JP2022140401A - Heater bundles having variable power output within zones - Google Patents
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Abstract
Description
関連出願の相互参照
本出願は、2016年3月2日に出願され、現在は米国特許第10,247,445号である米国特許出願第15/058,838号の継続出願である、2019年2月11日出願の、「適応制御のための加熱バンドル(Heater Bundle for Adaptive Control)」と題された米国特許第16/272,668号明細書の一部継続出願である。上記の開示の内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
Cross-reference to related applications
This application is a continuation of U.S. patent application Ser. is a continuation-in-part of U.S. Patent No. 16/272,668 entitled "Heater Bundle for Adaptive Control". The contents of the above disclosure are incorporated herein by reference in their entirety.
本開示は、電気加熱器に関し、より詳細には、熱交換器などの流体流を加熱するための加熱器に関する。 FIELD OF THE DISCLOSURE The present disclosure relates to electrical heaters, and more particularly to heaters for heating fluid streams, such as heat exchangers.
このセクションの記述は、本開示に関連する背景情報を提供するにすぎず、先行技術を構成し得ない。 The statements in this section merely provide background information related to the present disclosure and may not constitute prior art.
流体加熱器は、カートリッジ加熱器の外面に沿って、またはカートリッジ加熱器の外面を通過して流れる流体を加熱するためのロッド構成を有するカートリッジ加熱器の形態であってもよい。カートリッジ加熱器は、熱交換器を通って流れる流体を加熱するための熱交換器の内部に配置されてもよい。カートリッジ加熱器が適切に密封されていない場合、カートリッジ加熱器の金属シースから抵抗加熱素子を電気的に絶縁する絶縁材料を汚染するために、水分および流体がカートリッジ加熱器に入る可能性があり、絶縁破壊をもたらし、その結果、加熱器の故障をもたらす。水分はまた、電源導体と外側金属シースとの間の短絡を引き起こす可能性がある。カートリッジ加熱器の故障は、カートリッジ加熱器を使用する装置の費用のかかるダウンタイムを引き起こす可能性がある。 The fluid heater may be in the form of a cartridge heater having a rod configuration for heating fluid flowing along or past the outer surface of the cartridge heater. A cartridge heater may be disposed inside the heat exchanger for heating fluid flowing through the heat exchanger. If the cartridge heater is not properly sealed, moisture and fluids can enter the cartridge heater to contaminate the insulating material that electrically insulates the resistive heating element from the metal sheath of the cartridge heater, resulting in dielectric breakdown and consequent failure of the heater. Moisture can also cause shorts between the power conductors and the outer metal sheath. Cartridge heater failure can cause costly downtime for equipment using the cartridge heater.
本開示は、加熱バンドルを含む加熱システムを提供し、加熱バンドルは、複数の加熱アセンブリを含み、加熱アセンブリのうちの少なくとも1つは、複数の加熱ユニットを含み、少なくとも1つの加熱ユニットは、独立して制御される加熱領域を有し、少なくとも1つの加熱アセンブリは、少なくとも1つの加熱アセンブリの長さに沿って単位長さ当たりの可変電力出力を送達するように構成された物理的構造を含む。複数の電源導体が複数の加熱ユニットに電気的に接続され、加熱システムは、温度を決定するための手段をさらに備える。電源装置は、少なくとも1つの加熱アセンブリの長さに沿って所望の電力出力を提供するために、決定された温度に基づいて電源導体を介して独立して制御される加熱領域への電力を変調するように構成されたコントローラを含む。 The present disclosure provides a heating system including a heating bundle, the heating bundle including a plurality of heating assemblies, at least one of the heating assemblies including a plurality of heating units, at least one heating unit independently and the at least one heating assembly includes a physical structure configured to deliver a variable power output per unit length along the length of the at least one heating assembly. . A plurality of power conductors are electrically connected to the plurality of heating units, and the heating system further comprises means for determining temperature. A power supply modulates power to the independently controlled heating regions via the power conductors based on the determined temperature to provide a desired power output along the length of the at least one heating assembly. including a controller configured to
個別にまたは任意の組み合わせで実施することができるこの加熱システムの変形例では、物理的構造は、可変ピッチを有する少なくとも1つの加熱ユニット内の抵抗加熱素子を含み、可変ピッチは、抵抗加熱素子の長さに沿って連続的に可変であり、物理的構造は、可変断面積を有する少なくとも1つの加熱ユニット内の抵抗加熱素子を備え、物理的構造は、可変断面積および可変ピッチを有する少なくとも1つの加熱ユニット内の抵抗加熱素子を備え、物理的構造は、少なくとも1つの加熱ユニット内に複数の並列回路を備え、物理的構造は、複数の加熱ユニットのうちの2つ以上に設けられ、物理的構造は、隣接する加熱ユニットまたは少なくとも1つの加熱アセンブリの端部に近接してより高い電気抵抗率と、別の対向する隣接する加熱ユニットに近接してより低い電気抵抗率とを有する複合加熱要素を含み、物理的構造は、加熱アセンブリのうちの2つ以上に設けられ、複数の加熱アセンブリのうちの少なくとも1つの加熱アセンブリは、カートリッジ加熱器であり、物理的構造は、隣接する加熱ユニットとは異なる断面積を有する少なくとも1つの加熱ユニットを備え、加熱ユニットは、複数の抵抗加熱素子を含み、抵抗加熱素子の少なくとも1つは、センサとして機能し、物理的構造は、可変電気抵抗率を有する複合加熱要素を含み、可変電気抵抗率は、隣接する加熱ユニットまたは少なくとも1つの加熱アセンブリの端部に近接するより高い電気抵抗率と、対向する隣接する加熱ユニットに近接するより低い電気抵抗率とを含む。 In variations of this heating system, which may be implemented individually or in any combination, the physical structure comprises resistive heating elements within at least one heating unit having a variable pitch, the variable pitch being the continuously variable along the length, the physical structure comprising at least one resistive heating element in the heating unit having a variable cross-sectional area, the physical structure having at least one variable cross-sectional area and a variable pitch; the physical structure comprises a plurality of parallel circuits in at least one heating unit; the physical structure is provided in two or more of the plurality of heating units; A composite heating structure has a higher electrical resistivity proximate an edge of an adjacent heating unit or at least one heating assembly and a lower electrical resistivity proximate another opposing adjacent heating unit. wherein the physical structure is provided in two or more of the heating assemblies, at least one heating assembly of the plurality of heating assemblies is a cartridge heater, and the physical structure is adjacent heating units at least one heating unit having a cross-sectional area different from the heating unit, the heating unit comprising a plurality of resistive heating elements, at least one of the resistive heating elements acting as a sensor, the physical structure comprising a variable electrical resistivity wherein the variable electrical resistivity comprises a higher electrical resistivity proximate an edge of the adjacent heating unit or at least one heating assembly and a lower electrical resistance proximate the opposing adjacent heating unit Including rate and.
別の形態では、流体を加熱するための装置は、内部チャンバを画定し、流体入口および流体出口を有する密閉されたハウジングと共に前述の加熱システムを備え、加熱バンドルは、ハウジングの内部チャンバ内に配置される。加熱バンドルは、ハウジング内の流体に応答性の熱分布を提供するように適合される。 In another form, an apparatus for heating a fluid comprises the aforementioned heating system with a sealed housing defining an interior chamber and having a fluid inlet and a fluid outlet, wherein the heating bundle is disposed within the interior chamber of the housing. be done. The heating bundle is adapted to provide responsive heat distribution to the fluid within the housing.
さらに別の形態では、加熱システムは、複数の加熱アセンブリを含む加熱バンドルを含み、加熱アセンブリのうちの少なくとも1つは、複数の加熱ユニットを含み、少なくとも1つの加熱ユニットは、独立して制御された加熱領域を有し、少なくとも1つの加熱アセンブリは、少なくとも1つの加熱アセンブリの長さに沿って単位長さ当たりの可変電力出力を送達するように構成された物理的構造を含む。複数の電源導体が加熱ユニットに電気的に接続され、加熱条件および加熱要件の少なくとも1つを決定するための手段が提供される。電源装置は、加熱条件および加熱要件の少なくとも1つに基づいて、電源導体を介して独立して制御される加熱領域への電力を変調して、少なくとも1つの加熱アセンブリの長さに沿って所望の電力出力を提供するように構成されたコントローラを含む。 In yet another form, a heating system includes a heating bundle including a plurality of heating assemblies, at least one of the heating assemblies including a plurality of heating units, at least one heating unit being independently controlled. The at least one heating assembly includes a physical structure configured to deliver a variable power output per unit length along the length of the at least one heating assembly. A plurality of power conductors are electrically connected to the heating unit and means are provided for determining at least one of a heating condition and a heating requirement. The power supply modulates power to the independently controlled heating regions via the power conductors based on at least one of the heating conditions and heating requirements to provide desired heating along the length of the at least one heating assembly. a controller configured to provide a power output of the
この加熱システムの変形例では、加熱条件および加熱要件のうちの少なくとも1つが、加熱ユニットの寿命、加熱ユニットの信頼性、加熱ユニットのサイズ、加熱ユニットのコスト、加熱器の流束、加熱ユニットの特性および動作、電力出力、電力入力、および発生する全熱からなる群から選択される。 In this variation of the heating system, at least one of the heating conditions and heating requirements is heating unit life, heating unit reliability, heating unit size, heating unit cost, heater flux, heating unit Selected from the group consisting of properties and operations, power output, power input, and total heat generated.
さらなる変形例では、装置は、内部チャンバを画定し、流体入口および流体出口を有する密閉されたハウジングを含む。加熱アセンブリは、ハウジングの内部チャンバ内に配置され、加熱アセンブリは、ハウジング内の流体に応答する熱分布を提供するように適合される。 In a further variation, the device includes a sealed housing defining an internal chamber and having a fluid inlet and a fluid outlet. A heating assembly is disposed within the interior chamber of the housing, the heating assembly adapted to provide a heat distribution responsive to fluid within the housing.
本開示のさらに別の形態では、加熱システムは、複数の加熱ユニットを備える加熱アセンブリを備え、少なくとも1つの加熱ユニットは、独立して制御された加熱領域を有し、加熱アセンブリは、加熱アセンブリの長さに沿って単位長さ当たりの可変電力出力を送達するように構成された物理的構造を備える。複数の電源導体が加熱ユニットに電気的に接続され、電源装置は、加熱アセンブリの長さに沿って所望の電力出力を提供するために、加熱条件および加熱要件のうちの少なくとも1つに基づいて、電源導体を介して独立して制御された加熱領域への電力を変調するように構成されたコントローラを含む。 In yet another aspect of the present disclosure, a heating system comprises a heating assembly comprising a plurality of heating units, at least one heating unit having an independently controlled heating area, the heating assembly comprising: It comprises a physical structure configured along its length to deliver a variable power output per unit length. A plurality of power conductors are electrically connected to the heating unit, the power supply configured to provide a desired power output along the length of the heating assembly based on at least one of the heating conditions and heating requirements. , including a controller configured to modulate power to the independently controlled heating regions via the power conductors.
個別にまたは任意の組み合わせで実施することができるこの加熱システムの変形例では、温度を決定するための手段が提供され、加熱条件または加熱要件を決定するための手段が提供される。 Variations of this heating system, which may be implemented individually or in any combination, provide means for determining temperature and provide means for determining heating conditions or requirements.
この加熱システムの別の形態では、流体を加熱するための装置は、内部チャンバを画定し、流体入口および流体出口を有する密閉されたハウジングを備え、加熱アセンブリは、ハウジングの内部チャンバ内に配置される。加熱アセンブリは、ハウジング内の流体に応答性の熱分布を提供するように適合される。 In another form of this heating system, an apparatus for heating a fluid comprises a sealed housing defining an interior chamber and having a fluid inlet and a fluid outlet, a heating assembly disposed within the interior chamber of the housing. be. The heating assembly is adapted to provide responsive heat distribution to the fluid within the housing.
さらなる適用領域は、本明細書で提供される説明から明らかになるであろう。説明および特定の例は、例示のみを目的とするものであり、本開示の範囲を限定するものではないことを理解されたい。 Further areas of applicability will become apparent from the description provided herein. It should be understood that the description and specific examples are for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the present disclosure.
本開示が十分に理解され得るように、添付の図面を参照して、例として与えられるその様々な形態がここで説明される。 In order that the disclosure may be fully understood, various forms thereof, given by way of example, will now be described with reference to the accompanying drawings.
本明細書に記載の図面は、例示のみを目的としており、決して本開示の範囲を限定することを意図するものではない。 The drawings described herein are for illustration purposes only and are in no way intended to limit the scope of the disclosure.
以下の説明は、本質的に単なる例示であり、本開示、用途、または使用を限定することを意図するものではない。 The following description is merely exemplary in nature and is not intended to limit the disclosure, application, or uses.
図1を参照すると、本開示の教示に従って構成された加熱システムが全体的に参照番号10で示されている。加熱システム10は、加熱バンドル12と、加熱バンドル12に電気的に接続された電源装置14とを含む。電源装置14は、加熱バンドル12への電力供給を制御するためのコントローラ15を含む。本開示で使用される「加熱バンドル」は、独立して制御することができる2つ以上の物理的に別個の加熱装置を含む加熱装置を指す。したがって、加熱バンドル内の加熱装置のうちの1つが故障または劣化した場合、加熱バンドル12内の残りの加熱装置は動作し続けることができる。
Referring to FIG. 1, a heating system constructed in accordance with the teachings of the present disclosure is indicated generally at 10. As shown in FIG.
一形態では、加熱バンドル12は、取り付けフランジ16と、取り付けフランジ16に固定された複数の加熱アセンブリ18とを含む。取り付けフランジ16は、加熱アセンブリ18が貫通して延在する複数の開口部20を含む。加熱アセンブリ18は、この形態では平行になるように配置されているが、加熱アセンブリ18の代替の位置/配置は、本開示の範囲内であることを理解されたい。
In one form,
さらに示すように、取り付けフランジ16は、複数の取り付け穴22を含む。取り付け穴22を通るねじまたはボルト(図示せず)を使用することによって、取り付けフランジ16は、加熱される流体を運ぶ容器またはパイプ(図示せず)の壁に組み付けることができる。加熱アセンブリ18の少なくとも一部は、本開示のこの形態の流体を加熱するために容器または管の内部の流体に浸漬される。
As further shown, mounting
図2を参照すると、一形態による加熱アセンブリ18は、カートリッジ加熱器30の形態であってもよい。カートリッジ加熱器30は、一般に、芯体32と、芯体32の周りに巻き付けられた抵抗発熱配線34と、芯体32および抵抗発熱配線34を内部に包囲する金属シース36と、金属シース36内の空間に充填され、抵抗発熱配線34を金属シース36から電気的に絶縁し、抵抗発熱配線34からの熱を金属シース36に熱伝導させる絶縁材料38とを含む管状加熱器である。芯体32は、セラミック製であってもよい。絶縁材料38は、圧縮された酸化マグネシウム(MgO)であってもよい。複数の電源導体42は、芯体32を長手方向に沿って貫通し、抵抗発熱配線34に電気的に接続されている。電源導体42はまた、金属シース36を封止するエンドピース44を通って延在する。電源導体42は、電源装置14(図1に示す)に接続され、電源装置14から抵抗発熱配線34に電力を供給する。図2は、エンドピース44を通って延在する2つの電源導体42のみを示しているが、3つ以上の電源導体42がエンドピース44を通って延在し得る。電源導体42は、導電性ピンの形態であってもよい。カートリッジ加熱器の様々な構造ならびにさらなる構造的および電気的詳細は、本出願と共通して譲渡され、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第2,831,951号および第3,970,822号により詳細に記載されている。したがって、本明細書に示される形態は単なる例示であり、本開示の範囲を限定するものとして解釈されるべきではないことを理解されたい。
Referring to FIG. 2,
あるいは、複数の抵抗発熱配線34および電源導体42の複数の対を使用して、カートリッジ加熱器30の信頼性を高めるために独立して制御することができる複数の加熱回路を形成することができる。したがって、抵抗発熱配線34のうちの1つが故障した場合、残りの抵抗発熱配線34は、カートリッジ加熱器30全体を故障させることなく、かつ高価な機械のダウンタイムを引き起こすことなく、熱を生成し続けることができる。
Alternatively, multiple
図3~図5を参照すると、加熱アセンブリ50は、使用される芯体の数および電源導体の数を除いて、図2と同様の構成を有するカートリッジ加熱器の形態であってもよい。より具体的には、加熱アセンブリ50はそれぞれ、複数の電源導体56と共に、複数の加熱ユニット52と、複数の加熱ユニット52を内部に封入する外側金属シース54とを含む。複数の加熱ユニット52と外側金属シース54との間には、加熱ユニット52と外側金属シース54とを電気的に絶縁する絶縁材料(図3~図5には示されていない)が設けられている。複数の加熱ユニット52は、それぞれ、芯体58と、芯体58を取り囲む抵抗加熱素子60とを含む。各加熱ユニット52の抵抗加熱素子60は、1つまたは複数の加熱領域62を画定するための1つまたは複数の加熱回路を画定することができる。
3-5,
本形態では、各加熱ユニット52は、1つの加熱領域62を画定し、各加熱アセンブリ50内の複数の加熱ユニット52は、長手方向Xに沿って整列している。したがって、各加熱アセンブリ50は、長手方向Xに沿って整列した複数の加熱領域62を画定する。各加熱ユニット52の芯体58は、電源導体56が貫通することを可能にするために複数の貫通孔/開口部64を画定する。加熱ユニット52の抵抗加熱素子60は電源導体56に接続され、電源導体は電源装置14に接続される。電源導体56は、電源装置14からの電力を複数の加熱ユニット52に供給する。電源導体56を抵抗加熱素子60に適切に接続することにより、複数の加熱ユニット52の抵抗加熱素子60は、電源装置14のコントローラ15によって独立して制御することができる。したがって、特定の加熱領域62に対する一方の抵抗加熱素子60の故障は、残りの加熱領域62に対する残りの抵抗加熱素子60の適切な機能に影響を及ぼさない。さらに、加熱ユニット52および加熱アセンブリ50は、修理または組み立てを容易にするために交換可能であってもよい。
In this embodiment, each
本形態では、各加熱アセンブリ50に対して6つの電源導体56が使用されて、5つの加熱ユニット52上の5つの独立した電気加熱回路に電力を供給する。あるいは、6つの電源導体56は、5つの加熱ユニット52上に3つの完全に独立した回路を画定するように抵抗加熱素子60に接続されてもよい。任意の数の独立して制御される加熱回路および独立して制御される加熱領域62を形成するために、任意の数の電源導体56を有することが可能である。例えば、7つの電源導体56を使用して、6つの加熱領域62を提供することができる。8つの電源導体56を使用して、7つの加熱領域62を提供することができる。
In this embodiment, six
電源導体56は、複数の電源および電源リターン導体、複数の電源リターン導体および単一の電源導体、または複数の電源導体および単一の電源リターン導体を含んでもよい。加熱領域の数がnである場合、電源導体および戻り導体の数はn+1である。
The
あるいは、電源装置14のコントローラ15による多重化(multiplexing)、極性感知スイッチング(polarity sensitive switching)、および他の回路トポロジ(circuit topologies)によって、より多数の電気的に別個の加熱領域62を作成することができる。所与の数の電源導体(例えば、15または30領域用の6つの電源導体を有するカートリッジ加熱器)についてカートリッジ加熱器30内の加熱領域の数を増加させるための熱アレイの多重化または様々な配置の使用は、米国特許第9,123,755号、第9,123,756号、第9,177,840号、第9,196,513号、およびそれらの関連出願に開示されており、これらは本出願と共通に譲渡され、その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
Alternatively, creating a greater number of electrically
この構造により、各加熱アセンブリ50は、加熱アセンブリ50の長さに沿って電力出力または熱分布を変化させるように独立して制御することができる複数の加熱領域62を含む。加熱バンドル12は、複数のこのような加熱アセンブリ50を含む。したがって、加熱バンドル12は、複数の加熱領域62と、特定の用途に適合するように加熱バンドル12を通って流れる流体を加熱するための調整された熱分布とを提供する。電源装置14は、独立して制御される加熱領域62の各々への電力を変調するように構成することができる。
With this construction, each
例えば、加熱アセンブリ50は、「m」個の加熱領域を画定することができ、加熱バンドルは、「k」個の加熱アセンブリ50を含み得る。したがって、加熱バンドル12は、m×k個の加熱領域を画定することができる。加熱バンドル12内の複数の加熱領域62は、個々の加熱ユニット52の寿命および信頼性、加熱ユニット52のサイズおよびコスト、加熱器の流束(flux)、加熱ユニット52の特性および動作、電力出力、電力入力、ならびに発生する総熱を含むがこれらに限定されない加熱条件および/または加熱要件に応じて個別に動的に制御することができる。
For example, the
各回路、または選択された加熱領域は、温度および/または電力の分布がシステムパラメータ(例えば、製造のばらつき/公差、環境条件の変更、入口温度、入口温度分布、流速、速度分布、流体組成、流体熱容量などの入口流れ条件の変更)の変動に適合するように、所望の温度または所望の電力レベルで個別に制御される。より具体的には、加熱ユニット52は、製造ばらつきならびに経時的な加熱劣化の程度の変化に起因して、同じ電力レベルで動作するときに同じ熱出力を生成しない場合がある。加熱ユニット52は、所望の熱分布に応じて熱出力を調整するように独立して制御されてもよい。加熱システムの構成要素の個々の製造公差および加熱システムの組み立て公差は、電源の変調された電力の関数として増大され、言い換えれば、加熱制御の忠実度が高いため、個々の構成要素の製造公差は、それほど厳しく/狭い必要はない。
Each circuit, or selected heating area, may vary in temperature and/or power distribution depending on system parameters (e.g., manufacturing variations/tolerances, changes in environmental conditions, inlet temperature, inlet temperature distribution, flow velocity, velocity distribution, fluid composition, It is individually controlled at the desired temperature or desired power level to adapt to variations in inlet flow conditions such as fluid heat capacity. More specifically, the
加熱ユニット52は各々、加熱ユニット52の温度を測定するための温度センサ(図示せず)を含むことができる。加熱ユニット52内のホットスポットが検出された場合、電源装置14は、特定の加熱ユニット52の過熱または故障を回避するために、ホットスポットが検出された特定の加熱ユニット52への電力を低減またはオフにすることができる。電源装置14は、特定の加熱ユニット52からの減少した熱出力を補償するために、無効にされた加熱ユニット52に隣接する加熱ユニット52への電力を変調することができる。
電源装置14は、任意の特定の領域に供給される電力レベルをオフまたは低減し、無効にされて熱出力が低減された特定の加熱領域に隣接する加熱領域への電力を増加させるためのマルチ領域アルゴリズムを含むことができる。各加熱領域への電力を慎重に変調することにより、システムの全体的な信頼性を向上させることができる。ホットスポットを検出し、それに応じて電源を制御することにより、加熱システム10の安全性が向上する。
The
複数の独立して制御された加熱領域62を有する加熱バンドル12は、改善された加熱を達成することができる。例えば、加熱ユニット52上のいくつかの回路は、100%未満の公称(または「典型的な」)デューティサイクルで(または線電圧が印加された加熱器によって生成される電力の一部である平均電力レベルで)動作することができる。より低いデューティサイクルは、より大きな直径を有する抵抗発熱配線の使用を可能にし、それによって信頼性を向上させる。
A
通常、より小さい領域は、所与の抵抗を達成するためにより微細なワイヤサイズを使用する。可変電力制御は、より大きなワイヤサイズを使用することを可能にし、より低い抵抗値を収容することができる一方で、加熱器の電力散逸能力に結び付けられたデューティサイクル制限によって加熱器を過負荷から保護することができる。 Smaller areas typically use finer wire sizes to achieve a given resistance. Variable power control allows the use of larger wire sizes and can accommodate lower resistance values while keeping the heater from overloading due to duty cycle limits tied to the power dissipation capability of the heater. can be protected.
スケーリングファクタの使用は、加熱ユニット52または加熱領域62の容量に関連してもよい。複数の加熱領域62は、加熱バンドル12のより正確な決定および制御を可能にする。特定の加熱回路/領域に特定のスケーリング係数を使用することにより、ほぼすべての領域でより積極的な(すなわち、より高い)温度(または電力レベル)が可能になり、ひいては加熱バンドル12のより小型で低コストの設計がもたらされる。そのようなスケーリング係数および方法は、本出願と共通に譲渡され、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第7,257,464号に開示されている。
The use of scaling factors may relate to the capacity of
個々の回路によって制御される加熱領域のサイズは、温度または電力の分布を所望の精度に制御するために必要な領域の総数を減らすために、等しくまたは異なってもよい。 The sizes of the heating areas controlled by the individual circuits may be equal or different to reduce the total number of areas required to control the temperature or power distribution to the desired precision.
図1に戻って参照すると、加熱アセンブリ18は、シングル端部加熱器であるように示されており、すなわち、導電性ピンは、加熱アセンブリ18の長手方向一端のみを通って延在する。加熱アセンブリ18は、取り付けフランジ16または隔壁(図示せず)を通って延び、フランジ16または隔壁に封止されてもよい。したがって、加熱アセンブリ18は、取り付けフランジ16を容器またはチューブから取り外すことなく、個別に取り外して交換することができる。
Referring back to FIG. 1,
あるいは、加熱アセンブリ18は、「両端」加熱器であってもよい。両端加熱では、金属シースはヘアピン形状に曲げられ、電源導体は金属シースの長手方向両端を通過し、それにより金属シースの長手方向両端はフランジまたは隔壁を通過して封止される。この構造では、個々の加熱アセンブリ18を交換することができる前に、フランジまたは隔壁をハウジングまたは容器から取り外す必要がある。
Alternatively,
図6を参照すると、加熱バンドル12が熱交換器70に組み込まれている。熱交換器70は、内部チャンバ(図示せず)を画定する密閉されたハウジング72と、ハウジング72の内部チャンバ内に配置された加熱バンドル12とを含む。密閉されたハウジング72は、流体が密閉されたハウジング72の内部チャンバの内外に導かれる流体入口76と流体出口78とを含む。流体は、密閉されたハウジング72内に配置された加熱バンドル12によって加熱される。加熱バンドル12は、クロスフローまたはそれらの長さに平行な流れのいずれかのために配置されてもよい。
Referring to FIG. 6,
加熱バンドル12は、個別の領域に供給される電力を変調するために、スイッチング手段または可変トランスなどの電力を変調する手段を含むことができる電源装置14に接続される。電力変調は、時間の関数として、または各加熱領域の検出された温度に基づいて実行されてもよい。
The heating bundles 12 are connected to a
抵抗発熱配線はまた、抵抗配線の抵抗を使用して抵抗配線の温度を測定し、同じ電源導体を使用して温度測定情報を電源装置14に送信するセンサとして機能することができる。各領域の温度を検知する手段は、加熱バンドル12内の各加熱アセンブリ18の長さに沿って(個々の領域の分解能まで)温度を制御することを可能にする。したがって、追加の温度検知回路および検知手段を省くことができ、それによって製造コストを低減することができる。加熱回路温度の直接測定は、別個のセンサの使用に関連する測定誤差の多くを排除または最小化するので、システムの所望の信頼性レベルを維持しながら所与の回路内の熱流束を最大化しようとする場合に明確な利点である。発熱体温度は、加熱信頼性に最も強い影響を与える特性である。加熱器およびセンサの両方として機能するために抵抗素子を使用することは、本出願と共通に譲渡され、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第7,196,295号に開示されている。
The resistive heating wire can also function as a sensor, using the resistance of the resistive wire to measure the temperature of the resistive wire and transmitting the temperature measurement information to the
あるいは、電源導体56は、異種金属の電源導体56が抵抗加熱素子の温度を測定するための熱電対を形成することができるように、異種金属で作られてもよい。例えば、電源および電力リターン導体の少なくとも1つのセットは、異なる材料と加熱ユニットの抵抗加熱素子との間に接合部が形成され、1つまたは複数の領域の温度を決定するために使用されるように、異なる材料を含むことができる。加熱器に異なる金属を使用するなど、「統合された」および「高度に熱的に結合された」感知を使用すると、熱電対のような信号が生成される。温度測定のための一体化され結合された電源導体の使用は、本出願と共通に譲渡され、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第10,728,956号に開示されている。
Alternatively, the
各領域に供給される電力を変調するためのコントローラ15は、閉ループ自動制御システムであってもよい。閉ループ自動制御システムは、各領域から温度フィードバックを受け取り、各領域への電力の供給を自動的かつ動的に制御し、それにより、連続的または頻繁な人間の監視および調整なしに、加熱バンドル12内の各加熱アセンブリ18の長さに沿って電力分布および温度を自動的かつ動的に制御する。
The
本明細書に開示される加熱ユニット52はまた、各加熱ユニット52を通電してサンプリングしてその抵抗を計算することを含むがこれに限定されない様々な方法を使用して較正されてもよい。次いで、計算された抵抗を較正された抵抗と比較して抵抗比を決定するか、または実際の加熱ユニット温度を決定する値を決定することができる。例示的な方法は、本出願と共通に譲渡され、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第5,280,422号および第5,552,998号に開示されている。
The
較正の一形態は、加熱システム10を少なくとも1つの動作モードで動作させることと、独立して制御される加熱領域62の少なくとも一方に対して所望の温度を生成するように加熱システム10を制御することと、動作モードに対して少なくとも1つの独立して制御される加熱領域62のデータを収集および記録することと、その後、記録されたデータにアクセスして、独立して制御される加熱領域の数が減少した加熱システムの動作仕様を決定することと、その後、独立して制御される加熱領域の数が減少した加熱システムを使用することとを含む。データは、例として、収集および記録されたデータを有する加熱システム10からの他の動作データの中でも、電力レベルおよび/または温度情報を含むことができる。
One form of calibration is operating the
本開示の変形例では、加熱システムは、加熱バンドル12内の複数の加熱アセンブリではなく、単一の加熱アセンブリ18を含むことができる。単一の加熱アセンブリ18は、複数の加熱ユニット52を備え、各加熱ユニット52は、少なくとも1つの独立して制御される加熱領域を画定する。同様に、電源導体56は、各加熱ユニット52内の独立して制御される加熱領域62の各々に電気的に接続され、電源装置は、電源導体56を介して加熱ユニットの独立して制御される加熱領域62の各々への電力を変調するように構成される。
In variations of the present disclosure, the heating system may include a
図7を参照すると、加熱システムを制御する方法100は、ステップ102において、複数の加熱アセンブリを含む加熱バンドルを提供することを含む。各加熱アセンブリは、複数の加熱ユニットを含む。各加熱ユニットは、少なくとも1つの独立して制御される加熱回路(ひいては加熱領域)を画定する。ステップ104において、各加熱ユニットへの電力は、各加熱ユニット内の独立して制御された加熱領域の各々に電気的に接続された電源導体を介して供給される。各領域内の温度は、ステップ106において検出される。温度は、少なくとも1つの加熱ユニットの抵抗加熱素子の抵抗の変化を使用して決定されてもよい。領域温度は、領域抵抗(または、適切な材料が使用されている場合は、回路電圧の測定により)を測定することによって最初に決定することができる。
Referring to FIG. 7, a
温度値は、デジタル化され、マイクロプロセッサに通信されてもよい。測定された(検出された)温度値は、ステップ108において各領域の目標(所望の)温度と比較することができる。次いで、ステップ110において、各加熱ユニットに供給される電力は、測定された温度に基づいて変調され、目標温度を達成する。
Temperature values may be digitized and communicated to the microprocessor. The measured (sensed) temperature values can be compared to target (desired) temperatures for each region in
任意選択的に、本方法は、スケーリング係数を使用して変調電力を調整することをさらに含むことができる。スケーリング係数は、各加熱領域の加熱能力の関数であってもよい。コントローラ15は、次の更新までに各領域に供給(デューティサイクル、位相角発射、電圧変調、または類似の技術を介して)されるべき電力量を決定するために、システムの動的挙動のスケーリングファクタおよび/または数学的モデル(システムの更新時間の知識を含む)を潜在的に含むアルゴリズムを含むことができる。所望の電力は、個々の加熱領域への電力出力を制御するためのスイッチまたは他の電力変調装置に送信される信号に変換されてもよい。
Optionally, the method may further comprise adjusting modulation power using a scaling factor. The scaling factor may be a function of the heating capacity of each heating zone.
本形態では、少なくとも1つの加熱領域が異常状態のためにオフにされると、残りの領域は、故障することなく所望のワット数を提供し続ける。異常状態が少なくとも1つの加熱領域内で検出されたときに所望のワット数を提供するために、電力が機能加熱領域に変調される。少なくとも1つの加熱領域が決定された温度に基づいてオフにされると、残りの領域は所望のワット数を提供し続ける。電力は、受信信号、モデル、および時間の関数のうちの少なくとも1つの関数として加熱領域の各々に変調される。 In this configuration, when at least one heating zone is turned off due to an abnormal condition, the remaining zones continue to provide the desired wattage without failure. Power is modulated to the functional heating zones to provide the desired wattage when an abnormal condition is detected in the at least one heating zone. When at least one heating zone is turned off based on the determined temperature, the remaining zones continue to provide the desired wattage. Power is modulated in each of the heating regions as a function of at least one of a received signal, a model, and a function of time.
安全上またはプロセス制御上の理由から、典型的な加熱器は、一般に、燃焼/発火/酸化、コークス沸騰などの特定の位置での望ましくない化学反応または物理反応に起因して加熱器の特定の位置が所与の温度を超えるのを防止するために、最大許容温度未満になるように動作される。したがって、これは通常、控えめな加熱設計(例えば、電力密度が低く、表面積の大部分が可能であるよりもはるかに低い熱流束で負荷された大型加熱)によって対応される。 For safety or process control reasons, typical heaters generally have specific limitations on the heater due to undesirable chemical or physical reactions at specific locations such as combustion/ignition/oxidation, coke boiling, etc. To prevent the location from exceeding a given temperature, it is operated below the maximum allowable temperature. Therefore, this is usually addressed by conservative heating designs (eg, large heating loads with low power densities and much lower heat fluxes than most of the surface area is capable of).
しかしながら、本開示の加熱バンドルを用いて、個々の加熱領域のサイズ程度の分解能まで、加熱器内の任意の位置の温度を測定し、制限することが可能である。個々の回路の温度に影響を及ぼすのに十分な大きさのホットスポットを検出することができる。 However, with the heating bundles of the present disclosure, it is possible to measure and limit the temperature at any location within the heater to a resolution on the order of the size of an individual heating zone. Hot spots large enough to affect the temperature of individual circuits can be detected.
個々の加熱領域の温度を自動的に調整し、その結果制限することができるので、各領域の温度の動的かつ自動的な制限は、任意の領域の所望の温度制限を超える恐れなく、この領域および他のすべての領域を最適な電力/熱流束レベルで動作するように維持する。これは、バンドル内の要素のうちの1つのシースに別個の熱電対をクランプする現在の実施よりも高い限界温度測定精度において利点をもたらす。マージンの減少および個々の領域への電力を変調する能力は、加熱アセンブリ全体に適用するのではなく、選択的かつ個別に加熱領域に選択的に適用することができ、それによって所定の温度限界を超えるリスクを低減する。 Since the temperature of individual heating zones can be automatically adjusted and consequently limited, the dynamic and automatic limiting of the temperature of each zone can be achieved without fear of exceeding the desired temperature limit of any zone. Keep the area and all other areas operating at optimum power/heat flux levels. This provides an advantage in limiting temperature measurement accuracy over the current practice of clamping a separate thermocouple to the sheath of one of the elements in the bundle. The reduced margin and ability to modulate the power to individual zones can be selectively applied to individual heating zones rather than the entire heating assembly, thereby limiting predetermined temperature limits. reduce the risk of exceeding
カートリッジ加熱器の特性は、時間と共に変化し得る。この時変特性は、そうでなければ、カートリッジ加熱器が単一の選択された(最悪の場合)流れ様式のために設計されること、したがって、カートリッジ加熱器が他の流れの状態に対して準最適な状態で動作することを必要とする。 Cartridge heater characteristics can change over time. This time-varying characteristic indicates that cartridge heaters are otherwise designed for a single selected (worst-case) flow regime, and thus are less susceptible to other flow conditions. It is required to operate under sub-optimal conditions.
しかしながら、加熱アセンブリに設けられた複数の加熱ユニットによるコアサイズの分解能までのバンドル全体にわたる電力分布の動的制御により、典型的なカートリッジ加熱器におけるただ1つの流れ状態に対応するただ1つの電力分布とは対照的に、様々な流れ状態のための最適化された電力分布を達成することができる。したがって、本出願の加熱バンドルは、他のすべての流れの状態に対する総熱流束の増加を可能にする。 However, dynamic control of the power distribution across the bundle to core size resolution by multiple heating units provided in the heating assembly allows for only one power distribution corresponding to only one flow condition in a typical cartridge heater. In contrast, optimized power distribution for various flow conditions can be achieved. Thus, the heating bundles of the present application allow for increased total heat flux for all other flow conditions.
さらに、可変電力制御は、加熱設計の柔軟性を高めることができる。電圧は、加熱設計において抵抗から(かなりの程度まで)分離することができ、加熱器は、加熱器に嵌合することができる最大線径で設計することができる。これは、所与の加熱サイズおよび信頼性レベル(または加熱器の寿命)のための電力散逸の容量を増加させることを可能にし、所与の全体的な電力レベルのためにバンドルのサイズを減少させることを可能にする。この構成における電力は、現在利用可能または開発中の可変ワット数コントローラの一部である可変デューティサイクルによって変調することができる。加熱バンドルは、加熱バンドルを防止「過負荷」するために、所与の領域のデューティサイクルに対するプログラム可能な(または必要に応じて予めプログラムされた)制限によって保護することができる。 In addition, variable power control allows for greater flexibility in heating design. Voltage can be separated (to a large extent) from resistance in the heating design, and the heater can be designed with the largest wire diameter that can fit into the heater. This allows increasing the capacity of power dissipation for a given heater size and reliability level (or heater life) and reduces the size of the bundle for a given overall power level. make it possible to The power in this configuration can be modulated by a variable duty cycle that is part of currently available or developing variable wattage controllers. The heating bundle can be protected by a programmable (or pre-programmed, if desired) limit to the duty cycle of a given area to prevent "overloading" the heating bundle.
ここで図8A~図8Dを参照すると、上述の少なくとも1つの加熱アセンブリ50が、少なくとも1つの加熱アセンブリ50の長さに沿って単位長さ当たりの可変電力出力を供給するように構成された物理的構造を有する、本開示の追加の形態が示されている。この可変電力出力は、様々な方法で、および様々な組み合わせで実施することができ、そのうちのいくつかを例として本明細書で図示および説明する。以下に説明する物理的構造は、任意の組み合わせで、1つまたは複数の加熱ユニット52、および1つまたは複数の加熱アセンブリ50に設けられてもよい。さらに、可変電力出力に関する本明細書の追加の教示は、本開示の範囲内に留まりながら、個別にまたは任意の組み合わせで、本開示の前述の形態のいずれかと組み合わせることができる。
8A-8D, the at least one
図8Aに示す一形態では、可変電力出力は、可変ピッチを有する抵抗加熱素子120の物理的構造によって提供される。本明細書で使用される場合、「ピッチ」という用語は、この例ではP1、P2、およびP3によって示されるように、長手方向Xに沿った抵抗加熱素子120の連続する巻線の中心点間の間隔を指す。この例に示されるように、加熱ユニット52は、異なるピッチP1、P2、およびP3を有する3つの別個の領域を有する。
In one form, shown in FIG. 8A, variable power output is provided by the physical construction of
図8Bに示す別の形態では、ピッチは、抵抗加熱素子120の長さに沿って、または長手方向Xに沿って連続的に可変である。より具体的には、各巻線間のピッチは、長さに沿って連続的に変化し、言い換えれば、隣接する巻線間のピッチは、1つの巻線から次の巻線まで連続的に異なる。この例では、P1≠P2≠P3≠P4≠P5≠P6≠P7≠P8となる。しかしながら、P4などのピッチは、隣接する巻線間のピッチが1つの巻線から次の巻線までの連続可変ピッチに対して異なるという条件で、ピッチP7に等しくてもよい。
In another form shown in FIG. 8B, the pitch is continuously variable along the length, or longitudinal direction X, of the
図8Cに示すさらに別の形態では、可変電力出力は、可変断面積を有する抵抗加熱素子120によって提供される。この可変断面積には、図示のように異なるワイヤ直径D1、D2、およびD3を有する抵抗加熱素子120が設けられてもよく、またはワイヤ直径自体がその長さに沿って連続的に可変であってもよい(図示せず)。図示されていない別の例では、抵抗加熱素子120が層状プロセスによって形成された場合、その厚さおよび/または幅は、可変電力出力に対して変化し得る。この構造は、本出願と共通して所有され、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる、「可変ワット密度積層加熱システム、」と題する米国特許第7,132,628号により詳細に示されている。抵抗加熱素子120に可変断面積を提供するこれらおよび他の変形例は、本開示の範囲内にあると解釈されるべきであることを理解されたい。
In yet another form, shown in FIG. 8C, variable power output is provided by a
図8Dのさらなる例を参照すると、可変電力出力は、可変断面積および可変ピッチの両方を有する抵抗加熱素子120を備えることができる。この例では、3つの異なる断面積が直径D1、D2、およびD3で使用され、3つの異なるピッチがピッチP1、P2、およびP3で使用される。各加熱ユニット52内に可変電力出力を提供するためのこれらの例および異なる断面積およびピッチの他の組み合わせは、本開示の範囲内にあると解釈されるべきである。
Referring to a further example of FIG. 8D, a variable power output can comprise
ここで図8Eを参照すると、別の形態の加熱ユニット52の少なくとも一方は、可変電力出力を提供するために、抵抗加熱素子120ごとに異なる値の抵抗R1、R2、R3、R4、およびR5を有する複数の並列回路を含む。この形態では、各抵抗加熱素子120は、電源導体42を横切って電気的に並列に接続される。別の形態では、バスバー(図示せず)を使用して抵抗加熱素子120を並列に接続することができ、その場合、バスバーは電源導体42と電気的に連通する。本明細書に示されているもの以外の本開示の範囲内に留まりながら、任意の数の抵抗加熱素子120および異なる抵抗値を使用することができることを理解されたい。異なる抵抗値について、これは、例えば、とりわけ、異なる材料組成および異なる断面積を含む様々な方法で達成することができる。
Referring now to FIG. 8E, at least one of another form of
本開示の一形態では、各加熱ユニット52は、所与の加熱アセンブリ50内の隣接する加熱ユニットとは異なる電力分布を有する。別の形態では、少なくとも1つの加熱ユニット52は、2つ以上の加熱アセンブリ50において可変電力出力を有する独立して制御された加熱領域を有する。これらは、可変電力出力について本明細書に示される他の変形例の中でも、本開示の範囲内にありながら、加熱バンドルおよび加熱アセンブリと共に使用され、本明細書に示され説明され得ることを理解されたい。
In one form of the present disclosure, each
さらに別の形態では、可変電力出力は、複合加熱要素を使用することによって達成されてもよい。複合加熱要素は、その長さに沿って可変の電気抵抗率を有する材料を含む材料で作られ、したがって可変電力出力を供給するように構成される。一例として、加熱ユニットの複合加熱要素は、一方の端部(隣接する加熱ユニットの近くまたは加熱アセンブリの端部の近く)ではより高い電気抵抗率を有し、他方の端部のすぐ近く(別の対向する隣接する加熱ユニットの近く)ではより低い電気抵抗率を有する。 In yet another form, variable power output may be achieved by using multiple heating elements. A composite heating element is made of a material that includes a material having a variable electrical resistivity along its length and is thus configured to provide a variable power output. As an example, the composite heating element of a heating unit has a higher electrical resistivity at one end (near the adjacent heating unit or near the edge of the heating assembly) and a higher electrical resistivity at the other end (another (near adjacent heating units facing each other) have a lower electrical resistivity.
図9を参照すると、本開示の別の変形例では、物理的構造は、隣接する加熱ユニットとは異なる断面積を有する少なくとも1つの加熱ユニット52を備える。2つ以上の加熱ユニット52は、他の加熱ユニットとは異なる断面積を有してもよく、1つ以上の加熱アセンブリ50は、異なる断面積を有する加熱ユニット52を有してもよいことを理解されたい。上記のように独立して制御される加熱領域への電力の変調と組み合わせて、これらの可変断面積(本明細書に記載の他の物理的構造に加えて)は、独立して制御される領域の単位面積当たりの電力値から可変電力出力を提供する物理的構造を分離しながら、加熱アセンブリ50の長さに沿って電力出力に大きな差を生成する別の方法である。
Referring to FIG. 9, in another variation of the present disclosure, the physical structure comprises at least one
本明細書で特に明示的に示されない限り、機械的/熱的特性、組成百分率、寸法および/または公差、または他の特性を示すすべての数値は、本開示の範囲を説明する際に「約」または「およそ」という語によって修飾されると理解されるべきである。この変更は、工業的実施、材料、製造、および組み立ての公差、ならびに試験能力を含む様々な理由で望まれる。 Unless expressly indicated herein, all numerical values indicating mechanical/thermal properties, compositional percentages, dimensions and/or tolerances, or other properties are to be used in describing the scope of the present disclosure to be "about or "approximately". This change is desired for a variety of reasons, including industrial practice, material, manufacturing and assembly tolerances, and testability.
要素間の空間的および機能的関係は、「接続された」、「係合された」、「結合された」、「隣接する」、「隣に」、「上に」、「上に」、「上に」、「下に」、および「配置された」を含む様々な用語を使用して説明される。明示的に「直接的」であると記載されていない限り、第1の要素と第2の要素との間の関係が本開示に記載されている場合、その関係は、第1の要素と第2の要素との間に他の介在要素が存在しない直接的な関係とすることができ、第1の要素と第2の要素との間に(空間的または機能的に)1つまたは複数の介在要素が存在する間接的な関係とすることもできる。本明細書で使用される場合、A、B、およびCのうちの少なくとも1つという語句は、非排他的論理ORを使用して論理(A OR B OR C)を意味すると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、および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。 Spatial and functional relationships between elements are defined as "connected", "engaged", "coupled", "adjacent", "adjacent", "above", "above", Various terms are used to describe, including "above," "below," and "arranged." Unless expressly stated to be “direct,” when a relationship between a first element and a second element is described in this disclosure, that relationship is defined as the relationship between the first element and the second element. There can be a direct relationship between the two elements with no other intervening elements, and one or more elements (either spatially or functionally) between the first element and the second element. It can also be an indirect relationship with intervening elements. As used herein, the phrase at least one of A, B, and C should be interpreted to mean logic (A OR B OR C) using non-exclusive logic OR. and should not be construed to mean "at least one of A, at least one of B, and at least one of C."
本開示の説明は、本質的に単なる例示であり、したがって、本開示の内容から逸脱しない変形例は、本開示の範囲内であることが意図される。そのような変形は、本開示の精神および範囲からの逸脱と見なされるべきではない。 The description of the present disclosure is merely exemplary in nature, and thus variations that do not depart from the content of the disclosure are intended to be within the scope of the disclosure. Such variations should not be considered a departure from the spirit and scope of this disclosure.
Claims (22)
加熱バンドルであって、
複数の加熱アセンブリであって、前記加熱アセンブリのうちの少なくとも1つが複数の加熱ユニットを備え、少なくとも1つの加熱ユニットが独立して制御される加熱領域を有し、前記少なくとも1つの加熱アセンブリが、前記少なくとも1つの加熱アセンブリの長さに沿って単位長さ当たりの可変電力出力を送達するように構成された物理的構造を備える、複数の加熱アセンブリと、
前記複数の加熱ユニットに電気的に接続された複数の電源導体と、を含む、加熱バンドルと、
温度を決定する手段と、
前記少なくとも1つの加熱アセンブリの長さに沿って所望の電力出力を提供するために、前記決定された温度に基づいて、前記電源導体を介して前記独立して制御される加熱領域への電力を変調するように構成されたコントローラを含む電源装置と、
を備える、加熱システム。 A heating system,
a heating bundle,
a plurality of heating assemblies, at least one of said heating assemblies comprising a plurality of heating units, at least one heating unit having an independently controlled heating region, said at least one heating assembly comprising: a plurality of heating assemblies comprising a physical structure configured to deliver variable power output per unit length along the length of said at least one heating assembly;
a heating bundle comprising: a plurality of power conductors electrically connected to the plurality of heating units;
means for determining temperature;
power through the power conductors to the independently controlled heating regions based on the determined temperature to provide a desired power output along the length of the at least one heating assembly; a power supply including a controller configured to modulate;
A heating system, comprising:
内部チャンバを画定し、流体入口および流体出口を有する密閉されたハウジングと、
前記加熱バンドルが、前記ハウジングの前記内部チャンバ内に配置された、請求項1に記載の加熱システムと、を備え、
前記加熱バンドルは、前記ハウジング内の流体に応答性の熱分布を提供するように適合されている、装置。 A device for heating a fluid, comprising:
a sealed housing defining an interior chamber and having a fluid inlet and a fluid outlet;
and the heating system of claim 1, wherein the heating bundle is disposed within the interior chamber of the housing;
The apparatus of claim 1, wherein the heating bundle is adapted to provide a responsive heat distribution to fluid within the housing.
加熱バンドルであって、
複数の加熱アセンブリであって、前記加熱アセンブリのうちの少なくとも1つが複数の加熱ユニットを備え、少なくとも1つの加熱ユニットが独立して制御される加熱領域を有し、前記少なくとも1つの加熱アセンブリが、前記少なくとも1つの加熱アセンブリの長さに沿って単位長さ当たりの可変電力出力を送達するように構成された物理的構造を備える、複数の加熱アセンブリと、
前記加熱ユニットに電気的に接続された複数の電源導体と、を含む、加熱バンドルと、
加熱条件および加熱要件のうちの少なくとも1つを決定するための手段と、
前記少なくとも1つの加熱アセンブリの長さに沿って所望の電力出力を提供するために、加熱条件および加熱要件のうちの前記少なくとも1つに基づいて、前記電源導体を介して前記独立して制御される加熱領域への電力を変調するように構成されたコントローラを含む電源装置と、
を備える、加熱システム。 A heating system,
a heating bundle,
a plurality of heating assemblies, at least one of said heating assemblies comprising a plurality of heating units, at least one heating unit having an independently controlled heating region, said at least one heating assembly comprising: a plurality of heating assemblies comprising a physical structure configured to deliver variable power output per unit length along the length of said at least one heating assembly;
a heating bundle comprising a plurality of power conductors electrically connected to the heating unit;
means for determining at least one of heating conditions and heating requirements;
said independently controlled power supply via said power conductors based on said at least one of heating conditions and heating requirements to provide a desired power output along the length of said at least one heating assembly; a power supply including a controller configured to modulate power to a heating region;
A heating system, comprising:
内部チャンバを画定し、流体入口および流体出口を有する密閉されたハウジングと、
前記加熱アセンブリが、前記ハウジングの前記内部チャンバ内に配置された、請求項16に記載の加熱システムと、を備え、
前記加熱アセンブリは、前記ハウジング内の流体に応答性の熱分布を提供するように適合されている、装置。 A device for heating a fluid, comprising:
a sealed housing defining an interior chamber and having a fluid inlet and a fluid outlet;
and the heating system of claim 16, wherein the heating assembly is disposed within the interior chamber of the housing;
The apparatus of claim 1, wherein the heating assembly is adapted to provide responsive heat distribution to fluid within the housing.
複数の加熱ユニットを備える加熱アセンブリであって、少なくとも1つの加熱ユニットが独立して制御される加熱領域を有し、前記加熱アセンブリが、前記加熱アセンブリの長さに沿って単位長さ当たりの可変電力出力を送達するように構成された物理的構造を備える、加熱アセンブリと、
前記加熱ユニットに電気的に接続された複数の電源導体と、
前記加熱アセンブリの長さに沿って所望の電力出力を提供するために、加熱条件および加熱要件のうちの少なくとも1つに基づいて、前記電源導体を介して前記独立して制御される加熱領域への電力を変調するように構成されたコントローラを含む電源装置と、
を備える、加熱システム。 A heating system,
A heating assembly comprising a plurality of heating units, wherein at least one heating unit has an independently controlled heating area, said heating assembly having a variable per unit length along the length of said heating assembly a heating assembly comprising a physical structure configured to deliver electrical power output;
a plurality of power conductors electrically connected to the heating unit;
to the independently controlled heating region via the power conductors based on at least one of heating conditions and heating requirements to provide a desired power output along the length of the heating assembly. a power supply including a controller configured to modulate the power of
A heating system, comprising:
内部チャンバを画定し、流体入口および流体出口を有する密閉されたハウジングと、
前記加熱アセンブリが、前記ハウジングの前記内部チャンバ内に配置された、請求項19に記載の加熱システムと、を備え、
前記加熱アセンブリは、前記ハウジング内の流体に応答性の熱分布を提供するように適合されている、装置。 A device for heating a fluid, comprising:
a sealed housing defining an interior chamber and having a fluid inlet and a fluid outlet;
and the heating system of claim 19, wherein the heating assembly is disposed within the interior chamber of the housing;
The apparatus of claim 1, wherein the heating assembly is adapted to provide responsive heat distribution to fluid within the housing.
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