JP2004316864A - バルブ装着用ヒータユニット - Google Patents

Abstract

【課題】流体用の配管に継手を介して接続されるバルブについて、バルブ自体のみならず継手まで含めて、一体的かつ均一に加熱する。
【解決手段】バルブ４０の流路構成部と継手５０の全体を覆うハウジング構造の本体１２、１４と、本体に内蔵されたヒータとを有するヒータユニット１０を、流体用の配管５４に継手５０を介して接続されたバルブ４０に装着する。ヒータは、直接加熱部２２と輻射加熱部２４を有する。直接加熱部２２は、バルブの流路構成部の少なくとも一部を直接接触して加熱し、輻射加熱部２４は、ヒータユニット１０の本体内に含まれるその他の部分を、輻射熱により加熱する。
【選択図】 図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体用の配管に継手を介して接続されたバルブに装着されるバルブ装着用ヒータユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造装置等のガス供給用配管に取り付けるバルブにおいては、バルブを通過する際にガスの温度が下がってバルブ内部で結露を生じる現象を防止する必要がある。また、液体搬送用の配管に取り付けるバルブでも、供給する液体が室温に近い温度で硬化するものである場合は、かかる硬化によるバルブの詰まりやバルブ内部への付着物の発生を防止する必要がある。また、高温ガスや高温液体をその温度を保ったまま搬送したい場合においても、バルブ通過時における搬送流体の温度低下が問題となる。
【０００３】
そこで、これらの問題を防ぐべく、従来から、流体バルブ内の流体が通過する部分を加熱するために、流体バルブに内蔵されまたは取り付けられた種々のヒータ機構が提案されてきた（たとえば特許文献１、２および３）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−７１６４８号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２００１−３４９４６８号公報
【０００６】
【特許文献３】
特表平１０−５０２９９５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の結露や付着物の発生等の問題は、バルブの部分のみならず、そのバルブを配管に接続するための継手の部分においても生ずる。ところが、従来のバルブ用ヒータ機構は、いずれもバルブ自体に内蔵されているか、バルブのみに取り付けられるものであったため、継手部分に対しては、別途のヒータを用意して取り付けなければならなかった。
【０００８】
このようにバルブと継手がそれぞれ別のヒータ機構を必要とするという状況は、コスト増大や配管構成の複雑化の問題のみならず、バルブ内の流路と継手内の流路の加熱が不均一になるという問題も生じさせる。
【０００９】
本発明は、かかる事情に鑑み、流体用の配管に継手を介して接続されるバルブについて、バルブ自体のみならず継手まで含めて、一体的かつ均一に加熱することができるヒータ機構を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係るバルブ装着用ヒータユニットは、流体用の配管に継手を介して接続されたバルブに装着されるヒータユニットであって、バルブの流路構成部と継手とを覆う、配管用貫通孔とアクチュエータ露出用開口が設けられたハウジング構造の本体と、その本体に内蔵されたヒータとからなり、そのヒータが、バルブの流路構成部の少なくとも一部を直接接触して加熱する直接加熱部と、上記本体内を輻射熱により加熱する輻射加熱部とを備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
ここで、上記のバルブ装着用ヒータユニットは、バルブが、直線状に配された１対の配管の間に１対の継手を介して接続される２方バルブであって、上記本体が、バルブが接続された上記１対の配管の両側からバルブを挟んで組み合わされる１対のハウジングハーフからなり、その１対のハウジングハーフの各々の縁部に設けられた複数の切欠が組み合わされることにより上記配管用貫通孔とアクチュエータ露出用開口が形成され、上記ヒータが、上記１対のハウジングハーフが組み合わされたときにバルブを挟んで対向するようにその１対のハウジングハーフの各々の内側に配設された平板状ヒータからなり、その平板状ヒータの対向する面の各々の上に、上記直接加熱部および輻射加熱部が設けられているものであってもよい。この場合において、直接加熱部は、平板状ヒータの面の各々の上において、上記１対の配管の長手方向に関しアクチュエータ露出用開口と同位置に設けられており、輻射加熱部は、その直接加熱部の周辺に設けられていることが好ましい。
【００１２】
【発明の効果】
本発明に係るバルブ装着用ヒータユニットは、バルブの流路構成部と継手とを覆うハウジング構造の本体を有し、その本体に覆われた部分全体を直接加熱と輻射熱による加熱の組み合わせにより加熱するものであるので、バルブの流路構成部と継手に含まれる流路全体を、一体的かつ均一に加熱することが可能となる。また、バルブ自体と継手に対して別々のヒータを取り付ける必要がなくなるので、コストの低減および配管構成の単純化にもつながる。
【００１３】
また、本発明に係るバルブ装着用ヒータユニットには、バルブの流路構成部の少なくとも一部を直接接触して加熱する直接加熱部が設けられているが、この直接加熱部を、バルブの流路構成部の特に温度が低くなりやすい部分に接触するように設けることにより、均一加熱の効果をさらに高めることができる。たとえば、ヒータユニットの本体に設けられたアクチュエータ露出用開口の近くに直接加熱部を設け、アクチュエータの露出部分を通じた放熱の影響を受けやすい部分を直接接触によって加熱することにより、放熱の影響を補って均一な加熱を行うことが可能となる。
【００１４】
さらに、本発明に係るバルブ装着用ヒータユニットでは、ヒータユニットの本体が覆うバルブの流路構成部と継手のうち、直接加熱部と接する個所以外の部分は輻射加熱部からの輻射熱により加熱されるので、たとえば、バルブの流路構成部のうち直接加熱部と直接接触させることが難しい形状の部分や、直接接触させると摩擦等によりバルブの操作に支障が生じる部分、六角ナット状等の形状を有する継手等も、輻射加熱部からの輻射熱により有効かつ均一に加熱することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の例示的な実施形態を詳細に説明する。以下の各図面では、同一の要素に対しては同一の参照番号を用いるものとする。
【００１６】
図１は、本体が１対のハウジングハーフ１２および１４からなる本発明の１つの実施形態に係るヒータユニット１０の、開いた状態を示す斜視図である。１対のハウジングハーフ１２および１４にはいずれも、側壁に沿ってセラミックヒータ１６が内蔵されており、これらのセラミックヒータ１６は、両端が外部に引き出されたリード線１８に電流を流すことにより発熱する。セラミックヒータ１６の内側の面にはステンレス板が取り付けられ、これにより平板状ヒータが構成されている。この平板状ヒータは、後述するようにバルブのアクチュエータの下部を収容するために、上部に凹部２０を有する形状となっている。セラミックヒータ１６とハウジングハーフ１２および１４の外壁との間には、本体外壁が高温となり熱が逃げることを防ぐため、断熱材（図示せず）が挿入されている。セラミックヒータ１６の内側面に取り付けられたステンレス板の表面には、凹部２０の下方にさらに別のステンレス板片が取り付けられており、直接加熱部２２を構成している。セラミックヒータ１６の内側面に取り付けられたステンレス板の表面の、直接加熱部２２が設けられた個所以外の部分は、輻射加熱部２４を構成する。参照番号２６で示す線は、セラミックヒータ１６の温度を監視するための熱電対線である。ハウジングハーフ１２と１４とを組み合わせるために、ハウジングハーフ１２には４つのねじ孔付ブラケット２８が、ハウジングハーフ１４には４つのねじ孔３０が設けられている。
【００１７】
図２は、図１のヒータユニット１０を、各ねじ孔付ブラケット２８と各ねじ孔３０が合わさるようにハウジングハーフ１２と１４を組み合わせて、固定ねじ３２で固定することにより閉じた状態を示す斜視図である。このようにヒータユニット１０を閉じると、ハウジングハーフ１２と１４の各々の縁部に設けられた半円状の切欠が組み合わされることにより、対向する側面上に２つの配管用貫通孔３４が、上面に１つのアクチュエータ露出用開口３６が形成される。アクチュエータ露出用開口３６は、アクチュエータの下部を収容するための凹部２０に対応した位置に形成される。この閉じた状態では、ハウジングハーフ１２と１４内の直接加熱部２２および輻射加熱部２４は、いずれも、互いに平行かつ対称に対向している。
【００１８】
図３および図４は、流体用の配管に継手を介して接続されたバルブの一例を示す図であり、図３は斜視図、図４は正面図である。バルブ全体は参照番号４０で示されており、ボディー４２、内部にダイヤフラム機構を有するダイヤフラムケース４４、アクチュエータ４６、および１対の接続部４８からなる。各接続部４８は、六角ナット形状の継手５０およびスリーブ５２を介して、配管５４に接続されている。図４に斜線で示す部分が、流体の流路となる。バルブ４０に関して言えば、バルブを開くと、流体は一方の接続部４８からボディー４２、ダイヤフラムケース４４、再びボディー４２、反対側の接続部４８の内部を通って流れることになる。したがって、これらの部分がバルブの流路構成部である。
【００１９】
図５および図６は、図３のバルブ４０に図１のヒータユニット１０を装着した状態を示す図であり、図５は図２に矢印Ｖで示した方向から見た正面図、図６は図２に矢印ＶＩで示した方向から見た側面図である。図に示されるように、ヒータユニット１０のハウジングハーフ１２および１４からなる本体は、上下方向に関しては、バルブ４０のアクチュエータ４６の下部から、その下のダイヤフラムケース４４およびボディー４２の全体を覆っている。アクチュエータ４６の上部はアクチュエータ露出用開口３６から突出させられている。アクチュエータ４６の下部およびダイヤフラムケース４４は凹部２０内に収容されている。一方、左右方向に関しては、ヒータユニット１０の本体は、一方のスリーブ５２の一部から他方のスリーブ５２の一部までを覆っている。ここで、各配管用貫通孔３４は、各スリーブ５２に合致する直径を有している。以上の構成により、１対の継手５０およびバルブ４０の流路構成部の全体が、ヒータユニット１０の本体により覆われていることになる。また、ヒータユニット１０内の１対の直接加熱部２２は、バルブ４０の両側からボディー４２に直接接触している。
【００２０】
次に、図５および図６に示すようにバルブ４０にヒータユニット１０を装着した状態でリード線１８に電流を流してセラミックヒータ１６を発熱させたときの、ヒータユニット１０の作用について説明する。
【００２１】
セラミックヒータ１６が発熱させられると、ヒータユニット１０の直接加熱部２２と輻射加熱部２４の双方が熱せられる。直接加熱部２２は、バルブ４０のボディー４２を直接接触により加熱する。このようにボディー４２をより加熱効果の高い直接接触により加熱するのは、この部分が、アクチュエータ露出用開口３６から上部が露出させられるアクチュエータ４６の下にあり、アクチュエータ４６からの放熱の影響により温度が低下しやすいためである。一方、ヒータユニット１０の本体内に含まれるその他の部分は、ヒータユニット１０の本体内に捕捉される、輻射加熱部２４からの輻射熱により加熱される。ここで、凹部２０の壁もステンレス板で形成されており輻射加熱部２４の一部を構成しているので、凹部２０内に収容されているダイヤフラムケース４４等も有効に加熱される。以上の作用により、１対の継手５０およびバルブ４０内に含まれる流路の全体が一体的かつ均一に加熱され、これらの流路全体において結露や付着物の発生等が防止される。
【００２２】
なお、上記の実施形態に係るヒータユニット１０は２方バルブに装着されるものであったが、当業者であれば、上記の説明を参照することにより、３方バルブ装着用等の変更例も容易に考えられるであろう。
【００２３】
以上、本発明の実施形態について詳細に述べたが、上記の実施形態は例示的なものに過ぎず、本発明の技術的範囲は、本明細書中の特許請求の範囲のみによって定められるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本体が１対のハウジングハーフからなる本発明の１つの実施形態に係るヒータユニットの、開いた状態を示す斜視図
【図２】図１のヒータユニットの閉じた状態を示す斜視図
【図３】流体用の配管に継手を介して接続されたバルブの一例を示す斜視図
【図４】同正面図
【図５】図３のバルブに図１のヒータユニットを装着した状態を示す正面図
【図６】同側面図
【符号の説明】
１０ ヒータユニット
１２、１４ ハウジングハーフ
２２ 直接加熱部
２４ 輻射加熱部
３４ 配管用貫通孔
３６ アクチュエータ露出用開口
４０ バルブ
４２ ボディー
４４ ダイヤフラムケース
４６ アクチュエータ
４８ 接続部
５０ 継手

Claims (3)

1. 流体用の配管に継手を介して接続されたバルブに装着されるヒータユニットであって、
   前記バルブの流路構成部と前記継手とを覆う、配管用貫通孔とアクチュエータ露出用開口が設けられたハウジング構造の本体と、
   前記本体に内蔵されたヒータとからなり、
   該ヒータが、
   前記バルブの前記流路構成部の少なくとも一部を直接接触して加熱する直接加熱部と、
   前記本体内を輻射熱により加熱する輻射加熱部とを備えていることを特徴とするヒータユニット。
2. 前記バルブが、直線状に配された１対の配管の間に１対の継手を介して接続される２方バルブであって、
   前記本体が、前記バルブが接続された前記１対の配管の両側から前記バルブを挟んで組み合わされる１対のハウジングハーフからなり、
   該１対のハウジングハーフの各々の縁部に設けられた複数の切欠が組み合わされることにより前記配管用貫通孔と前記アクチュエータ露出用開口が形成され、
   前記ヒータが、前記１対のハウジングハーフが組み合わされたときに前記バルブを挟んで対向するように前記１対のハウジングハーフの各々の内側に配設された平板状ヒータからなり、
   前記平板状ヒータの対向する面の各々の上に、前記直接加熱部および前記輻射加熱部が設けられていることを特徴とする請求項１記載のヒータユニット。
3. 前記直接加熱部が、前記平板状ヒータの前記面の各々の上において、前記１対の配管の長手方向に関し前記アクチュエータ露出用開口と同位置に設けられており、
   前記輻射加熱部が、前記直接加熱部の周辺に設けられていることを特徴とする請求項２記載のヒータユニット。

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