダクタとほぼ同じである。しかしながら、２次高圧電力コンダクタ１５４の代わりに、２次中性コンダクタ１５２、第１の２次高圧電力コンダクタ１５０、２次通信コンダクタ１５６がＴ型接合装置４００を介して後端コネクタ３４への経路が決定される。分岐１次中性コンダクタ３４２や制御された高圧電力コンダクタ１６２は、第１温度信号コンダクタ１５８、１６０や第２温度信号コンダクタ１６４、１６６と共に、コントローラ装置４１２とヒータ３０間でＴ接合装置を介して、その後分岐１次ヒータコード４２２を介して経路が決定される。分岐１次ヒータコード４２２は、Ｔ接合装置４００とヒータ３０との間に延在する。電力注入装置１４は、インライン構成のヒータモジュール１２に関して上述したのと同様に、これらのＴ型構成のヒータモジュール４１２間で接続され、利用される。Ｔ型構成のヒータモジュール４１２におけるコントローラ装置４２０やヒータ３０の残りのコネクタ、部品、機能は、インライン構成のヒータモジュール１２に関して上述したのとほぼ同じである。インライン構成のヒータモジュール１２に関して前述したように、これらの各Ｔ型構成のヒータモジュール３１２は、たった２つのコネクタ、すなわち、前端コネクタ３２と後端コネクタ３４とから構成される。

【0072】

図１４は、別の例示的なコントローラ装置５２０を備えた別の例示的なインライン構成のヒータモジュール５１２を示す。コントローラ装置５２０は長方形の形状を有する。前端コネクタ３２と後端コネクタ３４の２つのコネクタは、インライン構成のヒータモジュール１２に関して上述したのと同じである。

【0073】

上記説明では、その特徴によって定義される本発明の原理を示す実施例が提供されている。本発明を理解することで、数多くの小さな変形や変更が当業者には容易に想到し得るので、本発明を上記の厳密な構成例や処理例に制限するのは望ましくない。特徴により定義される本発明の範囲内のすべての好適なコンビネーション、サブコンビネーション、変形、等価物が可能である。「備える」、「備えている」および「含む」、「含んでいる」という用語は、特徴を含め、本明細書で使用される場合に、記述の特徴、整数、構成要素、ステップの存在を特定することを目的としているが、一つ又は複数の他の特徴、整数、構成要素、ステップ、それらのグループの存在や追加を除外するものではない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】