JP6596025B2 - ヒータ装置及びそれを用いた被加熱体の加熱方法 - Google Patents

Description

本発明は、ヒータ装置及びそれを用いた被加熱体の加熱方法に関する。

例えば、文献１には、種々の形状の被加熱部材への対応も容易で、加熱ムラがなく、効率良く加熱できるヒータ、並びに伝熱部材について開示がされている。

また、文献２には、発熱体と、金属板からなり、被加熱体の両側に配置される一対の長手部位を有する第１部材と、第１部材とともに発熱体を挟持する一対の第２部材と、を有するヒータについて開示がされている。

特開２０１４−７１１１号公報 国際公開第２０１２／０９０８２９号

例えば、常温で液体であるテトラエトキシシラン等の化学物質は、加熱された後、気体の状態で輸送され、半導体の製造等において使用される場合がある。このような場合、テトラエトキシシラン等の化学物質は、気体の状態で配管を通じて輸送され、気体の状態で流量が調整された後、半導体の製造装置の反応炉等に供給されることとなる。

このような化学物質は、輸送中、特に流量を調整するときに再度液化することがないように、流路を所定温度に加熱する必要がある。特に、該化学物質を安定的に半導体の製造装置の反応炉等に供給するためには、流量を調整する弁の周囲を所定温度に保つ必要がある。

ここで、流路は一般的に、配管や様々な機器が複雑に設置されたものである。これは、流路における、弁の周囲においても例外ではなく、弁の周囲は、弁及び弁に接続された配管等が接続されており、外観上凹凸形状を有するものである。

このような、例えば弁の周囲のような凹凸形状を有する被加熱体を、従来のヒータ装置を用いて効率よく加熱することは困難なものである。

本発明の目的は、凹凸形状を有する被加熱体を効率よく加熱するヒータ装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、凹凸形状を有する被加熱体を効率よく加熱する加熱方法を提供することにある。

また、本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面によって明らかにする。

上記課題を解決するための本発明のヒータ装置は、加熱を要し、凹凸形状を有する被加熱体に取り付けて加熱するヒータ装置であって、前記被加熱体の凹部に取り付けるように構成される熱伝導性の伝導部材と、前記被加熱体の凹部に前記伝導部材を取り付けた状態で、該被加熱体と該伝導部材とを被覆して加熱するように構成されるヒータと、を含み、前記被加熱体の凹部に前記伝導部材を取り付けて、該被加熱体と該伝導部材とを前記ヒータが被覆した状態で、前記ヒータの一部が前記被加熱体の凸部と当接するように構成される、ヒータ装置であることを特徴とする。

上記課題を解決するための本発明の加熱方法は、加熱を要し、凹凸形状を有する被加熱体の加熱方法であって、前記被加熱体の凹部に熱伝導性の伝導部材を取り付け、ヒータで該被加熱体と該伝導部材とを被覆し、前記ヒータの一部を前記被加熱体の凸部と当接させ、前記ヒータから発せられる熱によって、前記被加熱体と当接する前記ヒータの前記一部から前記被加熱体を直接加熱するとともに、前記ヒータのうち前記一部を除く部位から前記被加熱体を、前記伝導部材を介して加熱する、被加熱体の加熱方法であることを特徴とする。

本発明によれば、凹凸形状を有する被加熱体を効率よく加熱するヒータ装置を提供される。また、本発明によれば、凹凸形状を有する被加熱体を効率よく加熱する加熱方法を提供される。

本実施形態に係るヒータ装置を、被加熱体に装着した状態で示す斜視図である。 図１におけるＩＩ−ＩＩ線における断面を示す図である。 図３は、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面を示す図である。 本実施形態に係るヒータ装置の一部を構成するヒータを示す斜視図である。 図４におけるＶ−Ｖ線における断面の一例を示す図である。 本実施形態に係るヒータ装置の一部を構成する伝導部材を、被加熱体に装着した状態で示す分解斜視図である。 他の実施形態に係るヒータ装置を、被加熱体に装着した状態で示す斜視図である。 図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における断面を示す図である。 図７におけるＩＸ−ＩＸ線における断面を示す図である。 他の実施形態に係るヒータ装置の一部を構成する伝導部材を、被加熱体に装着した状態で示す分解斜視図である。 他の実施形態に係るヒータ装置を、被加熱体に装着した状態の変形例を示す断面図である。

［本発明の一の実施態様に係るヒータ装置］
以下、本発明の一の実施形態に係るヒータ装置について図を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係るヒータ装置を、被加熱体に装着した状態で示す斜視図である。図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線における断面を示す図である。図３は、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面を示す図である。

本実施形態に係るヒータ装置１０は、加熱を要し、凹凸形状を有する被加熱体３０に取り付けて加熱するヒータ装置１０であって、前記被加熱体３０の凹部３５０に取り付けるように構成される熱伝導性の伝導部材１２０と、前記被加熱体３０の凹部３５０に前記伝導部材１２０を取り付けた状態で、該被加熱体３０と該伝導部材１２０とを被覆して加熱するように構成されるヒータ１１０と、を含み、前記被加熱体３０の凹部３５０に前記伝導部材１２０を取り付けて、該被加熱体３０と該伝導部材１２０とを前記ヒータ１１０が被覆した状態で、前記ヒータ１１０の一部が前記被加熱体３０の凸部３６０と当接するように構成される、ヒータ装置１０であることを特徴とする。

ここで、加熱を要し、一の方向からみて凹凸形状を有する被加熱体３０は、流体を輸送する配管３２０と、流体の流れを調節するための弁を収容する弁箱３１０と、を含んで構成されることとしてもよい。以下、被加熱体３０は、流体を輸送する配管３２０と、流体の流れを調節するための弁を収容する弁箱３１０と、を含んで構成されることとして説明する。

図１、２、３に示されるように、被加熱体３０は、本実施形態に係るヒータ装置１０の一部を構成するシート状のヒータ１１０によって覆われている。

図１、２、３における、加熱を要し、一の方向からみて凹凸形状を有する被加熱体３０は、流体の流れを調節するための弁を収容する複数の弁箱３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃと、それぞれの弁箱３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃをつなぎ流体を輸送する配管３２０Ａ、３２０Ｂと、を含んで構成される三連バルブである。

被加熱体３０の凹凸形状に関してより具体的に説明すると、図２に示される側面方向、図３に示される鉛直方向からみると、被加熱体３０の一部を構成する弁箱３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃが備えられる部分が、被加熱体３０の凸部３６０に相当し、被加熱体３０の一部を構成する配管３２０Ａ、３２０Ｂが備えられる部分が、被加熱体３０の凹部３５０に相当する。

より詳細には、弁箱３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃ自体が凸部３６０であり、弁箱３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃと配管３２０Ａ、３２０Ｂとの段差によって凹部３５０が形成されており、凹部３５０について換言すると、弁箱３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃのうち配管３２０Ａ、３２０Ｂに接続される側の面と配管３２０Ａ、３２０Ｂ表面とによって画定される領域のことである。

なお、各弁箱３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃの上部には、弁の駆動を制御するためのアクチュエータ５１０Ａ、５１０Ｂ、５１０Ｃが取り付けられている。アクチュエータ５１０Ａ、５１０Ｂ、５１０Ｃは加熱される必要のないものであるため、被加熱体３０には含まれないこととする。

図２、３に示される三連バルブのような被加熱体３０を、伝導部材１２０を備えることなくシート状のヒータ１１０で単に覆うと、被加熱体３０の一部を構成する配管３２０Ａ、３２０Ｂが備えられる部分である凹部３５０に空隙ができることとなる。このような空隙が存在すると、ヒータからの熱が空隙中で冷やされ、熱効率は低下することとなる。

図２、３に示されるように、本実施形態におけるヒータ装置１０は、このような被加熱体３０の凹部３５０に熱伝導性の伝導部材１２０を取り付け、ヒータ１１０の一部を伝導部材１２０に当接して備える（例えば図２、３における符号Ａの場所）こととしてもよい。凹部３５０に熱伝導性の伝導部材１２０を取り付けることによって、又、凹部３５０に熱伝導性の伝導部材１２０を取り付け、更にヒータ１１０の一部を伝導部材１２０に当接して備えることによって、ヒータ１１０から発せられた熱は伝導部材１２０を介して、被加熱体３０に伝わることとなる。これによって、ヒータ装置１０は、より効率良く被加熱体３０を加熱することとなる。

また、図３に示されるように、ヒータ１１０の他の一部が被加熱体３０の凸部３６０と直接当接して備える（例えば図３における符号Ｂの場所）ことによって、ヒータ１１０から発せられた熱が直接被加熱体３０に伝えられることとなる。これによって、本実施形態に係るヒータ装置１０の熱効率は更に高まることとなる。

すなわち、本実施形態に係るヒータ装置を用いることによって、加熱を要し、凹凸形状を有する被加熱体の加熱方法であって、前記被加熱体の凹部に熱伝導性の伝導部材を取り付け、ヒータで該被加熱体と該伝導部材とを被覆し、前記ヒータの一部を前記被加熱体の凸部と当接させ、前記ヒータから発せられる熱によって、前記被加熱体と当接する前記ヒータの前記一部から前記被加熱体を直接加熱するとともに、前記ヒータのうち前記一部を除く部位から前記被加熱体を、前記伝導部材を介して加熱する、被加熱体の加熱方法が実現される。

更に、図２に示されるように、本実施形態に係るヒータ装置１０は、被加熱体３０の凹部３５０に伝導部材３０を取り付けた状態で、該被加熱体３０と該伝導部材１２０とをヒータ１１０が被覆した場合、伝導部材１２０の一部が被加熱体３０と当接するように構成されている（例えば図２における符号Ｃの場所）こととしてもよい。これによって、本実施形態に係るヒータ装置１０の熱効率は更に高まることとなる。

次に、本実施形態に係るヒータ装置の各構成について説明する。

図４は、本実施形態に係るヒータ装置の一部を構成するヒータを示す斜視図である。図５は、図４におけるＶ−Ｖ線における断面の一例を示す図である。

図４に示されるように、本実施形態に係るヒータ装置１０の一部を構成するヒータ１１０は、シート形状を有していることとしてもよい。また、本実施形態に係るヒータ装置１０の一部を構成するヒータ１１０は、可撓性若しくは柔軟性を有し、被加熱体等の周囲を自在に包囲することが可能に構成されている。

この様なシート形状を有するヒータ１１０を、少なくとも１以上用いて被加熱体等の周囲を被覆することとなる。

本実施形態に係るヒータ装置の一部を構成するヒータ１１０は、包囲体１１２と、包囲体１１２の内部に備えられる発熱体１１１とを含んで構成されていることとしてもよい。

例えば図４に示されるように、本実施形態に係るヒータ装置１０の一部を構成するヒータ１１０は、ヒータ１１０全体から熱が発せられるように、発熱体１１１として発熱線（電熱線）がヒータ内部全体に敷設されている。また、発熱線は、外部電源に接続されるプラグ１１２を介し電気が供給されることにより、熱を発する。

また、図５に示されるように、ヒータ１１０は包囲体１１２として、被加熱体３０と対向する側に備えられる内層１１２Ａと、被加熱体３０と対向する側とは反対側に備えられる外層１１２Ｂとを、それぞれ別の材料にて形成されることとしてもよい。

包囲体１１２を構成する内層１１２Ａ及び外層１１２Ｂのそれぞれは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）等のフッ素系樹脂からなるフッ素樹脂製シート、あるいは前記のフッ素系樹脂の繊維を編んだフッ素樹脂繊維製クロス（織布）、又はガラス繊維、アルミナ繊維等に代表される無機繊維からなる無機繊維製クロス（織布）、又は前述の無機繊維製クロスにフッ素系樹脂をコーティング処理することによって得られるフッ素樹脂コーティング無機繊維製クロス等で形成されることとしてもよい。

また、内層１１２Ａ及び外層１１２Ｂのそれぞれは、上記フッ素系樹脂以外に、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフタルアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリメチルペンテン等の、耐熱性を有しフッ素系樹脂より低融点の樹脂で形成されることとしてもよい。

また、包囲体１１２の厚さは、本発明の効果が得られれば特に制限はないが、０．１〜８ｍｍが適当であり、０．１〜５ｍｍが好適であり、０．１〜２ｍｍがさらに好適である。

また、発熱体１１１は、ワット密度が０．１５Ｗ／ｃｍ２以上であれば特に制限はなく、例えば、通電によって発熱するニクロム線やスレンレス線等の発熱線（電熱線）で形成されることとしてもよい。

また、上述の電熱線は電気的に絶縁されることが好ましい。こうした絶縁は、電熱線にガラス繊維、アルミナ繊維等に代表される無機繊維からなる無機繊維製スリーブを被覆する、あるいは、樹脂をコーティングすることによって実現される。また、電熱線に代えて、カーボン製発熱体やセラミックス製発熱体を使用してもよい。

ここで、本発明において、ワット密度とは、電力密度とも呼ばれ、ジャケットヒータの単位表面積（ｃｍ^２）あたりの電気容量（Ｗ）で表現されるヒータの表面負荷（Ｗ／ｃｍ^２）の度合いのことをいう。一般的に、ワット密度の数値が大きければ、ヒータの表面温度は高くなり、逆に、ワット密度の数値が小さければ、ヒータの表面温度は低くなる。

また、ワット密度の上限に特に制限はないが、０．５Ｗ／ｃｍ^２以下であればよく、具体的には、０．１５〜０．５Ｗ／ｃｍ^２であればよく、０．１７〜０．５Ｗ／ｃｍ^２、０．２０〜０．５Ｗ／ｃｍ^２、０．２５〜０．５Ｗ／ｃｍ^２とすることもできる。

なお、電熱線は、支持体（図示なし）に所望のパターンに縫い糸で縫い付けられることとしてもよい。支持体は、例えば、ガラス繊維、アルミナ繊維等に代表される無機繊維からなる無機繊維製クロスを用いることとしてもよい。

また、隣接する電熱線同士の間隔（以下、ピッチともいう。図４における間隔Ｐ）は、１０〜３５ｍｍ程度に設定されることとしてもよく、好ましくは均熱性を確保するため、４０〜７０ｍｍ、又は４５〜６０ｍｍに設定されることとしてもよい。

また、図５に示されるように、本実施形態に係るヒータ装置１０の一部を構成するヒータ１１０は、断熱材１１３を備えることとしてもよい。断熱材１１３はガラスファイバーやセラミックファイバー、シリカファイバー等を集成し、ニードル加工を施した無機繊維マットによって形成されることとしてもよい。

また、断熱材１１３の厚さに特に制限はなく、例えば５〜１００ｍｍであることとしてもよいし、５〜５０ｍｍであることとしてもよいし、８〜３０ｍｍであることとしてもよい。

次に、本実施形態に係るヒータ装置の一部を構成する伝導部材１２０について説明する。図６は、本実施形態に係るヒータ装置の一部を構成する伝導部材を、被加熱体に装着した状態で示す分解斜視図である。伝導部材１２０は、前述のように被加熱体３０の凹部３５０に取り付けるように構成される。

すなわち、伝導部材１２０は、加熱を要し、一の方向からみて凹凸形状を有する被加熱体３０に取り付けて加熱するヒータ装置１０に用いられる伝導部材１２０であって、前記被加熱体３０の凹部３５０に取り付けるように構成される。

また、装着性と高める観点から、伝導部材１２０は被加熱体３０の凹部３５０に対して、予め定められた一の方向のみから取り付けるように構成されている。より具体的には、本実施形態の伝導部材１２０は、図６における矢印α方向より、被加熱体３０の凹部３５０に嵌合するように備えることができる。

また、本実施形態の伝導部材１２０は、被加熱体３０に対し鉛直方向下側より、被加熱体３０の凹部３５０に嵌合するように備えることとしてもよい。

また、伝導部材１２０は、被加熱体３０の凹部の形状に対応する凸部１２１を有するものである。また、図６に示されるように、被加熱体３０の凹部３５０が複数存在する場合、伝導部材１２０は、被加熱体３０の複数の凹部３５０の形状に対応する複数の凸部１２１を有するものであることとしてもよい。

そして、本実施形態に係るヒータ装置１０の一部を構成する伝導部材１２０は、被加熱体３０の複数の凹部３５０の形状に対応する複数の凸部１２１と、該複数の凸部１２１をつなぐ連結部１２２と、を含んで構成されることとしてもよい。

また、伝導部材１２０は、被加熱体３０の凸部３６０の少なくとも１つの面が露出するように、被加熱体３０の凹部３５０に伝導部材１２０の凸部１２１を取り付けるように構成され、被加熱体３０の露出する少なくとも１つの面は、ヒータ１１０の一部と当接することとしてもよい。

また、伝導部材１２０は、被加熱体３０の凹部３５０の形状に対応する凸部１２１と、該凸部１２１と連結される連結部１２２とを含み、伝導部材１２０の連結部１２２は、被加熱体３０の凸部３６０と当接するように構成され、伝導部材１２０の連結部１２２には、伝導部材１２０を被加熱体３０に固定するための固定部１２７が備えられることとしてもよい。換言すれば固定部１２７は、被加熱体３０に対して伝導部材１２０を位置決め可能に構成される。

かかる固定部１２７は、例えば被加熱体３０と伝導部材１２０とを固定するネジ１２７ａ及びネジ穴１２０ｂで実現されることとしてもよいし、あるいは被加熱体３０と伝導部材１２０との間に介在される、被加熱体３０と伝導部材１２０とを固定する接着材層（図示なし）にて実現されることとしてもよい。

また、図６に示されるように固定部１２７は、被加熱体３０の鉛直方向下側に位置し、被加熱体３０と伝導部材１２０との位置を被加熱体３０の鉛直方向下側から固定することとしてもよい。

後述するが伝導部材１２０は、高い熱伝導性を有するという理由から金属で形成されることとしてもよい。この場合、金属製の伝導部材１２０は、重量が大きいものとなるため、被加熱体３０に荷重がかかることとなる。

例えば被加熱体３０が図６に示されるように、配管３１０と弁箱３２０とを含むもので構成される場合、配管３１０の周方向に負荷がかかると、配管３１０と弁箱３２０との接続に影響を与える可能性が生じ好ましくない。

固定部１２７が、被加熱体３０の鉛直方向下側に位置し、被加熱体３０と伝導部材１２０との位置を被加熱体３０の鉛直方向下側から固定することによって、被加熱体３０の一部を構成する配管３１０の周方向に対する負荷が軽減され、配管３１０と弁箱３２０との接続に対する影響を回避することとなる。

また、本実施形態に係るヒータ装置１０の一部を構成する伝導部材１２０は、被加熱体３０の凹部３５０の形状を埋めるように予め形成された一の部材のみからなるものであることとしてもよい。

すなわち、前述した伝導部材１２０の凸部１２１と、伝導部材１２０の連結部１２２とが一体に成型された一の部材のみからなるものであることとしてもよい。より具体的には、伝導部材１２０が金属によって形成される場合、鍛造や鋳造等の製造方法を用いて、伝導部材１２０の凸部１２１と、伝導部材１２０の連結部１２２とが一体に成型された一の部材のみからなるものを形成することとしてもよい。また、伝導部材１２０は、伝導部材１２０の凸部１２１と、伝導部材１２０の連結部１２２とが接着剤や固定具等により一体に成型された一の部材のみからなるものであることとしてもよい。

このように、伝導部材１２０が一の部材で構成されることによって、装着性が更に高まり、また、伝導部材１２０内での熱の伝搬効率が高まり好ましい。

また、被加熱体３０が本実施形態の例のように、流体を輸送する配管３２０と、前記流体の流れを調節するための弁を収容する弁箱３１０と、を含んで構成されている場合、伝導部材１２０に備えられる、被加熱体３０の凹部３５０の形状に対応する凸部１２１には、該配管３２０の形状に沿って形成される切欠１２３が形成されている。

伝導部材１２０の切欠１２３に、被加熱体３０の一部を構成する配管３２０を収容することによって、配管３２０の略全周にわたって伝導部材１２０から放射される熱に晒されることとなり、熱効率が高まることとなる。

ここで、本実施形態に係るヒータ装置１０においては、熱効率を高める上で、ヒータ１１０の一部が被加熱体３０と、ヒータ１１０の他の一部が伝導部材１２０と、当接するように構成されることが重要である。

したがって、本実施形態に係るヒータ装置１０の一部を構成する伝導部材１２０は、被加熱体３０の凹部３５０に伝導部材１２０を取り付けた状態において、被加熱体１２０の一部が露出していることが重要である。より具体的には、凹凸形状を有する被加熱体３０に伝導部材１２０を取り付けた状態において、被加熱体３０の一部である凸部３６０が露出した状態となるように、伝導部材１２０を取り付けることが重要である。

なお、伝導部材１２０は、被加熱体３０以外の部材を覆うことなく取り付けられることとしてもよい。すなわち、本実施形態に係るヒータ装置１０の一部を構成する伝導部材１２０は、加熱を要する被加熱体３０以外の部材を避けて備えられることとしてもよい。

より具体的に説明すると、図６において、弁箱３１０の上方には弁箱内に備えられる弁の開閉を制御するアクチュエータ５１０が備えられている。アクチュエータ５１０は、加熱を必要としないものであるため、伝導部材１２０は、アクチュエータ５１０を覆うことなく取り付けられる。

また、図６に示されるように、伝導部材１２０には、被加熱体３０の温度を検知するための検知部１３０を更に備えることとしてもよい。図６を参照すると、伝導部材１２０には、上記説明した被加熱体３０の一部（図６における配管３２０）の形状に沿って形成される切欠１２３の他に、加熱状態をモニタリングするための検知部１３０を収容する第２の切欠１２４が形成されている。検知部１３０は、例えば熱電対であることとしてもよい。

このように、伝導部材に第２の切欠１２４を設け、該第２の切欠１２４に検知部１３０を設けることによって、被加熱体３０に近接する位置の温度状態をモニタリングすることができる。なお、検知部１３０によってモニタリングされた温度データに基づいて、ヒータ１１０の制御を行うことは、ヒータ装置１０が使用された際のエネルギー効率を高める上で有益である。

検知部１３０は、図６に示されるように、伝導部材１２０の連結部１２２に備えられることとしてもよい。すなわち、伝導部材１２０の連結部１２２には、検知部１３０の形状に対応する第２の切欠１２４が形成され、検知部１３０は、第２の切欠１２４の内部に収容されて備えられることとしてもよい。

また、伝導部材１２０に形成される第２の切欠１２４は、例えば図６に示されるように、被加熱体３０の凸部３６０（図６における弁箱３１０に相当）と直接接する伝導部材１２０の一の面１２５と反対側の、他の面１２６に形成されることとしてもよい。この場合、検知部１３０は、伝導部材１２０を介して被加熱体３０の温度をモニタリングすることとなる。

また、伝導部材１２０に形成される第２の切欠１２４は、被加熱体３０の凸部３６０（図６における弁箱３１０に相当）と直接接する伝導部材１２０の一の面１２５に形成されることとしてもよい。この場合、検知部１３０は、伝導部材１２０を介さず被加熱体３０の温度を直接モニタリングすることとなる。

また図６に示されるように、伝導部材１２０に形成される第２の切欠１２４は、複数備えられることとしてもよい。また、ヒータ装置１０は、伝導部材１２０に形成される複数の第２の切欠１２４それぞれに対応する、複数の検知部１３０が備えられることとしてもよい。

図６には、伝導部材１２０に形成される第２の切欠１２４が、被加熱体３０の複数の凸部３６０（図６における弁箱３１０に相当）と直接接する伝導部材１２０の一の面１２５と反対側の、他の面１２６における、該複数の凸部３６０に近接する位置に複数形成されていることが示されている。

また、伝導部材１２０は、２０℃における熱伝導率が１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料によって形成されていることとしてもよい。伝導部材１２０は、２０℃における熱伝導率が１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料によって形成されることによって、本願発明の効果を更に高めることとなる。

また、伝導部材１２０は、２０℃における熱伝導率が１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料によって形成されていることとしてもよいし、２０℃における熱伝導率が２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料によって形成されていることとしてもよい。

また、伝導部材１２０は、具体的には金属で形成されることとしてもよい。より具体的には、伝導部材は、アルミニウムによって形成されることとしてもよい。例えば伝導部材１２０が、アルミニウム等の鉄等と比較して軽い金属で構成されることによって、被加熱体３０に取り付けた際の荷重を軽減することができ好ましい。

上記説明した、ヒータ装置１０は、凹凸形状を有する被加熱体３０を効率よく加熱するヒータ装置である。

［本発明の他の実施態様に係るヒータ装置］
以下に、被加熱体４０を加熱する他の実施態様に係るヒータ装置２０について説明する。なお、他の実施態様に係るヒータ装置２０が加熱する被加熱体４０の形状は、上記説明した一の実施態様に係るヒータ装置１０が加熱する被加熱体１０の形状と異なるものである。

他の実施態様に係るヒータ装置２０の一部を構成する伝導部材２２０は、加熱対象となる被加熱体４０に対応した形状を有することとなる。すなわち、他の実施態様に係るヒータ装置２０は、被加熱体の形状が異なる点において上記一の実施態様に係るヒータ装置１０と異なっている。

他の実施態様に係るヒータ装置２０の伝導部材４０以外の構成については、上記一の実施態様に係るヒータ装置１０の構成と同様のものであるため、詳細な説明は省略する。

図７は、他の実施形態に係るヒータ装置を、被加熱体に装着した状態で示す斜視図である。図８は、図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における断面を示す図である。図９は、図７におけるＩＸ−ＩＸ線における断面を示す図である。

被加熱体４０は、流体の流れを調節するための弁を収容する一つの弁箱４１０と、弁箱４１０の両側に備えられる流体を輸送する配管４２０Ａ、４２０Ｂと、を含んで構成される。

なお、弁箱４１０の上部には、弁の駆動を制御するためのアクチュエータ５１０Ｄが取り付けられている。アクチュエータ５１０Ｄは加熱される必要のないものであるため、被加熱体４０には含まれないこととする。

被加熱体４０を図８、９の方向からみると、弁箱４１０の両側に配管が備えられているために、弁箱４１０の両側に凹部４５０が備えられることとなる。このような被加熱体４０を、例えばシート状のヒータ１１０で単に覆うと、弁箱４１０に近接する部分の凹部４５０を効率よく加熱することが困難なものとなる。

図８、９に示されるように、他の実施形態におけるヒータ装置２０は、このような被加熱体４０の凹部４５０に熱伝導性の伝導部材２２０を取り付け、ヒータ１１０の一部を伝導部材２２０に当接して備える（例えば図８、９における符号Ａの場所）こととしてもよい。

凹部３５０に熱伝導性の伝導部材１２０を取り付け、又、凹部３５０に熱伝導性の伝導部材１２０を取り付け更にヒータ１１０の一部を伝導部材２２０に当接して備えることよって、ヒータ１１０から発せられた熱は伝導部材２２０を介して、被加熱体４０に伝わることとなる。これによって、ヒータ装置１０は、より効率良く被加熱体４０を加熱することとなる。

また、図９に示されるように、ヒータ１１０の他の一部は被加熱体４０の凸部４６０と直接当接して備えられる（例えば図９における符号Ｂの場所）。

これによって、ヒータ１１０から発せられた熱が直接被加熱体４０に伝えられることとなる。これによって、他の実施形態に係るヒータ装置２０の熱効率は更に高まることとなる。

更に、図８に示されるように、本実施形態に係るヒータ装置２０は、被加熱体４０の凹部４５０に伝導部材４０を取り付けた状態で、該被加熱体４０と該伝導部材２２０とをヒータ１１０が被覆した場合、伝導部材２２０の形状は、伝導部材２２０の一部が被加熱体４０と当接するように構成されている（例えば図８における符号Ｃの場所）こととしてもよい。これによって、他の実施形態に係るヒータ装置２０の熱効率は更に高まることとなる。

図１０は、他の実施形態に係るヒータ装置の一部を構成する伝導部材を、被加熱体に装着した状態で示す分解斜視図である。伝導部材２２０は、前述のように被加熱体４０の凹部４５０に取り付けるように構成される。

すなわち、伝導部材２２０は、加熱を要し、一の方向からみて凹凸形状を有する被加熱体４０に取り付けて加熱するヒータ装置２０に用いられる伝導部材２２０であって、前記被加熱体４０の凹部４５０に取り付けるように構成される。

また、装着性と高める観点から、伝導部材２２０は被加熱体４０の凹部４５０に対して、予め定められた一の方向のみから取り付けるように構成されている。より具体的には、本実施形態の伝導部材２２０は、図１０における矢印α方向より、被加熱体４０の凹部４５０に嵌合するように備えることができる。

また、伝導部材２２０は、被加熱体４０の凹部の形状に対応する凸部２２１を有するものである。また、図１０に示されるように、被加熱体４０の凹部４５０が複数存在する場合、伝導部材２２０は、被加熱体４０の複数の凹部４５０の形状に対応する複数の凸部２２１を有するものであることとしてもよい。

そして、本実施形態に係るヒータ装置２０の一部を構成する伝導部材２２０は、被加熱体４０の複数の凹部４５０の形状に対応する複数の凸部２２１と、該複数の凸部２２１をつなぐ連結部２２２と、を含んで構成されることとしてもよい。

すなわち、本実施形態に係るヒータ装置２０の一部を構成する伝導部材２２０は、被加熱体４０の凹部４５０の形状を埋めるように予め形成された一の部材のみからなるものであることとしてもよい。

このように、伝導部材２２０が一の部材で構成されることによって、装着性が更に高まり、また、伝導部材２２０内での熱の伝搬効率が高まり好ましい。

そして、被加熱体４０が本実施形態の例のように、流体を輸送する配管４２０と、前記流体の流れを調節するための弁を収容する弁箱４１０と、を含んで構成されている場合、伝導部材２２０に備えられる、被加熱体４０の凹部４５０の形状に対応する凸部２２１には、該配管４２０の形状に沿って形成される切欠２２３が形成されている。

伝導部材４２０の切欠２２３に、被加熱体４０の一部を構成する配管４２０を収容することによって、配管４２０の略全周にわたって伝導部材２２０から放射される熱に晒されることとなり、熱効率が高まることとなる。

上記説明した、ヒータ装置２０は、凹凸形状を有する被加熱体４０を効率よく加熱するヒータ装置である。

なお、被加熱体４０において、弁箱４１０と配管４２０とを接続する継手４３０が弁箱４１０に対して小さいものである場合、継手４３０を配管４２０の一部とみなし、継手４３０と配管４２０とを、伝導部材２２０で覆うこととしてもよい。

図１１は、他の実施形態に係るヒータ装置を、被加熱体に装着した状態の変形例を示す断面図である。

このように、伝導部材２２０を被加熱体４０の凹部４５０に取り付けたヒータ装置２０は、凹凸形状を有する被加熱体４０を効率よく加熱するヒータ装置である。

なお、前記本実施形態、他の実施形態の構成に限定されず、本発明の趣旨の範囲でヒータ装置の各構成は変更可能である。例えば被加熱体の凹凸形状に関して、被加熱体として例えば弁体自体が凹凸形状を有する場合には弁体の凹部に対して伝導部材（凸部）が対応するように構成することが可能である。またヒータ装置の伝導部材は、被加熱体の凹部（例えば配管周りの領域）に対応する凸部のみを備えて構成されることが可能である。その他、上記実施形態では、固定部が、被加熱体の鉛直方向下側（換言すれば底面側）に位置し、被加熱体と伝導部材との位置を被加熱体の鉛直方向下側から固定するように構成される場合について説明したが、これに限らず、固定部は、被加熱体の所定部位（例えば側面側部位や上面側部位）に位置し、被加熱体と伝導部材との位置を被加熱体の所定部位側（例えば側面側や上面側）から固定するように構成されることも可能である。

１０，２０ ヒータ装置、３０，４０ 被加熱体、１１０ ヒータ、１２０，２２０ 伝導部材、３１０，４１０ 弁箱、３２０，４２０ 配管、３５０ 凹部、３６０ 凸部。

Claims (10)

1. 加熱を要し、凹凸形状を有する被加熱体に取り付けて加熱するヒータ装置であって、
   前記被加熱体の凹部に取り付けるように構成される熱伝導性の伝導部材と、
   前記被加熱体の凹部に前記伝導部材を取り付けた状態で、該被加熱体と該伝導部材とを被覆して加熱するように構成されるヒータと、を含み、
   前記被加熱体の凹部に前記伝導部材を取り付けて、該被加熱体と該伝導部材とを前記ヒータが被覆した状態で、前記ヒータの一部が前記被加熱体の凸部と当接するように構成され、
   前記伝導部材は、前記被加熱体の凹部の形状に対応する凸部と、前記凸部と連結される連結部とを含み、
   前記伝導部材の連結部は、前記被加熱体の凸部と当接するように構成され、
   前記凸部と前記連結部は、接着剤又は固定具により互いに取り付けられて、一体となっていることを特徴とするヒータ装置。
2. 前記伝導部材は、熱伝導率が１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料で形成される、ことを特徴とする請求項１に記載のヒータ装置。
3. 前記被加熱体は、流体を輸送する配管と、前記流体の流れを調節するための弁を収容する弁箱と、を含んで構成され、
   前記伝導部材は、前記配管に取り付けるように構成され、
   前記配管に前記伝導部材を取り付けた状態で、前記ヒータの一部が前記弁箱と、前記ヒータの他の一部が前記伝導部材と、当接するように構成される、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のヒータ装置。
4. 前記伝導部材は、前記被加熱体の凹部に対して、予め定められた一の方向のみから取り付けるように構成される、ことを特徴とする請求項１乃至３いずれか一項に記載のヒータ装置。
5. 前記被加熱体の凹部に前記伝導部材を取り付けた状態で、該被加熱体と該伝導部材とを前記ヒータが被覆した場合、前記伝導部材の一部が前記被加熱体と当接するように構成される、ことを特徴とする請求項１乃至４いずれか一項に記載のヒータ装置。
6. 前記伝導部材の連結部には、前記伝導部材を前記被加熱体に固定するための固定部が備えられる、ことを特徴とする請求項１乃至５いずれか一項に記載のヒータ装置。
7. 前記被加熱体の温度を検知するための検知部を更に備え、
   前記検知部は、前記伝導部材の連結部に備えられる、ことを特徴とする請求項６に記載のヒータ装置。
8. 前記伝導部材の連結部には、前記検知部の形状に対応する切欠が形成され、
   前記検知部は、前記検知部の形状に対応する切欠の内部に収容されて備えられる、ことを特徴とする請求項７に記載のヒータ装置。
9. 前記伝導部材は、前記被加熱体の凸部の少なくとも１つの面が露出するように、前記被加熱体の凹部に前記伝導部材の凸部を取り付けるように構成され、
   前記被加熱体の前記少なくとも１つの面は、前記ヒータの一部と当接する、ことを特徴とする請求項６に記載のヒータ装置。
10. 加熱を要し、凹凸形状を有する被加熱体の加熱方法であって、
    前記被加熱体の凹部の形状に対応する凸部と、前記凸部と連結される連結部とを含み、接着剤又は固定具により前記凸部と前記連結部が互いに取り付けられて一体となっている熱伝導性の伝導部材を準備し、
    前記被加熱体の凹部に前記伝導部材の前記凸部を取り付け、
    前記被加熱体の凸部に前記伝導部材の連結部に当接させ、
    ヒータで該被加熱体と該伝導部材とを被覆し、
    前記ヒータの一部を前記被加熱体の凸部と当接させ、
    前記ヒータから発せられる熱によって、前記被加熱体と当接する前記ヒータの前記一部から前記被加熱体を直接加熱するとともに、前記ヒータのうち前記一部を除く部位から前記被加熱体を、前記伝導部材を介して加熱する被加熱体の加熱方法。

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