热管理方法和设备技术

本公开涉及热管理系统（2），所述热管理系统（2）被配置为加热由金属构成的导管（4）。热管理系统（2）包括发电机（16），用于以高频率生成交流电流。提供第一和第二电连接件（19、20），用于将发电机（16）连接到导管（4）。在使用中，发电机（16）以高频率将交流电流输出到第一和第二电连接件（19、20），交流电流被引入到导管（4）中，并且导致导管（4）的直接加热。本公开还涉及包括热管理系统（2）的排放系统（1），并且涉及加热导管（4）的相关方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热管理方法和设备
本公开涉及热管理方法和设备。特别地，但不排他地，本公开涉及用于导管的热管理系统、包括热管理系统的排放系统以及加热导管的方法。
技术介绍
图1中示出了包括已知热管理系统（TMS）102的排放系统101。TMS102是可操作的，以控制导管104的温度，所述导管104用于传送过程气体，用于工业过程。例如，可提供排放系统101，以运输从化学气相沉积（CVD）过程排放的沉积气体和相关联的粉末。TMS102包括控制器115和多个电阻加热器垫123。控制器115被配置为将电流供应到电阻加热器垫123中的每个。电阻加热器垫123从彼此分隔，并且沿着导管104的长度被设置。电阻加热器垫123可每个在长度上为一（1）米，所以对于在长度上为十（10）米的导管104，可为必要的是，提供十（10）个所述电阻加热器垫123。如果导管104具有复杂几何形状，例如，包括一个或多个弯曲部或阀，则可为必要的是，提供附加的电阻加热器垫123。在使用中，电阻加热器垫123被加热，并且导管104通过热传导被加热。然而，从电阻加热器垫123到导管104的热传递可为不良的，特别是在为不良热导体的不锈钢上。电阻加热器垫123可难以安装，特别是如果导管104具有复杂几何形状。此外，来自电阻加热器垫123的热传递取决于到导管104上的装配质量，这取决于操作者。电阻加热器垫123也可易于受到故障和缺陷。本专利技术试图克服或改善与现有技术系统相关联的问题中的至少一些。
技术实现思路
本专利技术的方面涉及热管理系统、包括热管理系统的排放系统、加热导管的方法以及非瞬态计算机可读介质，如所附权利要求中要求的。根据本专利技术的方面，提供有热管理系统，用于加热由金属构成的导管，热管理系统包括：发电机，用于以高频率生成交流电流；以及第一和第二电连接件，用于将发电机连接到导管；其中，在使用中，发电机以高频率将交流电流输出到第一和第二电连接件，交流电流被引入到导管中，并且导致导管的直接加热。在使用中，交流电流被直接引入到导管中。交流电流的供应导致由焦耳作用直接加热导管。因此，热量在导管的芯中生成。通过加热导管本身（而不是定位抵靠其外表面的电阻加热器垫），可改进热传递。通过以高频率供应交流电流，增加了导体的有效电阻。因此，可存在有到导管中的更大功率耗散（也被称为I2R损耗），至少在某些实施例中，与现有技术系统相比，这可导致加热增加。至少在某些实施例中，交流电流的大小低于对于提供等同加热所要求的直流电流。相同的电流流动通过在由所述第一和第二连接件建立的连接之间的导管。因此，温度可沿着导管的该长度至少基本一致。沿着导管位于某处的单个温度测量（例如，通过热电偶或其它温度传感器）可为足够的，以监测该部段内的温度。第一电连接件可连接在导管的第一端部处或附近，并且第二电连接件可连接在导管的第二端部处或附近。在此布置中，导管可沿着其长度被加热。热管理系统可用于提供具有复杂形状（例如，包括止回阀、弯曲部等）的导管的加热。减少或消除了对于提供单独的电阻加热器垫的需要。发电机可包括电控制单元（ECU），用于控制所生成的交流电流的频率和/或大小。ECU可包括一个或多个处理器。至少在某些实施例中，被引入到导管中的交流电流具有足够高的频率，以导致电流主要在导体的外区域（通常被称为导体的“表皮”）中流动。表皮可具有的深度等于或小于导体的厚度。本文使用的术语“高频率”可被理解为指的是大于或等于100赫兹的频率。发电机可被配置为以大于或等于100赫兹（Hz）的频率输出交流电流。发电机可被配置为以大于或等于1千赫兹（kHz）的频率输出交流电流。发电机可被配置为以大于或等于10千赫兹（kHz）的频率输出交流电流。发电机可被配置为以大于或等于50千赫兹（kHz）的频率输出交流电流。发电机可被配置为以大于或等于100千赫兹（kHz）的频率输出交流电流。发电机可被配置为以小于或等于500千赫兹（kHz）的频率输出交流电流。在某些实施例中，发电机可被配置为以大于500千赫兹（kHz）的频率输出交流电流。发动机可为可重新配置的，用于以不同频率输出交流电流。发电机可被配置为输出具有小于或等于以下中的一个的大小的交流电流：50安培或20安培。在使用中，导管中的电压可小于或等于60伏特，或小于或等于48V。第一和第二电连接件可每个包括缆线，所述缆线包括多股单独绝缘的电线。例如，第一和第二电连接件可每个包括Litz电线。至少在某些实施例中，监测流动通过导管的电流强度将指示是否存在有故障。流动通过导管的电流的存在确保了连续性，并且因此确保的是，导管被良好加热。热管理系统可包括故障检测模块。故障检测模块可被配置为识别电阻何时超过预定阈值或在预定操作范围之外。故障检测模块可根据由发电机输出的电流和电压而计算电阻。如果电阻超过预定阈值，则故障检测模块可确定的是，存在有不良或故障的电连接，例如，在导管的子部段之间，和/或在第一和第二电连接件和导管之间。故障检测模块可连续地操作。可选地，故障检测模块可周期性地操作，例如，在故障检测模式下。第一电连接件可在导管的入口处或附近连接到导管。第二电连接件可在导管的出口处或附近连接到导管。第一和第二电连接件可被配置为连接到被提供在导管上的第一和第二电触点。例如，电触点可由机械紧固件紧固到导管。例如，电触点可通过焊接而永久附接到导管。导管可为排放导管。排放导管可适于传送过程气体，例如，来自化学气相沉积（CVD）过程的过程气体。例如，在工业过程中，排放导管可形成排放系统的部分。可选地，导管可为前级管线。导管可被配置为供应气体，用于工业过程。可选地，或此外，热管理系统可适于加热阀。例如，阀可连接到导管。热管理系统可适于加热导管和阀两者。通过示例的方式，热管理系统可适于加热存在于排放导管或前级管线上的隔离阀。根据本专利技术的其它方面，提供有排放系统，所述排放系统包括如本文描述的热管理系统和至少一个导管，第一和第二电连接件连接到所述至少一个导管。排放系统可选地可包括至少一个阀，诸如，隔离阀。在使用中，热管理系统可至少加热导管和至少一个阀。至少一个导管可被电隔离。至少一个导管可由一个或多个支撑件支撑，所述一个或多个支撑件每个包括电绝缘体，用于使导管电隔离。电绝缘体可包括电绝缘涂层，诸如，特氟隆（RTM）涂层。可选地，或此外，电绝缘体可包括电绝缘构件，用于接触导管。可选地，或此外，每个支撑件可由电绝缘材料构成。排放系统可包括被设置在至少一个导管的相应端部处的第一和第二联接件。第一和第二联接件可被布置，以形成流体紧密密封，例如，以密封导管的入口和出口。第一和第二联接件可每个包括O形环，例如，由弹性体材料或橡胶构成的O形环。第一和第二联接件可每个包括电绝缘联接件。因此，第一和第二联接件可适于使导管电隔离。排放系统可包括热绝缘体，用于使导管热绝缘。例如，排放系统可包括围绕导管被设置的保温层。至本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 热管理系统（2），用于加热由金属构成的导管（4），所述热管理系统包括：/n发电机（16），用于以高频率生成交流电流；以及/n第一和第二电连接件（19、20），用于将所述发电机（16）连接到所述导管（4）；/n其中，在使用中，所述发电机（16）以高频率将交流电流输出到所述第一和第二电连接件（19、20），所述交流电流被引入到所述导管（4）中，并且导致所述导管（4）的直接加热。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171205 GB 1720231.81.热管理系统（2），用于加热由金属构成的导管（4），所述热管理系统包括：
发电机（16），用于以高频率生成交流电流；以及
第一和第二电连接件（19、20），用于将所述发电机（16）连接到所述导管（4）；
其中，在使用中，所述发电机（16）以高频率将交流电流输出到所述第一和第二电连接件（19、20），所述交流电流被引入到所述导管（4）中，并且导致所述导管（4）的直接加热。


2.根据权利要求1所述的热管理系统（2），其中，所述发电机（16）被配置为以大于或等于100赫兹（Hz）的频率输出交流电流。


3.根据权利要求1所述的热管理系统（2），其中，所述发电机（16）被配置为以大于或等于1千赫兹（kHz）的频率输出交流电流。


4.根据权利要求1所述的热管理系统（2），其中，所述发电机（16）被配置为以大于或等于10千赫兹（kHz）的频率输出交流电流。


5.根据权利要求1所述的热管理系统（2），其中，所述发电机（16）被配置为以大于或等于100千赫兹（kHz）的频率输出交流电流。


6.根据前述权利要求中任一项所述的热管理系统（2），其中，所述发动机（16）是可重新配置的，用于以不同频率输出交流电流。


7.根据前述权利要求中任一项所述的热管理系统（2），其中，所述发电机（16）被配置为输出具有小于或等于以下中的一个的大小的交流电流：50安培或20安培。


8.根据前述权利要求中任一项所述的热管理系统（2），其中，在使用中，所述导管（4）中的电压小于或等于60伏特，或小于或等于48伏特。


9.根据前述权利要求中任一项所述的热管理系统（2），其中，所述第一和第二电连接件（19、20）每个包括缆线，所述缆线包括多股单独绝缘的电线。


10.根据前述权利要求中任一项所述的热管理系统（2），包括故障检测模块，用于识别电阻何时超过预定阈值或在预定操作范围之外。


11.排放系统（1），包括根据前述权利要求中任一项所述的热管理系统和至少一个导管（4），所述第一和第二电连接件连接到所述至少一个导管。


12.根据权利要求11所述的排放系统（1），其中，所述至少一个导管（4）被电隔离。
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【专利技术属性】
技术研发人员：LM菲利普，
申请(专利权)人：爱德华兹有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB