JP6001549B2 - 加熱流体を送達するための装置及び方法 - Google Patents

Description

加熱流体は、多様な目的のために、例えば、移動するウェブ様基材等の基材にしばしば送達される。例えば、加熱流体は、接着、アニーリング、乾燥、化学反応の促進等の目的のために、基材上に作用させられる場合がある。

本明細書は、加熱流体を送達するための装置及び方法を開示する。装置は、少なくとも予熱ゾーンと、拡張ゾーンと、複数のトリム加熱器、少なくとも１つの流体流動分布シート、及び出口を備える拡張後ゾーンと、を備える。

そして、一態様では、明細書は、流体を取り扱い、加熱し、送達するための装置であって、予熱器を備える予熱ゾーンと、予熱ゾーンに流体接続している拡張ゾーンと、拡張ゾーンに流体接続し、下流軸及び横方向範囲及び三次範囲を備える拡張後ゾーンであって、拡張後ゾーンの横方向範囲の少なくとも一部にわたって総じて延在する複数のトリム加熱器、少なくとも１つの流体流動分布シート、及び出口を更に備える、拡張後ゾーンと、を備える、装置を開示する。

そして、別の態様では、本明細書は、移動する流体透過性基材を通じて加熱流体を通過させる方法であって、流体を予熱することと、拡張ゾーンを通じて予熱流体を通過させることと、拡張後ゾーン内の複数のトリム加熱器のうちの少なくとも１つに対して前記予熱流体の少なくとも一部をさらすことと、拡張後ゾーン内の少なくとも１つの流体流動分布シートを通じて予熱流体の少なくとも一部を通過させることと、拡張後ゾーンの出口を通じて、移動する流体透過性基材上に予熱流体を通過させ、前記基材を通じてそれを通過させることと、出口から基材の反対側に位置する流体吸引装置によって、基材を通過した流体の少なくとも一部を捕捉し、除去することと、を含む方法を開示する。

本発明のこれら及び他の態様は、以下の「発明を実施するための形態」から明らかになるであろう。しかし、決して、上記概要は、請求された主題に関する限定として解釈されるべきでなく、主題は、係属中に補正することができる添付の特許請求の範囲によってのみ規定される。

本明細書に開示される例示の装置の正面透視図。 図１の例示の装置の側面図。 図１の例示の装置の一部の正面図。 図１の４−４で記された線に沿って切断された、図１の例示の装置の一部の側面断面図。 図１の５−５で記された線に沿って切断された、図１の例示の装置の一部の正面断面図。 流体吸引装置を更に備える、本明細書に開示される例示の装置の側面透視図。

様々な図面における類似参照番号は類似要素を表す。いくつかの要素は、同一又は等価の複数で提示されることが可能であり、つまり１つのみ又はそれ以上の代表的要素が参照番号で示されることが可能な場合であっても、このような参照番号は、そのような同一要素の全てに適用されると理解されたい。特に指定されない限り、本文献における全ての図面及び図は、一定の縮尺ではなく、本発明の異なる実施形態を例示する目的で選択される。特に、様々な構成要素の寸法は、指示のない限り、例示的な用語としてのみ記述され、様々な構成要素の寸法間の関係は、図面から推測されるべきではない。「最上部」、「底部」、「上側」、「下側」、「下」、「上」、「前」、「後ろ」、「外側に」、「内側に」、「上に」、「下に」、並びに「第１」及び「第２」などの用語が本開示中で使用され得るが、特に記載のない限りこれらの用語は相対的な意味においてのみ使用されることを理解すべきである。

図１の側面透視図及び図２の側面図に示されるのは、加熱流体を送達するために使用されてもよい、例示の装置１である。装置１は、少なくとも大壁によって画定され、本明細書に開示されるように相互に流体接続している、いくつかのゾーン（ユニット）を備える、流体加熱及び取り扱い装置である。装置１の多様なゾーンは、本明細書では、各ゾーンの下流軸、横方向軸、及び三次軸に対して説明する。各ゾーンに対して、下流軸「ｄ」は、図１に示されるように、そのゾーンを通じて全体的な流体の流動に概ね整合する。下流方向は、この軸に沿った全体的な流体流動の方向であり、上流方向は、同じ軸に沿った反対方向である。ゾーン内の任意の点で、横方向軸「ｌ」は、そのゾーンの下流軸「ｄ」に直交する、最長の軸である。例えば、拡張ゾーン２０の下流軸「ｄ」に沿って任意の点での拡張ゾーン２０の横方向範囲は、下流軸のその点を通過する線に沿って小壁２３と２４との間の距離である。同様に、拡張後ゾーン３０の下流軸に沿って任意の点での拡張後ゾーン３０の横方向範囲は、拡張後ゾーン３０の下流軸のその点を通過する線に沿って小壁３３と３４との間の距離である。

各ゾーンに対して、三次軸「ｔ」は、そのゾーンの下流軸「ｄ」に直交する（また、そのゾーンの横方向軸「ｌ」にも直交する）、最短の軸である。例えば、拡張ゾーン２０の下流軸に沿って任意の点での拡張ゾーン２０の三次範囲は、下流軸のその点を通過する線に沿って大壁２１と２２との間の距離である。同様に、拡張後ゾーン３０の下流軸に沿って任意の点での拡張後ゾーン３０の三次範囲は、拡張後ゾーン３０の下流軸のその点を通過する線に沿って大壁３１と３２との間の距離である。三次軸及び三次範囲という用語は、本明細書においては、横方向軸又は範囲からそれらを区別する便宜上使用され、装置１の特定のゾーンの三次軸が必ずしも地球の重力と整合することを意味又は要求しない。そして、図１から明白であるように、装置１の特定のゾーンの下流、横方向、及び／又は三次軸は、装置１の別のゾーンのそれと整合しなくてもよい。

装置１は、流体流（例えば、送風機によって動かされるような、空気）を受容するように構成される入口を備え、１つ以上の予熱器１１（図１〜３に理想的な表現で示される）を備える、予熱ゾーン１０を備える。予熱ゾーン１０は、図１では、断面が概ね矩形として示されるが、卵形、円等であってもよい。（円断面の特定の事例では、予熱ゾーン１０の横軸と三次軸との間に区別がなくてもよい）。予熱器１１は、例えば、放射熱、過熱蒸気の方向注入、直接燃焼等を含む、任意の好適な方法によって、予熱ゾーン１０を通過する流体を加熱してもよい、任意の好適な熱源を備えてもよい。しばしば、予熱器１１は、予熱流体（例えば、蒸気、燃焼ガス等）から加熱される流体内へ熱エネルギーを伝達する熱交換ユニットを備えることが便利な場合がある。予熱ゾーン１０を出る流体は、本明細書においては予熱流体と呼ばれ、トリム加熱ステップと呼ばれる、本明細書で以下に詳細を記載する追加の加熱ステップの対象となってもよい。予熱器１１は、流体を公称温度まで予熱することができるが、予熱流体の温度には、いくつかの変動（例えば、プラス又は摂氏マイナス１、３、７度以上の範囲内）が存在してもよい。予熱流体の温度におけるこのような変動は、特に、以下に記載する拡張ゾーンの横方向範囲にわたり発生する場合がある（そして、いくつかの事例では、このために、予熱器１１によって達成される加熱の際の任意の不均一性ではなく、本明細書の以下に記載するように、拡張ゾーンの流動挙動によって主に生じる場合がある）。このような温度の変動は、それらの原因に関わりなく、本明細書の以下に開示されるトリム加熱器によって、補正されてもよい（すなわち、流体温度が微細に制御されてもよい）。

装置１は、そこから予熱流体を受容するために、予熱ゾーン１０に流体接続している拡張ゾーン２０を更に備える。図１、２、及び３に図示される例示の拡張ゾーン２０は、第１の大壁２１と、第２の大壁２２と、第１及び第２の小壁２３及び２４と、を備える。拡張ゾーン２０は、上述のように下流軸を備え、下流軸に沿って任意の点で、横方向軸に沿って測定可能な横方向範囲と、三次軸に沿って特定可能な三次範囲と、を備える。

拡張ゾーン２０は、予熱ゾーン１０から予熱流体が受容される、入口２５を備える。入口２５は、横方向範囲と、三次範囲と、断面積と、を備える。拡張ゾーン２０は、予熱流体が拡張ゾーン２０から出る、出口２６を備える。出口２６は、横方向範囲と、三次範囲と、断面積と、を備える。図１及び特に図３（拡張ゾーン２０の正面図を表す）で確認できるように、有意な横方向の拡張が入口２５から出口２６まで進行する下流に発生してもよい。多様な実施形態において、拡張ゾーン２０は、少なくとも約２．５、少なくとも約３．５又は少なくとも約４．５の横方向拡張率（出口２６での拡張ゾーン２０の横方向範囲を入口２５での拡張ゾーン２０の横方向範囲で割ると定義される）を備える。この横方向の拡張は、拡張ゾーン２０の小壁が拡張ゾーン２０の下流軸から偏位する角度である、（図３に示されるように）横方向拡張角度αの観点から更に特徴付けることができる。多様な実施形態において、横方向拡張角度αは、少なくとも約１５、少なくとも約２０、又は少なくとも約２４度である。横方向拡張が（図１及び３のように）対称的であることがしばしば便利である場合があるが、他の配置が可能である。

図１、特に図２（拡張ゾーン２０が側面図で視認可能）に確認できるように、入口２５から出口２６まで進行する下流に有意な三次収縮が発生してもよい。多様な実施形態において、拡張ゾーン２０は、少なくとも約４．０、少なくとも約５．０、又は少なくとも約６．０の三次収縮率（入口２５での拡張ゾーン２０の三次範囲を入口２６での拡張ゾーン２０の三次範囲で割ると定義される）を備える。この三次収縮は、拡張ゾーン２０の大壁（例えば、図２の壁２２）が拡張ゾーン２０の下流軸から偏位する角度である、三次収縮角度β（図２に示される）の観点から更に特徴付けることができる。多様な実施形態において、三次収縮角度βは、少なくとも約４．０、少なくとも約６．０、又は少なくとも約８．０度である。角度βの観点における特徴は、図２の特定の例示装置に適用可能であることが認識され、拡張ゾーン２０の１つの大側壁（壁２１）は、下流軸と概ね整合する一方、他方（壁２２）は、三次収縮を提供するように下流軸から偏位する、対称的設計である。また、両方の側壁を下流軸から偏位させることも可能であり、この場合、収縮は、各大側壁によって示される角度の観点から特徴付けることができる。このような場合、多様な実施形態において、そのような角度は、少なくとも約２．０、少なくとも約３．０、又は少なくとも約４．０度であり得る。

上記の有意な横方向の拡張は有意な三次収縮と組み合わされて、高い縦横比、つまり、出口２６の三次範囲に対する出口２６の横方向範囲の比率が高い拡張ゾーン２０の出口２６を提供する。多様な実施形態において、拡張ゾーン２０の出口２６の縦横比は、少なくとも約２５：１、少なくとも約３５：１、又は少なくとも約４５：１であってもよい。

多様な例示の実施形態において、拡張ゾーン２０は、出口２５で最大で約８０インチ（２０３ｃｍ）、最大で約５０インチ（１２７ｃｍ）、又は最大で約３１インチ（７９ｃｍ）の横方向範囲を備えてもよい。更なる例示の実施形態において、拡張ゾーン２０は、出口２６で少なくとも約９０インチ（２２９ｃｍ）、少なくとも約１２０インチ（３０５ｃｍ）、又は少なくとも約１４０インチ（３５６ｃｍ）の横方向範囲を備えてもよい。多様な例示の実施形態において、拡張ゾーン２０は、入口２５で少なくとも約１０インチ（２５ｃｍ）、少なくとも約１５インチ（３８ｃｍ）、又は少なくとも約１９インチ（４８ｃｍ）の三次範囲を備えてもよい。更なる実施形態において、拡張ゾーン２０は、出口２６で最大で約６．０インチ（１５ｃｍ）、最大で約５．０インチ（１３ｃｍ）、最大で４．０インチ（１０ｃｍ）、又は最大で約３．０インチ（７．６ｃｍ）の横方向範囲を備えてもよい。多様な例示実施形態において、入口２５の断面積は、少なくとも約１．１、少なくとも約１．２、又は少なくとも約１．３の係数、出口２６の面積よりも大きくてもよい。上記の数値は例示に過ぎず、装置１の特定の設計は所望に応じて変更されてもよいことが理解される。例えば、横方向拡張及び／又は三次収縮の角度は、一定でなくてもよい（つまり、大壁２１並びに／若しくは２２、及び／又は小壁２３並びに／若しくは２４は、図１に図示するような概ね平面ではなく、弓状であってもよい）。また、「拡張ゾーン」という用語は、このゾーンを記述する便宜上使用されているが、この用語は、このゾーンがゾーンの下流方向に沿って横方向範囲に少なくともいくらかの増加を示すことを意味するに過ぎない。上記のように、三次範囲における減少は、ゾーンの下流方向において発生してもよく、ゾーン出口の断面積は、ゾーン入口の断面積よりも小さくてもよい。このように、このゾーンを拡張ゾーンとして特徴付けることは、横方向の拡張を言及するに過ぎず、下流方向の断面積の任意の全体的な拡張が必ず発生しなければならないことを暗示せず、また、流体がゾーン内で下流方向に流れるにつれて流体の膨張（例えば、その密度の減少）が必ず発生しなければならないことを暗示しない。

装置１は、そこから予熱流体を受容するために、拡張ゾーン２０に流体接続している拡張後ゾーン３０を更に備える。図１及び２に図示される例示の拡張後ゾーン３０は、第１の大壁３１と、第２の大壁３２と、第１及び第２の小壁３３及び３４と、を備える。拡張ゾーン２０は、上述のように下流軸を備え、下流軸に沿って任意の点に、横方向軸に沿って測定可能な横方向範囲と、三次軸に沿って測定可能な三次範囲と、を備える。

拡張後ゾーン３０は、予熱流体が拡張ゾーン２０から受容される入口３５を備える。入口３５は、横方向範囲と、三次範囲と、断面積と、を備える。いくつかの実施形態において、拡張後ゾーン３０の入口３５の横方向及び三次範囲は、拡張ゾーン２０の出口２６のそれらに実質的に等しい（例えば、５％未満の差である）。いくつかの実施形態において、拡張後ゾーン３０の横方向及び三次範囲は、拡張後ゾーン３０の下流軸に沿って実質的に一定であってもよい（例えば、５％を超えて変動しない）。他の実施形態において、拡張後ゾーン３０の横方向又は三次のいずれかの範囲は、拡張後ゾーン３０の下流軸に沿って変化してもよい（例えば、拡張後ゾーン３０の下流出口６０は、入口３５に比較して、三次又は横方向いずれかの範囲においてより狭くてもよい）。

拡張後ゾーン３０の縦横比（三次範囲に対する横方向範囲）は少なくとも約２５：１、少なくとも約３５：１、又は少なくとも約４５：１であってもよい。縦横比は、拡張後ゾーン３０を通じて下流で実質的に一定であってもよい。あるいは、いくらか変動してもよく、その場合、入口３５及び出口６０で別個の縦横比が定義されてもよく、それらのいずれかが、少なくとも約２５：１、少なくとも約３５：１、又は少なくとも約４５：１の縦横比を備えてもよい。拡張後ゾーン３０（及びその入口３５並びに出口６０、また拡張ゾーン２０の出口２６）は、高い縦横比を有すると特徴付けられてもよいが、これは、厳密に矩形の構成（例えば、厳密に直線の大壁及び小壁を含む）を必ずしも暗示しない。すなわち、概ね卵形又は楕円形の設計は、本明細書の開示の範囲内である。

拡張後ゾーン３０は、第１のエルボ３７及び／又は第２のエルボ３８を備えてもよい。このようなエルボの条件、及び装置１の設計の他の態様は、特定の環境における装置１の設置の際に存在する特定の空間及び幾何学的形状の制約事項に応答してもよいことが理解される。特定の条件に好適な場合があるように、拡張後ゾーンの下流範囲（長さ）が変動してもよい等、これより多い、又はこれより少ないエルボ、屈曲等を使用することができる。しばしば、拡張後ゾーン３０の横方向及び三次範囲は、このようなエルボを通じて概ね一定のままであってもよいが、これは、全ての場合に必要でなくてもよい。

拡張後ゾーン３０は、流体の温度の微細な制御のために使用され、本明細書において便宜上トリム加熱器と呼ばれる複数の（例えば、少なくとも２つの）二次加熱器４０を備える。トリム加熱器４０は、例えば、特に拡張後ゾーン３０の横軸にわたって流体のより正確に制御された温度を提供するために、予熱器１１を増補するように機能することができる。トリム加熱器４０に（例えば、これに接触して、又は近接近して通過させることによって）さらされた後の予熱流体は、便宜上トリム加熱流体と呼ぶ（本明細書の以下に更に詳細を記載するように、複数のトリム加熱器のうちの特定のトリム加熱器が、特定の塊の予熱流体がトリム加熱器にさらされる特定の時点で、実際に熱を提供しているかどうかに関係しない）。

トリム加熱器４０は、個別に制御可能であり、すなわち、各トリム加熱器４０は、他のトリム加熱器４０に独立して、電力を供給、及び／又は特定の温度にすることができる。トリム加熱器４０は、拡張後ゾーン３０の横方向範囲のうちの少なくとも一部にわたって総じて延在する。いくつかの状況では、拡張後ゾーン３０の横方向範囲のうちの一部だけに沿ってトリム加熱器４０を提供することが所望されてもよく、一方、いくつかの状況では、トリム加熱器４０が拡張後ゾーン３０の横方向範囲全体にわたって総じて延在することが所望されてもよい。拡張後ゾーン３０の下流軸に沿ってずれていることも可能であるが、（図４の例示実施形態のように）拡張後ゾーン３０の下流軸に沿って特定の場所で概ね直線的に整合された複数のトリム加熱器４０を提供することが便利であってもよい。

トリム加熱器４０は、予熱器１１に関する上記の方法を含めて、任意の好適な方法によって、流体を加熱することができる任意の好適な加熱器を備えてもよい。いくつかの実施形態において、熱交換流体を使用するのではなく、直接加熱によって（例えば、加熱器に電流を流すことによって）トリム加熱器４０が機能することが有利であってもよい。いくつかの実施形態において、トリム加熱器４０は、（例えば、拡張後ゾーン３０内の流体流内に突出してもよいが、ガス状の流体流に対して比較的小さい抵抗を示す）低圧低下加熱器であることが有利であってもよい。特定の便利な種類のトリム加熱器は、金属シース内部に抵抗性導体からなるロッドを備える、低圧低下型電気加熱器である。規定された実施形態において、ロッドは、他の幾何学的形状の設計が可能であるが、図４及び５に示される一般的な設計の円筒状の開路コイルに成形されてもよい。そのような電気抵抗加熱器は、例えば、Ｗａｔｌｏｗ Ｃｏ．（Ｈａｎｎｉｂａｌ、ＭＯ）から、商品名ＷＡＴＲＯＤ Ｔｕｂｕｌａｒ Ｈｅａｔｅｒｓで入手することができる。そのようなトリム加熱器は、オン／オフモード（電源を切断するか、又は一定電力で入れるかのいずれかができる）で操作されてもよい。しかしながら、トリム加熱器４０は、トリム加熱流体の温度の微細な制御を強化するように、変動して制御可能であることが好ましい場合がある。

トリム加熱器４０は、例えば、各トリム加熱器４０の長軸が拡張後ゾーン３０の横方向軸と概ね整合する等、拡張後ゾーン３０の横方向範囲にわたって離間されてもよい。（この状況では、離間という用語は、各トリム加熱器の間及び／又は小壁３２及び３４とその壁に最も近接するトリム加熱器との間に有意な横方向空間が存在することを暗示せず、そうではなく、トリム加熱器は、そのような空間が最小限、例えば、０．５インチ［１．３ｃｍ］未満であるように配置されてもよい）。例えば、好適な数の円筒状の開路コイルトリム加熱器は、拡張後ゾーン３０の下流軸に沿って特定の点で拡張後ゾーン３０の横方向範囲にわたって並列（すなわち、それらの長軸に沿って端と端を接続して整合）に提供されてもよい。２つのトリム加熱器４０は、その最も右側の加熱器は拡張後ゾーン３０の壁３４に最も近接するトリム加熱器として、図５のこのような構成において示される。最適な性能のために、各トリム加熱器を拡張後ゾーン３０の三次軸に沿ってほぼ中心に（すなわち、図４及び５に示されるように、大壁３１と３２との間にほぼ中心に）位置付けることが役立つ場合がある。いくつかの実施形態において、１つ以上の追加のトリム加熱器が、上流のトリム加熱器と直列に下流に位置付けられてもよい（つまり、上流のトリム加熱器の下流に位置付け、拡張後ゾーン３０の横方向軸に沿って、それと少なくとも部分的に整合させる）。

複数のトリム加熱器４０は、（例えば、図５の例示の様式において示されるように）物理的に個別のユニットであるトリム加熱器の例示の実施形態において上記に記載したが、本明細書に使用される状況においては、複数のトリム加熱器もまた、単一の物理的ユニットの横方向範囲に沿って、少なくとも２つの個別に制御可能なセクション（すなわち、相互に独立して、電力を供給し、特定の温度にすることができるセクション）を備える単一の物理的ユニットを包含する。つまり、少なくとも２つの個別に制御可能なセクションは、物理的に相互に接続されていることを必要としない。

拡張後ゾーン３０は、拡張後ゾーン３０の横方向範囲の少なくとも一部にわたって延在する少なくとも１つの流体流動分布シート５０を更に備える。いくつかの実施形態において、少なくとも１つの流体流動分布シート５０は、例えば、拡張後ゾーン３０を通過する流体の少なくとも９０％が流体流動分布シート５０の開口部を通過するように、拡張後ゾーン３０の横方向範囲に実質的にわたって、かつ三次範囲に実質的にわたって延在する。（流体流動分布シート５０は、単一の連続するシートを備えてもよく、流体流動分布シート５０を総じて提供するように共に接するいくつかの部分を備えてもよい）。

流体流動分布シート５０は、特に拡張後ゾーン３０の横方向範囲にわたって、流速及び／又は温度のより均一な分布を提供するように、予熱流体の流動、及び／又はトリム加熱流体を再分布することができる。具体的には、流体流動分布シート５０は、拡張ゾーン２０の大きい横方向拡張率に起因して発生する場合がある、流動及び／又は温度の不均一を補正することができる（このような大きい横方向拡張率は、境界層分離、渦の離脱、大規模な渦の生成等を発生させる場合があるため）。

流体流動分布シート５０は、拡張後ゾーン３０の下流軸に沿って任意の所望の場所に位置付けられてもよい。最高の性能は、流体流動分布シート５０をトリム加熱器４０の上流に提供することによって（例えば、より均一な流速及び温度分布がトリム加熱器の上流で得られる場合があるように、トリム加熱器が流体温度の所望される微細な制御を容易に達成することができるように）、得られる場合があると予測されるかもしれないが、驚いたことに、トリム加熱器４０の下流に流体流動分布シート５０を位置付けることで、相当な利点が実現できることが見出された。つまり、任意の流体流動分布シート５０の上流（例えば、大規模の流量及び／又は温度の不均一が存在することが予測される場合がある場所）に提供されてもよいトリム加熱器４０は、下流の流体流動分布シート５０に呼応して、本明細書に開示される有利な結果が得られる場合がある、温度の十分に微細な制御を提供することができる。

流体流動分布シート５０は、そこを通じてガス状流体流動を可能にする好適な開口部を備える、任意のシート材料を含んでもよい。そのようなシート材料は、例えば、メッシュスクリーン（織スクリーン等の規則的パターン、又はエキスパンドメタル若しくは焼結金属メッシュ等の不規則的パターンのいずれか）から選択されてもよい。そのようなシート材料はまた、例えば、パンチメタルシート等のパンチシートから選択されてもよい。流体流動分布シート５０は、流体流動の所望の再分布又は混合を提供しない場合がある流量整合要素（例えば、流体の流動の方向に配向された流路の長軸を備えるハニカム等）から区別されてもよい。

いくつかの実施形態において、流体流動分布シート５０は、低圧低下流体流動分布シートであってもよく、本明細書においては少なくとも約２５％の開面積率及び少なくとも０．０６インチ（１．５ｍｍ）の平均開口寸法を備える流体流動分布シートとして画定される。このようなパラメータは、例えば、穿孔シートに対して直接測定されてもよい（平均開口寸法は、概ね円形開口の場合には直径、又は非円形開口の場合には等価直径である）。驚くべきことに、このような低圧低下流体流動分布シートは、最小の圧力低下で、拡張後ゾーン３０の横方向範囲にわたって流体流及び／又は温度の満足すべき均一性を達成することができることが見出された。多様な実施形態において、低圧低下流体流動分布シート５０は、平均開口寸法が少なくとも約０．０８インチ（２．０ｍｍ）、少なくとも約０．１０インチ（２．５ｍｍ）、又は少なくとも約０．１２インチ（３．０ｍｍ）である穿孔シートを備えてもよい。更なる実施形態において、平均開口寸法は、最大約０．４インチ（１０ｍｍ）、最大約０．３インチ（７．６ｍｍ）、又は最大約０．２インチ（５．１ｍｍ）であってもよい。多様な実施形態において、開口面積率は、少なくとも約３０％、少なくとも約３５％、又は少なくとも約４０％であってもよい。更なる実施形態において、開口面積率は、最大約７５％、最大約６０％、最大約５０％、又は最大約４５％であってもよい。

流体流動分布シート５０は、全体的な流体流動の方向に対して概ね垂直に位置付けられてもよい（例えば、図４に示される）。所望される場合、流体流動分布シート５０は、拡張後ゾーン３０の横方向及び／又は三次範囲にわたっていくらか斜めであってもよい。いくつかの実施形態では、２つ以上の流体流動分布シート５０、例えば、低圧低下流体流動分布シート５０が、拡張後ゾーン３０の下流に直列して（すなわち、下流に対して離間して、順に）提供されてもよい。例えば、図４の例示実施形態は、下流に直列した第１の流体流動分布シート５０、第２の流体流動分布シート５１、及び第３の流体流動分布シート５２を表す。この様式で複数の流体流動分布シート５０を使用することで、拡張後ゾーン３０の横方向範囲にわたって流体流動及び／又は温度の強化された均一性を提供できることが見出された。

いくつかの実施形態において、下流に直列した流体流動分布シート５０は、拡張後ゾーン３０の三次範囲と少なくとも同じ大きさの距離（つまり、壁３１と３２との間の距離）、拡張後ゾーン３０の下流軸に沿って離間されてもよい。いくつかの実施形態において、最も下流にある流体流動分布シート（図４の場合はシート５２）は、拡張後ゾーン３０の三次範囲と少なくとも同じ大きさの距離、出口６０から上流に置かれてもよい。流体流動分布シート５０のすぐ下流の流体流動は、穿孔から放射するジェットを備え、シートの固体部分に隣接した停滞区域が組み入れられているので、流体が出口６０に到達する時点までに流体流動が十分に均一であることを保証するために、最も下流の流体流動分布シートをこの様式に置くことが利点となる場合がある。

出口６０は、図４の例示の様式に示されるように、拡張後ゾーン３０の末端部に提供される。トリム加熱流体は、任意の好適な目的のために（例えば、本明細書の以下に詳細を記載するように基材上に作用及び／又は基材を通過させるため）出口６０を通じて送達することができる。記載の便宜上、出口６０の作用面６１は、トリム加熱流体が出口６０を通じて排出する平面として画定され、出口６０の構成要素（例えば、壁の末端部）によって有界である。トリム加熱流体の流速及び／又は温度の最適制御のために、出口６０の作用面６１の横方向及び三次範囲は、拡張後ゾーン３０の横方向及び三次範囲に概ね類似（例えば、その５％以内）、又は実質的に同一であってもよい。出口６０の作用面６１は、縦横比（作用面６１の三次範囲に対する作用面６１の横方向範囲の比率）という観点から特徴付けられてもよい。多様な実施形態において、作用面６１は、少なくとも２５：１、３５：１、又は４５：１の縦横比を備えてもよい。

いくつかの実施形態において、拡張後ゾーン３０は、図４の例示実施形態に示されるように、出口６０に近接するエルボ３８を備えてもよい。上述のように、装置１と併用される機器（例えば、基材形成又は処理機器）の特定の空間及び幾何学的形状制約事項によって、装置１で１つ以上のエルボの存在若しくは不在が選択されても、又は決定されてもよい。出口６０に近接するエルボ３８が使用される場合、いくつかの実施形態において、拡張後ゾーン３０の概ね直線な区域は、エルボ３８と、拡張後ゾーン３０の三次範囲と少なくとも同じ長さである、出口６０の作用面６１との間に提供されてもよい。いくつかの実施形態において、エルボ３８は、拡張後ゾーン３０の三次範囲と少なくとも同じ大きさである曲率半径を備える。

いくつかの実施形態において、複数の温度センサ６２は、拡張後ゾーン３０に、出口６０に近接して、並びに拡張後ゾーン３０の横方向範囲にわたって離間して提供されてもよい。温度センサ６２は、拡張後ゾーン３０の横方向範囲にわたってトリム加熱流体の温度の任意の変動を検出してもよく、このため、拡張後ゾーン３０の横方向範囲にわたって、トリム加熱流体の温度の本明細書に開示される微細な制御を達成するように、トリム加熱器４０が個別に制御されることを可能にしてもよい。このため、この様式では、出口６０の作用面６１の横方向範囲にわたって非常に均一な温度特性を有するトリム加熱流体が、出口６０から送達されてもよい。（代替として、各トリム加熱器に供給される電力は、これが所望される場合、温度特性が出口の横方向範囲にわたって変動するように制御されてもよい。）いくつかの実施形態において、複数の温度センサ６２は、特定の温度センサからの温度測定値が、特定のトリム加熱器４０の動作を制御するために使用できるように、各温度センサが特定のトリム加熱器４０から概ね下流（すなわち、概して横方向に整合）して提供される。多様な温度センサによって報告される温度は、これに従って個別のトリム加熱器に供給される電力を調整することができるオペレータによって監視することができる。しかしながら、温度センサによって提供されるデータが、温度センサによって提供されるデータに基づいて、トリム加熱器に入力される電力を自動的に制御する、工程管理機構に提供されることがしばしば便利な場合がある。

温度センサ６２は、全て同じであってもよく、又はいくつかは相互に異なっていてもよい。いくつかの実施形態において、温度センサ６２は各々、例えば、開路接合熱電対等の熱電対であってもよい。多様な実施形態において、Ｊタイプの熱電対又はＥタイプの熱電対は便利に使用されてもよい。各温度センサ６２の温度感知部分（例えば、先端終端部）は、許容できない圧力低下を発生させることなく、トリム加熱流体の流れに突出するように位置付けられてもよい。図４に示されるように、温度センサ６２を作用面６１からやや上流に位置付ける（例えば、拡張後ゾーン３０の三次範囲の少なくとも３０％の距離）ことが有利であることが見出された。エルボ３８が存在する特定の実施形態において、エルボ３８で拡張後ゾーン３０の半径方向に最も外側の連続である、拡張後ゾーン３０の主要表面にいくらか向けて温度センサ６２の温度感知先端部を位置付けることが有利であることが見出された（つまり、例えば、図４の例示実施形態において、温度センサ６２の先端部は、大壁３１に向かってやや移動する）。

出口６０は、作用面６１を両方の三次側面上に位置し、作用面６１の横方向範囲全体に沿って実質的に延在してもよい、フランジ６３及び６４を備えてもよい。このようなフランジは、振動等を最小限に抑制するように、出口６１に対して機械的強度及び安定性を有利に提供してもよい。多様な実施形態において、フランジ６３及び６４は、幅が（出口６０の作用面６１の三次軸に沿って）約１／２〜２インチ（１．３〜５．１ｃｍ）であってもよい。加熱流体を基材上に送達するために使用される場合、出口６０は、作用面６１が、例えば、約０．５インチ（１．３ｃｍ）〜約５インチ（１２．７ｃｍ）等、基材からの任意の便利な距離であるように、位置付けられてもよい。特定の実施形態において、作用面６１は、基材から１．０インチ（２．５ｃｍ）〜約２．０インチ（５．１ｃｍ）であってもよい。

装置１の多様なゾーン（予熱ゾーン１０、拡張ゾーン２０、拡張後ゾーン３０）を少なくとも部分的に画定する壁（例えば、大壁及び小壁）は、一般的な実践のように、例えば、シート鋼等のシートメタルから作製されてもよい。多様なゾーンは、図１に視認できるように、例えば、外部に突出するフランジの支援を用いて、その後共に付着される個別のセクションとして、便利に提供されてもよい。しかしながら、このようなセクションの組み立て及び／又は外部に突出するフランジは要求されない（図２及び３では省略される）。所望される場合、断熱材３９（例えば、繊維状ブランケット等）が予熱ゾーン１０、拡張ゾーン２０、及び／又は拡張後ゾーン３０のうちの１つ又は全てに提供されてもよい。このような断熱材を、本明細書に開示される用法によって達成される微細に制御される流体温度を維持するように、（例えば、図１及び２の例示様式に示されるように）拡張後ゾーン３０の少なくとも一部に提供することが特に利点となる場合がある。このような断熱材は、所望される場合、出口６０まで下流にずっと延在してもよい。断熱材３９が提供されるゾーンの何らかの下流点で、ゾーンを包囲してもよい（例えば、拡張後ゾーン３０の特定の下流範囲にわたって、外向きに隣接し、任意選択的に壁３１、３２、３３及び３４と接触する、断熱材３９が提供されてもよい）。所望される場合、拡張後ゾーン３０は、出口６０がより容易に操作され、位置付けられてもよいように任意の好適な位置に位置するヒンジ６８を備えてもよい（例えば、出口６０が基材に向かって、及び／又は基材から離れて移動することを可能にする、横方向に配向されたヒンジ）。いくつかの実施形態において、装置１は、拡張ゾーン２０に（本明細書に記載されるような特定の流体流量分布シート５０、又は任意の他の種類の流体流量分布若しくは流量制御要素であろうとなかろうと）任意の種類の流量変更要素を一切備えなくてもよい。いくつかの実施形態において、装置１は、出口６０の作用面６１と予熱流体が作用する基材との間に一切の変性剤又は乱流誘発装置を備えなくてもよい。いくつかの実施形態において、拡張後ゾーン３０は、一切の流量整合部材（すなわち、概ね下流に配向され、拡張後ゾーンを横方向区域に区分するように機能する羽根又は仕切板）を備えなくてもよい。加熱（例えば、予熱及びトリム加熱）流体は、しばしば使用することが最も便利である空気を含む、任意のガス状流体にすることができる。

既に記載のように、装置１の設計は、特定の目的の必要に応じて、及び／又は特定の環境に適合するように変動することができる。例えば、多様なゾーンの寸法、角度等は、必要に応じて選択することができる。更に、装置１は、上記に開示される特定の数のゾーンに限定される必要はない。例えば、拡張後ゾーン３０は、いくつかの場合には、別の拡張ゾーン（例えば、第２の拡張ゾーン）が（下流に）続く場合があり、これ自体に別の拡張後ゾーン（例えば、第２の拡張後ゾーン）が続く場合があり、これはトリム加熱器及び／又は流体流動分布シートを含んでも、含まなくてもよい。

当業者は、装置１及び使用する方法が上記で、予熱ゾーン１０、拡張ゾーン２０、及び拡張後ゾーン３０がそれらの間に離散した不明瞭に識別可能な境界を有する、（例えば、図１〜３に示される）例示構成を参照して記載されたことを理解するであろう。しかしながら、これは必ずしもあらゆる設計ではそうでなくてもよいことが理解されるであろう。例えば、予熱ゾーン１０は、予熱ゾーン１０が終了し、拡張ゾーン２０が開始する場所を確信をもって正確に記述することが可能でなくてもよいように、予熱ゾーン１０の横方向範囲が予熱ゾーン１０の少なくとも一部（例えば、拡張ゾーン２０に近接する一部）の下流軸に沿って増加する構造を備える場合がある。つまり、拡張ゾーン２０の入口２５が予熱ゾーン１０及び拡張ゾーン２０の下流軸に沿って位置する場所は、いくらか恣意的であってもよい。同様に、拡張後ゾーン３０は、拡張ゾーン２０が終了し、拡張後ゾーン３０が開始する場所を確信をもって正確に記述することが可能でなくてもよいように、拡張後ゾーン３０の横方向範囲が拡張後ゾーン３０の少なくとも一部（例えば、拡張ゾーン２０に近接する一部）の下流軸に沿って増加する構造を備える場合がある。つまり、拡張ゾーン２０の出口２６、及び拡張後ゾーン３０の入口３５が拡張ゾーン２０及び拡張後ゾーン３０の下流軸に沿って位置する場所は、いくらか恣意的であってもよい。このような可能な変形の全ては本明細書の開示の範囲内に含まれる。例えば、１つのそのような変形は、装置の横方向範囲が装置の下流軸に沿って連続して拡張する装置を含む場合があり、このため、予熱ゾーン、拡張ゾーン、及び拡張後ゾーンの間の境界の正確な場所はいくらか恣意的である。

本明細書に記載の装置１は、トリム加熱流体を例えば基材上に送達することが所望される任意の用途で使用されてもよい。いくつかの実施形態において、基材は、図６の例示様式に描かれるような移動する基材７０であってもよい。特定の実施形態において、移動する基材７０は、少なくとも所定の範囲まで共に接着される繊維（例えば、溶解吹込繊維）から作製された繊維状ウェブであってもよい。他の実施形態において、移動する基材７０は、共に接着されていない繊維（例えば、本明細書に参照により組み入れる、Ｂｅｒｒｉｇａｎらの米国特許公開第２００８／００３８９７６号に記載のような工程で作製されるような、例えば有機性ポリマー融解スピン繊維）を含む繊維状マットであってもよい。そのような場合、装置１は、繊維の少なくとも一部の相互への接着（例えば、溶融接着）を促進するために、繊維状マットを通じてトリム加熱流体を通過させるために使用されてもよい（このような工程は、本明細書において、空気通過接着と言及される）。装置１は、このような空気通過接着が非常に広い移動する基材上であっても均一様式で実施されることを有利に可能にしてもよい（例えば、幅が約７０インチ［１７８ｃｍ］、９０インチ［２２９ｃｍ］、又は１１０インチ［２７９ｃｍ］を超える、更に幅が約１３２インチ［３３５ｃｍ］以上の場合さえある繊維状マット）。装置１は、繊維状マットが単一成分有機ポリマー繊維（例えば、ポリプロピレン）からなる単一成分マットである場合に、特に有用であってもよい。このような単一成分のマットでは、例えば、多成分（例えば、２成分）繊維を含む繊維状マットよりも、空気通過接着を成功裏に実施することができる温度のはるかに狭い枠が存在する場合がある。つまり、２成分繊維はしばしば、比較的高溶解材料の一部（例えば、中心）、及び比較的低溶解材料の一部（例えば、シース）を含む。このため、中心部分が溶解しないままで、機械的安定性を提供する一方、繊維を相互に接着するように、シース部分が溶解可能である比較的広い温度範囲が存在する場合がある。対照的に、単一成分の繊維は、それ以下では接着が全く発生しない場合があり、それ以上では繊維特性の許容不可能な高い劣化が発生する場合がある、空気通過接着の狭い温度枠を有する場合がある。このため、本明細書に開示される方法及び装置によって可能になる微細な温度の制御は、単一成分の繊維状マットの空気通過接着に特に好適であってもよい。単一成分のポリプロピレン繊維の空気通過接着の特定の用途において、摂氏１３０〜１５５度の一般的な範囲の温度でトリム加熱流体を送達することが所望されてもよい。

多様な実施形態において、予熱ゾーン１０の予熱器１１は、トリム加熱流体の目標温度よりもやや低い公称温度まで流体を予熱するために使用されてもよく、トリム加熱器４０は、流体を最終（目標）温度にするために必要に応じて使用される。多様な実施形態において、１つ以上のトリム加熱器は、約摂氏１５度未満、約摂氏７度未満、約摂氏３度未満、又は約摂氏１度未満の温度増分によって予熱流体を追加で加熱してもよい。予熱空気は温度に変動を示す場合があるので、装置１が動作中の任意の所与の時点で、異なるトリム加熱器４０が、異なる電力レベルで動作してもよく、これによって、異なる温度増分で予熱流体を加熱していてもよい。所定の場合（例えば、特に装置１が概ね安定状態の動作を達成するに十分長時間稼動している場合）、トリム加熱器４０の１つ以上は、散発的に使用されることだけが必要であり、又は可能性として全く使用されなくてもよい。このため、本明細書に開示される装置及び方法の使用は、常時あらゆるトリム加熱器４０が駆動（熱を伝達）していることを必ずしも必要としなくてもよい。

トリム加熱空気は、例えば、毎分約４００フィート（１２２メートル）〜毎分３０００フィート（９１２メートル）の線速度で、出口６０の作用面６１を通じて送達されてもよい。特に、繊維状マットの空気通過接着の目的で使用される場合、移動する基材を通過した後、トリム加熱流体を捕捉し、除去するために、移動する基材（繊維状マット）の反対側に吸引を提供することが有利であってもよい。これは、図６の例示様式に示されるように、吸引装置８０の使用によって実施されてもよい。移動する基材７０は、例えば、その下に吸引装置８０を配置した多孔質ベルト８１（例えば、メッシュ等）上を運搬されてもよい。吸引装置８０は、移動する基材７０の横方向幅と少なくとも同じ幅であり、出口６０の作用面６１の横方向範囲に類似、又はこれ以上であってもよい、横方向範囲を備えてもよい。吸引装置８０は、移動する基材７０を通過するトリム加熱流体の一部（例えば、少なくとも約８０容積％）、又は概ね全てを捕捉し、除去するように設計されてもよい。いくつかの実施形態において、吸引装置は、出口６１を通じて送達されるよりも多い流体を捕捉し、除去するように操作されてもよく、その場合、周囲空気のいくらかの部分は、移動する基材７０を通じて引き込まれ、吸引装置８０によって除去されてもよい。

装置１が、溶解紡績装置と組み合わされて使用される場合、他の吸引装置又はゾーンも使用されてもよい。例えば、第１の吸引装置は、繊維状マット等の紡糸繊維の堆積の際に支援するために使用されてもよく、その後、本明細書に記載されるように、空気通過接着の過程でマットを通過したトリム加熱空気を除去することを実施する、第２の吸引装置へ運ばれる。所望される場合、１つ以上の追加の吸引装置は、通過空気接着紡糸接着された繊維状ウェブの熱処理、焼入れ等を提供するために、所望に応じて使用されてもよい。これらの吸引装置の全ては、異なる装置（例えば、異なる条件で動作する）であってもよく、代替として、吸引装置の２つ以上は、複数の機能を実施するために十分な範囲（例えば、移動する基材７０の移動の方向の下へ）の単一の吸引装置のゾーンであってもよい。このような吸引装置のうちの任意又は全てによって収集され、除去される流体は、所望される場合、（例えば、前述の送風機ファンによって）予熱ゾーン１０の入口へ再循環されてもよい。

装置の出口を出る際（及び基材上に作用する際）に出口の横方向範囲にわたって極めて均一であってもよいトリム加熱流体を提供する状況で主に本明細書に記載されているが、本明細書に開示される装置及び方法は、他の分野で使用されてもよい、非常に正確な温度制御を可能にする。例えば、異なる温度へさらすことを受容したダウンウェブ配向されたストライプを用いて基材を製造するために、出口の横方向範囲にわたってトリム加熱空気の温度を変動することが可能であってもよい。加えて、いくつかの場合、温度センサによって提供される温度測定値に単に依存するのではなく、加熱基材の特性（例えば、基材の所定の特性の横方向の変動）の観察に基づいて、トリム加熱器の動作（例えば、そこに供給される電力）を調整することが役立つ場合がある。更に、装置１の動作は、繊維状マット（基材）の接着の目的のために加熱流体を送達するためのその使用に関して主に上記に記載したが、多数の他の使用が可能であり、移動又は移動していない、任意の好適な基材、物品、又は実体に適用されてもよい。例えば、装置１は、乾燥、アニーリング、又は化学反応を促進する等、任意の他の種類の熱処理の目的のために加熱流体を送達するために使用されてもよい。

例示的形態の列挙
実施形態１．流体を取り扱い、加熱し、送達するための装置であって、
予熱器を備える予熱ゾーンと、予熱ゾーンに流体接続している拡張ゾーンと、拡張ゾーンと流体接続し、下流軸、横方向範囲、及び三次範囲を備える拡張後ゾーンと、を備え、前記拡張後ゾーンが、拡張後ゾーンの横方向範囲の少なくとも一部にわたって総じて延在する複数のトリム加熱器と、少なくとも１つの流体流動分布シートと、出口と、を更に備える、装置。

実施形態２．複数のトリム加熱器が、拡張後ゾーンの横方向範囲にわたって総じて延在する、実施形態１に記載の装置。

実施形態３．トリム加熱器が、電気抵抗加熱器を備える、実施形態１〜２のいずれかに記載の装置。

実施形態４．予熱器が、予熱流体から流体へ熱エネルギーを交換することによって、流体を加熱するように構成される熱交換器を備える、実施形態１〜３のいずれかに記載の装置。

実施形態５．少なくとも１つの流体流動分布シートが、複数のトリム加熱器の下流に位置付けられる、実施形態１〜４のいずれかに記載の装置。

実施形態６．流体流動分布シートが、約３０％〜約７０％の開口面積率を提供し、約０．０６インチ（１．５ｍｍ）〜約０．４０インチ（１０ｍｍ）の平均寸法を有する穿孔を含む穿孔シートを備える、実施形態１〜５のいずれか１つに記載の装置。

実施形態７．拡張後ゾーンの下流軸に沿って直列に配置される少なくとも２つの流体流動分布シートを備える、実施形態１〜６のいずれか１つに記載の装置。

実施形態８．拡張後ゾーンの下流軸に沿って直列に配置される少なくとも３つの流体流動分布シートを備える、実施形態１〜７のいずれか１つに記載の装置。

実施形態９．少なくとも３つの流体流動分布シートが、拡張後ゾーンの三次範囲以上の距離だけ、拡張後ゾーンの下流軸に沿って離間する、実施形態８に記載の装置。

実施形態１０．出口が、拡張後ゾーンの三次範囲を超える距離だけ、出口に最も接近する流体流動分布シートから下流に離間する、実施形態１〜９のいずれか１つに記載の装置。

実施形態１１．出口が作用面を備え、拡張後ゾーンが、拡張後ゾーンの横方向範囲にわたって離間し、拡張後ゾーンの三次範囲の約３０％を超える、出口の作用面から上流の距離に位置付けられる複数の温度センサを備え、各温度センサの温度検知先端部が、流体内に突出している、実施形態１〜１０のいずれか１つに記載の装置。

実施形態１２．拡張ゾーンが、少なくとも３．５の横方向拡張率と、少なくとも４．０の三次収縮率と、を備える、実施形態１〜１１のいずれか１つに記載の装置。

実施形態１３．拡張ゾーンが、少なくとも５．０の横方向拡張率と、少なくとも５．０の三次収縮率と、を備える、実施形態１〜１２のいずれか１つに記載の装置。

実施形態１４．拡張ゾーンが、少なくとも１５度の横方向拡張角度を備える、実施形態１〜１３のいずれか１つに記載の装置。

実施形態１５．少なくとも拡張後ゾーンが、拡張後ゾーンの少なくとも一部を包囲する断熱材を備える、実施形態１〜１４のいずれか１つに記載の装置。

実施形態１６．出口が、少なくとも３５：１の縦横比を有する作用面を備える、実施形態１〜１５のいずれか１つに記載の装置。

実施形態１７．装置が、出口から流体透過性の移動する基材の反対側に位置するように構成される流体吸引装置を更に備え、流体吸引装置が、基材の横方向幅と少なくとも同じ幅の横方向幅を有する、実施形態１〜１６のいずれか１つに記載の装置。

実施形態１８．拡張後ゾーンが、横方向に配向されたヒンジを備える、実施形態１〜１７のいずれか１つに記載の装置。

実施形態１９．移動する流体透過性基材を通じて加熱流体を通過させる方法であって、流体を予熱することと、拡張ゾーンを通じて予熱流体を通過させることと、拡張後ゾーンを通じて予熱流体を通過させることと、拡張後ゾーン内の複数のトリム加熱器の少なくとも１つに対して予熱流体の少なくとも一部をさらすことと、拡張後ゾーン内の少なくとも１つの流体流動分布シートを通じて予熱流体の少なくとも一部を通過させることと、拡張後ゾーンの出口を通じて、移動する流体透過性基材上に予熱流体を通過させ、基材を通じてそれを通過させることと、出口から基材の反対側に位置する流体吸引装置によって、基材を通過した流体の少なくとも一部を捕捉し、除去することと、を含む、方法。

実施形態２０．移動する流体透過性基材が、単一成分有機高分子ファイバを含む単一成分融解紡糸繊維状マットである、実施形態１９に記載の方法。

実施形態２１．拡張後ゾーンが、トリム加熱器から下流に複数の温度センサを備え、温度センサによって監視される流体の温度測定値が、トリム加熱器に供給される電力を制御するために使用される、実施形態１９又は２０に記載の方法。

実施形態２２．トリム加熱器が、拡張後ゾーンの横方向範囲にわたって総じて延在し、温度センサが、拡張後ゾーンの横方向にわたって離間し、各トリム加熱器に供給される電力が、そのトリム加熱器の概して下流で、そのトリム加熱器と横方向に整合する、温度センサによって報告される流体温度に基づいて制御される、実施形態１９〜２１のいずれか１つに記載の方法。

実施形態２３．トリム加熱器が、約摂氏３度未満の温度増分によって、予熱流体を追加的に加熱する、実施形態１９〜２２のいずれか１つに記載の方法。

実施形態２４．該方法が、実施形態１〜１８のいずれか１つを含む装置を使用する、実施形態１９〜２３のいずれか１つに記載の方法。

実施形態２５．加熱流体を送達する方法であって、流体を予熱することと、拡張ゾーンを通じて予熱流体を通過させることと、拡張後ゾーンを通じて予熱流体を通過させることと、拡張後ゾーン内の複数のトリム加熱器のうちの少なくとも１つに対して予熱流体の少なくとも一部をさらすことと、拡張後ゾーン内の少なくとも１つの流体流動分布シートを通じて予熱流体の少なくとも一部を通過させることと、拡張後ゾーン内の少なくとも１つの流体流動分布シートを通じて予熱流体の少なくとも一部を通過させることと、拡張後ゾーンの出口を通じて予熱流体を送達することと、を含む、方法。

実施形態２６．該方法が、実施形態１〜１８のいずれか１つを備える装置を使用する、実施形態２５に記載の方法。

図１〜６に示される一般設計の加熱空気送達装置が作製された。本装置は、３０インチ（７６．２ｃｍ）の横方向範囲と２０インチ（５０．８ｃｍ）の三次範囲（シート鋼壁によって画定されるように）を備える予熱ゾーンを備え、３段階式蒸気供給型熱交換予熱器を備えた。予熱ゾーンは、従来の送風機ファンによって移動される周囲空気が送られる入口を含んだ。

予熱ゾーンの出口は、拡張ゾーンの入口と流体接続して、入口は、３０インチ（７６ｃｍ）の横方向範囲と、２０インチ（５１ｃｍ）の三次範囲とを有し、予熱ゾーンの出口と整合している。拡張ゾーンの大壁及び小壁は、約１２５インチ（３１８ｃｍ）の下流距離にわたって、拡張ゾーンの出口で測定された際に、横方向範囲が約１４６インチ（３７１ｃｍ）拡張し、三次範囲が約３インチ（７．６ｃｍ）まで縮小するように、構成された。これは、約４．９の横方向拡張率及び約２５度の横方向拡張角度に対応し、約６．７の三次収縮率及び約８度の三次収縮角度に対応する（全て本明細書の上記に定義される）。

拡張ゾーンの出口は、拡張後ゾーンの入口に流体連結され、この入口は、拡張ゾーンの出口と同じ横方向及び三次寸法であった（かつ出口に整合した）。拡張後ゾーンは、図１及び２に表される類似の様式で、２〜３インチ（５〜７ｃｍ）の下流に直線走行を備え、その次にエルボ、その次に約１２フィート（３．６メートル）の直線走行、その次に別のエルボ、その次に２〜３インチ（５〜７ｃｍ）の直線走行が続き、フランジ型出口で終了した。大壁及び小壁は、拡張後ゾーンの交差面積がゾーンの下流長にわたって変化せず、出口（具体的には、その作用面）が約１４６インチ（３７１ｃｍ）の横方向範囲と約３インチ（７．６ｃｍ）の三次範囲を備えるように、拡張後ゾーンの下流長全体にわたって相互に実質的に平行であった。

トリム加熱器は、拡張後ゾーンの第１のエルボから下流約１１フィート（３．３メートル）の点に提供された。トリム加熱器は各々、約０．３２インチ（０．８ｃｍ）の直径の棒から作製され、１インチ（２．５ｃｍ）あたり約１．６コイルのコイル間隔で約２．５インチ（６．４ｃｍ）の円筒開路コイルに成型され、Ｗａｔｌｏｗ Ｃｏ．（Ｈａｎｎｉｂａｌ、ＭＯ）によってカスタム製造された、電気抵抗加熱器を備えた。円筒コイルの全ての長軸は、拡張後ゾーンの横方向軸と相互に整合した。約１４インチ（３６ｃｍ）の長さのこのような加熱器９つ使用され、各々長さが約８インチ（２０ｃｍ）の２つの類似の加熱器（各横方向側に１つ）が総じて横方向に隣接した。この様式において、トリム加熱器は、拡張後ゾーンの約１４６インチ（３７１ｃｍ）の横方向範囲全体にわたって総じて延在した。各トリム加熱器は、拡張後ゾーンの約３．０インチ（７．６ｃｍ）の三次範囲内の中心に置いた。各トリム加熱器は、独立して駆動し、制御できるように、電気接続を備えた。

３つの流体流動分布穿孔シートが提供された。第１は、トリム加熱器から（トリム加熱器の下流面から測定される）約５．９インチ（１５ｃｍ）下流に位置付けられ、次の２つは、先行の流体流動分布シートの下流に約４．０インチ（１０ｃｍ）の間隔で位置付けられた。穿孔シートの全ては、拡張後ゾーンの三次及び横方向範囲全体に本質的にわたって延在し、空気流動に対して概ね垂直に位置付けられた。各穿孔シートは、６０度の六角形配列の約０．１８８５インチ（４．８ｍｍ）の中心から中心への間隔で、約０．１２５インチ（３．２ｍｍ）の直径の丸い孔を含む１４のゲージアルミニウムを備え（平方インチ［６．５平方ｃｍ］あたり約２４．１の孔）、約４０．３のパーセント開口面積を提供した。

第２のエルボは、トリム加熱器から下流に約１４．６インチ（３７ｃｍ）に位置付けられた（トリム加熱器の下流面からエルボの上流末端部まで測定）。エルボは、約４．４インチ（１１ｃｍ）の局率半径を備えた。約３インチ（７．６ｃｍ）の直線走行は、エルボの下流末端部から出口まで存在した。出口は、出口の三次軸に沿って約１．０インチ（２．５ｃｍ）各々延在し、出口の横方向範囲全体に沿って延在する、フランジによって、各三次側で隣接する作用面を備えた。フランジは、金属からなり、約０．５インチ（１．３ｃｍ）の厚さ（出口の下流軸に沿って）を有した。

Ｊ型開口接合熱電対は、（各熱電対が、図４に示される半径方向に外側の主要面の代わりに、半径方向に内側の主要面に取り付けられたことを除き、図４に示される様式と類似の様式で）第２のエルボと出口との間に延在する直線走行の半径方向に最も内側の主要面に付着された各熱電対は、その温度検知先端部が、出口の作用面から上流約２．２インチ（５．６ｃｍ）に位置し、半径方向に最も外側の面から内向きに約１インチ（２．５ｃｍ）（このため、半径方向に最も内側の面から外向きに約２インチ（５．１ｃｍ））に位置するように位置付けられた。複数の熱電対は、拡張後ゾーンの横方向範囲にわたって空気の温度の測定を提供するように（上述のように出口からわずかに上流の点で）、拡張後ゾーンの横方向範囲に沿って離間して、提供された。熱電対の配置及びその間の離間間隔（最大で約１４インチ［３６ｃｍ］）は、各熱電対が上述のトリム加熱器のうちの１つと横方向に整合（すなわち、その横方向の中心にほぼ近くに整合）するように選択された。

装置は、単一成分ポリプロピレン繊維のマットを形成するために使用された溶解繊維紡績装置と併用して操作した。繊維紡績装置（その汎用種類は、Ｂｅｒｒｉｇａｎらへの米国特許出願第２００８／００３８９７６号に記載される）は、横方向範囲に約１３２インチ（３３５ｃｍ）の繊維状マットを、出口の横方向軸に対して垂直に配向された繊維状マットの長軸を用いて上記の出口の下で（従来の重力配向に対して）繊維状マットを運搬するために使用される移動するメッシュ担体上で連続的に蒸着するために使用された。吸引装置は、担体の下に提供され、上記の出口と整合され、出口に対して横方向範囲が類似で、出口の三次軸（この軸は、担体及び繊維状マットの運動方向と整合した）に沿って範囲が約６インチ（１５ｃｍ）であった。多様な事例において、繊維状マットは、毎分９０〜１３０フィート（２２９〜３３０ｃｍ）の範囲の速度で、出口の下を運搬され、これは（出口の作用面の３インチ［７．６ｃｍ］三次範囲と組み合わされた際に）結果として、出口を出るトリム加熱空気の繊維状マットの滞留時間は約０．１〜０．２秒となる。

多様な実験において、空気は、上述の送風機ファンによって装置へ供給された。上述の予熱器には、例えば、摂氏１９０〜２００度の範囲の温度に対応する、約２００ｐｓｉ（１４バール）（１．３８ＭＰａ）で蒸気が送り込まれた。これによって、例えば、摂氏１３０〜１４５度の範囲であることが多い公称温度に空気が予熱されることになる。多様な実験において、出口から出現するトリム加熱空気の典型的な線形速度は、毎分約６００〜約２４００フィート（１８２〜７３０メートル）の範囲であった。多くの場合、約１：１の吸引比が使用された（つまり、吸引装置は、消耗したトリム加熱空気の概ね全てを除去するが、周囲空気の相当量を除去しなかったことにもなる）。その他の場合、ややより高い吸引比（例えば、１．１〜１．５の範囲）が使用された。上記の熱電対は、出口に近づくトリム加熱空気の温度を監視するために使用され、トリム加熱器は、熱電対によって報告される温度の点から動作するプロセス管理システムによって制御された。多様な実験において、トリム加熱器と組み合わせて予熱器を使用することによって、約プラス又はマイナス摂氏０．５度未満、いくつかの場合には約プラス又はマイナス０．１度未満、経時的に変動するトリム加熱空気を提供することができると見出された。多様な実施形態（例えば、トリム加熱空気の温度が約摂氏１３０〜１５０度の範囲にある）において、単一成分のポリプロピレン繊維を備える繊維状ウェブの横方向範囲の全体は、上述の装置及び方法を使用して、概ね均一に通過空気接着できることが見出された。

上記の試験及び試験結果は予測ではなく例示のみを意図したものであり、試験方法が変われば異なる結果が生じ得ることが考えられる。実施例の項における定量的な値は全て、用いられる手順にともなう一般的に既知の許容誤差を考慮した近似的な値であるものと理解される。上記の詳細な説明及び実施例はあくまで理解を助けるために示したものである。これらによって不要な限定をするものと理解されるべきではない。

本明細書で開示された具体的な代表的構造、機能、詳細、構成などは、改変することができ、及び／又は数多くの実施形態で組み合わせることができることが、当業者には明らかであろう。そのような変例及び組合せは全て、本発明者により、本考案の発明の範囲内にあるものとして考えられる。従って、本発明の範囲は、本明細書に記載された特定の図示された構造に限定されてはならず、むしろ特許請求の言語によって記載された構造、並びにこれら構造の等価物に少なくとも及ぶ。本明細書と参照により本明細書に援用したいずれかの文書内の開示との間に矛盾又は不一致が存在するという点では、本明細書が規制する。
最後に、本発明の好ましい形態の一部を列挙すると、下記のとおりである。
〔形態１〕
流体を取り扱い、加熱し、送達するための装置であって、
予熱器を備える予熱ゾーンと、
前記予熱ゾーンと流体接続している拡張ゾーンと、
前記拡張ゾーンと流体接続し、下流軸、横方向範囲、及び三次範囲を備える拡張後ゾーンと、
を備え、前記拡張後ゾーンが、
前記拡張後ゾーンの前記横方向範囲の少なくとも一部にわたって総じて延在する複数のトリム加熱器と、
少なくとも１つの流体流動分布シートと、
出口と、
を更に備える、装置。
〔形態２〕
前記複数のトリム加熱器が、前記拡張後ゾーンの前記横方向範囲にわたって総じて延在する、形態１に記載の装置。
〔形態３〕
前記トリム加熱器が、電気抵抗加熱器を備える、形態１に記載の装置。
〔形態４〕
前記予熱器が、予熱流体から前記流体へ熱エネルギーを交換することによって、前記流体を加熱するように構成される熱交換器を備える、形態３に記載の装置。
〔形態５〕
前記少なくとも１つの流体流動分布シートが、前記複数のトリム加熱器の下流に位置付けられる、形態１に記載の装置。
〔形態６〕
前記流体流動分布シートが、約３０％〜約７０％の開口面積率を提供し、約０．０６インチ（１．５ｍｍ）〜約０．４０インチ（１０ｍｍ）の平均寸法を有する、穿孔を含む穿孔シートを備える、形態１に記載の装置。
〔形態７〕
前記拡張後ゾーンの前記下流軸に沿って直列に配置される少なくとも２つの流体流動分布シートを備える、形態１に記載の装置。
〔形態８〕
前記拡張後ゾーンの前記下流軸に沿って直列に配置される少なくとも３つの流体流動分布シートを備える、形態１に記載の装置。
〔形態９〕
前記少なくとも３つの流体流動分布シートが、前記拡張後ゾーンの前記三次範囲以上の距離だけ、前記拡張後ゾーンの前記下流軸に沿って離間する、形態８に記載の装置。
〔形態１０〕
前記出口が、前記拡張後ゾーンの前記三次範囲を超える距離だけ、前記出口に最も接近する前記流体流動分布シートから下流に離間する、形態１に記載の装置。
〔形態１１〕
前記出口が、作用面を備え、前記拡張後ゾーンが、前記拡張後ゾーンの前記横方向範囲にわたって離間し、前記拡張後ゾーンの前記三次範囲の約３０％を超える、前記出口の前記作用面から上流の距離に位置付けられる複数の温度センサを備え、各温度センサの温度検知先端部が、前記流体内に突出している、形態１に記載の装置。
〔形態１２〕
前記拡張ゾーンが、少なくとも３．５の横方向拡張率と、少なくとも４．０の三次収縮率と、を備える、形態１に記載の装置。
〔形態１３〕
前記拡張ゾーンが、少なくとも５．０の横方向拡張率と、少なくとも５．０の三次収縮率と、を備える、形態１に記載の装置。
〔形態１４〕
前記拡張ゾーンが、少なくとも１５度の横方向拡張角度を備える、形態１に記載の装置。
〔形態１５〕
少なくとも前記拡張後ゾーンが、前記拡張後ゾーンの少なくとも一部を包囲する断熱材を備える、形態１に記載の装置。
〔形態１６〕
前記出口が、少なくとも３５：１の縦横比を有する作用面を備える、形態１に記載の装置。
〔形態１７〕
前記装置が、前記出口から流体透過性の移動する基材の反対側に位置するように構成される流体吸引装置を更に備え、前記流体吸引装置が、前記基材の横方向幅と少なくとも同じ幅の横方向幅を有する、形態１に記載の装置。
〔形態１８〕
前記拡張後ゾーンが、横方向に配向されたヒンジを備える、形態１に記載の装置。
〔形態１９〕
移動する流体透過性基材を通じて加熱流体を通過させる方法であって、
流体を予熱することと、
拡張ゾーンを通じて予熱流体を通過させることと、
拡張後ゾーンを通じて前記予熱流体を通過させることと、
前記拡張後ゾーン内の複数のトリム加熱器のうちの少なくとも１つに対して前記予熱流体の少なくとも一部をさらすことと、
前記拡張後ゾーン内の少なくとも１つの流体流動分布シートを通じて前記予熱流体の少なくとも一部を通過させることと、
前記拡張後ゾーンの出口を通じて、前記移動する流体透過性基材上に前記予熱流体を通過させ、前記基材を通じてそれを通過させることと、
前記出口から前記基材の反対側に位置する流体吸引装置によって、前記基材を通過した前記流体の少なくとも一部を捕捉し、除去することと、
を含む、方法。
〔形態２０〕
前記移動する流体透過性基材が、単一成分有機高分子ファイバを含む単一成分融解紡糸繊維状マットである、形態１９に記載の方法。
〔形態２１〕
前記拡張後ゾーンが、前記トリム加熱器から下流に複数の温度センサを備え、前記温度センサによって監視される前記流体の温度測定値が、前記トリム加熱器に供給される電力を制御するために使用される、形態１９に記載の方法。
〔形態２２〕
前記トリム加熱器が、前記拡張後ゾーンの横方向範囲にわたって総じて延在し、前記温度センサが、前記拡張後ゾーンの前記横方向にわたって離間し、各トリム加熱器に供給される前記電力が、そのトリム加熱器の概して下流で、そのトリム加熱器と横方向に整合する、温度センサによって報告される流体温度に基づいて制御される、形態２１に記載の方法。
〔形態２３〕
前記トリム加熱器が、約摂氏３度未満の温度増分によって、前記予熱流体を追加的に加熱する、形態１９に記載の方法。

Claims (2)

1. ガス状流体を取り扱い、加熱し、送達するための装置であって、
   予熱器を備える予熱ゾーンと、
   前記予熱ゾーンと流体接続している拡張ゾーンと、
   前記拡張ゾーンと流体接続し、下流軸、横方向範囲、及び三次範囲を備える拡張後ゾーンと、
   を備え、前記拡張後ゾーンが、
   前記拡張後ゾーンの前記横方向範囲の少なくとも一部にわたって総じて延在する複数の電気抵抗トリム加熱器と、
   開口部を通じてガス状流体の流動を可能にする開口部を備える少なくとも１つの流体流動分布シートと、
   出口と、
   を更に備える、装置。
2. 移動する流体透過性基材を通じて加熱したガス状流体を通過させる方法であって、
   ガス状流体を予熱することと、
   拡張ゾーンを通じて予熱したガス状流体を通過させることと、
   拡張後ゾーンを通じて前記予熱したガス状流体を通過させることと、
   前記拡張後ゾーン内の複数の電気抵抗トリム加熱器のうちの少なくとも１つに対して前記予熱したガス状流体の少なくとも一部をさらすことと、
   前記拡張後ゾーン内の、開口部を通じてガス状流体の流動を可能にする開口部を備える少なくとも１つのガス状流体流動分布シートを通じて前記予熱したガス状流体の少なくとも一部を通過させることと、
   前記拡張後ゾーンの出口を通じて、前記移動する流体透過性基材上に前記予熱したガス状流体を通過させ、前記基材を通じてそれを通過させることと、
   前記出口から前記基材の反対側に位置する流体吸引装置によって、前記基材を通過した前記ガス状流体の少なくとも一部を捕捉し、除去することと、
   を含む、方法。

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