JP2023513090A - 電磁波で加熱するための装置、システム、および方法 - Google Patents
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Abstract
流体または他の材料を加熱するための装置、システム、および方法。装置は、サセプタ材料が配設されているコンテナ(例えば、チューブ)を含んでもよい。サセプタ材料は、マイクロ波エネルギーを熱に変換し得、これは、チューブ内またはチューブに隣接する流体または材料の温度を増加し得る。【選択図】図3A
Description
関連出願の相互参照
本出願は、2020年2月4日に出願された米国仮特許出願第62/969,935号の優先権を主張し、参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、2020年2月4日に出願された米国仮特許出願第62/969,935号の優先権を主張し、参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、マイクロ波を含む電磁波で加熱するための装置、システム、および方法に関する。
マイクロ波エネルギーは、食品および飲料産業、ならびに様々な化学産業を含む多くの産業において、様々な材料を加工または加熱するために使用することができる。例えば、マイクロ波は、プラズマプロセス(例えば、粉末処理、化学気相浸透、表面改質など)、化学処理および合成、ならびに廃棄物浄化において、試験および適用されている。マイクロ波エネルギーの産業利用拡大には大きい努力がなされたものの、ほとんど進展がなかった。
マイクロ波エネルギーの展開と一般的に関連付けられた欠点としては、(i)装置またはプロセスを設計するときに直面する困難、(ii)高価な機器の必要性、(iii)全体的に限られた使用回数、(iv)温度が上昇するにつれて生じ得る誘電特性の変化、または(v)これらの組み合わせが挙げられる。
これらの欠点の1つ以上を克服するマイクロ波で加熱するための装置、システム、および方法が依然として必要であり、これには、例えば、熱源としてさらなるプロセスにおいて採用され得る加熱された流体を生成するための装置および方法が含まれる。
本明細書では、流体の誘電特性に完全に依存しない加熱方法を含む、前述の欠点のうちの1つ以上に対処する装置、システム、および方法が提供される。結果として、本明細書に提供される方法の実施形態は、材料固有のものではなく、有機流体、無機流体、水性流体などを含む、本明細書に記載されるような幅広い範囲の流体に適用可能であり、各々が、極性または非極性であってもよい。本明細書で提供される装置および方法は、それぞれ、流体の流れが、マイクロ波などの電磁波を照射されたサセプタ材料に接触する固定ベッドシステムを含むか、またはそれに依存してもよい。電磁波は、サセプタ材料によって熱に変換されてもよく、それによって、流体を連続的であり得るプロセスで加熱する。流体は、流体の所望の温度に達するまで、固定ベッドシステムを1回または2回以上通過してもよい。本明細書に記載の装置およびシステムはまた、流体の臨界圧力よりも大きい圧力など、装置またはシステムの少なくとも一部に圧力を加えることを可能にし得、これは、流体のすべてまたは少なくとも一部分を液相および/または超臨界相に保持し得る。
一態様では、装置が本明細書に提供される。いくつかの実施形態では、装置は、アプリケータであって、(i)チューブの第1の端部が、アプリケータに固定的に装着されているか、またはばね式で装着されているか、(ii)チューブの少なくとも一部分が、アプリケータ内に配置されている、アプリケータと、を含む。いくつかの実施形態では、装置は、チューブと、チューブ内に配設されたサセプタ材料と、アプリケータであって、(i)チューブの第1の端部が、アプリケータに固定的に装着されているか、またはばね式で装着されており、(ii)チューブの少なくとも一部分およびチューブ内の少なくとも一部分サセプタ材料が、アプリケータ内に配置されている、アプリケータと、を含む。いくつかの実施形態では、チューブの第2の端部が、アプリケータに固定的に装着されているか、またはばね式で装着されている。チューブは、入口、出口、または入口および出口を含んでもよい。装置はまた、1つ以上のマイクロ波発生器を含んでもよく、1つ以上のマイクロ波発生器が、複数のマイクロ波をアプリケータ内に導入して、サセプタ材料の少なくとも一部分に複数のマイクロ波を照射するように位置決めされている。
いくつかの実施形態では、装置は、サセプタ粒子を受容するように構成された内部容積を画定するコンテナと、内部容積内に、または内部容積に隣接して配設されており、流体が内部容積から流出することを可能にしながら、内部容積内にサセプタ粒子を保持するように構成された少なくとも1つの保持デバイスと、内部容積に含有されたサセプタ粒子の照射のために、内部容積内に電磁波を導入するように構成された電磁波放射構造と、を含む。電磁波放射構造は、電磁波がコンテナの外部から内部容積内に通過することができるコンテナの電磁波透過性セクションを含んでもよい。コンテナは、コンテナの電磁波透過性セクションを構成する電磁波透過性材料で形成されている管状セクションを含んでもよい。装置は、電磁波透過性セクションを通って、内部容積内に電磁波を導くためのアプリケータを含んでもよい。いくつかの実施形態では、電磁波放射構造が、コンテナ内に少なくとも部分的に配設されている。
別の態様では、システムが本明細書に提供される。いくつかの実施形態では、システムは、流体が配設されている流体源であって、流体源がチューブと流体連通している、流体源と、(i)チューブへの流体、および/または(ii)チューブ内の圧力を提供するように構成されたポンプであって、ポンプが、装置および流体源と流体連通している、ポンプと、を含む。
また別の態様では、流体などの材料を加熱する方法が提供される。
いくつかの実施形態では、方法は、流体を、サセプタ粒子などの加熱されたサセプタ材料と接触させ、それにより、流体を、少なくとも100℃/分、少なくとも200℃/分、少なくとも300℃/分、少なくとも400℃/分、または少なくとも500℃/分の速度で加熱することを含む。
いくつかの実施形態では、方法は、本明細書に記載の装置またはシステムを提供することと、流体を、ある流量で、チューブの入口に配設することと、複数の電磁波をアプリケータ内に導入して、サセプタ材料の少なくとも一部分に複数の電磁波を照射し、流体がチューブ内にある間に、熱を発生させて、加熱された流体を生成することと、チューブの出口で、加熱された流体を収集することと、を含む。いくつかの実施形態では、方法はまた、(i)加熱された流体の少なくとも一部分をチューブの入口に配設することと、(ii)複数の電磁波をアプリケータ内に導入して、サセプタ材料の少なくとも一部分に複数の電磁波を照射し、加熱された流体がチューブ内にある間に、熱を発生させて、さらに加熱された流体を生成することと、(iii)チューブの出口で、さらに加熱された流体を収集することと、を含む。
いくつかの実施形態では、方法は、本明細書に記載の装置またはシステムを提供することと、流体を、チューブに接合されている材料を配置することと、複数の電磁波をアプリケータ内に導入して、サセプタ材料の少なくとも一部分に複数の電磁波を照射し、材料がチューブ内に隣接する間に、熱を発生させて、加熱された材料を生成することと、を含む。材料は、流体、固体、またはこれらの組み合わせを含んでもよい。いくつかの実施形態では、チューブに隣接する材料の配置は、チューブを材料に接触させることを含む。
追加の態様は、続く説明に一部記載され、一部は、説明から明白であるか、または本明細書に記載の態様の実施により学ばれてもよい。本明細書に記載される利点は、添付の特許請求の範囲に特に指摘される要素および組み合わせにより実現され、達せられてもよい。前述の概要および以下の発明を実施するための形態の両方は、単に例示的および説明的であり、限定的ではないことを理解されたい。
本明細書では、マイクロ波エネルギーなどの電磁エネルギーで流体を加熱するための装置、システム、および方法が提供される。装置は、サセプタ材料が配設されているチューブを含み、チューブは、少なくとも部分的にアプリケータ内に配置されてもよい。
コンテナ/チューブ
本明細書に記載の装置は、コンテナを含んでもよい。コンテナは、サセプタ材料の粒子などのサセプタ材料を受容するように構成された内部容積を画定してもよい。コンテナは、入口、出口、または入口および出口を有してもよい。入口は、内部容積内で流体を受容するための流体入口であってもよく、出口は、内部容積から流体を排出するための流体出口であってもよい。装置は、1つのコンテナ(例えば、チューブ)または2つ以上の(例えば、2つの)コンテナ(例えば、チューブ)を含んでもよい。チューブが特徴を有するように本明細書に記載されている場合、そのような特徴は、コンテナの特徴であってもよい。逆に、コンテナが特徴を有するように本明細書に記載されている場合、そのような特徴は、チューブの特徴であってもよい。
本明細書に記載の装置は、コンテナを含んでもよい。コンテナは、サセプタ材料の粒子などのサセプタ材料を受容するように構成された内部容積を画定してもよい。コンテナは、入口、出口、または入口および出口を有してもよい。入口は、内部容積内で流体を受容するための流体入口であってもよく、出口は、内部容積から流体を排出するための流体出口であってもよい。装置は、1つのコンテナ(例えば、チューブ)または2つ以上の(例えば、2つの)コンテナ(例えば、チューブ)を含んでもよい。チューブが特徴を有するように本明細書に記載されている場合、そのような特徴は、コンテナの特徴であってもよい。逆に、コンテナが特徴を有するように本明細書に記載されている場合、そのような特徴は、チューブの特徴であってもよい。
コンテナは、チューブであってもよい。本明細書で使用する場合、「チューブ」という用語は、(i)細長い(例えば、少なくとも1.1:1、少なくとも1.5:1、または少なくとも2:1の長さ:幅比)か、もしくは細長い部分を含むか、(ii)任意の点で非多角形(例えば、円形、楕円形など)である断面形状を有する内部容積を画定するか、または(iii)これらの組み合わせであるコンテナを指す。
チューブなどのコンテナの内部リザーバは、入口および出口が存在するとき、入口および出口と流体接続していてもよい。チューブなどのコンテナは、(i)直線の、湾曲した(例えば、1つ以上のコイルを特徴とする)、曲がった、もしくはこれらの組み合わせであってもよいか、(ii)任意の外側もしくは内側断面形状(例えば、多角形、非多角形など)または面積を有してもよいか、または(iii)任意の外寸もしくは内寸を有してもよい。「内側断面形状」および「内寸」は、内側リザーバの断面形状、寸法、および/または容積を指してもよい。「外寸または内寸」は、チューブが実質的に円筒形であるとき、または内部リザーバが実質的に円形の断面形状を有するとき、それぞれ外径または内径である。
チューブなどのコンテナは、任意の外寸および任意の内寸を有してもよい。外寸と内寸との間の差が、コンテナの壁の厚さを決定するため、外寸および内寸は、コンテナの壁が、(i)圧力などの本明細書に記載の方法の1つ以上のパラメータに耐えることができるように、(ii)サセプタ材料にマイクロ波(例えば、特定の周波数および/または波長のマイクロ波)を効果的に、または所望の程度まで照射することができるように、(iii)所望の場所にサセプタ材料の少なくとも一部分を保持することができるように、または(iv)これらの組み合わせであるように、選択されてもよい。チューブなどのコンテナは、約5mm~約3m、約10mm~約3m、約20mm~約3m、約50mm~約3m、約100mm~約3m、約250mm~約3m、約500mm~約3m、約1m~約3m、または約2m~約3mの外寸を有してもよく、内寸は、コンテナ(例えば、チューブ)の壁の所望の厚さを提供するように選択されてもよい。
いくつかの実施形態では、チューブ、またはその少なくとも一部分は、実質的に円筒形であり、実質的に円形の断面形状を有する内部リザーバを有する。本明細書で使用される場合、「実質的に円筒形」という語句は、実質的に円形の外側断面形状を有する物体またはその一部を指し、その長さに沿った任意の点での物体の最小外径は、その長さに沿った任意の点での最大外径よりも20%(例えば、100および少なくとも80)、15%(例えば、100および少なくとも85)、10%(例えば、100および少なくとも90)、5%(例えば、100および少なくとも95)、または1%(例えば、100および少なくとも99)以下小さい。本明細書で使用される場合、「実質的に円形の」という語句は、その最大直径(例えば、チューブの外径、内部リザーバの内径)よりも20%(例えば、10および少なくとも8)、15%(例えば、10および少なくとも8.5)、10%(例えば、10および少なくとも9)、5%(例えば、10および少なくとも9.5)、または1%(例えば、10および少なくとも9.9)以下である最小直径(例えば、チューブの外径、内部リザーバの内径)を有する形状を指す。
いくつかの実施形態では、電磁波透過性材料で形成されたチューブなどのコンテナの一部分は、実質的に円筒形であり、約3mm~約200mmの外径、および約2mm~約150mmの内径を有する。いくつかの実施形態では、電磁波透過性材料で形成されたチューブなどのコンテナの一部分は、実質的に円筒形であり、約3mm~約150mmの外径、および約2mm~約100mmの内径を有する。いくつかの実施形態では、電磁波透過性材料で形成されたチューブなどのコンテナの一部分は、実質的に円筒形であり、約3mm~約75mmの外径、および約2mm~約60mmの内径を有する。いくつかの実施形態では、電磁波透過性材料で形成されたチューブなどのコンテナの一部分は、実質的に円筒形であり、約15mm~約75mmの外径、および約10mm~約60mmの内径を有する。いくつかの実施形態では、電磁波透過性材料で形成されたチューブなどのコンテナの一部分は、実質的に円筒形であり、約45mm~約60mmの外径、および約30mm~約44mmの内径を有する。いくつかの実施形態では、電磁波透過性材料で形成されたチューブなどのコンテナの一部分は、実質的に円筒形であり、約50mm~約54mmの外径、および約40mm~約44mmの内径を有する。しかしながら、コンテナ(例えば、チューブ)を含む本明細書に記載の装置は、任意の流体流れに対応するようにスケーリングされてもよいため、他の寸法が想定される。例えば、電磁波透過性材料で形成されたチューブなどのコンテナの一部分は、実質的に円筒形であってもよく、約0.5m~約3m、約1m~約3m、または約2m~約3mの外径、および約0.4m~約2.9m、約0.9m~約2.9m、または約1.9m~約2.9mの内径を有する。
コンテナ(例えば、チューブ)は、圧力コンテナであってもよい。「圧力コンテナ」は、少なくとも1バール、少なくとも5バール、少なくとも10バール、少なくとも15バール、少なくとも20バール、または少なくとも25バールの圧力に耐えるように構成されたコンテナを指す。
入口および出口は、存在する場合、流体がそれぞれ、コンテナ(例えば、チューブ)に入ることおよび出ることを可能にする任意のサイズおよび任意の場所の共有開口または2つの開口を含んでもよい。例えば、コンテナがチューブであるときに、チューブは、チューブの第1の端部または第2の端部に配置された入口を有してもよく、チューブは、それぞれ、チューブの第2の端部または第1の端部に配置された出口を有してもよい。代替的に、チューブは、チューブの第1の端部に配置された入口および出口、またはチューブの第2の端部に配置された入口および出口を有してもよい。本明細書で使用される場合、「第1の端部」、「第1の端部での」、「第2の端部」、「第2の端部での」などの語句は、チューブなどのコンテナの終端点のうちの1つから始まり、コンテナ(例えば、チューブ)の反対側の端部(例えば、チューブ)に向かってコンテナ(例えば、チューブ)の長さの50%以下で延在する領域を指す。
チューブなどのコンテナは、本明細書に記載の装置およびシステム内に存在するとき、または本明細書に記載の方法で使用されるとき、任意の配向に配置されてもよい。例えば、チューブなどのコンテナは、コンテナ(例えば、チューブ)の長手方向軸が、装置を支持する表面(例えば、地面、床、天井、壁など)に平行(0°)であるように配置されてもよい。さらなる例として、コンテナ(例えば、チューブ)は、その長手方向軸が、装置を支持する表面(例えば、地面、床、天井、壁など)に対して垂直(90°)であるように配置されてもよい。いくつかの実施形態では、コンテナ(例えば、チューブ)は、装置を支持する表面(例えば、地面、床、天井、壁など)に対して0°~90°の任意の角度で配置されている。例えば、コンテナ(例えば、チューブ)の長手方向軸と、装置を支持する表面(例えば、地面、床、天井、壁など)との間の角度は、0°~90°、10°~90°、20°~90°、30°~90°、40°~90°、50°~90°、60°~90°、70°~90°、または80°~90°であってもよい。したがって、コンテナ(例えば、チューブ)が、入口および出口を含むときに、コンテナの入口および出口は、装置を支持する表面(例えば、地面、床、天井など)に対して同じ高さで、または異なる高さで配置されてもよい。例えば、チューブの入口は、コンテナの出口よりも支持面の近くに配置されてもよく、それによってコンテナ(例えば、チューブ)が「アップフロー」モードで動作することを可能にする。代替的に、コンテナ(例えば、チューブ)の出口は、コンテナ(例えば、チューブ)の入口よりも支持面の近くに配置されてもよく、それによってコンテナ(例えば、チューブ)が「ダウンフロー」モードで動作することを可能にする。
コンテナ(例えば、チューブ)は、任意の長さ、すなわち、第1の端部の終端点からの直線の距離か、または存在する場合、第1のキャップから第2の端部までの距離か、または存在する場合、コンテナ(例えば、チューブ)の第2のキャップまでの距離であってもよい。コンテナ(例えば、チューブ)は、例えば、約0.1m~約5m、約0.1m~約4m、約0.1m~約3m、約0.5m~約3m、約0.5m~約2m、約0.5m~約1.5m、または約1m~約1.5mの長さを有してもよい。しかしながら、コンテナを含む本明細書に記載の装置は、任意の流体流れに対応するようにスケーリングされてもよいため、他の長さが想定される。
コンテナ(例えば、チューブ)は、コンテナ内のサセプタ材料がマイクロ波などの電磁波を照射されることを可能にする任意の材料を含んで(例えば、それらで形成されて)もよい。いくつかの実施形態では、コンテナは、少なくとも部分的に、電磁波透過性材料を含む1つ以上の材料で形成されている。本明細書で使用される場合、「電磁波透過性材料」という語句は、1Lの水の温度を少なくとも5%増加させるのに十分な時間、本明細書に記載されるものなどの1つ以上のタイプの電磁波を照射されたときに、実質的に非加熱(すなわち、5%以下の温度増加)のままである材料を指す。言い換えれば、電磁波透過性材料は、使用のために選択された1つ以上のタイプの電磁波に関して透明であり、必ずしもすべての電磁波ではない。いくつかの実施形態では、コンテナ(例えば、チューブ)は、少なくとも部分的に、マイクロ波透過性材料を含む1つ以上の材料で形成されている。本明細書で使用される場合、「マイクロ波透過性材料」という語句は、1Lの水の温度を少なくとも5%増加させるのに十分な時間、マイクロ波を照射されたときに実質的に非加熱(すなわち、5%以下の温度増加)のままである材料、典型的には低損失誘電材料を指す。マイクロ波透過性材料などの電磁波透過性材料は、セラミック、ポリマー、ガラス、ガラス繊維、無機化合物(例えば、鉱物)、またはこれらの組み合わせから選択されてもよい。いくつかの実施形態では、無機化合物は、一般的に石英と称され得る縮合シリカを含む。いくつかの実施形態では、マイクロ波透過性材料などの電磁波透過性材料は、窒化ケイ素を含む。いくつかの実施形態では、マイクロ波透過材料などの電磁波透過材料は、セラミックを含む。いくつかの実施形態では、セラミックは、「SiAlON」セラミックと称され得る、シリコン、アルミニウム、窒素、および酸素を含む。いくつかの実施形態では、セラミックは、アルミナを含む。アルミナは、最大10重量%、最大5重量%、または最大1重量%の不純物、例えば、シリカ、カルシア、マグネシア、酸化鉄、酸化ナトリウム、チタニア、酸化クロム、酸化カリウム、酸化ホウ素、またはこれらの組み合わせを含んでもよい市販のアルミナであってもよい。いくつかの実施形態では、アルミナは、99.8%アルミナである(McDaniel Advanced Ceramic Technologies,Pennsylvania,USA)。
コンテナ(例えば、チューブ)は、1つ以上の材料で形成されてもよい。例えば、アプリケータ内に配置されたチューブの少なくとも一部分は、1つ以上の電磁波透過性材料で形成されてもよく、一方、1つ以上の他の材料は、コンテナの残りの部分を形成するために使用されてもよい。例えば、コンテナは、セラミックおよび金属で形成されてもよい。
いくつかの実施形態では、コンテナ(例えば、チューブ)は、1つ以上の電磁波透過性材料で形成されたモノリシック構造である。本明細書で使用する場合、「モノリシック構造」という語句は、材料の単一のピース(例えば、セラミック、金属など)で形成された構造を指す。モノリシック構造を有するコンテナは、例えば、セラミックで完全に形成された単一のチューブ形状のピースを含むチューブであってもよい。セラミックモノリシック構造は、それぞれ第1の端部および第2の端部の入口および出口を含んでもよい。いくつかの実施形態では、モノリシック構造は、本明細書に提供される装置の別の部品、例えば、クランプまたはヘッドユニットの他の部品を収容するための1つ以上の構造的特徴(例えば、窪み、溝、隆起、フランジなど)を含む。しかしながら、モノリシック構造は、本明細書に提供される装置の別の部品を収容するように構成された1つ以上の構造的特徴を欠いてもよい。
いくつかの実施形態では、コンテナ(例えば、チューブ)は、それぞれ、コンテナ(例えば、チューブ)の第1の端部に配置された第1のキャップ、コンテナ(例えば、チューブ)の第2の端部に配置された第2のキャップ、またはコンテナ(例えば、チューブ)の第1の端部および第2の端部に配置された第1のキャップおよび第2のキャップを含む。いくつかの実施形態では、コンテナ(例えば、チューブ)の入口は、第1のキャップによって提供される。いくつかの実施形態では、コンテナ(例えば、チューブ)の出口は、第2のキャップによって提供される。例えば、第1のキャップおよび/または第2のキャップは、それぞれ、流体がコンテナ(例えば、チューブ)の内部リザーバに入る、または出ることを可能にする開口部を画定してもよい。第1のキャップおよび/または第2のキャップは、任意の材料で形成されてもよい。いくつかの実施形態では、第1のキャップおよび/または第2のキャップは、コンテナ(例えば、チューブ)のマイクロ波透過性材料などの電磁波透過性材料の熱膨張係数と同一または類似の(例えば、10%以内の)熱膨張係数を有する材料で形成されている。いくつかの実施形態では、第1のキャップおよび/または第2のキャップは、金属で形成されている。金属は、合金、例えば、鉄、コバルト、およびニッケルを含む合金(例えば、KOVAR(登録商標)合金)であってもよい。いくつかの実施形態では、第1のキャップおよび/または第2のキャップは、金属を含み、チューブの一部分は、セラミックを含み、第1のキャップ、第2のキャップ、または第1のキャップと第2のキャップの両方は、チューブと第1のキャップ、第2のキャップ、または第1のキャップと第2のキャップの両方との間にシールを形成する方式を含む、任意の方式で接合されている。例えば、コンテナ(例えば、チューブ)は、(i)セラミックと金属のろう付け、(ii)接着剤、(iii)チューブのねじ切り端部を、ねじ切りされてもよい第1のキャップおよび/または第2のキャップに固定すること、または(iv)これらの組み合わせによって、第1のキャップ、第2のキャップ、または第1のキャップおよび第2のキャップに接合されてもよい。ろう付けは、圧力などの本明細書に記載の方法の1つ以上のパラメータに耐えるのに十分であり得るシールをもたらし得る。いくつかの実施形態では、コンテナ(例えば、チューブ)の一部分は、アルミナを含み、第1のキャップ、第2のキャップ、または第1のキャップと第2のキャップの両方は、KOVAR(登録商標)合金を含む。KOVAR(登録商標)合金は、(i)セラミックと金属のろう付け、(ii)セラミックおよびKOVAR(登録商標)合金の一方または両方のねじ切り、または(iii)これらの組み合わせによって、アルミナなどのセラミックに接合されてもよい。接着剤は、Sauereisen,Inc.(PA,USA)から市販されているものなどのセラミック接着剤であってもよい。第1のキャップおよび/または第2のキャップは、概して、任意の形状を有してもよい。例えば、第1のキャップおよび/または第2のキャップは、本明細書に記載のコンテナ(例えば、チューブ)、システム、または装置の別の部品に対応する特徴(例えば、窪み、溝、隆起、フランジなど)を有してもよい。いくつかの実施形態では、第1のキャップおよび/または第2のキャップは、第1のキャップおよび/または第2のキャップが、第1のキャップおよび/または第2のキャップと本明細書に記載の装置またはシステムの別の部品(例えば、ヘッドユニット)との間のシールなどの本明細書に記載のシールとして、またはその一部として使用されてもよいクランプまたは他のデバイスを収容することを可能にし得る1つ以上の特徴(例えば、任意の多角形または非多角形の形状の窪み、溝、隆起、フランジなど)を含む。
チューブの実施形態を、図1A(側面図)、図1B(端面図)、および図1C(端面図)に示す。図1Aのチューブ100は、実質的に円筒形であり、第1の端部101および第2の端部102を有する。チューブ100は、マイクロ波透過性材料で形成された中央部分110と、第1の端部101の第1のキャップ120と、第2の端部102の第2のキャップ130と、を含む。図1Bに示されるように、チューブ100の第1の端部101は、第1のキャップ120によって提供された入口121を有する。図1Cに示すように、チューブ100の第2の端部102は、第2のキャップ130に提供された出口131を有する。図1Bの入口121および図1Cの出口131は、それぞれ第1のキャップ120および第2のキャップ130において中心であるが、入口121および出口131のうちの少なくとも1つが中心でない実施形態など、他の実施形態が想定されている。
チューブの別の実施形態は、図1F(側面図)に示される。図1Fのチューブ160は、実質的に円筒形であり、第1の端部161および第2の端部162を有する。チューブ160は、マイクロ波透過性材料で形成された中央部分163と、第1の端部161の第1のキャップ164と、第2の端部162の第2のキャップ165と、を含む。第1のキャップ164および第2のキャップ165は、フランジ(166、167)を含む。フランジ(166、167)は、クランプまたは他のデバイスを収容し得る。チューブ160の第1の端部161は、第1のキャップ164によって提供された入口を有し、チューブ160の第2の端部162は、第2のキャップ165によって提供された出口を有するため、図1Fのチューブ160の端部図は、図1Bおよび図1Cのものと同一である。いくつかの実施形態では、第1のキャップ164および第2のキャップ165の一方または両方は、正方形または長方形のフランジなどの非円形形状を有するフランジを含むことができ、そのような実施形態は、図1Bおよび図1Cに示されるものとは異なる端面図を有するであろう。
チューブのさらに別の実施形態は、図1G(側面図)および図1H(端面図)に示される。図1Gのチューブ170は、実質的に円筒形であり、第1の端部171および第2の端部172を有する。チューブ170は、セラミックなどのマイクロ波透過性材料で形成されたモノリシック構造を有する。モノリシック構造は、第1の端部171および第2の端部172にフランジ(173、174)を含む。フランジ(173、174)は、クランプまたは他のデバイスを収容し得る。図1Gのチューブ170の端面図は、フランジ173および入口175を示す図1Hに提供される。いくつかの実施形態(図示せず)では、入口175は存在しない。
コンテナ(例えば、チューブ)の外寸は、アプリケータの寸法に適合するように選択されてもよい。アプリケータは、例えば、チューブが配置されている1つ以上の開口部を画定する構造を含んでもよい。コンテナ(例えば、チューブ)は、コンテナ(例えば、チューブ)がアプリケータの1つ以上の開口部の少なくとも一部分に接触することを可能にする外寸を有してもよい。コンテナ(例えば、チューブ)は、アプリケータの開口部の対応する寸法よりも約0.1mm~約10mm、約0.1mm~約5mm、約2mm~約4mm、または約3mm~約3.5mm小さい外寸を有してもよい。アプリケータは、壁によって画定された1つ以上のチャンバを含んでもよく、壁の各々は、チューブが配置されている開口部を画定し、チューブの外寸と開口部の寸法との間の比較的小さい差は、マイクロ波漏れを低減または排除してもよい。
コンテナ(例えば、チューブ)はまた、マイクロ波ディスラプタを含んでもよい。本明細書で使用される場合、「マイクロ波ディスラプタ」という語句は、装置の1つ以上の構成要素の少なくとも一部を加熱するマイクロ波の能力を低減または排除するように構成されたデバイスを指す。例えば、マイクロ波ディスラプタは、マイクロ波の共鳴を破壊するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、マイクロ波ディスラプタは、コンテナ(例えば、チューブ)の内側に配置されている。マイクロ波ディスラプタは、コンテナ(例えば、チューブ)の任意の部品に任意の方式で装着されてもよい。例えば、マイクロ波ディスラプタは、コンテナ(例えば、チューブ)の任意の部品に固定的に装着されてもよい。いくつかの実施形態では、マイクロ波ディスラプタは、コンテナ(例えば、チューブ)の第1の端部、コンテナ(例えば、チューブ)の入口、コンテナ(例えば、チューブ)の第2の端部、コンテナ(例えば、チューブ)の出口、またはこれらの組み合わせに配置されている。コンテナ(例えば、チューブ)の第1の端部および/または第1の端部に第1のキャップを有するコンテナ(例えば、チューブ)の入口にマイクロ波ディスラプタを配置することは、マイクロ波による第1のキャップの加熱を低減または排除し得る。コンテナ(例えば、チューブ)の第2の端部および/または第2の端部に第2のキャップを有するコンテナ(例えば、チューブ)の出口にマイクロ波ディスラプタを配置することは、マイクロ波による第2のキャップの加熱を低減または排除し得る。
本明細書で使用されるとき、語句「固定的に装着されている」、「固定的に接合されている」などは、非弾性であるように構成されている貼り付けられた、または固定された接続を説明し、これには、(i)恒久的であるように構成されている(例えば、2つの物体が溶接されている、または物体が形成時に、マイクロ波ディスラプタを含む第2のキャップなどの2つの特徴を含む)か、かつ/または(ii)(a)手で取り外すことができない(例えば、ツールで締め付けられたねじ切りされた留め具、いくつかのタイプの接着剤、締め付けられたカラー、2つの物体間の摩擦を提供する材料など)か、もしくは(2)締緩ツールを介さずに手で取り外すことができ(例えば、タブおよびスロット、隆起および溝、いくつかのタイプの接着剤、物体間の摩擦を提供する材料など、対応する雄型および雌型の特徴によって接続されている物体)、かつ/または(b)本明細書に記載の方法の1つ以上のパラメータ、例えば、圧力、熱膨張によって付与される力などを失敗することなく、耐えることができる接続を含む。
マイクロ波ディスラプタは、概して、任意の材料を含んでもよく(例えば、それで形成されてもよく)、マイクロ波ディスラプタの場所で、またはその近くでのマイクロ波の加熱能力を低減または排除することができる任意の形状を有する。いくつかの実施形態において、マイクロ波ディスラプタは、銅、ステンレス鋼などの金属を含む。マイクロ波ディスラプタは、直線の、湾曲した、曲がった、またはこれらの組み合わせであってもよいワイヤ(すなわち、可撓性かつ細長い)またはロッド(すなわち、剛性かつ細長い)を含んでもよい。マイクロ波ディスラプタが、ワイヤまたはロッドを含むとき、フランジ、1つ以上の突出した構造、またはこれらの組み合わせは、ワイヤまたはロッドの任意の部分に配置されてもよい。
マイクロ波ディスラプタのいくつかの実施形態を、図2A~図2Dに示す。図2Aのマイクロ波ディスラプタ200は、コンテナ(例えば、チューブ)内の任意の場所に装着されてもよい第1の端部201を有する曲がったワイヤ202を含む。図2Bのマイクロ波ディスラプタ210は、コンテナ(例えば、チューブ)内の任意の場所に装着されてもよい第1の端部211を有する実質的に円筒形のロッド212を含む。マイクロ波ディスラプタ210はまた、実質的に円形のフランジ213を含む。図2Cのマイクロ波ディスラプタ220は、コンテナ(例えば、チューブ)内の任意の場所に装着されてもよい第1の端部221を有するロッド222を含む。マイクロ波ディスラプタ220はまた、3つの突出した構造223を含む。図2Dのマイクロ波ディスラプタ230は、複数の曲線およびコンテナ(例えば、チューブ)内の任意の場所に装着されてもよい第1の端部231を有するワイヤ232を含む。
チューブなどの装置、システム、またはその一部は、これは、(i)サセプタ材料がコンテナ(例えば、チューブ)の内部リザーバおよび/またはキャップから逃げるのを防ぐこと、(ii)内部リザーバ、キャップ、ヘッドユニットなどの装置、システム、またはその一部内のサセプタ材料の場所を制御すること、(iii)サセプタ材料が流体に接触するのを防ぐこと、または(iv)これらの組み合わせを行うために、1つ以上の保持デバイスを含んでもよい。1つ以上の保持デバイスは、コンテナ(例えば、チューブ)の入口内に配設された流体に対して透過性または不透過性である材料を含んでもよい。1つ以上の保持デバイスは、システムまたは装置内の任意の位置に位置してもよい。1つ以上の保持デバイスは、(i)チューブなどのコンテナによって画定された内部容積内に配設されるか、もしくはそれに隣接して配置されてもよく、かつ/または(ii)流体が内部容積から流出することを可能にしながら、コンテナによって画定された内部容積内にサセプタ粒子を保持するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、保持デバイスは、膜を含む。いくつかの実施形態では、保持デバイスは、流体が通過することができるが、サセプタ粒子などのサセプタ材料が通過することができない複数の開口を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の保持デバイスは、スクリーンを含む。フレームを含んでもよい保持デバイス(例えば、膜、スクリーンなど)は、(i)コンテナ(例えば、チューブ)内もしくはコンテナ(例えば、チューブ)に隣接して、例えば、内部リザーバの一方の端部または両方の端部に、キャップ内もしくはキャップに隣接して、(ii)ヘッドユニット内もしくはヘッドユニットに隣接して(例えば、ヘッドユニット内、ヘッドユニットとキャップとの間、かつ/または流体がヘッドユニットから出るパイプもしくは他のデバイス内に)、または(iii)これらの組み合わせに位置決め(例えば、固定的に装着)されてもよい。保持デバイスに対して任意のふるい指定が選択されてもよく、例えば、保持デバイスは、任意の好適なメッシュ番号を有してもよい。いくつかの実施形態では、保持デバイスは、4~400、10~200、20~100、または20~50のメッシュ番号を有するスクリーンである。いくつかの実施形態では、保持デバイスは、30メッシュスクリーンを含む。いくつかの実施形態では、保持機構内の開口の平均開口面積は、20平方mm未満、15平方mm未満、10平方mm未満、5平方mm未満、または2平方mm未満である。いくつかの実施形態では、保持デバイスは、コンテナに結合されたスクリーン、コンテナに結合された穿孔板、またはコンテナの穿孔壁を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの保持デバイスは、コンテナ(例えば、チューブ)の流体入口に近接する第1の保持構造位置と、流体出口に近接する第2の保持構造位置と、を含む。コンテナ(例えば、チューブ)の入口内に配設された流体に対して透過性であることに加えて、1つ以上の保持デバイスはまた、開口部を介して、またはそれ以外で、マイクロ波ディスラプタなどのコンテナ(例えば、チューブ)の1つ以上の他の構成要素を収容してもよい。マイクロ波ディスラプタは、例えば、1つ以上の保持デバイスによって画定された開口部内に配置された一部分を含んでもよい。いくつかの実施形態では、1つ以上の保持デバイスは、(i)流体に不透過性であってもよく、(ii)チューブの電磁波透過性材料と同一であっても異なってもよい、マイクロ波透過性材料などの電磁波透過性材料で少なくとも部分的に形成された1つ以上のハウジングを含む。サセプタ材料は、1つ以上のハウジング内に配設されてもよい。ハウジングは、概して任意の形状を有してもよく、コンテナ(例えば、チューブ)は、サセプタ材料が配設されている1つ以上のハウジングを含んでもよい。いくつかの実施形態では、サセプタ材料が配設されているハウジングは、少なくとも3:1(例えば、円筒形状)の長さ:幅比を有する細長いハウジングであり、それによって、流体が細長いハウジングの外面およびチューブの内面によって少なくとも部分的に画定された領域を横断する「チューブ内チューブ」構成を形成する。いくつかの実施形態では、細長いハウジングのうちの2つ以上は、任意の方式で、コンテナ(例えば、チューブ)内に配置されている。いくつかの実施形態では、1つ以上のハウジングは、コンテナ(例えば、チューブ)に任意の方式で配置された3:1未満の長さ:幅比(例えば、球形、楕円形、正方形、長方形の形状)を有する1つ以上のカプセルを含む。ハウジング内に配設されたサセプタ材料は、粒子状形態、モノリシック形態、またはこれらの組み合わせなど、本明細書に記載のものを含む任意の形態であってもよい。
図1Aのチューブの断面図を図1Dに示す。チューブ100は、内部リザーバ151と、内部リザーバ151内に配設されたサセプタ材料150を保持する、内部リザーバ151の両方の端部に配置されたスクリーン(141、142)と、を含む。チューブ100の第2の端部102の最も近くに位置決めされたスクリーン142は、図2Bのマイクロ波ディスラプタ210を収容する開口部を画定する。マイクロ波ディスラプタ210の第1の端部211は、チューブ100の第2のキャップ130に固定的に装着されており、図2Bに示すように、マイクロ波ディスラプタ210は、ロッド212と、フランジ213と、を含む。マイクロ波ディスラプタ210は、出口131を提供する第2のキャップ130などのチューブの一部分を加熱するマイクロ波の能力を低減または排除してもよい。いくつかの実施形態では、マイクロ波ディスラプタ210がスクリーン142を貫通する必要がないように、スクリーン142は、チューブ100の第1の端部101のより近くの場所に位置決めされてもよい。
図1Aのチューブの別の断面図は、内部リザーバ151内に配設されたサセプタ材料150を含む図1Eに示される。
アプリケータ
本明細書に記載の装置は、マイクロ波アプリケータなどのアプリケータを含んでもよい。アプリケータは、サセプタ材料が複数のマイクロ波などの複数の電磁波を照射される間、コンテナ(例えば、チューブ)が任意の方式で装着されている任意のデバイスを含んでもよい。アプリケータ内に導入された複数の電磁波は、複数の電波、複数のマイクロ波、複数の赤外線波、複数のガンマ線、任意の他のタイプの電磁波、またはこれらの組み合わせを含んでもよい。複数の電磁波は、レーザによって、少なくとも部分的に発生してもよい。(i)「マイクロ波アプリケータ」と称されるもの、(ii)ホスティングマイクロ波と称されるもの、または(iii)1つ以上のマイクロ波発生器とともに使用されるものを含む、本明細書で提供されるアプリケータのうちのいずれも、前述のタイプの電磁波の各々とともに使用されてもよい。
本明細書に記載の装置は、マイクロ波アプリケータなどのアプリケータを含んでもよい。アプリケータは、サセプタ材料が複数のマイクロ波などの複数の電磁波を照射される間、コンテナ(例えば、チューブ)が任意の方式で装着されている任意のデバイスを含んでもよい。アプリケータ内に導入された複数の電磁波は、複数の電波、複数のマイクロ波、複数の赤外線波、複数のガンマ線、任意の他のタイプの電磁波、またはこれらの組み合わせを含んでもよい。複数の電磁波は、レーザによって、少なくとも部分的に発生してもよい。(i)「マイクロ波アプリケータ」と称されるもの、(ii)ホスティングマイクロ波と称されるもの、または(iii)1つ以上のマイクロ波発生器とともに使用されるものを含む、本明細書で提供されるアプリケータのうちのいずれも、前述のタイプの電磁波の各々とともに使用されてもよい。
1つ以上のコンテナ(例えば、チューブ)は、少なくとも部分的に、アプリケータ内に配置されてもよい。コンテナ(例えば、チューブ)の少なくとも一部分および/またはサセプタ材料の少なくとも一部分は、アプリケータ内に配設された電磁波の少なくとも一部分が、それぞれ、コンテナの少なくとも一部分および/またはサセプタ材料の少なくとも一部分に接触し、それを横断し、かつ/または照射することを可能にする位置に位置するときに、アプリケータ「内に」配置されている。いくつかの実施形態では、アプリケータは、2つ以上の構成要素を含み、1つ以上のコンテナ(および、存在する場合、1つ以上のコンテナ内のサセプタ材料)は、電磁波が配設されているアプリケータの構成要素(例えば、容器、モジュラーユニットなど)内に少なくとも部分的に配置されている。例えば、1つのコンテナ、2つのコンテナ、3つのコンテナ、4つのコンテナ、またはそれ超は、少なくとも部分的にアプリケータ内に配置されてもよい。各コンテナは、アプリケータ内に完全に、または部分的に独立して配置されてもよい。例えば、コンテナがチューブであるときに、チューブは、アプリケータ内に完全に(例えば、チューブのいずれもアプリケータから突出しない)、またはアプリケータ内に部分的に(例えば、チューブの第1の端部または第1および第2の端部の両方がアプリケータから突出する)配置されてもよい。
アプリケータは、コンテナ(例えば、チューブ)が装着されており、マイクロ波などの電磁波が導入される単一のピース(例えば、容器、モジュラーユニットなど)を含んでもよい。代替的に、アプリケータは、本明細書に記載されるようなマイクロ波が導入される容器またはモジュラーユニットなどの2つ以上のピース、およびコンテナ(例えば、チューブ)が任意の方式で装着されている装着装置(例えば、別個のブラケットおよび/または他の構造(例えば、台座、細長い支持体(例えば、ハンガー、ワイヤ、ロッド、ケーブルロープ、チェーン、配管(例えば、流体連通しているシステムの構成要素の配置など))など)などの少なくとも1つの別個のピースを含んでもよい。アプリケータは、容器および少なくとも1つの別個のピースを含んでもよく、容器および少なくとも1つの別個のピースは、同じまたは異なる場所に配置されてもよい。例えば、容器は、床、台座、第1の支持体など上に位置決めされてもよく、(チューブが任意の方式で装着されてもよい)少なくとも1つの別個のピースは、床、台座、支持体、または天井、壁、第2の台座、第2の支持体などの別の場所に位置決めされてもよいか、またはそこから延在してもよい。
図3A、図3B、図4C、図4D、図6A、図6B、図6C、図7、図8、図9A、図9B、図10、および図11に示されている例に加えて、コンテナ(例えば、チューブ)の第1の端部(または第1の端部および第2の端部)が、どのようにして、アプリケータに固定的に、またはばね式で装着され得るかのさらなる非限定的な例が、図12A、図12B、図12C、図12D、および図12Eに示されている。他の構成が想定される。
図12Aは、支持構造1203上に配置されたアプリケータ(1202A、1202B)の実施形態を示す。アプリケータ(1202A、1202B)は、マイクロ波が導入されている容器1202Aと、2つの台座1202Bと、を含む。チューブ1201の第1の端部および第2の端部は、台座1202Bに装着されている。台座1202Bは、チューブ1201の一方または両方の端部が、アプリケータ(1202A、1202B)に固定的に、またはばね式で装着されることを可能にするように構成されてもよい。代替的な実施形態では、図12Aのアプリケータは、1つの台座1202Bのみを特徴とする。一方または両方の台座(1202B)は、チューブ1201の容器1202Aからの取り外しを容易にするか、または緩和するために、車輪および/または別の特徴を含んでもよい。図12Aのチューブ1201の両方の端部は、容器1202Aから突出しているが、一方または両方の端部がそうする必要はない。図12Aの容器1202Aの断面図は、図12Fに示される。図12Fは、容器1202Aによって画定された開口部1210を示し、アプリケータ(1202A、1202B)に装着されているチューブ1201は、開口部内に配置されているが、チューブ1201は、容器1202Aに接触せず、それによって、「浮動」チューブ構成を可能にする。代替的に、図12Aの台座1202Bは、チューブ1201の一部分が1つ以上の場所で容器1202Aに接触することを可能にするように構成されてもよく、そのような構成の例が、図12Gに示されている。追加的または代替的に、例えば、図12Hおよび図12Iに示されるように、アプリケータ(1202A、1202B)は、開口部1210内に配置されている容器1202Aとチューブ1201との間に配設されており、かつ接触する材料1220を含んでもよい。材料1220は、チューブを完全に、または部分的に迂回してもよい。材料1220は、例えば、図12Hに示される方式で構成されてもよいか、または材料1220は、例えば、図12Iに示されるように、1つ以上の別個の部分を含んでもよい。材料1220は、本明細書に記載のように、台座1202Bの有無にかかわらず(例えば、図3A、図3Bを参照)、チューブ1201がアプリケータ(1202A、1202B)に固定的に装着されるか、またはばね式で装着されることを可能にする1つ以上の特性(例えば、剛性、可撓性、接着性など)を有してもよい。材料1220は、例えば、チューブ1201の可能な膨張および収縮に対応する弾性材料であってもよい。いくつかの実施形態では、材料1220は、アプリケータ(1202A、1202B)の容器1202Aによって画定された1つ以上の開口部内に配置されている。
図12Bは、支持構造1203上に配置されたアプリケータ(1202A、1202B、1202C)の実施形態を示す。アプリケータ(1202A、1202B、1202C)は、マイクロ波が導入される容器1202Aと、2つのブラケット1202Bと、2つの細長い支持体1202Cと、を含む。2つの細長い支持体1202Cは、ブラケット1202Bに接続され、ブラケット1202Bからチューブ1201の第1の端部および第2の端部に延在する。2つの細長い支持体は、任意の材料を含んでもよく、剛性か、または可撓性であってもよく、それによって、チューブがアプリケータ(1202A、1202B、1202C)にばね式で装着されるか、または固定的に装着されることを可能にする。ブラケット1202Bは、任意の構造または表面に貼り付けられてもよく、または代替的に、細長い支持体1202Cは、ブラケット1202Bなしで表面の任意の構造に直接貼り付けられてもよい。チューブ1201の第1の端部および第2の端部は、任意の方式で、細長い支持体1202Cに固定されてもよい。アプリケータ(1202A、1202B、1202C)、支持構造1203、および/または任意の追加材料1220は、図12F、図12G、図12H、および/または図12Iに示される任意の方式で、チューブ1201を位置決めするように構成されてもよい。
図12Cは、支持構造1203上に配置されたアプリケータ(1202A、1202B、1202C)の実施形態を示す。アプリケータ(1202A、1202B、1202C)は、マイクロ波が導入される容器1202Aと、2つのブラケット1202Bと、2つの細長い支持体1202Cと、を含む。2つの細長い支持体1202Cは、ブラケット1202Bに接続され、ブラケット1202Bからチューブ1201の第1の部分に延在する。2つの細長い支持体は、任意の材料を含んでもよく、剛性か、または可撓性であってもよく、それによって、チューブがアプリケータ(1202A、1202B、1202C)にばね式で装着されるか、または固定的に装着されることを可能にする。ブラケット1202Bは、任意の構造または表面に貼り付けられてもよく、または代替的に、細長い支持体1202Cは、ブラケット1202Bなしで表面の任意の構造に直接貼り付けられてもよい。チューブ1201の第1の端部は、カラーまたはチューブ1201の特徴など、任意の方法で細長い支持体1202Cに固定され得る。代替的な実施形態では、(i)図12Cのアプリケータは、1つのみのブラケット1202Bおよび1つのみの細長い支持体1202Cを特徴とし、(ii)アプリケータは、支持構造1203によって支持されるのではなく、図12Dに示される方式で支持されている。細長い支持体1202Cは、チューブ1201を容器1202Aから部分的に、または完全に持ち上げるために使用されてもよく、これは、チューブ1201の内容物の洗浄、メンテナンス、除去/再充填などを支援してもよい。図12Cのチューブ1201の両方の端部は、容器1202Aから突出しているが、一方または両方の端部がそうする必要はない。アプリケータ(1202A、1202B、1202C)、支持構造1203、および/または任意の追加材料1220は、図12F、図12G、図12H、および/または図12Iに示される任意の方式で、チューブ1201を位置決めするように構成されてもよい。ブラケット1202Bおよび細長い支持体1202Cは、図12Cに示されているが、特に細長い支持体1202Cが剛性である場合、ブラケット1202Bおよび細長い支持体1202Cは、容器1202Aの「底部」端部上に配置されてもよい。
図12Dは、ブラケット1205からアプリケータ1202に延在するブラケット1205および細長い支持体1204によって支持されているアプリケータ1202の実施形態を示す。チューブ1201の第1の端部は、本明細書に記載されるように(例えば、図7および8を参照)、ヘッドユニット1206および留め具1207によってアプリケータ1202に固定的に装着されている。代替的な実施形態では、チューブ1201の第1の端部は、例えば、図6A、図6B、図6C、図9A、図9B、図10、および図11に示されるように、アプリケータ1202にばね式で装着されている。図12Dのチューブ1201の両方の端部は容器1202から突出しているが、一方または両方の端部がそうする必要はない。アプリケータ(1202)、ブラケット1205、細長い支持体1204、および/または任意の追加材料1220は、図12F、図12G、図12H、および/または図12Iに示される任意の方式で、チューブ1201を位置決めするように構成されてもよい。ヘッドユニット1206は、アプリケータ1202の「上部」に描写されているが、ヘッドユニット1206は、アプリケータ1202の底部に配置され得る。
図12Eは、ブラケット1205からアプリケータ1202に延在するブラケット1205および細長い支持体1204によって支持されているアプリケータ(1202A、1202B)の実施形態を示す。アプリケータ(1202A、1202B)は、マイクロ波が導入されている容器1202Aと、2つの台座1202Bと、を含む。チューブ1201の第1の端部は、台座1202Bに装着されている。代替的な実施形態では、図12Eのアプリケータは、1つのみの台座(1202B)を特徴とする。図12Eの台座は、チューブの第1の端部内の開口へのアクセスを可能にするための開口部または他の特徴を含んでもよい。図12Eの台座1202Bは、本明細書に記載されるように、ヘッドユニットを含むか、またはそれを欠くコンテナ(例えば、チューブ)を収容するように構成されてもよい。細長い支持体1204を使用して容器1202Aを持ち上げ、それによってチューブ1201および容器1202Aを分離してもよい。図12Eのチューブ1201の両方の端部は、容器1202Aから突出しているが、一方または両方の端部がそうする必要はない。アプリケータ(1202A、1202B)、ブラケット1205、細長い支持体1204、および/または任意の追加材料1220は、図12F、図12G、図12H、および/または図12Iに示される任意の方式で、チューブ1201を位置決めするように構成されてもよい。
いくつかの実施形態では、アプリケータは、第1の端部および第2の端部を有し、容器の1つ以上の外壁、容器の内側の1つ以上の壁、またはこれらの組み合わせによって画定された1つ以上のチャンバを含む容器を含む。容器の第1の端部および第2の端部は、例えば、容器の任意の2つの反対側の外壁を含んでもよい。容器の第1の端部、容器の第2の端部、容器の内側の1つ以上の壁、またはこれらの組み合わせは、開口部を画定してもよい。開口部は、チューブを収容してもよい。例えば、チューブは、(a)容器の第1の端部、(b)容器の第2の端部、(c)容器の内側の1つ以上の壁、または(d)これらの組み合わせによって画定される開口部に配置され得る。
いくつかの実施形態では、アプリケータは、1つ、1~30個、1~25個、1~15個、1~10個、2~10個、2~8個、4~8個、または4~6個のチャンバを含む。マイクロ波発生器は、複数のマイクロ波をチャンバ内に導入するように位置決めされてもよい。チャンバの数は、マイクロ波発生器の数よりも大きいか、等しいか、またはそれ未満であってもよい。マイクロ波などの複数の電磁波は、(i)容器の外壁によって画定された開口部を介して、(ii)チャンバ内に配設されたマイクロ波発生器の構成要素によって、(iii)導波路内に配設されたマイクロ波発生器の構成要素によって、または(iv)これらの組み合わせでチャンバ内に導入されてもよい。本明細書で使用されるとき、「マイクロ波発生器」という語句は、アンテナ、同軸ケーブル、伝送路などのデバイスの構成要素を含む、マイクロ波を生成するデバイスを指す。いくつかの実施形態では、電磁波放射構造は、アンテナ、同軸ケーブルなどのマイクロ波発生器の1つ以上の構成要素を含む。本明細書に記載の方法が、マイクロ波以外の電磁波で実行されるときに、「マイクロ波発生器」は、本明細書に提供される他のタイプの電磁波の発生器で置き換えられてもよい。
本明細書で使用される場合、「容器の外壁によって画定された開口部を介してチャンバに導入される」という語句は、チャンバの外側に位置決めされたマイクロ波発生器でマイクロ波を導入することと、容器の外壁によって画定された開口部を介してマイクロ波をチャンバ内に導入することと、を含む。開口部を横断する前に、マイクロ波は、導波路、同軸ケーブル、または他の伝送路を通過してもよい。
本明細書で使用されるように、「チャンバ内に配設されたマイクロ波発生器によってチャンバ内に導入される」という語句は、チャンバ内に配置されているアンテナなどの少なくとも1つの構成要素を有するマイクロ波発生器でチャンバ内にマイクロ波を導入することを指す。このようなマイクロ波発生器の他の構成要素は、チャンバの外側に配置されてもよく、ケーブルを介して、チャンバ内に配置されているアンテナなどの1つ以上の構成要素に接続されてもよい。アンテナで、またはそれ以外で、チャンバの内側にマイクロ波を導入するとき、マイクロ波は、チャンバの外側に配置された導波路を通過しないことがあり、したがって、チャンバは導波路を含まないことがある。
本明細書で使用されるように、「導波路内に配設されたマイクロ波発生器によってチャンバ内に導入される」という語句は、導波路内に配置されているアンテナなどの少なくとも1つの構成要素を有するマイクロ波発生器でマイクロ波を生成することを指す。このようなマイクロ波発生器の他の構成要素は、導波路の外側に配置されてもよく、ケーブルを介して、導波路内に配置されているアンテナなどの1つ以上の構成要素に接続されてもよい。マイクロ波が、アンテナまたはそれ以外で、導波路の内側に生成されるとき、マイクロ波は、容器の外壁によって画定された開口部を介してチャンバに入る前に、(i)導波路内のマイクロ波発生器の構成要素と(ii)チャンバまたはチャンバの開口部との間に存在する導波路の部分を含む、導波路の少なくとも一部分を横断してもよい。
いくつかの実施形態では、1つ以上のマイクロ波発生器のうちの少なくとも1つは、複数のマイクロ波をチャンバのうちの少なくとも1つ内に導入するように位置決めされている。各チャンバは、1つ以上のマイクロ波発生器と関連付けられてもよい。いくつかの実施形態では、第1、第2、第3などのマイクロ波発生器は、それぞれ、複数のマイクロ波を第1、第2、第3などのチャンバ内に導入するように位置決めされている。いくつかの実施形態では、チャンバの数は、マイクロ波発生器の数を超える。したがって、マイクロ波発生器は、すべてのチャンバに位置決めされていない場合がある。いくつかの実施形態では、装置は、3~6個のマイクロ波発生器と、4~6個のチャンバと、を含む。いくつかの実施形態では、チャンバの数は、マイクロ波発生器の数未満である。したがって、2つ以上のマイクロ波発生器は、1つ以上のチャンバに位置決めされてもよい。アプリケータのチャンバは、シングルモードチャンバまたはマルチモードチャンバであってもよい。いくつかの実施形態では、容器を含むアプリケータのチャンバは、マルチモードチャンバである。
いくつかの実施形態では、サセプタ材料は、マイクロ波以外の電磁波を含む複数の電磁波を照射され、これらの非マイクロ波電磁波は、マイクロ波発生器のために本明細書に記載される場所のうちのいずれか1つ以上に位置し得る1つ以上のソース(例えば、発生器、アンテナなど)によって生成されてもよい。
アプリケータはまた、1つ以上の導波路を含んでもよい。本明細書で使用されるように、「導波路」という用語は、(i)マイクロ波発生器とチャンバとの間に配置されており、(ii)マイクロ波がチャンバに入る前に通過する通路を含み、通路は、通路を横断するときにマイクロ波のエネルギー損失を低減または排除するように構成されているデバイスを指す。したがって、導波路は、任意の外部形状を有してもよく、通路の形状および寸法は、マイクロ波のエネルギー損失を低減または排除するように構成されてもよい。導波路が存在するときに、それはチャンバの開口部から延在し、かつ/またはチャンバの開口部またはその近くに取り付けられてもよい。マイクロ波発生器は、導波路の他の端部に位置決めされ、かつ/または取り付けられてもよい。導波チューブが延在する、かつ/または取り付けられているチャンバの開口部は、アルミナ、TEFLON(登録商標)ポリテトラフルオロエチレン、溶融シリカなどのタイルなどの電磁波透過性材料(例えば、マイクロ波透過性材料)で少なくとも部分的に覆われてもよい。いくつかの実施形態では、導波路は、各チャンバとマイクロ波発生器との間に配置されている。1つ以上の導波路は、少なくとも1つのチューニングねじを含んでもよく、これは、インピーダンス整合を可能にする特徴であってもよい。
アプリケータおよびアプリケータに装着されたチューブの実施形態を、図3Aおよび図3Bに示す。図3Aは、側面図であり、図3Bは、第1の端部301および第2の端部302を含む、アプリケータ300の断面図である。図1Aのチューブは、第1の端部301によって画定された開口部310、第2の端部302によって画定された開口部311、およびアプリケータ300を4つのチャンバ(351、352、353、354)内に分割する3つの壁320によって画定された開口部321内に配置されている。図示されていないが、図3Aおよび3Bのアプリケータ300は、開口部(310、311、321)内に配置された1つ以上の追加のチューブを含み得る。代替的または追加的に、アプリケータ300は、図示されていないが、1つ以上の追加のチューブが配置されている開口部の第2のセットを画定し得る。4つのチャンバ(351、352、353、354)の各々から延在するのは、導波路315である。示される実施形態の導波路315は、アプリケータ300の代替側に現れるが、他の構成が可能であり、想定される。マイクロ波発生器316は、導波路315の各々に位置決めされている。マイクロ波発生器316は、示される実施形態の各導波路に位置決めされているが、他の構成も可能であり、例えば、マイクロ波発生器は、例えば、(i)351~353、(ii)352~354、(iii)351、353、(iv)352、354などの4つのチャンバの任意の組み合わせ内にマイクロ波を導入するように位置決めされてもよい。マイクロ波発生器が導波路に配置されていないときに、導波路は取り外されてもよく、かつ/またはチャンバの対応する開口部が任意の方式で閉じられてもよい。いくつかの実施形態(図示せず)では、図1Fのチューブ160は、第1の端部301によって画定された開口部310、第2の端部302によって画定された開口部311、およびアプリケータ300を4つのチャンバ(351、352、353、354)内に分割する3つの壁320によって画定された開口部321内に配置されている。マイクロ波発生器316は、図3Aおよび図3Bに提供されるが、本明細書に記載のものなどの他の電磁波の発生器は、図3Aおよび図3Bに示される装置の他の実施形態で使用されてもよい。図3Aおよび図3Bの装置はまた、本明細書に記載されているように、動作中に0°(示されているように)~90°の任意の角度で配置されてもよく、それによって、装置がアップフローモードまたはダウンフローモードで動作することを可能にする。チューブの両方の端部(120、130)は、図3Aおよび図3Bのアプリケータ300から突出しているが、一方または両方の端部がそうする必要はない。図3Aおよび図3Bのアプリケータ300およびチューブは、図12F~12Iに示される構成のいずれか1つ以上に従って、配置されてもよい。例えば、アプリケータおよびチューブは、図12Gに示される方式で配置されてもよく(例えば、チューブは、アプリケータによって画定された1つ以上の開口部でアプリケータに接触する)、この配置は、ばね式で装着されたチューブをもたらし得、または言い換えれば、チューブは、本明細書に記載の方法の力にさらされたときに、アプリケータに対して膨張/収縮することができる。さらなる例として、アプリケータおよびチューブは、図12Hまたは12Iに示される方式で配置されてもよく、この配置は、例えば、材料の特性および/または材料、チューブ、およびアプリケータの関係に応じて、固定的に装着されたチューブか、またはばね式で装着されたチューブをもたらし得る。例えば、材料は、固定的に装着されたチューブをもたらす接着剤であってもよいか、またはそれを含んでもよい。さらなる例として、材料は、チューブの移動(例えば、膨張/収縮)に適応し得、それによってばね式で装着されたチューブをもたらす弾性材料であってもよい。図3Aおよび3Bのアプリケータは、図12A~12Eに示されるものの1つ以上などの任意の1つ以上の特徴を含んでもよい。
アプリケータは、固体マイクロ波アプリケータを含んでもよい。固体マイクロ波アプリケータは、少なくとも1つのアンテナ、電力構成要素、および電力構成要素と少なくとも1つのアンテナの各々とを接続するケーブル(例えば、同軸ケーブル)を含んでもよい。1つ以上のアンテナは、本明細書に開示されるアプリケータのチャンバ内に配置されてもよく、各チャンバを少なくとも部分的に画定する壁は、固体マイクロ波アプリケータのケーブルを収容し得る開口部を画定してもよい。例えば、アプリケータは、6つのチャンバを含んでもよく、6つのチャンバのうちの任意の数は、少なくとも1つのアンテナを含んでもよく、アンテナは、1つ以上の電力構成要素に接続されてもよい。1つ以上のアンテナは、本明細書に開示されるアプリケータの導波路内に配置されてもよく、各導波路を画定する任意の壁は、固体マイクロ波アプリケータのケーブルを収容し得る開口部を画定してもよい。例えば、アプリケータは、6つの導波路を含んでもよく、6つの導波路のうちの任意の数は、少なくとも1つのアンテナを含んでもよく、アンテナは、1つ以上の電力構成要素に接続されてもよい。さらなる例として、アプリケータは、6つのチャンバと、1~6個の導波路を含んでもよく、6つのチャンバおよび1~6個の導波路のうちの任意の数は、少なくとも1つのアンテナを含んでもよく、アンテナは、1つ以上の電力構成要素に接続されてもよい。
アプリケータはまた、1つのモジュラーアプリケータユニットか、または少なくとも2つのモジュラーアプリケータユニットで形成されてもよい。いくつかの実施形態では、アプリケータは、1~30個のモジュラーアプリケータユニット、1~25個のモジュラーアプリケータユニット、1~20個のモジュラーアプリケータユニット、1~15個のモジュラーアプリケータユニット、1~10個のモジュラーアプリケータユニット、2~10個のモジュラーアプリケータユニットを含む。いくつかの実施形態では、アプリケータは、4~6個のモジュラーアプリケータユニットを含む。
各モジュラーユニットは、(i)第1の側面および第2の側面を有するチャンバと、(ii)第1の側面によって画定された第1の開口部と、(iii)第2の側面によって画定された第2の開口部と、(iv)チャンバの第3の開口部から延在する導波路と、含み得る。アプリケータの各モジュラーアプリケータユニットは、同一であってもよいか、または少なくとも2つのモジュラーアプリケータユニットは、チャンバの寸法、導波路の寸法、チャンバ、導波路、および/または開口部の配向、もしくはこれらの組み合わせなど、任意の方式で異なってもよい。同一であっても異なっていても、アプリケータの任意の2つのモジュラーユニットは、同じ方式で配向されてもよい。各モジュラーユニットのチャンバは、シングルモードチャンバまたはマルチモードチャンバであってもよい。いくつかの実施形態では、各モジュラーユニットのチャンバは、シングルモードチャンバである。
モジュラーアプリケータユニットの実施形態は、図4A(斜視図)および図4B(断面図)に示される。モジュラーアプリケータユニット400は、それぞれ、第1の側面401および第2の側面403と、第1の側面401および第2の側面403によって画定された第1の開口部402および第2の開口部404と、を含む。モジュラーアプリケータユニット400はまた、導波路410と、チャンバ420と、を含む。図4Aおよび図4Bのチャンバ420は、非多角形チャンバの例であるが、他のチャンバが想定される。図示されていないが、モジュラーアプリケータユニット400は、開口部の第2のセット(例えば、第1の側面401によって画定された第3の開口部、および第2の側面403によって画定された第4の開口部)を画定し得、それによって、2つのチューブがモジュラーアプリケータユニット400を横断することを可能にする。
いくつかの実施形態では、モジュラーアプリケータユニットのうちの少なくとも2つは、互いに隣接して配置されており、チューブは、隣接するモジュラーアプリケータユニットの第1の開口部および第2の開口部内に配置されている。いくつかの実施形態では、1~30個のモジュラーアプリケータユニットか、または2~10このモジュラーアプリケータユニットが、互いに隣接して配置されており、チューブが、各モジュラーアプリケータユニットの第1の開口部および第2の開口部内に配置されている。2つのモジュラーアプリケータユニットが互いに隣接しているときに、2つのモジュラーアプリケータユニットは、互いに接触してもよいか、または接触しない場合がある。2つのモジュラーアプリケータユニットが互いに接触するとき、2つのモジュラーアプリケータユニットは、任意の方式で接合されてもよい。例えば、2つのモジュラーアプリケータユニットは、互いに固定的に装着されてもよい。いくつかの実施形態では、モジュラーアプリケータユニットは、対応する雄型および雌型構造特徴などの1つ以上の構造特徴を含み、これらは、2つのモジュラーアプリケータユニットの配置および/または接合を可能にしてもよいか、または緩和してもよい。
いくつかの実施形態では、1つ以上のマイクロ波発生器の少なくとも1つは、複数のマイクロ波を1~30個のモジュラーアプリケータユニットの少なくとも1つ内に導入するように位置決めされている。いくつかの実施形態では、装置は、3~6個のマイクロ波発生器を含み、アプリケータは、4~6個のモジュラーアプリケータユニットを含むアプリケータである。
アプリケータおよびアプリケータに取り付けられたチューブの実施形態を、図4C(側面図)および図4D(側面図)に示す。アプリケータ490は、図4Aおよび図4Bに示される、6つの隣接するモジュラーアプリケータユニット400を含む。アプリケータユニット400は、互いに隣接しており、かつ互いに接触している。各モジュラーアプリケータユニット401の第1の側面401は、隣接する各モジュラーアプリケータユニット400の第2の側面403に接触する。図1Aに示されるチューブ100は、各モジュラーアプリケータユニット400の第1の開口部402および第2の開口部404(図4Bを参照)内に配置されている。図示されていないが、図4Cおよび4Dのアプリケータ490は、開口部(402、404)内に配置された1つ以上の追加のチューブを含み得る。代替的または追加的に、アプリケータ490は、図示されていないが、(図4Aに関して上で説明されているように)1つ以上の追加のチューブが配置されている追加の開口部を画定し得る。モジュラーアプリケータユニット400は、図4Cに示されるデバイスの一方から3つの導波路410が延在し、図4Dに示されるデバイスの他方から3つの導波路410が延在するように配向されている。しかしながら、他の配向が可能であり、想定されている。例えば、図3Aおよび図3Bに示されるように、マイクロ波発生器は、1つ以上の導波路410に位置決めされてもよい。いくつかの実施形態(図示せず)では、図1Fに示されるチューブ160は、各モジュラーアプリケータユニット400の第1の開口部402および第2の開口部404(図4Bを参照)内に配置されている。図4Cおよび図4Dの装置はまた、本明細書に記載されているように、動作中に0°(示されているように)~90°の任意の角度で配置されてもよく、それによって、装置がアップフローモードまたはダウンフローモードで動作することを可能にする。チューブの両方の端部(120、130)は、図4Cおよび図4Dのアプリケータ490から突出しているが、一方または両方の端部がそうする必要はない。図4Cおよび4Dのアプリケータ490およびチューブは、図12F~12Iに示される構成のうちのいずれか1つ以上に従って配置されてもよい。例えば、アプリケータおよびチューブは、図12Gに示される方式で配置されてもよく(例えば、チューブは、アプリケータによって画定された1つ以上の開口部でアプリケータに接触する)、この配置は、チューブがアプリケータに対して移動することが可能であるため、ばね式で装着されたチューブをもたらす。さらなる例として、アプリケータおよびチューブは、図12Hまたは12Iに示される方式で配置されてもよく、この配置は、例えば、材料の特性および/または材料、チューブ、およびアプリケータの関係に応じて、固定的に装着されたチューブか、またはばね式で装着されたチューブをもたらしてもよい。図4Cおよび4Dのアプリケータは、図12A~12Eに示されるものの1つ以上などの任意の1つ以上の特徴を含んでもよい。
チューブは、任意の方式でアプリケータに装着されてもよい。本明細書に記載されるように、チューブは、(i)キャップなどのチューブの一部分をアプリケータに、かつ/または(ii)ヘッドユニットなどのチューブに接触する別個のデバイスをアプリケータに装着することによって、アプリケータに装着され得る(例えば、図12A~12Eを参照)。いくつかの実施形態では、チューブは、アプリケータにばね式で装着されている。いくつかの実施形態では、チューブは、アプリケータに固定的に装着されている。いくつかの実施形態では、第1の端部などのチューブの1つの部品は、アプリケータに固定的に装着されるか、またはばね式で装着されており、第2の端部などのチューブの別の部品は、アプリケータに固定的に装着されるか、またはばね式で装着されている。
チューブがアプリケータに固定的に装着されているか、またはばね式で装着されているときに、第1のキャップもしくは第2のキャップなどのチューブの1つの部品か、またはチューブに接触している第1のヘッドユニットもしくは第2のヘッドユニットなどの装置の別の部品は、(i)アプリケータの容器またはアプリケータのモジュラーアプリケータユニットのうちの1つに直接か、または(ii)装着装置などのアプリケータの別の部品に装着されてもよい。装着装置は、チューブの一部分がアプリケータに装着されることを可能にする別個の部品(すなわち、容器またはモジュラーアプリケータユニットに接続されていない)であってもよい。装着装置の非限定的な例としては、図12A~12Eの台座と、ブラケットと、細長い支持体(例えば、ハンガー、チェーン、ケーブル、ロープ、ワイヤ、配管、ホースなど)と、が挙げられる。したがって、装着装置は、本明細書で提供されるシステム内で使用される配管、ホース、または任意の接続ラインを含んでもよい。
本明細書で使用されるとき、「ばね式で装着された」という語句は、弾性であるように構成され、したがって、2つの物体のうちの第1の物体が、(i)第1の物体へ力を加えたときに、第2の物体に対して移動し、(ii)力の除去時に、その元の位置またはその近くの位置に戻ることを可能にする、2つの物体間の接続を説明する。力は、例えば、加熱中に発生し得るチューブなどの装置の一部の膨張によって加えられてもよい。チューブの端部がアプリケータにばね式で装着されているとき、本明細書の装置は、(i)チューブの熱膨張によって付与される力、(ii)ばね式で装着された物体が移動する距離、または(iii)これらの組み合わせを検出するための1つ以上のデバイスを含んでもよい。例えば、距離検出レーザは、ばね式で装着された物体(例えば、本明細書に記載されるようなヘッドユニット)に固定的に装着されてもよく、レーザおよびばね定数によって決定された距離の変化を使用して、力を計算してもよい。さらなる例として、ロードセルは、1つ以上の力を検出または決定するために使用されてもよい。
いくつかの実施形態では、(i)チューブの第1の端部が、アプリケータにばね式で装着されているか、(ii)チューブの第2の端部が、アプリケータに固定的に装着されているか、(iii)チューブの第1の端部が、アプリケータにばね式で装着されており、チューブの第2の端部が、アプリケータに固定的に装着されているか、(iv)チューブの第1の端部が、アプリケータに固定的に装着されているか、(v)チューブの第2の端部が、アプリケータにばね式で装着されており、(vi)チューブの第1の端部が、アプリケータに固定的に装着されており、チューブの第2の端部が、アプリケータにばね式で装着されているか、または(vii)チューブの第1の端部が、アプリケータにばね式で装着されており、チューブの第2の端部が、アプリケータにばね式で装着されている。
本明細書に記載の装置は、(i)チューブの端部などのチューブに接触し、(ii)任意の方式でアプリケータに装着されるように構成されている少なくとも1つのヘッドユニットを含んでもよい。ヘッドユニットは、例えば、容器、モジュラーアプリケータユニット、または装着装置に装着されてもよい。ヘッドユニットは、ねじ切りされた留め具(例えば、ねじ切りされたか、または部分的にねじ切りされたボルト、ねじなど)などの1つ以上の留め具で装着されてもよい。ねじ切りされたか、または部分的にねじ切りされた留め具を使用して、構成要素をアプリケータに固定するときに、アプリケータは、ねじ切りされたか、または部分的ねじ切りされた窪み、アプリケータから突出するねじ切りされたか、または部分的にねじ切りされたソケット、留め具がナットで配置および固定されている開口部など、ねじ切りされたか、または部分的にねじ切りされた留め具を受容するための対応する特徴を含んでもよい。いくつかの実施形態では、ヘッドユニットは、1~30個の留め具、1~25個の留め具、1~20個の留め具、1~15個の留め具、1~10個の留め具、1~8個の留め具、1~6個の留め具、1~4個の留め具、1~3個の留め具、2つの留め具、または1つの留め具で装着されている。ヘッドユニットは、溶接によって装着されてもよい。ヘッドユニットは、アプリケータの容器またはモジュラーアプリケータユニットの一体型構成要素であってもよい。装置は、1つのヘッドユニット、2つのヘッドユニット、またはそれ超を含んでもよく、「第1のヘッドユニット」または「第2のヘッドユニット」の本明細書に記載される任意の特徴は、それぞれ、「第2のヘッドユニット」または「第1のヘッドユニット」、または任意の他のヘッドユニットの特徴であってもよい。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の装置は、(i)第1の開口部を画定する第1のヘッドユニットと、(ii)第1の端部および第2の端部を有する第1の留め具であって、第1の留め具が、第1の開口部に摺動可能に配置されており、第1の留め具の第2の端部が、アプリケータに固定的に装着されている、第1の留め具と、(iii)第1のヘッドユニットと第1の端部および/または第1の留め具の第2の端部との間に配置された第1の弾性圧縮可能な装置と、を含む。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の装置は、(i)第1の開口部および第2の開口部を画定する第1のヘッドユニットと、(ii)第1の端部および第2の端部を有する第1の留め具であって、第1の留め具が、第1の開口部内に摺動可能に配置されており、第1の留め具の第2の端部がアプリケータに固定的に装着されている、第1の留め具と、(iii)第1の端部および第2の端部を有する第2の留め具であって、第2の留め具が、第2の開口部内に摺動可能に配置されており、第1の留め具の第2の端部がアプリケータに固定的に装着されている、第2の留め具と、(iv)第1のヘッドユニットと第1の留め具の第1の端部および/または第2の端部との間に配置された第1の弾性圧縮可能な装置と、(v)第1のヘッドユニットと第2の留め具の第1の端部および/または第2の端部との間に配置された第2の弾性圧縮可能な装置であって、チューブの第1の端部および第1のヘッドユニットが互いに接触する、第2の弾性圧縮可能な装置と、を含む。いくつかの実施形態では、装置はまた、(i)第1のヘッドユニットによって画定された第3の開口部と、(ii)第1の端部および第2の端部を有する第3の留め具であって、第3の留め具が、第3の開口部内に摺動可能に配置されており、第3の留め具の第2の端部が、アプリケータに固定的に装着されている、第3の留め具と、(iii)第1のヘッドユニットと第3の留め具の第1の端部および/または第2の端部との間に配置された第3の弾性圧縮可能な装置と、を含む。いくつかの実施形態では、装置はまた、(i)第1のヘッドユニットによって画定された第4の開口部と、(ii)第1の端部および第2の端部を有する第4の留め具であって、第4の留め具が、第4の開口部内に摺動可能に配置されており、第4の留め具の第2の端部が、アプリケータに固定的に装着されている、第4の留め具と、(iii)第1のヘッドユニットと第4の留め具の第1の端部および/または第2の端部との間に配置された第4の弾性圧縮可能な装置と、を含む。第1の端部および第2の端部を有する4つを超える留め具が、ヘッドユニットを装着するために使用されるときに、次いで、弾性圧縮可能な装置が、第1のヘッドユニットと、4つを超える留め具の第1の端部および/または第2の端部の各々との間に配置されてもよい。
本明細書で使用されるように、「摺動可能に装着された」、「摺動可能に配置された」などの語句は、自由に、または力を加えたときのいずれかで、物体のうちの少なくとも1つの他の物体に対する移動を容易にする、2つの物体間の接続を説明する。
本明細書で使用されるように、「弾性圧縮可能な装置」という用語は、1つ以上の力を加えたときまたは除去時に、元の形状および/または位置から逸脱し、元の形状および/または位置に戻るように構成されている能動または受動装置を指す。概して、弾性圧縮可能な装置は、本明細書に提供される装置内の任意の位置(例えば、ヘッドユニットと容器との間、ヘッドユニットとスペーサブロックとの間、ヘッドユニットとより高速の第1の端部との間、およびヘッドユニットと留め具の第2の端部との間など)に配置されてもよい。弾性圧縮可能な装置は、チューブ、ヘッドユニット、スペーサブロックなどを含むが、これらに限定されない、本明細書に提供される装置の任意の構成要素の膨張に対応する位置に位置してもよい。弾性圧縮可能な装置(第1、第2、第3、および第4の弾性圧縮可能な装置など)は、同じであっても異なっていてもよい。弾性圧縮可能な装置(第1、第2、第3、および第4の弾性圧縮可能な装置など)は、ばね、空気圧ピストンなどの空気圧装置、油圧シリンダなどの油圧装置などを含んでもよい。ばねは、コイルばねを含んでもよい。いくつかの実施形態では、ばねは、それぞれ、第1の留め具、第2の留め具、第3の留め具、または第4の留め具など、1つ以上の留め具に摺動可能に装着された1つ以上の皿ばねを含む。いくつかの実施形態では、ばねは、それぞれ、第1の留め具、第2の留め具、第3の留め具、または第4の留め具など、1つ以上の留め具に摺動可能に装着された2つ以上の皿ばねを含む。いくつかの実施形態では、1~1,000個、1~750個、1~500個、1~250個、1~100個、1~50個、1~25個、または2~24個の皿ばねは、それぞれ、第1の留め具、第2の留め具、第3の留め具、または第4の留め具などの1つ以上の留め具に摺動可能に装着されている。
いくつかの実施形態では、ヘッドユニットは、少なくとも1つのプレートと、チューブの端部を受容するように構成された部分と、を含む。いくつかの実施形態では、装置は、(i)チューブの端部を受容するように構成された部分と、(ii)第1の開口部を画定するプレートと、(iii)第1の端部および第2の端部を有する第1の留め具であって、第1の留め具が、第1の開口部内に摺動可能に配置されており、第1の留め具の第2の端部が、アプリケータに固定的に装着されている、第1の留め具と、(iv)プレートと第1の留め具の第1の端部および/または第2の端部との間に配置された第1の弾性圧縮可能な装置であって、チューブの端部を受容するように構成された部分が、(a)アプリケータとプレートとの間に配置されており、(b)プレートおよびチューブに接触している、第1の弾性圧縮可能な装置と、を含む、第1のヘッドユニットを含む。チューブの端部を受容するように構成された部分は、プレートに接触する非平坦面(例えば、丸みを帯びた、湾曲した、先細りのなど)を含んでもよい。プレートは、チューブの端部を受容するように構成された部分の非平坦面に接触する実質的に平坦面を有してもよい。非平坦面は、本明細書に記載の方法の間に加えられ得る力など、チューブの端部を受容するように構成された部分に力が加えられるとき、チューブの端部を受容するように構成された部分が、プレートに対して移動することを可能にしてもよい。プレートは、チューブの端部を受容するように構成された部分に接触する非平坦面(例えば、丸みを帯びた、湾曲した、先細りのなど)を含んでもよい。チューブの端部を受容するように構成された部分は、プレートの非平坦面に接触する実質的に平坦面を有してもよい。プレートの非平坦面は、本明細書に記載の方法の間に加えられ得る力など、チューブの端部を受容するように構成された部分に力が加えられるとき、チューブの端部を受容するように構成された部分が、プレートに対して移動することを可能にしてもよい。いくつかの実施形態では、チューブの端部を受容するように構成された部分は、プレートの対応する平坦面に接触する平坦面を含む。
いくつかの実施形態では、装置は、(i)チューブの端部を受容するように構成された部分と、(ii)プレートであって、第1の開口部および第2の開口部、第1の端部および第2の端部を有する第1の留め具であって、第1の留め具が、第1の開口部内に摺動可能に配置されており、第1の留め具の第2の端部がアプリケータに固定的に装着されている、第1の留め具、第1の端部および第2の端部を有する第2の留め具であって、第2の留め具が、第2の開口部内に摺動可能に配置されており、第1の留め具の第2の端部がアプリケータに固定的に装着されている、第2の留め具、プレートと第1の留め具の第1の端部および/または第2の端部との間に配置された第1の弾性圧縮可能な装置、ならびにプレートと第2の留め具の第1の端部および/または第2の端部との間に配置された第2の弾性圧縮可能な装置であって、チューブの端部を受容するように構成された部分が、(a)アプリケータとプレートとの間に配置されており、(b)プレートおよびチューブに接触している、第2の弾性圧縮可能な装置と、を画定するプレートを含む、第1のヘッドユニットを含む。いくつかの実施形態では、装置は、プレートによって画定された第3の開口部と、第1の端部および第2の端部を有する第3の留め具であって、第3の留め具が、第3の開口部内に摺動可能に配置されており、第3の留め具の第2の端部が、アプリケータに固定的に装着されている、第3の留め具と、プレートと第3の留め具の第1の端部および/または第2の端部との間に配置された第3の弾性圧縮可能な装置と、を含む。いくつかの実施形態では、装置は、プレートによって画定された第4の開口部と、第1の端部および第2の端部を有する第4の留め具であって、第4の留め具が、第4の開口部内に摺動可能に配置されており、第4の留め具の第2の端部が、アプリケータに固定的に装着されている、第4の留め具と、プレートと第4の留め具の第1の端部および/または第2の端部との間に配置された第4の弾性圧縮可能な装置と、を含む。第1、第2、第3、および第4の弾性圧縮可能な装置は、同じであっても異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、第1、第2、第3、または第4の弾性圧縮可能な装置は、それぞれ、第1のヘッドユニットの第1の留め具、第2の留め具、第3の留め具、または第4の留め具に摺動可能に装着された1つ以上の皿ばねを含む。いくつかの実施形態では、装置は、それぞれ、第1のヘッドユニットの第1の留め具、第2の留め具、第3の留め具、または第4の留め具に摺動可能に装着された1~1,000個、1~750個、1~500個、1~250個、1~100個、1~50個、1~25個、または2~24個の皿ばねを含む。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の装置の1つ以上の皿ばねは、一般に「BELLEVILLE(登録商標)Washers」と称され得るKEY BELLEVILLES(登録商標)皿ばね(USA)を含む。
第1のヘッドユニットは、チューブの第1の端部などのチューブの一部分に接触してもよい。第1のヘッドユニットは、第1のシールを含んでもよく、チューブの第1の端部などのチューブの一部分は、第1のシールに接触する。第1のシールは、任意の既知のシールを含んでもよく、流体漏出の可能性を防止または排除する、かつ/または圧力などの、本明細書に記載の方法の1つ以上のパラメータに耐えるように選択されてもよい。第1のシールは、それがチューブの第1の端部および第1のヘッドユニットに接触することを可能にする任意の位置に配置されてもよい。例えば、第1のシールは、(i)チューブの外面(例えば、実質的に円筒形のチューブの円周)を迂回することか、(ii)チューブの終端部分(例えば、入口を画定する表面)に接触することか、または(iii)これらの組み合わせを行ってもよい。
いくつかの実施形態では、第1のシールは、ゴムを含む。例えば、第1のシールは、第1のヘッドユニットに接触する第1の端部(例えば、第1のキャップ)などのチューブの部分が実質的に円筒形であるときに、実質的に円形であってもよいゴムリングを含んでもよい。いくつかの実施形態では、第1のシールは、金属リングなどの金属を含む。いくつかの実施形態では、第1のヘッドユニットは、チューブの第1の端部(例えば、第1のキャップ)などのチューブの一部分を受容するように構成された窪みを含む。第1のシールは、存在する場合、窪み内に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、第1のヘッドユニットは、シールの少なくとも一部分を受容するように構成された窪みを含み、シールは、第1のヘッドユニットの窪み内に配置されている。いくつかの実施形態では、チューブ(例えば、キャップ)は、シールの少なくとも一部分を受容するように構成された窪みを含み、シールは、チューブの窪み内に配置されている。チューブの窪みは、チューブのキャップまたは他の部分に位置してもよく、いくつかの実施形態では、チューブの外面(例えば、実質的に円筒形のチューブの円周)を迂回してもよい。いくつかの実施形態では、第1のヘッドユニットは、シールの第1の部分を受容するように構成された窪みを含み、チューブ(例えば、キャップ)は、シールの第2の部分を受容するように構成された窪みを含み、シールは、第1のヘッドユニットおよびチューブの窪み内に配置されている。第1のヘッドユニットは、概して、開口部を収容し、チューブに接触することができる任意の形状を有してもよい。
本明細書で使用されるように、「シール」という用語、「第1のシール」という語句、「第2のシール」という語句などは、2つの物体間の流体漏出の可能性を排除または低減する2つの物体間の閉鎖を指す。「シール」は、(i)2つの物体(例えば、溶接され、ろう付けされ、留められ、クランプされ、接着剤などと一緒に接着されている2つの物体)の間の接触、(ii)2つの物体の両方の間に配置されており、2つの物体の両方に接触しているデバイス、または(iii)これらの組み合わせを含んでもよい。2つの物体の両方の間に配置されており、2つの物体の両方に接触しているデバイスは、例えば、ゴムシール(例えば、VITON(登録商標)ゴムシール)、金属シール(例えば、PARKER HANNIFIN(登録商標)金属シール)、ガスケットなどを含んでもよい。
ヘッドユニットは、チューブの入口に流体を提供するか、またはチューブの出口から出る流体がヘッドユニットから出ることを可能にするように構成された1つ以上の開口部を画定してもよい。1つ以上の開口部は、図5Cに示されるものなどの1つ以上のチャネルを含んでもよい。ヘッドユニットは、クランプまたは他のデバイスを固定するための留め具が摺動可能に配置されている1つ以上の開口部を画定してもよい。
ヘッドユニットの実施形態は、図5Aに示される。ヘッドユニット500は、チューブの第1の端部を受容するように構成された窪み510と、窪み510内に配置された金属またはゴムシールであってもよいリング形状のシール520と、を含む。ヘッドユニット500はまた、留め具が摺動可能に配置されてもよい4つの開口部(530、531、532、533)を画定する。ヘッドユニット500はまた、流体がチューブの入口に提供されることを可能にすることができる開口部534を画定する。第1のヘッドユニット、第2のヘッドユニット、または第1のヘッドユニットおよび第2のヘッドユニットの両方は、図5Aに示される構造を有してもよい。
ヘッドユニットの別の実施形態は、図5B(正面図)および図5C(断面図)に示される。ヘッドユニット540は、第1の円形窪み541内に配置された金属またはゴムシールであってもよいリング形状のシールを受容するように構成された第1の円形窪み541を画定する。ヘッドユニット540はまた、留め具が摺動可能に配置されてもよい4つの開口部(542、543、544、545)を画定する。ヘッドユニット540はまた、第2の円形窪み546を画定し、ねじ548を用いて第2の円形窪み546に固定的に装着されているスクリーン547を含む。ヘッドユニット540はまた、クランプまたは他のデバイスの一部を収容し得る4つの開口部(549、550、551、552)を画定する。ヘッドユニット540は、2つのチャネル(555、556)を含み、その一方または両方を使用して、流体を第2の円形窪み546に導くか、または第2の円形窪み546から流体を除去してもよい。
ヘッドユニットの別の実施形態は、図5D(側面図)および図5E(側面図)に示される。ヘッドユニット560は、チューブの端部を受容するように構成された部分561と、プレート562との2つのピースを含む。チューブの端部を受容するように構成された部分561は、例えば、図10に示されるように、ヘッドユニット560が展開されるときに、プレート562の平坦面564に接触する丸みを帯びた表面563を含む。ヘッドユニット560は、第1の円形窪み565内に配置された金属またはゴムシールであってもよいリング形状のシールを受容するように構成された第1の円形窪み565を画定する。ヘッドユニット560のプレート562はまた、留め具が摺動可能に配置され得る4つの開口部(566、567、568、569)を画定する。ヘッドユニット560はまた、チューブの端部を受容し得る第2の円形窪み570を画定し、第2の円形窪み570と流体連通している図5Dの開口部571を介して、流体がチューブ内に配設されるか、またはヘッドユニット560から除去されることを可能にする。ヘッドユニット560はまた、クランプまたは他のデバイスの一部を収容し得る4つの開口部(572、573、574、575)を画定する。
いくつかの実施形態では、チューブは、キャップを含んでもよく、キャップは、ヘッドユニットに溶接されるか、クランプされるか、またはヘッドユニットを含んでもよい(例えば、キャップおよびヘッドユニットは、単一の物体の一体部品である)。したがって、シールは含まれなくてもよい。
いくつかの実施形態では、装置はまた、第1の開口部を画定する第2のヘッドユニットと、第1の端部および第2の端部を有する第1の留め具であって、第1の留め具が、第1の開口部に摺動可能に配置されており、第1の留め具の第2の端部が、アプリケータに固定的に装着されている、第1の留め具と、第2のヘッドユニットと第1の端部および/または第1の留め具の第2の端部との間に配置された第1の弾性圧縮可能な装置と、を含む。
いくつかの実施形態では、装置はまた、第1の開口部および第2の開口部を画定する第2のヘッドユニットと、第1の端部および第2の端部を有する第1の留め具であって、第1の留め具が、第1の開口部内に摺動可能に配置されており、第1の留め具の第2の端部がアプリケータに固定的に装着されている、第1の留め具と、第1の端部および第2の端部を有する第2の留め具であって、第2の留め具が、第2の開口部内に摺動可能に配置されており、第1の留め具の第2の端部がアプリケータに固定的に装着されている、第2の留め具と、第2のヘッドユニットと第1の留め具の第1の端部および/または第2の端部との間に配置された第1の弾性圧縮可能な装置と、第2のヘッドユニットと第2の留め具の第1の端部および/または第2の端部との間に配置された第2の弾性圧縮可能な装置であって、チューブの第2の端部および第2のヘッドユニットが互いに接触する、第2の弾性圧縮可能な装置と、を含む。いくつかの実施形態では、装置は、第2のヘッドユニットによって画定された第3の開口部と、第1の端部および第2の端部を有する第3の留め具であって、第3の留め具が、第3の開口部内に摺動可能に配置されており、第3の留め具の第2の端部が、アプリケータに固定的に装着されている、第3の留め具と、第2のヘッドユニットと第3の留め具の第1の端部および/または第2の端部との間に配置された第3の弾性圧縮可能な装置と、を含む。いくつかの実施形態では、装置は、第2のヘッドユニットによって画定された第4の開口部と、第1の端部および第2の端部を有する第4の留め具であって、第4の留め具が、第4の開口部内に摺動可能に配置されており、第4の留め具の第2の端部が、アプリケータに固定的に装着されている、第4の留め具と、第2のヘッドユニットと第4の留め具の第1の端部および/または第2の端部との間に配置された第4の弾性圧縮可能な装置と、を含む。第1、第2、第3、および第4の弾性圧縮可能な装置は、第1のヘッドユニットのために選択された装置と同じであっても異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、第1、第2、第3、または第4の弾性圧縮可能な装置は、それぞれ、第2のヘッドユニットの第1の留め具、第2の留め具、第3の留め具、または第4の留め具に摺動可能に装着された1つ以上の皿ばねを含む。いくつかの実施形態では、装置は、それぞれ、第2のヘッドユニットの第1の留め具、第2の留め具、第3の留め具、または第4の留め具に摺動可能に装着された1~1,000個、1~750個、1~500個、1~250個、1~100個、1~50個、1~25個、または2~24個の皿ばねを含む。
第2のヘッドユニットは、チューブの第2の端部などのチューブの一部分に接触してもよい。第2のヘッドユニットは、第2のシールを含んでもよく、チューブの第2の端部(例えば、第2のキャップ)などのチューブの一部分は、第2のシールに接触する。第2のシールは、任意の既知のシールを含んでもよく、流体漏出の可能性を防止または排除する、かつ/または圧力などの、本明細書に記載の方法の1つ以上のパラメータに耐えるように選択されてもよい。いくつかの実施形態では、第2のシールは、ゴムを含む。例えば、第2のシールは、第2のヘッドユニットに接触する第2の端部(例えば、第2のキャップ)などのチューブの部分が実質的に円筒形であるときに、実質的に円形であってもよいゴムリングを含んでもよい。いくつかの実施形態では、第2のシールは、金属リングなどの金属を含む。いくつかの実施形態では、第2のヘッドユニットは、チューブの第2の端部(例えば、第2のキャップ)などのチューブの一部分を受容するように構成された窪みを含む。第2のシールは、存在する場合、窪み内に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、第2のヘッドユニットは、シールの少なくとも一部分を受容するように構成された窪みを含み、シールは、第1のヘッドユニットの窪み内に配置されている。いくつかの実施形態では、チューブ(例えば、キャップ)は、シールの少なくとも一部分を受容するように構成された窪みを含み、シールは、チューブの窪み内に配置されている。いくつかの実施形態では、第2のヘッドユニットは、シールの第1の部分を受容するように構成された窪みを含み、チューブ(例えば、キャップ)は、シールの第2の部分を受容するように構成された窪みを含み、シールは、第2のヘッドユニットおよびチューブの窪み内に配置されている。第2のヘッドユニットは、概して、開口部を収容し、チューブに接触することができる任意の形状を有してもよい。第2のヘッドユニットは、概して、開口部を収容し、チューブに接触することができる任意の形状を有してもよい。
装置の実施形態の反対側の図は、図6Aおよび図6Bに示され、装置の端面図は、図6Cに示される。装置600は、(i)8つのチャンバ付きマイクロ波アプリケータの容器610と、(ii)導波路621を通して、かつ容器610の各チャンバにマイクロ波を導入するように位置決めされた8つのマイクロ波発生器620と、を含む。チューブ630は、容器610内に配置されている。図示されていないが、図6Aおよび6Bの容器610は、容器610内に配置された1つ以上の追加のチューブを含み得る。代替的または追加的に、容器610は、図示されていないが、1つ以上の追加のチューブが配置されている開口部の第2のセットを画定し得る。チューブ630は、図5Aに示されるヘッドユニット500のうちの2つによって容器610にばね式で装着されている。この実施形態では、8つの留め具640が使用され、8つの留め具640の各々は、ヘッドユニット500の別個の開口部(530、531、532、533)内に摺動可能に配置されている。本実施形態の8つの留め具640は、容器に装着されているねじ切りされた端部を有するボルト、および留め具640のヘッドユニット500と第2の端部641との間の留め具640の各々に摺動可能に装着されている8対の皿ばね650を保持するように構成された拡大部を有する第2の端部641である。図6Aおよび図6Bの装置は、本明細書に記載されているように、動作中に0°(示されているように)~90°の任意の角度で配置されてもよく、それによって、装置がアップフローモードまたはダウンフローモードで動作することを可能にする。
いくつかの実施形態では、装置は、アプリケータに固定的に装着されているヘッドユニットを含む。いくつかの実施形態では、装置は、第1のヘッドユニットと、第2のヘッドユニットと、を含み、第1のヘッドユニットおよび第2のヘッドユニットの一方または両方は、アプリケータに固定的に装着されている。
例えば、図5Aに示されるヘッドユニットの実施形態は、図7に示されるように、アプリケータに固定的に装着されてもよい。図7は、図6Aの容器610の右側の側面図を示すが、図5Aの固定的に取り付けられたヘッドユニット500を有する。図7の装置700は、図6Aの容器610と、ヘッドユニット500の開口部(531、533(図示)、530、532(図示せず))内に摺動可能に配置された留め具740によって、容器に固定的に装着された第2のヘッドユニット500と、を含む。留め具は、容器610に接続されたねじ切りされた端部(図示せず)と、ヘッドユニット500を保持する拡大端部と、を有する。図7のデバイスの左側は、図6Aの左側と同一である。
図5Aに示すヘッドユニットの実施形態は、図8に示すように、アプリケータに固定的に装着され得る。図8は、図6Aの容器610の右側の側面図を示すが、図5Aの固定的に取り付けられたヘッドユニット500を有する。図8の装置800は、図6Aの容器610と、ヘッドユニット500の開口部(531、533(図示)、530、532(図示せず))内に摺動可能に配置された留め具740によって、スプール800に固定的に装着された第2のヘッドユニット500と、を含む。スプール800は、次に、留め具801によってアプリケータに装着されている。留め具740は、スプール800に接続されたねじ切りされた端部(図示せず)と、ヘッドユニット500を保持する拡大端部と、を有する。図7のデバイスの左側は、図6Aの左側と同一である。いくつかの実施形態(図示せず)では、弾性圧縮可能な装置(例えば、1つ以上の皿ばね)は、スプール800と第2のヘッドユニット500との間の位置で留め具740の各々上に装着されている。
図5Bおよび図5Cに示すヘッドユニットの実施形態は、図9Aに示すように、アプリケータに固定的に装着されてもよい。図9Aは、図6Aの容器610の右側の側面図を示すが、(i)容器610内に配置された図1Fのチューブ160、および(ii)容器610に固定的に装着された図5Bおよび図5Cのヘッドユニット540を有する。図9Aの装置810は、図6Aの容器610と、ヘッドユニット540の開口部(543、545(図示)、542、544(図示せず))内に摺動可能に配置された留め具740によって、容器610に固定的に装着された第2のヘッドユニット540と、を含む。チューブ160のキャップ165のフランジ167は、ヘッドユニット540および第1の円形の窪み541(図示せず)内に配設された円形シール(例えば、金属リング(図示せず))に接触する。図9Aのシールはまた、キャップ165のフランジ167に接触するクランプ811を含む。クランプ811は、開口部(550、552(図示)、549、551(図示せず))内に摺動可能に配置された留め具812でヘッドユニット540に固定的に装着されている。一連の皿ばね813は、留め具812に摺動可能に配置されている。留め具(740、812)は、それぞれ、容器610およびクランプ811に接続されたねじ切りされた端部(図示せず)、およびヘッドユニット540の対応する開口部よりも大きい寸法を有する拡大端部を有する。図9Aのデバイスの左側は、図6Aの左側と同一である。いくつかの実施形態では、図9Aに示される装置は、ヘッドユニット540と留め具740の拡大端部との間に配置された1つ以上の弾性圧縮可能な装置を含む。いくつかの実施形態では、図9Aに示される装置は、ヘッドユニット540と容器610との間に配置された、図8のスプールなどのスプールを含む。スプールが含まれるときに、1つ以上の弾性圧縮可能な装置は、スプールとヘッドユニット540との間の位置で1つ以上の留め具740に摺動可能に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、図9Aに示される装置は、ヘッドユニット540と容器610との間に配置されたマイクロ波遮蔽材料などの遮蔽材料を含む(例えば、図9Bを参照)。いくつかの実施形態では、留め具(740の拡大端部のうちの1つ以上は、ヘッドユニット540に溶接またはろう付けされている。図9Aに示されるクランプ811は、フランジ167の一部分のみに接触するが、クランプは、概して、キャップのフランジまたは他の特徴のいずれかまたはすべてに接触してもよい。
図5Bおよび図5Cに示すヘッドユニットの実施形態は、図9Bに示すように、アプリケータに固定的に装着されてもよい。図9Bは、図9Aと同じ構成要素、およびマイクロ波遮蔽材料などの遮蔽材料として機能し得るスペーサブロック743を含む。スペーサブロック743は、チューブ163、キャップ165、および留め具740を収容するように構成された開口部を含み、いくつかの実施形態では、金属スペーサブロックである。留め具740は、スペーサブロック743と容器610との間のギャップを維持する拡大部分741を含む。いくつかの実施形態では、スペーサブロックまたは他の遮蔽材料は、図9Bの容器610などの容器に接触してもよい。図9Bに示される装置はまた、スペーサブロック743と第2のヘッドユニット540との間の留め具740に摺動可能に装着されている一連の皿ばね742を含む。皿ばね742は、本明細書に提供される方法の間に生じ得る第1のヘッドユニット540および/またはスペーサブロック743の膨張に対応してもよい。
図5Dおよび図5Eに示すヘッドユニットの実施形態は、図10に示すように、アプリケータに固定的に装着されてもよい。図10は、図6Aの容器610の左側の側面図を示すが、(i)容器610内に配置された図1Fのチューブ160、および(ii)容器610にばね式で装着された図5Dおよび図5Eのヘッドユニット560を有する。図10の装置820は、図6Aの容器610と、ヘッドユニット560のプレート562の開口部(566、568(図示)、567、569(図示せず))内に摺動可能に配置された留め具740によって、容器610にばね式で装着された第1のヘッドユニット560と、を含む。チューブ160のキャップ165のフランジ167は、(i)チューブ160を受容するように構成されたヘッドユニットの部分561、および(ii)第1の円形の窪み565(図示せず)内に配設された円形シール(例えば、金属またはゴムリング(図示せず))に接触する。図10のシールはまた、キャップ165のフランジ167に接触するクランプ821を含む。クランプ821は、開口部(572、574(図示)、573、575(図示せず))内に摺動可能に配置された留め具822でヘッドユニット560に固定的に装着されている。留め具(740、822)は、それぞれ、容器610およびクランプ821に接続されたねじ切りされた端部(図示せず)、およびヘッドユニットの560プレート562の対応する開口部よりも大きい寸法を有する拡大端部を有する。図10に示される装置820は、ヘッドユニット560のプレート562と留め具740の拡大端部との間の留め具740に摺動可能に配置された8対の皿ばね823を含む。図10のデバイスの右側は、図9Aまたは図9Bと同一であってもよい。いくつかの実施形態では、図10に示される装置は、ヘッドユニット560と容器610との間に配置された、図8のスプールなどのスプールを含む。スプールが含まれるときに、1つ以上の弾性圧縮可能な装置は、スプールとヘッドユニット560との間の位置で1つ以上の留め具740に摺動可能に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、図10に示される装置は、ヘッドユニット560と容器610との間に配置されたマイクロ波遮蔽材料などの遮蔽材料を含む。図10に示されるクランプ821は、フランジ167の一部分のみに接触するが、クランプは、概して、キャップのフランジまたは他の特徴のいずれかまたはすべてに接触してもよい。
いくつかの実施形態では、ヘッドユニットは、チューブに固定的に装着されている。例えば、(i)第1のヘッドユニットが、チューブの第1の端部に固定的に装着されてもよいか、(ii)第2のヘッドユニットが、チューブの第2の端部に固定的に装着されてもよいか、または(iii)第1のヘッドユニットが、チューブの第1の端部に固定的に装着されてもよく、第2のヘッドユニットが、チューブの第2の端部に固定的に装着されてもよい。ヘッドユニットは、ヘッドユニットの少なくとも一部分をチューブの少なくとも一部分に溶接することによって、チューブに固定的に装着されてもよい。例えば、チューブが金属キャップ(例えば、KOVAR(登録商標)合金金属キャップ)を含むときに、金属キャップは、ヘッドユニットに溶接されてもよい。いくつかの実施形態では、(i)第1のヘッドユニットが、チューブの第1の端部に溶接されているか、(ii)第2のヘッドユニットが、チューブの第2の端部に溶接されているか、または(iii)第1のヘッドユニットが、チューブの第1の端部に溶接されており、第2のヘッドユニットが、チューブの第2の端部に溶接されている。
アプリケータは、概して、マイクロ波を保持することができる材料を含む任意の材料で作製されてもよい。いくつかの実施形態では、アプリケータは、ステンレス鋼などの金属で形成されている。
アプリケータは、任意の厚さの外壁および/または内壁(例えば、容器のそれらの分割チャンバ)を有してもよい。いくつかの実施形態では、外壁および/または内壁は、約0.0002m~約0.05m、約0.005m~約0.05m、約0.001m~約0.04m、約0.002m~約0.03m、約0.002m~約0.02m、約0.002m~約0.01m、約0.002m~約0.005m、約0.002m~約0.05m、約0.003m~約0.004m、または約0.003m~約0.0032mの厚さを有する。容器および容器のチャンバは、概して、任意の寸法を有してもよい。容器が2つ以上のチャンバを含む場合、次いで、チャンバの各々は、同じ寸法または異なる寸法を有してもよい。容器またはモジュラーユニットのチャンバは、多角形チャンバ(例えば、正方形、矩形、三角形などの断面形状)か、または非多角形チャンバ(例えば、円形、楕円形などの断面形状)であってもよい。容器またはモジュラーユニット内の容器および/またはチャンバは、マルチモードチャンバまたはシングルモードチャンバとして構成され(例えば、寸法決定され)てもよい。容器またはモジュラーユニット内の容器および/またはチャンバは、複数のマイクロ波などの電磁波の少なくとも一部分が、加熱効率を向上させ得る、チューブまたはチューブ内のサセプタ材料に向けられるように構成され(例えば、寸法設定され)てもよい。
いくつかの実施形態では、アプリケータは、1つ以上のセンサを含んでもよい。1つ以上のセンサは、赤外線温度センサなどの温度センサを含んでもよい。温度センサは、チューブの外部温度など、チューブの温度を監視または決定するために使用されてもよい。アプリケータの1つ以上のチャンバは、温度センサを含んでもよく、温度センサは、チューブに沿った温度勾配が決定および/または監視されることを可能にしてもよい。チューブを通過する流体が加熱されるにつれて、チューブの温度は、その第1の端部からその第2の端部まで増加し得る。この勾配を監視または決定することにより、任意の望ましい方式で、温度勾配を制御するように調整されてもよい。1つ以上のセンサは、距離検出センサを含んでもよい。1つ以上のセンサは、1つ以上のセンサによって収集されたデータに応答して、装置またはシステムのマイクロ波発生器などの構成要素の1つ以上のパラメータを調整するコントローラと通信していてもよい。例えば、コントローラは、温度センサなどの1つ以上のセンサから収集されたデータに応答して、マイクロ波発生器の1つ以上のパラメータ(例えば、電力、周波数など)を調整してもよい。
電子波放射構造
いくつかの実施形態では、本明細書で提供される装置は、電磁波放射構造を含む。電磁波放射構造は、内部容積に含有されたサセプタ粒子の照射のために、コンテナ(例えば、チューブ)の内部容積内に電磁波を導入するように構成されてもよい。
いくつかの実施形態では、本明細書で提供される装置は、電磁波放射構造を含む。電磁波放射構造は、内部容積に含有されたサセプタ粒子の照射のために、コンテナ(例えば、チューブ)の内部容積内に電磁波を導入するように構成されてもよい。
いくつかの実施形態では、電磁波放射構造は、電磁波がコンテナの外部からコンテナ(例えば、チューブ)の内部容積内に通過することができるコンテナ(例えば、チューブ)の電磁波透過性セクションを含む。
いくつかの実施形態では、コンテナは、本明細書に記載のように、コンテナの電磁波透過性セクションを構成する電磁波透過性材料で形成されている管状セクションを含む。
いくつかの実施形態では、電磁波放射構造は、電磁波透過性セクションを通って、内部容積内に電磁波を導くためのアプリケータを含むか、または同様に含む。
コンテナ(例えば、チューブ)は、本明細書に記載されるように、2つの金属製端部キャップを含んでもよく、1つは、管状セクションの各端部に結合されている。管状セクションは、本明細書に記載のものなどのモノリシック管状セクションであってもよい。
いくつかの実施形態では、電磁波放射構造が、コンテナ内(例えば、チューブ)に少なくとも部分的に配設されている。
サセプタ材料
本明細書で使用されるように、「サセプタ材料」という語句は、マイクロ波などの電磁エネルギーを熱に変換する材料を指す。サセプタ材料は、金属、半金属、誘電体、またはこれらの組み合わせを含んでもよい。サセプタ材料は、酸化鉄などの金属酸化物を含んでもよい。いくつかの実施形態では、サセプタ材料は、炭化ケイ素を含む。いくつかの実施形態では、サセプタ材料は、炭化ケイ素、磁鉄鉱、ゼオライト、石英、フェライト、カーボンブラック、黒鉛、花崗岩、またはこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、サセプタ材料は、磁鉄鉱を含む。いくつかの実施形態では、サセプタ材料は、サセプタの重量に基づいて、少なくとも25重量%、少なくとも50重量%、少なくとも75重量%、または100重量%の量の磁鉄鉱を含む。例えば、サセプタ材料は、(i)サセプタ材料の重量に基づいて、少なくとも25重量%、少なくとも50重量%、少なくとも75重量%の量の磁鉄鉱と、(ii)充填剤および/または磁鉄鉱以外の酸化鉄などの第2のサセプタ材料と、を含んでもよい。いくつかの実施形態では、サセプタ材料は、サセプタ材料の重量に基づいて、少なくとも5重量%、少なくとも10重量%、少なくとも15重量%、少なくとも20重量%、少なくとも25重量%、少なくとも50重量%、少なくとも75重量%、または100重量%の量の金属、半金属、誘電体、またはこれらの組み合わせを含む。
本明細書で使用されるように、「サセプタ材料」という語句は、マイクロ波などの電磁エネルギーを熱に変換する材料を指す。サセプタ材料は、金属、半金属、誘電体、またはこれらの組み合わせを含んでもよい。サセプタ材料は、酸化鉄などの金属酸化物を含んでもよい。いくつかの実施形態では、サセプタ材料は、炭化ケイ素を含む。いくつかの実施形態では、サセプタ材料は、炭化ケイ素、磁鉄鉱、ゼオライト、石英、フェライト、カーボンブラック、黒鉛、花崗岩、またはこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、サセプタ材料は、磁鉄鉱を含む。いくつかの実施形態では、サセプタ材料は、サセプタの重量に基づいて、少なくとも25重量%、少なくとも50重量%、少なくとも75重量%、または100重量%の量の磁鉄鉱を含む。例えば、サセプタ材料は、(i)サセプタ材料の重量に基づいて、少なくとも25重量%、少なくとも50重量%、少なくとも75重量%の量の磁鉄鉱と、(ii)充填剤および/または磁鉄鉱以外の酸化鉄などの第2のサセプタ材料と、を含んでもよい。いくつかの実施形態では、サセプタ材料は、サセプタ材料の重量に基づいて、少なくとも5重量%、少なくとも10重量%、少なくとも15重量%、少なくとも20重量%、少なくとも25重量%、少なくとも50重量%、少なくとも75重量%、または100重量%の量の金属、半金属、誘電体、またはこれらの組み合わせを含む。
サセプタ材料は、任意の形態であってもよい。例えば、サセプタ材料は、粒子状形態、モノリシック形態、またはこれらの組み合わせであってもよい。サセプタ粒子が粒子状形態であるときに、粒子は互いに物理的に結合していても、または結合していなくてもよい。サセプタ材料は、サセプタ材料の複数の焼結粒子などの焼結材料を含んでもよい。サセプタ材料は、サセプタ材料の多孔質粒子および/またはサセプタ材料の多孔質モノリスなどの多孔質材料を含んでもよい。いくつかの実施形態では、サセプタ材料は、流体がチューブ内に配設されること、および/またはチューブを横断することを可能にする形態である。いくつかの実施形態において、サセプタ材料は、チューブの外側の流体または他の材料が加熱されることを可能にする形態である。例えば、流体または織物などの材料は、チューブの外面に接触し、それによって流体または材料を加熱してもよい。
サセプタ材料が粒子状形態にあるときに、粒子は、実質的に均一なサイズ、または不均一なサイズを有してもよく、粒子は、任意の規則的または不規則な形状(例えば、球、プラグ、シェービング、針など)であってもよい。粒子状形態にあるときに、サセプタ材料は、約1nm~約10mm、約5nm~約10mm、約10nm~約10mm、約50nm~約10mm、約100nm~約10mm、約500nm~約10mm、約1μm~約10mm、約25μm~約10mm、約75μm~約10mm、約0.1mm~約10mm、約0.5mm~約10mm、約0.5mm~約8mm、約0.5mm~約7mm、約0.1mm~約5mm、約0.5mm~約5mm、約0.5mm~約4mm、約0.5mm~約3mm、または約0.5mm~約2mmの平均最大寸法を有してもよい。いくつかの実施形態では、サセプタ材料は、粒子状形態にあり、サセプタ材料は、約1nm~約50nm、約3nm~約40nm、または約3nm~約35nmの平均最大寸法を有する。例えば、サセプタ材料は、約3nm~約32nmの平均直径を有するFe3O4ナノ粒子を含んでもよい。サセプタ材料は、シードレス熱分解技術などの任意の既知の技術によって合成されたナノ粒子を含んでもよい(例えば、Mohapatra,J.et al.Phys.Chem.Chem.Phys.,2018,20,12879-12887)。サセプタ材料の粒子が実質的に球形または球形であるときに、平均最大寸法は平均最大径である。いかなる特定の理論にも拘束されることを望まないが、サセプタ材料の粒子のサイズの選択は、加熱効率、圧力低下などの、本明細書に記載の方法の1つ以上の特性を変化させ得ると考えられ、したがって、粒径は、それに応じて選択されてもよい。
チューブの内部リザーバは、任意の量のサセプタ材料を含有してもよい。いくつかの実施形態では、サセプタ材料は、内部リザーバもしくはその利用可能な部分の容積で約30%~約100%、内部リザーバもしくはその利用可能な部分の容積で約50%~約100%、内部リザーバもしくはその利用可能な部分の容積で約70%~約100%、内部リザーバもしくはその利用可能な部分の容積で約90%~約100%、または内部リザーバもしくはその利用可能な部分の容積で約100%の量で、チューブの内部リザーバ(または、1つ以上の保持デバイスが存在し、したがって、利用可能な部分を画定するときに、内部リザーバの利用可能な部分)に存在する。
いくつかの実施形態では、チューブの内部リザーバは、流体がチューブ内に配設されることを可能にする量のサセプタ材料を含有する。いくつかの実施形態では、サセプタ材料は、内部リザーバもしくはその利用可能な部分の容積で約30%~約90%、内部リザーバもしくはその利用可能な部分の容積で約30%~約80%、内部リザーバもしくはその利用可能な部分の容積で約30%~約70%、内部リザーバもしくはその利用可能な部分の容積で約40%~約60%、または内部リザーバもしくはその利用可能な部分の容積で約50%の量で、チューブの内部リザーバ(または、1つ以上の保持デバイスが存在し、したがって、利用可能な部分を画定するときに、内部リザーバの利用可能な部分)に存在する。
サセプタ材料がモノリシック形態にあるときに、サセプタ材料のモノリスは、概して、(i)チューブまたはチューブ内のハウジング内のその配設か、(ii)流体がチューブを横断することか、または(iii)これらの組み合わせを可能にする任意のサイズまたは形状を有してもよい。いくつかの実施形態では、サセプタ材料のモノリスは、少なくとも3:1(例えば、円筒形状)の長さ:幅比を有する1つ以上の細長いモノリスを含み、それによって、流体が細長いモノリスの外面およびチューブの内面によって少なくとも部分的に画定された領域を横断してもよい「チューブ内チューブ」構成を形成する。いくつかの実施形態では、細長いモノリスのうちの2つ以上は、任意の方式で、チューブ内に配置されている。いくつかの実施形態では、サセプタ材料のモノリスは、チューブまたはその利用可能な部分の内部リザーバの寸法に対応する寸法または形状を有し、これは、チューブがチューブの外側で流体または材料(例えば、チューブの外面に接触する流体または材料)を加熱するように構成されているときに望ましくあり得る。いくつかの実施形態では、1つ以上のモノリスは、チューブに任意の方式で配置された3:1未満の長さ:幅比(例えば、球形、矩形、正方形、または楕円形状)を有する1つ以上のカプセル形状モノリスを含む。2つ以上のモノリスがチューブ内に存在するときに、2つ以上のモノリスは、任意の規則的または不規則なパターンでチューブ内に配置されてもよい。
チューブの実施形態は、図1I(側面図)に示されている。図1Iのチューブ180は、実質的に円筒形であり、第1の端部181および第2の端部182を有する。チューブ180は、マイクロ波透過性材料で形成された中央部分183と、第1の端部181の第1のキャップ184と、第2の端部182の第2のキャップ185と、を含む。図1Bおよび図1Cに示されるように、第1のキャップ184および第2のキャップ185は、任意選択的に、入口と、出口と、を含んでもよい。図1Iのチューブ180の代替的な断面図は、図IJおよび図IKに示される。いくつかの実施形態では、チューブ180は、図1Jに示される断面図を有する。図1Jは、サセプタ材料187の粒子が配設されているハウジング186、およびハウジング186と、チューブ180が入口と、出口と、を含むとき、流体が流れ得るチューブ180の内面との間のチャネル188を示す。いくつかの実施形態では、チューブ180は、図1Kに示される断面図を有する。図1Kは、チューブ180内に配置されたサセプタ材料189の円筒モノリスのアレイを示す。チューブ180が入口と、出口と、を含むときに、流体は、サセプタ材料189の円筒状モノリスとチューブ180の内面との間の空間を含むチャネル190内に流れてもよい。いくつかの実施形態(図示せず)では、サセプタ材料189の1つ以上のモノリスは、図1Jのハウジング186内に配設されている。
サセプタ材料は、1つ以上の添加剤を含んでもよい。1つ以上の添加剤は、(i)サセプタ材料とともにチューブ内に配設されている(例えば、サセプタ材料内に均一に、または不均一に分散された)、かつ(ii)複数のマイクロ波を熱に変換することができない、充填剤などの任意の材料を含んでもよい。充填剤は、例えば、サセプタ材料の取り扱いを容易にし、チューブ内の流体流に対する抵抗を低減し、チューブ内のサセプタ材料の異なる分散を達成するなど、任意の理由で含まれてもよい。充填剤を使用して、チューブ内のサセプタ材料の濃度勾配を達成してもよい。例えば、充填剤は、チューブ内に配設された流体が、流体がチューブを横断するにつれて連続的にまたは断続的に増加(または減少)するサセプタ材料の濃度または量に遭遇することを可能にしてもよい。1つ以上の添加剤は、サセプタ材料の重量に基づいて、50重量%を超えない総量で、サセプタ材料内に存在してもよい。言い換えれば、2つの添加剤を含むサセプタ材料が100gの質量を有する場合、次いで、2つの添加剤の質量の合計は50gを超えない。いくつかの実施形態では、1つ以上の添加剤は、サセプタの重量に基づいて、約0.001重量%~10重量%の量でサセプタ内に存在する。
マイクロ波発生器
任意の既知のマイクロ波発生器は、装置を含むか、または本明細書に記載される方法で使用されてもよい。装置が2つ以上のマイクロ波発生器を含むときに、2つ以上のマイクロ波発生器は、同じであっても、または異なってもよい。装置が2つ以上のマイクロ波発生器を含むときに、2つ以上のマイクロ波発生器は、本明細書に記載の方法の間、同じまたは異なるパラメータ(例えば、電力、周波数、波長など)で動作してもよい。
任意の既知のマイクロ波発生器は、装置を含むか、または本明細書に記載される方法で使用されてもよい。装置が2つ以上のマイクロ波発生器を含むときに、2つ以上のマイクロ波発生器は、同じであっても、または異なってもよい。装置が2つ以上のマイクロ波発生器を含むときに、2つ以上のマイクロ波発生器は、本明細書に記載の方法の間、同じまたは異なるパラメータ(例えば、電力、周波数、波長など)で動作してもよい。
1つ以上のマイクロ波発生器は、マグネトロン連続波(CW)もしくはパルスマイクロ波発生器、固体固定周波数もしくは可変周波数マイクロ波発生器、またはこれらの組み合わせを含んでもよい。1つ以上のマイクロ波発生器は、概して、任意の電力(例えば、200W~100kW)であってもよく、かつ/または任意の周波数(例えば、915MHz~28GHz)および/または波長(1mm~1m)で動作してもよい。1つ以上のマイクロ波発生器は、SAIREM(登録商標)マイクロ波発生器(Decines-Charpiue、仏)などの市販のマイクロ波発生器を含んでもよい。1つ以上のマイクロ波発生器は、以下の表から選択された1つ以上のマイクロ波発生器を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、1つ以上のマイクロ波発生器は、前述の表の実施形態1~12から独立して選択された1~10個のマイクロ波発生器を含む。
方法
本明細書に記載の装置は、流体、固体、またはこれらの組み合わせなどの材料を加熱する方法を実行するために使用されてもよい。方法は、電磁波を照射されたサセプタ材料を含有するチューブに流体を通過させることを含んでもよい。方法は、電磁波を照射されたサセプタ材料を含有するチューブに隣接して、固体または流体などの材料を配置することを含んでもよい。
本明細書に記載の装置は、流体、固体、またはこれらの組み合わせなどの材料を加熱する方法を実行するために使用されてもよい。方法は、電磁波を照射されたサセプタ材料を含有するチューブに流体を通過させることを含んでもよい。方法は、電磁波を照射されたサセプタ材料を含有するチューブに隣接して、固体または流体などの材料を配置することを含んでもよい。
流体、またはその一部分は、所望の温度に達するまで、チューブを1回以上通過してもよい。本明細書に記載の装置および方法によって加熱された流体は、さらなるプロセスのための熱を提供するなど、任意の方式で収集および使用されてもよい。
いくつかの実施形態では、方法は、流体を、加熱サセプタ粒子などの加熱されたサセプタ材料に接触させ、それにより、流体を、少なくとも100℃/分、少なくとも200℃/分、少なくとも300℃/分、少なくとも400℃/分、または少なくとも500℃/分の速度で加熱することを含む。方法は、バッチプロセスまたは連続プロセスを含んでもよい。いくつかの実施形態では、ステップ(b)は、流体を加熱されたサセプタ粒子の容積を通って流すことを含む。いくつかの実施形態では、ステップ(a)および(b)は、サセプタ粒子および流体を受容する共通のコンテナ(例えば、チューブ)内で実施される。
いくつかの実施形態では、方法は、本明細書に記載の装置を提供することと、流体を、ある流量で、コンテナ(例えば、チューブ)の入口に配設することと、複数の電磁波をアプリケータ内に導入して、サセプタ材料の少なくとも一部分に複数の電磁波を照射し、流体がチューブ内にある間に、熱を発生させて、加熱された流体を生成することと、チューブの出口で、加熱された流体を収集することと、を含む。いくつかの実施形態では、方法はまた、(i)加熱された流体の少なくとも一部分をチューブの入口に配設することと、(ii)複数の電磁波をアプリケータ内に導入して、サセプタ材料の少なくとも一部分に複数の電磁波を照射し、加熱された流体がチューブ内にある間に、熱を発生させて、さらに加熱された流体を生成することと、(iii)チューブの出口で、さらに加熱された流体を収集することと、を含む。ステップ(i)~(iii)を1回以上繰り返して、増加した温度を有するさらに加熱された流体を生成してもよい。いくつかの実施形態では、方法はまた、入口内に加熱された流体を配設する前に、加熱された流体の温度を少なくとも5%低減することを含む。
本明細書に記載の方法のステップは、同時に、実質的に連続的な方式で、またはこれらの組み合わせで実行されてもよい。
流体は、コンテナ(例えば、チューブ)内の任意の所望の滞留時間を有してもよい。流体は、10分、8分、5分、3分、または1分以下の滞留時間を有してもよい。いくつかの実施形態では、流体は、0.1~5分の滞留時間を有する。本明細書で使用される場合、「滞留時間」という語句は、(i)方法が連続しているときに、流体がコンテナ(例えば、チューブ)内を通過する間に流体がコンテナ内で過ごす時間、または(ii)流体が加熱されたサセプタ粒子との接触を維持する時間を指す。
流体は、任意の流量で、チューブ内に配設されてもよいか、またはサセプタ材料の容積を通過してもよい。流量は、チューブのサイズなどのいくつかのパラメータに基づいて、選択されてもよい。いくつかの実施形態では、流量は、約0.1リットル/分~約1,000リットル/分である。いくつかの実施形態では、流量は、約0.1リットル/分~約750リットル/分である。いくつかの実施形態では、流量は、約0.1リットル/分~約500リットル/分である。いくつかの実施形態では、流量は、約0.1リットル/分~約250リットル/分である。いくつかの実施形態では、流量は、約0.1リットル/分~約100リットル/分である。いくつかの実施形態では、流量は、約0.1リットル/分~約50リットル/分である。いくつかの実施形態では、流量は、約0.1リットル/分~約25リットル/分である。いくつかの実施形態では、流量は、約0.1リットル/分~約10リットル/分である。いくつかの実施形態では、流量は、約0.1リットル/分~約5リットル/分である。いくつかの実施形態では、流量は、約0.2リットル/分~約3リットル/分である。いくつかの実施形態では、流量は、約0.2リットル/分~約1.2リットル/分である。いくつかの実施形態では、流量は、約900リットル/分~約1,000リットル/分である。いくつかの実施形態では、流量は、約800リットル/分~約1,000リットル/分である。いくつかの実施形態では、流量は、約700リットル/分~約1,000リットル/分である。いくつかの実施形態では、流量は、約600リットル/分~約1,000リットル/分である。いくつかの実施形態では、流量は、約500リットル/分~約1,000リットル/分である。いくつかの実施形態では、流量は、約400リットル/分~約1,000リットル/分である。いくつかの実施形態では、流量は、約300リットル/分~約1,000リットル/分である。いくつかの実施形態では、流量は、約250リットル/分~約1,000リットル/分である。いくつかの実施形態では、流量は、約200リットル/分~約1,000リットル/分である。いくつかの実施形態では、流量は、約100リットル/分~約1,000リットル/分である。いくつかの実施形態では、流量は、約75リットル/分~約1,000リットル/分である。いくつかの実施形態では、流量は、約50リットル/分~約1,000リットル/分である。いくつかの実施形態では、流量は、約10リットル/分~約1,000リットル/分である。いくつかの実施形態では、流量は、少なくとも5リットル/分、少なくとも10リットル/分、少なくとも15リットル/分、または少なくとも20リットル/分である。本明細書で使用されるように、「流量」という用語は、流体がチューブの入口に配設されている速度を指す。流体の温度が上昇するにつれて、流体の粘度が低下してもよく、それによって流量が増加し得る可能性が増加する。装置または方法は、この現象に対応する、かつ/または流量の増加傾向に対抗する1つ以上の特徴を含んでもよい。いかなる特定の理論にも拘束されることを望まないが、流体の質量流量は、粘度の変化および/または他の理由によって容積流量が変化しても、依然として一定であり得る。
流体は、任意の既知の機器によってコンテナ(例えば、チューブ)に提供されてもよい。例えば、ダイヤフラムポンプまたは渦巻ポンプなどのポンプを使用して、チューブ内に流体を配設してもよい。いくつかの実施形態では、容積式ポンプなどのポンプは、ある流量でチューブ内に流体を配設するために使用される。いくつかの実施形態では、バルブは、チューブ内に配設された流体に、所望の流量を付与するために使用される。
任意の圧力は、本明細書に提供される方法の全部または一部分の間、コンテナ(例えば、チューブ)内側に存在してもよい。いくつかの実施形態において、コンテナ(例えば、チューブ)内側の圧力は、流体の臨界圧力以下である。いくつかの実施形態では、チューブ内側の圧力は、流体の臨界圧力よりも大きい。いくつかの実施形態では、チューブ内側の圧力は、流体の臨界圧力を少なくとも1%、少なくとも5%、少なくとも10%、少なくとも25%、または少なくとも50%上回る。いくつかの実施形態では、コンテナ(例えば、チューブ)内側の圧力は、流体の臨界圧力を約1%~約50%、約5%~約50%、約10%~約50%、または約25%~約50%上回る。このパラメータは、液体流体が気相に変換される可能性を排除または低減し得る。流体は、コンテナ(例えば、チューブ)内に配設される前、最中、および後に、その臨界圧力を超える圧力で維持されてもよい。いくつかの実施形態では、流体は、(i)コンテナ(例えば、チューブ)内に配設される前に、(ii)コンテナ(例えば、チューブ)の第2の端部での収集中および/もしくは収集後に、または(iii)これらの組み合わせによって加圧される。したがって、加熱された流体またはさらに加熱された流体は、さらなる使用のためにその収集後、流体の臨界圧力を超える圧力で維持されてもよい。例えば、方法が、加熱されたサセプタ粒子の容積を通って流体を流れることを含むときに、加熱されたサセプタ粒子の容積を通って流体を流すことは、液体の気化を防止するために高圧で実施され得る。いくつかの実施形態では、本明細書で提供する方法の全部または一部分の間のコンテナ(例えば、チューブ)内側の圧力は、約1バール~約250バール、約1.1バール~約250バール、約5バール~約250バール、約5バール~約225バール、約5バール~約200バール、約5バール~約150バール、約5バール~約100バール、または約10バール~約100バールである。いくつかの実施形態では、本明細書に提供される方法の全部または一部分の間のコンテナ(例えば、チューブ)内側の圧力は、少なくとも2バール、少なくとも5バール、少なくとも10バール、少なくとも25バール、少なくとも50バール、少なくとも100バール、少なくとも150バール、または少なくとも200バールである。
チューブ内に配設されるとき、流体は、流体の凍結点を超える周囲温度にあってもよい。いくつかの実施形態では、流体は、それがチューブ内に初めて配設されるとき、約15℃~約35℃の温度を有する。いくつかの実施形態では、流体は、それがチューブ内に初めて配設されるとき、約20℃~約30℃の温度を有する。いくつかの実施形態では、加熱された流体またはさらに加熱された流体は、
約50℃~約1,500℃、約100℃~約1,250℃、約100℃~約1,000℃、約100℃~約900℃、約100℃~約800℃、約100℃~約700℃、約1j00℃~約600℃、約100℃~約500℃、約200℃~約500℃、約300℃~約500℃、または約400℃~約500℃の温度を有する。いくつかの実施形態では、加熱された流体またはさらに加熱された流体は、約100℃~約600℃、約200℃~約600℃、約300℃~約600℃、約400℃~約600℃、または約500℃~約600℃の温度を有する。いくつかの実施形態では、加熱された流体またはさらに加熱された流体は、約100℃~約700℃、約200℃~約700℃、約300℃~約700℃、約400℃~約700℃、約500℃~約700℃、約600℃~約700℃の温度を有する。
約50℃~約1,500℃、約100℃~約1,250℃、約100℃~約1,000℃、約100℃~約900℃、約100℃~約800℃、約100℃~約700℃、約1j00℃~約600℃、約100℃~約500℃、約200℃~約500℃、約300℃~約500℃、または約400℃~約500℃の温度を有する。いくつかの実施形態では、加熱された流体またはさらに加熱された流体は、約100℃~約600℃、約200℃~約600℃、約300℃~約600℃、約400℃~約600℃、または約500℃~約600℃の温度を有する。いくつかの実施形態では、加熱された流体またはさらに加熱された流体は、約100℃~約700℃、約200℃~約700℃、約300℃~約700℃、約400℃~約700℃、約500℃~約700℃、約600℃~約700℃の温度を有する。
いくつかの実施形態では、本発明で提供する方法は、流体を少なくとも200℃、少なくとも250℃、少なくとも300℃、少なくとも400℃、または少なくとも500℃加熱する。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の電磁放射線を照射されたサセプタ材料は、約50℃~約1,500℃、約100℃~約1,250℃、約100℃~約1,000℃、約100℃~約900℃、約100℃~約800℃、約100℃~約700℃、約100℃~約600℃、約100℃~約500℃、約200℃~約500℃、約300℃~約500℃、約400℃~約500℃、約250℃~約1,500℃、約350℃~約1,500℃、約450℃~約1,500℃、約300℃~約1,000℃、約300℃~約800℃、または約300℃~約700℃の温度を有する。
いくつかの実施形態では、本発明で提供する方法は、主に加熱されたサセプタ材料との直接熱交換によって、流体を加熱する。言い換えると、流体に付与された熱または温度上昇の大部分(>50%)は、熱サセプタ材料との直接熱交換から生じる。いくつかの実施形態では、流体の加熱の25パーセント未満、20パーセント未満、15パーセント未満、10パーセント未満、または5パーセント未満は、電磁エネルギーの直接吸収によって引き起こされる。流体が電磁エネルギーを直接吸収する能力は、その温度が上昇するにつれて低下してもよい。温度の上昇は、例えば、流体の誘電率を低下させ、それによって、照射されたサセプタ材料によって達成される加熱の割合を増加させてもよい。
いくつかの実施形態では、方法は、本明細書に記載の装置またはシステムを提供することと、流体を、チューブに接合されている材料を配置することと、複数の電磁波をアプリケータ内に導入して、サセプタ材料の少なくとも一部分に複数の電磁波を照射し、材料がチューブ内に隣接する間に、熱を発生させて、加熱された材料を生成することと、を含む。材料は、流体、固体、またはこれらの組み合わせを含んでもよい。
本明細書で提供される装置およびシステムは、チューブに隣接する材料の配置に対応するように構成されてもよい。例えば、チューブは、材料をチューブに隣接して配置することに好適な距離でアプリケータから延在してもよい。アプリケータは、材料がチューブに隣接して配置されることを可能にするギャップ(例えば、チャンバまたはモジュラーユニット間のギャップ、チューブと開口部との間のギャップなど)を含んでもよい。アプリケータは、材料がチューブに隣接して配置されることを可能にする1つ以上の開口部を有するチャンバを含んでもよく、そのようなチャンバは、電磁波の発生器と関連付けられても、または関連付けられなくてもよい。
いくつかの実施形態では、チューブに隣接する材料の配置は、チューブを材料に接触させることを含む。例えば、織物または他の可撓性材料などの液体または固体は、チューブの外面に接触してもよい。いくつかの実施形態では、織物または他の可撓性材料などの固体のリボンまたはストリップの全部または一部分が、チューブに接触するように配置されてもよい。例えば、織物または他の可撓性材料などの固体は、織物または他の可撓性材料が1つ以上のローラまたはそれ以外の方法によって引っ張られるにつれて、チューブに接触してもよい。さらなる例として、液体は、チューブに隣接する場所を通過するように構成されてもよい。流動液体は、いくつかの実施形態では、チューブの外面に接触してもよい。
システム
本明細書に記載の方法を実行するために使用されてもよいシステムを含む、本明細書に記載の装置を含むシステムもまた、本明細書に提供される。いくつかの実施形態では、システムは、流体源、ポンプまたは圧縮器、熱交換器、またはこれらの組み合わせを含む。
本明細書に記載の方法を実行するために使用されてもよいシステムを含む、本明細書に記載の装置を含むシステムもまた、本明細書に提供される。いくつかの実施形態では、システムは、流体源、ポンプまたは圧縮器、熱交換器、またはこれらの組み合わせを含む。
システムの実施形態は、図11に示される。システム900は、図6A、図6B、および図6Cに示されるような第1の端部901、ならびに図8に示されるような第2の端部902を有する装置(901、902)を含む。システム900はまた、ポンプ920と流体連通している流体源910を含む。ポンプ920は、流体源910から装置(901、902)に流体950を提供し、これは、加熱されて、加熱された流体951を生成する。加熱された流体951は、リザーバ930内に収集されてもよい。いくつかの実施形態では、加熱された流体951は、プロセスまたはシステムに熱を提供するために別のプロセスまたはシステム960に転送される。加熱された流体951の少なくとも一部分は、さらなる加熱のために装置(901、902)に提供される前に、その温度を低減するために、熱交換器940に転送されてもよい。ポンプ920は、システムの少なくとも一部分を加圧するように構成されてもよい。例えば、チューブ内側の圧力は、流体の臨界圧力を超えても超えなくてもよい。システム900は、装置901が動作中に0°(示されるように)~90°の任意の角度で配置されており、それによって装置がアップフローモードまたはダウンフローモードで動作することを可能にするように構成されてもよい。他の実施形態では、図11のシステムは、図1A~K、2A~D、3A~B、4A~D、5A~E、7、8、9A~B、10、および/または12A~Iの装置、特徴、および/または構成のいずれか1つまたは組み合わせを含む。
本明細書で提供されるシステムはまた、圧力計、流量計、またはこれらの組み合わせなど、1つ以上のメータを含んでもよい。圧力は、例えば、システムの少なくとも一部における圧力が流体の臨界圧力を超えることを確実にするために使用されてもよい。流量計は、例えば、流体の所望の流量を確保するために、または流体の加熱が対応する粘度の低下をもたらすときに生じ得る流量への変化を監視するために使用されてもよい。
流体
任意の流体は、本明細書に記載される方法によって加熱されてもよい。いくつかの実施形態では、流体は、有機流体を含む。いくつかの実施形態では、流体は、無機流体を含む。いくつかの実施形態では、流体は、水性流体を含む。本明細書で使用されるように、「水性流体」という語句は、50重量%を超える量の水を含む流体を指す。いくつかの実施形態では、流体は、イオン性液体を含む。いくつかの実施形態では、流体は、水と、少なくとも1つの有機流体と、を含む。いくつかの実施形態では、流体は、水、少なくとも1つの有機流体、少なくとも1つの無機流体、少なくとも1つのイオン液体、またはこれらの組み合わせを含む。流体は、極性流体、非極性流体、またはこれらの組み合わせであってもよい。流体は、流体中に分散および/または溶解され得る1つ以上の固体を含んでもよい。流体は、液相、気相、またはこれらの組み合わせなど、任意の相のものであってもよい。流体は、例えば、チューブ内に配設されるとき、液相にあってもよく、得られる加熱された流体は、液相、気相、またはこれらの組み合わせにあってもよい。いくつかの実施形態では、流体は、二酸化炭素を含む。有機流体は、炭化水素であってもよい。
任意の流体は、本明細書に記載される方法によって加熱されてもよい。いくつかの実施形態では、流体は、有機流体を含む。いくつかの実施形態では、流体は、無機流体を含む。いくつかの実施形態では、流体は、水性流体を含む。本明細書で使用されるように、「水性流体」という語句は、50重量%を超える量の水を含む流体を指す。いくつかの実施形態では、流体は、イオン性液体を含む。いくつかの実施形態では、流体は、水と、少なくとも1つの有機流体と、を含む。いくつかの実施形態では、流体は、水、少なくとも1つの有機流体、少なくとも1つの無機流体、少なくとも1つのイオン液体、またはこれらの組み合わせを含む。流体は、極性流体、非極性流体、またはこれらの組み合わせであってもよい。流体は、流体中に分散および/または溶解され得る1つ以上の固体を含んでもよい。流体は、液相、気相、またはこれらの組み合わせなど、任意の相のものであってもよい。流体は、例えば、チューブ内に配設されるとき、液相にあってもよく、得られる加熱された流体は、液相、気相、またはこれらの組み合わせにあってもよい。いくつかの実施形態では、流体は、二酸化炭素を含む。有機流体は、炭化水素であってもよい。
本明細書で使用されるように、「炭化水素」という用語は、炭素および水素で形成されている構造を有する化合物、および炭化水素が置換されている場合、任意選択的に1つ以上の置換基を有する化合物を指す。いくつかの実施形態では、炭化水素は、C1~C40炭化水素である。いくつかの実施形態では、炭化水素は、C1~C30炭化水素である。いくつかの実施形態では、炭化水素は、C1~C20炭化水素である。本明細書で使用されるように、「C1~C40炭化水素」、「C1~C30炭化水素」、「C1~C20炭化水素」などの語句は、概して、それぞれ、1~40個の炭素原子、1~30個の炭素原子、または1~20個の炭素原子を含有する脂肪族炭化水素および/または芳香族炭化水素を指す。C1~C40炭化水素の例としては、アルカン、シクロアルカン、アルケン、シクロアルケン、アルキン、シクロアルキンなどが挙げられるが、これらに限定されず、各々の事例において、1~40個の炭素原子を有するすべての置換、非置換、分岐および直鎖類似体またはそれらの誘導体が挙げられる。環状脂肪族炭化水素または芳香族炭化水素の例としては、アントラセン、アズレン、ビフェニル、フルオレン、インダン、インデン、フェナントレン、ベンゼン、ナフタレン、トルエン、キシレン、メシチレンなどが挙げられるが、これらに限定されず、これらのすべての置換、非置換、水素化、および/またはヘテロ原子置換誘導体が挙げられる。
別段の指示がない限り、「置換された」という用語は、化学構造または部分を説明するために使用されるときに、その構造または部分の誘導体を指し、その水素原子のうちの1つ以上は、アルコール、アルコキシ、アルカノイルオキシ、アルコキシカルボニル、アルケニル、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、シクロアルキニル、アルキルカルボニルオキシ(-OC(O)アルキル)、アミド(-C(O)NH-アルキル-または-アルキルNHC(O)アルキル)、三級アミン(アルキルアミノ、アリールアミノ、アリールアルキルアミノ)、アリール、アリールアルキル、アリールオキシ、アゾ、カルバモイル(-NHC(O)O-アルキル-または-OC(O)NH-アルキル)、カルバミル(例えば、CONH2、ならびにCONH-アルキル、CONH-アリール、およびCONH-アリールアルキル)、カルボキシル、カルボン酸、シアノ、エステル、エーテル(例えばメトキシ、エトキシ)、ハロ、ハロアルキル、(例えば、-CCl3、-CF3、C(CF3)3)、ヘテロアルキル、イソシアン酸、イソチオシアン酸、ニトリル、ニトロ、リン酸ジエステル、硫化物、スルホンアミド(例えば、SO2NH2、SO2NR’R”)、スルホン、
スルホニル(アルキルスルホニル、アリールスルホニル、およびアリールアルキルスルホニルを含む)、スルホキシド、チオール(例えば、スルフヒドリル、チオエーテル)、または尿素を含む。
スルホニル(アルキルスルホニル、アリールスルホニル、およびアリールアルキルスルホニルを含む)、スルホキシド、チオール(例えば、スルフヒドリル、チオエーテル)、または尿素を含む。
炭化水素がハロ置換される場合、炭化水素は、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、またはこれらの組み合わせから選択されるハロゲンで部分的に、または完全に置換されてもよい。1つ以上のタイプのハロゲン原子で完全に置換されるときに、化合物は、「ペルハロカーボン」と称され得る。例えば、フルオロ置換炭化水素は、フッ素原子で部分的に置換されてもよいか、またはフッ素原子で完全に置換されてもよく、フッ素原子で完全に置換されているときに、化合物は、ペルフルオロカーボンと称され得る。
アルキル基の例としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n-ブチル、t-ブチル、イソブチル、ペンチル、ヘキシル、イソヘキシル、ヘプチル、4,4-ジメチルペンチル、オクチル、2,2,4-トリメチルペンチル、ノニル、デシル、ウンデシル、およびドデシルが挙げられるが、これらに限定されない。シクロアルキル部分は、単環式または多環式であってもよく、例としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、およびアダマンチルが挙げられる。アルキル部分の追加の例は、直鎖状、分岐状、および/または環状部分(例えば、1-エチル-4-メチル-シクロヘキシル)を有する。代表的なアルケニル部分としては、ビニル、アリル、1-ブテニル、2-ブテニル、イソブチレニル、1-ペンテニル、2-ペンテニル、3-メチル-1-ブテニル、2-メチル-2-ブテニル、2,3-ジメチル-2-ブテニル、1-ヘキセニル、2-ヘキセニル、3-ヘキセニル、1-ヘプテニル、2-ヘプテニル、3-ヘプテニル、1-オクテニル、2-オクテニル、3-オクテニル、1-ノネニル、2-ノネニル、3-ノネニル、1-デセニル、2-デセニルおよび3-デセニルが挙げられる。代表的なアルキニル部分としては、アセチレニル、プロピニル、1-ブチニル、2-ブチニル、1-ペンチニル、2-ペンチニル、3-メチル-1-ブチニル、4-ペンチニル、1-ヘキシニル、2-ヘキシニル、5-ヘキシニル、1-ヘプチニル、2-ヘプチニル、6-ヘプチニル、1-オクチニル、2-オクチニル、7-オクチニル、1-ノニニル、2-ノニニル、8-ノニニル、1-デシニル、2-デシニル、および9-デシニルが挙げられる。アリールまたはアリールアルキル部分の例としては、アントラセニル、アズレニル、ビフェニル、フルオレニル、インダン、インデニル、ナフチル、フェナントレニル、フェニル、1,2,3,4-テトラヒドロ-ナフタレン、トリル、キシリル、メシチル、ベンジルなどが挙げられるが、これらに限定されず、これらの任意のヘテロ原子置換誘導体を含む。
流体は、1つ以上の添加剤を含んでもよい。いくつかの実施形態では、1つ以上の添加剤は、色素などのトレーサを含む。1つ以上の添加剤は、流体の重量に基づいて、10重量%を超えない総量で流体内に存在してもよい。言い換えれば、2つの添加剤を含む流体が100gの質量を有する場合、次いで、2つの添加剤の質量の合計は10gを超えない。いくつかの実施形態では、1つ以上の添加剤は、流体の重量に基づいて、約0.001重量%~5重量%の量で流体内に存在する。
参照されるすべての刊行物は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。さらに、参照により本明細書に組み込まれる参照における用語の定義または使用が、本明細書に提供されるその用語の定義と矛盾する場合、本明細書に提供されるその用語の定義が適用され、参照におけるその用語の定義は適用されない。
従来技術の特定の態様は、様々な実施形態の開示を容易にするために考察されてきたが、出願人は、これらの技術的態様を決して放棄せず、本開示は、本明細書で考察される従来の技術的態様のうちの1つ以上を包含してもよいことが想定される。
本開示は、既知の方法およびプロセスの問題および欠陥のうちの1つ以上に対処し得る。しかしながら、様々な実施形態が、いくつかの技術領域における他の問題および欠陥に対処するのに有用であることが証明され得ることが想定される。したがって、本開示は、必ずしも、本明細書で考察さられる特定の問題または欠陥のいずれかに対処することに限定されると解釈されるべきではない。
本明細書において、文書、行為、または知識の項目が言及または考察される場合、この参照または考察は、文書、行為、もしくは知識の項目、もしくはそれらの任意の組み合わせが優先日にあったこと、公開されていること、一般に知られていること、一般的な知識の一部であること、または適用される法定条項の下で他の方法で先行技術を構成することを認めるものではなく、または本明細書が関連する任意の問題を解決しようとする試みに関連することが知られている。
本明細書で提供される説明において、「含む」、「である」、「含有する」、「有する」、および「備える」という用語は、非限定的に使用され、したがって、「含むが、これらに限定されない」ことを意味すると解釈されるべきである。方法または装置が、様々なステップまたは構成要素を「備える」という点で特許請求または記載される場合、方法または装置は、別段の定めのない限り、様々なステップまたは構成要素から「本質的になる」または「からなる」こともできる。
用語「a」、「an」、および「the」は、複数の代替物、例えば、少なくとも1つを含むことが意図される。例えば、「流体」、「サセプタ材料」、「チューブ」などの開示は、別段の指定がない限り、1つを超える流体、サセプタ材料、チューブなどの混合物または組み合わせを包含することを意味する。
様々な数値範囲が、本明細書に開示されてもよい。出願人が任意のタイプの範囲を開示または特許請求する場合、出願人の意図は、別段の指定がない限り、その範囲の終点、およびその中に包含されるサブ範囲の任意のサブ範囲および組み合わせを含む、そのような範囲が合理的に包含する可能性のある各番号を個別に開示または特許請求することである。さらに、本明細書に開示される範囲のすべての数値的終点は、近似的である。代表的な例として、出願人は、いくつかの実施形態では、チューブが約30mm~約44mmの内径を有することを開示する。この範囲は、約30mmおよび約44mmを包含すると解釈されるべきであり、これらの値のうちのいずれかとの間の任意の範囲およびサブ範囲を含む、約31mm、32mm、33mm、34mm、35mm、36mm、37mm、38mm、39mm、40mm、41mm、42mm、および43mmの「約」各々をさらに包含する。
本明細書で使用されるように、「約」という用語は、それが使用される数の数値のプラスまたはマイナス10%を意味する。
例示的な実施形態
以下の実施形態は、本明細書で説明する装置、システム、および方法の非限定的な例である。他の実施形態が想定される。
以下の実施形態は、本明細書で説明する装置、システム、および方法の非限定的な例である。他の実施形態が想定される。
実施形態1.装置であって、
(A)電磁波透過性材料の少なくとも一部に形成されたチューブと、アプリケータと、を備え、(i)チューブの第1の端部が、アプリケータに固定的に装着されているか、もしくはばね式で装着されているか、(ii)チューブの少なくとも一部分が、アプリケータ内に配置されているか、もしくは(iii)これらの組み合わせであるか、
(B)電磁波透過性材料の少なくとも一部に形成されたチューブと、チューブ内に配設されたサスペクタ材料と、アプリケータと、を備え、(i)チューブの第1の端部が、アプリケータに固定的に装着されているか、またはばね式で装着されているか、(ii)チューブの少なくとも一部分およびチューブ内のサスペクタ材料の少なくとも一部分が、アプリケータ内に配置されているか、
(C)電磁波透過性材料の少なくとも一部に形成されたチューブと、チューブ内に配設されたサセプタ材料と、アプリケータとを備え、(i)チューブの第1の端部が、アプリケータに固定的に装着されているか、またはばね式で装着されており、(ii)チューブの第2の端部が、アプリケータに固定的に装着されているか、またはばね式で装着されており、(iii)チューブの少なくとも一部分およびチューブ内のサセプタ材料の少なくとも一部分が、アプリケータ内に配置されているか、または、
(D)電磁エネルギーによって照射された複数のサセプタ粒子で流体を加熱するために、装置が、サセプタ粒子を受容するように構成された内部容積を画定するコンテナと、内部容積内もしくは内部容積に隣接して配設されており、流体が内部容積から流出することを可能にしながら、サセプタ粒子を内部容積内に保持するように構成された少なくとも1つの保持デバイスと、内部容積に含有されたサセプタ粒子の照射のために、電磁波を内部容積内に導入するように構成された電磁波放射構造と、を備えるか、または、
(E)電磁波透過性材料の少なくとも一部に形成されたチューブと、アプリケータと、を備え、(i)チューブの少なくとも第1の部分が、アプリケータから突出し、(ii)チューブの少なくとも第2の部分が、アプリケータ内に配置されている、装置。
(A)電磁波透過性材料の少なくとも一部に形成されたチューブと、アプリケータと、を備え、(i)チューブの第1の端部が、アプリケータに固定的に装着されているか、もしくはばね式で装着されているか、(ii)チューブの少なくとも一部分が、アプリケータ内に配置されているか、もしくは(iii)これらの組み合わせであるか、
(B)電磁波透過性材料の少なくとも一部に形成されたチューブと、チューブ内に配設されたサスペクタ材料と、アプリケータと、を備え、(i)チューブの第1の端部が、アプリケータに固定的に装着されているか、またはばね式で装着されているか、(ii)チューブの少なくとも一部分およびチューブ内のサスペクタ材料の少なくとも一部分が、アプリケータ内に配置されているか、
(C)電磁波透過性材料の少なくとも一部に形成されたチューブと、チューブ内に配設されたサセプタ材料と、アプリケータとを備え、(i)チューブの第1の端部が、アプリケータに固定的に装着されているか、またはばね式で装着されており、(ii)チューブの第2の端部が、アプリケータに固定的に装着されているか、またはばね式で装着されており、(iii)チューブの少なくとも一部分およびチューブ内のサセプタ材料の少なくとも一部分が、アプリケータ内に配置されているか、または、
(D)電磁エネルギーによって照射された複数のサセプタ粒子で流体を加熱するために、装置が、サセプタ粒子を受容するように構成された内部容積を画定するコンテナと、内部容積内もしくは内部容積に隣接して配設されており、流体が内部容積から流出することを可能にしながら、サセプタ粒子を内部容積内に保持するように構成された少なくとも1つの保持デバイスと、内部容積に含有されたサセプタ粒子の照射のために、電磁波を内部容積内に導入するように構成された電磁波放射構造と、を備えるか、または、
(E)電磁波透過性材料の少なくとも一部に形成されたチューブと、アプリケータと、を備え、(i)チューブの少なくとも第1の部分が、アプリケータから突出し、(ii)チューブの少なくとも第2の部分が、アプリケータ内に配置されている、装置。
実施形態2.チューブが、入口と、出口と、を備える、実施形態1に記載の装置。
実施形態3.1つ以上のマイクロ波発生器をさらに備え、1つ以上のマイクロ波発生器が、複数のマイクロ波をアプリケータ内に導入して、サセプタ材料の少なくとも一部分に複数のマイクロ波を照射するように位置決めされている、実施形態1または2に記載の装置。
実施形態4.電磁波透過性材料が、マイクロ波透過性材料を含む、実施形態1~3のいずれか一項に記載の装置。
実施形態5.マイクロ波透過性材料が、セラミック、ポリマー、ガラス、またはこれらの組み合わせを含む、実施形態4に記載の装置。
実施形態6.マイクロ波透過性材料が、(i)アルミナ、(ii)溶融シリカ、(iii)窒化ケイ素、(iv)ケイ素、アルミニウム、窒素、酸素、もしくはこれらの組み合わせを含むセラミック、または(v)これらの組み合わせを含む、実施形態4に記載の装置。
実施形態7.チューブが、モノリシック構造を有する、実施形態1~6のいずれか一項に記載の装置。
実施形態8.チューブが、それぞれ、チューブの第1の端部に配置された第1のキャップ、チューブの第2の端部に配置された第2のキャップ、またはチューブの第1の端部および第2の端部に配置された第1のキャップおよび第2のキャップを備える、実施形態1~6のいずれか一項に記載の装置。
実施形態9.第1のキャップ、第2のキャップ、または第1のキャップと第2のキャップの両方が、金属を含む、実施形態8に記載の装置。
実施形態10.金属が、鉄、コバルト、およびニッケルを含む合金(例えば、KOVAR(登録商標)合金)を含む、実施形態9に記載の装置。
実施形態11.チューブの一部分がセラミックを含み、第1のキャップ、第2のキャップ、または第1のキャップと第2のキャップの両方が、セラミックと金属のろう付け、接着剤、またはこれらの組み合わせによって、セラミックに接合されている、実施形態9または10に記載の装置。
実施形態12.(A)サセプタ材料が、金属、半金属、誘電体、またはこれらの組み合わせを含むか、または(B)サセプタ材料が、サセプタ材料の重量に基づいて、少なくとも5重量%、少なくとも10重量%、少なくとも15重量%、少なくとも20重量%、少なくとも25重量%、少なくとも50重量%、少なくとも75重量%、または100重量%の量の金属、半金属、誘電体、またはこれらの組み合わせを含む、実施形態1~11のいずれか一項に記載の装置。
実施形態13.サセプタ材料が、酸化鉄などの金属酸化物を含む、実施形態1~12のいずれか一項に記載の装置。
実施形態14.サセプタ材料が、炭化ケイ素、磁鉄鉱、ゼオライト、石英、フェライト、カーボンブラック、黒鉛、花崗岩、またはこれらの組み合わせを含む、実施形態1~13のいずれか一項に記載の装置。
実施形態15.(i)チューブの第1の端部が、アプリケータにばね式で装着されているか、(ii)チューブの第2の端部が、アプリケータに固定的に装着されているか、(iii)チューブの第1の端部が、アプリケータにばね式で装着されており、チューブの第2の端部が、アプリケータに固定的に装着されているか、(iv)チューブの第1の端部が、アプリケータに固定的に装着されているか、(v)チューブの第2の端部が、アプリケータにばね式で装着されているか、または(vi)チューブの第1の端部が、アプリケータにばね式で装着されており、チューブの第2の端部が、アプリケータにばね式で装着されている、実施形態1~14のいずれか一項に記載の装置。
実施形態16.チューブの第1の端部が、アプリケータにばね式で装着されており、装置が、(i)第1の開口部を画定する第1のヘッドユニットと、第1の端部および第2の端部を有する第1の留め具であって、第1の留め具が、第1の開口部内に摺動可能に配置されており、第1の留め具の第2の端部が、アプリケータに固定的に装着されている、第1の留め具と、第1のヘッドユニットと第1の留め具の第1の端部および/または第2の端部との間に配置された第1の弾性圧縮可能な装置であって、チューブの第1の端部および第1のヘッドユニットが互いに接触する、第1の弾性圧縮可能な装置と、をさらに備えるか、または(ii)第1の開口部および第2の開口部を画定する第1のヘッドユニットと、第1の端部および第2の端部を有する第1の留め具であって、第1の留め具が、第1の開口部内に摺動可能に配置されており、第1の留め具の第2の端部が、アプリケータに固定的に装着されている、第1の留め具と、第1の端部と第2の端部を有する第2の留め具であって、第2の留め具が、第2の開口部内に摺動可能に配置されており、第1の留め具の第2の端部が、アプリケータに固定的に装着されている、第2の留め具と、第1のヘッドユニットと第1の留め具の第1の端部および/または第2の端部との間に配置された第1の弾性圧縮可能な装置と、第1のヘッドユニットと第2の留め具の第1の端部および/または第2の端部との間に配置された第2の弾性圧縮可能な装置と、をさらに備え、チューブの第1の端部および第1のヘッドユニットが、互いに接触する、実施形態15に記載の装置。
実施形態17.第1のヘッドユニットによって画定された第3の開口部と、第1の端部および第2の端部を有する第3の留め具であって、第3の留め具が、第3の開口部内に摺動可能に配置されており、第3の留め具の第2の端部が、アプリケータに固定的に装着されている、第3の留め具と、第1のヘッドユニットと第3の留め具の第1の端部および/または第2の端部との間に配置された第3の弾性圧縮可能な装置と、をさらに備える、実施形態16に記載の装置。
実施形態18.第1のヘッドユニットによって画定された第4の開口部と、第1の端部および第2の端部を有する第4の留め具であって、第4の留め具が、第4の開口部内に摺動可能に配置されており、第4の留め具の第2の端部が、アプリケータに固定的に装着されている、第4の留め具と、第1のヘッドユニットと第4の留め具の第1の端部および/または第2の端部との間に配置された第4の弾性圧縮可能な装置と、をさらに備える、実施形態17に記載の装置。
実施形態19.第1の弾性圧縮可能な装置、第2の弾性圧縮可能な装置、第3の弾性圧縮装置、第4の弾性圧縮可能な装置、またはこれらの組み合わせが、それぞれ、第1の留め具、第2の留め具、第3の留め具、または第4の留め具に摺動可能に装着された1つ以上の皿ばねを含む、実施形態16~18のいずれか一項に記載の装置。
実施形態20.第1の弾性圧縮可能な装置、第2の弾性圧縮可能な装置、第3の弾性圧縮装置、第4の弾性圧縮可能な装置、またはこれらの組み合わせが、それぞれ、第1の留め具、第2の留め具、第3の留め具、または第4の留め具に摺動可能に装着された1~24個の皿ばねを含む、実施形態16~18のいずれか一項に記載の装置。
実施形態21.第1のヘッドユニットとチューブの第1の端部との間の閉鎖を提供する第1のシールをさらに備える、実施形態16~20のいずれか一項に記載の装置。
実施形態22.第1のシールが、(i)第1のヘッドユニットとチューブの第1の端部との間に配置されており、第1のヘッドユニットとチューブの第1の端部に接触しているゴム、(ii)第1のヘッドユニットとチューブの第1の端部との間の接触を維持するクランプおよび/もしくは留め具、または(iii)これらの組み合わせを含む、実施形態21に記載の装置。
実施形態23.第1のヘッドユニットが、チューブの第1の端部を受容するように構成された窪みを備える、実施形態16~22のいずれか一項に記載の装置。
実施形態24.装置が、アプリケータに固定的に装着された第2のヘッドユニットをさらに備え、チューブの第2の端部および第2のヘッドユニットが、互いに接触する、実施形態16~23のいずれか一項に記載の装置。
実施形態25.第2のヘッドユニットとチューブの第2の端部との間の第2のシールをさらに備える、実施形態24に記載の装置。
実施形態26.第2のシールが、(i)第2のヘッドユニットとチューブの第2の端部との間に配置されており、第2のヘッドユニットとチューブの第2の端部に接触している金属、(ii)第2のヘッドユニットとチューブの第2の端部との間の接触を維持するクランプおよび/もしくは留め具、または(iii)これらの組み合わせを含む、実施形態25に記載の装置。
実施形態27.第2のヘッドユニットが、チューブの第2の端部を受容するように構成された窪みを備える、実施形態24~26のいずれか一項に記載の装置。
実施形態28.チューブの第2の端部が、アプリケータにばね式で装着されており、装置が、(i)第1の開口部を画定する第2のヘッドユニットと、第1の端部および第2の端部を有する第1の留め具であって、第1の留め具が、第1の開口部内に摺動可能に配置されており、第1の留め具の第2の端部が、アプリケータに固定的に装着されている、第1の留め具と、第1のヘッドユニットと第1の留め具の第1の端部および/または第2の端部との間に配置された第1の弾性圧縮可能な装置であって、チューブの第1の端部および第1のヘッドユニットが互いに接触する、第1の弾性圧縮可能な装置と、をさらに備えるか、または(ii)第1の開口部および第2の開口部を画定する第1のヘッドユニットと、第1の端部および第2の端部を有する第1の留め具であって、第1の留め具が、第1の開口部内に摺動可能に配置されており、第1の留め具の第2の端部が、アプリケータに固定的に装着されている、第1の留め具と、第1の端部と第2の端部を有する第2の留め具であって、第2の留め具が、第2の開口部内に摺動可能に配置されており、第1の留め具の第2の端部が、アプリケータに固定的に装着されている、第2の留め具と、第2のヘッドユニットと第1の留め具の第1の端部および/または第2の端部との間に配置された第1の弾性圧縮可能な装置と、第2のヘッドユニットと第2の留め具の第1の端部および/または第2の端部との間に配置された第2の弾性圧縮可能な装置と、をさらに備え、
チューブの第2の端部および第2のヘッドユニットが、互いに接触する、実施形態15~23のいずれか一項に記載の装置。
チューブの第2の端部および第2のヘッドユニットが、互いに接触する、実施形態15~23のいずれか一項に記載の装置。
実施形態29.第2のヘッドユニットによって画定された第3の開口部と、第1の端部および第2の端部を有する第3の留め具であって、第3の留め具が、第3の開口部内に摺動可能に配置されており、第3の留め具の第2の端部が、アプリケータに固定的に装着されている、第3の留め具と、第2のヘッドユニットと第3の留め具の第1の端部および/または第2の端部との間に配置された第3の弾性圧縮可能な装置と、をさらに備える、実施形態28に記載の装置。
実施形態30.第2のヘッドユニットによって画定された第4の開口部と、第1の端部および第2の端部を有する第4の留め具であって、第4の留め具が、第4の開口部内に摺動可能に配置されており、第4の留め具の第2の端部が、アプリケータに固定的に装着されている、第4の留め具と、第2のヘッドユニットと第4の留め具の第1の端部および/または第2の端部との間に配置された第4の弾性圧縮可能な装置と、をさらに備える、実施形態29に記載の装置。
実施形態31.第1の弾性圧縮可能な装置、第2の弾性圧縮可能な装置、第3の弾性圧縮装置、第4の弾性圧縮可能な装置、またはこれらの組み合わせが、それぞれ、第1の留め具、第2の留め具、第3の留め具、または第4の留め具に摺動可能に装着された1つ以上の皿ばねを含む、実施形態28~30のいずれか一項に記載の装置。
実施形態32.第1の弾性圧縮可能な装置、第2の弾性圧縮可能な装置、第3の弾性圧縮装置、第4の弾性圧縮可能な装置、またはこれらの組み合わせが、それぞれ、第1の留め具、第2の留め具、第3の留め具、または第4の留め具に摺動可能に装着された1~24個の皿ばねを含む、実施形態28~30のいずれか一項に記載の装置。
実施形態33.第2のヘッドユニットとチューブの第2の端部との間の第2のシールをさらに備える、実施形態28~32のいずれか一項に記載の装置。
実施形態34.第2のシールが、(i)第2のヘッドユニットとチューブの第2の端部との間に配置されており、第2のヘッドユニットとチューブの第2の端部に接触している金属、(ii)第2のヘッドユニットとチューブの第2の端部との間の接触を維持するクランプおよび/もしくは留め具、または(iii)これらの組み合わせを含む、実施形態33に記載の装置。
実施形態35.(i)第1のヘッドユニットが、チューブの第1の端部に固定的に装着されているか、(ii)第2のヘッドユニットが、チューブの第2の端部に固定的に装着されているか、または(iii)第1のヘッドユニットが、チューブの第1の端部に固定的に装着されており、第2のヘッドユニットが、チューブの第2の端部に固定的に装着されている、実施形態15~34のいずれか一項に記載の装置。
実施形態36.(i)第1のヘッドユニットが、チューブの第1の端部に溶接またはろう付けされているか、(ii)第2のヘッドユニットが、チューブの第2の端部に溶接またはろう付けされているか、または(iii)第1のヘッドユニットが、チューブの第1の端部に溶接またはろう付けされており、第2のヘッドユニットが、チューブの第2の端部に溶接されている、実施形態35に記載の装置。
実施形態37.アプリケータが、容器を備え、容器が、(i)第1の端部および第2の端部を有し、かつ(ii)(a)容器の1つ以上の外壁、(b)容器内側の1つ以上の壁、または(c)これらの組み合わせによって画定される1~30個のチャンバを備え、容器の第1の端部、容器の第2の端部、容器内側の1つ以上の壁、またはこれらの組み合わせが、開口部を画定し、チューブが、(a)容器の第1の端部、(b)容器の第2の端部、(c)容器内側の1つ以上の壁、または(d)これらの組み合わせによって画定された開口部内に配置されている、先行実施形態のいずれか一項に記載の装置。
実施形態38.容器は、複数のマイクロ波が1~30個のチャンバのうちの1つに入る前に通過する通路を備える少なくとも1つの導波路をさらに備える、実施形態37に記載の装置。
実施形態39.容器が、4~6個のチャンバを含む、実施形態37または38に記載の装置。
実施形態40.装置が、3~6個のマイクロ波発生器を備え、アプリケータが、4~6個のチャンバを備える、実施形態37または38に記載の装置。
実施形態41.1つ以上のマイクロ波発生器のうちの少なくとも1つが、(i)複数のマイクロ波を、容器の1つ以上の外壁によって画定された開口部を介して、1~30個のチャンバのうちの少なくとも1つ内に導入するように位置決めされているか、(ii)1~30個のチャンバのうちの少なくとも1つ内に位置決めされているか、または(iii)これらの組み合わせである、実施形態37~40のいずれか一項に記載の装置。
実施形態42.1つ以上のマイクロ波発生器が、複数のマイクロ波を、1つ以上の外壁によって画定された開口部を介して、1~30個のチャンバのうちの少なくとも1つ内に導入するように位置決めされており、1つ以上のマイクロ波発生器が、少なくとも1つの導波路内に位置決めされている、実施形態41に記載の装置。
実施形態43.アプリケータが、1~30個のモジュラーアプリケータユニットであって、各モジュラーアプリケータユニットが、(i)第1の側面および第2の側面を有するチャンバと、(ii)第1の側面によって画定された第1の開口部と、(iii)第2の側面によって画定された第2の開口部と、(iv)チャンバの第3の開口部から延在する導波路と、を備える、1~30個のモジュラーアプリケータユニットを備え、1~30個のモジュラーアプリケータユニットが、互いに隣接して配置されており、チューブが、各モジュラーアプリケータユニットの第1の開口部および第2の開口部内に配置されている、実施形態1~36のいずれか一項に記載の装置。
実施形態44.アプリケータが、モジュラーアプリケータユニットのうちの4~6個を備える、実施形態43に記載の装置。
実施形態45.1つ以上のマイクロ波発生器の少なくとも1つが、複数のマイクロ波を1~30個のモジュラーアプリケータユニットの少なくとも1つ内に導入するように位置決めされている、実施形態43または44に記載の装置。
実施形態46.装置が、3~6個のマイクロ波発生器を備え、アプリケータが、モジュラーアプリケータユニットのうちの4~6個を備える、実施形態43~45のいずれか一項に記載の装置。
実施形態47.電磁波透過性材料で形成されたチューブの一部分が、実質的に円筒形である、実施形態1~46のいずれか一項に記載の装置。
実施形態48.チューブが、約45mm~約60mmの外径および約30mm~約44mmの内径を有する、実施形態47に記載の装置。
実施形態49.チューブが、約50mm~約54mmの外径および約40mm~約44mmの内径を有する、実施形態47に記載の装置。
実施形態50.チューブが、約0.1m~約5m、約0.1m~約4m、約0.1m~約3m、約0.5m~約3m、約0.5m~約2m、約0.5m~約1.5m、または約1m~約1.5mの長さを有する、実施形態1~49のいずれか一項に記載の装置。
実施形態51.チューブが、マイクロ波ディスラプタをさらに備える、実施形態1~50のいずれか一項に記載の装置。
実施形態52.マイクロ波ディスラプタが、チューブの第2の端部に固定的に装着されている、実施形態51に記載の装置。
実施形態53.マイクロ波ディスラプタが、ワイヤまたはロッドと、任意選択的に、(i)1つ以上の突出した構造および/または(ii)ワイヤもしくはロッド上に配置されたフランジを備える、実施形態51または52に記載の装置。
実施形態54.サセプタ材料が、チューブの内部リザーバ内に配設されており、装置は、(i)サセプタ材料が、チューブの内部リザーバから逃げるのを防ぐことか、(ii)チューブの内部リザーバ内のサセプタ材料の場所を制御することか、(iii)サセプタ材料が、流体に接触するのを防ぐことか、または(iv)これらの組み合わせを行う位置に配置された1つ以上の保持デバイスをさらに備える、実施形態1~53のいずれか一項に記載の装置。
実施形態55.1つ以上の保持デバイスが、スクリーン、ハウジング、またはこれらの組み合わせを含むかどうか、実施形態54に記載の装置。
実施形態56.サセプタ材料が、モノリシック形態、粒子形態、またはこれらの組み合わせにある、実施形態1~55のいずれか一項に記載の装置。
実施形態57.チューブの長手方向軸が、装置を支持する表面(例えば、地面、床、天井、壁など)に対して平行(0°)または垂直(90°)である、実施形態1~56のいずれか一項に記載の装置。
実施形態58.チューブの長手方向軸と、装置を支持する表面(例えば、地面、床、天井、壁など)との間の角度が、0°~90°、10°~90°、20°~90°、30°~90°、40°~90°、50°~90°、60°~90°、70°~90°、または80°~90°である、実施形態1~56のいずれか一項に記載の装置。
実施形態59.電磁波放射構造は、電磁波がコンテナの外部から内部容積内に通過することができるコンテナの電磁波透過性セクションを備える、実施形態1~58のいずれか一項に記載の装置。
実施形態60.コンテナが、コンテナの電磁波透過性セクションを構成する電磁波透過性材料で形成されている管状セクションを備える、実施形態1~59のいずれか一項に記載の装置。
実施形態61.電磁波透過性セクションを通って、内部容積内に電磁波を導くためのアプリケータをさらに備える、実施形態1~60のいずれか一項に記載の装置。
実施形態62.(A)コンテナが、2つの金属製端部キャップをさらに備え、1つが、管状セクションの各端部に結合されるか、または(B)管状セクションが、モノリシックである、実施形態60または61に記載の装置。
実施形態63.電磁波放射構造が、コンテナ内に少なくとも部分的に配設されている、実施形態1~62のいずれか一項に記載の装置。
実施形態64.保持デバイスが、流体は通過することができるが、サセプタ粒子は通過することができない複数の開口を有する、実施形態1~63のいずれか一項に記載の装置。
実施形態65.保持機構内の開口の平均開口面積が、20平方mm、15平方mm、10平方mm、5平方mm、または2平方mm未満である、実施形態64に記載の装置。
実施形態66.保持デバイスが、コンテナに結合されたスクリーン、コンテナに結合された穿孔板、またはコンテナの穿孔壁を備える、実施形態1~65のいずれか一項に記載の装置。
実施形態67.コンテナが、内部容積内で流体を受容するための流体入口と、内部容積から流体を排出するための流体出口と、をさらに備える、実施形態1~66のいずれか一項に記載の装置。
実施形態68.少なくとも1つの保持デバイスが、流体入口に近接する第1の保持構造位置と、流体出口に近接する第2の保持構造位置と、を含む、実施形態67に記載の装置。
実施形態69.コンテナが、圧力コンテナである、実施形態1~68のいずれか一項に記載の装置。
実施形態70.圧力コンテナが、少なくとも1バール、少なくとも5バール、少なくとも10バール、少なくとも15バール、少なくとも20バール、または少なくとも25バールの圧力に耐えるように構成されている、実施形態69に記載の装置。
実施形態71.内部容積に流体を提供するための流体源と、内部容積に電磁波を提供するための電磁波発生器と、をさらに備える、実施形態1~70のいずれか一項に記載の装置。
実施形態72.電磁波発生器が、マイクロ波発生器である、実施形態71に記載の装置。
実施形態73.アプリケータが、(i)容器またはモジュラーユニットと、(ii)別個の装着装置と、を備え、別個の装着装置は、チューブの第1の端部が、アプリケータに固定的に、またはばね式で装着されることを可能にする、実施形態1~72のいずれか一項に記載の装置。
実施形態74.システムであって、実施形態1~73のいずれか一項に記載の装置と、流体が配設されている流体源であって、流体源がチューブと流体連通している、流体源と、(i)流体源からチューブへの流体(ii)チューブ内の圧力を提供するように構成されたポンプであって、ポンプが装置および流体源と流体連通している、ポンプか、または(iii)これらの組み合わせと、を備える、システム。
実施形態75.チューブの第2の端部およびポンプと流体連通している熱交換器をさらに備える、実施形態74に記載のシステム。
実施形態76.方法であって、
(A)材料を加熱するために、方法が、(i)実施形態1~73のいずれか一項に記載の装置、または(ii)実施形態74または75に記載のシステムを提供することと、流体を、ある流量で、チューブの入口に配設することと、複数の電磁波をアプリケータ内に導入して、サセプタ材料の少なくとも一部分に複数の電磁波を照射し、流体がチューブ内にある間に、熱を発生させて、加熱された流体を生成することと、チューブの出口で、加熱された流体を収集することと、を含むか、または、
(B)入口および出口を有するコンテナと、コンテナ内に配設されたサセプタ材料と、コンテナの少なくとも一部分およびアプリケータの少なくとも一部分が配置されているアプリケータと、を備える装置を提供することと、流体を、ある流量で、チューブの入口内に配設することと、複数の電磁波をアプリケータ内に導入して、サセプタ材料の少なくとも一部分に複数の電磁波を照射し、流体がチューブ内にある間に、熱を発生させて、加熱された流体を生成することと、チューブの出口で、加熱された流体を収集することと、または、
(C)電磁エネルギーを使用して流体を加熱するために、プロセスが、(a)複数のサセプタ粒子に電磁エネルギーを照射し、それによって加熱されたサセプタ粒子を提供することと、(b)流体を加熱されたサセプタ粒子に接触させ、それによって流体を、少なくとも100℃/分、少なくとも200℃/分、少なくとも300℃/分、少なくとも400℃/分、または少なくとも500℃/分の速度で加熱することを含む方法。
(A)材料を加熱するために、方法が、(i)実施形態1~73のいずれか一項に記載の装置、または(ii)実施形態74または75に記載のシステムを提供することと、流体を、ある流量で、チューブの入口に配設することと、複数の電磁波をアプリケータ内に導入して、サセプタ材料の少なくとも一部分に複数の電磁波を照射し、流体がチューブ内にある間に、熱を発生させて、加熱された流体を生成することと、チューブの出口で、加熱された流体を収集することと、を含むか、または、
(B)入口および出口を有するコンテナと、コンテナ内に配設されたサセプタ材料と、コンテナの少なくとも一部分およびアプリケータの少なくとも一部分が配置されているアプリケータと、を備える装置を提供することと、流体を、ある流量で、チューブの入口内に配設することと、複数の電磁波をアプリケータ内に導入して、サセプタ材料の少なくとも一部分に複数の電磁波を照射し、流体がチューブ内にある間に、熱を発生させて、加熱された流体を生成することと、チューブの出口で、加熱された流体を収集することと、または、
(C)電磁エネルギーを使用して流体を加熱するために、プロセスが、(a)複数のサセプタ粒子に電磁エネルギーを照射し、それによって加熱されたサセプタ粒子を提供することと、(b)流体を加熱されたサセプタ粒子に接触させ、それによって流体を、少なくとも100℃/分、少なくとも200℃/分、少なくとも300℃/分、少なくとも400℃/分、または少なくとも500℃/分の速度で加熱することを含む方法。
実施形態77.ステップ(b)が、流体を、加熱されたサセプタ粒子の容積を通って流すことを含む、実施形態76に記載の方法。
実施形態78.加熱されたサセプタ粒子の容積を通る流体の流量が、少なくとも5リットル/分、少なくとも10リットル/分、少なくとも15リットル/分、または少なくとも20リットル/分である、実施形態76または77に記載の方法。
実施形態79.流体が、加熱されたサセプタ粒子との接触を、10分、8分、5分、3分、または1分以下の間維持する、実施形態76~78のいずれか一項に記載の方法。
実施形態80.ステップ(b)が、流体を、少なくとも200℃、少なくとも250℃、少なくとも300℃、少なくとも400℃、または少なくとも500℃加熱する、実施形態76~79のいずれか一項に記載の方法。
実施形態81.流体が液体であり、ステップ(b)が、液体の気化を防ぐために高圧で実施される、実施形態76~80のいずれか一項に記載の方法。
実施形態82.サセプタ粒子が、互いに物理的に結合しない、実施形態76~81のいずれか一項に記載の方法。
実施形態83.サセプタ粒子の平均粒径が、0.1~5ミリメートルの範囲にある、実施形態76~82のいずれか一項に記載の方法。
実施形態84.ステップ(a)および(b)が、サセプタ粒子および流体を受容する共通のコンテナ(例えば、チューブ)内で実施される、実施形態76~83のいずれか一項に記載の方法。
実施形態85.コンテナは、電磁エネルギーがサセプタ粒子を加熱するために通過する電磁波透過性セクションを備える、実施形態76~84のいずれか一項に記載の方法。
実施形態86.電磁波透過性セクションが、電磁波透過性材料で作製された管状部材である、実施形態76~85のいずれか一項に記載の方法。
実施形態87.ステップ(a)および(b)の間、流体がコンテナを通って流れる間、サセプタ粒子が、コンテナ内に保持されている、実施形態76~86のいずれか一項に記載の方法。
実施形態88.コンテナを通る流体の流量が、少なくとも10リットル/分であり、コンテナ内の流体の滞留時間が、0.1~5分の範囲にあり、流体の温度が、コンテナ内で少なくとも250℃増加する、実施形態76~87のいずれか一項に記載の方法。
実施形態89.ステップ(a)および(b)が、同時に実施される、実施形態76~88のいずれか一項に記載の方法。
実施形態90.ステップ(a)および(b)が、実質的に連続的に実施される、実施形態76~89のいずれか一項に記載の方法。
実施形態91.流体が、主に加熱されたサセプタ粒子との直接熱交換によって、加熱される、実施形態76~90のいずれか一項に記載の方法。
実施形態92.流体の加熱の25パーセント未満、20パーセント未満、15パーセント未満、10パーセント未満、または5パーセント未満が、電磁エネルギーの直接吸収によって引き起こされる、実施形態76~91のいずれか一項に記載の方法。
実施形態93.電磁エネルギーが、マイクロ波エネルギーを含む、実施形態76~92のいずれか一項に記載の方法。
実施形態94.(i)加熱された流体の少なくとも一部分をチューブの入口に配設することと、(ii)複数の電磁波をアプリケータ内に導入して、サセプタ材料の少なくとも一部分に複数の電磁波を照射し、加熱された流体がチューブ内にある間に、熱を発生させて、さらに加熱された流体を生成することと、(iii)チューブの出口で、さらに加熱された流体を収集することと、をさらに含む、実施形態76~93のいずれか一項に記載の方法。
実施形態95.ステップ(i)~(iii)を1回以上繰り返して、増加した温度を有するさらに加熱された流体を生成することをさらに含む、実施形態94に記載の方法。
実施形態96.流体を処理する方法であって、方法が、(i)実施形態1~73のいずれか一項に記載の装置、(ii)実施形態74または75に記載のシステム、または(iii)入口および出口を有するコンテナと、コンテナ内に配設されたサセプタ材料と、アプリケータであって、サセプタ材料の少なくとも一部分およびコンテナの少なくとも一部分が、アプリケータ内に配置されている、アプリケータと、を備える、装置であって、サセプタ材料が、磁鉄鉱および磁鉄鉱以外の酸化鉄を含む、装置を提供することと、流体を、ある流量で、チューブの入口内に配設することであって、流体が、水または水性流体であり、流体が、サセプタ材料に接触する、配設することと、複数の電磁波をアプリケータ内に導入して、サセプタ材料の少なくとも一部分に複数の電磁波を照射し、流体がチューブ内にある間に、熱を発生させることと、を含む、方法。
実施形態98.加熱された流体を、チューブの出口で収集することを、さらに含み、加熱流体が、ガスである、実施形態96に記載の方法。
実施形態99.流体が、約15℃~約35℃、または約20℃~約30℃の温度を有する、実施形態75~98のいずれか一項に記載の方法。
実施形態100.加熱された流体またはさらに加熱された流体が、約400℃~約600℃の温度を有する、実施形態75~99のいずれか一項に記載の方法。
実施形態101.加熱された流体またはさらに加熱された流体が、約50℃~約1,500℃、約100℃~約1,250℃、約100℃~約1,000℃、約100℃~約900℃、約100℃~約800℃、約100℃~約700℃、約100℃~約600℃、約100℃~約500℃、約200℃~約500℃、約300℃~約500℃、または約400℃~約500℃の温度を有する、実施形態75~100のいずれか一項に記載の方法。
実施形態102.加熱されたサセプタ材料、または電磁放射線を照射されたサセプタ材料が、約50℃~約1,500℃、約100℃~約1,250℃、約100℃~約1,000℃、約100℃~約900℃、約100℃~約800℃、約100℃~約700℃、約100℃~約600℃、約100℃~約500℃、約200℃~約500℃、約300℃~約500℃、約400℃~約500℃、約250℃~約1,500℃、約350℃~約1,500℃、約450℃~約1,500℃、約300℃~約1,000℃、約300℃~約800℃、または約300℃~約700℃の温度を有する、実施形態75~101のいずれか一項に記載の方法。
実施形態103.(A)流体が、臨界圧力を有し、チューブ内側の圧力が、流体の臨界圧力よりも大きいか、(B)本明細書に提供される方法の全部または一部分の間のコンテナ(例えば、チューブ)内側の圧力が、約1バール~約250バール、約1.1バール~約250バール、約5バール~約250バール、約5バール~約225バール、約5バール~約200バール、約5バール~約150バール、約5バール~約100バール、または約10バール~約100バールであるか、または(C)本明細書に提供される方法の全部または一部分の間のコンテナ(例えば、チューブ)内側の圧力が、少なくとも2バール、少なくとも5バール、少なくとも10バール、少なくとも25バール、少なくとも50バール、少なくとも100バール、少なくとも150バール、または少なくとも200バールである、実施形態75~102のいずれか一項に記載の方法。
実施形態104.流量が、約0.1リットル/分~約1,000リットル/分、約0.1リットル/分~約750リットル/分、約0.1リットル/分~約500リットル/分、約0.1リットル/分~約250リットル/分、約0.1リットル/分~約100リットル/分、約0.1リットル/分~約50リットル/分、約0.1リットル/分~約25リットル/分、約0.1リットル/分~約10リットル/分、約0.1リットル/分~約5リットル/分、約0.2リットル/分~約3リットル/分、約0.2リットル/分~約1.2リットル/分、約900リットル/分~約1,000リットル/分、約800リットル/分~約1,000リットル/分、約700リットル/分~約1,000リットル/分、約600リットル/分~約1,000リットル/分、約500リットル/分~約1,000リットル/分、約400リットル/分~約1,000リットル/分、約300リットル/分~約1,000リットル/分、約250リットル/分~約1,000リットル/分、約200リットル/分~約1,000リットル/分、約100リットル/分~約1,000リットル/分、約75リットル/分~約1,000リットル/分、約50リットル/分~約1,000リットル/分、約10リットル/分~約1,000リットル/分、少なくとも5リットル/分、少なくとも10リットル/分、少なくとも15リットル/分、または少なくとも20リットル/分である、実施形態75~103のいずれか一項に記載の方法。
実施形態105.流量が、約0.2リットル/分~約3リットル/分である、実施形態75~103のいずれか一項に記載の方法。
実施形態106.流量が、約0.2リットル/分~約1.2リットル/分である、実施形態75~103のいずれか一項に記載の方法。
実施形態107.流体が、有機流体、水性流体、イオン性液体、またはこれらの組み合わせを含む、実施形態75~106のいずれか一項に記載の方法。
実施形態108.有機流体が、C1~C40炭化水素、C1~C30炭化水素、またはC1~C20炭化水素である、実施形態107に記載の方法。
実施形態109.有機流体が、ハロ置換有機流体である、実施形態107または108に記載の方法。
実施形態110.ハロ置換有機流体が、ペルフルオロカーボンなどのペルハロカーボンである、実施形態109に記載の方法。
実施形態111.材料を加熱する方法であって、方法が、(i)実施形態1~73のいずれか一項に記載の装置、(ii)実施形態74または75に記載のシステム、または(iii)コンテナと、コンテナ内に配設されたサセプタ材料と、アプリケータであって、サセプタ材料の少なくとも一部分およびコンテナの少なくとも一部分が、アプリケータ内に配置されている、アプリケータと、を備える、装置を提供することと、材料をチューブに隣接して配置することと、複数の電磁波をアプリケータ内に導入して、サセプタ材料の少なくとも一部分に複数の電磁波を照射し、材料がチューブに隣接する間に、熱を発生させ、加熱された材料を生成することと、を含む、方法。
実施形態112.材料が、固体を含む、実施形態111に記載の方法。
実施形態113.チューブに隣接する材料の配置が、チューブを材料に接触させることを含む、実施形態111または112に記載の方法。
実施形態114.サセプタ材料が、磁鉄鉱および磁鉄鉱以外の酸化鉄を含み、流体が、水または水性流体であり、流体が、サセプタ材料に接触し、加熱された流体が、ガスである、実施形態76~113のいずれか一項に記載の方法。
実施形態115.複数の電磁波が、複数のマイクロ波を含む、実施形態76~114のいずれか一項に記載の方法。
実施形態116.1つ以上のマイクロ波発生器が、マグネトロン発生器、固体発生器、またはこれらの組み合わせを備える、実施形態115に記載の方法。
実施形態117.1つ以上のマイクロ波発生器が、約200W~約100kW、または約200W~約54kWの電力を有する、実施形態115または116に記載の方法。
実施形態118.複数のマイクロ波のうちの1つ以上のマイクロ波が、915MHz、2.45GHz、14GHz、18GHz、または28GHzの周波数を有する、実施形態115~117のいずれか一項に記載の方法。
実施形態119.複数の電磁波が、複数の電波、複数の赤外線波、複数のガンマ線、またはこれらの組み合わせを含む、実施形態76~118のいずれか一項に記載の方法。
Claims (116)
- 装置であって、
電磁波透過性材料で少なくとも部分的に形成されたチューブと、
前記チューブに配設されたサセプタ材料と、
アプリケータであって、(i)前記チューブの第1の端部が、前記アプリケータに固定的に装着されているか、またはばね式で装着されており、(ii)前記チューブの少なくとも一部分および前記チューブ内の少なくとも一部分前記サセプタ材料が、前記アプリケータ内に配置されている、アプリケータと、を備える、装置。 - 前記サセプタ材料が、粒子状形態にある、請求項1に記載の装置。
- 前記チューブの第2の端部が、前記アプリケータに固定的に装着されているか、またはばね式で装着されている、請求項1に記載の装置。
- 前記チューブの前記第1の端部が、前記アプリケータにばね式で装着されているか、前記チューブの前記第2の端部が、前記アプリケータにばね式で装着されているか、または前記チューブの前記第1の端部と前記チューブの前記第2の端部の両方が、前記アプリケータにばね式で装着されている、請求項3に記載の装置。
- 前記アプリケータが、(i)容器または1つ以上のモジュラーユニットと、(ii)別個の装着装置と、を備え、前記別個の装着装置は、前記チューブの前記第1の端部が、前記アプリケータに固定的に、またはばね式で装着されることを可能にする、請求項1に記載の装置。
- 前記1つ以上のマイクロ波発生器をさらに備え、前記1つ以上のマイクロ波発生器が、複数のマイクロ波を前記アプリケータ内に導入して、前記サセプタ材料の前記少なくとも一部分に前記複数のマイクロ波を照射するように位置決めされている、請求項1に記載の装置。
- 前記電磁波透過性材料が、マイクロ波透過性材料を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記マイクロ波透過性材料が、セラミック、ポリマー、ガラス、またはこれらの組み合わせを含む、請求項7に記載の装置。
- 前記マイクロ波透過性材料が、(i)アルミナ、(ii)溶融シリカ、(iii)窒化ケイ素、(iv)ケイ素、アルミニウム、窒素、酸素、もしくはこれらの組み合わせを含むセラミック、または(v)これらの組み合わせを含む、請求項7に記載の装置。
- 前記チューブが、モノリシック構造を有する、請求項1に記載の装置。
- 前記チューブが、前記チューブの前記第1の端部に配置された第1のキャップ、前記チューブの前記第2の端部に配置された第2のキャップ、またはそれぞれ、前記チューブの前記第1の端部および前記第2の端部に配置された第1のキャップおよび第2のキャップを備える、請求項1に記載の装置。
- 前記第1のキャップ、前記第2のキャップ、または前記第1のキャップと前記第2のキャップの両方が、金属を含む、請求項11に記載の装置。
- 前記金属が、(i)KOVAR(登録商標)合金、または(ii)鉄と、コバルトと、ニッケルと、を含む合金を含む、請求項12に記載の装置。
- 前記チューブの一部分がセラミックを含み、前記第1のキャップ、前記第2のキャップ、または前記第1のキャップと前記第2のキャップの両方が、セラミックと金属のろう付け、接着剤、またはこれらの組み合わせによって、前記セラミックに接合されている、請求項12に記載の装置。
- (i)前記チューブの前記第1の端部が、前記アプリケータにばね式で装着されているか、(ii)前記チューブの前記第2の端部が、前記アプリケータに固定的に装着されているか、(iii)前記チューブの前記第1の端部が、前記アプリケータにばね式で装着されており、前記チューブの前記第2の端部が、前記アプリケータに固定的に装着されているか、(iv)前記チューブの前記第1の端部が、前記アプリケータに固定的に装着されているか、(v)前記チューブの前記第2の端部が、前記アプリケータにばね式で装着されているか、または(vi)前記チューブの前記第1の端部が、前記アプリケータにばね式で装着されており、前記チューブの前記第2の端部が、前記アプリケータにばね式で装着されている、請求項1に記載の装置。
- 前記チューブの前記第1の端部が、前記アプリケータにばね式で装着されており、前記装置が、
(i)第1の開口部を画定する第1のヘッドユニットと、
第1の端部および第2の端部を有する第1の留め具であって、前記第1の留め具が、前記第1の開口部内に摺動可能に配置されており、前記第1の留め具の前記第2の端部が、前記アプリケータに固定的に装着されている、第1の留め具と、
前記第1のヘッドユニットと前記第1の留め具の前記第1の端部および/または前記第2の端部との間に配置された第1の弾性圧縮可能な装置と、をさらに備え、
前記チューブの前記第1の端部および前記第1のヘッドユニットが、互いに接触するか、または、
(ii)第1の開口部および第2の開口部を画定する第1のヘッドユニットと、
第1の端部および第2の端部を有する第1の留め具であって、前記第1の留め具が、前記第1の開口部内に摺動可能に配置されており、前記第1の留め具の前記第2の端部が、前記アプリケータに固定的に装着されている、第1の留め具と、
第1の端部および第2の端部を有する第2の留め具であって、前記第2の留め具が、前記第2の開口部内に摺動可能に配置されており、前記第1の留め具の前記第2の端部が、前記アプリケータに固定的に装着されている、第2の留め具と、
前記第1のヘッドユニットと前記第1の留め具の前記第1の端部および/または前記第2の端部との間に配置された第1の弾性圧縮可能な装置と、
前記第1のヘッドユニットと前記第2の留め具の前記第1の端部および/または前記第2の端部との間に配置された第2の弾性圧縮可能な装置と、をさらに備え、
前記チューブの前記第1の端部および前記第1のヘッドユニットが、互いに接触する、請求項15に記載の装置。 - 前記第1のヘッドユニットによって画定された第3の開口部と、
第1の端部および第2の端部を有する第3の留め具であって、前記第3の留め具が、前記第3の開口部内に摺動可能に配置されており、前記第3の留め具の前記第2の端部が、前記アプリケータに固定的に装着されている、第3の留め具と、
前記第1のヘッドユニットと前記第3の留め具の前記第1の端部および/または前記第2の端部との間に配置された第3の弾性圧縮可能な装置と、をさらに備える、請求項16に記載の装置。 - 前記第1のヘッドユニットによって画定された第4の開口部と、
第1の端部および第2の端部を有する第4の留め具であって、前記第4の留め具が、前記第4の開口部内に摺動可能に配置されており、前記第4の留め具の前記第2の端部が、前記アプリケータに固定的に装着されている、第4の留め具と、
前記第1のヘッドユニットと前記第4の留め具の前記第1の端部および/または前記第2の端部との間に配置された第4の弾性圧縮可能な装置と、をさらに備える、請求項17に記載の装置。 - 前記第1の弾性圧縮可能な装置、前記第2の弾性圧縮可能な装置、前記第3の弾性圧縮装置、前記第4の弾性圧縮可能な装置、またはこれらの組み合わせが、それぞれ、前記第1の留め具、前記第2の留め具、前記第3の留め具、または前記第4の留め具に摺動可能に装着された1つ以上の皿ばねを含む、請求項16~18のいずれか一項に記載の装置。
- 前記第1の弾性圧縮可能な装置、前記第2の弾性圧縮可能な装置、前記第3の弾性圧縮装置、前記第4の弾性圧縮可能な装置、またはこれらの組み合わせが、それぞれ、前記第1の留め具、前記第2の留め具、前記第3の留め具、または前記第4の留め具に摺動可能に装着された1~24個の皿ばねを含む、請求項16~18のいずれか一項に記載の装置。
- 前記第1のヘッドユニットと前記チューブの前記第1の端部との間の閉鎖を提供する第1のシールをさらに備える、請求項16~18のいずれか一項に記載の装置。
- 前記第1のシールが、(i)前記第1のヘッドユニットと前記チューブの前記第1の端部との間に配置されており、前記第1のヘッドユニットと前記チューブの前記第1の端部に接触しているゴム、(ii)前記第1のヘッドユニットと前記チューブの前記第1の端部との間の接触を維持するクランプおよび/もしくは留め具、または(iii)これらの組み合わせを含む、請求項21に記載の装置。
- 前記第1のヘッドユニットが、前記チューブの前記第1の端部を受容するように構成された窪みを備える、請求項16~18のいずれか一項に記載の装置。
- 前記アプリケータに固定的に装着された第2のヘッドユニットをさらに備え、
前記チューブの前記第2の端部および第2のヘッドユニットが、互いに接触する、請求項16~18のいずれか一項に記載の装置。 - 前記第2のヘッドユニットと前記チューブの前記第2の端部との間の第2のシールをさらに備える、請求項24に記載の装置。
- 前記第2のシールが、(i)前記第2のヘッドユニットと前記チューブの前記第2の端部との間に配置されており、前記第2のヘッドユニットと前記チューブの前記第2の端部に接触している金属、(ii)前記第2のヘッドユニットと前記チューブの前記第2の端部との間の接触を維持するクランプおよび/もしくは留め具、または(iii)これらの組み合わせを含む、請求項25に記載の装置。
- 前記第2のヘッドユニットが、前記チューブの前記第2の端部を受容するように構成された窪みを備える、請求項24に記載の装置。
- 前記チューブの前記第2の端部が、前記アプリケータにばね式で装着されており、前記装置が、
(i)第1の開口部を画定する第2のヘッドユニットと、
第1の端部および第2の端部を有する第1の留め具であって、前記第1の留め具が、前記第1の開口部内に摺動可能に配置されており、前記第1の留め具の前記第2の端部が、前記アプリケータに固定的に装着されている、第1の留め具と、
前記第2のヘッドユニットと前記第1の留め具の前記第1の端部および/もしくは前記第2の端部との間に配置された第1の弾性圧縮可能な装置と、をさらに備え、
前記チューブの前記第2の端部および第2のヘッドユニットが、互いに接触するか、または、
(ii)第1の開口部および第2の開口部を画定する第2のヘッドユニットと、
第1の端部および第2の端部を有する第1の留め具であって、前記第1の留め具が、前記第1の開口部内に摺動可能に配置されており、前記第1の留め具の前記第2の端部が、前記アプリケータに固定的に装着されている、第1の留め具と、
第1の端部および第2の端部を有する第2の留め具であって、前記第2の留め具が、前記第2の開口部内に摺動可能に配置されており、前記第1の留め具の前記第2の端部が、前記アプリケータに固定的に装着されている、第2の留め具と、
前記第2のヘッドユニットと前記第1の留め具の前記第1の端部および/もしくは前記第2の端部との間に配置された第1の弾性圧縮可能な装置と、
前記第2のヘッドユニットと前記第2の留め具の前記第1の端部および/もしくは前記第2の端部との間に配置された第2の弾性圧縮可能な装置と、をさらに備え、
前記チューブの前記第2の端部および第2のヘッドユニットが、互いに接触する、請求項16に記載の装置。 - 前記第2のヘッドユニットによって画定された第3の開口部と、
第1の端部および第2の端部を有する第3の留め具であって、前記第3の留め具が、前記第3の開口部内に摺動可能に配置されており、前記第3の留め具の前記第2の端部が、前記アプリケータに固定的に装着されている、第3の留め具と、
前記第2のヘッドユニットと前記第3の留め具の前記第1の端部および/または前記第2の端部との間に配置された第3の弾性圧縮可能な装置と、をさらに備える、請求項28に記載の装置。 - 前記第2のヘッドユニットによって画定された第4の開口部と、
第1の端部および第2の端部を有する第4の留め具であって、前記第4の留め具が、前記第4の開口部内に摺動可能に配置されており、前記第4の留め具の前記第2の端部が、前記アプリケータに固定的に装着されている、第4の留め具と、
前記第2のヘッドユニットと前記第4の留め具の前記第1の端部および/または前記第2の端部との間に配置された第4の弾性圧縮可能な装置と、をさらに備える、請求項29に記載の装置。 - 前記第1の弾性圧縮可能な装置、前記第2の弾性圧縮可能な装置、前記第3の弾性圧縮装置、前記第4の弾性圧縮可能な装置、またはこれらの組み合わせが、それぞれ、前記第1の留め具、前記第2の留め具、前記第3の留め具、または前記第4の留め具に摺動可能に装着された1つ以上の皿ばねを備える、請求項28~30のいずれか一項に記載の装置。
- 前記第1の弾性圧縮可能な装置、前記第2の弾性圧縮可能な装置、前記第3の弾性圧縮装置、前記第4の弾性圧縮可能な装置、またはこれらの組み合わせが、それぞれ、前記第1の留め具、前記第2の留め具、前記第3の留め具、または前記第4の留め具に摺動可能に装着された1~24個の皿ばねを含む、請求項28~30のいずれか一項に記載の装置。
- 前記第2のヘッドユニットと前記チューブの前記第2の端部との間の第2のシールをさらに備える、請求項28~30のいずれか一項に記載の装置。
- 前記第2のシールが、(i)前記第2のヘッドユニットと前記チューブの前記第2の端部との間に配置されており、前記第2のヘッドユニットと前記チューブの前記第2の端部に接触している金属、(ii)前記第2のヘッドユニットと前記チューブの前記第2の端部との間の接触を維持するクランプおよび/もしくは留め具、または(iii)これらの組み合わせを含む、請求項33に記載の装置。
- (i)前記第1のヘッドユニットが、前記チューブの前記第1の端部に固定的に装着されているか、(ii)前記第2のヘッドユニットが、前記チューブの前記第2の端部に固定的に装着されているか、または(iii)前記第1のヘッドユニットが、前記チューブの第1の端部に固定的に装着されており、前記第2のヘッドユニットが、前記チューブの前記第2の端部に固定的に装着されている、請求項15に記載の装置。
- (i)前記第1のヘッドユニットが、前記チューブの前記第1の端部に溶接またはろう付けされているか、(ii)前記第2のヘッドユニットが、前記チューブの前記第2の端部に溶接またはろう付けされているか、または(iii)前記第1のヘッドユニットが、前記チューブの前記第1の端部に溶接またはろう付けされており、前記第2のヘッドユニットが、前記チューブの前記第2の端部に溶接されている、請求項35に記載の装置。
- 前記アプリケータが、
容器を備え、前記容器が、(i)第1の端部および第2の端部を有し、(ii)(a)前記容器の1つ以上の外壁、(b)前記容器の内側の1つ以上の壁、または(c)これらの組み合わせによって画定された1~30個のチャンバを備え、
前記容器の前記第1の端部、前記容器の前記第2の端部、前記容器の内側の前記1つ以上の壁、またはこれらの組み合わせが、開口部を画定し、前記チューブが、(a)前記容器の前記第1の端部、(b)前記容器の前記第2の端部、(c)前記容器の内側の前記1つ以上の壁、または(d)これらの組み合わせによって画定された開口部内に配置されている、請求項1に記載の装置。 - 前記容器は、前記複数のマイクロ波が前記1~30個のチャンバのうちの1つに入る前に通過する通路を備える少なくとも1つの導波路をさらに備える、請求項37に記載の装置。
- 前記1つ以上のマイクロ波発生器をさらに備え、前記1つ以上のマイクロ波発生器が、前記複数のマイクロ波を、前記1つ以上の外壁によって画定された前記開口部を介して、前記1~30個のチャンバのうちの少なくとも1つ内に導入するように位置決めされており、前記1つ以上のマイクロ波発生器が、前記少なくとも1つの導波路内に位置決めされている、請求項38に記載の装置。
- 前記容器が、4~6個のチャンバを備える、請求項37に記載の装置。
- 前記装置が、3~6個のマイクロ波発生器を備え、前記アプリケータが、4~6個のチャンバを備える、請求項37に記載の装置。
- 1つ以上のマイクロ波発生器をさらに備え、前記1つ以上のマイクロ波発生器のうちの少なくとも1つが、(i)前記複数のマイクロ波を、前記容器の前記1つ以上の外壁によって画定された開口部を介して、前記1~30個のチャンバのうちの少なくとも1つ内に導入するように位置決めされているか、(ii)前記1~30個のチャンバのうちの少なくとも1つ内に位置決めされているか、または(iii)これらの組み合わせである、請求項37に記載の装置。
- 前記アプリケータが、
1~30個のモジュラーアプリケータユニットであって、各モジュラーアプリケータユニットが、(i)第1の側面および第2の側面を有するチャンバと、(ii)前記第1の側面によって画定された第1の開口部と、(iii)前記第2の側面によって画定された第2の開口部と、(iv)前記チャンバの第3の開口部から延在する導波路と、を備える、1~30個のモジュラーアプリケータユニットを備え、
前記1~30個のモジュラーアプリケータユニットが、互いに隣接して配置されており、前記チューブが、各モジュラーアプリケータユニットの前記第1の開口部および前記第2の開口部内に配置されている、請求項1に記載の装置。 - 前記アプリケータが、前記モジュラーアプリケータユニットのうちの4~6個を備える、請求項43に記載の装置。
- 1つ以上のマイクロ波発生器をさらに備え、前記1つ以上のマイクロ波発生器のうちの少なくとも1つが、複数のマイクロ波を、前記1~30個のモジュラーアプリケータユニットのうちの少なくとも1つ内に導入するように位置決めされている、請求項43に記載の装置。
- 前記装置が、3~6個のマイクロ波発生器を備え、前記アプリケータが、前記モジュラーアプリケータユニットのうちの4~6個を備える、請求項45に記載の装置。
- 前記電磁波透過性材料で形成された前記チューブの一部分が、実質的に円筒形である、請求項1に記載の装置。
- 前記チューブが、約45mm~約60mmの外径および約30mm~約44mmの内径を有する、請求項47に記載の装置。
- 前記チューブが、約50mm~約54mmの外径および約40mm~約44mmの内径を有する、請求項47に記載の装置。
- 前記チューブが、約0.1m~約5mの長さを有する、請求項1に記載の装置。
- 前記チューブが、マイクロ波ディスラプタをさらに備える、請求項1に記載の装置。
- 前記マイクロ波ディスラプタが、前記チューブの前記第2の端部に固定的に装着されている、請求項51に記載の装置。
- 前記マイクロ波ディスラプタが、ワイヤまたはロッドと、任意選択的に、(i)1つ以上の突出した構造および/または(ii)前記ワイヤもしくは前記ロッド上に配置されたフランジを備える、請求項51に記載の装置。
- 前記サセプタ材料が、前記チューブの内部リザーバ内に配設されており、前記装置は、(i)前記サセプタ材料が、前記チューブの前記内部リザーバから逃げるのを防ぐことか、(ii)前記チューブの前記内部リザーバ内の前記サセプタ材料の場所を制御することか、(iii)サセプタ材料が、流体に接触するのを防ぐことか、または(iv)これらの組み合わせを行う位置に配置された1つ以上の保持デバイスをさらに備える、請求項1に記載の装置。
- 前記1つ以上の保持デバイスが、膜、スクリーン、ハウジング、またはこれらの組み合わせを含むかどうか、請求項54に記載の装置。
- 前記サセプタ材料が、モノリシック形態にある、請求項1に記載の装置。
- 前記サセプタ材料が、炭化ケイ素、磁鉄鉱、ゼオライト、石英、フェライト、カーボンブラック、黒鉛、花崗岩、またはこれらの組み合わせを含む、請求項1に記載の装置。
- 前記チューブが、入口と、出口と、を備える、請求項1~18、28~30、または35~57のいずれか一項に記載の装置。
- 電磁エネルギーによって照射された複数のサセプタ粒子を用いて流体を加熱するための装置であって、
前記サセプタ粒子を受容するように構成された内部容積を画定するコンテナと、
前記内部容積内に、または前記内部容積に隣接して配設されており、流体が前記内部容積から流出することを可能にしながら、前記内部容積内に前記サセプタ粒子を保持するように構成された少なくとも1つの保持デバイスと、
前記内部容積に含有された前記サセプタ粒子の照射のために、前記内部容積内に電磁波を導入するように構成された電磁波放射構造と、を備える、装置。 - 前記電磁波放射構造は、電磁波が前記コンテナの外部から前記内部容積内に通過することができる前記コンテナの電磁波透過性セクションを備える、請求項59に記載の装置。
- 前記電磁波透過性セクションを通って、前記容積内に電磁波を導くためのアプリケータをさらに備える、請求項60に記載の装置。
- 前記コンテナが、前記コンテナの前記電磁波透過性セクションを構成する電磁波透過性材料で形成されている管状セクションを備える、請求項60に記載の装置。
- 前記コンテナが、2つの金属製端部キャップをさらに備え、1つが、前記管状セクションの各端部に結合されている、請求項62に記載の装置。
- 前記電磁波放射構造が、前記コンテナ内に少なくとも部分的に配設されている、請求項59に記載の装置。
- 前記保持デバイスが、前記流体は通過することができるが、前記サセプタ粒子は通過することができない複数の開口を有する、請求項59に記載の装置。
- 前記保持機構内の前記開口の平均開口面積が、5平方ミリメートル未満である、請求項65に記載の装置。
- 前記保持デバイスが、前記コンテナに結合されたスクリーン、前記コンテナに結合された穿孔板、または前記コンテナの穿孔壁を備える、請求項59に記載の装置。
- 前記コンテナが、前記内部容積内で前記流体を受容するための流体入口と、前記内部容積から前記流体を排出するための流体出口と、をさらに備える、請求項59に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの保持デバイスが、前記流体入口に近接する第1の保持構造位置と、前記流体出口に近接する第2の保持構造位置と、を含む、請求項59に記載の装置。
- 前記コンテナが、圧力コンテナである、請求項59に記載の装置。
- 前記圧力コンテナが、少なくとも5バールの圧力に耐えるように構成されている、請求項70に記載の装置。
- 前記内部容積に前記流体を提供するための流体源と、前記内部容積に前記電磁波を提供するための電磁波発生器と、をさらに備える、請求項59に記載の装置。
- 前記電磁波発生器が、マイクロ波発生器である、請求項72に記載の装置。
- システムであって、
請求項1~18、28~30、または35~57のいずれか一項に記載の装置と、
流体が配設されている流体源であって、前記流体源が前記チューブと流体連通している、流体源と、
(i)前記流体源から前記チューブへの前記流体、および(ii)前記チューブ内の圧力を提供するように構成されたポンプであって、前記ポンプが、前記装置および前記流体源と流体連通している、ポンプと、を備える、システム。 - 前記チューブおよび前記ポンプと流体連通している熱交換器をさらに備える、請求項74に記載のシステム。
- 電磁エネルギーを使用して流体を加熱する方法であって、前記プロセスが、
(a)複数のサセプタ粒子に電磁エネルギーを照射し、それによって加熱されたサセプタ粒子を提供することと、
(b)流体を前記加熱されたサセプタ粒子に接触させ、それによって前記流体を少なくとも100℃/分の速度で加熱することと、を含む、方法。 - ステップ(b)が、前記流体を、前記加熱されたサセプタ粒子の容積を通って流すことを含む、請求項76に記載の方法。
- 前記加熱されたサセプタ粒子の容積を通る前記流体の流量が、少なくとも10リットル/分である、請求項76に記載の方法。
- 前記流体が、前記加熱されたサセプタ粒子との接触を5分以下の間維持する、請求項76に記載の方法。
- ステップ(b)が、前記流体を少なくとも250℃加熱する、請求項76に記載の方法。
- 前記流体が液体であり、ステップ(b)が、前記液体の気化を防ぐために高圧で実施される、請求項76に記載の方法。
- 前記サセプタ粒子が、互いに物理的に結合しない、請求項76に記載の方法。
- 前記サセプタ粒子の平均粒径が、0.1~5ミリメートルの範囲である、請求項76に記載の方法。
- ステップ(a)および(b)が、前記サセプタ粒子および前記流体を受容する共通のコンテナ内で実施される、請求項76に記載の方法。
- 前記コンテナは、前記電磁エネルギーが前記サセプタ粒子を加熱するために通過する電磁波透過性セクションを備える、請求項76に記載の方法。
- 前記電磁波透過性セクションが、電磁波透過性材料で作製された管状部材である、請求項85に記載の方法。
- ステップ(a)および(b)の間、前記流体が前記コンテナを通って流れる間、前記サセプタ粒子が、前記コンテナ内に保持されている、請求項86に記載の方法。
- 前記コンテナを通る前記流体の流量が、少なくとも10リットル/分であり、前記コンテナ内の前記流体の滞留時間が、0.1~5分の範囲にあり、前記流体の温度が、前記コンテナ内で少なくとも250℃増加する、請求項76に記載の方法。
- ステップ(a)および(b)が、同時に実施される、請求項76に記載の方法。
- ステップ(a)および(b)が、実質的に連続的に実施される、請求項76に記載の方法。
- 前記流体が、主に前記加熱されたサセプタ粒子との直接熱交換によって、加熱される、請求項76に記載の方法。
- 前記流体の前記加熱の25パーセント未満が、前記電磁エネルギーの直接吸収によって、引き起こされる、請求項76に記載の方法。
- 前記電磁エネルギーが、マイクロ波エネルギーを含む、請求項76に記載の方法。
- 材料を加熱する方法であって、
(i)請求項58に記載の装置、または(ii)(a)入口および出口を有するコンテナと、(b)前記コンテナ内に配設されたサセプタ材料と、(c)前記コンテナの少なくとも一部分および前記サセプタ材料の少なくとも一部分が配置されているアプリケータと、を備える装置を提供することと、
前記チューブまたはコンテナの前記入口に、流体をある流量で配設することと、
複数の電磁波を前記アプリケータ内に導入して、前記サセプタ材料の少なくとも一部分に前記複数の電磁波を照射し、前記流体が前記チューブまたはコンテナ内にある間に、熱を発生させて、加熱された流体を生成することと、
前記チューブまたはコンテナの前記出口で、前記加熱された流体を収集することと、を含む、方法。 - 前記流体が、約15℃~約35℃の温度を有する、請求項94に記載の方法。
- 前記加熱された流体が、約100℃~約1,000℃の温度を有する、請求項94に記載の方法。
- 前記加熱された流体が、約400℃~約600℃の温度を有する、請求項94に記載の方法。
- 前記流体が、臨界圧力を有し、前記チューブまたはコンテナの内側の圧力が、前記流体の前記臨界圧力よりも大きい、請求項94に記載の方法。
- 前記流量が、約0.1リットル/分~約1,000リットル/分である、請求項94に記載の方法。
- 前記流体が、有機流体、水性流体、イオン性液体、またはこれらの組み合わせを含む、請求項94に記載の方法。
- 前記有機流体が、C1~C40炭化水素である、請求項100に記載の方法。
- 前記有機流体が、C1~C30炭化水素である、請求項100に記載の方法。
- 前記有機流体が、C1~C20炭化水素である、請求項100に記載の方法。
- 前記複数の電磁波が、複数のマイクロ波を含み、前記装置が、1つ以上のマイクロ波発生器をさらに備える、請求項94に記載の方法。
- 前記1つ以上のマイクロ波発生器が、マグネトロン発生器、固体発生器、またはこれらの組み合わせを備える、請求項104に記載の方法。
- 前記1つ以上のマイクロ波発生器が、約200W~約100kWの電力を有する、請求項104に記載の方法。
- 前記1つ以上のマイクロ波発生器が、約200W~約54kWの電力を有する、請求項104に記載の方法。
- 前記複数のマイクロ波のうちの1つ以上が、915MHz、2.45GHz、14GHz、18GHz、または28GHzの周波数を有する、請求項104に記載の方法。
- 前記複数の電磁波が、複数の電波、複数の赤外線波、複数のガンマ線、またはこれらの組み合わせを含む、請求項94に記載の方法。
- (i)前記加熱された流体の少なくとも一部分を、前記チューブまたはコンテナの前記入口に配設することと、
前記複数の電磁波を前記アプリケータ内に導入して、前記サセプタ材料の少なくとも一部分に前記複数の電磁波を照射し、前記加熱された流体が前記チューブまたはコンテナ内にある間に、熱を発生させて、さらに加熱された流体を生成することと、
(iii)前記チューブまたはコンテナの前記出口で、前記さらに加熱された流体を収集することと、をさらに含む、請求項94に記載の方法。 - ステップ(i)~(iii)を1回以上繰り返して、増加した温度を有するさらに加熱された流体を生成することをさらに含む、請求項110に記載の方法。
- 材料を加熱する方法であって、
請求項58に記載の装置を提供することであって、前記サセプタ材料が、磁鉄鉱および磁鉄鉱以外の酸化鉄を含む、提供することと、
流体を、ある流量で、前記チューブの前記入口に配設することであって、前記流体が、水または水性流体であり、前記流体が、前記サセプタ材料に接触する、配設することと、
複数の電磁波を前記アプリケータ内に導入して、前記サセプタ材料の少なくとも一部分に前記複数の電磁波を照射し、前記流体が前記チューブ内にある間に、熱を発生させて、加熱された流体を生成することと、
前記加熱された流体を、前記チューブの前記出口で収集することであって、前記加熱された流体が、ガスである、収集することと、を含む、方法。 - 前記流体の温度が、前記複数の電磁波の前記導入後に、約100℃~約500℃である、請求項112に記載の方法。
- 材料を加熱する方法であって、
(i)請求項58に記載の装置、または(ii)(a)コンテナと、(b)前記コンテナ内に配設されたサセプタ材料と、(c)前記コンテナおよび前記サセプタ材料の少なくとも一部分が配置されているアプリケータと、を備える装置を提供することと、
前記材料を、前記チューブに隣接して配置することと、
複数の電磁波を前記アプリケータ内に導入して、前記サセプタ材料の少なくとも一部分に前記複数の電磁波を照射し、前記材料が前記チューブまたはコンテナ内にある間に、熱を発生させて、加熱された材料を生成することと、を含む、方法。 - 前記材料が、固体を含む、請求項114に記載の方法。
- 前記チューブまたはコンテナに隣接する前記材料の前記配置が、前記チューブまたはコンテナを前記材料に接触させることを含む、請求項114に記載の方法。
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