JP2012518138A - 加熱型流体導管システム及びその方法 - Google Patents

Abstract

加熱型流体導管（１００）は、内部に半導電材料（１０５）が配置されたボディ（１０１）を有し、導管には電源がカップリングされ、導管に電圧を印加して導管を通る電流を発生させ、これにより流体導管を加熱する。

Description

本出願は、「加熱型流体の導管、システム及び方法」と題されて2009年2月13日に出願されたアメリカ特許出願番号第12/378,435号、及び「加熱型流体導管端部カバー、システム及び方法」と題されて2010年2月11日に出願されたアメリカ特許出願番号第12/704,269号の優先権を主張し、これらの両出願は参照することによって組み込まれる。

本発明は概略的にホースやチューブのような導管に関し、より詳しくは、加熱型流体導管に関し、特に、半導電体抵抗の加熱を用いて加熱される流体導管に関し、また、導管の端部のための成型された防水コネクタ端部に関する。

欧州において「Ｅｕｒｏ Ｖ」と呼ばれる選択接触還元（ＳＣＲ）自動車は、ディーゼル駆動式モーター自動車であり、排出物を減らすための作動液の使用に適している。典型的には、ＳＣＲ自動車は燃料タンクから分離された、自動車の尿素溶液等の作動液を運ぶために使用される尿素タンクを有する。自動車の尿素溶液（ＡＵＳ）は、脱塩水における高純度の尿素溶液である。ＡＵＳはＳＣＲ自動車の尿素タンクに貯留されて窒素酸化物を窒素と水に変換するために自動車の排気ガスに噴霧される。ＳＣＲ自動車は、Ｅｕｒｏ Ｖ排出基準のような様々な排出基準を好都合に満足する。

問題であることに、ＡＵＳは約−１１℃で凍結する。ＳＣＲ自動車における排出物を低減させるこの方法を効果的なまま維持することを確実にするために、ＡＵＳは注入するために液体の状態を保持する必要がある。

ＳＣＲ自動車は一般的に、ＡＵＳの凍結を防止するためのＡＵＳホース又はラインの中に形成されるか周囲を被覆しても良い加熱ワイヤ等に頼っている。これは、加熱特性を変更するために流体ラインの完全な再設計を必要とするためむしろ非効率かつ柔軟性のない解決策である。したがって、内部のワイヤアセンブリの加熱特性を変化させるために、ホースの他の生産工程を作り出さなくてはならず、また、ワイヤのピッチ、ワイヤのサイズを変化させ、システムにさらなるワイヤを追加し、またはこれら３つの全ての組み合わせによってホースが成型されるとき１フィートあたりの抵抗が変更される。

また、石油はアラスカや北極圏や南極大陸で掘削されるため、石油掘削リグは厳しい環境で運転されている。昨今、リグが−６０Ｆ°で起動することも稀ではない。この寒い気候は、掘削リグにおける装置及び流体機械掘削装置の部品に不都合な影響を有する。流体機械をこれらの低い温度で起動するとき、バルブやシリンダー内のシールが破損することは稀ではない。

本発明は、流体導管と、導管（ホース、チューブ類）内の流体を加熱するシステムと、方法とを対象とする。本発明は、流体システムにおいてシールと部品が故障することを防ぐために協働する装置が起動する前に流体を温め、および／または、ＡＵＳの凍結を防ぐ尿素ラインを温める、電気的に加熱されるホース又は他の導管である。このホースの実施形態は、ホース内に抵抗加熱要素を作るため、ゴム又は炭素繊維状の半導電部材を用いても良く、又は、ホース周辺に配置するための半導電スリーブを用いても良い。このホースは、ホースが運ぶ流体を加熱する多くの異なる用途に使用することができる。加熱可能な材料は、圧力流体、触媒コンバータのための尿素混合物、グリスライン、潤滑油ラインである。

半導電抵抗の加熱型ホースは、１フィートあたり約２から１５オームの抵抗を有する、ホース内部に電気的に導伝のゴム管からなる。それは、ホースが成型されたあとにホースアセンブリに被せられた、合成の、編まれた炭素繊維部材あるいは炭素繊維スリーブからなる。このチューブ又はスリーブは、電気的な抵抗のために、電気的な経路に電圧が印加されるとき、加熱する。チューブ又はスリーブ内で生成された熱は内部の流体を温め、流体の粘度を下げ、また、部品を損傷することなく流体の流入を可能にする。このチューブ又はスリーブは、従来の高圧ワイヤ強化流体ホース、炭素繊維はまたホースの張力部材となり得る。電気がチューブ又はスリーブに接続されると、電気はスリーブのチューブを通りグランドへ流れ、その結果は、流体と接触する加熱型ホースである。

半導電の加熱スリーブの制御を容易にするために、ホース又はチューブと協働するカップリングを温めることが好都合である。カップリングがホースとともに温められないと、流体がカップリングを通ることが困難になるかもしれない。したがって、加熱スリーブをホースカップリングの表面に延ばすこと等によって、ホースとともにカップリングを温めることは好都合である。また、好ましくは、ホースカップリングは、加熱スリーブに電圧を印加するワイヤとともに絶縁及び保護される。

本発明の実施形態によれば、ホース又はチューブのような、加熱型流体導管を提供する方法は、流体導管のボディ内に半導電材料を配置し、流体導管のボディに電流を付与し、流体導管を加熱することを含んでも良い。これらの実施形態において、半導電材料は炭素繊維糸又は炭素繊維強化材料によって構成される、半導電材料を備えても良い。導管がホースの場合、半導電材料はホースのチューブ内又はカバー内に配置されても良い。

このように、本発明の実施形態によれば、ホース又はチューブのような加熱型流体導管は、内部に半導電材料が配置されたボディを有しても良く、導管に電圧を印加しそこを通る電流を発生させるために、電源を導管の各々の端部にカップリングする手段を含んでいても良く、これにより流体導管を加熱する。この半導電材料は半導電炭素繊維材料でも良く、炭素繊維強化材料は、炭素繊維糸および／または炭素繊維強化材料によって構成されても良い。ホースの場合、半導電材料は、ホースのチューブ内又はホースのカバー内に配置されても良い。

これに代えて、本発明の他の実施形態によれば、流体導管を加熱する方法は、流体導管の表面に半導電スリーブを配置し、半導電スリーブに電流を付与し、スリーブ及び流体導管の内部を加熱することを備えても良い。様々な実施形態によれば、スリーブは、少なくとも半導電である炭素繊維糸を有する繊維スリーブを備えても良い。

したがって、本発明の他の実施形態において、流体導管加熱システムは、流体導管の表面に配置された半導電可撓性スリーブと、スリーブに電圧を印加し、半導電スリーブを通る電流を発生させるために、スリーブの各々の端部にカップリングされた電源とを採用してもよく、これによりスリーブ及び流体導管を加熱する。特に、第１のコンダクタはスリーブの第１の端部に導電的にカップリングされ、第２のコンダクタはスリーブの第２の端部に導電的にカップリングされ、また、電源は、コンダクタに電圧を印加してそれにより生じる電流が半導電スリーブを通るようにコンダクタにカップリングされる。この実施形態において、ワイヤのようなコンダクタのひとつは、コンダクタの自由端が、スリーブの同じ端部になるように、スリーブ内部のような、スリーブに沿って配置されても良く、これにより、例えば自動車又は装置の一部の電気系統を介してコンダクタを電源に容易に接続する。様々な実施形態によれば、スリーブは、半導電である炭素繊維糸を有する繊維スリーブである。

いくつかの実施形態において、コンダクタに電圧を印加し、半導電スリーブを通る電流を発生させるためにコンダクタに電源が接続されるように、第１のコンダクタが第１のフェルールに導電的にカップリングされ、かつ、第２のコンダクタが第２のフェルールに接続される状態で、このような流体導管加熱システムが、スリーブに導電接触した状態でスリーブの各々の端部において配置される、導電的なフェルールを含んでも良い。

上述のように、様々な実施形態において、電源は導管又はスリーブの各々の端部にカップリングされても良い。しかしながら、他の実施形態において、電源の１つの端子は導管又はスリーブの各々の端部にカップリングされても良く、かつ、電源の他の端部は端部間の１つ以上の位置において導管又はスリーブにカップリングされても良い。

好都合なことに、本スリーブ加熱システムは、個々の導管の長さに対して必要とされる加熱要求を満たすために、組み立てにおいて１フィートあたりの抵抗を調整することができる。１フィートあたりのオームとして表されるような、異なる抵抗レベルのスリーブを使用することによって、より長いアセンブリに対して、１フィートあたりの抵抗を下げることが出来るかもしれない。

本発明のいくつかの実施形態において、ワイヤがカバー内の開口を通る状態で、カバーが導管の端部に嵌合されたカップリングの表面、および／または、電源を導管の端部にカップリングするワイヤの端部の表面に配置されても良い。本導管、システム、方法のいくつかの実施形態におけるスリーブにおいて、スリーブはカップリングの表面に延びても良く、また、カバーは、コンダクタがカバーの開口を通る状態で、カップリング及び、カップリングの表面に延びるスリーブの表面と、電源をスリーブの端部にカップリングするコンダクタの端部の表面とに配置されても良い。好ましくは、カバーは生成された熱を保持するカップリングを絶縁する。また、熱を保持するために、様々な実施形態は、導管（及びスリーブ）の表面に配置される絶縁被覆を採用しても良い。

使用中、直接的又は間接的に、加熱されたＳＣＲ又は流体ホースは要素（つまり、雨又は雪）にしばしばさらされるかもしれないので、水分がホース端部を通って電気的な接続を妨げる可能性がある。ＳＣＲホースの製造業者のほとんどは、端部取付具に対する水分の浸入を排除しない、パチンと閉じるカバーを使用しており、これは、電気的な接続の妨害につながる。これは、同様に、完全に乾くまでホースの加熱を妨げる。ホース及びホース内部の流体の加熱の妨害は、望ましくはない。したがって、ホース端部の表面に、水分を電気回路の接触から遮断する、防水又は少なくとも「耐候性」のカバーを提供することは本発明による利点である。

したがって、本発明によれば、加熱されたホースの端部は水分から保護され、それにより、水分がホースの加熱を妨害することを防ぐ。好ましくは、このようなカバーは、コネクタの端部を被覆し、また、加熱スリーブ及びホースを覆う絶縁材料に対して密封する、射出成型プラスチックを備える。この成型プラスチックは、好ましくは、水分が電気的な接続に移るのを阻止するために、ワイヤの周囲を密封する構成を備える。理想的には、この加熱されたホースの密封により、完全な水中用の加熱型ホースアセンブリを製造することができる。

したがって、本発明のこのような実施形態によれば、加熱型流体導管は、内部に半導電材料が配置されたボディと、導管に電圧を印加し、そこを通って導管を加熱するための電流を提供するための電源をカップリングする少なくとも１つのワイヤとを有するだけではなく、導管の端部に嵌合された取付具の表面と電源を導管の端部にカップリングするワイヤの端部の表面とに形成された端部カバーを備えていても良い。上述のとおり、電源は導管の端部の各々にカップリングされても良く、また、可能であれば、電源の他の端子は、導管の端部間の１つ以上の位置においてカップリングされても良い。好ましくは、端部カバーは、電流により発生する熱を保持する取付具を絶縁し、導管の表面に配置された絶縁被覆は流体導管の熱を保持する。

したがって、成型端部カバーを有する加熱型流体導管を提供する方法は、流体導管のボディ内に半導電材料を配置すること、導管の端部に端部カバーを成型すること、導管のボディに接触する電気的なコンダクタを保持すること、流体導管のボディにわたって、電気的なコンダクタを通る電流を付与することにより、流体導管を加熱することを備える。上述のように、半導電材料は半導電炭素繊維材料を有しても良く、また、半導電材料はホースの内部チューブおよび／またはホースの被覆層に配置されても良い。

代替的に、これらの成型端部の実施形態による流体導管加熱システムは、スリーブが導管端部に嵌合された取付具の表面の少なくとも一部に延びる状態で、流体導管の表面に配置された半導電スリーブを採用しても良い。スリーブに電圧を印加してスリーブを通る電流を発生させ、スリーブ及び流体導管を加熱するために、電源がスリーブの端部の各々にカップリングされても良く、また、端部カバーは取付具及びその表面に延びるスリーブの少なくとも一部の表面に成型される。さらに、電源の１つの端子は好ましくはスリーブの各々の端子にカップリングされ、電源の他の端子は端部間の１以上の位置にカップリングされても良い。上述の実施形態のように、端部カバーは好ましくは取付具を絶縁し、これにより電流によって生じた熱を保持し、絶縁被覆は導管及びスリーブの表面に配置され、これによりスリーブ及び流体導管の熱を保持する。

したがって、成型端部カバーを有する加熱型流体導管を提供する方法は、流体導管の表面に半導電材料を配置すること、流体導管の端部に端部カバーを成型すること、スリーブの端部とスリーブに接触する電気的なコンダクタとを保持すること、電気的なコンダクタを介してスリーブに電流を付与してスリーブと流体導管の内部を加熱することを備えていても良い。上述のように、スリーブは少なくとも半導電の炭素繊維糸を有する繊維スリーブを備えても良い。また、上述のように、電流は、電源の第１の端子をスリーブの第１の端部にカップリングし、電源の第２の端子をスリーブの第２の端部にカップリングし、電源からの電圧を端子間に印加することによって付与されても良い。代替的に、電流は、電源の第１の端子をスリーブの各々の端部にカップリングし、電源の第２の端子をスリーブの端部間において接続し、端子に電源からの電圧を選択的に印加することによって付与されても良い。また、導管及びスリーブは熱を保持するために絶縁されても良い。

前述は、後述する発明の詳細な説明がより理解される目的で、本発明の特徴及び技術的な利点をやや広く概説したものである。これは、本発明の追加的な特徴及び利点が以下に記載され、本発明のクレームの主題を構成する。当業者によって、開示される観念及び特定の実施形態は、本発明の同じ目的を達成するために、変更又は他の構造を設計するための基礎として容易に用いられるかもしれないと理解されるべきである。また、当業者によって、このような同等の構造は、添付のクレームにおいて説明されるような、発明の趣旨及び範囲から逸脱しないと理解されるべきである。さらなる目的及び効果とともに、その構成及び操作方法の両方について、本発明の特徴であると信じられる新しい特徴は、添付図面と関連付けて考慮されるとき、以下の詳細からより理解されるであろう。明示的に理解されるが、各々の図面は、実例及び説明の目的で提供されるだけであり、また、本発明の限定を定義するものとして意図するものではない。

添付図面は、同様の数字は同様の部分を示し、明細書の一部を包含して形成するが、そこには、本発明の実施形態と説明と共に示され、発明の原理を説明する役割を果たす。図において、

本発明における加熱流体導管の実施形態の部分的な破断図を表す。

本発明による流体導管加熱システムの実施形態の部分的な破断図を表す。

本発明による流体導管加熱システムの他の実施形態の部分的な破断図を表す。

本発明による流体導管加熱システムのさらに他の実施形態で並列加熱回路を採用する部分的な破断図を表す。

本流体導管加熱システムに使用するカバーの実施形態の斜視図を表す。

本流体導管加熱システムに使用するカバーの他の実施形態の斜視図を表す。

本流体導管加熱システムに使用するカバーのさらに他の実施形態の斜視図を表す。

本発明による流体導管加熱システムでカップリングのカバーを採用するさらに他の実施形態で部分的な破断図を表す。

本発明における加熱流体導管で成型端部のカバーを採用する実施形態の部分的な破断図を表す。

本発明による本流体導管加熱システムで成型取付具のカバーを採用する実施形態の斜視図を表す。

図１は、加熱される流体導管１００の実施形態の破断図が示される。図示された流体導管１００のホースは、半導電体材料が内部に配置された本体１０１を有して示されている。半導電体は、カバー１０８内に配置された「刻まれた」半導電体材料１０５、織られ又は編まれた半導電体織物１１０および／または１１２、中間ホース層１１６と１１８の中に配置された「刻まれた」材料１１５および／または１１７、および／または、チューブ１２２に配置された「刻まれた」材料１２０の形態をとっても良い。図１に示される例において、この電導材料は炭素繊維強化材料として示すことを意図している。好ましくは、これらの炭素繊維糸は図示されたホース１００内の伸張性のある強化材料として作用する。自動車の電気系統又は装置の部品を通して供給されても良い電力は、導管１００に電圧を印加し及びそれを通した電流を供給するためにホースに電気的にカップリングされた電導配線等を通るような導管１００の各々の端部に供給されても良く、これは、半導電体強化材料によって与えられる抵抗の電導率により流体導管１００を加熱する。

本発明によれば、流体導管は図に示されるようなホースでも良い。あるいは、流体導管は、チューブ本体内に配置された半導電体材料を有するプラスチックチューブのようなチューブでも良い。

本発明の他の実施形態によれば、図２に示されるような流体導管加熱システム（２００）は、流体導管２０２の表面に配置された半導電スリーブ２０１と、流体導管を使用する装置に協働する電気系統の自動車の電気的系統によって提供されるような電源２０５とを採用しても良い。この電源は、好ましくは、スリーブ２０１の各々の端部にカップリングされる。例えば、図に示される配線２０７のような第１の導体は、スリーブ２０１の第１の端部２０８に電導的にカップリングされても良く、また、図示される配線２１０のような第２の導体は、スリーブ２０１の第２の端子に電導的にカップリングされても良い。このようなカップリングを容易にするために、電気的なコネクタ２１５及び２１７がスリーブ２０１の端部２０８及び２１２のそれぞれに配置されても良い。電源は導体２０７及び２１０にわたって電圧を印加し、スリーブを構成する材料の電気的な半導電体の特質により結果として生じる電流は半導電スリーブ２０１を通りスリーブ及びその内部の導管を加熱する。好ましくは、導体２０７及び２１０は電源に接続された導体の端部がホースアセンブリ２００の同じ端部（図２におけるスリーブ２０１の端部２１２）にあるようにスリーブに沿って配置される。１つ又は両方の配線２０７と２１０は、スリーブ２０１の内部、又は、図示される絶縁スリーブ２２０のようなホースの外面のカバー内に少なくとも部分的に配置されても良い。絶縁スリーブ２２０は、ホーススリーブ２０１によって生成される熱を十分に保持する、独立気泡ラバーフォームのようないかなる材料で作られても良い。

好ましくは、スリーブ２０１は可撓性を有する。このスリーブは図１のホースに類似した半導電体の炭素繊維糸である織物を備えていても良い。この流体導管はホース２０２として示されている。しかしながら、流体導管はプラスチック又は金属のようなチューブとすることが可能である。

導管加熱システム３００の他の実施形態が図３に示される。本発明によれば、装置３００は流体導管３０２にわたって配置された上記スリーブ２０１と同様の半導電スリーブ３０１を含んでいても良い。導電フェルール３１５又は３１７は、スリーブ３０１に電気的に導電接触しているスリーブ３０１の各端部３０８及び３１２に配置される。第１の導体は、第１のフェルール３１５に導電的にカップリングされ、第２のフェルール３１０は第２のフェルール３１７に導電的に接続される。コンダクタ３０７及び３１０に接続された電源３０５は、好ましくはコンダクタにわたる電圧及び結果として生じる半導電スリーブ３０１を通る電流を供給する。上述の実施形態２００のように、スリーブ３０１もまた好ましくは可撓性を有しかつ半導電体である炭素繊維糸を有する繊維スリーブ材料である。また、実施形態２００と同様にシステム３００における流体導管は、ホース（図３に示されるような）金属管、プラスチックチューブ等であっても良い。これに代えて、図３に示されるものと同様な実施形態は、本発明に従って電流がスリーブ又は半導電体ボディを通って導体を加熱するために、半導電スリーブ又はホース本体に導電接触する導体の端部を保持してもよい非導電フェルールを採用しても良い。

図４は、並列加熱回路を採用する流体導管加熱システム４００の実施形態を部分的に破断した図である。並列加熱は、電源の一端子を導管又はスリーブの端子の各々に、かつ、電源の他の端子をその間の１つ以上の箇所において導管またはスリーブにカップリングすることによって、本発明のいかなる実施形態に設けられても良い。説明のために、図４は、このような並列加熱回路の実施形態を図２に図示される実施形態２００と同様にスリーブの実施形態に適用する。しかしながら、本システム及び方法にしたがって、２を超えた図示された並列回路が設けられることが可能である。図４において、半導電スリーブ４０１は流体導管４０２にわたって配置され、流体導管を使用する装置と協働する電気系統の自動車の電気系統によって提供されても良い電源４０５はスリーブ４０１にカップリングされる。電源４０５の一端子は好ましくはスリーブ４０１の各々の端子にカップリングされる。図示されるワイヤ４０７のような第１のコンダクタはスリーブ４０１の第１の端子４０８にカップリングされても良く、図示されるワイヤ４０９のような第２のコンダクタはスリーブ４０１の第２の端子４１２に導電的にカップリングされても良く、各コンダクタ４０７及び４０９は好ましくは電源４０５の同じ端子にカップリングされる。図示されるワイヤ４１０のような第３のコンダクタは、端部４０８と４１２の間の中間点４１３のような他の位置においてスリーブ４０１に導電的にカップリングされても良い。このようなカップリングを容易にするために、電気的なコネクタ４１５、４１８、４１７は、端部４０８、中間点４１３、端部４１２にそれぞれ配置される。電源はコンダクタ４０７と４１０、また、コンダクタ４０９と４１０にわたって並列に電圧を供給し、スリーブを構成する材料の半導電体の特質によって、結果として生じる半導電スリーブ４０１を通る電流はスリーブ及び導管の内部を加熱する。並列回路の実施形態において、導管は、非常に速い変化量で加熱される。例えば、図２及び３に示されるような単独回路スリーブの実施形態は導管内の流体を３０分で−２０Ｆ°から８Ｆ°まで加熱するが、図４に示されるような並列回路の実施形態は、６分未満で−２０Ｆ°から８Ｆ°まで加熱する。

加えて、上述のように、本システム及び方法によれば、２以上の並列回路が設けられても良い。このような実施形態において、電源の一組の端子はスリーブ又はホースに、前述の複数の並列回路をもたらすためにホース又はスリーブの長さに沿って何組でも、導電的にカップリングされても良い。これらの実施形態のうちのいくつかは、このような回路または実際に使用される数の回路を操作するためのスイッチなどを使用しても良い。例えば、図４に示される実施形態においてコンダクタ４０７または４０９における開放されたスイッチは協働される回路の動作を停止させることが出来る。加えて、又は、これに代えて、スイッチはコンダクタ４１０を開放し、その出力をコンダクタ４０７又は４０９へ分路して導管４００にその長さに沿った単一の抵抗加熱回路をもたらしても良い。

図５、６、７は、加熱型流体導管および／または流体導管加熱システムの様々な実施形態に使用するカバー５００、６００、７００の実施形態の斜視図である。図８は、図５及び図６に示されたカバー５００及び６００と同様な継手カバーを採用する本発明による流体導管加熱システムの実施形態８００を部分的に破断した図である。

カバー５００、６００、７００は、コンダクタ８０７及び８１０のような配線とカップリングの迅速結合のための保護及び絶縁を提供し、本発明の様々な実施形態による、加熱型流体導管と協働する。示されたカバー５００、６００、７００は、結合及び配線に対して固い保護カバーを成型するためにあわせて配置される組合わせ成型プラスチック部品から成る。図示されたカバーの実施形態は各々２つの部品を備え、５０１と５０２、６０１と６０２、７０１と７０２は、一般的に互いに左右対称である。２つの半割部材がスナップ結合されてもよくこれにより２つの半割部材を接合する粘着剤または煩雑な方法の必要性が軽減する。これに代えて、又は、これに加えて、この２つの部品は、この２つの部品をひとつに保つためのプラスチック片によって一緒に成型されても良い。これにより、取付のために２つの部品がヒンジで連結されることが可能となる。

カバー５００及び６００は、直線的なカップリングのための使用が意図されるが、実施形態７００は９０度の屈曲したカップリングのための使用が意図される。しかしながら、本発明の範囲では、加熱型導管システムにおける同様の形態で、いくつでも取付け構造が採用されカバーされても良いと考えられる。このようなカバーの様々な実施形態の内部表面には、波形の管、他の型のスリーブ、ホースカバー等を把持するために隆起部が採用されても良い。これらの隆起部はこのようなカバーを適所に保持し、加熱するスリーブが露出するのを防ぐのを助ける。

ホース及びカップリングの端部のためのカバーにおける２つの開口（つまり、開口５０３、５０４、６０３、６０４、７０３、７０４）と共に、コンダクタ８０１のような配線のための別の第３の開口（６０５又は７０５）があっても良い。図５に示されるように、このような第３の開口は、ホースのための配線はホースの１端部から出るだけであるため、全てのカバーに採用されなくても良い。カバー７００のようなカバーの特定の形態では、ワイヤはカップリング端部の反対側から出ても良い（つまり、図７においてカップリングは開口７０３から延び、ホースは開口７０４から延び、配線は開口７０５から延びても良い）。図６における配線口６０５は、「Ｙ」の形を成型する角度に示されるが、カバー６００のようなカバーの外にある配線口はカップリングに対して垂直に配置されてもよく、この場合にほぼ「Ｔ」の形のカバーとなる。配線出口６０５又は７０５の内表面もまた、配線を保護する波形の管等を把持するために図６に示される隆起部６０６及び６０７のような隆起部を有していても良い。

加えて、アクセス開口（５１０、５１１、６１０、６１１、７１０、７１１）がカバーのどちらか一方に配置されても良い。これらの開口により、迅速結合カップリング開放ボタン等へアクセスすることができる。これにより、全てのカバーが取り除かれることを要求せずに迅速結合カップリングをアダプタから解放することができる。本加熱システムを採用する導管が装置の特定の部分に取付けられ又は取り外される利便性及びスピードが増加する。また、カバー内部の隆起部において、カップリングの加熱を増進するためにカバー内のより良い気流を許容するための間隔が成型されても良いことが見込まれる。

上述のように、加熱されたＳＣＲ流体ホースは、雨や雪のような要素にさらされるかもしれない。本発明の実施形態は、加熱されたホースを水分や加熱を妨げるものから保護するために成型端部を採用しても良い。好ましくは、このようなカバーはコネクタの端部をカバーし、また、加熱するスリーブおよび／またはホースをカバーする絶縁材料を密封する射出成型プラスチックである。成型プラスチックもまた好ましくは、電気的な接続に移動する水分を取り除くために電気配線周辺を密封する構成を有する。

図９は、成型端部カバー９０１及び９０２を採用する本発明の加熱型流体導管の実施形態９００の部分的な破断図である。本発明に従って、導管１００と同様に加熱型流体導管９００は半導電体材料が中に配置されるボディと、流体導管を加熱するために導管に印加する電圧とそこを通る電流とを発生させるために電源９０８を導管に連結する１以上のワイヤ９０５及び９０６とを有していても良い。しかしながら、導管９００もまた、導管の端部に嵌合された取付具等の表面に成型された端部カバー９０１及び９０２を採用する。表面に成型端部カバー９０１及び９０２はまたワイヤ９０５の端部の表面に成型されてもよく、これにより電源９０８を導管の端部にカップリングすることが容易になる。上述と同様に、電源９０８は導管の端部の各々にカップリングされても良く、また、図４に関して説明されたように電源の他の端子は導管の両端部の間の１以上の位置にカップリングされても良い。好ましくは、電流によって生成された熱を保持することを助けるために、端部カバー９０１及び９０２はそれらの表面に成型された取付具を絶縁する。絶縁カバーが、流体導管の熱を保持するために、上述のように導管表面に配置されても良い。このような絶縁被覆の端部は、定位置に保持されるために、表面に成型端部９０１及び９０２に固定されても良い。

表面に成型端部カバー９０１及び９０２を有する加熱型流体導管９００を提供する方法は、流体導管９００のボディ内に半導電体材料を配置することと、導管９００の端部に端部カバー９０１及び９０２を成型することとを備えても良い。好ましくは、この外側被覆は、電気的なコンダクタ９０５を導管９００に接触した状態で保持する。そして電流が導管９００に与えられ、電気的なコンダクタ９０５を通り、流体導管９００を横切り、流体導管９００を加熱する。上述のように、半導電体材料は半導電体炭素繊維材料であってもよく、また、上述のように、半導電体材料はホース９００の内側のチューブ１２２および／またはホース９００の表層１０８に配置されても良い。

図１０は、成型された取付具カバー１００１及び１００２を採用する、本発明による流体導管加熱システムの実施形態１０００の斜視図である。流体導管加熱システム１０００は、導管１０１０の端部に嵌合する取付具の表面に少なくとも部分的に延びるスリーブ１００５と共に流体導管１０１０の表面に配置される半導電スリーブ１００５を採用しても良い。スリーブ１００５及び流体導管１０１０の内部を加熱するためにスリーブ１００５に印加される電圧及び結果として生じる半導電スリーブ１００５を通る電流を発生させるために、電源１００８がスリーブ１００５の各々の端部にカップリングされても良い。端部カバー１００１及び１００２は、好ましくは、取付具及びその表面に延びるスリーブの少なくとも一部の表面に成型される。電源１００８の少なくとも１つの端子がワイヤ１００６及び１００７によって、好ましくは、スリーブ１００５の端部にカップリングされ、また、上述の図４において説明したように極性が変わる配置で電源のひとつの端子がスリーブ１００５の１以上の位置にカップリングされても良い。上述した実施形態のように、端部カバー１００１及び１００２は好ましくは取付具を絶縁し、電流によってもたらされる熱を保持する。上述したものと同様に、絶縁被覆３２０は、導管及びスリーブの表面に配置されても良く、これはスリーブ及び流体導管の加熱を保持する。好ましくは、絶縁被覆３２０の端部は成型カバー１００１及び１００２によって外側が被覆され、保持される。

従って、流体導管１０１０を加熱する方法は流体導管１０１０の表面に半導電スリーブ１００５を配置することと、流体導管１０１０の端部において端部カバー１００１及び１００２を成型することとを備えていても良く、スリーブ１００５及び１以上の電気的なコンダクタ１００６および／または１００７がスリーブ１００５に接触した状態で保持される。導管１０１０を加熱するために、電気的なコンダクタ１００６及び１００７からスリーブ１００５を通る電流が与えられても良く、これによりスリーブ１００５及び導管１０１０内部が加熱される。なお、スリーブ１００５は、少なくとも半導電体である炭素繊維糸を有する繊維スリーブを備えても良い。上述のように、電源の第１の端子をスリーブの第１の端部にカップリングし（図示されたワイヤ１００６を介して）、電源の第２の端子をスリーブの第２の端部にカップリングし（ワイヤ１００７を介して）、端子間に電源からの電圧を与えることによって、電流が与えられても良い。一方で、電源の第１の端子をスリーブの各々の端部にカップリングし、電源の第２の端子をスリーブの端部間にカップリングし、上述の図４に関して説明したように電源からの電圧を選択的に端子間に与えることによって電流が与えられても良い。導管の長さに沿って加熱を制御する機能を可能にするために、好ましくは、交互に極性が変わる位置により多くの中間端子の接続が設けられても良い。

このようなシステム及び方法は、好ましくは、防水または少なくとも耐候性の加熱ホースを提供する。理想的には、成型端部９０１、９０２、１００１、１００２各々によってもたらされるような加熱型ホース９００の密封部材またはシステム１０００の密封部材は、水中用の加熱型ホースアセンブリを提供する。

本発明と本発明の効果が詳細に記載されているが、添付のクレームによって定義されるような本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、様々な変更、置換、修正が可能であると理解されるであろう。さらに、本出願の範囲は、本明細書内に記載された、製造プロセス、機械、製品、物質構造、手法、方法、手順の特定の実施形態に限定されることを意図しない。本技術分野に属する通常の知識を有する者が、現存し又は後に開発され、ここに表される実施形態に相当するような、実質的に同じ機能を発揮し又は実質的には同じ結果を達成する、製造プロセス、機械、製品、物質構造、手法、方法、手順が、本発明によって利用されても良いことが直ちに理解されるであろう。したがって、添付のクレームはそれらのスコープ内にこのような製造プロセス、機械、製品、物質構造、手法、方法、手順、を含むことを意図する。

Claims (63)

1. 流体導管の表面の表面に配置される半導電スリーブと、
   前記スリーブの各々の端部にカップリングされ、前記スリーブに電圧を印加するとともに、結果として生じる電流を前記半導電スリーブに発生させ、前記スリーブ及び前記流体導管を加熱する電源とを備える流体導管加熱システム。
2. 前記スリーブが少なくとも部分的に、前記導管の端部に嵌合された取付部の表面に延び、前記システムは、
   前記取付具とその表面に延びる前記スリーブとの少なくとも一部の表面に成型される端部カバーをさらに備える請求項１に記載のシステム。
3. 前記スリーブが少なくとも部分的に、前記導管の端部に嵌合された取付具の表面に延び、前記システムは、
   前記取付具とその表面に延びる前記スリーブとの表面に配置されるカバーをさらに備える請求項１に記載のシステム。
4. 前記カバーは、前記コンダクタが前記カバーを通る状態で、前記電源を前記スリーブの端部にカップリングするコンダクタの端部の表面に配置される請求項２又は３に記載のシステム。
5. 前記カバーは、前記電流によって生じる熱を保持する前記カップリングを絶縁する請求項２又は３に記載のシステム。
6. 前記電源の１つの端子が前記スリーブの少なくとも１つの端子にカップリングされ、かつ、前記電源の他の１つの端子が前記スリーブの長さに沿ってカップリングされる請求項１に記載のシステム。
7. 前記スリーブは、半導電の炭素繊維糸を有する繊維スリーブを備える請求項１に記載のシステム。
8. 前記電源に接続される前記コンダクタの端部がスリーブの同じ端部に配置されるように、前記電源を前記スリーブにカップリングする少なくともひとつのコンダクタが前記スリーブ内に沿って配置される請求項１に記載のシステム。
9. 前記流体導管はホースである請求項１に記載のシステム。
10. 前記流体導管はチューブである請求項１に記載のシステム。
11. 前記チューブは金属管である請求項１０に記載のシステム。
12. 前記チューブはプラスチックチューブである請求項１０に記載のシステム。
13. 前記導管及び前記スリーブの表面に配置され、前記スリーブ及び前記流体導管の熱を保持する、絶縁被覆をさらに備える請求項１に記載のシステム。
14. 流体導管の表面に配置される半電導のスリーブと、
    前記スリーブに導電接触する前記スリーブの各々の端部に配置される導電フェルールと、
    第１のフェルールに導電的にカップリングされる第１のコンダクタと、
    前記第２のフェルールに接続される第２のコンダクタと、
    前記コンダクタに接続され、半導電スリーブを通る電流を発生させる電源と
    を備える流体導管加熱システム。
15. 第１及び第２のフェルールの間において前記半導電スリーブに導電的に接続される第３のコンダクタをさらに備え、前記電源の１つの端子が前記第１及び第２のコンダクタに接続され、かつ、前記電源の他の端子は前記第３のコネクタに接続される請求項１４に記載のシステム。
16. 第１及び第２のフェルールの間において前記半導電スリーブに導電的に接続される少なくとも２つの他のコンダクタをさらに備え、前記電源の端子は交互に前記コンダクタに接続される請求項１４に記載のシステム。
17. 前記スリーブは、前記導管の端部に嵌合された取付具の表面に少なくとも部分的に延び、前記システムは、
    前記取付具及びその表面に延びるスリーブの表面に配置されるカバーをさらに備える請求項１６に記載のシステム。
18. 前記カバーは、前記取付具及びその表面に延びるスリーブの表面に成型される請求項１７に記載のシステム。
19. 前記カバーは、前記コンダクタが前記カバーを通る状態で、前記電源を前記スリーブの端部にカップリングするコンダクタの端部の表面に配置される請求項１７又は１８に記載のシステム。
20. 前記カバーは、前記電流によって生じる熱を保持する前記カップリングを絶縁する請求項１７又は１８に記載のシステム。
21. 前記カバーによって保持される前記導管及び前記スリーブの表面に配置される絶縁被覆をさらに備え、前記絶縁被覆は前記スリーブ及び前記流体導管の熱を保持する請求項２０に記載のシステム。
22. 前記スリーブは、半導電の炭素繊維糸を有する繊維スリーブを備える請求項１４に記載のシステム。
23. 前記流体導管はホースである請求項１４に記載のシステム。
24. 前記流体導管はチューブである請求項１４に記載のシステム。
25. 前記チューブは金属管である請求項２４に記載のシステム。
26. 前記チューブはプラスチックチューブである請求項２４に記載のシステム。
27. 流体導管の表面に半導電スリーブを配置すること、
    前記半導電スリーブに電流を付与し、前記スリーブ及び前記スリーブ内を加熱することとを備える方法。
28. 前記流体導管の端部において端部カバーを成型し、前記スリーブに接触した電気的なコンダクタ及び前記スリーブの端部を保持すること、
    前記電気的なコンダクタを通る前記電流を付与することをさらに備える請求項２７に記載の方法。
29. 絶縁被覆の端部の表面に前記端部を成型することによって熱を保持するために、前記スリーブ及び前記導管を絶縁することをさらに含む請求項２８に記載の方法。
30. 前記スリーブは、少なくとも半導電の炭素繊維糸を有する繊維スリーブを備える請求項２７に記載の方法。
31. 前記流体導管はホースである請求項２７に記載の方法。
32. 前記流体導管はチューブである請求項２７に記載の方法。
33. 前記チューブは金属管である請求項３２に記載の方法。
34. 前記チューブはプラスチックチューブである請求項３２に記載の方法。
35. 前記電流の付与は、
    電源の第１の端子を前記スリーブの第１の端部にカップリングすることと、
    前記電源の第２の端子を前記スリーブの第２の端部にカップリングすることと、
    前記電源によって前記端子間に電圧を印加することを備える請求項２７に記載の方法。
36. 前記電流の付与は、
    電源の第１の端子を前記スリーブの少なくとも１つの端部にカップリングすることと、
    前記電源の第２の端子を前記端部間において前記スリーブにカップリングすることと、
    前記電源によって前記端子間に電圧を印加することを備える請求項２７に記載の方法。
37. 内部に半導電材料が配置されたボディを有する流体導管と、
    電源を前記導管にカップリングして前記導管に電圧を印加し、そこを通る電流を発生させて前記流体導管を加熱するカップリング手段とを備える加熱型流体導管。
38. 前記導管の端部に嵌合された取付具の表面と、前記カップリング手段を備えるワイヤの表面とに成型される端部カバーをさらに備え、前記ワイヤが前記電源を前記導管にカップリングする請求項３７に記載の導管。
39. 前記カバーにおける開口を通る状態で、前記導管の端部に嵌合されたカップリングの表面と、前記電源を導管の端部にカップリングするための手段を備えるワイヤの端部の表面とに配置されるカバーをさらに備える請求項３７に記載の導管。
40. 前記端部カバーは前記取付具を絶縁し、前記電流によって生じる熱を保持する請求項３８又は３９に記載の導管。
41. 前記カップリングは、前記電源を前記導管の端部の各々にカップリングすることである請求項３７に記載の導管。
42. 前記カップリングは、前記電源の１つの端子を前記導管の少なくとも１つの端子に、かつ、前記電源の他の端子を前記導管の長さに沿って前記導管にカップリングすることである請求項３７に記載の導管。
43. 前記半導電材料は半導電炭素繊維材料を備える請求項３７に記載の導管。
44. 前記炭素繊維材料は炭素繊維糸を備える請求項４３に記載の導管。
45. 前記炭素繊維材料は炭素繊維強化材料を備える請求項４３に記載の導管。
46. 前記流体導管はホースである請求項３７に記載の導管。
47. 前記半導電材料は前記ホースのチューブ内に配置される請求項３７に記載の導管。
48. 前記半導電材料は前記ホースの被覆層に配置される請求項３７に記載の導管。
49. 前記流体導管はチューブである請求項３７に記載の導管。
50. 前記チューブはプラスチックチューブである請求項４９に記載の導管。
51. 前記導管の表面に配置され、前記流体導管の前記熱を保持する絶縁被覆をさらに備える、請求項３７に記載の導管。
52. 流体導管のボディ内に半導電材料を配置し、
    前記流体導管の前記ボディにわたって電流を付与し、前記流体導管を加熱することを備える方法。
53. 前記半導電材料は半導電炭素繊維材料を備える請求項５２に記載の方法。
54. 前記炭素繊維材料は炭素繊維糸を備える請求項５３に記載の方法。
55. 前記炭素繊維材料は炭素繊維強化材料を備える請求項５３に記載の方法。
56. 前記流体導管はホースである請求項５２に記載の方法。
57. 前記配置は、前記半導電材料を前記ホースのチューブ内に配置することを備える請求項５６に記載の方法。
58. 前記配置は、前記半導電材料を前記ホースのカバー内に配置することを備える請求項５６に記載の方法。
59. 前記流体導管はプラスチックチューブである請求項５２に記載の方法。
60. 前記導管の端部において端部カバーを成型し、電気的なコンダクタを前記導管の前記ボディに接触させて保持すること、
    前記電気的なコンダクタを通る前記電流を付与することを備える請求項５２に記載の方法。
61. 前記電流の前記付与は、
    電源の第１の端子を前記導管の第１の端部にカップリングすること、
    前記電源の第２の端子を前記導管の第２の端部にカップリングすること、
    前記電源によって端部間に電圧を印加することを備える請求項５２に記載の方法。
62. 前記電流の付与は、
    電源の第１の端子を前記導管の端部にカップリングすること、
    前記導管の端部間において前記電源の第２の端子を前記導管にカップリングすること、
    前記電源によって端子間に電圧を印加することを備える請求項５２に記載の方法。
63. 熱を保持するために前記導管を絶縁することをさらに備える請求項５２に記載の方法。

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