JP3152782U - Heating heater for piping - Google Patents
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Abstract
【課題】互いに接続された配管の配管接続部を温度ムラ少なく加熱する配管用加熱ヒータを提供する。【解決手段】配管端部のフランジPF同士を覆うように締結するクランプ1により互いに接続された配管接続部PCを加熱する配管用加熱ヒータ2が、ヒンジを介して連結され、配管接続部PCに装着されたとき、クランプ1の外周を覆う周壁21と、周壁21に連接されクランプ1の側周を覆い配管Pの管面PSに当接する側壁22とからなる多面体を形成する複数のシェルからなるハウジングと、各シェルの少なくとも周壁21の内面21aに配置された断熱材27と、側壁22の内面22bに支持された発熱体31とを備え、装着時に、発熱体31を、フランジPFの側方においてフランジPFを囲むように配置する。【選択図】図5A pipe heater for heating pipe connection portions of pipes connected to each other with little temperature unevenness. A pipe heater 2 is connected to a pipe connection part PC via a hinge. The pipe heater 2 heats the pipe connection part PC connected to each other by a clamp 1 fastened to cover flanges PF at the pipe end parts. When mounted, it consists of a plurality of shells that form a polyhedron comprising a peripheral wall 21 that covers the outer periphery of the clamp 1 and a side wall 22 that is connected to the peripheral wall 21 and covers the side periphery of the clamp 1 and contacts the pipe surface PS of the pipe P. A housing, a heat insulating material 27 disposed on at least an inner surface 21a of the peripheral wall 21 of each shell, and a heating element 31 supported by the inner surface 22b of the side wall 22, and when mounted, the heating element 31 is connected to the side of the flange PF. Is arranged so as to surround the flange PF. [Selection] Figure 5
Description
本考案は、半導体製造装置、その他の製造装置等における配管用加熱ヒータに関する。より詳しくは、配管端部のフランジ同士をクランプにより締結し、互いに接続された配管の配管接続部を加熱する配管用加熱ヒータに関する。 The present invention relates to a heater for piping in a semiconductor manufacturing apparatus and other manufacturing apparatuses. More specifically, the present invention relates to a pipe heater that fastens pipe connection portions of pipes that are connected to each other by fastening flanges at pipe ends with clamps.
従来、半導体製造装置、化学処理装置およびその他の製造装置においては、処理前の気体または液体および処理後の気体または液体を移送する配管の内壁に、これらの気体または液体が固化もしくは堆積することを防ぐため、配管を加熱する配管用加熱ヒータが使用されている。 Conventionally, in a semiconductor manufacturing apparatus, a chemical processing apparatus, and other manufacturing apparatuses, these gases or liquids are solidified or deposited on the inner wall of a pipe that transfers the gas or liquid before processing and the gas or liquid after processing. In order to prevent this, a pipe heater for heating the pipe is used.
配管加熱用ヒータとしては、発熱体を埋設した保温ジャケットを配管に巻き付けることにより、配管を加熱する直接加熱式の配管用加熱ヒータが知られている。この直接加熱式の配管用加熱ヒータは、巻き位置のばらつき、巻きムラ等によって温度ムラが発生し易い。 As a heater for pipe heating, a direct heating type pipe heater for heating a pipe by winding a heat insulation jacket in which a heating element is embedded around the pipe is known. This direct heating type pipe heater is likely to generate temperature unevenness due to variations in winding position, winding unevenness, and the like.
特許文献1には、保温ジャケットが、配管に沿った多角形を形成するように配管を覆い、その多角形の角部に発熱体を配置し、配管の管面と角部との間に空気を介在させた状態で配管を加熱することにより、直接加熱式のような、巻き位置のばらつき等、すなわち発熱体の位置のばらつきによる温度ムラを低減する、いわゆる空間加熱式の配管用加熱ヒータが提案されている。
In
しかしながら、配管は、端部にフランジを有し、このフランジ同士を締結して互いに接続されているのが一般的である。このフランジ同士の締結には、両フランジを覆うようにして締結するクランプが使用される。 However, pipes generally have flanges at the ends and are generally connected to each other by fastening the flanges together. A clamp that is fastened so as to cover both flanges is used for fastening the flanges.
このクランプによりフランジ同士が締結された2本の配管の配管接続部を加熱する場合、上記の直接加熱式の配管用ヒータでは、クランプを介して配管接続部を加熱するため、配管に保温ジャケットを直接巻き付ける場合よりも、さらに巻き付けが困難となり、巻き位置のばらつき、巻きムラ等による温度ムラがより発生し易くなる。 When heating the pipe connection part of two pipes whose flanges are fastened by this clamp, the above-mentioned direct heating type pipe heater heats the pipe connection part via the clamp. Winding becomes more difficult than direct winding, and temperature unevenness due to variations in winding position, winding unevenness, etc. is more likely to occur.
また、特許文献1に提案されている技術であっても、保温ジャケットが、クランプを覆うようにして多面体を形成して装着するため、角部に配置された発熱体と配管接続部との距離が遠くなり、配管接続部を効率良く空間加熱することが困難である。
In addition, even in the technique proposed in
本考案の目的は、上記事情に鑑み、クランプにより締結された配管の配管接続部を温度ムラ少なく加熱する配管用加熱ヒータを提供する。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a pipe heater that heats a pipe connection portion of a pipe fastened by a clamp with little temperature unevenness.
上記の課題を解決するために、本考案の配管用加熱ヒータは、接続される2本の配管端部の各フランジ同士を覆うようにして、このフランジ同士を締結するクランプにより互いに接続された配管接続部を加熱する配管用加熱ヒータであって、ヒンジを介して連結され、配管接続部に装着されたとき、クランプの外周を覆う周壁と、この周壁に連接されクランプの側周を覆い配管の管面に当接する側壁とからなる多面体を形成する複数のシェルからなるハウジングと、各シェルの少なくとも周壁の内面に配置された断熱材と、側壁の内面に支持された発熱体とを備え、装着時に、発熱体が、フランジの側方においてこのフランジを囲むように配置されることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the pipe heater of the present invention covers the flanges of the two pipe ends to be connected, and the pipes are connected to each other by a clamp that fastens the flanges to each other. A heater for piping that heats a connecting portion, and is connected via a hinge and is attached to the piping connecting portion, and a peripheral wall that covers the outer periphery of the clamp, and is connected to the peripheral wall and covers the side periphery of the clamp. A housing comprising a plurality of shells forming a polyhedron comprising side walls abutting against the tube surface, a heat insulating material disposed on the inner surface of at least the peripheral wall of each shell, and a heating element supported on the inner surface of the side wall, and mounted Sometimes, the heating element is arranged so as to surround the flange on the side of the flange.
ここで、「配管端部」とは、配管端のみならず、その近傍位置をも含む意味である。上記「各フランジ同士を覆う」とは、必ずしもフランジを完全に覆う意味に限定されず、フランジの一部を覆う場合も含む意味である。上記「配管接続部」とは、配管の接続面のみならず、その近傍位置をも含む意味である。 Here, the “pipe end” means not only the pipe end but also its vicinity. The phrase “covering each flange” is not necessarily limited to the meaning of completely covering the flange, but includes the case of covering a part of the flange. The above “pipe connection portion” means not only the connection surface of the pipe but also the vicinity thereof.
上記「外周」とは、配管が伸びる方向のクランプの表面を意味する。上記「側周」とは、配管が伸びる方向に対して垂直な方向のクランプの表面を意味する。上記「管面」とは、配管の表面を意味する。上記「管面に当接する」とは、隙間がなく所定の圧力を有して接触する意味に限定されず、ある程度の隙間を有して接触する場合も含む意味である。 The “outer periphery” means the surface of the clamp in the direction in which the pipe extends. The “side circumference” means the surface of the clamp in a direction perpendicular to the direction in which the pipe extends. The “pipe surface” means the surface of the pipe. The term “abuts on the pipe surface” is not limited to the meaning of contacting with a predetermined pressure without a gap, and includes the case of contacting with a certain gap.
上記「多面体」とは、複数の面で囲まれた、断面が多角形の立体であり、全ての面が長方形あるいは正方形で構成されるものを意味する。上記「内面」とは、配管接続部側の面を意味する。上記「断熱材」とは、ジャケットヒータ系、シリコン系、マイカ系および耐熱樹脂を含浸させたクリーンブロック系の断熱材を含む意味であり、特にクリーンな環境が要求される場合には、クリーンブロック系が望ましい。 The “polyhedron” means a solid body having a polygonal cross section surrounded by a plurality of surfaces, and all the surfaces are formed of rectangles or squares. The “inner surface” means a surface on the pipe connection portion side. The term “heat insulating material” is meant to include jacket heater type, silicon type, mica type, and clean block type heat insulating material impregnated with heat-resistant resin, especially when a clean environment is required. System is desirable.
また、本考案の配管用加熱ヒータは、側壁の内面に、この内面から間隔をおいて、長孔を有する保護プレートを備え、発熱体が、保護プレートと側壁との間に支持されるとともに、発熱体が長孔から部分的に突出しているものであってもよい。 The heater for piping of the present invention includes a protective plate having a long hole on the inner surface of the side wall, spaced from the inner surface, and the heating element is supported between the protective plate and the side wall, The heating element may partially protrude from the long hole.
また、本考案の配管用加熱ヒータは、発熱体が、側壁の内面に弾性支持部材によって支持され、この弾性支持部材の弾力により長孔から部分的に突出するように付勢されているものであってもよい。 Further, in the pipe heater according to the present invention, the heating element is supported on the inner surface of the side wall by an elastic support member, and is energized so as to partially protrude from the long hole by the elasticity of the elastic support member. There may be.
また、本考案の配管用加熱ヒータは、弾性支持部材が、ポリイミドからなるものであってもよい。 In the heater for piping of the present invention, the elastic support member may be made of polyimide.
また、本考案の配管用加熱ヒータは、シェルが、施錠により多面体の形状が維持されるパチン錠を有するものであってもよい。 In the heater for piping according to the present invention, the shell may have a snap lock in which the shape of the polyhedron is maintained by locking.
また、本考案の配管用加熱ヒータは、断熱材が、耐熱樹脂を含浸したものからなるものであってもよい。 Moreover, the heater for piping of this invention may consist of what a heat insulating material impregnated with heat-resistant resin.
本考案の配管用加熱ヒータによれば、ヒンジを介して連結してハウジングを構成する各シェルの周壁がクランプの外周を覆い、各シェルの側壁がクランプの側周を覆うように管面に当接するとともに、各シェルの周壁には少なくとも断熱材が配置されているため、装着時に配管接続部が側壁および断熱材によって覆われる。 According to the heater for piping of the present invention, the peripheral wall of each shell constituting the housing connected through a hinge covers the outer periphery of the clamp, and the side wall of each shell contacts the pipe surface so as to cover the side periphery of the clamp. In addition, since at least a heat insulating material is disposed on the peripheral wall of each shell, the pipe connection portion is covered with the side wall and the heat insulating material at the time of mounting.
また、周壁の内面に支持された発熱体が、装着時にクランプの外周の上方を移動してフランジの側方でフランジを囲むように配置されるため、本考案の配管用加熱ヒータは、装着時に配管接続部の近傍に発熱体を配置して配管接続部の空間加熱が可能であり、配管接続部を温度ムラ少なく加熱できる。 In addition, since the heating element supported on the inner surface of the peripheral wall moves above the outer periphery of the clamp during mounting and surrounds the flange on the side of the flange, the piping heater of the present invention is A heating element is arranged in the vicinity of the pipe connection portion to allow space heating of the pipe connection portion, and the pipe connection portion can be heated with little temperature unevenness.
本考案に係る配管用加熱ヒータの実施形態について図面を用いて詳細に説明する。最初に、本考案に係る配管用加熱ヒータの実施形態が適用される配管およびこの配管を接続するために使用されるクランプについて説明する。 An embodiment of a heater for piping according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, a pipe to which an embodiment of the pipe heater according to the present invention is applied and a clamp used to connect the pipe will be described.
図1は、本考案の実施形態である配管用加熱ヒータ2が適用される配管Pおよびクランプ1の概略構成図である。図1の左図は、クランプ1により接続された配管Pの正面図、図1の右図は、クランプ1により接続された配管Pの側面図を示す。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a pipe P and a
配管Pは、図1に示す通り、管面PSから全周方向に突出するフランジPFを配管端部に有しており、このフランジPF間に不図示のOリングを挟持した状態で互いに接続されている。本実施形態では、このフランジPFを有する両配管端部の近傍を配管接続部PCと呼ぶ。 As shown in FIG. 1, the pipe P has a flange PF projecting from the pipe surface PS in the entire circumferential direction at the pipe end, and is connected to each other with an O-ring (not shown) sandwiched between the flanges PF. ing. In the present embodiment, the vicinity of both pipe end portions having the flange PF is referred to as a pipe connection portion PC.
クランプ1は、図1に示す通り、5個のブロック11と、このブロック11を挟み込み、各ブロック11同士を連結する8個のリンク12とから主に構成される。このリンク12は、連結ピン13により、ブロック11に対して回転自在に接続されている。なお、連結ピン13は、抜け防止のために、Cリング等を両端に設けている。
As shown in FIG. 1, the
各ブロック11には、テーパ面11aを有する溝11bが形成されており、この溝11bに両フランジPFが嵌め込まれるように、各ブロック11をフランジPFの全周に配置する。
Each
8個のリンク12を介して連鎖状に接続されたブロック11のうち、両端のブロック11には、固定ネジ14を設けてある。この固定ネジ14を締めることにより、各テーパ面11aが、両フランジPFが互いに押し付け合うように、両フランジPFを当接して2本の配管Pが互いに接続される。
Of the
本実施形態において、配管Pが伸びる方向のクランプ1の表面を外周1a、配管Pの伸びる方向と垂直な方向のクランプ1の表面を側周1bと呼ぶ。
In the present embodiment, the surface of the
次に、本考案の実施形態である配管用加熱ヒータ2について説明する。図2は、配管用加熱ヒータ2の概略外形図である。図2の左図は、配管用加熱ヒータ2の外形側面図、図2の右図は、配管用加熱ヒータ2の外形正面図を示す。なお、図2は、配管Pに装着している配管用加熱ヒータ2を示す。
Next, the
配管用加熱ヒータ2は、4個のシェル20を有し、各シェル20は、クランプ1の外周1aを覆う周壁21と、この周壁21に連接してクランプ1の側周1bを覆う側壁22を備えている。
The
周壁21には、配管用加熱ヒータ2内の不図示の発熱体に電源を給電する給電ケーブル23が接続され、側壁22は、4半円形の切欠22aを有し、後述するパチン錠24を施錠することにより、各切欠22aが組み合わさって配管Pの外径と略同一の径を有する円形を形成する。
The
各シェル20は、ヒンジ25を介して連結され、パチン錠24を施錠することにより、側壁22の切欠22aが、配管Pの管面PSに当接して配管接続部PCを覆うハウジング2aを構成する。側壁22と管面PSとの当接は、全周を隙間がなく当接する場合に限定されず、若干の隙間を有して当接する場合も含むものである。
Each
各シェル20は、前述の通り、ヒンジ25を介して連結されているため、配管接続部PCへの装着に際しては、パチン錠24を解錠し、図3に示すように、各シェル20がクランプ1を覆うようにして行われる。また、配管用加熱ヒータ2は、配管接続部PCに未装着であっても、パチン錠24を施錠することにより、図2に示すような、正方形の形状が維持されるため、運搬時においてもその取扱いが容易である。
Since each
次に、配管用加熱ヒータ2の内部の構造について説明する。図4および図5は、配管用加熱ヒータ2の断面図を示す。図4は、図2の左図に示すA−Aで分割した断面図、図5の左図は、図2の左図に示すB−Bで分割した断面図、図5の右図は、図5の左図に示すC−Cで分割した断面図を示す。なお、図5の右図においては、理解を容易にするため、配管Pは断面として図示していない。
Next, the internal structure of the
配管用加熱ヒータ2は、周壁21の内面21aの両端に仕切ブロック26を配置し、両端以外の内面21aに断熱材27を配置している。この断熱材27には、具体的に、ジャケットヒータ系、シリコン系、マイカ系および耐熱樹脂を含浸させたクリーンブロック系の断熱材が使用される。
The
配管用加熱ヒータ2は、各側壁22の内面22b上に装着時に配管Pを囲むように、支持ブロック28を配置し、この支持ブロック28上に、側壁22と略平行となるように、保護プレート29が配置されている。この保護プレート29は、一方が配管接続部のフランジPFの側方の近傍に位置するように、支持ブロック28によって方持支持されている。
The
各支持ブロック28と各保護プレート29が弾性支持部材30を挟持し、この弾性支持部材30が、その先端で発熱体31を被覆している。この弾性支持部材30には、具体的に、ポリイミドが使用される。なお、弾性支持部材30は、発熱体31への配線も被覆するものである。
Each
弾性支持部材30は、発熱体31が配管接続部PCの方向に付勢された状態で、支持ブロック28と各保護プレート29とによって方持支持されている。各保護プレート29には、発熱体31の長手方向の長さよりも長い長孔29aが設けられており、配管接続部PCの方向に付勢されている発熱体31が、弾性支持部材30の弾性力によって長孔29aから部分的に突出している。
The
配管用加熱ヒータ2は、装着時に、各発熱体31の長手方向の中心と配管Pの中心との距離が略同一となるように、各支持ブロック28、各保護プレート29、各弾性支持部材30および各発熱体31を配置している。
When the
配管用加熱ヒータ2の作用について説明する。配管用加熱ヒータ2は、配管接続部PCへの装着により、周壁21に配置された断熱材27がクランプ1の外周1aを覆い、周壁21に連接された側壁22が、クランプ1の側周1bを覆うとともに、切欠22aが管面PSに当接するため、配管接続部PCとの間に空間Sを有するハウジング2aが形成される。
The operation of the
発熱体31を先端で被覆する弾性支持部材30は、支持ブロック28と保護プレート29によって、配管接続部PC側へ付勢された状態で片持支持されているため、装着時には、各発熱体31が、クランプ1の側周1bの上方を移動してフランジPFの側方で、且つフランジPFを囲むように配置される。装着完了後、各発熱体31が、空間Sにおいて配管接続部PCを空間加熱する。
The
次に、配管用加熱ヒータ2を適用した場合の配管接続部PCの温度分布実験について説明する。図6Aおよび図6Bは、本実験における測定ポイントを示す図、図7は、本実験における各測定ポイントの測定結果を示す図である。本実験における測定ポイントは、図6Aおよび図6Bが示すように、配管Pの内部の管面に45度ずつ等間隔に配置した5つの測定ポイントS1〜S5である。また、本実験においては、フランジPFの外側の制御ポイントS0における制御温度TCが140℃となるように、発熱体31の加熱を行った。また、図7において、上図は、測定ポイントS1〜S5の測定結果を表として示し、下図は、各測定ポイントS1〜S5の測定結果をグラフとして示すものである。なお、理解を容易にするため、図6において、クランプ1および配管用加熱ヒータを不図示とし、図6Aにおいて、測定ポイントS1〜S5を配管P上に図示した。
Next, a temperature distribution experiment of the pipe connection portion PC when the
本実験結果について説明する。各測定点S1〜S5の温度分布は、図7に示す通り、各測定温度の平均温度が140.6℃であり、最高温度が測定点S4における141.5℃、最低温度がS5における139.7℃となった。最高温度と最低温度との差は1.8℃、該差の半分の値が上記平均温度140.6℃に対して示す割合、すなわち均一性は、0.640パーセント程度であり、配管用加熱ヒータ2が配管接合部PCを温度ムラ少なく加熱できることを示した。
The results of this experiment will be described. As shown in FIG. 7, the temperature distribution at each of the measurement points S1 to S5 is such that the average temperature of each measurement temperature is 140.6 ° C., the maximum temperature is 141.5 ° C. at the measurement point S4, and the minimum temperature is 139. It became 7 ° C. The difference between the maximum temperature and the minimum temperature is 1.8 ° C., and the ratio of half the difference to the average temperature of 140.6 ° C., that is, the uniformity is about 0.640%. It has been shown that the
これにより、本考案の実施形態である配管用加熱ヒータ2によれば、側壁22と断熱材27とにより形成された空間Sを介してクランプ1および配管接続部PCを覆い、弾性支持部材30の先端で被覆された発熱体31が、フランジPFの側方で、且つフランジPFを囲むようにして配管接続部PCを空間加熱するため、発熱体31を配管接続部PCの近傍に配置して空間加熱することが可能となり、配管接続部PCを温度ムラ少なく加熱できる。
Thereby, according to the
また、配管用加熱ヒータ2によれば、弾性支持部材30および発熱体31は、弾性支持部材30より内側の保護プレート29に沿って配置されているため、装着作業中に、配管用加熱ヒータ2の内部が何らかの障害物と接触した場合であっても、保護プレート29が弾性支持部材30および発熱体31を保護し、上記接触による弾性支持部材30および発熱体31の破損を低減できる。
Further, according to the
また、配管用加熱ヒータ2によれば、装着作業中に、クランプ1の側周1b上に存在する、連結ピン13の一部等のような突起物と長孔29aから突出した発熱体31の一部が、上記突起物と接触した場合であっても、弾性支持部材30の弾性力により、配管接続部PC側に付勢されている発熱体31が、一次的に側壁22側に撓み、上記突起物を通過後、再び配管接続部PC側に部分的に突出することにより、装着作業中の上記接触が生じた場合であっても、常に、発熱体31をフランジPFの側方で、且つフランジPFを囲むように配置できる。
In addition, according to the
なお、本実施形態において、配管用加熱ヒータ2は、4個のシェル20からなる配管Pに沿って正方形を形成するものとして説明したが、特に、これに限定されるものではない。シェル20の個数を増やすことにより、装着時に6角形、8角形等の多角形を形成するハウジング2aであってもよい。
In addition, in this embodiment, although the
P 配管
PC 配管接続部
PF フランジ
PS 管面
1 クランプ
1a 外周
1b 側周
2 配管用加熱ヒータ
2a ハウジング
20 シェル
21 周壁
21a 内面
22 側壁
22b 内面
24 パチン錠
25 ヒンジ
27 断熱材
29 保護プレート
29a 長孔
30 弾性支持部材
31 発熱体
P piping PC piping connection portion PF flange
Claims (6)
ヒンジを介して連結され、前記配管接続部に装着されたとき、前記クランプの外周を覆う周壁と、該周壁に連接され前記クランプの側周を覆い前記配管の管面に当接する側壁とからなる多面体を形成する複数のシェルからなるハウジングと、
前記各シェルの少なくとも周壁の内面に配置された断熱材と、
前記側壁の内面に支持された発熱体とを備え、
前記装着時に、前記発熱体が、前記フランジの側方において前記フランジを囲むように配置されることを特徴とする配管用加熱ヒータ。 A pipe heater for heating pipe connection parts connected to each other by a clamp for fastening the flanges so as to cover the flanges of the two pipe end parts to be connected,
When connected to the pipe connecting portion via a hinge, the peripheral wall covers the outer periphery of the clamp, and the side wall is connected to the peripheral wall and covers the side periphery of the clamp and contacts the pipe surface of the pipe. A housing comprising a plurality of shells forming a polyhedron;
A heat insulating material disposed on the inner surface of at least the peripheral wall of each shell;
A heating element supported on the inner surface of the side wall,
The heater for piping, wherein the heating element is disposed so as to surround the flange at a side of the flange when the mounting is performed.
前記発熱体が、前記保護プレートと前記側壁との間に支持されるとともに、前記発熱体が前記長孔から部分的に突出していることを特徴とする請求項1に記載の配管用加熱ヒータ。 The inner surface of the side wall is provided with a protective plate having a long hole at a distance from the inner surface,
The heater for piping according to claim 1, wherein the heating element is supported between the protective plate and the side wall, and the heating element partially protrudes from the elongated hole.
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KR102334333B1 (en) * | 2020-06-24 | 2021-12-02 | 전주대학교 산학협력단 | Flange clamp for semiconductor equipment with constant temperature heating function |
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