JP6034126B2 - 複数ヒータ点検システム - Google Patents

Description

本発明は、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使用される多数のヒータ装置に対し、全てのヒータ装置が正常に動作しているか否かを点検できる複数ヒータ点検システムに関する。より詳しくは、各ヒータ装置の表面温度に基づいて、全てのヒータ装置が正常に動作しているか否かを点検できる複数ヒータ点検システムに関する。

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、ヒータ装置が多用されている。例えば、これらの装置へ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多数の配管にも多くのヒータ装置が装着され、当該配管の内壁に気体または液体が固化もしくは堆積することを防止している。特許文献１および２には、発熱体を埋設した保温部材を配管に巻き付けることにより、配管を加熱するヒータ装置が提案されている。

図８は、配管群ＰＧを構成する配管Ｐを、ヒータ装置群ＨＧを構成するヒータ装置Ｈで加熱している状態を示している。そして、このようなヒータ装置Ｈは、局所的な過熱やその他の理由により、発熱体自体の破損や配線の断線する可能性がある。したがって、作業者は、図８に示すような、各ヒータ装置Ｈの電源ケーブルの通電状態に基づいて、正常灯（本図において細線でハッチングされた丸印で示す）または異常灯（本図において黒色で塗りつぶした丸印で示す）のいずれかを点灯する検出装置１００を当該電源ケーブルのそれぞれに装着し、各ヒータ装置Ｈが正常に作動しているか否かを点検している。

特開２００２−２９５７８３号公報 特開２００２−３５２９４１号公報

しかしながら、上記のような検出装置１００は、加熱温度を制御するために発熱体への給電をオンオフさせた場合、断線と誤判断して異常灯を点灯してしまう虞がある。また、作業者は、全ての検出装置１００について、正常灯が点灯しているのか、異常灯が点灯しているのかを個別に点検しない限り、全てのヒータ装置Ｈが正常に作動しているか否かを確認することができず、作業者の点検作業の負担が増大する虞がある。

本発明の目的は、上記事情に鑑み、複数のヒータ装置が全て正常に作動しているか否かを正確且つ容易に点検できる複数ヒータ点検システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の複数ヒータ点検システムは、複数のヒータ装置のそれぞれに装着され、装着された各ヒータ装置の表面温度に基づいて表面温度が所定温度以上の場合に正常表示し、表面温度が所定温度未満である場合に異常表示をする複数のヒータ状態検出器と、複数のヒータ状態検出器に接続された１つの全体監視器であって、複数のヒータ状態検出器の少なくとも１つが異常表示をしているときに、警告表示をする全体監視器とを備えたことを特徴とする。

ここで、本発明の複数ヒータ点検システムにおける「正常表示」とは、ヒータ装置が正常に作動していることを作業者に視認させる意味であり、インジケータ、ランプ、ＬＥＤ等の点灯や点滅、正常である旨の文字情報の表示を含む意味である。また、上記「異常表示」とは、装着されたヒータ装置になんらか理由で異常が発生していることを作業者に視認させる意味であり、インジケータ、ランプ、ＬＥＤ等の点灯や点滅、異常である旨の文字情報の表示を含む意味である。また、上記「警告表示」とは、少なくとも１つのヒータ装置になんらかの理由で異常が発生していることを作業者に視認させる意味であり、インジケータ、ランプ、ＬＥＤ等の点灯や点滅、警報である旨の文字情報の表示を含む意味である。

また、本発明の複数ヒータ点検システムは、全体監視器が警告表示をしたとき、正常表示をしているヒータ状態検出器が、装着されたヒータ装置の表面温度が所定温度以上であっても、正常表示を停止してもよい。また、本発明の複数ヒータ点検システムは、複数のヒータ状態検出器が直列に並んで複数のヒータ装置のそれぞれに装着され、全体監視器が、直列に並んだ複数のヒータ状検出器と直列に並んで接続してもよい。

また、本発明の複数ヒータ点検システムは、複数のヒータ装置が１つのヒータ装置群を構成し、複数のヒータ装置が被加熱対象を所定領域毎に加熱してもよい。また、本発明の複数ヒータ点検システムにおける被加熱対象が配管群であり、所定領域が配管群を構成する配管の少なくとも１部分であり、複数のヒータ装置が、各ヒータ装置を配管の少なくとも１部分にそれぞれ巻き付けて加熱するものであってもよい。

本発明の複数ヒータ点検システムによれば、複数のヒータ装置のそれぞれに装着された複数のヒータ状態検出器が、装着された各ヒータ装置の表面温度に基づいて表面温度が所定温度以上の場合に正常表示し、表面温度が所定温度未満である場合に異常表示をし、複数のヒータ状態検出器に接続された１つの全体監視器が、複数のヒータ状態検出器の少なくとも１つが異常表示をしているときに警告表示をすることにより、加熱温度の制御により変動が大きい各ヒータ装置への通電状態よりも正確な点検ができるとともに、全てのヒータ状態検出器を個別に点検しなくても、全体監視器のみを点検すれば、全てのヒータ装置が正常状態であるのか、少なくとも１つのヒータ装置が異常状態であるのかを容易に点検することができる。

また、本発明の複数ヒータ点検システムによれば、全体監視器が警告表示をしたとき、正常表示をしているヒータ状態検出器が、装着されたヒータ装置の表面温度が所定温度以上であっても正常表示を停止するため、作業者が、異常状態にあるヒータ装置に装着されたヒータ状態検出器の異常表示を視認しやすくなり、異常状態にあるヒータ装置を容易に特定できる。

また、本発明の複数ヒータ点検システムによれば、複数のヒータ装置が１つのヒータ装置群を構成し、複数のヒータ装置が被加熱対象を所定領域毎に加熱するため、作業者は各全体監視器が警告表示をしているか否かを確認すれば、ヒータ装置群全体が正常状態であるか異常状態であるかを容易に点検できるとともに、異常状態にある領域を容易に特定できる。

複数ヒータ点検システムの第１の実施形態を示す図 ヒータ状態検出器の斜視図 ヒータ装置に装着された状態のヒータ状態検出器の断面図 温度スイッチの作動状態を示す図 第１の実施形態の複数ヒータ点検システムの回路構成図 複数ヒータ点検システムの第２の実施形態を示す図 第２の実施形態の複数ヒータ点検システムの回路構成図 従来の複数ヒータに対する点検を示す図

本発明に係る複数ヒータ点検システムの実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明に係る複数ヒータ点検システムの第１の実施形態である複数ヒータ点検システム１を示す図である。本実施形態においては、被加熱対象は、図８と同様に、半導体製造装置またはその他の製造装置に使用される配管群ＰＧである。そして、配管Ｐは配管群ＰＧを構成する１本の配管の少なくとも１部分である。

複数のヒータ装置Ｈはヒータ装置群ＨＧを構成し、配管群ＰＧがヒータ装置群ＨＧを加熱する。複数のヒータ装置Ｈは、配管Ｐの延伸方向に沿って並んだ状態で配管Ｐを加熱する。なお、配管Ｐを除く配管群ＰＧ対しては、複数のヒータ装置Ｈと同様な他の複数のヒータ装置が、配管Ｐと同様な１本の配管の少なくとも１部分を延伸方向に沿って並んだ状態で加熱する。

各ヒータ装置Ｈは、図１に示すように、互いに隣接した状態で配管Ｐに装着されてもよく、所定の間隔を空けて配管Ｐに装着されてもよい。各ヒータ装置Ｈは、発熱体を埋設した保温部材を配管Ｐに巻き付けて加熱する、いわゆるジャケットヒータ、マントルヒータ、面状ヒータ等であってもよい。また、図１において、上図は全ての各ヒータ装置Ｈの表面温度が所定加熱温度以上となる正常状態、下図は少なくとも１つのヒータ装置Ｈの表面温度が所定温度未満となる異常状態をそれぞれ示している。

複数ヒータ点検システム１は、図１に示すように、複数のヒータ装置Ｈのそれぞれに外付けで装着される互いに電気的に接続する複数のヒータ状態検出器２と、直列に並んだ複数のヒータ状態検出器２と電気的に接続される全体監視器３とによって構成される。各ヒータ状態検出器２は、ヒータ装置Ｈの外表面に外付けで装着され、ヒータ装置Ｈの表面温度が所定温度以上の場合に正常灯ＮＬを点灯し異常灯ＡＬを消灯して正常表示をし、ヒータ装置Ｈの表面温度が所定温度未満の場合に正常灯ＮＬを消灯し異常灯ＡＬを点灯して異常表示をするものである。

図１においては、正常灯ＮＬおよび異常灯ＡＬの消灯は破線白抜きの４角形、正常灯ＮＬの点灯は細線ハッチングの４角形、異常灯ＡＬの点灯を黒塗り４角形でそれぞれ表示している。ヒータ状態検出器２は、正常灯ＮＬおよび異常灯ＡＬの両方を備えておらず、例えば、１つの灯の点灯を正常表示、点滅を異常表示、もしくは、その逆を正常表示、異常表示としてもよい。また、正常表示または異常表示は、作業者が視認できれば良く、正常の旨または異常の旨を知らせる文字情報を表示するものであってもよい。

全体監視器３は、図１の上図に示すように、全てのヒータ状態検出器２が正常表示をしている場合に全体監視灯ＯＬを点灯させて安全表示をし、少なくとも１つのヒータ状態検出器２が異常表示をしているときは全体監視灯ＯＬを消灯させて警告表示を行うものである。なお、全体監視器３は、全てのヒータ状態検出器２が正常表示をしている場合に全体監視灯ＯＬを消灯させて安全表示をし、少なくとも１つのヒータ状態検出器２が異常表示をしているときは全体監視灯ＯＬを点灯させて警告表示を行うものであってもよい。

また、安全表示または警告表示も、作業者が視認できれば良く、安全の旨または異常の旨を知らせる文字情報を表示するものであってもよい。また、全体監視器３は、外部電源と接続し、直列に並んだ各ヒータ装置Ｈのそれぞれに駆動電流を供給するものである。そして、ヒータ装置群ＨＧの各全体監視器３を所定箇所に集めて配置することにより、大規模な配管群ＰＧを加熱するヒータ装置群ＨＧを配管Ｐ単位で集中して点検できる。

ヒータ状態検出器２について詳細に説明する。図２はヒータ状態検出器２の斜視図、図３は、配管Ｐに加熱するヒータ装置Ｈに装着されたヒータ状態検出器２の断面図をそれぞれ示している。ヒータ状態検出器２は、両端にフランジを有する中空半円柱状のハウジング２１、ハウジング２１の両側面に付設されたコネクタ２２、ハウジング２１に内蔵され、正常状態の場合に点灯して表示光を窓２１１から射出させる正常灯ＮＬ、ハウジング２１に内蔵され、異常状態の場合に点灯して表示光を窓２１２から射出させる異常灯ＡＬ、ハウジング２１の底面に設置され、ヒータ装置Ｈの表面ＨＳの温度を検出する温度スイッチＴＳから構成されている。

また、ハウジング２１の両フランジには、ヒータ装置Ｈへの取付孔２１３がそれぞれ形成されている。なお、ヒータ状態検出器２のヒータ装置Ｈへの取り付け方法は、ビス、バンド等の公知な方法であってよい。また、各ヒータ状態検出器２は、コネクタ２２に嵌合する相手側のコネクタを両端に備えたケーブル２３によって隣り合うヒータ状態検出器２と電気的に接続している。

図４は温度スイッチＴＳの作動状態を示す図である。温度スイッチＴＳは、図４に示すように、ヒータ装置Ｈの表面ＨＳの温度を検出するととともに、表面ＨＳの温度が所定温度ＴＳ以上の場合は開き、表面の温度が所定温度ＴＳ未満の場合は閉じるスイッチである。なお、上記の所定温度ＴＳは、個々の温度スイッチＴＳ毎に可変であり、複数ヒータ点検システム１において、全ての温度スイッチＴＳの所定温度ＴＳは均一であってもよく、少なくとも１つの温度スイッチＴＳの所定温度ＴＳが他の温度スイッチＴＳの所定温度ＴＳと異なるものであってもよい。

複数ヒータ点検システム１の作用について説明する。図５は複数ヒータ点検システム１の回路構成図である。最初に全体監視器３の回路構成について説明する。全体監視器３は、交流を直流に変換する電源回路３１を有している。本実施形態では、電源回路３１はＡＣ１００ＶをＤＣ２４Ｖに変換するものであるが、特に限定されるものではない。また、全体監視器３は、駆動電流を給電する電位差を有する２本の電源ラインＬ１，Ｌ２を有している。また、全体監視器３は、詳細は後述するが、電源ラインＬ２と同電位の電源ラインＬ３も有している。

これらの３本の電源ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３は、コネクタ３２およびケーブル２３を介して全体監視器３に最も近いヒータ状態検出器２の電源ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３とそれぞれ接続している。また、全体監視器３は、一端が電源ラインＬ１、他端が電源ラインＬ３に接続する全体監視灯ＯＬを有している。

次にヒータ状態検出器２の回路構成について説明する。各ヒータ状態検出器２も、前述の通り、３本の電源ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３を有している。３本の電源ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３は、コネクタ２２およびケーブル２３を介して、隣り合うヒータ状態検出器２の３本の電源ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３と互いに接続している。また、３本の電源ラインＬ１，Ｌ３は、全体監視器３と最も離れているヒータ状態検出器２において終端されるため、電源ラインＬ２と電源ラインＬ３とは同電位である。

温度スイッチＴＳは、一端が電源ラインＬ１、他端が電磁リレーＭＲに接続している。また、電磁リレーＭＲは、温度スイッチＴＳとは反対側の端で電源ラインＬ２と接続している。また、異常灯ＡＬは、一端が温度スイッチＴＳと電磁リレーＭＲとの中間点、他端が電源ラインＬ２に接続している。

また、電源ラインＬ２，Ｌ３の間には、温度スイッチＴＳ，電磁リレーＭＲおよび異常灯ＡＬとは並列に、正常灯ＮＬおよび電磁リレーＭＲの第１リレー接点ＲＳ１が接続されている。正常灯ＮＬは、一端が電源ラインＬ１、他端が第１リレー接点ＲＳ１に接続されている。また、第１リレー接点ＲＳ１は、正常灯ＮＬとは反対側の端で電源ラインＬ２と接続している。また、電源ラインＬ３上には、電磁リレーＭＲの第２リレー接点ＲＳ２が接続されている。第１リレー接点ＲＳ１および第２リレー接点ＲＳ２は、電磁リレーＭＲが非駆動時に閉じて駆動時に開く接点である。

複数ヒータ点検システム１の回路動作について説明する。図５において、温度スイッチＴＳ、第１リレー接点ＲＳ１および第２リレー接点ＲＳ２の接点状態は、正常時を実線、異常時を２点鎖線で示している。電源回路３１によって電源ラインＬ１と電源ラインＬ２，Ｌ３との間には電位差が生じ、電源ラインＬ２と電源ラインＬ３との間は同電位となる。

複数ヒータ点検システム１が装着された全てのヒータ装置Ｈの表面ＨＳの温度が所定温度ＴＳ以上である正常時には、前述の通り、温度スイッチＴＳが開き、全ての電磁リレーＭＲは非駆動になるとともに、全ての異常灯ＡＬが消灯している。全ての第１リレー接点ＲＳ１および全ての第２リレー接点ＲＳ１は、前述の通り、閉じているため、正常灯ＮＬおよび全体監視灯ＯＬが点灯する。

複数ヒータ点検システム１が装着されたヒータ装置Ｈのうち、少なくとも１つのヒータ装置Ｈにおいて表面ＨＳの温度が所定温度ＴＳ未満である異常時においては、所定温度ＴＳ未満であるヒータ装置Ｈに装着されたヒータ状態検出器２の温度スイッチＴＳが閉じることにより、電磁リレーＭＲが駆動するとともに、異常灯ＡＬが点灯する。また、電磁リレーＭＲが駆動することにより、前述の通り、第１リレー接点ＲＳ１および第２リレー接点ＲＳ２が開いて正常灯ＮＬおよび全体監視灯ＯＬが消灯する。

次に本発明に係る複数ヒータ点検システムの第２の実施形態について説明する。図６は、本発明の第２の実施形態である複数ヒータ点検システム１を示す図である。第２の実施形態は、上図に示すように、正常時は第１の実施形態と同様に、全ての正常灯ＮＬを点灯し全ての異常灯ＡＬを消灯して正常表示するとともに、全体監視灯ＯＬを点灯して安全表示をする。また、異常時においても、下図に示すように、全体監視灯ＯＬを消灯して警告表示を行い、表面ＨＳの温度が所定温度ＴＨ未満のヒータ装置Ｈに装着されたヒータ状態検出器２の正常灯ＮＬを消灯し異常灯ＡＬを点灯して異常表示する。

しかしながら、第２の実施形態では、正常表示をしているヒータ状態検出器２が、他の少なくとも１つのヒータ状態検出器２が異常表示をした場合、装着されたヒータ装置Ｈの表面ＨＳの温度が所定温度ＴＨ以上であっても、当該正常表示を停止する点で第１の実施形態と相違する。第２の実施形態は、異常時に、正常なヒータ装着Ｈに装着されたヒータ状態検出器２が正常表示を停止することにより、作業者に異常が発生しているヒータ装置Ｈに装着されたヒータ状態検出器２の異常表示を視認し易くさせるものである。

以下、第２の実施形態について説明するが、第１の実施形態と異なる点のみを説明し、他の点は第１の実施形態と同様なものとして説明を省略する。また、同一の構成については同一の番号を付して詳細な説明を省略する。第２の実施形態の回路構成について説明する。図７は第２の実施形態の回路構成図である。第２の実施形態においては、図７に示すように、ヒータ状態検出器２および全体監視器３において電源ラインＬ１と並列に同電位の電源ラインＬ１‘をそれぞれ設けている。そして、この全ての電源ラインＬ１’もコネクタ２２，３２およびケーブル２３によって複数ヒータ点検システム１亘って互いに接続している。

また、第２の実施形態においては、ヒータ状態検出器２に第１リレー接点ＲＳ１を設けていない。そして、正常灯ＮＬは、一端が電源ラインＬ１’、他端が第２の電源ラインＬ２に接続している。また、全体監視器３は第２電磁リレーＭＲ２を有している。第２電磁リレーＭＲ２は、一端が電源ラインＬ１、他端が電源ラインＬ３に接続している。また、全体監視器３は、第２電磁リレーＭＲ２の駆動時は閉じて非駆動時に開く第３リレー接点ＲＳ３を第４電源ラインＬ１‘上に有している。

第２の実施形態の回路動作について説明する。正常時は全ての温度スイッチＴＳが開いているため、全ての電磁リレーＭＲは非駆動となるとともに、全ての異常灯ＡＬは消灯している。そして、全ての第２リレー接点ＲＳ２が閉じているため、全体監視灯ＯＬが点灯するとともに、第２電磁リレーＭＲ２が駆動する。第２電磁リレーＭＲ２の駆動により、第３リレー接点ＲＳ３が閉じて全ての正常灯ＮＬが点灯する。

また、異常時においては、所定温度ＴＳ未満であるヒータ装置Ｈに装着されたヒータ状態検出器２の温度スイッチＴＳが閉じて電磁リレーＭＲが駆動するとともに、異常灯ＡＬが点灯する。また、電磁リレーＭＲが駆動することにより、第２リレー接点ＲＳ２が開いて全体監視灯ＯＬが消灯するとともに、第２電磁リレーＭＲ２が非駆動となる。第２電磁リレーＭＲ２の非駆動により、第３リレー接点ＲＳ３が開いて全ての正常灯ＮＬが消灯する。なお、所定温度ＴＳ以上であるヒータ装置Ｈに装着されたヒータ状態検出器２の温度スイッチＴＳは開いており、異常灯ＡＬは消灯している。

上記の実施形態によれば、ヒータ状態検出器２が、装着されたヒータ装置Ｈの表面ＨＳの温度が所定温度ＴＨ以上の場合には正常灯ＮＬを点灯して正常表示し、表面ＨＳの温度が所定温度ＴＳ未満である場合には異常灯ＡＬを点灯して異常表示をするため、使用中の変動が大きい電源ケーブルの通電状態に基づく点検よりも正確な点検が可能となる。

また、全体監視器３が、全てのヒータ状態検出器２が正常表示をしている場合は全体監視灯ＯＬを点灯して安全表示をするが、少なくとも１つのヒータ状態検出器２が異常表示をしている場合には、全体監視灯ＯＬを消灯して警告表示するため、全てのヒータ状態検出器２を個別に点検することなく、全体監視灯ＯＬを確認するだけで全てのヒータ装置Ｈが正常状態にあるのか、少なくとも１つのヒータ装置Ｈが異常状態にあるのかを容易に点検することもできる。

また、上記の実施形態によれば、異常時において、正常なヒータ装置Ｈに装着されたヒータ状態検出器２も正常灯ＮＬを消灯して正常表示を停止するため、作業者が、異常が発生しているヒータ装置Ｈに装着されているヒータ状態検出器２の異常表示を視認し易くなり、異常が発生しているヒータ装置Ｈを容易に特定することもできる。

また、上記の実施形態によれば、直列に並んだヒータ状態検出器２と直列に並んで１つの全体監視器３が接続されているため、作業者は、ヒータ状態検出器２から離れた場所に全体監視器３を配置して複数のヒータ装置Ｈの点検をすることもできる。

また、上記の実施形態によれば、大規模な配管群ＰＧを多数のヒータ装置群ＨＧで加熱する場合、総数がヒータ状態検出器２よりも少ない全体監視器３の警告表示のみを確認すれば、ヒータ装置群ＨＧを容易に点検できるとともに、異常が発生しているヒータ装置Ｈを有する複数のヒータ装置Ｈを容易に特定することができる。また、上記の実施形態によれば、ヒータ状態検出器２は、ヒータ装置Ｈの外表面に外付けで装着できるため、既存の点検システムとの併用や置き換えを容易に行うことができる。

なお、本発明は外付けが可能であれば、あらゆるヒータ装置への適用が可能である。したがって、本実施形態においては、被加熱対象を配管群ＰＧ、所定領域を配管Ｐとして説明したが、特に限定されるものではない。また、ヒータ装置Ｈについてもジャケットヒータや面状ヒータに限定されるものではない。

Ｈ ヒータ装置
Ｈ ヒータ装置群
ＨＳ 表面
Ｐ 配管
ＰＧ 配管群
１ 複数ヒータ点検システム
２ ヒータ状態検出器
３ 全体監視器

Claims (4)

1. 複数のヒータ装置のそれぞれに装着され、該装着された各ヒータ装置の表面温度に基づいて該表面温度が所定温度以上の場合に正常表示し、前記表面温度が前記所定温度未満である場合に異常表示をする複数のヒータ状態検出器と、
   該複数のヒータ状態検出器に接続された１つの全体監視器であって、前記複数のヒータ状態検出器の少なくとも１つが異常表示をしているときに、警告表示をする全体監視器とを備え、
   前記全体監視器が警告表示をしたとき、前記正常表示をしている前記ヒータ状態検出器が、前記装着されたヒータ装置の前記表面温度が前記所定温度以上であっても、前記正常表示を停止することを特徴とする複数ヒータ点検システム。
2. 前記複数のヒータ状態検出器が直列に並んで前記複数のヒータ装置のそれぞれに装着されるものであり、
   前記全体監視器が、前記直列に並んだ複数のヒータ状態検出器と直列に並んで接続するものであることを特徴とする請求項１記載の複数ヒータ点検システム。
3. 前記複数のヒータ装置が１つのヒータ装置群を構成し、前記複数のヒータ装置が、被加熱対象を所定領域毎に加熱するものであることを特徴とする請求項１または２記載の複数ヒータ点検システム。
4. 前記被加熱対象が配管群であり、
   前記所定領域が前記配管群を構成する配管の少なくとも１部分であり、
   前記複数のヒータ装置が、該各ヒータ装置を前記配管の少なくとも１部分にそれぞれ巻き付けて加熱するものであることを特徴とする請求項３記載の複数ヒータ点検システム。

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