CN103363239B - 模块化加热器系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种加热器系统，其包括混合式绝缘盖部，该绝缘盖部具有围绕铰接的承载构件和伴热节段设置的第一盖部、以及与第一盖部可操作地接合且适于围绕加热目标和其变化的几何形状可拆卸地设置的第二盖部。还设有具有与第二盖部相似结构的柔性绝缘护套以用于与连接器组件一起使用。另外，提供一种加热器系统，其包括至少一个伴热节段，该至少一个伴热节段被包覆在相邻的绝缘构件内以用于加热半导体加工系统的输气管线和泵吸管线。

Description

模块化加热器系统

本申请是名称为“模块化加热器系统”、国际申请日为2010年1月7日、国际申请号为PCT/US2010/020330、国家申请号为201080008303.8的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本公开总体上涉及使用在管线中的电加热器，更具体地，涉及使用在输气管线和泵吸管线(例如作为示例的半导体加工系统)中的电加热器。

背景技术

本节中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息且可以不构成现有技术。

从例如油井或水库之类的供给源供给诸如油、气、水等之类的流体需要通过导管等传输这种流体。除了将流体保持在等于或高于某一温度以外，通常还必须保持流体在导管内自由地或不受限制地流动。目前，通常围绕管道使用呈电缆或带的形式的在本领域中称为“伴热装置”的电加热器，以向管道及由此向流体提供热。另外，管道和伴热装置有时由热绝缘护套包围以减小向周围环境的热损失。

伴热电缆因它们的相对简单性和低成本而成为用于加热这种流体管道的常用设备。通常，伴热电缆沿管道的长度设置或者围绕管道包绕并且在规则的间隔处利用箍带、保持绑带或其他合适的紧固件紧固，这些其他合适的紧固件如在Montierth等人的美国专利No.5,294,780、Barth等人的美国专利No.5,086,836、Montierth等人的美国专利No.4,791,277、Leavines的美国专利No.4,152,577、Horner的美国专利No.4,123,837、Johnson的美国专利No.3,971,416以及Bilbro的美国专利再发行No.29,332中所示。将伴热电缆紧固至管或管道已经被证实为耗时且费力，特别是对于公用事业管线的更换和连续制造工艺等等，这些过程中时间很关键。

为了加快公用事业管线的更换，美国专利No.6,792,200提出了一种预制伴热管，其中要被加热的管、伴热装置、以及用于将伴热装置电连接至电源的连接器事先被固化且一体形成，并且在更换老旧管的需求出现之前被库存。虽然该预制管就公用事业管线的更换而言节约了一些时间，但是其需要定制的伴热管，从而增加了非期望的库存空间以及制造和维护费用。

发明内容

在一个形式中，提供了一种加热器系统，其包括多个铰接的承载构件，每一个铰接的承载构件都限定有内周表面、外接收部分、和端部分。多个伴热节段设置在铰接的承载构件的外接收部分内，伴热节段限定出端部分。端配件设置在铰接的承载构件的端部分和伴热节段的端部分的附近。第一盖部围绕铰接的承载构件和伴热节段的至少一部分设置，第一盖部紧固至端配件，而第二盖部与第一盖部可操作地接合且适于围绕铰接的承载构件和伴热节段的至少一部分可拆卸地设置。

在另一形式中，提供了一种加热器系统，其包括至少一个伴热节段、与伴热节段相邻设置的第一绝缘构件、以及与第一绝缘构件相对且与伴热节段相邻设置的第二绝缘构件。第一和第二绝缘构件相互紧固且包覆伴热节段。

在又一形式中，提供了一种加热器系统，其包括具有本体的热绝缘护套，所述本体限定有外壁和内壁，所述本体包括至少一个沿内壁设置的凹穴。至少一个被包封的加热元件设置在凹穴内，所述被包封的加热元件包括至少一个伴热节段、与伴热节段相邻设置的第一绝缘构件、以及与第一绝缘构件相对且与伴热节段相邻设置的第二绝缘构件。第一和第二绝缘构件相互紧固且包覆伴热节段。盖部围绕热绝缘护套设置。

在又一形式中，提供了一种加热器系统，其包括多个铰接的承载构件，每个铰接的承载构件限定有内周表面、外接收部分、和端部分。多个伴热节段设置在铰接的承载构件的外接收部分内，伴热节段限定出端部分。端配件设置在铰接的承载构件的端部分和伴热节段的端部分的附近。柔性盖部与端配件可操作地接合且适于围绕铰接的承载构件和伴热节段的至少一部分可拆卸地设置。

从本文提供的描述中，其他应用领域将变得明显。应当理解，描述和具体的示例是出于仅说明的目的且并非意在限定本公开的范围。

附图说明

从详细的描述和附图中，将更全面地理解本公开，图中：

图1是示意图，示出了将模块化伴热组件应用至被加热的半导体输气管线和泵吸管线的一种应用；

图2是围绕输气管线或泵吸管线设置的现有技术的伴热电缆的立体图；

图3是现有技术的伴热电缆的立体剖视图；

图4是图3所示的现有技术的伴热电缆沿线3-3截取的横截面图；

图5是根据本公开的第一实施例的紧固至管道系统的模块化伴热组件的立体图；

图6是根据本公开的教导的图5所示的模块化伴热组件的分解立体图；

图7是根据本公开的教导构建的图5和图6所示的伴热节段的立体图；

图8是根据本公开的教导的图7所示的伴热节段的端视图；

图9是根据本公开的教导构建的用于被加热管道的热绝缘护套的立体图；

图10是根据本公开的教导构建的且具有可选的凹穴构型的热绝缘护套的端视图；

图11是根据本公开的教导构建的用于被加热管道的热绝缘护套的另一形式的立体图；

图12是根据本公开的教导构建的用于被加热管道的热绝缘护套的又一形式的立体图；

图13是根据本公开的教导构建的用于被加热管道的热绝缘护套的又一形式的立体图；

图14是根据本公开的教导构建的模块化伴热组件的另一实施例的立体图；

图15是根据本公开的教导的图14所示的模块化伴热组件的另一立体图；

图16是根据本公开的教导的图15所示的模块化伴热组件的分解立体图；

图17是根据本公开的教导的连接器组件的后部立体图；

图18是根据本公开的教导的连接器组件的分解立体图；

图19是根据本公开的教导构建的配件加热器组件的局部立体图；

图20是根据本公开的教导构建的配件加热器组件的另一局部立体图；

图21是根据本公开的教导构建的且具有卡扣特征的外壳的可选实施例的立体图；

图22是根据本公开的教导构建的且与壳构件接合的盖部的立体图；

图23是根据本公开的教导的与壳构件接合的盖部的侧视图；

图24是根据本公开的教导构建的且利用承载装置的伴热组件的另一形式的立体图；

图25是根据本公开的教导的具有承载装置的伴热组件的分解立体图；

图26a是根据本公开的教导构建的承载装置的可选形式的端视图；

图26b是根据本公开的教导构建的承载装置的另一可选形式的端视图；

图27是根据本公开的原理构建的加热器系统的立体图；

图28是根据本公开的原理构建的加热器系统的放大立体图；

图29是根据本公开的原理构建的加热器系统的分解立体图；

图30是根据本公开的原理构建的铰接的承载构件和伴热节段的端视图；

图31是根据本公开的原理构建的铰接的承载构件和伴热节段的端视图；

图32是根据本公开的原理构建的铰接的承载构件和伴热节段的分解端视图；

图33是根据本公开的原理构建的相对于彼此围绕目标旋转的铰接的承载构件和伴热节段的横截面图；

图34是根据本公开的原理构建的加热器系统的不同内部部件的立体图；

图35是根据本公开的原理构建的加热器系统的端视图，其示出了盖部、支座、以及保持构件；

图36是立体图，示出了根据本公开的原理构建的多个承载构件和电阻加热元件；

图37是根据本公开的原理构建的具有混合形式的盖部的加热器系统的立体图；

图38是根据本公开的原理的加热器系统的横截面图，其示出了容纳有加热目标配件的盖部；

图39是根据本公开的原理构建的第二柔性盖部的俯视图；

图40是根据本公开的原理构建的具有柔性绝缘护套的连接器组件的立体图；

图41是根据本公开的原理的从连接器组件中松开的柔性绝缘护套的立体图；

图42是根据本公开的原理的连接器组件的横截面图；

图43是根据本公开的原理构建的具有伴热节段和绝缘构件的加热器系统的立体图；

图44是根据本公开的原理的图43的分解图；

图45是根据本公开的原理的图43所示的加热器系统的横截面图；

图46是根据本公开的原理构建的且围绕弯曲的加热目标设置的加热器系统的立体图；

图47是根据本公开的原理使其盖部松开的图46所示的加热器系统的立体图；

图48是根据本公开的原理的与图46所示的加热器系统相似的加热器系统的横截面图；

图49是根据本公开的原理构建的具有柔性盖部的加热器系统的立体图；

图50是安装有根据本公开的原理的图49所示的加热器系统的柔性盖部的横截面图。

在附图中的若干视图中，相应的附图标记指示相应的部件。

具体实施方式

以下的描述在本质上是仅示例性的且并非用于限定本公开、应用或使用。

现在更详细地描述根据本公开的加热器的结构。一开始，应当理解，整个说明书中所使用的词语“管道”包括但不限于导管、管、以及其他被包封的或部分被包封的构件以用于传输流体或其他材料，比如粉末或浆体。由本文描述的管道所承载的材料包括固体、液体、和气体并且可以包括作为示例的在半导体加工设备内传输的流体。下面参照这种半导体加工设备对优选实施例的描述在本质上是仅示例性的且绝不用于限制本公开、其应用或使用。因此，本公开的教导并不限于半导体加工设备并且能够被应用至任意的管道系统而保持在本公开的范围内。

参照图1，示出了半导体加工系统10，其通常包括从远程的气体输送系统延伸至加工工具的被加热的输气管线12、以及从加工工具如所示地经多个部件延伸至涤气装置的被加热的泵吸管线14。在操作期间，输气管线12和泵吸管线14必须根据特定的工艺需求被加热，该加热典型地利用如图2所示的伴热电缆16完成。伴热电缆16如所示地沿着输气管线12或泵吸管线14的长度设置或包绕，并且利用玻璃带18或其他紧固设备紧固至输气管线12或泵吸管线14。另外，绝缘件20通常围绕伴热电缆16设置以减小向外部环境的热损失。绝缘件20典型地围绕伴热电缆16包绕且围绕输气管线12或泵吸管线14通过分离的带片或系绳紧固在合适的位置。

参照图3和图4，更详细地示出了和描述了伴热电缆16的结构和材料。伴热电缆16典型地包括一对总线导体22，该对总线导体22由用作加热元件的半导体聚合物材料24包围。介电材料或绝缘体材料26包围半导体聚合物材料24，该半导体聚合物材料24可选地由如所示的金属编织材料28包围以用于另外的功能性，比如接地平面。另外，外护套30包围金属编织材料28以保护整个组件，并且外护套30典型的是绝缘材料，比如热塑性塑料。

虽然与其他加热器系统相比具有相对较低的成本，但是伴热电缆16必须在现场被切割成长度段且拼接到合适的连接器或端子内，这通常耗时且费力。另外，伴热电缆16因其有限的覆盖区域以及通过相对简陋的设备紧固至管道而不能如其他加热器系统一样地提供沿管道长度的相对均匀的加热曲线。伴热电缆16因它们的硬度且难以形成管道的形状而提供了与管道的仅偶然的接触。

现在参照图5至图8，根据本公开的第一实施例的适于使用在半导体加工系统10中的模块化伴热组件被示出，并且整体上由附图标记50指示。模块化伴热组件50包括用于接触且加热半导体加工系统10的管道13的伴热节段52。模块化伴热组件50还包括连接器54，连接器54用于紧固相邻的伴热节段52并且用于将模块化伴热组件50紧固至半导体加工系统10的部件上，正如在下面更详细描述的。

伴热节段52优选地形成为如所示的细长形状，并且包括弯曲部分56和一对沿弯曲部分56的纵向方向延伸的相对的锁定边缘58。弯曲部分56具有限定有开口槽62的内表面60，该开口槽62用于围绕管道13设置。内表面60优选地互补于管道13的外表面以允许将伴热节段52紧固至管道13。弯曲部分56优选地包围管道13的全部外表面的至少一半，以提供从伴热节段52到管道13的更均匀的热传递，并且允许伴热节段52通过锁定边缘58围绕管道13自锁定。

如所示，锁定边缘58沿横向于弯曲部分56的纵向轴线的方向间隔开，并且构造成有利于将伴热节段52安装至管道13。因为伴热材料是柔性的，所以当伴热节段的槽62围绕管道13设置时，锁定边缘58能够向外挠曲，并且然后在被释放时被偏置抵靠管道13以将伴热节段52紧固至管道13。

如进一步所示，一对导体64设置在伴热节段52内，优选地如所示的沿锁定边缘58设置，其中导体64从相对端部66和68向外延伸。导体64构造成用于连接至电源(未示出)以用于沿着伴热节段52提供热。如下面更详细描述的，导体64还适于连接至相邻的伴热节段52或相邻的连接器54。虽然在图5至图8中未示出，但是应当理解，伴热节段52包括半导体聚合物材料，包围半导体聚合物材料的介电材料或绝缘体材料，并且可以还包括如前述的用于接地平面的可选的材料及外护套。出于清楚的目的，这些单独的材料未与伴热节段52一起示出。

伴热节段52优选地预形成为与管道13的不同尺寸、例如外径对应的尺寸。还能够根据用于管道13的特定节段的期望长度将伴热节段52切割成长度段。优选地，伴热节段52设置成标准尺寸和长度以易于在比如如所示的半导体加工系统10之类的管道系统内进行修理和更换。因此，根据本公开的教导的加热器系统的模块化结构有利于容易适于管道系统的相对低成本的加热器系统。

现在参照图9，用于伴热管道或被加热管道(未示出)的热绝缘护套整体上由附图标记400指示。热绝缘护套400优选地限定有具有外壁403和内壁404的管状绝缘本体402，该内壁404限定有用于接收被加热管道(可以是如前所述的被加热管道)的槽406。内壁404限定有凹穴408以容置如前述的沿管道的长度设置的常规的伴热电缆。可选地，凹穴408可以采取任意数目的形状，比如如图10所示的弧形凹穴410，以容纳如此处示出和描述的伴热节段52。因此，凹穴408的形状设计成镜像于或符合于伴热节段的形状而无论该形状可能是什么。另外，具有凹穴408的热绝缘护套400能够可选地设有狭缝412，使得护套400能够变形并且设置在管道上而不会沿管道的长度滑动。此外，处于如所示构型中的热绝缘护套400能够用于将一个或更多个伴热节段抵靠管道准确地定位以用于控制向环境的热损失的目的。

参照图11，用于被加热管道的热绝缘护套的另一形式整体上由附图标记420指示。热绝缘护套420优选地限定有管状绝缘本体422，该管状绝缘本体422限定有外壁423和内壁425。管状绝缘本体422由在外壁423与内壁425之间纵向延伸的多个气腔424形成，如图所示。气腔424由此提供了一区域，以提高沿伴热节段的热耗散的均匀性且减小经热绝缘护套420的热损失。

参照图12，用于被加热管道且具有气腔的热绝缘护套的另一形式整体上由附图标记430指示。热绝缘护套430优选地限定有管状绝缘本体432，该管状绝缘本体432具有外壁433和内壁435。如所示，管状绝缘本体432具有形成在内壁435内且沿管状绝缘本体432的纵向方向设置成某种随机构型的多个气凹穴434。因此，气凹穴434减小了经热绝缘护套430的热损失。

参照图13，用于被加热管道的热绝缘护套的又一形式整体上由附图标记440指示。热绝缘护套440限定有管状绝缘本体442，该管状绝缘本体442具有由相对的纵向边缘446和448限定的纵向狭缝444。相对的纵向边缘446和448沿周向方向间隔开并且适当地间隔开以允许围绕被加热管道设置。更具体地，管状绝缘本体442由柔性材料，比如硅橡胶板或泡沫、氯丁橡胶、聚酰亚胺泡沫或带形成，使得纵向边缘446和448向外挠曲并且随后被偏置抵靠被加热管道。

如进一步所示，纵向边缘446中的一个设有翼片(flap)452，以用于在热绝缘护套440围绕被加热管道设置后与纵向边缘446中的另一个正确地接合。利用翼片452来关闭纵向狭缝444有助于减小向外部环境的热损失。优选地，翼片452也由热绝缘材料制成以提供热绝缘。翼片452可以由粘胶带制成、或者设有粘胶涂层、或者可选地是或包括机械卡扣等其它紧固技术的翼片，使得翼片452紧固至纵向边缘448的另一个上并且沿着管状绝缘本体442的外表面。

在如此处所述的热绝缘护套实施例中的每一个中，护套优选地挤压成型。另外，应当理解，多个特征中的任一个，例如气腔、定尺寸成伴热节段几何形状的凹穴、纵向狭缝、以及翼片，可以单独地设置或相互结合地设置而保持在本公开的范围内。此外，可以设有多个凹穴以有利于多个伴热节段52而不会偏离本公开的精神和范围。

现在参照图14-图16，模块化加热器系统的另一形式被示出并且整体上由附图标记500指示。通常，模块化加热器系统500包括伴热组件502和连接器组件54。出于清楚的目的，示出了仅一个(1个)伴热组件502和一个(1个)连接器组件504，并且应当理解，模块化加热器系统500能够并且通常取决于最终的应用而包括伴热组件502和连接器组件504中的任一种或两种的多个。

伴热组件502适于接触和加热例如如先前在图1和图2中所述和所示的半导体加工系统10的管道13。应当理解，模块化加热器系统500能够应用至多个最终的应用中，由此，如此处示出和描述的半导体加工系统10是仅示例性的。相应地，这些最终的应用在下文中称为用于模块化加热器系统500的“目标系统”。连接器组件504也适于接触和加热例如目标系统的接合部、连接器或其他部件。另外，连接器组件504使相邻的伴热组件502相互紧固并且容纳目标系统的接合部、连接器或其他部件。连接器组件也向目标系统提供热并且提供绝缘以防止向外部环境的热损失，以及其他功能，正如下面更详细描述的。

类似于先前所述的伴热节段52(图7和图8)，伴热节段510优选地预成形为与例如管道13的不同尺寸、或外周边相对应的尺寸。伴热节段510优选地被挤压成型并且也能够根据用于管道13的特定节段的期望长度被切割成长度段。优选地，伴热节段510设置成标准尺寸和长度以易于在比如先前示出和描述的半导体加工系统10之类的管道系统内进行修理和更换。因此，根据本公开的教导的加热器系统的模块化结构有利于容易适于例如管道系统的相对低成本的加热器系统。

连接器组件504

现在参照图17和图18，连接器组件504包括壳体700，该壳体700优选地包括多个壳构件702和704。设置在壳体700内的是连接器组件504的另外的部件，包括配件加热器组件750，其在图18-图20中最佳地示出。配件加热器组件750包括配件适配器752、伴热节段754、和外壳756，该外壳756优选地是如所示的两(2)片件。配件适配器752限定有开口760，该开口760定尺寸成配合于目标系统(未示出)的相邻的配件或部件。因此，应当理解，如此处示出和描述的开口760的尺寸和形状是仅示例性的并且不应理解为限定本公开的范围。

配件适配器752还限定有具有沟槽764的凹陷的外周缘762，该外周缘762和沟槽764都定尺寸成容纳如所示的伴热节段754的几何形状。优选地，配件适配器752是诸如铝之类的传导材料，但是，其他材料也可以被使用而保持在本公开的范围内。可选地，配件适配器752可以包括多个狭缝768(虚线示出)以提供用于开口760的膨胀并且由此更紧密地与目标系统的相邻配件接触。

优选地，外壳756设置成如所示的对称的、可互换的片件。外壳756包括外壁770和内壁772，该外壁770和内壁772限定有位于其间的管道774。管道774提供了用于将引线(未示出)连接至伴热节段754的通道。外壳756还包括铰链元件776，该铰链元件776与壳构件702和704的铰链元件730协作，该铰链元件730也示出在图49中。这样，铰链元件776优选地包括销778，该销778适于设置在壳构件铰链元件730的孔731(图18)内。另外，管道774如所示地延伸穿过铰链元件776以提供用于连接至伴热节段754的引线的出口。优选地，铰链元件776如所示地设置在延伸部779上，其中，该延伸部779作为用于引线的应变消除部。

外壳756还优选地包括如所示地从它们的外表面782延伸的多个支座780。这些支座780用于将配件加热器组件750在壳体700内正确地定中心、或定位。

在外壳756的一可选的形式中，如图21中所示，采用卡扣特征将两个外壳756相互牢固地连接。(出于清楚的目的示出了仅一个外壳756)。更具体地，外壳756包括从凸台部781中延伸的柔性锁栓780，该凸台部781和柔性锁栓780都优选地与外壳756一体地形成。柔性锁栓780限定有渐缩端部分782，该渐缩端部分782包括如所示的相对平坦的横向面783。如进一步所示，孔784形成为穿过相对的凸台部785，该凸台部785也优选地与外壳756一体地形成。埋头孔786(虚线示出)也形成在相对的凸台部785中，这样限定出内部肩787(虚线示出)。当渐缩端部分782与相对外壳756(未示出)的孔784接合时，柔性锁栓780朝向彼此向内挠曲，使得柔性锁栓780和渐缩端部分782能够横穿过孔784的长度。当渐缩端部分782进入埋头孔786时，柔性锁栓780向外挠曲回，并且横向面783与内部肩787接合以将外壳756紧固到一起。为了分开两个外壳756，柔性锁栓780穿过埋头孔786向内挠曲，直到横向面783跳过内部肩787，而两个外壳756随后能够被拉开。应当理解，该连接装置是仅示例性的并且由此用于外壳756的其他连接装置也可以被采用而保持在本公开的范围内。

应当理解，如此处示出和描述的示例性连接器组件504构造成用于在目标系统内的肘式连接，且连接器组件504和其不同的部件的几何形状和特征将取决于在目标系统内所采用的连接而改变。例如，如果连接器组件540适于设置在T形接合或十字形接合上，或者甚至单独的部件上，比如泵，则作为示例，连接器组件540部件的尺寸和形状将相应地调整。因此，如此处示出和描述的连接器组件540的特定设计不应理解为限定本公开的范围。

在本公开的另一形式中，伴热组件502“匹配”于连接器组件504以获得穿过它们的界面的均匀的温度。更具体地，相比于伴热组件502，在连接器组件504处可能需要不同的功率密度，同样，对每一个组件预期不同的功率密度。

在又一形式中，可以沿绝缘护套512的内表面513和/或壳构件702和704设有反射性表面涂层以减小所需要的功率并且也减小模块化加热器系统500部件的外表面温度。这种反射性表面涂层优选地具有低发射率并且可以包括作为示例的铝箔或其他低发射率材料，这种低发射率材料通过作为示例的气相沉积工艺施加。相似地，高发射率材料可以施加在管道13与介电材料或绝缘体材料26、或者与包围半导体聚合物材料24的盖部、或者与伴热节段510的传导芯之间。(参见图3和图4以用于伴热节段的基本结构及其术语)。同样，高发射率材料能够改进伴热节段510与管道13之间的热传递。

现在参照图24和图25，伴热组件的另一形式被示出并且整体上由附图标记880指示。伴热组件880包括适于围绕管道13设置的承载装置882、以及紧固至承载装置882的伴热节段884。在该实施例中，标准的/常规的伴热节段884能够被采用而不会使伴热节段884形成为如先前描述和示出的管道13的形状。因此，如所示，承载装置882包括限定有互补于管道13的形状的内表面886、以及围绕管道13的外周缘的至少一半延伸的延伸部887。承载装置882还包括凹入的上表面888，该上表面888定尺寸成接收伴热节段884。伴热节段884随后通过多种方式中的任一种紧固在该凹入的上表面888内。例如，伴热节段884可以是压配合或卡扣在凹入的上表面888内，承载装置882可以包括用于紧固伴热节段884的特征，另外的部件(例如，保持夹具)可以用于将伴热节段884紧固至承载装置882，或者粘胶可以用于将伴热节段888紧固在承载装置882内，以及其他固定或紧固的方法。优选地，承载装置882由诸如铝、黄铜、铜、或传导性聚合物之类的材料制成，使得从伴热节段884产生的热能够被有效地传递至管道13。应当理解，如在此处先前示出和描述的绝缘护套也可以与该伴热组件880一起采用而保持在本公开的范围内，即使这种绝缘护套没有与该实施例一起明确地示出和描述。

参照图26a和图26b，承载装置的可选的形式被示出并且整体上分别由附图标记882a和882b指示。如图26a所示，承载装置882a限定有凹入的上表面888a，该上表面888a限定有弯曲的几何形状以容纳对应的弯曲的伴热节段884a。弯曲的几何形状因此提供了从伴热节段884a到管道13的改进的热传递，这是因为伴热节段884a通常遵循在下面的管道13的轮廓。如图26b中所示，承载装置882b限定有多个凹入的上表面888b，这些上表面888b可以是如所示的弯曲的或者相对平直的或平坦的。同样，承载装置882b优选地被采用在以下的应用中：其中管道13具有相对大的尺寸并且需要多个伴热节段884b以充分地包围管道13。

在一个形式中，承载装置882优选地是铝挤压成型的，但是，将热从伴热节段884充分地传递到管道13的其他材料也可以被采用而保持在本公开的范围内。例如，承载装置882可以可选地是聚合物材料。另外，除了挤压成型以外的可选的制造方法，例如机加工也可以被采用而保持在本公开的范围内。

在本公开的其他形式中，构思有不同的“指示”设备，其中加热器系统的状态或情况被指示并且能够从外部环境进行监控。例如，可以沿伴热组件在关键的位置处设置发光二极管(LED)以指示系统是否在操作中。可以将LED设置在伴热组件的单独的节段内或者可选地设置在系统内的不同的电连接中。作为另一示例，可以沿系统外部表面的任意位置，例如，伴热组件、连接器组件施加热致变色涂层，以指示在某一位置处的系统的温度。可选地，可以在用于使用在作为示例的绝缘护套中的某些树脂系统内采用热致变色添加剂。此外，可以在系统内采用分离的温度传感器以用于在期望位置处的温度指示，并且利用温度传感器以用于温度控制。应当理解，这些不同的“指示”设备在本公开的范围内构思。

参照图27-图29，根据本公开的原理的加热器系统被示出并且整体上由附图标记110指示。通常，加热器系统110设计成用于使用在半导体加工系统的加热部件中，比如输气管线和泵吸管线，正如在名称为“模块化加热器系统”的共同待决的美国申请No.11/520,130中描述的，该申请与本申请共同受让并且其全部内容在此通过参引的方式并入。但是，应当理解，如此处阐释的加热器系统110、包括其不同的形式在内，不限于这种应用并且能够被采用在目标要被加热的任意应用中，并且由此对于半导体加工系统的应用不应当理解为限定本公开的范围。

如图29中更清楚所示，加热器系统110包括多个承载构件112和对应的多个电阻加热元件114。呈本公开的该形式的电阻加热元件114是伴热节段，伴热节段设置在如所示的承载构件112内。虽然两个承载构件112和两个对应的电阻加热元件114被示出，但是应当理解，任意数目的承载构件112和电阻加热元件114可以被采用而保持在本公开的范围内。端配件116设置在承载构件112的端部分118和电阻加热元件114的端部分120的附近。在一个形式中，端配件116包括外壳体122和内防护件124，其在下文更详细地进行描述。

两片式盖部126围绕承载构件112和电阻加热元件114设置，并且盖部126紧固至端配件116。虽然盖部126示出为两片，但是盖部126可以可选的是单片或多片，或者具有如在名称为“模块化加热器系统”的共同待决的美国申请No.11/520,130中示出和描述的构型而保持在本公开的范围内。盖部126通常用于将由电阻加热元件114所产生的热保持在加热器系统110内，使得在操作期间更多的热被导向至目标(未示出)并且减小向外部环境的热损失。

加热器系统110还包括保持构件130，该保持构件130围绕承载构件112的至少一部分设置以使承载构件112围绕目标被夹持，这将在下面更详细地进一步示出和描述。另外，支座构件132沿加热器系统110被设置在盖部126与目标之间以提供在电阻加热元件114与盖部126之间的期望的定位，正如下面更详细描述的。

如进一步所示，电阻加热元件114经如图27中所示的引线134电连接至电源(未示出)，引线134在一个形式中具有设置在它们的端部分138处的连接器136，以易于加热器系统110的安装和移除。同样，回头参照图29，电阻加热元件114包括引导延伸部140和卷曲部142，以用于电连接至引线134。

现在参照图30-图33，现在更详细地示出了和描述了承载构件112和电阻加热元件114。如所示，承载构件112中的每一个都限定有内周表面140和外接收部分142。承载构件112的内周表面140适于紧密地靠近加热目标12(图33)，使得从电阻加热元件114产生的热被有效地传递给加热目标12，包括通过辐射传递。同样，在该形式中，内周表面140限定有圆筒形构型以匹配加热目标12的形状，该加热目标12在加热器系统110的一个示例性应用中是管道。但是，应当理解，可以采用内周表面140的任意数目的形状和构型以容纳多个加热目标而保持在本公开的范围内。

电阻加热元件114设置在外接收部分142内，并且外接收部分142优选地构造成符合电阻加热元件114的形状，该电阻加热元件114在该形式中是如所示的伴热节段。同样，外接收部分142限定有扩大的端部分144、中间支承部146、和多个外保持壁148，它们将电阻加热元件114保持在承载构件112内。另外，电阻加热元件114能够符合于由承载构件112的外接收部分142所限定的形状。电阻加热元件114可以在安装之前预成形为外接收部分142的形状，或者可选地，电阻加热元件114可以被安装到承载构件112内并且随后整个组件(承载构件112和电阻加热元件114的组件)形成为加热目标12的形状。另外，加热器系统110如图30所示可以设有仅一个电阻加热元件114，即，具有“空”的承载构件112，或者如图31所示，承载构件112中的每一个都具有对应的电阻加热元件114。也应当理解，多于两(2)组的承载构件112和电阻加热元件114可以被采用而保持在本公开的范围内。例如，三(3)组承载构件112和电阻加热元件114可以围绕目标12设置而保持在本公开的范围内。

如进一步所示，承载构件112限定有连接部分150，该连接部分150在该形式中是铰链元件，使得承载构件112是铰接的承载构件112。更具体地，参照图32和图33，承载构件112中的一个限定有具有内部槽154的纵向突起部152，并且相邻的承载构件112限定有纵向肋156。在该具体的实施例中，纵向肋156如所示地设置在槽154内以提供在承载构件112之间的可旋转的连接。因此，承载构件112和电阻加热元件114中的每一组都能够相对于彼此运动，使得加热器系统112能够被更容易地安装到加热目标上和从加热目标移除。另外，成组的承载构件112和电阻加热元件114能够通过相对运动设置成更靠近加热目标以用于更有效的热传递。应当理解，铰接的承载构件112是仅示例性的，并且适于紧固至相邻的承载构件112和加热目标中的至少一个的其他连接部分150可以被采用而保持在本公开的范围内。这种连接部分150的另外的示例性实施例在下面更详细地示出和描述。

另外，承载构件112可以设有内凹部178(虚线示出)以容纳配件或其他可以沿目标12设置的相邻部件。凹部178可以设置成对应于配件或相邻部件的形状的任意形状或尺寸，并且由此单个承载构件112能够沿加热目标12和其部件延伸而无需使用分离的、单独的承载构件112或其他特别设计的构件来容纳相邻部件或配件。凹部178也可以被采用以容纳温度传感器或结合到加热器系统110内的其他分开的指示设备，比如在名称为“模块化加热器系统”的共同待决的美国专利申请序列No.11/520,130中所公开的那些，该申请的全部内容在此通过参引的方式并入。

参照图36，加热器系统的又一形式被示出并且整体上由附图标记230指示。如所示，加热器系统230包括沿单独的电阻加热元件234的长度延伸的多个承载构件232。因此，在本公开的该形式中，每个电阻加热元件234设有多于一个的承载构件232。应当理解，对于承载构件的这种变型应当理解为落在本公开的范围内，并且由此如此处示出和描述的承载构件的特定形状和方向不应理解为限定本公开的范围。

参照图37-图39，具有混合式盖部的加热器系统被示出并且整体上由附图标记320指示。加热器系统320包括如前阐释的多个铰接的承载构件112、以及多个伴热节段114和端配件116。有利地，混合式盖部包括围绕铰接的承载构件112和伴热节段114的至少一部分设置的第一盖部322、以及与第一盖部322可操作地接合的第二盖部324。在一个形式中，第一盖部322是刚性的，而第二盖部324是柔性的，正如下面更详细描述的。

第二盖部324设计成容纳沿加热目标12设置的配件326(或多个配件)。同样，第二盖部324适于围绕铰接的承载构件112和伴热节段114的至少一部分可拆卸地设置。更具体地，参照图38和图39，在一个形式中的第二盖部324是柔性的并且包括容纳配件326的切除部329，使得加热器系统320能够容易地安装到加热目标12上和从加热目标12移除。另外，第二盖部324还包括固定机构(在该形式中是卡扣330)，以将第二盖部324围绕加热器系统320紧固。在如所示的形式中，有三(3)个卡扣330设置在突片334的端部分332处，该突片334从第二盖部324的中央部分336延伸。应当理解，任意数目的卡扣330或固定机构能够被使用而保持在本公开的范围内。其他固定机构可以包括作为示例的磁性元件、系带、锁栓、和绑带。应当理解，其他形式的固定机构被理解为落在本公开的范围内。

如进一步所示，第二盖部324包括外护套338和内绝缘构件340。外护套338在一个形式中是呈泡沫形式的硅橡胶材料，而内绝缘构件340也是呈泡沫形式的硅橡胶材料。如下面更详细描述的，该泡沫材料形式可以预成形为容纳加热目标的变化的几何形状，并且由此，如此处所示的形状和构型是仅示例性的并且不应理解为限定本公开的范围。

第二盖部324利用粘性材料紧固至第一盖部322，不过可使用其他附接机构。可选地，第二盖部324不是物理地附接至第二盖部324而是替代地通过固定机构并且通过加热目标12的部件定位。通过紧固至第一盖部322并且构造成围绕铰接的承载构件112和伴热节段114包绕，第二盖部324与第一盖部322可操作地接合并且适于根据本公开的教导的可拆卸地设置。

现在参照图40-图42，如上阐释的柔性第二盖部324的理念被延及至如前阐释(图14-图23)的连接器组件504。如所示，绝缘护套350围绕配件加热器组件750(也示出在图18-图20中)设置。绝缘护套350在一个形式中是柔性的硅橡胶材料，包括外护套352和内绝缘构件354。内绝缘构件354在一个形式中是硅橡胶泡沫，并且可以预成形为符合加热目标12的变化的几何形状。另外，绝缘护套350包括固定机构，其在该形式中是卡扣356，以将绝缘护套350围绕配件加热器组件750紧固。

如图43-图45所示，加热器系统的另一形式被示出并且整体上由附图标记360指示。加热器系统360包括至少一个伴热节段362、与伴热节段362相邻设置的第一绝缘构件364、以及与第一绝缘构件364相对且与伴热节段362相邻设置的第二绝缘构件366。第一和第二绝缘构件364、366相互紧固并且如所示地包覆伴热节段362。在一个形式中，第一和第二绝缘构件364、366是柔性的硅橡胶材料。但是，应当理解，可以采用其他类型的绝缘材料而保持在本公开的范围内。另外，第一和第二绝缘构件在本公开的另一形式中可以是单个组化构件而非如此处所示的两(2)个构件。

现在参照图46-图48，如上阐释的加热器系统360被采用在适于围绕加热目标的变化的几何形状设置的结构内。更具体地，加热器系统370包括热绝缘护套372，该热绝缘护套372包括限定有外壁376和内壁378的本体374，而至少一个凹穴380沿该内壁378设置。(也参见图9)。被包覆的加热元件、或加热器系统360如所示地设置在该凹穴380内。此外，盖部382围绕热绝缘护套372设置。

在一个形式中，热绝缘护套372是预成形的硅橡胶泡沫材料。另外，盖部382在一个形式中是柔性的硅橡胶材料。如所示，盖部382包括固定机构(在该形式中是卡扣384)，以将加热器系统370围绕加热目标12紧固。盖部382可以粘附地结合至热绝缘护套372以进行合适的设置。应当理解，除了卡扣以外的其他固定机构，比如或如上所阐释的元件，可以被采用而保持在本公开的范围内。

如进一步所示，热绝缘护套372包括纵向狭缝386以允许将加热器系统370弹性地安装到加热目标上和从加热目标移除。此外，热绝缘护套372包括与加热目标12相当的形状。在该示例性形式中，热绝缘护套372被弯曲以匹配加热目标12的曲率。在其他形式中，热绝缘护套372可以是直线的或采取其他多边形或曲线形状而保持在本公开的范围内。

参照图49和图50，根据本公开的加热器系统的又一形式被示出并且整体上由附图标记390指示。除了连续的、柔性的盖部392围绕承载构件112和伴热节段114设置而非如前述的那样一部分是刚性的和一部分是柔性的以外，加热器系统390与如图37-图39所示的加热器系统320相似。更具体地，柔性盖部392包括外护套394和内绝缘构件396。外护套394在一个形式中是呈泡沫形式的硅橡胶材料，而内绝缘构件396也是呈泡沫形式的硅橡胶材料。如上所阐释的，该泡沫材料形式可以预成形为容纳加热目标的变化的几何形状，并且由此，如此处所示的形状和构型是仅示例性的且不应理解为限定本公开的范围。另外，在柔性盖部392中的多个切除部398可以如前阐释地设置，以容纳加热目标(比如配件399)的变化的几何形状。

在本公开的一个形式中，柔性盖部392还设有如前所述的固定机构。如所示，固定机构是卡扣397，但是，应当理解，其他机构，比如在文中先前所述的那些应该理解成落在本公开的范围内。柔性盖部392在一个形式中紧固至端配件116，而在另一形式中可以仅抵接端配件116。同样，柔性盖部392与端配件116可操作地接合且适于围绕铰接的承载构件112和伴热节段114的至少一部分可拆卸地设置。另外，柔性盖部392利用固定机构、切除部、及其柔性的性质而适于围绕铰接的承载构件112和伴热节段114的至少一部分可拆卸地设置。

虽然已经示出了上述的加热器系统且详述为具有类似于传统的伴热电缆的结构，但是应当理解，除伴热电缆结构之外的其他类型的加热器结构也应当被采用而保持在本公开的范围内。诸如聚合物加热器或层状薄膜加热器等这类加热器类型应当理解为落在本公开的范围内。还应当理解，除本文所述的硅橡胶之外的用于绝缘护套和盖部的其他材料可以被采用而保持在本公开的范围内。例如，其他材料可以包括聚酰亚胺或等。

本公开的描述在本质上是仅示例性的，由此，未偏离本公开的主旨的变型意在包含在本公开的范围内。例如，用于伴热节段的传导性聚合物材料可以是半传导性材料以自调节温度、或者非半传导性材料而使得温度不是经材料而是经控制系统被调节。另外，热绝缘护套可以装配有任意形状或几何形状的外壳体，例如刚性塑料，以保护热绝缘护套免于受到外部环境的破坏。这种变型并不认为偏离于本公开的精神和范围。

Claims (13)

1.一种加热器系统，所述加热器系统包括：

至少一个伴热节段；

第一绝缘构件，所述第一绝缘构件与所述伴热节段相邻设置；

第二绝缘构件，所述第二绝缘构件与所述第一绝缘构件相对且与所述伴热节段相邻设置，所述第一和第二绝缘构件彼此紧固且包覆所述伴热节段，

其中所述第一绝缘构件和第二绝缘构件均限定有一对平坦部分和位于一对平坦部分之间的弯曲部分，所述平坦部分沿着至少一个伴热节段的纵向两侧延伸并且彼此面对，所述第一绝缘构件的平坦部分和第二绝缘构件的平坦部分相接触，所述第一绝缘构件和第二绝缘构件的平坦部分和弯曲部分共同包围所述伴热节段。

2.根据权利要求1所述的加热器系统，其中，所述第一和第二绝缘构件是硅橡胶材料。

3.根据权利要求1所述的加热器系统，其中，所述第一和第二绝缘构件是成组的。

4.一种加热器系统，所述加热器系统包括：

热绝缘护套，所述热绝缘护套包括本体，所述本体限定有外壁和内壁，所述本体包括至少一个沿所述内壁设置的凹穴；

至少一个被包覆的加热元件，所述被包覆的加热元件设置在所述凹穴内，所述被包覆的加热元件包括：

至少一个伴热节段；

第一绝缘构件，所述第一绝缘构件与所述伴热节段相邻设置；

第二绝缘构件，所述第二绝缘构件与所述第一绝缘构件相对且与所述伴热节段相邻设置，所述第一和第二绝缘构件彼此紧固且包覆所述伴热节段；以及

盖部，所述盖部围绕所述热绝缘护套设置。

5.根据权利要求4所述的加热器系统，其中，所述热绝缘护套是预成形的硅橡胶材料。

6.根据权利要求4所述的加热器系统，其中，所述盖部包括固定机构以将所述加热器系统围绕加热目标紧固。

7.根据权利要求6所述的加热器系统，其中，所述固定机构从包括卡扣、尼龙搭扣、磁性元件、系带、锁栓和绑带的组中选定。

8.根据权利要求4所述的加热器系统，其中，所述盖部是硅橡胶材料。

9.根据权利要求4所述的加热器系统，其中，所述热绝缘护套包括纵向狭缝，以允许将所述加热器系统弹性地安装到加热目标上或从加热目标移除。

10.根据权利要求4所述的加热器系统，其中，所述热绝缘护套包括与所述加热目标相当的形状。

11.根据权利要求4所述的加热器系统，还包括连接器组件，所述连接器组件可操作地连接至所述被包覆的加热元件，所述连接器组件包括：

配件加热器组件，所述配件加热器组件包括：

配件适配器；

伴热节段，所述伴热节段围绕所述配件适配器设置；以及

外壳，所述外壳围绕所述配件适配器设置；以及

绝缘护套，所述绝缘护套围绕所述配件加热器组件设置。

12.根据权利要求11所述的加热器系统，其中，所述绝缘护套是柔性的硅橡胶材料。

13.根据权利要求11所述的加热器系统，其中，所述绝缘护套还包括固定机构以将所述绝缘护套围绕所述配件加热器组件可移除地紧固。