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▶ ワトロー エレクトリック マニュファクチュアリング カンパニーの特許一覧
(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】
(24)【登録日】2024-12-27
(45)【発行日】2025-01-14
(54)【発明の名称】流体管で使用するためのモジュール型ヒータアセンブリ
(51)【国際特許分類】
F16L 53/38 20180101AFI20250106BHJP
H05B 3/40 20060101ALI20250106BHJP
F16L 59/20 20060101ALI20250106BHJP
【ＦＩ】
F16L53/38
H05B3/40 A
F16L59/20
【請求項の数】
22
(21)【出願番号】P 2022576028
(86)(22)【出願日】2021-06-14
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-07-18
(86)【国際出願番号】 US2021037174
(87)【国際公開番号】W WO2021252993
(87)【国際公開日】2021-12-16
【審査請求日】2024-05-31
(31)【優先権主張番号】63/038,420
(32)【優先日】2020-06-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】502137880
【氏名又は名称】ワトロー エレクトリック マニュファクチュアリング カンパニー
(74)【代理人】
【識別番号】100175983
【弁理士】
【氏名又は名称】海老 裕介
(72)【発明者】
【氏名】オース， ジェレミー
(72)【発明者】
【氏名】エリス， エリック
【審査官】伊藤 紀史
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１０－５０３９６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－０４７５８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－３４９１９６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０２４９２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－０２０８６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭６０－０３３７８５（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特表２０１２－５１４８４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国実用新案第２０６８６１０８０（ＣＮ，Ｕ）
【文献】中国実用新案第２０８４７９９７４（ＣＮ，Ｕ）
【文献】特開昭５２－１２０４２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特公昭４１－００２８３９（ＪＰ，Ｂ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２７６２６７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】中国実用新案第２１１４５００２４（ＣＮ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｌ ５３／３８
Ｈ０５Ｂ ３／４０
Ｆ１６Ｌ ５９／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
流体管システムのためのモジュール型ヒータアセンブリであって、流体管システムの第１の管と第２の管を含む複数の管に沿って配置された複数の抵抗ヒータと、
前記複数の抵抗ヒータのそれぞれの周りに配置された複数の断熱部材と、
前記第１の管と前記第２の管を連結して外側の幾何学的形状を画定するようにされたフィッティングの周りに配置された断熱ブロックと、
を備え、
前記断熱ブロックは、
前記第１の管の軸方向に対して垂直な主要面と、
前記主要面に対して垂直な側壁と、
前記フィッティングの前記外側の幾何学的形状に実質的に一致する内側の幾何学的形状を画定し、前記第１の管の前記軸方向に延び、且つ前記主要面を通って延びる中央凹部と、
周囲開口部であって、当該周囲開口部に挿入された前記第２の管の挿入部の外側の幾何学的形状に実質的に一致する内側の幾何学的形状を画定し、前記中央凹部に開口して、前記断熱ブロックの前記側壁を通って前記第２の管の軸方向に延びる周囲開口部と、
を備え、
前記断熱ブロックの前記側壁が、前記断熱ブロックの前記側壁を半分に分割して前記断熱ブロックが前記フィッティングの周りに取り付けられて自動的に固定されるようにするスリットを画定している、モジュール型ヒータアセンブリ。
【請求項2】
前記中央凹部の前記内側の幾何学的形状が四角である、請求項１に記載のモジュール型ヒータアセンブリ。
【請求項3】
前記中央凹部の前記内側の幾何学的形状が弧状である、請求項１に記載のモジュール型ヒータアセンブリ。
【請求項4】
前記内側の幾何学的形状が円筒を有する、請求項３に記載のモジュール型ヒータアセンブリ。
【請求項5】
前記中央凹部が閉塞している、請求項１に記載のモジュール型ヒータアセンブリ。
【請求項6】
前記中央凹部が、前記主要面と前記主要面の反対側の面とを通るようにして、前記断熱ブロックの厚さ全体を通って延びている、請求項１に記載のモジュール型ヒータアセンブリ。
【請求項7】
前記周囲開口部の前記内側の幾何学的形状が弧状である、請求項１に記載のモジュール型ヒータアセンブリ。
【請求項8】
前記内側の幾何学的形状が円筒を有する、請求項７に記載のモジュール型ヒータアセンブリ。
【請求項9】
前記中央凹部の前記内側の幾何学的形状が、間隔をあけて対向した平面を画定している、請求項１に記載のモジュール型ヒータアセンブリ。
【請求項10】
前記周囲開口部の前記内側の幾何学的形状が、間隔をあけて対向した弧状面を画定している、請求項１に記載のモジュール型ヒータアセンブリ。
【請求項11】
前記断熱ブロックが傾斜した端面を有する、請求項１に記載のモジュール型ヒータアセンブリ。
【請求項12】
前記断熱ブロックが円形断面を有する、請求項１に記載のモジュール型ヒータアセンブリ。
【請求項13】
前記断熱ブロックがＤ形状断面を有する、請求項１に記載のモジュール型ヒータアセンブリ。
【請求項14】
前記中央凹部の前記内側の幾何学的形状と前記周囲開口部の前記内側の幾何学的形状とのうちの少なくとも一方の内側に配置された断熱材料を更に有する、請求項１に記載のモジュール型ヒータアセンブリ。
【請求項15】
前記中央凹部の前記内側の幾何学的形状と前記周囲開口部の前記内側の幾何学的形状とのうちの少なくとも一方に近接して配置された少なくとも１つのヒータをさらに備える、請求項１に記載のモジュール型ヒータアセンブリ。
【請求項16】
前記中央凹部の前記内側の幾何学的形状と前記周囲開口部の前記内側の幾何学的形状とのうちの少なくとも一方に近接して配置された少なくとも１つのセンサをさらに備える、請求項１に記載のモジュール型ヒータアセンブリ。
【請求項17】
前記少なくとも１つのセンサが温度センサである、請求項１６に記載のモジュール型ヒータアセンブリ。
【請求項18】
前記複数の断熱部材のそれぞれが柔軟な円筒形発泡体を備える、請求項１に記載のモジュール型ヒータアセンブリ。
【請求項19】
前記柔軟な円筒形発泡体の少なくとも１つがその長さに沿ったスリットを画定している、請求項１８に記載のモジュール型ヒータアセンブリ。
【請求項20】
前記複数の抵抗ヒータがシリコーンゴムヒータである、請求項１に記載のモジュール型ヒータアセンブリ。
【請求項21】
前記中央凹部及び前記周囲開口部が内部空洞を画定し、前記内部空洞は前記断熱ブロックの少なくとも２つの側面に開口している、請求項１に記載のモジュール型ヒータアセンブリ。
【請求項22】
前記内部空洞が、前記断熱ブロックの３つの側面に開口してＴ形状を画定している、請求項２１に記載のモジュール型ヒータアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、２０２０年６月１２日に出願された米国仮特許出願第６３／０３８，４２０号の優先権とその利益を主張する。上記出願の開示は参照によりここに包含される。
【0002】
本開示は、流体管を加熱するためのヒータアセンブリに関し、より詳細には、そのような加熱された流体管のための改善された断熱構造を備えたヒータアセンブリに関する。
【背景技術】
【0003】
この欄での記載は、単に本開示に関連する背景情報を提供するものであり、必ずしも従来技術を構成しない。
【0004】
例えば油井又は貯水池などの供給源からの、とりわけ、オイル、ガス、及び水などの流体の供給には、そのような流体を管などによって移送することが必要となる。管内の流体は、管内での流体の自由な又は制限されない流れを維持するために、ある温度又はその温度以上に維持することが必要となる場合がある。流体は、管の周りに取り付けられた、ヒートトレースタイプなどの電気ヒータによって加熱されるようにできる。通常、周囲環境への熱損失を低減するために、管及び電気ヒータの周りに断熱ジャケットが取り付けられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
通常、複数の管をそれらの長さに沿って連結するために、又は管をある角度をなすように連結するために、フィッティングが使用される。管の部分がフィッティングで連結される場合、それらフィッティングの周りの断熱構造は、通常、特注設計され、それにより製造コストが増加する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この欄は、本開示の概要を提供するが、その全範囲又はその特徴の全ての包括的な開示ではない。
【0007】
本開示の一態様においては、流体管システムのためのモジュール型ヒータアセンブリが提供され、該モジュール型ヒータアセンブリは、流体管システムの管に沿って配置された複数の抵抗ヒータと、複数の抵抗ヒータのそれぞれの周りに配置された複数の断熱部材と、フィッティングの周りに配置された少なくとも１つ断熱ブロックと、を備える。フィッティングは、流体管システムの管の少なくとも２つの隣接部分を連結して外側の幾何学的形状を画定するようにされている。断熱ブロックは、中央凹部及び周囲開口部を有する。中央凹部は、フィッティングの外側の幾何学的形状に実質的に一致する内側の幾何学的形状を画定する。中央凹部は、管の少なくとも２つの隣接部分のうちの１つの軸方向に延びる。周囲開口部は、管の少なくとも２つの隣接部分のうちの別の１つの外側の幾何学的形状に実質的に一致する内側の幾何学的形状を画定する。周囲開口部は、中央凹部に開口し且つ中央凹部に対して第２の方向に延びる。周囲開口部は、断熱ブロックの側壁を通って延び、管の前記少なくとも２つの隣接部分のうちの別の１つと軸方向で整列する。
【0008】
一変形形態では、中央凹部の内側の幾何学的形状は、四角、又は円筒などの弧状である。中央凹部は、閉塞（ブラインド）しているか、又は断熱ブロックの厚さ全体を通って延びるようにできる。周囲開口部の内側の幾何学的形状は、円筒などの弧状である。
【0009】
他の特徴では、中央凹部の内側の幾何学的形状又は周囲開口部の内側の幾何学的形状が、間隔をあけて対向した平面、又は間隔をあけて対向した弧状面を画定する。断熱ブロックは、傾斜した端面を有するか、又は円形断面を有するようにできる。一変形形態では、断熱ブロックはＤ形状断面を有するようにできる。中央凹部の内側の幾何学的形状と周囲開口部の内側の幾何学的形状とのうちの少なくとも一方が、断熱材料を有する。複数の抵抗ヒータは、シリコーンゴムヒータである。複数の断熱部材のそれぞれが、柔軟な円筒形発泡体を有する。柔軟な円筒形発泡体の少なくとも１つが、その長さに沿ったスリットを画定している。
【0010】
別の変形形態においては、モジュール型ヒータアセンブリは、中央凹部の内側の幾何学的形状と周囲開口部の内側の幾何学的形状とのうちの少なくとも一方に近接して配置された少なくとも１つのヒータと、中央凹部の内側の幾何学的形状と周囲開口部の内側の幾何学的形状とのうちの少なくとも一方に近接して配置された少なくとも１つのセンサと、をさらに備える。一態様においては、少なくとも１つのセンサは温度センサである。
【0011】
さらに別の変形形態においては、中央凹部及び周囲開口部が内部空洞を画定し、この内部空洞は断熱ブロックの少なくとも２つの側面に開口している。内部空洞は、断熱ブロックの３つの側面に開口してＴ形状を画定している。
【0012】
適用可能なさらなる分野が、ここに提供された記載から明らかになるであろう。記載及び特定の例は、説明のみの目的を意図されており、本開示の範囲を制限することは意図されていないことが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【0013】
本開示がよく理解されるように、その様々な形態が例を用いて添付図面を参照して説明される。
【0014】
【図1】本開示の教示に従って構成された、流体管システムの周りに取り付けられたモジュール型ヒータアセンブリの斜視図である。
【0015】
【0016】
【0017】
【0018】
【0019】
【図5】本開示の教示に従って構成された、流体管システムの周りに取り付けられたモジュール型ヒータアセンブリの一変形形態の斜視図である。
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】
【0025】
【図8】本開示の教示に従って構成された、流体管システムの周りに取り付けられた別の変形形態のモジュール型ヒータアセンブリの斜視図である。
【0026】
【図9】本開示の教示に従って構成された、流体管システムの周りに取り付けられた別の変形形態のモジュール型ヒータアセンブリの斜視図である。
【0027】
【0028】
【図10A】四角／長方形の中央凹部と、円筒形の周囲開口部とを有する断熱ブロックを示す。
【0029】
【図10B】四角／長方形の中央凹部と、間隔をあけて対向した湾曲面によって画定された周囲開口部と、を有する断熱ブロックを示す。
【0030】
【図10C】四角／長方形中央凹部と、間隔をあけて対向した平面によって画定された周囲開口部と、を有する断熱ブロックを示す。
【0031】
【図10D】円筒形の中央凹部と、円筒形の周囲開口部とを有する断熱ブロックを示す。
【0032】
【図10E】円筒形の中央凹部と、間隔をあけて対向した湾曲面によって画定された周囲開口部と、を有する断熱ブロックを示す。
【0033】
【図10F】円筒形の中央凹部と、間隔をあけて対向した平面によって画定された周囲開口部と、を有する断熱ブロックを示す。
【0034】
【図11A】本開示の教示に従って構成された、別の変形形態の斜断熱ブロックの視図であり、断熱ブロックはＤ形状の外形を有し、内部空洞が断熱ブロックの３つの側面を通って開口して概してティー（「Ｔ」）状の内部空洞を画定している。
【0035】
【0036】
【0037】
【0038】
【図12A】本開示の教示に従って構成された、さらに別の変形形態の断熱部材の斜視図であり、断熱ブロックはＤ形状の外形を有し、内部空洞は断熱ブロックの２つの側面のみを通って開口して概して「Ｌ」状の内部空洞を画定している。
【0039】
【0040】
【0041】
【0042】
【図13】Ｄ形状の外形を有する断熱ブロックの正面図であり、断熱ブロックの内部空洞の内側に配置された断熱材料、電気ヒータ、及び温度センサが示されている。
【0043】
【0044】
ここで説明された図面は、説明目的のみのためのものであり、本開示の範囲を如何なるかたちでも限定することを意図していない。
【発明を実施するための形態】
【0045】
以下の説明は、実際上、単に例示であり、本開示、応用、又は使用を制限することを意図していない。図面を通して、対応する符号は同様な又は対応する部品及び特徴を示していることが理解されるべきである。
【0046】
図１及び図２には、本開示の教示に従って構成されたモジュール型ヒータアセンブリ１０が示されている。モジュール型ヒータアセンブリ１０は、流体管システム１２の管に沿って配置されて流体管システム１２を加熱する複数の電気ヒータ１７（図３Ｂにはその一つが示されている）と、加熱された流体管システム１２を断熱する断熱構造（以下により詳細に説明する）とを備える。概して、流体管システム１２は、処理ガス又は処理液などの、動作中にモジュール型ヒータアセンブリ１０によって加熱されることになる様々な流体を搬送する。一形態においては、モジュール型ヒータアセンブリ１０は、半導体加工システム（図示しない）のための流体管システム１２内に含まれるガスを加熱するためのモジュール型のシリコーンゴムガスラインヒータアセンブリである。
【0047】
【0048】
図１に明確に示されるように、モジュール型ヒータアセンブリ１０は、管１８、２０、２１を取り囲む複数の細長い部分１４（図１には２つだけが示されている）と、フィッティング２２の周りに配置された複数の断熱ブロック１６（図１には１つだけが示されている）とを有する。断熱ブロック１６は、フィッティング２２を断熱し、また随意的にフィッティング２２の周りに電気ヒータに取り付けられている場合にはフィッティング２２に対する加熱をもたらすことができる。
【0049】
図３Ａ及び図３Ｂには、細長い部分１４のうちの一つの一部が詳細に示されている。細長い部分１４のそれぞれが、管状構造を有する断熱部材４０と、断熱部材４０の内面に配置された電気ヒータ１７とを有する。一形態においては、電気ヒータ１７は抵抗ヒータである。断熱部材４０は、柔軟な円筒形の発泡体／スポンジ体であり、その長さに沿って延びるスリット４２を画定し、断熱部材４０が流体管システム１２の管１８、２０、２１の周りに容易に取り付けられて流体管システム１２の管１８、２０、２１の周りに自動的に固定されるようにする。電気ヒータ１７は、断熱部材４０の内面に取り付けられて、一体ユニットを形成する。電気ヒータ１７は、ヒートトレース、加熱フォイル、シリコーンゴムヒータなどの任意のタイプの加熱手段とすることができ、断熱部材４０の内面に任意の手段で取り付けられるようにできる。一形態においては、電気ヒータ１７は、薄くて、軽く、そして柔軟であるシリコーンゴムヒータであり、スペースが限られている用途によく適合する。シリコーンゴムヒータは、シリコーン系接着材などの接着材によって断熱部材４０の内面に容易に取り付けることができる。断熱部材４０は、断熱材料で形成されており、シリコーン系材料を含むことができる。断熱構造はさらに、断熱部材４０の周りに巻かれてスナップ又はフック・アンド・ループ（すなわち、ベルクロ（登録商標））４１などの機械的手段によって定位置に保持された断熱ジャケット１５（図１）を備えることができる。同様に、断熱ブロック１６も図示のように断熱ジャケット１５を備えることができる。
【0050】
図４に示すように、管システム１２は、第１の管１８と、第２の管２０と、第１の管１８を第２の管２０に連結して直角部を形成するフィッティング２２とを備える。流体管システム１２は、第１の管１８及び第２の管２０にフィッティング２２によって連結されて第１の管１８の長さ方向に沿って延びる第３の管２１（破線で示されている）を随意的に備えることができる。第３の管２１は、第１の管１８と同じ直径のものとすることもできるし、又は異なる直径のものとすることもできる。流体管システム１２は、複数のフィッティング２２を備える。フィッティング２２の１つは、隣接した２つの管を連結して直線ラインを形成するために、又は図４に示すような直角などの角度を画定するために使用することができる。フィッティング２２の別の１つは、図１に示すように隣接した３つの管を連結するために使用することができる。図１の例示的な例では、隣接した３つの管がフィッティング２２によって連結されてＴ構造を画定する。本開示の教示は、任意の数の管及びフィッティング、並びに、１８０度の角度（又は換言すれば、例えばより小さい又はより大きい直径への移行の際の管の直線部分）を含む如何なる角度での管とフィッティングとの接続にも適用することができる。また、フィッティング２２は、図４に示すような四角のブロック形状を有する必要は必ずしもない。代わりに、フィッティング２２は、９０度又は任意の角度でのエルボーフィッティング、又は接続される管に応じてスリーウェイフィッティングとすることができる。
【0051】
図４と共に再び図１を参照して、細長い部分１４は、管状構造を有し、第１の管１８、第２の管２０、及び第３の管２１の周りに取り付けられている。図１において、第３の管２１のための細長い部分１４は、断熱ブロック１６の内部空洞を示すために取り除かれている。細長い部分１４の内径は、細長い部分１４によって取り囲まれる管の外径と同じか又は僅かに小さくすることができる。一形態においては、細長い部分１４は、約０．２４インチ（６．０９６ｍｍ）から約０．５１インチ（１２．９５４ｍｍ）の間の内径を有することができる。細長い部分１４は、同じ又は異なる長さを有することができ、管１８、２０の周りに取り付けられる。管の長さに応じて、同じ管の周りに複数の細長い部分１４が取り付けられるようにできる。断熱ブロック１６は、フィッティング２２の周りに取り付けられて、フィッティング２２を断熱する。電気ヒータ１７は、用途及び要求に応じて、断熱ブロック１６の内側に設けても設けなくてもよい。細長い部分１４の断熱部材４０と同様に、断熱ブロック１６は、断熱材料から形成され、シリコーン系材料を含むことができる。断熱ブロック１６は、１立方フィート当り４～１６ポンド（６４．０７～２５６．３ｋｇ／ｍ３）の密度を有する。
【0052】
図２に示すように、断熱ブロック１６は、概してパック状の構成を有し、中心軸Ｘ及び周囲面３６を画定するパック本体３０を有する。断熱ブロック１６は、中心軸Ｘに沿って延びる中央凹部３２と、断熱ブロック１６の側壁及び周囲面３６を通って延びる周囲開口部３４とを画定する。周囲開口部３４は、中央凹部３２に開口して、Ｙ軸に沿って中央凹部３２から外側の周囲面３６にまで延びており、Ｙ軸は本開示のこの形態では中心軸Ｘに対して直角である。周囲開口部３４は、Ｙ方向に延びる管に軸方向で整列している。そのため、中央凹部３２及び周囲開口部３４は、一緒に概してティー（「Ｔ」）形状の内部空洞を画定して、管がＴ字形状を横切るようにできる。換言すれば、概してＴ形状の内部空洞は、３つの側面に開口して３つの管（例えば、第１、第２、及び第３の管１８、２０、２１）を接続できるようにする。
【0053】
中央凹部３２は、フィッティング２２（図１を参照）をその中に収容するようにされており、よってフィッティング２２の外側の幾何学的形状に実質的に一致する内側の幾何学的形状を画定するようにできる。中央凹部３２は、複数の管の１つ（すなわち、図１に示されたＸ方向に延びる管）の軸方向に延びる。周囲開口部３４は、複数の管の別の１つ（すなわち、図１に示されたＹ方向に延びる管）の外側の幾何学的形状に実質的に一致する内側の幾何学的形状を画定する。より詳細には、中央凹部３２の幾何学的形状は、この例では四角であるフィッティング２２の幾何学的形状に一致する。例えば、中央凹部３２は、フィッティング２２の外形状と同じ寸法を有することができ、又は、製造上の公差を受け入れるため、及び断熱ブロック１６がフィッティング２２の周りに取り付けられるときの装着を容易にするために、フィッティング２２の外形状よりも僅かに大きくして、０．０３０インチ（０．７６２ｍｍ）の隙間のような隙間をもたらすようにできる。周囲開口部３４は、フィッティング２２に接続された管を収容するようにされ、またこの例では円筒形である管の外側の幾何学的形状と一致する幾何学的形状も画定する。同様に、周囲開口部３４は、管の外径と同じか、又は製造上の公差を受け入れるため及び装着を容易にするために０．０３０インチ（０．７６２）の隙間が断熱ブロック１６と管の間に存在するように、僅かに大きい内径を有するようにできる。
【0054】
例えば、第１の管１８及び第２の管２０は、フィッティング２２によって接続されて直角（又は本開示の他の形態では他の何れかの角度）を形成する。第１の管１８は、断熱ブロック１６の中心軸Ｘと平行な方向に延び、第２の管２０は、周囲開口部３４に配置されてＹ軸に沿って延びる。第３の管２１は、第１の管１８に接続されて、中央凹部３２の他方の側に配置され、断熱ブロック１６の中心軸Ｘに平行な方向に延びる。そのようにして、フィッティング２２は、断熱ブロック１６によって断熱される。またフィッティング２２及び管１８、２０、２１は概して標準的なサイズのものであるので、断熱ブロック１６及び細長い部分１４は、フィッティング２２及び管１８／２０／２１の標準的なサイズに適合する予め設計された構成で提供されて、モジュール型で低いコストの断熱システムを提供することができる。
【0055】
中央凹部３２は四角形状を有することが示されているが、中央凹部３２は、フィッティング２２が中央凹部３２内に配置可能である限りにおいて、フィッティング２２の形状及びサイズに応じて如何なる形状及びサイズを有するようにすることもできる。周囲開口部３４のサイズは、管の外径／サイズ、又は周囲開口部３４に配置される管と電気ヒータの組み合せの外径／サイズに依存する。
【0056】
図５から図７には、一変形形態のモジュール型ヒータアセンブリ５０が示されている。モジュール型ヒータアセンブリ５０は、断熱ブロック１６’が、３つの側面ではなく、２つの側面のみに開口していて２つの管のみが接続可能となっていることを除いて、図１のモジュール型ヒータアセンブリ１０と同様な構造を有する。また、モジュール型ヒータアセンブリ５０は、ヒータ及びセンサからのリード線５４を通すことができる開口部／穴５２を有する。
【0057】
図５は、一変形形態のモジュール型ヒータアセンブリ５０の斜視図である。図６Ａ及び図６Ｂはそれぞれ、図５の部分Ａの斜視図及び正面図である。図６Ｃ及び図６Ｄは、部分Ａの異なる断面図である。図７は、図６Ａの部分Ｂ（すなわち、断熱ブロック１６’）の斜視図であり、断熱ブロック１６’は断熱ブロック１６’の閉鎖端面４９とは反対の側面から見られている。
【0058】
電気ヒータ及び／又はセンサ（図示しない）が管システム１２の周りに取り付けられている場合には、ヒータ／センサを外部電源又はコントローラ（図示しない）に接続するためにリード線５４を設けること必要となる。モジュール型ヒータアセンブリ５０は、リード線５４を通すことができる複数の開口部／穴５２を有する。より詳細には、細長い部分１４は、図示のように開口部／穴５２を有するが、本開示の範囲内に留まりながら開口部／穴５２を断熱ブロック１６’に設けることもできる。図１は開口部／穴５２及びリード線５４を示していないが、開口部／穴５２及びリード線５４は、モジュール型ヒータアセンブリ１０及び加熱された管システム１２の温度をモニタ及び制御するために、図１のモジュール型ヒータアセンブリ１０に設けることもできる。
【0059】
図１は、ＸＹ平面に配置されてＸ方向及びＹ方向に延びる第１、第２、及び第３の管を示しており、一方で図５は、ＸＺ平面に配置されてＸ方向及びＺ方向に延びる第１及び第２の管（第３の管はない）を示している。接続されている管の向きと数は異なるが、細長い部分１４及び断熱ブロック１６を備える同じモジュール型ヒータアセンブリを、この特定の流体管システムに適しているか又はそれに対して容易に適用することができる断熱ブロック１６’を使用することによって、流体管システム１２に対する加熱と断熱をもたらすために使用することができる。図５及び図６Ａに明確に示されているように、断熱ブロック１６’は、その中央凹部３２が、１つだけの管がそこに挿入されるようにするように（すなわち、エルボーフィッティングのために）、閉鎖端面４９を有する。Ｔ形状の内部空洞を有し、Ｔ形状のフィッティングのために３つの側面（閉鎖端面４９にはない）に開口を有する断熱ブロック１６を、図５に示された流体管システムのために使用することもできることが理解される。しかしながら、断熱ブロック１６’の閉鎖端面４９は、フィッティングから周囲環境への熱損失を低減することができる。モジュール型ヒータアセンブリ１０、５０は、他の非直交方向の中でも特にＸ、Ｙ、Ｚの全ての方向に延びる管を有する流体管システムに加熱及び断熱をもたらすために使用してもよいことが理解される。
【0060】
図８には、別の変形形態のモジュール型ヒータアセンブリ６０が示されている。図１及び図５のモジュール型ヒータアセンブリ１０、５０と同様に、モジュール型ヒータアセンブリ６０は、複数の細長い部分１４及び複数の断熱ブロック１６（１つだけが示されている）を備える。この形態では、第１及び第２の管がフィッティング（図示しない）によって連結されて、それらの長さに沿って整列されている。そのため、細長い部分１４は、それらの長さに沿って整列されて、第１及び第２の管の周りに配置されている。１つの断熱ブロック１６が、細長い部分１４の隣接する２つの間に配置されて、フィッティングを断熱している。細長い部分１４は、上述の通り、ヒータ又はセンサのリード線５４を通すことができる穴を画定するようにできる。
【0061】
図９には、本開示の教示に従って構成された、別の変形形態のモジュール型ヒータアセンブリ７０が示されている。モジュール型ヒータアセンブリ７０は、細長い部分１４と、断熱ブロック７１とを備える。断熱ブロック７１は、細長い部分１４の端に取り付けられた第１の斜め継（マイター）部分７２と、第１の斜め継部分７２に取り付けられた第２の斜め継部分７４とを備える。細長い部分１４は、図３Ａ及び図３Ｂに示された細長い部分１４と同様な構造を有し、よってその説明は明確性のためにここでは省略する。第１及び第２の斜め継部分７２、７４は、斜め継部を形成するために斜め継（角度が付けられた）端面７６、７８を有する。第１の斜め継部分７２及び第２の斜め継部分７４は、細長い部分１４の端に配置されて、隣接した管が接続された位置でジョイントの周りを断熱する。斜め継端面７６、７８は、接続される隣接した管によって画定される角度に適合する角度を有するようにすることができる。追加的に、図２及び図６Ａの断熱ブロック１６、１６’と同様に、第１及び第２の斜め継部分７２、７４は、フィッティングが第１及び第２の斜め継部分７２、７４の内側に配置されるように、中央凹部３２及び周囲開口部３４（図２）を画定するようにできる。
【0062】
第１の斜め継部分７２又は第２の斜め継部分７４は、本開示の範囲から逸脱することなく、隣接する細長い部分１４と一体的に形成して一体部品にすることもできることが理解される。代替的に、第１の斜め継部分７２及び第２の斜め継部分７４は、別の斜め継部分と嵌合させないで、独立して断熱ブロックとして使用することもできる。
【0063】
図１０Ａから図１０Ｆに示すように、断熱ブロック１６ａ、１６ｂ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆは、異なる幾何学的形状のフィッティングを収容するための異なる内部空洞を有するようにできる。内部空洞のそれぞれは、概してＴ形状であり、異なる形状及び／又はサイズの、中央凹部３２ａ、３２ｂ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆと周囲開口部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ、３４ｆを有する。図１０Ａにおいては、断熱ブロック１６ａは、四角／長方形の中央凹部３２ａと、円筒形の周囲開口部３４ａを有する。図１０Ｂにおいては、断熱ブロック１６ｂは、四角／長方形の中央凹部３２ｂと、間隔をあけて対向した湾曲面によって画定された周囲開口部３４ｂを有する。図１０Ｃにおいては、断熱ブロック１６ｃは、四角／長方形の中央凹部３２ｃと、間隔をあけて対向した平面によって画定された周囲開口部３４ｃを有する。図１０Ｄにおいては、断熱ブロック１６ｄは、円筒形の中央凹部３２ｄと、円筒形の周囲開口部３４ｄを有する。図１０Ｅにおいては、断熱ブロック１６ｅは、円筒形の中央凹部３２ｅと、間隔をあけて対向した湾曲面によって画定された周囲開口部３４ｅを有する。図１０Ｆにおいては、断熱ブロック１６ｆは、円筒形の中央凹部３２ｆと、間隔をあけて対向した平面によって画定された周囲開口部３４ｆを有する。
【0064】
図には示されていないが、断熱ブロック１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆは、周囲開口部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ、３４ｆの反対側の断熱ブロックの壁を通る第２の周囲開口部をさらに形成することによって、４つの側面に開口した内部空洞を提供するように変更することができることが理解される。種々の断熱ブロック１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆはまた、中央凹部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆの一端に閉鎖端面を形成することによって、２つの側面のみに開口した内部空洞を提供するように変更することもできる。
【0065】
図１１Ａから図１１Ｄには、フィッティング２２の周りに取り付けるための断熱ブロック８０の変形形態が示されており、それはＤ形状の外形／断面と、概してティー（「Ｔ」）形状の内部空洞を画定するように３つの側面に開口した内部空洞８２とを有する。より詳細には、断熱ブロック８０は、それぞれＤ形状の周縁を有する相互に反対側の主要面８４、８６（すなわち、前面と後面）と、相互に反対側の主要面８４、８６のＤ形状の周縁を繋ぐ周囲面８８とを有する。周囲面８８は、Ｄ形状を協同で画定する、平面部８８ａと曲面部８８ｂを有する。内部空洞８２は、相互に反対側の主要面８４、８６を通って延びる中央凹部９０と、中央凹部９０に開口して断熱ブロック８０の周囲面８８、特に平面部８８ａを通って延びる周囲開口部９２とを有する。換言すれば、中央凹部９０は、相互に反対側の主要面８４、８６の間の距離である断熱ブロック８０の厚さ全体を通って延びる。断熱ブロック８０は、スリット９４を画定している。スリット９４は、周囲開口部９２を画定している断熱ブロック８０の部分を半分に分割して、断熱ブロック８０が流体管システム１２のフィッティング２２の周りに容易に取り付けられて自動的に固定されるようにしている。
【0066】
中央凹部９０は、フィッティング２２の外側の幾何学的形状に実質的に一致する内側の幾何学的形状を画定している。周囲開口部９２は、周囲開口部９２に挿入されてフィッティング２２に接続された管の外側の幾何学的形状に実質的に一致する内側の幾何学的形状を画定している。図１１Ａから図１１Ｄに示す例示的な例においては、中央凹部の内側の幾何学的形状９０は四角であり、周囲開口部９２の内側の幾何学的形状は、弧状、特に円筒である。そのため、中央凹部の内側の幾何学的形状９０は、間隔をあけて対向した平面を画定し、周囲開口部９２の内側の幾何学的形状は間隔をあけて対向した（スリット９４によって間隔をあけられた）弧状面を画定している。断熱ブロック８０は、２つ又は３つの管を連結することができるフィッティング２２を断熱する。Ｔ形状の内部空洞は、断熱ブロック８０の内側へのアクセス、例えば、そこへの温度センサの取り付け、を容易にすることもできる。温度センサは、中央凹部９０又は周囲開口部９２に配置することができる。
【0067】
図１２Ａから図１２Ｄに示すように、別の変形形態の断熱ブロック８０’は、内部空洞の構成を除いて、図１１Ａから図１１Ｄの断熱ブロック８０と構造的に同様である。そのため、同様な符号が同様な構成を指示するように使用されており、それらの詳細な説明は明確性のためにここでは省略する。
【0068】
同様に、断熱ブロック８０’は、相互に反対側の主要面８４’、８６’と、周囲面８８’とを有する。内部空洞８２’は、断熱ブロック８０’の２つの側面のみを通って開口して、概して「Ｌ」形状の内部空洞を画定している。内部空洞８２’は、中央凹部９０’と、中央凹部９０’に開口して周囲面８８’を通って延びる周囲開口部９２’とを有する。図１１Ａから図１１Ｄの中央凹部９０’とは違って、中央凹部９０’は、主要面８４’、８６’のうちの一方のみ（例えば、前面）を通って延びており、主要面８４’、８６’のうちの他方（例えば、後面）は閉鎖端面である。よって、中央凹部９０’は、閉塞した（ブラインド）凹部である。断熱ブロック８０’は、周囲開口部９２’を取り囲んでいる断熱ブロック８０’の部分を半分に分割して断熱ブロック８０’が流体管システム１２のフィッティング２２の周りに容易に取り付けられて自動的に固定されるようにするスリット９４’を画定している。
【0069】
同様に、中央凹部９０’は、フィッティング２２の外側の幾何学的形状に実質的に一致する内側の幾何学的形状を画定している。周囲開口部９２’は、周囲開口部９２’に挿入されてフィッティング２２に接続された管の外側の幾何学的形状に実質的に一致する内側の幾何学的形状を画定している。図１２Ａから図１２Ｄに示された例示的な例では、中央凹部の内側の幾何学的形状９０’は四角であり、周囲開口部９２’の内側の幾何学的形状は、弧状、特に円筒である。図１２Ａから図１２Ｄの閉鎖端面を有する断熱ブロック８０’は、２つだけ管を連結するフィッティングに対して改善された断熱性をもたらす。
【0070】
図１３に示すように、図１１Ａから図１１Ｄ及び図１２Ａから図１２Ｄに示された断熱ブロック８０、８０’はさらに、断熱ブロック８０、８０’の内部空洞８２、８２’を画定する内面に断熱材料９５を有するようにして更なる断熱性をもたらすようにできる。一例として、断熱材料９５は、中央凹部９０、９０’及び／又は周囲開口部９２、９２’の内側の幾何学的形状に付加されたコーティングとすることができる。コーティングは、ＲＦコーティング、反射コーティング、エアロゲルコーティング、又は改善された断熱性をもたらす当該技術分野で知られている任意のコーティングとすることができる。随意的に、改善された熱制御及び熱モニタリングのために、１つ又は複数の電気ヒータ９６及び／又は１つ又は複数の温度センサ９８を内部空洞８２、８２’の中央凹部９０、９０’及び／又は周囲開口部９２、９２’に設けることができる。断熱材料９５、電気ヒータ９６、及び温度センサ９８は、Ｄ形状の外形を備える断熱ブロック８０、８０’に関連して説明されているが、それらは、図１から図１０に関連して既に説明した断熱ブロック１６、１６’、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、７１、７２、７４の何れにおいても使用することができることが理解される。
【0071】
図１４には、Ｄ形状の外形を有する断熱ブロック８０を備えるモジュール型ヒータアセンブリ１００が示されており、それは流体管システム１２の周りに取り付けられている。モジュール型ヒータアセンブリ１００は、図１１Ａから図１１Ｂに示されたＤ形状の外形を有する断熱ブロック８０を使用していることを除いて、図１のモジュール型ヒータアセンブリ１０と構造的に同様である。フィッティング２２が２つのみの管を角度をもって接続するために使用される場合には、図１２Ａから図１２Ｂに示された閉鎖端面を有する断熱ブロック８０’をモジュール型ヒータアセンブリ１００において使用することもできることが理解される。図示のように、Ｄ形状の外形を有する断熱ブロックは、周囲開口部に挿入された管の部分（すなわち、断熱ブロック８０のスリット９４に近接して配置された管の部分）との改善された嵌合をもたらす。Ｄ形状の外形を有する断熱ブロックは、スリット９４の上及び下により多くの材料を有し、管が周囲開口部９２に挿入された後にスリット９４の隙間をより容易に低減することができる。
【0072】
要するに、モジュール型ヒータアセンブリ１０、５０、６０、７０、１００は、細長い部分１４及び断熱ブロック１６、１６’、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、７１、７２、７４、８０、８０’を含む、複数の加熱／断熱部分を備える。これらの加熱／断熱部分は、様々な長さとサイズを有することができ、また管システム１２の構造及び管１８、２０、２１のサイズに応じて様々な態様で組み合わせることができる。断熱ブロック１６、１６’、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、７１、７２、７４、８０、８０’は、２つの側面、３つの側面、又は４つの側面に開口するか、又は中央凹部と様々な構成のフィッティングを収容するために中央凹部に様々な角度で開口した周囲開口部とを有する、種々の内部空洞を有するようにすることができる。そのため、本開示の教示によるモジュール型ヒータアセンブリは、適合した内部空洞を有する断熱ブロックを選択することによって、如何なるカスタムメイドの部品も無しで、流体管システム１２に容易に適用することが可能となり、比較的に低コストの断熱構造を提供することが可能となる。
【0073】
別段の明示的な記載がなければ、機械的／熱的特性、組成割合、寸法及び／又は公差、又は他の特徴を指示する全ての数値は、本開示の範囲を説明するときの単語「約」又は「略」によって修正されるものとして理解されるであろう。この修正は、工業的実施、材料、製造、及び組立の公差、並びに性能試験を含む様々な理由に対して望ましい。
【0074】
ここでの使用において、Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つという表現は、非排他的論理ＯＲを用いた論理（Ａ ＯＲ Ｂ ＯＲ Ｃ）を意味するものとして解釈されるべきであり、「Ａの少なくとも１つ、Ｂの少なくとも１つ、及びＣの少なくとも１つ」を意味すると解釈されるべきではない。
【0075】
本願において、用語「制御部」及び／又は「モジュール」は、次のものを意味するか、その一部であるか、又はそれを備えるものである：特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）；デジタル、アナログ、又はアナログ／デジタル混合のディスクリート回路；デジタル、アナログ、又はアナログ／デジタル混合の集積回路；組合せ論理回路；フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）；コードを実行する（共用の、専用の、又はグループの）プロセッサ回路；プロセッサ回路によって実行されるコードを保存する（共用の、専用の、又はグループの）メモリ回路；上記の機能をもたらす他の適したハードウェアコンポーネント（例えば、熱流束データモジュールの一部としてのオペアンプ回路積分器）；又はシステム・オン・チップなどの上記の幾つか又は全ての組合せ。
【0076】
用語「メモリ」は、用語「コンピュータ可読媒体」の一部である。用語「コンピュータ可読媒体」は、ここでの使用では、（搬送波のような）媒体を通って伝播する一時的な電気的又は電磁的信号を含まない。そのため、用語「コンピュータ可読媒体」は、有形で持続的であると見なされ得る。持続的で有形なコンピュータ可読ｓ媒体の非限定的な例としては、不揮発性メモリ回路（フラッシュメモリ回路、消去可能プログラム可能型読取り専用メモリ回路、又はマスク読取り専用回路など）、揮発性メモリ回路（スタティック・ランダム・アクセス・メモリ回路、又はダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ回路など）、磁気記憶媒体（アナログ又はデジタルの磁気テープやハードディスクドライブなど）、及び光学記憶媒体（ＣＤ、ＤＶＤ、又はブルーレイディスクなど）がある。
【0077】
本願に記載された機器及び方法は、コンピュータプログラムに埋め込まれた１つ又は複数の特定の機能を実行するように汎用コンピュータを構成することによって作られた専用コンピュータによって部分的に又は完全に実施されるようにできる。上述の機能ブロック、フローチャート構成要素、及び他の要素は、ソフトウェア仕様書として機能し、熟練した技術者又はプログラマーのルーティンワークによってコンピュータプログラムに翻訳することができる。
【0078】
本開示の記載は、実際上、単なる例示であり、よって、本開示の要旨から逸脱しない変形形態は本開示の範囲内にあるとされることが意図されている。そのような変形形態は、本開示の精神及び範囲から逸脱したものとして見なされないものとする。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図10D】
【図10E】
【図10F】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図11D】
【図12A】
【図12B】
【図12C】
【図12D】
【図13】
【図14】