CN101513117B - 模块化加热器系统 - Google Patents
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Abstract
提供一种伴热组件，其包括伴热节段、包围伴热节段的绝缘护套和设置在所述伴热节段和所述绝缘护套之间的多个隔离件。在所述伴热节段和所述绝缘护套之间以及在所述多个隔离件之间形成对应的多个通道。所述隔离件可以作为所述绝缘护套和/或所述伴热节段的一部分，并且所述隔离件可以另外与所述绝缘护套和/或所述伴热节段整体形成，或者单独形成而后连接到所述绝缘护套和/或所述伴热节段。
Description
相关申请的交叉引用
本申请是2006年5月16日提交、题为“Modular Heater Systems”的美国专利申请11/435,073的部分延续申请，11/435,073是2005年8月9日提交、题为“Modular Heater Systems”的美国专利申请11/199,832的部分延续申请。以上申请全部通过引用方式包含在本文中。
技术领域
本发明一般涉及用在管线中的电加热器，更特别涉及用在气体线路和泵线路中的电加热器，半导体加工系统作为所述气体线路和泵线路的示例。
背景技术
本节内容仅提供有关本发明的背景信息，并不构成现有技术。
从供应件例如油井或水库供应流体诸如油、气和水等，需要借助导管等输送这些流体。通常需要维持流体在导管内自由或不受限制地流动，此外还需要维持所述流体处于特定温度或处于特定温度以上。目前，绳缆或带材形式的电加热器，在本领域中称为“伴热(heat trace)件”，普遍用在导管周围，向导管以及流体提供热量。此外，导管和伴热件有时以热绝缘护套包围，以减少进入周围环境的热损失。
伴热绳缆是加热这种流体导管的常用装置，因为它们相对简单且成本较低。一般来说，伴热绳缆沿着导管长度设置，或卷绕在导管周围，并以带条、保持条或任何其他适当的紧固件在规律的间隔处紧固，正如授予Montierth等的美国专利No.5,294,780、授予Barth等的美国专利No.5,086,836、授予Montierth等的美国专利No.4,791,277、授予Leavines的美国专利No.4,152,577、授予Horner的美国专利No.4,123,837、授予Johnson的美国专利No.3,971,416以及授予Bilbro的美国专利变更No.29,332所示。已经发现将伴热绳缆紧固到管道或导管耗费时间并且繁琐，尤其对于更换公用设施线路以及连续制造过程等情况来说更是这样，此时时间是关键因素。
为了加速更换公用设施线路，美国专利No.6,792,200提出了一种预制伴热管道，其中待加热管道、伴热件和用于将伴热件电连接到电源的连接件预先固结并整体成形，并在需要更换老旧管道之前提前备好。虽然预制管道对于更换公用设施线路来说节省了一些时间，但是其要求定制的伴热管道，从而增大了不需要的存放空间以及制造成本和维护费用。
发明内容
在一种优选形式中，提出一种伴热组件，该伴热组件包括伴热节段、包围所述伴热节段的绝缘护套；和多个设置在所述伴热节段和所述绝缘护套之间的隔离件。相应的多个通道形成在所述伴热节段和所述绝缘护套之间以及所述多个隔离件之间。设置在其中的隔离件可以整体形成、单独连接，并且可以呈现多种几何构造。
在另一种形式中，提出一种用于加热系统的绝缘护套，其包括从所述绝缘护套内表面向内朝加热器延伸的多个隔离件，其中，多个通道形成在所述加热器和所述绝缘护套之间以及所述多个隔离件之间。
在另一种形式中，提出一种用在加热系统中的伴热组件，其包括多个从所述伴热节段外表面向外朝绝缘护套延伸的隔离件，其中，多个通道形成在所述伴热节段和所述绝缘护套之间以及所述多个隔离件之间。
从本文提供的说明中，进一步的应用领域将变得明显。应该理解，本说明以及具体示例目的仅在于说明，而不是用来限制本发明的范围。
附图说明
从以下详细说明以及附图中，本发明将得到更为全面的理解，其中：
图1是显示模块化伴热组件在加热的半导体气体线路和泵线路中的一个应用的示意图；
图2是设置在气体线路和泵线路周围的现有技术伴热绳缆的透视图；
图3是现有技术伴热绳缆的透视剖面图；
图4是沿着图3所示现有技术伴热绳缆的线3-3切开的截面图；
图5是根据本发明第一实施例固紧到导管系统的模块化伴热组件透视图；
图6是根据本发明教导的图5所示模块化伴热组件分解透视图；
图7是根据本发明教导而构造的图5和6所示伴热节段透视图；
图8是根据本发明教导的图7所示伴热节段端视图；
图9是根据本发明教导的图5和6所示连接件透视图；
图10是根据本发明教导的图9所示连接件顶视图；
图11a是根据本发明原理构造的一种实施例的连接件透视图；
图11b是根据本发明原理构造的另一种实施例的连接件透视图；
图11c是根据本发明原理构造的另一种实施例的连接件透视图；
图12是根据本发明第二实施例构造的伴热节段透视图；
图13是根据本发明教导的图12所示伴热节段端视图；
图14是根据本发明教导构造的总线适配器顶视图；
图15是根据本发明第三实施例构造的伴热接头透视图；
图16是根据本发明教导构造并用于导管系统肘形接头的图15所示伴热接头替代形式透视图；
图17是根据本发明教导构造并用于导管系统T形接头的图15所示伴热接头替代形式透视图；
图18是根据本发明第四实施例带有终端结构的伴热节段透视图，所述伴热节段处于脱开状态；
图19是根据本发明教导的图18所示伴热节段侧视图；
图20是根据本发明教导处于啮合状态的图18所示伴热节段透视图；
图21是根据本发明教导的图20所示伴热节段侧视图；
图22是根据本发明教导构造的连接图18至21所示伴热节段的替代形式侧视图；
图23是根据本发明教导的另一种加热器构造，即z方向加热器的另一种实施例的透视剖面图；
图24根据本发明教导构造的用于加热的导管的热绝缘护套透视图；
图25是根据本发明教导构造的带有替代护套结构的热绝缘护套端视图；
图26是根据本发明教导构造的用于加热的导管的热绝缘护套另一种形式的透视图；
图27是根据本发明教导构造的用于加热的导管的热绝缘护套另一种形式的透视图；
图28是根据本发明教导构造的用于加热的导管的热绝缘护套另一种形式的透视图；
图29是根据本发明教导构造的模块化伴热组件另一种形式的透视图；
图30是根据本发明教导构造的图29所示模块化伴热组件的另一幅透视图；
图31是根据本发明教导的图30所示模块化伴热组件分解透视图；
图32是根据本发明教导构造的伴热节段透视图；
图33是根据本发明教导的伴热节段分解透视图；
图34是根据本发明教导构造的包括翅片的伴热节段透视图；
图35是根据本发明教导包括翅片的伴热节段端视图；
图36是根据本发明教导包括翅片并设置在绝缘护套中的伴热节段端视图；
图37是根据本发明教导构造的绝缘护套透视图；
图38是根据本发明教导的绝缘护套端视图；
图39是根据本发明教导构造的啮合终端构件的伴热节段透视图；
图40是根据本发明教导的终端构件透视图；
图41是根据本发明教导构造的终端构件的壳体前透视图；
图42是根据本发明教导的壳体后透视图；
图43是根据本发明教导构造的终端构件端盖前透视图；
图44是根据本发明教导的壳体后端视图；
图45是根据本发明教导构造的带内电连接部的壳体后端视图；
图46是根据本发明教导构造并图示电连接部一部分的壳体前端视图；
图47是根据本发明教导构造的模块化伴热组件前端视图；
图48是根据本发明教导构造的连接件组件前透视图；
图49是根据本发明教导的连接件组件后透视图；
图50是根据本发明教导的连接件组件分解透视图；
图51是根据本发明教导构造的配合加热器组件局部透视图；
图52是根据本发明教导构造的配合加热器组件另一局部透视图；
图53是根据本发明教导构造并具有卡扣特征的外机罩替代实施例透视图；
图54是根据本发明教导构造并与机壳构件啮合的机盖透视图；
图55是根据本发明教导与机壳构件啮合的机盖侧视图；
图56是根据本发明的教导构造的另一种形式的伴热组件的透视图；
图57是根据本发明教导的伴热组件的端视图；
图58是根据本发明教导的伴热组件的透视图，示出了绝缘护套的可旋转部段；
图59a是根据本发明的教导构造的替代形式的隔离件的透视图；
图59b是根据本发明的教导构造的另一种替代形式的隔离件的透视图；
图59c是根据本发明的教导构造的另一种替代形式的隔离件的透视图；
图60是根据本发明的教导构造的另一种形式的伴热组件的透视图，采用了载体；
图61是根据本发明教导的伴热组件的分解透视图，具有载体；
图62a是根据本发明的教导构造的替代形式的载体的端视图；
图62b是根据本发明的教导构造的另一替代形式的载体的端视图；
图63是根据本发明的教导构造的替代形式的伴热组件的透视图，具有剥开的端部部分；
图64是根据本发明教导的终端构件的透视图，该终端构件固紧到伴热节段剥开的端部部分；
图65是根据本发明教导的终端构件的透视图，该终端构件固紧到伴热节段剥开的端部部分，还示出了其中的电气部件以及端盖；
图66是根据本发明的教导构造的另一种替代形式的伴热节段的透视图，该伴热节段具有剥开的端部部分；
图67是根据本发明教导的端部屏蔽件的透视图，该端部屏蔽件固紧到伴热节段剥开的端部部分；
图68是根据本发明教导的终端构件的透视图，该终端构件抵靠端部屏蔽件固紧；
图69是根据本发明教导的终端构件的透视图，该终端构件固紧到伴热节段剥开的端部部分，还示出了其中的电气部件以及端盖；
图70是根据本发明的教导构造的替代形式的伴热节段的端视图，该伴热节段具有介电覆盖物；
图71是根据本发明的教导构造的另一种替代形式的伴热节段的端视图，该伴热节段具有多个介电覆盖物；
图72是根据本发明的教导构造的替代伴热节段的端视图，该伴热节段具有缩减区域；
图73是根据本发明的教导构造的替代形式的配合适配器的透视图；
图74是根据本发明教导的配合适配器以及相邻配件的分解透视图；
图75是根据本发明的教导构造的替代形式的绝缘护套的透视图；
图76是根据本发明教导的绝缘护套的端视图。
相应的附图数字在附图的若干视图中始终指代相应部件。
具体实施方式
以下说明本质上仅仅是示例性的，并非用来限制本发明内容、应用场合和使用方式。
现在将更为详细地说明根据本发明的加热器结构。首先，应该理解，本说明书全文中所用术语“导管(conduit)”包括但不限于管道、管路以及其他封闭或局部封闭的用于传输流体或其他材料诸如粉料或浆料的构件。本文所述导管运送的材料包括固体、液体和气体，而且借助示例，可以包括在半导体加工装置中输送的流体。以下参照这种半导体加工装置说明的优选实施例本质上仅仅是示例性的，不以任何方式限制本发明公开的内容、其应用场合和使用方式。因此，本发明的教导并不限于半导体加工装置，而是可以应用于任何导管系统，同时仍处于本发明的范围之内。
参照图1，图示了半导体加工系统10，该系统基本上包括加热的气体线路12，其从远程气体输送系统延伸到加工工具；和加热的泵线路14，其从该加工工具延伸，穿过多个如图所示的部件，并到达洗涤器。在操作过程中，气体线路12和泵线路14两者必须根据具体加工要求进行加热，这通常由图2所示的伴热绳缆16来实现。伴热绳缆16如图所示沿着气体线路12或泵线路14放置或卷绕，并利用玻璃带材18或其他固紧装置固紧到气体线路12和泵线路14。此外，绝缘件20通常置于伴热绳缆16周围，以减小流失到外界环境的热损失。绝缘件20通常卷绕在伴热绳缆16周围，并借助分开的带材或系材片段在气体线路12和泵线路14周围紧固就位。
参照图3和4，图示了伴热绳缆16的结构和材料，并在以下更为详细地说明。伴热绳缆16通常包括一对总线导体22，它们被用作加热元件的半导体聚合材料24包围。介电或绝缘材料26包围半导体聚合材料24，并且所述介电或绝缘材料26任选由金属编织材料28包围，如图所示，用于另外的功能，诸如接地层。而且，外护套30包括金属编织材料28以保护整个组件，且外护套30通常是绝缘材料诸如热塑性材料。
虽然比其他加热器系统成本相对较低，但是伴热绳缆16必须在现场切割成一定长度，并拼接到适当的连接器或终端中，这样通常耗费时间且工作繁重。此外，伴热绳缆16不能像其他加热系统那样，沿着导管长度提供相对均匀的加热效果，原因在于有限的覆盖面积以及将它们固紧到导管时采用的相对粗糙的方式。伴热绳缆16仅提供与导管的随机接触，原因在于它们的刚性以及难于形成导管的形状。
现在参照图5至8，示出了根据本发明第一实施例，模块化伴热组件适配成用于半导体加工系统10，且该组件基本上由附图数字50指代。模块化伴热组件50包括伴热节段52，用于接触并加热半导体加工系统10的导管13。模块化伴热组件50还包括连接件54，用于固紧相邻伴热节段52并用于将模块化伴热组件50固紧到半导体加工系统10的部件，如以下更为详细地说明。
伴热部分52优选形成细长形状，如图所示，并包括弯曲部分56和一对沿着弯曲部分56纵向方向延伸的相对的锁定边缘58。弯曲部分56具有内表面60，该内表面限定开放沟槽62，用于放置在导管13周围。内表面60优选与导管13外表面互补，以允许将伴热节段52固紧到导管13。弯曲部分56优选包围导管13整个外表面至少一半，从伴热节段52向导管13提供更为均匀的热传递，并允许伴热节段52借助锁定边缘58自锁在导管13周围。
如图所示，锁定边缘58沿着横穿弯曲部分56纵轴线的方向隔开，这样配置有利于将伴热节段52安装到导管13。由于伴热材料具有挠性，所以在伴热节段52沟槽62放置在导管13周围时，锁定边缘58可以向外偏转，然后在释放时被偏压贴靠导管13，将伴热节段52固紧到导管13。
如图进一步所示，一对导体64设置在伴热节段52内，优选沿着锁定边缘58设置，如图所示，其中导体64从相对端66和68向外延伸。配置导体64是用来连接到电源(未示出)以沿着伴热节段52提供热量。如以下更为详细地说明，导体64还适配成用来连接到相邻的伴热节段52或连接到相邻的连接件54。虽然在图5至8中未示出，但是应该理解，伴热节段52包括半导体聚合材料、包围所述半导体聚合材料的介电或绝缘材料，并且还可以包括任选的材料，用作如前所述的接地层或外护套。为了清晰起见，这些单独的材料未与伴热节段52一起图示。
伴热节段52优选预制成尺寸对应于例如导管13的不同尺寸或外径。伴热节段52还能根据导管13特定节段的希望长度切割成一定的长度。优选，伴热节段52设置成标准尺寸和长度，便于在导管系统诸如如图所示的半导体加工系统10中进行修理和替换。因此，根据本发明教导的加热器系统模块化结构催生了便于适配导管系统的相对低成本的加热器系统。
现在参照图9至11c，结合图5和6，连接件54设置在伴热节段52相对端部66或68至少其中之一附近，用来在导管系统10配件70之间或跨过配件70，将伴热节段52固紧到相邻伴热节段52。优选连接件54形成所述配件形状，以便于安装和拆卸。此外，设置配合机盖72来在配件附近覆盖连接件54，所述配合机盖也形成所述配件形状。
伴热节段52和连接件54限定配合特征，以允许在伴热节段52和连接件54之间快速啮合和脱开。在图示实施例种，连接件54设置有一对相应凹槽58，用来接收伴热类型的加热器中的导体64，该导体通常为销形式或因剥皮而形成暴露导线，正如以下更为详细地说明。
根据本发明的教导，连接件54可以包括多种形式其中之一，用于电连接和热传递。在图11a所示的第一形式中，连接件54包括绝缘材料，并包括设置在凹槽58中的电连接件元件74。电连接件元件74基本上表现为插座形式，并适配成接收如图所示的导体64。电连接件元件74可以确定尺寸形成干涉配合，或可替代的是，可以根据需要压接到导体64上。可替代的是，电连接件元件74可以包括挤压连接件，该连接件还称为绝缘位移连接件或穿刺连接件，包括电触点，该触点被挠性覆盖物或壳体移动以穿过导体64周围的材料例如绝缘材料、半导体聚合材料、金属编织材料而接触导体64。一种示例挤压连接件在美国专利No.4,861,278中图示，而且多种这种连接件可以从许多来源买到，为了简洁，本文未作图示。因此，应该理解，可以采用多种电连接件，同时仍处于本发明的范围内。还应该理解，也可以采用电连接元件74之间跨过连接件54的电连接，如虚线75所示，以提供跨过连接件54的电气连续性，同时仍处于本发明的范围之内。
在图11b所示的第二种形式中，连接件54包括带上述电连接件元件74的绝缘材料，并且还包括设置在连接件54主体中的预成形伴热节段76。因此，伴热节段74为导管系统10的配件70提供所需热量，并且根据如上所述本发明的教导构造。
在如图11c所示的第三种形式中，连接件54包括带预成形伴热节段76的绝缘材料，而非带有电连接件元件74。在这种形式种，导体64从如图所示的连接件54延伸，接着连接到另一个连接件或终端，用于电气连接到电源(未示出)。可替代的是，连接件54在本文所示的各种形式中，还包括离散温度传感器(未示出)，或利用TCR(温度电阻系数)材料而本身具有温度感知能力，用于改善加热器系统温度控制。
在另一种形式中，热传递化合物诸如硅酮或非硅酮基膏料或片状热凝胶等设置在连接件54一侧靠近导管13的一个或多个暴露表面，以改善热传递。因此，应该理解，可以在连接件54和伴热节段52上采用多种热界面材料来改善或控制热传递，同时仍处于本发明的范围内。
应该注意，虽然销槽配置用来将伴热节段52连接到连接件54，但是也可以采用连接两者的其他特征，只要连接件54用来将伴热节段52固紧到相邻伴热节段52并提供穿过该连接部的电气连续性即可。例如，作为示例，这些特征可以包括螺钉、栓钉(peg)、卡子、夹子等，用来对准和/或固紧配合结构。此外，可以采用除机械元件之外的零件，诸如电磁零件，同时仍处于本发明的范围内。
还应该注意，虽然伴热节段52在第一实施例中说明了具有弯曲部分56，但是伴热节段52不限于本文所示的形状和配置。伴热节段52可以具有任何形状，只要其可以适当固紧到导管13并因此向导管13提供热量即可。例如，伴热节段52可以为矩形，用来接收矩形导管。虽然是优选方案，但是不必要求伴热节段52如本文所示和所述那样直接接触导管13来实现加热导管13的目的。而且，可以在导管13周边周围采用多件伴热节段13而非本文所示的单件。这种变形应当认为落入本发明的教导和范围之内。
参照图12和13，根据本发明第二实施例的伴热节段基本上由附图数字100指代。伴热节段100包括多个连接件110以适合大尺寸导管13，并且提供所需热量来加热导管13以及其中的流体。导体110从相对端112和114沿着伴热节段100纵轴线向外延伸，用来电连接到电源(未示出)和/或电连接到相邻伴热节段100或电连接到连接件54。
在所示实施例中，示出7块板件102限定管状沟槽106，用来在其中接收导管13。两块板件102不沿着它们纵向侧104其中之一接合，以形成如图所示的纵向狭缝108。纵向狭缝108有利于将伴热节段100安装到导管13。由于伴热节段100由挠性材料制成，所以通过向外偏转限定纵向狭缝108的两块板件102，可以将伴热节段100固紧到导管13上，类似于前述伴热节段52。
如前所述，该实施例的伴热节段100特别适合尺寸较大的导管。板件102的数目因此取决于待加热导管13的尺寸，并且不限于如图12和13所示的7块。应该理解，根据导管13的尺寸和加热要求，可以使用任何数目的导体110和对应板件102，同时仍处于本发明的范围内。
参照图14，图示了总线(bussing)适配器，其用来将图12和13所示的多导体实施例适配到如前所示的双导体连接件54，该总线适配器基本上由附图标记150来指代。如图所示，总线适配器150优选表现为环形，设置在伴热节段100和连接件54之间。总线适配器150优选为绝缘材料，在一侧包括多个电连接件元件152(虚线表示)，优选表现为插座形式，来接收伴热节段100的多个导体110。在相对的一侧，总线适配器150包括一对导体154，其从总线适配器150主体延伸，与连接件54的电连接件元件74(虚线表示)啮合。在总线适配器150内，电连接件元件74总线连接(未示出)到每个导体154来提供电气连续性。
现在参照图15至17，根据本发明第三实施例，设置与导管系统10的交叉件或接头一起使用的伴热接头，基本上由附图数字200指代。如图所示，伴热接头200优选限定交叉结构，具有多条从基础部分202延伸的臂204。每条臂204具有啮合端206，其上设置一对导体208，用来连接到相邻电源(未示出)或相邻伴热节段或接头。虽然在啮合端206仅示出两个导体208，但是应该理解，根据具体的功率要求可以采用多个导体，即多于两个导体，同时仍处于本发明的范围之内。此外，导体208的路径可以根据具体加热要求而变化，并且应该理解，除本文所述之外的路径，即从一条或两条臂204而非从所示全部4条臂向下伸展的路径，应该认为落入本发明的教导和范围内。
伴热接头200可以形成合适的形状，适当安装到导管系统10的接头。例如，伴热接头200可以形成肘形210，如图16所示，与导管系统10的肘形接头(图1所示)一起使用。可替代的是，伴热接头200可以形成T形212，如图17所示，与导管系统10的T形接头(未示出)一起使用。如图进一步所示，导体208可以包括如图16和17所示的多种配置，取决于将接头连接到相邻伴热节段或连接到连接件的连接要求。
参照图18至21，根据本发明第四实施例的模块化伴热连接件组件基本上由数字300指代。模块化伴热连接件组件300包括第一伴热节段302、第一终端结构304、第二伴热节段306和第二终端结构308。虽然在图18至21中示出第一伴热节段302和第二伴热节段306限定相对平坦的形状，但是应该理解，各伴热节段302和306可以具有任何几何形状，诸如前述环状或柱状。因此，所述平坦形状不应该认为限制本发明的范围。
第一伴热节段302和第二伴热节段306各自具有靠接端310和312和远端314和316。终端结构304和308设置在靠接端310和312处，并具有配合结构，用来机械或电气耦接在一起。更具体地说，第一终端结构304具有上啮合部分318和下啮合部分320。第二终端结构308也具有相应上啮合部分322和相应下啮合部分324。第一终端节结构304上啮合部分318限定销形配置，而第二终端结构308上啮合部分322限定插座配置，以有利于上啮合部分318和322之间的啮合。在一种优选形式中，第一终端结构304上啮合部分318包括一对销326。第二终端结构308上啮合部分322包括相应的一对插座330，用于在其中接收销326，因此提供机械和电气连接。优选终端结构304和308由镍材料制成，当然也可以采用其他提供足够电气连续性的材料诸如铜，同时仍落入本发明的范围之内。
如图进一步所示，第一终端结构304下啮合部分320包括一对延伸件332，上啮合部分318的销326从该对延伸件向上延伸。第二终端结构308下啮合部分324也包括一对延伸件334，上啮合部分322的啮合臂328从其延伸。延伸件322和334各自在其中接收伴热节段302和306的导体336，用于电气连续。
虽然未在图中示出，但是第一伴热节段302和第二伴热节段306的远端314和316可以任选设置有终端结构304或308，连接到额外的伴热节段或连接到连接件。可替代的是，远端314和316可以设置有适当啮合装置(图中未示出)，用来连接到电源(未示出)。
参照图22，图示了用来连接伴热节段340和342的替代连接件，通常由附图数字344指代。连接件344基本上限定“U”形配置，以连接所示导体346。挠性导体346如图所示向上拐，以便啮合连接件344，所述连接件344限定本发明其中一种形式的接收孔(未示出)。根据本领域已知技术，连接件344可以压力配合、结合或焊接到导体346上。因此，暴露导体346的伴热节段340和342端部较之前述实施例更为靠近在一起，因此改善了沿着伴热节段的热传递均匀性。
因此，模块化伴热连接件组件300用来将销和插座连接区域定位成离开伴热节段302和306的热表面，从而减小高温应用场合下所述销和插座的热疲劳。
虽然示出上述模块化加热器组件50具有类似于传统伴热绳缆的结构，但是应该理解，也可以采用除伴热绳缆之外的其他加热器结构类型，同时仍落入本发明的范围之内。加热器类型诸如聚合物加热器或分层膜加热器等，即模块化并在导管系统中便于利用模块化连接件和本文所述其他实施例进行替换和修理的加热器，应该认为落入本发明的范围之内。
参照图23，图示了根据本发明教导的Z方向加热器实施例，并基本上由附图数字350指代。Z方向加热器350包括一对导体352，其各自电气连接到箔片元件354。导电聚合材料356设置在如图所示的箔片元件354之间，且绝缘材料358包围整个组件。Z方向加热器350为前述模块化结构适配，且增加了箔片元件354，该加热器提供的加热质量可以根据具体应用场合需求来定制。应该理解，Z方向加热器350的形状和配置仅作为示例，也可以采用其他形状和额外的元件，诸如本文所述的形状和元件，例如管状、接地层元件，同时仍落入本发明范围之内。而且，元件354不限于箔片材料，且在替代形式中包括栅格或栅网材料。
Z方向加热器350优选形成材料片，带有多个导体352和相应箔片元件354。因此，根据具体应用场合要求，可以从该片材上切割或取下任何尺寸的z方向加热器350。例如，多段导体352和箔片元件354，例如各自多于一组，可以横过该片材的宽度取下，并将导体352和箔片元件354的长度切割成希望的尺寸。
现在参照图24，用于伴热导管或加热的导管(未示出)的热绝缘护套基本上由附图数字400指代。热绝缘护套400优选限定管状绝缘体402，该绝缘体具有外壁403和内壁404，内壁限定沟槽406以接收加热的导管，该加热的导管可以是如前所述的伴热导管。内壁404限定凹腔408，以收容传统伴热绳缆，如前所述，该伴热绳缆沿着导管长度放置。可替代的是，凹腔408可以表现为任何数目的形状，诸如图25所示的弧形凹腔410，以收容本文所示和所述的伴热节段52。因此，凹腔408的形状设计成伴热节段的镜像或符合其形状，无论该形状是什么。此外，具有凹腔408的热绝缘护套400可以替代地设置有狭缝412，以使护套400可以变形并置于导管上，而不用沿着导管长度滑动。而且，结构如图所示的热绝缘护套400可以用来将一个或多个伴热节段贴靠导管精确定位，以便控制进入大气的热损失。
参照图26，用于加热的导管的另一种形式的热绝缘护套基本上由附图数字420指代。热绝缘护套420优选限定管状绝缘体422，其具有外壁423和内壁425。管状绝缘主体422形成有多个空气舱424，所述空气舱在外壁423和内壁425之间如图所示纵向延伸。因此，空气舱424提供了一个区域来改善沿着伴热节段的热耗散均匀性，并减少穿过绝缘护套420的热损失。
参照图27，用于加热的导管并具有空气舱的另一种形式的绝缘护套基本上由附图数字430指代。热绝缘护套430优选限定管状绝缘主体432，该绝缘主体具有外壁433和内壁435。如图所述，管状绝缘主体432具有形成在内壁435中的多个空气舱434，它们沿着管状绝缘主体432的纵向以某种程度的随机配置而布置。因此空气舱434减少了穿过热绝缘护套430的热损失。
参照图28，用于加热的导管的另一种形式的热绝缘护套基本上由附图数字440指代。热绝缘护套440限定管状绝缘体442，其具有纵向狭缝444，该狭缝由相对的纵向边缘446和448限定。相对的纵向边缘446和448沿着圆周方向隔开，并适当间隔成允许放置在加热的导管周围。更具体地说，管状绝缘体442由挠性材料，例如硅酮橡胶片材或泡沫、氯丁橡胶、聚酰亚胺泡沫或带材等制成，以使纵向边缘446和448向外偏转，然后压靠在加热的导管上。
如图进一步所示，其中一个纵向边缘446设置有挡片452，在热绝缘护套440放置在加热的导管周围之后，该挡片用于适当啮合另一个纵向边缘446。利用挡片452来闭合纵向狭缝444，有助于减小进入外部环境的热损失。优选挡片452由热绝缘材料制成以提供热绝缘。挡片452可以由粘结带制成，或设置有粘结剂涂层，或者可替代地可以为
或者包括机械卡扣等固结技术的挡片，以使挡片452固紧到另一个纵向边缘448并沿着管状绝缘主体442的外表面固紧。
在本文所述各种热绝缘护套实施例中，优选对所述护套进行挤压。此外，应该理解，可以单独设置任何特征，例如空气舱、尺寸适合伴热节段几何形状的凹腔、纵向狭缝和挡片，或者彼此相结合地设置这些特征，同时仍落入本发明范围之内。而且，可以设置多个凹腔以适合多个伴热节段52，同时未背离本发明的精神和范围。
现在参照图29至31，图示了另一种形式的模块化加热器系统，并基本上由附图数字500指代。一般来说，模块化加热器系统500包括伴热组件502和连接件组件504。为了清晰，仅示出一个伴热组件502和一个连接件组件504，但是应该理解，根据终端应用场合，模块化加热器系统500可以包括多个伴热组件502或多个连接件组件504或者两者，并且通常也是这样。
伴热组件502例如适配于接触并加热如前图1和2所述和所示的半导体加工系统10的导管13。应该理解，模块化加热器系统500可以适用于许多终端应用场合，因此所示和所述的半导体加工系统仅作为示例。因此，所述终端应用场合以下称为模块化加热器系统500的“目标系统”。连接件组件504例如还适配于接触和加热目标系统的接头、连接件和其他部件。此外，连接件组件504将相邻的伴热组件502彼此固紧，并收容目标系统的接头、连接件或其他部件。连接件组件还用来加热目标系统的部件并阻隔进入外部环境的热损失，以及其他功能，如以下更为详细地说明。
伴热组件502
如图32和33所示，伴热组件502包括伴热节段510、绝缘护套512和终端构件514。一般来说，绝缘护套512适配于放置在伴热节段510周围，而终端构件514适配于啮合伴热节段510和绝缘护套512两者。终端构件514还用来在如前所述的伴热节段510和相邻连接件组件504之间提供电连接，或在相邻伴热节段510和电源(未示出)之间提供电连接。因此，引导导线516(仅局部示出并为了清晰起见，示为平直部段)离开终端构件514以建立这些邻近的电连接。
参照图34-36，图示了伴热节段510，现在更为详细地说明。如图所示，伴热节段510限定细长形状，并包括弯曲部分520和一对沿着伴热节段510纵向延伸的相对的锁定边缘522。弯曲部分520限定内表面524，该内表面包围开放沟槽526，例如用于放置在如图5和6所示和前面所述的导管13周围。内表面524优选地与导管13的外表面互补，以改善伴热节段510和导管13之间的热传递以及连接关系。弯曲部分520优选包围导管13整体外表面至少一半，以提供更为均匀地热传递并允许伴热节段510借助锁定边缘522自锁在导管13周围。锁定边缘522用途与前面所示和所述的锁定边缘58(图7和8)相同，因此以下不再赘述。此外，伴热节段510还包括如图所示的导体528，该导体作用与前面所示和所述导体64(图7和8)相同，因此以下同样不再赘述。
类似于前面所述伴热节段52(图7和8)，伴热节段510优选预成形为尺寸对应于例如导管13的不同尺寸或外周边。伴热节段510优选进行挤压，并且也能根据导管13特定节段所用的长度切割为一定的长度。优选伴热节段510设置成标准尺寸和长度，便于在导管系统诸如前面所示和所述的半导体加工系统10中进行修理和替换。因此，根据本发明教导的加热器系统模块化结构有利于成本相对较低的加热器系统，其例如易于适配导管。
如图进一步所示，伴热节段510优选包括半导体聚合物芯部530，其被介电覆盖物532包围。虽然未示出，但是伴热节段510还可以包括任选的材料用作接地层和外盖，以及其他功能材料，如前所述。此外，介电覆盖物532优选与半导体聚合物芯部共挤压形成，但是接点覆盖物532可以替代地单独形成并适配地在组装后处理中放置在半导体聚合物芯部530周围。
具有优势的是，伴热节段510限定多个绝缘隔离件(stand-off)，优选表现为如图所示的翅片540形式，从介电覆盖物532外表面542和锁定边缘522优选沿着如图所示法线方向，向绝缘护套512内表面513延伸。翅片540优选如图所示那样从根部节段544到梢部节段546渐缩，并在多个翅片540和绝缘护套512之间限定通道548。在伴热节段510如图36所示组装到绝缘护套512中时，所述通道如图所示以空气形式提供绝缘，以使操作中从伴热节段510进入外部环境的热损失进一步减小。此外，改善的绝缘效果为绝缘护套512外侧提供了“接触安全”的温度，以使模块化加热器系统500操作过程中，使用者可以接触伴热组件502。
应该理解，可以采用任何数量的翅片540以及除如图所示渐缩几何形状之外的翅片540不同几何配置，同时仍处于本发明的范围之内。例如，如图35所示，弯折翅片540’(虚线示出)可以用来提供贴靠绝缘护套512内表面513的“刮擦”动作，以改善通道548相对于相邻通道548的密封效果。而且，也可以使用其他几何配置诸如“S”或“Z”形截面，而非翅片540的截面，或者除翅片540截面之外再增加这些截面，同时仍处于本发明范围之内。通道548可以交替填充绝缘材料诸如泡沫或聚酰亚胺泡沫等材料，而不采用本文所示和所述的空气，同时仍处于本发明的范围之内。
现在参照图37和38，图示了绝缘护套512，现在更为详细说明。如图所示，绝缘护套512优选包括两个部段550和552，它们优选对称，以使相同的部段可以用于组装好的绝缘护套512，因此，部段550和552可以互换。每个部段550和552限定与前面所述伴热节段550相适应的形状，即本文实施例所述的环形。部段550和552进一步包括舱554，其在外壁556和内壁558之间纵向延伸，所述外壁和内壁由支撑件559分开。舱554如图所示以空气提供绝缘，以使操作过程中从伴热节段510进入外部环境的热损失进一步减少。优选绝缘护套512也进行挤压，并以本发明其中一种形式包括半刚性聚合材料，诸如聚碳酸酯。可替代的是，绝缘护套512可以包括其他材料诸如以上针对图24-28所示替代热绝缘护套所述的那些材料。
如图进一步所示，绝缘护套512包括铰链和卡扣特征，以使绝缘护套512易于安装到伴热节段510并从其拆卸。更具体的说，每个部段550和552各自包括相对的弯曲唇部562和564和相邻的相对锁定凸片566和568，它们沿着绝缘护套512相对的铰链570和572纵向延伸。其中一个锁定凸片566首先啮合在相邻弯曲唇部562中，然后两个部段550和552围绕绝缘护套512纵轴线X旋转，直到相对的锁定凸片568啮合并卡在相邻的弯曲唇部564上。因此，绝缘护套512易于安装到伴热节段510，而不需要额外的部件或硬件。为了拆下绝缘护套512，简单地围绕纵轴线X彼此相向旋转两个部段550和552，以使锁定凸片568从弯曲唇部564脱开。因此，绝缘护套512优选为弹性并相对挠性的材料，诸如上述半刚性聚碳酸酯，以实现这种铰链和卡扣特征。
在替代形式中，两个部段550和552各自优选在如图所示的铰链570和572附近包括凹陷的外表面580。凹陷的外表面580收容带材582的片段(为了清晰，仅示出带材582的一段片材)，这样提供了额外的绝缘效果并进一步将两个部段550和552固紧在一起。优选带材582为非导电性的，且材料诸如聚酯或聚酰亚胺仅作为例举。应该理解，带材的图示和说明仅用作示例，且其他固紧构件诸如
等也可以采用，同时仍落入本发明的范围之内。
参照图37，至少其中一个部段，即如图所示的部段552进一步包括形成于端部部分586和588附近的狭槽584。所述狭槽584收容图32和33所示的终端构件514的特征，这些特征将在以下更为详细地说明。
参照图39和40，终端构件514适配于连接到伴热节段510(以及未示出的绝缘护套52)并包括凸台590，该凸台为引导导线516提供出口并用作引导导线516的应变释放件。凸台590因此用于放置在前面所示和所述的绝缘护套512的狭槽584中。如图进一步所示，凸台590包括相邻的平台592和594，它们被凹槽596分开，其中所述凹槽596在从相邻平台592和594内的通道(未示出)引出的两条引导导线516之间提供介电隔离。优选凸台590与终端构件514整体形成，且终端构件514优选为绝缘材料，诸如聚合物或含氟聚合物，作为示例。
在本发明一种形式中，终端构件514包括壳体600和固紧到壳体600的端盖602。一般来说，端盖602用来覆盖和绝缘壳体600收容电气连接部的内部部分，正如以下更为详细说明。更具体来说，并参照图41-43，端盖602包括弹性臂604和606，所述弹性臂如图所示在其端部部分各自包括锁定延伸件608和610。相应地，壳体600包括收容弹性臂604和606的凹槽612和614和被锁定延伸件608和610啮合的表面616。随着端盖602滑到壳体600上，其中弹性臂604和606沿着沟槽612和614渐进地滑动，则弹性臂604和606向外偏转。然后，随着锁定延伸件608和610行进通过凹槽612和614中，弹性臂604和606向内偏转回来，并且锁定延伸件608和610啮合壳体600的表面616，从而将端盖602固紧到壳体600。虽然图示并说明了弹性臂604和606啮合壳体600外部，但是应该理解，弹性臂604可以替代地贴靠壳体600内部设置，同时仍落入本发明范围内。
此外，端盖602包括凸缘620和622，它们确定尺寸来配合相应壳体600相应内轮廓表面624和626。所述凸缘620和622主要用于总体终端构件514的额外介电功能，同时因挡住了任何触及终端构件514内侧电连接部的视线而改善了外观。在这方面，壳体600进一步包括从表面616向后延伸的壁面627和628，这些壁面也为所述电连接部提供介电绝缘。应该理解，凸缘620和622作为介电延伸件的具体形状和位置仅用作示例，端盖602的这种介电延伸件的其他形状和位置，以及用于其他部件的介电延伸件(例如，壳体600)也可以采用，同时仍落入本发明的范围之内。
现在参照图44-46，以及图42，壳体600背侧包括内腔630和632和一组上孔634和636以及一组下孔638和640来收容所述电连接部。一般来说，引导导线516穿过凸台590延伸，穿过上孔634和636并进入内腔630和632。延伸导线650和652连接到伴热节段510(未示出)的导体528并延伸入内腔630和632。引导导线516则优选利用如图所示的卷曲件654和656连接到延伸导线650和652。因此，引导导线516和伴热节段510之间的电连接部设置在腔630和632中，且由壳体600的壁面627和628提供介电保护。
回头参照图39和41，以及图46-47，壳体600前侧包括多个以狭槽662隔开的外延伸件660。外延伸件660适配于放置在伴热节段510周围，更具体地说，啮合伴热节段510外表面542。优选外延伸件660设计有轻微的拔模锥度(draft angle)以使其提供贴靠伴热节段510外表面542的正啮合力。外延伸件660还用于在伴热节段510和外部环境之间提供额外的介电分离。伴热节段510的翅片540则如图所示嵌接在狭槽662中并在全部组装的情况下靠接终端构件514的表面616。为了进一步促成这种嵌接，外延伸件660优选包括如图所示的倾斜表面664，从而在外延伸件660和翅片540之间提供更为密切的接触。
壳体600进一步包括异型内延伸件670，其限定弧形上部672和下节段674与676。异型内延伸件670如图所示啮合伴热节段510内表面524，进一步将伴热节段510固紧到终端构件514。异型内延伸件670还用于提供类似于外延伸件660的额外介电分离。优选弧形上部672从表面616处的较厚部分到较薄端部678限定渐缩截面，如图所示。较薄端部678因此有利于更为容易地组装伴热节段510和终端构件514。此外，下节段674和676如图所示配置成啮合翅片540外表面。
连接件组件504
现在参照图48-50，连接件组件504包括机壳700，该机壳优选包括多个机壳构件702和704。机壳构件702和704优选可以互换，以使它们如图所示用于机壳700上部706和机壳700下部708两者。机壳构件702和704一起分别限定外轮缘710和712，其中轮缘710和712适配于放置在如图30所示的伴热组件502上。轮缘710和712提供额外的热绝缘并减少触及模块化加热器系统500内侧连接部的视线，以改善外观。此外，上轮缘714和下轮缘716分别形成在机壳构件702和704周围，它们还适配于放置在另一个伴热组件502上。类似地，上轮缘714和下轮缘716提供额外的热绝缘并减少触及连接件组件504内侧连接部的视线，以改善外观。
机壳构件702和704还包括外壁720和内壁722，它们限定以支撑件726隔开的腔724。腔724提供额外的绝缘，以减少进入外部环境的热损失，同时还在机壳700外部提供接触安全的温度。机壳构件702和704一般包括多个如图所示的外壁和内壁，以限定各种腔，用于绝缘、介电隔离和接触安全的温度。相应地，为了清楚起见，这些如图所示的额外壁面和腔在下文中不进行更加详细地描述。
此外，机壳构件702和704包括铰链元件730和如图所示啮合凹口734的挠性凸片732。因此，上部706和下部708围绕铰链元件730旋转，而设置在外轮缘710端部的挠性凸片732啮合设置在外轮缘712端部的凹口734，从而将机壳部分706和708锁在一起。优选外轮缘710和712确定尺寸，在伴热组件502外侧提供正啮合力。
如图进一步示出，机壳构件704包括额外的保持零件诸如挠性凸片740，其啮合穿过机壳构件702内壁722形成的开口742。因此，挠性凸片740和开口742在相邻机壳构件702和704之间提供更为牢固的连接。此外，机壳构件702包括外壁延伸件746，其如图所示啮合机壳构件704相应外壁凹部748。因此，外壁延伸件746和相应外壁凹部748为进行组装而使机壳构件702和704对准，此外还提供热绝缘以及减少视线来改善外观。机壳构件702和704优选为绝缘材料并优选以温度较高的材料诸如热塑性聚合物模制而成。但是，应该理解，也可以采用其他材料和处理方法，同时仍落入本发明的范围之内。
设置在机壳700内侧的是连接件组件504的额外部件，包括配合加热器组件750，其在图50-52中最佳示出。配合加热器组件750包括配合适配器752、伴热节段754以及外罩756，该外罩优选为两件式形式，如图所示。配合适配器752限定开口760，该开口确定尺寸来配合目标系统(未示出)中相邻的配件或部件。因此，应该理解，本文所示和所述的开口760的尺寸和形状仅作为示例，而不应该理解为限制本发明的范围。
配合适配器752还限定凹陷的外周边762，该外周边具有凹槽764，两者确定尺寸以收容伴热节段754的几何形状，如图所示。优选配合适配器752为导电材料诸如铝，但是也可以采用其他材料，同时仍落入本发明的范围之内。可替代的是，配合适配器752还包括狭缝768(虚线示出)，以用于适应开口760膨胀，因此更为密切地接触目标系统相邻配件。
优选外罩756设置成对称的可互换零件，如图所示。外罩756包括外壁770和内壁772，两者之间限定导管774。导管774为引导导线(未示出)提供通道来连接到伴热节段754。外罩756还包括铰链元件776，该铰链元件776与机壳构件702和704的铰链元件730协作，后者也在图49中示出。因此，铰链元件776优选包括销778，其适配于放置在机壳构件铰链元件730的孔731(图50)内。此外，导管774穿过铰链元件776延伸，如图所示，为连接到伴热节段754上的引导导线提供出口。优选铰链元件776设置在延伸件779上，如图所示，其中延伸件779用作引导导线的应变释放件。
外罩756还优选包括隔离件780，其从所述外罩外表面782延伸，如图所示。这些隔离件780用来使配合加热器组件750在机壳700中正确对中或定位。
在外罩756一种替代形式中，如图53所示，卡扣零件用来彼此牢固连接两个外罩756。(为了清晰，仅示出一个外罩756)。更具体地说，外罩756包括挠性锁止件580，其从凸起781延伸，两者优选与外壳756整体形成。挠性锁止件780限定渐缩端部782，该端部包括相对平坦的横向表面783，如图所示。如图进一步所示，孔784穿过相对的凸起785延伸，所述凸起也优选与外罩756整体形成。沉孔786(虚线示出)也形成在相对的凸起785中，该凸起限定了内肩部787(虚线示出)。随着渐缩端部782啮合在相对的外罩756(未示出)的孔784中，各挠性锁止件780向内朝向彼此偏转，以使挠性锁止件780和渐缩端部782可以横移经过孔784的长度。随着渐缩端部782进入沉孔786，挠性锁止件780向外偏转回来，并且横向表面783啮合内肩部787，以使外罩756固紧在一起。为了分开两个外罩756，挠性锁止件780经过沉孔786向内偏转，直到横向表面783离开内肩部787，此后可以将两个外罩756拉开。应该理解，这种连接设备仅作为示例，因此用于外罩756的其他连接设备也可以采用，同时落入本发明公开内容的范围之内。
现在参照图49-50和54-55，如果连接部如图所示为肘形结构或T形结构(未示出)，则连接件组件504还设置有机盖800，其中相邻伴热组件502不设置在连接件组件504一侧。因此，机盖800在配合加热器组件720和外部环境之间提供额外的介电绝缘，同时还提供接触安全的温度并改善外观。如图53和54更为清晰地示出，机盖800包括外壁802和内壁804，两者之间限定间隙806，用于绝缘或介电隔离。机盖800进一步包括挠性夹子808，其适配于放置在机壳构件702外壁810上，将机盖800固紧到整个连接件组件504上。
应该理解，本文所示和所述的示例连接件组件504配置成用于目标系统中的肘形连接，连接件组件504的几何形状和特征及其各部件可以根据目标系统中采用的连接部而变化。例如，如果连接件组件504适配于放置在T接头或交叉接头上，或者甚至放置在单独的部件诸如用作示例的泵上，则连接件组件540部件的尺寸和形状可以相应调节。因此，本文所述和所示连接件组件540的具体设计不应该理解为限制本发明的范围。
在本发明公开内容的另一种形式中，伴热组件502和连接件组件504“匹配”，以实现穿过它们界面的均匀温度。更具体地说，在连接件组件504和伴热组件502上可能需要不同的功率密度，因此，为它们考虑了不同的功率密度。
在另一种形式中，可以沿着绝缘套512的内表面513和/或机壳构件702和704提供反射表面涂层，以减小所需功率并降低模块化加热器系统500部件的外表面温度。这种反射表面涂层优选具有较低的辐射系数，并且作为示例可以包括铝箔或其他借助气相沉积处理施加的低辐射系数材料。同样，可以在导管13和包围伴热节段510的半导体聚合物材料24或导电芯部的介电或绝缘材料26或覆盖物之间(伴热节段的基本结构及其附图标记参见图3和4)施加高辐射材料。这样，高辐射材料将改善伴热节段510和导管13之间的热传递。
现在参照图56-58，示出了另一种形式的伴热组件，总体由附图标记820指代。伴热组件820一般包括被绝缘护套824包围的伴热节段，以及如前所述的终端构件和连接件组件，后两者为了清晰的原因而未示出。在本发明的这种替代形式中，隔离件826包含在绝缘护套824内而非如前所示和所述的伴热节段822内。如图所示，隔离件826优选呈翅片形式，但是应该理解，也可以采用其他几何形状和构造，同时仍落入本发明的范围内，其示例将在以下更为详细地说明。隔离件826优选从绝缘护套824内表面828向靠近包围伴热节段822半导体聚合物芯部832的介电覆盖物830径向延伸，从而在绝缘护套824和伴热节段822之间形成通道。优选隔离件826远端部分834与伴热节段822物理接触，以便隔离件826将伴热节段822同心定位在绝缘护套824内。这样，隔离件826的远端部分834的位置和形状就与伴热节段822的形状和/或尺寸相适应，伴热节段的形状也可以不是图中所示的圆形。
除了隔离件826之外，绝缘护套824另外包括在外壁838和内壁840之间纵向延伸的腔836，其被支撑件842分开。支撑件842与隔离件826联合形成，如图所示，但是支撑件842和隔离件826可以设置在绝缘护套824周围分开的位置上，此时仍落入本发明的范围内。如前所述，腔836以如图所示的空气方式提供绝缘，以便减少操作过程中伴热节段822向外部环境损失的热量。此外，腔836和/或伴热节段822和绝缘护套之间的空间、隔离件826之间的空间可以填充绝缘材料，诸如泡沫或者如前所述的其他低辐射材料。
优选绝缘护套824形成单个一件，但仍然具有挠性，以便安装在伴热节段822周围。因此，绝缘护套824包括相对着唇部852和锁止凸片854形成的缩减区域850。缩减区域850优选通过绝缘护套824较厚的壁节段856形成并限定外凹部858、腹板部分860和内凹部862。缩减区域850因此将绝缘护套824分成第一部段864和第二部段866。绝缘护套824优选由半刚性聚合材料诸如前面所述的聚碳酸酯制成，因此缩减区域850尤其是腹板部分860提供“活动铰链”以便第一部段864和第二部段866可以围绕缩减区域850旋转。由于第一部段864和第二部段866相向旋转，所以锁止凸片856如图所示那样啮合唇部852，从而将绝缘护套824固紧在伴热节段822周围。因此，绝缘护套824具有优势地设置为单个一件，而非如前所述和图示的多件。此外，可以在绝缘护套824周围采用多个缩减区域850而非单个缩减区域850，此时仍落入本发明的范围内。
参照图59a和59b，示出了绝缘隔离件的替代形式，并且总体由附图标记870指代。如图所示，绝缘隔离件870在绝缘护套824周围周向延伸而非如前所述和图示的那样纵向延伸，因此，在本发明的该示例结构中呈现“环形”。作为示例，隔离件870可以沿着绝缘护套824的长度连续且均匀的间隔开，如图59a所示，或者不连续且交错间隔开，如图59b所示。此外，隔离件8270长度和几何构造可以不同，并且仍然可以作为伴热节段822(未示出)的一部分而非作为如图所示的绝缘护套824的一部分。此外，虽然周向隔离件870优选作为绝缘护套824(或者伴热节段822)整体的一部分，但是隔离件870可以为单独的部件，组装到绝缘护套824或伴热节段822。例如，如图59c所示，绝缘护套824(或者伴热节段822)可以包括接收单独隔离件870’的多个狭槽872，这些隔离件可以互换且可以根据具体应用要求改变数量/间隔。这样，隔离件870’包括凸起874，该凸起的尺寸能配合并固紧到狭槽872中，如图所示。凸起874则滑动啮合在狭槽872中，将隔离件870’固紧在希望位置。
回头参照图57，伴热节段822包括包围半导体聚合物芯部832的介电覆盖物830，以及沿着伴热节段822长度延伸来施加电力的一对导体831。在本发明的一种形式中，介电覆盖物830(在图示和所述的多种几何构造中)优选与半导体聚合物芯部832(在一次挤压过程或多次挤压过程中)共挤压。在另一种形式中，介电覆盖物830单独形成并且在半导体聚合物芯部832周围滑动啮合。在另一种形式中，介电覆盖物830借助于涂刷、喷涂、浸渍、卷绕、热收缩或其他类似施加方法施加到半导体聚合物芯部832，而不是作为滑套在半导体聚合物芯部832上的单独部件。此外，介电覆盖物830可以通过这些方式替代地施加到实际导管13上(参见图5-8)，而非施加在半导体聚合物芯部832上，或者两者皆为。对于相对低温并因此不要求热绝缘的应用场合来说，介电覆盖物830可以从伴热节段822上取消，以便仅由半导体聚合物芯部832和导体831形成伴热节段822。因此，在特定应用场合下，伴热节段822可以不带任何介电覆盖物830。应该理解，这种变形也应当落入本发明的范围内。
现在参照图60和61，示出了另一种形式的伴热组件，并总体由附图标记880指代。伴热组件880包括载体882，其适配地放置在导管13周围；和固紧到载体882的伴热节段884。在这种实施方式中，可以采用标准/传统伴热节段884，而不需要将伴热节段884像前述那样形成导管13的形状。因此，载体882包括限定导管13互补形状的内表面886以及如图所示在导管13周边至少一半的部分周围延伸的延伸部887。载体882进一步包括凹陷的上表面888，其尺寸能接收伴热节段884。伴热节段884可以利用各种方式固紧在凹陷上表面888内。例如，伴热节段884可以压力配合或卡入凹陷上表面888内，载体882可以包括固紧伴热节段884的特征件，额外的部件(例如，保持夹)可以用来将伴热节段884固紧到载体882，或者可以用粘结剂将伴热节段888固紧在载体882内，还有其他紧固或固紧方法。优选载体882由诸如铝、黄铜、铜或导电聚合物的材料制成，以便伴热节段884产生的热量可以有效地传递到导管13。应该理解，前述绝缘护套还可以与伴热组件880一起使用，此时仍落入本发明的范围内，即使这种绝缘护套并未在本实施方式中明示出来。
参照图62a和62b，示出了载体的替代形式，并分别总体由附图标记882a和882b指代。如图62a所示，载体882a限定凹陷上表面888a，其限定了弯曲几何形状来适应相应弯曲的伴热节段884a。弯曲的几何形状因此改善了伴热节段884a向导管13的热传递，因为伴热节段884a基本上跟随底层导管13的轮廓。如图62b所示，载体882b限定多个凹陷上表面882b，它们可以如图所示那样弯曲或者如图60和61所示那样相对平直或平坦。这样，载体882b优选用在导管13尺寸相对较大且需要多个伴热节段884b来充分包围导管13的场合。
在一种形式中，载体882优选为铝挤压件，但是也可以采用能够从伴热节段884向导管13充分传递热量的其他材料，此时仍落入本发明的范围内。例如，载体882可以替代地为聚合物材料。此外，除挤压之外的替代制造方法，例如机加工，也可以采用，此时仍落入本发明的范围内。
现在参照图63到65，示出了一种形式的伴热节段，具有替代的端部终端，并且总体由附图标记900指代。伴热节段900包括剥开的端部部分802，其中介电覆盖物904和导电芯部906的一部分向后剥开，以使一对导体908和介电覆盖物904的内壁如图所示那样暴露出来。然后终端构件910滑套在伴热节段900上，如图所示，以便伴热节段900的内壁912在收容于终端构件910内的部件(例如，引线914、导电芯部906和筒形压接件916)和导管13之间提供额外的介电隔离，除了消除任何看到终端构件910内侧的电连接件的视线之外。终端构件910还包括如图所示的特征件，以便覆盖或重叠伴热节段900的外表面来提供介电隔离并减少如前所述的视线。此外，端盖918如图所示那样固紧到终端构件910，类似于前述的端盖。
在另一种端部终端实施方式中，如图66到69所示，示出了具有替代端部终端的伴热节段，并总体上由附图标记920指代。伴热节段920包括剥开的端部部分922，其中介电覆盖物924和导电芯部926的一部分向后剥开，以便仅一对导体928从伴热节段920剥开的端部部分922延伸。如图进一步示出，端部屏蔽件932置于伴热节段920剥开的端部部分922上，一对导体928穿过端部屏蔽件932的导向件934延伸。一般来说，采用端部屏蔽件932来提供额外的介电效果，并减少到达导管13的视线。终端构件936则贴靠端部屏蔽件932固紧，并如前所述那样收容引线和电连接件。此外，端盖938如图所示那样固紧到终端构件936，类似于前述的端盖。
现在参照图70，示出了伴热组件的一种替代形式，并总体由附图标记940指代。伴热组件940包括导电芯部942和设置在其中的一对导体944，结构类似于前述的构造，但是在导电芯部942周围如图所示采用了多件式介电覆盖物。在这种实施例中，多件式介电覆盖物包括内覆盖物942和外覆盖物946，各自分别包括弯曲的端部部分948和950。弯曲的端部部分948和950彼此重叠并在导体944和导电芯部942周围如图所示地延伸，以便将多件式介电覆盖物固紧到导电芯部942。内覆盖物943和外覆盖物946都优选与导电芯部942及其导体944分开形成，因此并非共挤压成形。除了弯曲端部部分948和950，覆盖物可以通过热密封、焊接、粘结或者借助任意数量的其他已知方法彼此固紧。例如，图71所示，内覆盖物943’包括隔离件945，而外覆盖物946’借助任意的所述方法沿着结合部954固紧到隔离件945。
如图72所示，如图所示基本上由附图标记960指代的伴热节段包括如前所述与绝缘护套相关的“活动铰链”。伴热节段包括如图所示的缩减区域962，该区域包括外凹部964、腹板部分966和内凹部968。因此，缩减区域962将伴热节段960分成第一部段970和第二部段972。因此，缩减区域962，特别是腹板部分966提供了“活动铰链”，以使第一部段970和第二部段972可以围绕缩减区域962旋转。因此，伴热节段960在该替代形式中可以更容易地安装到导管(未示出)上。此外，应该理解，可以在伴热节段960周围采用多个缩减区域962而非单一缩减区域962，此时仍落入本发明的范围内。
现在参照图73和74，示出了配合适配器的一种替代形式(以前在参照图50-52的替代形式中进行过图示和说明)，并总体由附图标记980指代。配合适配器980包括开口982，其尺寸匹配相邻的配件983，如图所示；以及凹陷外周边984来收容伴热节段754(未示出)，如前所示和说明的那样。配合适配器980包括延伸部986和988，它们沿着固紧到相邻配件983的导管(未示出)的一部分延伸。或者，延伸部986和988沿着相对较短的导管的整个节段定位，因此一定程度上难于像前述和图示的那样与伴热组件配合。这样，配合适配器980的延伸部986和988能够将热量从设置于凹陷外周边984内的伴热节段954(未示出)分布到导管的底层部分。因此，在采用热量分布延伸部986和988的情况下，在导管的某些节段就不需要有单独的热发生元件(即，伴热组件)。应该理解，可以采用多于或少于两个的延伸部986和988，并且延伸部986和988长度和几何形状可以不同，此时仍落入本发明的范围内。
如图进一步示出，配合适配器980包括内凹槽990，该内凹槽适配地收容伴热组件的相邻节段，如前所述和图示的那样。此外，应该理解，开口982的形状可以根据插入其中的相邻配件的形状改变，因此如前所述和图示的矩形形状不应该理解为限制本发明的范围。
参照图75和76，示出了绝缘护套的另一种形式，并总体由附图标记1000指代。如图所示，绝缘护套1000包括第一节段1002和相对于第一节段1002定位的第二节段1004，它们借助铰链1020接合在一起。铰链1020优选与第一节段1002和第二节段1004共挤压成形，因此形成用于绝缘护套1000的单个单一主体。铰链1020优选分别与第一和第二节段1002和1004的外表面1022和1024平齐，并抵靠第一和第二延伸部1030和1032，如图所示。因此，铰链1020由弹性材料形成，以便第一和第二节段1002和1004各自可以相对于彼此旋转，用于安装和拆卸。
如图进一步示出，第一节段1002包括限定有凹部1008的开口端部部分1006，并且第二节段1004包括挚子1010，该挚子啮合第一节段1002的凹部1008，如图所示。挚子1010啮合凹部1008，从而将第一节段1002固紧到第二节段1004，因此通过连接部将绝缘护套1000固紧在伴热节段(未示出)周围，该连接部可以方便地啮合用于安装，并可以方便地脱开用于拆卸。
在本发明的其他形式中，考虑了各种“指示”装置，指示了加热器系统的状态和条件，并可以从外部环境进行监控。例如，发光二极管(LED)可以沿着伴热组件放置在目标位置以表示该系统是否在操作。LED可以放置在伴热组件的具体节段内，或者可以替代地放置在该系统内的各个电连接件内。在另一种示例中，热变色涂层可以沿着该系统的外表面施加在任何地方，例如伴热组件上、连接件组件上，以表示该系统特定位置的温度。或者，热变色添加剂可以用于特定的树脂系统中，例如用于绝缘护套中。此外，离散温度传感器可以用在该系统中，用于表示希望位置的温度，以及用温度传感器进行温度控制。应该理解，各种“指示”装置也应认为落入本发明的范围内。
本发明公开内容的说明在本质上仅作为示例，因此不背离本发明公开内容的精神的变形应该包括在本发明公开内容的范围之内。例如，用于伴热节段的导电聚合材料可以是半导体材料，以便自身调节温度，或者可以为非半导体材料，从而不经由材料调节温度而是经由控制系统来进行。此外，热绝缘护套可以与任何形状或几何形态的外机壳诸如刚性塑料外机壳配合，以防止热绝缘护套受到外部环境破坏。这种变形不能认为背离本发明公开内容的精神和范围。
Claims (27)
1.一种伴热组件，包括：
伴热节段，该伴热节段包括：
一对总线导体；
半导体聚合材料，该半导体聚合材料包围所述总线导体并且用作加热元件；
包围所述半导体聚合材料的介电材料；以及
包围所述介电材料的绝缘外护套；
包围所述伴热节段的绝缘护套；
设置在所述伴热节段和所述绝缘护套之间的多个隔离件，和
形成在所述伴热节段和所述绝缘护套之间以及形成在所述多个隔离件之间的多个对应通道。
2.如权利要求1所述的伴热组件，其特征在于，所述隔离件与所述绝缘护套整体形成。
3.如权利要求1所述的伴热组件，其特征在于，所述隔离件与所述伴热节段整体形成。
4.如权利要求1所述的伴热组件，其特征在于，所述隔离件为组装到所述绝缘护套上的单独的部件。
5.如权利要求1所述的伴热组件，其特征在于，所述隔离件是组装到所述伴热节段上的单独的部件。
6.如权利要求1所述的伴热组件，其特征在于，所述隔离件为翅片。
7.如权利要求1所述的伴热组件，其特征在于，所述隔离件为所述绝缘护套的一部分并限定远端部分，且所述远端部分与所述伴热节段物理接触，从而将所述伴热节段同心定位在所述绝缘护套内。
8.如权利要求1所述的伴热组件，其特征在于，所述多个通道填充有从以下各项组成的组中选择的材料：绝缘材料和低辐射材料。
9.如权利要求1所述的伴热组件，其特征在于，所述绝缘护套还包括在所述绝缘护套的外壁和内壁之间纵向延伸的多个腔。
10.如权利要求9所述的伴热组件，其特征在于，所述多个腔填充有从以下各项组成的组中选择的材料：绝缘材料和低辐射材料。
11.一种用于加热系统的绝缘护套，该加热系统具有至少一个伴热节段，该伴热节段包括：一对总线导体；半导体聚合材料，该半导体聚合材料包围所述总线导体并且用作加热元件；包围所述半导体聚合材料的介电材料；以及包围所述介电材料的绝缘外护套，所述绝缘护套包括从所述绝缘护套内表面向内朝所述伴热节段延伸的多个隔离件，其中，在所述伴热节段和所述绝缘护套之间以及在所述多个隔离件之间形成多个通道。
12.如权利要求11所述的绝缘护套，其特征在于，所述隔离件与所述绝缘护套整体形成。
13.如权利要求11所述的绝缘护套，其特征在于，所述隔离件为组装到所述绝缘护套上的单独的部件。
14.如权利要求11所述的绝缘护套，其特征在于，进一步包括多个部段和设置在所述部段之间的至少一个缩减区域，所述缩减区域允许所述部段围绕该缩减区域旋转。
15.如权利要求14所述的绝缘护套，其特征在于，所述部段和所述缩减区域与所述绝缘护套整体形成，以使所述绝缘护套成为单个单一部件。
16.如权利要求11所述的绝缘护套，其特征在于，所述隔离件沿着所述绝缘护套的长度纵向延伸。
17.如权利要求11所述的绝缘护套，其特征在于，所述隔离件围绕所述绝缘护套周向延伸。
18.如权利要求11所述的绝缘护套，其特征在于，所述隔离件沿着所述绝缘护套的长度不连续。
19.一种用于加热系统的伴热节段，所述伴热节段包括：一对总线导体；半导体聚合材料，该半导体聚合材料包围所述总线导体并且用作加热元件；包围所述半导体聚合材料的介电材料；包围所述介电材料的外绝缘护套；从所述伴热节段外表面向外朝向绝缘护套延伸的多个隔离件，在所述伴热节段和所述绝缘护套之间以及在所述多个隔离件之间形成多个通道。
20.如权利要求19所述的伴热节段，其特征在于，所述隔离件与所述伴热节段整体形成。
21.如权利要求19所述的伴热节段，其特征在于，所述隔离件为组装到所述伴热节段上的单独的部件。
22.如权利要求19所述的伴热节段，进一步包括多个部段和至少一个设置在所述部段之间的缩减区域，所述缩减区域允许所述部段围绕所述缩减区域旋转。
23.如权利要求22所述的伴热节段，其特征在于，所述部段和所述缩减区域与所述伴热节段整体形成，以使所述伴热节段成为单个单一部件。
24.如权利要求19所述的伴热节段，其特征在于，所述隔离件沿着所述伴热节段的长度纵向延伸。
25.如权利要求19所述的伴热节段，其特征在于，所述隔离件围绕所述伴热节段周向延伸。
26.如权利要求19所述的伴热节段，其特征在于，所述隔离件沿着所述伴热节段的长度不连续。
27.如权利要求19所述的伴热节段，其特征在于，所述伴热节段包括包围所述半导体聚合材料的介电覆盖物，所述介电覆盖物包括多个部件。
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