JP2016530071A - 管路を通じた流れの熱制御用のシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

可撓性ホースと、可撓性ホースの流体経路内の熱制御要素と、可撓性ホースを通じて移動する流体の温度を検出するように構成されたセンサと、を有する熱制御ホースシステムを備えるシステムである。

Description

（関連出願に対する相互参照）
本出願は、２０１３年６月５日付けで出願された「Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｆｌｏｗ ｔｈｒｏｕｇｈ ａ Ｃｏｎｄｕｉｔ」という名称の米国仮特許出願第６１／８３１，５２９号に対する優先権及びその利益を主張する２０１４年５月５日付けで出願された「Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｆｌｏｗ Ｔｈｒｏｕｇｈ ａ Ｃｏｎｄｕｉｔ」という名称の米国特許出願第１４／２７０，０９７号に対する優先権及びその利益を主張するものであり、これらの特許文献の内容は、引用により、本明細書に包含される。

本発明は、一般に、管路を通じた流れの熱制御用のシステム及び方法に関する。

管路は、気体又は液体の流れなどの流体の流れを搬送するべく、様々なシステム内において使用されている。多くのシステムにおいては、流体の流れは、管路を通過する前又は後において加熱又は冷却される場合がある。例えば、管路の第１端部は、管路とは別個の加熱器又は冷却器に接続されうる。残念ながら、管路の長さが長い場合には、管路の第１端部から第２端部に至る過程において相当な温度変化が結果的にもたらされる場合がある。これは、特に、特定の温度範囲の流体の流れに依存しうる様々なシステムの場合に問題となりうる。例えば、噴霧装置は、空気流を使用して液体噴霧（例えば、塗料噴霧）を霧化及び形成しうる。空気の温度が、噴霧から生成される被覆の硬化及び品質に対して影響を及ぼす場合がある。残念ながら、噴霧器に供給される加圧された空気は、異なる時刻において、且つ、異なる季節において、温度が変化しうる。加圧された空気の温度の変化は、噴霧動作に影響を及ぼし、これにより、噴霧の不規則性、形状異常、及び全般的な不均一性を生成する可能性がある。この結果、噴霧がターゲット物体に対して適切に塗布されない場合がある。

従って、管路を通じて搬送される液体又は気体の流れなどの流体の流れの相対的に良好な温度制御を提供することが望ましいであろう。

以下、当初特許請求されている発明の範囲に含まれる特定の実施形態について要約する。これらの実施形態は、特許請求されている発明の範囲の限定を意図したものではなく、むしろ、これらの実施形態は、発明の可能な形態の簡潔な概要の提供を意図したものに過ぎない。実際に、本発明は、後述する実施形態に類似するか又はそれらとは異なりうる様々な形態を包含しうる。

一実施形態においては、システムは、可撓性ホースと、可撓性ホースの流体経路内の熱制御要素と、可撓性ホースを通じて移動する流体の温度を検出するように構成されたセンサと、を含む熱制御ホースシステムを含む。

別の実施形態においては、システムは、可撓性ホースと、可撓性ホースの流体経路内の加熱要素と、可撓性ホースを通じて移動する流体の温度を検出するように構成された熱センサと、センサに結合されると共に熱センサによって検出された温度に応答して加熱要素による熱生成を増大及び減少させるべく電源を制御するように構成されたコントローラと、を含む。

別の実施形態においては、方法は、可撓性ホースと統合された熱制御要素を介して可撓性ホースを通じた流体の流れの温度を制御するステップを含み、この場合に、熱制御要素は、可撓性ホースの流体の流路内において直接的に支持されている。

本発明のこれらの及びその他の特徴、態様、及び利点については、図面の全体を通じて同一の参照符号によって同一の部分が示されている添付の図面を参照して以下の詳細な説明を参照することにより、十分に理解することができよう。

温度制御されたホースシステムの一実施形態の概略図である。 噴霧システムの一実施形態の概略図である。 噴霧システムの一実施形態の概略図である。 温度制御されたホースの一実施形態を示し、一部分を切り取ったホースの斜視図である。 温度制御されたホースの一実施形態を示し、一部分を切り取ったホースの斜視図である。 温度制御されたホースの一実施形態を示し、一部分を切り取ったホースの斜視図である。 温度制御されたホースの一実施形態を示し、一部分を切り取ったホースの斜視図である。 温度制御されたホースの一実施形態を示し、一部分を切り取ったホースの斜視図である。 温度制御されたホースの一実施形態を示し、一部分を切り取ったホースの斜視図である。 温度制御されたホースの一実施形態を示し、一部分を切り取ったホースの斜視図である。 温度制御されたホースの一実施形態を示し、一部分を切り取ったホースの斜視図である。 温度制御されたホースの一実施形態を示し、一部分を切り取ったホースの斜視図である。 温度制御されたホースの支持構造の一実施形態の斜視図である。 温度制御されたホースの支持構造の一実施形態の斜視図である。 図１〜図３の熱ホースシステム及び噴霧システムを使用する例示用の方法のフローチャートである。

以下、本開示の１つ又は複数の特定の実施形態について説明することとする。これらの実施形態の簡潔な説明の提供を目的として、実際の実装形態のすべての特徴が本明細書において記述されていない場合がある。このような任意の実際の実装形態の開発の際には、任意のエンジニアリング又は設計プロジェクトにおけると同様に、実装ごとに異なりうるシステム及びビジネスに関係した制約の順守などの開発者の特定の目標を実現するべく、多数の実装に固有の決定を下さなければならないことを理解されたい。更には、このような開発の努力は、複雑であると共に時間を所要しうるが、それにも拘らず、本開示の利益を享受する当業者にとっては、設計、組立、及び製造の日常的な作業となることをも理解されたい。

本開示の様々な実施形態の要素を紹介する際に、「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、「その（ｔｈｅ）」、及び「前記（ｓａｉｄ）」という冠詞は、１つ又は複数の要素が存在することを意味するべく意図されている。「有する（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、及び「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は、包含型となるべく意図されており、且つ、列挙されている要素以外に更なる要素が存在しうることを意味している。動作パラメータ及び／又は環境条件の任意の例は、開示されている実施形態のその他のパラメータ／条件を排除するものではない。

本開示は、一般に、センサのフィードバックを使用して曲がりやすい熱的に制御されたホースによって流体の流れの温度を望ましい温度に調節（例えば、加熱又は冷却）するシステム及び方法を対象としている。曲がりやすい熱的に制御されたホースは、曲がりやすい熱的に制御されたホースを通過する流体の温度を変化させる能力を有する熱制御要素を含む。例えば、熱制御要素は、加熱要素（例えば、電気抵抗線）又は冷却要素（例えば、冷媒や水などを搬送するホース内の管路）であってもよい。曲がりやすい熱的に制御されたホースは、乾燥時間を改善するのみならず、一貫性のある噴霧条件（例えば、被覆材料の一貫性のある粘度）を維持するべく、噴霧動作において使用されてもよい。後述する曲がりやすい熱的に制御されたホースは、流体の流れを加熱及び冷却する能力を有しうるが、以下の実施形態においては、流体の流路内に配置された熱制御要素（例えば、加熱要素）及び／又はセンサを有する曲がりやすい加熱されたホースについて説明することとする。

曲がりやすい加熱されたホースは、流体の流路（例えば、通路）内の異なる位置に配置されたセンサ及び熱制御要素（例えば、加熱要素）を含む。例えば、加熱要素は、壁から離れるように流路内において直接的に支持されてもよく、或いは、支持されてはいないが、流体の流路を取り囲む壁（例えば、通路）から依然としてオフセットされると共にこれとは別個のものであってもよい。いくつかの実施形態においては、熱制御要素（例えば、加熱要素）及びセンサワイヤ／センサは、流体の流路の中心に位置している。その他の実施形態においては、熱制御要素（例えば、加熱要素）及び検知ワイヤ／センサは、流体の流路の外側に向かって位置決めされている。更にその他の実施形態においては、センサワイヤ／センサは、熱制御要素（例えば、加熱要素）が外側に向かって配置された状態において、流体の流路のほぼ中心に配置されてもよく、或いは、この逆であってもよい。流体の流路内における配置に加えて、検知ワイヤ及び熱制御要素（例えば、加熱要素）は、曲がりやすい温度制御されたホースの長さに沿って異なる位置に配置されてもよい。例えば、熱制御要素（例えば、加熱要素）及び／又は１つ又は複数のセンサは、噴霧器に結合した曲がりやすい温度制御されたホースの一端の近傍に配置されてもよい。その他の実施形態においては、熱制御要素（例えば、加熱要素）は、曲がりやすい温度制御されたホースの長さに沿って延在してもよい。動作の際に、システムは、コントローラ／モニタに結合されたセンサにより、流体温度を計測する。コントローラ／モニタは、熱制御要素（例えば、加熱要素）に供給される電力を、且つ、従って、曲がりやすい温度制御されたホース内において生成される流体の温度を、制御するべく、センサ情報を使用する。従って、このシステムによれば、異なる時刻及び異なる季節において発生する非連続的な噴霧動作用の高度な応答性を有する流体温度制御が可能となる。以下において図示及び記述されている様々な実施形態は、１つに組み合わせられてもよいことを理解されたい。例えば、異なる支持構造、加熱要素構成、センサ配置、及びセンサワイヤ構成は、相互交換可能且つ組合せ可能であってもよい。

図１は、様々な用途（例えば、噴霧）用の流体１０（例えば、液体又は気体）を加熱する能力を有する加熱されたホースシステム８の一実施形態の概略図である。加熱されたホースシステム８は、流体通路１６を取り囲む外側壁１４を有する曲がりやすい加熱されたホース１２を含む。流体通路１６によれば、流体１０は、供給源から目的地（例えば、噴霧器）まで曲がりやすい加熱されたホース１２を通じて移動することができる。流体通路１６内には、加熱要素１８が位置決めされており、これらは、流体が曲がりやすい加熱されたホース１２を通じて流れるのに伴って、流体１０を加熱する。加熱要素１８は、電源２０から電流を受け取る抵抗線であってもよい。加熱要素１８が電源２０からの電流の流れに抵抗するのに伴って、加熱要素１８の温度が増大する。加熱要素１８の温度の増大により、流体が曲がりやすい加熱されたホース１２を通じて流れるのに伴って、流体１０が加熱される。電源２０には、コントローラ／監視システム２２が結合されている。コントローラ／監視システム２２は、電源２０から加熱要素１８への電力の量を、且つ、従って、加熱要素１８が曲がりやすい加熱されたホース１２内において生成する熱の量を、制御する。コントローラ／監視システム２２は、センサ２４からのフィードバックにより、電源２０の出力を制御する。センサ２４は、熱電対、抵抗温度検出器（Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ：ＲＴＤ）、赤外線温度センサ、光学温度センサ、又はコントローラ／監視システム２２に温度情報を提供する能力を有する別の温度センサを含んでもよい。動作の際には、コントローラ／監視システム２２は、温度情報をセンサ２４から受け取り、且つ、温度情報を使用して電源２０を制御する。図示のように、コントローラ／監視ステム２２は、プロセッサ２６と、メモリ２８と、を含む。メモリ２８は、加熱されたホースシステム８の動作をセンサ２４からのフィードバックによって制御するべく、プロセッサ２６によって実行可能である命令（即ち、ソフトウェアコード）を保存してもよい。例えば、曲がりやすい加熱されたホース１２内の流体１０の温度が、センサ２４によって検知されるのに伴って、ターゲット温度を上回っている場合には、コントローラ／モニタ２２は、電源２０から加熱要素１８への電力の量を低減することにより、流体の温度がターゲット温度に向かって減少できるようにしてもよい。但し、流体温度が、センサ２４によって検知されるのに伴って、ターゲット温度未満である場合には、コントローラ／モニタ２２は、加熱要素１８に対する電力を増大させることにより、流体１０の温度を上昇させてもよい。従って、加熱されたホースシステム８によれば、下流の動作（例えば、噴霧）用の望ましい温度における流体１０の出力が可能である。

図２は、一貫性のある噴霧状態（例えば、一貫性のある被覆材料の粘度）と、被覆材料の相対的に高速の乾燥時間と、を可能にする曲がりやすい加熱されたホース１２を有する噴霧システム４０の概略図である。噴霧システム４０は、材料供給システム４２と、電源２０と、コントローラ／モニタシステム４１と、加熱されたホース１２と、を含む。これらのシステムは、被覆材料を噴霧するべく協働する。材料供給システム４２は、ツール４４（例えば、噴霧装置）と、材料供給源４６（例えば、タンク）と、気体供給源４８（例えば、空気タンク及び／又はコンプレッサ）と、を含む。動作の際には、噴霧器４４は、被覆材料（例えば、液体被覆材料や粒状被覆材料など）を材料供給源４６から受け取り、次いで、この被覆材料が、加圧された気体により、ターゲット５０上に噴霧される。図示の例においては、ツール４４は、気体圧力スプレーガン（例えば、空気スプレーガン又はその他の気体駆動型のスプレーガン）であってもよい。

噴霧システム４０は、コントローラ／監視システムによって噴霧動作を制御してもよい。コントローラ／監視システム４１は、電源２０によって電力供給されうるコントローラ／モニタ２２及びインターフェイス５２を含む。図示のように、コントローラ／モニタ２２は、プロセッサ２６と、メモリ２８と、を含む。メモリ２８は、噴霧システム４０の動作を制御するべくプロセッサ２６によって実行可能である命令（即ち、ソフトウェアコード）を保存してもよい。具体的には、コントローラ／モニタ２２は、様々なパラメータを制御するべく材料供給システム４２に結合している。例えば、コントローラ２２は、材料供給源４６からの材料の流れ、空気流供給源４８からの空気流、及び曲がりやすい加熱されたホース１２内の加熱要素１８の加熱を制御してもよい。

ユーザーインターフェイス５２は、コントローラ／モニタ２２に接続しており、且つ、これから情報を受け取る。特定の実施形態においては、ユーザーインターフェイス５２は、ユーザーが様々な設定及び動作パラメータを調節することができるように構成されてもよい。具体的には、ユーザーは、ユーザーインターフェイス５２に結合されている一連のボタン又はノブ５４により、設定又はパラメータを調節してもよい。特定の実施形態においては、ユーザーインターフェイス５２は、噴霧システム４０に関係する情報のユーザー入力及び表示を可能にするタッチスクリーンを含んでもよい。例えば、ユーザーインターフェイス５２は、ユーザーが、噴霧器４４に進入する望ましい気体温度を設定できるようにしてもよい。次いで、コントローラ／モニタ２２は、センサ２４からのフィードバックにより、曲がりやすい加熱されたホース１２内の加熱要素１８に供給される電力の量を制御してもよい。更には、ユーザーインターフェイス５２は、噴霧システム４０用のプログラムされた動作モードを含んでもよい。これらのモードは、異なる噴霧動作における異なるタイプの被覆材料及び／又は気体用の気体温度を変更するプロセスであってもよい。例えば、操作者は、ユーザーインターフェイス５２上のボタン、ノブ、ダイアル、又はメニュー５４を使用することにより、１つ又は複数の動作モードを起動してもく、或いは、空気温度を変更してもよい。

図３は、下流の動作用の望ましい温度に流体（例えば、気体及び／又は液体）を加熱する曲がりやすい加熱されたホース１２を有する噴霧システム７０の一実施形態の概略図である。流体は、空気、窒素、アルゴン、不活性気体、又はその他の適切な気体などの気体を含んでもよい。曲がりやすい加熱されたホース１２は、第１端部７２と、第２端部７４と、を定義している。第１端部７２は、流体供給源７６に結合するように構成されており、第２端部は、噴霧器４４に結合するように構成されている。この結果、曲がりやすい加熱されたホース１２により、流体７８は、流体供給源７６から噴霧器４４に移動することができる。流体７８が曲がりやすい加熱されたホース１２を通じて移動するのに伴って、加熱要素１８は、噴霧器４４内における使用のために、流体を加熱する。噴霧器４４内において、流体７８は、被覆材料８０（例えば、塗料）と接触し、且つ、これを噴霧する。

図示のように、曲がりやすい加熱されたホース１２は、加熱要素１８を含む。加熱要素１８は、長さの観点において、第１端部７２から第２端部７４までホース１２に沿って延在し、これにより、曲がりやすい加熱されたホース１２が、曲がりやすい加熱されたホース１２の長さの全体に沿って流体７８を加熱できるようにしている。但し、その他の実施形態においては、曲がりやすい加熱されたホース１２は、流体７８を目立たない場所において（例えば、別個の場所における１つの、２つの、３つの、４つの、５つの、６つの、７つの、８つの、９つの、１０個の、或いは、これを上回る数の加熱要素を介して）加熱してもよい。例えば、曲がりやすい加熱されたホース１２は、第２端部７４の近傍において流体を加熱するのみであってもよい。上述のように、加熱要素１８は、電源２０から電力を受け取る抵抗線であってもよい。電流の流れに対する加熱要素１８の抵抗により、加熱要素の温度が上昇し、この結果、流体７８が曲がりやすい加熱されたホース１２内において流体供給源７６と噴霧器４４の間において移動するのに伴って、流体７８が加熱される。

加熱要素１８は、第１端部８２と、第２端部８４と、を含む。第１端部８２は、電源２０から電力を受け取り、第２端部８４は、加熱要素１８を接地に接続している。第２端部８４が接地に結合された状態において、電流は、電源２０から加熱要素１８を通じて流れることができる。図示のように、加熱要素１８は、第２ホース端部７４において折り返し点８６を有しており、この結果、加熱要素１８の第１及び第２端部８２及び８４には、曲がりやすい加熱ホース１２の一端上においてアクセス可能となっている。曲がりやすい加熱されたホース１２に結合されたＴジョイント８８により、曲がりやすい加熱されたホース１２は、同時に流体供給源７６及び電源２０に結合することができる。本実施形態は、単一の巻回を示しているが、その他の実施形態は、曲がりやすい加熱されたホース１２の第１端部７２と第２端部７４の間において複数の巻回（例えば、１回の、２回の、３回の、４回の、５回の、６回の、７回の、８回の、９回の、１０回の、或いは、これを上回る数の巻回）を含んでもよい。その他の実施形態においては、曲がりやすい加熱されたホースの第１端部７２と第２端部７４の間において折り返し巻回された複数の加熱要素１８が存在してもよい。

本実施形態においては、噴霧器４４は、コントローラ／モニタ２２を含む。コントローラ／モニタ２２が噴霧器４４に結合された状態において、操作者は、噴霧の最中に、噴霧器４４に進入する流体７８の流体温度を選択又は変更してもよい。又、操作者は、ユーザーインターフェイス５２により、曲がりやすい加熱されたホース１２内の流体温度に関する即時のフィードバックを受け取ってもよい。その他の実施形態においては、コントローラ／モニタ２２は、噴霧器４４とは別個のものになっている。上述のように、コントローラ／モニタ２２は、センサ２４により、流体温度に関するフィードバックを受け取る。センサ２４は、噴霧器４４内に且つ／又は曲がりやすい加熱されたホース１２内に配置されてもよい。図示のように、曲がりやすい加熱されたホース１２の長さに沿って異なる場所に配置された複数のセンサ２４が存在してもよく、且つ／又は、ほぼ同一の場所に（例えば、ほぼ第２ホースの端部７４に）配置された複数のセンサ２４が存在してもよい。複数のセンサ２４を有する実施形態においては、センサは、同一のものであってもよく、或いは、相互に異なるものであってもよい。例えば、センサ２４のすべては、熱電対又は抵抗温度検出器であってもよい。その他の実施形態においては、センサ２４のそれぞれは、異なるもの（例えば、熱電対、抵抗温度検出器、光学型のもの、赤外線型のもの）であってもよい。複数のセンサ２４を有する実施形態においては、システム７０は、温度計測の冗長性を提供しており、且つ、システム信頼性を向上させうる。図示の実施形態においては、センサ２４は、電源２０から電力を受け取り、且つ、温度情報をライン９０及び９２を通じてコントローラ／モニタ２２に供給する。加熱されたホース１２の正確な制御をセンサ２４が可能にすることにより、噴霧システム７０は、相対的に一貫性のある噴霧状態（例えば、一貫性のある被覆材料の粘度）を生成することが可能であり、且つ、被覆材料を相対的に高速で乾燥させることができる。

図４は、曲がりやすい加熱されたホース１２の一実施形態を示し、一部分を切り取ったホースの斜視図である。曲がりやすい加熱されたホース１２は、流体通路１６を取り囲む外側壁１４を含む。外側壁１４は、熱による熱伝達に対する抵抗力を有する曲がりやすい材料（例えば、Ｎｅｏｐｒｅｎｅ、ＥＰＤＭ、及びＢｕｎａなどのゴム、ＨＤＰＥ、ＦＫＭ、ＰＶＤＦなどのフルオロポリマー、並びに、ＰＶＣ、及びその他のビニール、織物、エチレン及びプロピレンなどのプラスチック、並びに、グラスファイバ絶縁体）から製造されてもよい。流体通路１６により、流体は、供給源から目的地（例えば、噴霧器）まで曲がりやすい加熱されたホース１２を通じて移動することができる。流体通路１６内には、加熱要素１８が位置決めされており、これらは、流体の軸に沿って延在し、且つ、流体が曲がりやすい加熱されたホース１２を通じて流れるのに伴って、流体を加熱する。加熱要素１８は、電源２０から電流を受け取る抵抗線であってもよい。本実施形態においては、加熱要素１８は、壁１４の内部表面１１０の近傍において位置決めされており、これにより、曲がりやすい加熱されたホース１２の中心において、流体が移動するための相対的に大きな空間を提供している。但し、特定の実施形態においては、加熱要素１８は、加熱要素１８と壁１４の間の接触を制限又は回避することにより、要素１８と壁１４の間の熱伝導を制限すると共に流体に対する熱伝達用の表面積を増大させるべく、壁１４からオフセットされた状態で位置決めされてもよい。特定の実施形態においては、壁１４は、壁１４を通じた熱損失を低減することにより、流体が加熱要素１８によって生成される相対的に多くの熱エネルギーを吸収できるようにするべく、熱抵抗材料から製造されてもよい。いくつかの実施形態においては、可撓性ホース１２の熱抵抗値が、内部表面１１０に沿った反射性被覆又はライナ１１２の使用により、増大しうる。反射性被覆又はライナは、熱放射を壁１４から離れるように反射することにより、相対的に多くの流体が、加熱要素１８によって生成される熱エネルギーを吸収できるようにしうる。曲がりやすい加熱されたホース１２内の流体の温度を計測するべく、加熱されたホース１２は、センサワイヤ１１４を含む。センサワイヤ１１４は、曲がりやすい加熱されたホース１２内のセンサ２４を外部コントローラ／モニタ２２に結合することにより、加熱要素１８を制御するためのフィードバックを提供する。上述のように、センサ２４は、温度情報を提供する能力を有する熱電対、抵抗温度検出器（ＲＴＤ）、赤外線センサ、光学センサなどを含んでもよい。動作の際には、コントローラ／モニタ２２は、センサ２４から温度情報を受け取り、且つ、この情報を使用して電源２０を制御する。

図５は、曲がりやすい加熱されたホース１２の一実施形態を示し、一部分を切り取ったホースの斜視図である。図示の実施形態においては、センサワイヤ１１４は、壁１４の近傍において位置決めされた加熱要素１１４の間の流体通路１６のほぼ中心に位置している（例えば、要素１８の間において挟持されたワイヤ）。センサワイヤ１１４は、曲がりやすい加熱されたホース１２内の特定の地点（例えば、第２端部７４の近傍）において流体の温度を計測する能力を有する熱電対ワイヤであってもよい。図示の構成においては、熱電対ワイヤは、流体温度の計測の信頼性を改善しうる。具体的には、熱電対ワイヤを、加熱要素から離れるように、且つ、流体の主流路内において、離隔させることにより、熱電対ワイヤは、加熱要素１８の温度ではなく、曲がりやすい加熱されたホース１２を通じて流れる流体の温度を相対的に正確に反映しうる。

図６は、曲がりやすい加熱されたホース１２の一実施形態を切り取った一部分の斜視図である。図示の実施形態においては、加熱要素１８は、ワイヤ１１４の間の流体通路１６のほぼ中心において位置決めされている。この構成は、壁１４に対する熱伝達を低減する。その代わりに、加熱要素１８は、曲がりやすい加熱されたホース１２を通じて、且つ、加熱要素１８の周りを、流れる流体に対して相対的に大量の熱エネルギーを伝達することができる。

図７は、曲がりやすい加熱されたホース１２の一実施形態を示し、一部分を切り取ったホースの斜視図である。図示の実施形態においては、加熱要素１８は、曲がりやすい加熱されたホース１２を通じて渦巻く１つ又は複数のコイル、渦巻き形に成形された要素、又は螺旋形の要素を形成している。但し、その他の実施形態においては、加熱要素１８は、１つ又は複数の渦巻き（例えば、螺旋）を形成してもよい。渦巻き構成においては、加熱要素１８は、相対的に大きなホース１２の容積又は長さ当たりの表面積を提供することにより、ホース１２の容積又は長さ当たりの熱伝達の量を増大させている。表面積の増大は、曲がりやすい加熱されたホース１２を通じて流れる流体の増大した、且つ、相対的に均一な、加熱を可能にしうる。又、渦巻き構成は、流体の流れを流体通路１６の中心に向かって、且つ、壁１４から離れる方向に調整可能である。流体と壁１４の間における相対的に乏しい接触により、壁１４が流体温度を変更するヒートシンクとして機能することが低減又は遮断されうる。

図８は、曲がりやすい加熱されたホース１２の一実施形態を示し、一部分を切り取ったホースの斜視図である。図示の実施形態においては、加熱要素１８は、保護シース又は被覆１２０内においてカバーされている。被覆１２０は、熱を効果的に伝導するが、加熱要素１８と流体の間の電気的接触を遮断する材料（例えば、薄いプラスチック被覆、フォイルによって被覆された又はカバーされたポリマー、プラスチック及び紙テープ、塗料、及びエポキシ）から製造されてもよい。この実施形態においては、曲がりやすい加熱されたホース１２は、加熱要素１８を液体との直接的な接触に曝露させることなしに、液体のみならず、気体を加熱しうる。更には、流体通路１６の中心における加熱要素１８の配置は、壁１４の放射及び伝導加熱を低減する。その代わりに、加熱要素１８は、曲がりやすい加熱されたホース１２を通じて流れる流体に相対的に多くの熱エネルギーを伝達することができる。

図９は、曲がりやすい加熱されたホース１２の一実施形態を示し、一部分を切り取ったホースの斜視図である。図示の実施形態においては、加熱要素１８は、壁１４の内部表面１１０の近傍において位置決めされることにより、曲がりやすい加熱されたホース１２の中心において、流体が移動するための相対的に大きな空間を提供している。又、加熱要素１８は、保護シース又は被覆１２０内においてカバーされている。被覆１２０は、熱を効率的に伝導するが、流体と加熱要素１８の間の直接的な接触を遮断する材料（例えば、薄いプラスチック被覆、フォイルによって被覆又はカバーされたポリマー、プラスチック及び紙テープ、塗料、及びエポキシ）から製造されてもよい。この実施形態においては、曲がりやすい加熱されたホース１２は、加熱要素１８を液体との直接的な接触に曝露することなしに、液体のみならず、気体を加熱しうる。

図１０は、曲がりやすい加熱されたホース１２の一実施形態を示し、一部分を切り取ったホースの切取斜視図である。図示されている実施形態においては、加熱要素１８は、リボン１２８である。リボン１２８は、抵抗線１３０を含む単一片構造であってもよい。動作の際には、ワイヤ１３０は、リボン１２８を加熱し、次いで、リボンが、流体通路１６を通じて流れる流体を加熱する。リボン１２８は、抵抗線１３０から熱を伝達するべく、低熱抵抗値（即ち、高熱伝導性）を有する材料（例えば、薄いプラスチック被覆、フォイルによって被覆又はカバーされたポリマー、プラスチック及び紙テープ、塗料、及びエポキシ）から製造されてもよい。抵抗線１３０をカバーすることにより、リボン１２８は、加熱要素１８を液体との直接的な接触に曝露することなしに、液体のみならず、気体を加熱しうる。更には、リボン１２８は、曲がりやすい加熱されたホース１２を通過する流体を相対的に効果的に加熱するべく、相対的に大きな表面積を提供しうる。

図１１は、曲がりやすい加熱されたホース１２の一実施形態を示し、一部分を切り取ったホースの切取斜視図である。図示の実施形態においては、加熱要素１８は、壁１４に沿って延在すると共に曲がりやすい加熱されたホース１２の内部表面１１０の全体を取り囲んでいる。加熱要素１８は、抵抗線１３０を含んでもよい。動作の際に、ワイヤ１３０は、加熱要素１８を加熱し、次いで、加熱要素が、流体通路１６を通じて流れる流体を加熱する。加熱要素１８は、抵抗線１３０から熱を伝達するべく、低熱抵抗値（即ち、高熱伝導性）を有する材料（例えば、薄いプラスチック被覆、フォイルによって被覆又はカバーされたポリマー、プラスチック及び紙テープ、塗料、及びエポキシ）から製造されてもよい。抵抗線１３０をカバーすることにより、加熱要素１８は、加熱要素を液体との直接的な接触に曝露することなしに、液体のみならず、気体を加熱してもよい。更には、加熱要素１８は、流体を相対的に効果的に加熱するのみならず、曲がりやすい加熱されたホース１２を通じた流体の流れに対する抵抗値を低減するべく、大きな表面積を提供しうる。

図１２は、曲がりやすい加熱されたホース１２の一実施形態を示し、一部分を切り取ったホースの斜視図である。図１２は、内部表面１１０の周りにおいて円形のパターンで配列された（例えば、１つの、２つの、３つの、４つの、５つの、６つの、７つの、８つの、９つの、１０個の、２５個の、５０個の、７５個の、１００個の）加熱要素１２を示している。この構成においては、１つ又は複数の加熱要素１８は、曲がりやすい加熱されたホース１２内の流体を相対的に効果的に加熱するべく、大きな表面積を提供しうる。１つ又は複数の加熱要素１８は、曲がりやすい加熱されたホース１２の第１端部７２と第２端部７４の間において折り返し巻回される単一の抵抗線であってもよい。但し、その他の実施形態においては、ホース１２は、加熱要素１８を形成するべく、複数の抵抗線を含んでもよい。更には、その他の実施形態においては、加熱要素１８は、曲がりやすい加熱されたホース１２の内部表面１１０近傍の代わりに、中心において集中させてもよい。

図１３は、ホース１２の支持構造１４０の一実施形態を示し、一部分を切り取ったホースの斜視図である。支持構造１４０によれば、流体通路１６内における加熱要素１８及び／又は検知ワイヤ１１４の位置決めが可能となる。支持構造１４０は、ほぼ同軸又は同心の構成において、内側リング１４４を中心として配設された外側リング１４２を含む。内側リング１４４は、半径方向支持アーム１４６により、支持構造１４０内において支持されている。いくつかの実施形態においては、内側リング１４４は、加熱要素１８を支持することにより、曲がりやすい加熱されたホース１２の壁１４から離れるように加熱要素１８を位置決めしうる。更には、いくつかの実施形態においては、少なくとも１つの加熱要素１８が外側リング１４２と内側リング１４４の間において位置決めされてもよく、１つ又は複数の検知ワイヤ１１４が内側リング１４４内において支持されてもよく、或いは、これらの組合せであってよい。例えば、熱電対ワイヤが、内側リング１４４内において位置することにより、正確な流体温度計測を可能にしてもよい。曲がりやすい加熱されたホース１２は、検知ワイヤ１１４及び加熱要素１８を位置決め及び支持するべく、曲がりやすい加熱されたホース１２の長さの全体を通じて複数の支持構造１４０を含んでもよい。更には、特定の実施形態においては、支持構造１４０は、曲がりやすい加熱されたホース１２と一体化されてもよく、これに結合されてもよく、或いは、その内部に位置してもよい。

図１４は、支持構造１４０の一実施形態を示し、一部分を切り取ったホースの斜視図である。支持構造１４０によれば、流体通路１６内の加熱要素１８及び／又は検知ワイヤ１１４の位置決めが可能である。支持構造１４０は、内側リング１６２の周りにおいて、且つ、内側リング１６２と外側リング１６０の間において、円周状に配列された外側リング１６０、内側リング１６２、及び中間リグ１６４を含む。内側リング１６２及び中間リング１６４は、外側リング１６０から中間リング１６４まで、且つ、次いで、中間リング１６４から内側リング１６２まで、延在する支持アーム１６６によって支持されている。内側リング１６２及び中間リング１６４は、加熱要素１８のみならず、検知ワイヤ１１４を支持してもよい。例えば、内側リング１６２は、中間リング１６４が加熱要素１８を支持する状態において、検知ワイヤ１１４を支持してもよく、或いは、この逆でもよい。いくつかの実施形態においては、内側リング１６２及び中間リング１６４のいくつかは、残りの中間リング１６４が検知ワイヤ１１４を支持する状態において、加熱要素を支持している。曲がりやすい加熱されたホース１２は、検知ワイヤ１１４及び加熱要素１８を位置決め及び支持するべく、曲がりやすい加熱されたホース１２の長さの全体を通じて複数の支持構造１４０を含んでもよい。更には、特定の実施形態においては、支持構造１４０は、曲がりやすい加熱されたホース１２と一体化されてもよく、これに結合されてもよく、或いは、その内部に位置してもよい。

図１５は、熱ホースシステム８及び噴霧システム４０及び７０を動作させる例示用の方法１８０のフローチャートである。方法１８０は、ステップ１８２において、コントローラ／モニタ２２によって望ましい流体温度を選択することにより、始まっている。温度は、被覆材料の噴霧にとって、或いは、特定の環境における噴霧のために、固有のものであってもよい。望ましい温度を選択した後に、方法１８０は、ステップ１８４に示されているように、センサ２４により、ホース１２内の流体温度を監視している。流体温度の監視は、単一のセンサ２４により、或いは、冗長性を有する温度計測を提供する複数のセンサ２４により、実行されてもよい。更には、監視は、流体温度が正確且つ一貫性を有するものとなることを保証するべく、噴霧の前と噴霧の最中の両方において実行されてもよい。流体温度を監視している間に、コントローラ／モニタ２２は、ステップ１８６に示されているように、流体が望ましい温度にあるかどうかを判定している。流体温度が望ましい温度にない場合には、方法は、ステップ１８８に示されているように、流体を加熱するように、曲がりやすい加熱されたホース１２を制御する。曲がりやすい加熱されたホース１２が流体を加熱している間に、コントローラ／モニタ２２は、ステップ１８４及び１８６を反復することにより、流体温度の監視を継続している。コントローラ／モニタ２２が、ステップ１８６において、流体が望ましい温度にあると判定したら、操作者は、ステップ１９０において、流体によって被覆材料を噴霧してもよく、或いは、被覆材料の噴霧を継続してもよい。

以上、本明細書においては、本発明の特定の特徴について図示及び説明したが、多くの変更及び変形が当業者には想起されよう。従って、添付の請求項は、本発明の真の精神に含まれるそれらのすべての変更及び変形を含むべく意図されていることを理解されたい。

Claims (20)

1. 可撓性ホースと、
   前記可撓性ホースの流体経路内の熱制御要素と、
   前記可撓性ホースを通じて移動する流体の温度を検出するように構成されたセンサと、を有する熱制御ホースシステムを備えたシステム。
2. 前記熱制御要素を保持すると共に前記可撓性ホースの壁から前記熱制御要素を分離するように構成された支持構造を更に有する請求項１に記載のシステム。
3. 前記熱制御要素は、加熱要素、冷却要素、又はこれらの組合せを有する請求項１に記載のシステム。
4. 前記熱制御要素及び前記センサに結合されたコントローラを有する請求項１に記載のシステム。
5. 前記可撓性ホースに結合するように構成された噴霧器を有する請求項１に記載のシステム。
6. 前記センサは、熱電対、抵抗温度検出器、赤外線センサ、又は光学センサである請求項１に記載のシステム。
7. 前記熱制御要素は、前記可撓性ホースの第１端部から前記可撓性ホースの第２端部まで延在している請求項１に記載のシステム。
8. 前記熱制御要素は、第１加熱要素端部と、第２加熱要素端部と、を有する抵抗加熱要素を有し、且つ、前記第１及び第２ワイヤ端部は、前記可撓性ホースの前記第１端部から外部に延在する請求項７に記載のシステム。
9. 前記熱制御要素は前記可撓性ホース内において渦巻いている請求項７に記載のシステム。
10. 前記熱制御要素は前記可撓性ホース内において二重螺旋を形成している請求項７に記載のシステム。
11. 前記熱制御要素は、長さの観点において、前記可撓性ホースの中央領域に沿って延在している請求項７に記載のシステム。
12. 前記熱制御要素は前記可撓性ホースの内部表面に沿って延在している請求項７に記載のシステム。
13. 前記熱制御要素は、前記可撓性ホースの前記第１端部と前記可撓性ホースの前記第２端部の間において折り返し巻回されている請求項７に記載のシステム。
14. 前記熱制御要素はリボンを有する請求項７に記載のシステム。
15. 前記リボンは前記可撓性ホースの内部表面に沿って延在している請求項１４に記載のシステム。
16. 前記センサは前記可撓性ホースの前記第２端部の近傍に配置されている請求項７に記載のシステム。
17. 可撓性ホースと、
    前記可撓性ホースの流体経路内の加熱要素と、
    前記可撓性ホースを通じて移動する流体の温度を検出するように構成された熱センサと、
    前記センサに結合されると共に前記熱センサによって検出された前記温度に応答して前記加熱要素による熱生成を増加及び減少させるべく電源を制御するように構成されたコントローラと、
    を有するシステム。
18. 前記コントローラは噴霧器内に配置されている請求項１７に記載のシステム。
19. 前記可撓性ホースは、第１端部と、第２端部とを有し、該第２端部は、噴霧器に結合するように構成されており、且つ、前記熱センサは、前記可撓性ホースの前記第２端部の近傍に配置されている請求項１７に記載のシステム。
20. 可撓性ホースと統合された熱制御要素を介して前記可撓性ホースを通じた流体の流れの温度を制御するステップであって、前記熱制御要素は、前記可撓性ホースの流体の流路内において直接的に支持されている、ステップ、
    を有する方法。

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