KR101174235B1 - 배관 히터 장치 - Google Patents

Abstract

복수가 병설된 피가열용 배관을 고온으로 또한 균등하게 가열할 수 있으며, 또한 설치가 용이한 배관 히터 장치를 제공한다.
배관 히터 장치는, 배관 P의 바깥쪽에 통모양으로 뻗은 단열재로 구성된 보온 케이스(20)와, 보온 케이스(20)의 내부에서 발열하는 히터 본체(30)와, 히터 본체(30)를 보유하고 보온 케이스(20)의 내면에 장착되어, 배관 P에 계합 보유되는 열전도성 탄성 재료로 형성된 장착 브래킷(40)을 구비하고, 배관 계합부(43)에는 보온 케이스(20)의 뚜껑 벽부(22)로부터 내부로 삽입된 배관 P를, 히터 보유부(42)에 보유된 히터 본체(30)와의 사이에 공극 S를 가지고 계합 보유하여, 히터 본체(30)의 발열이 장착 브래킷(40)의 열전도, 공극 S를 통한 방사열 및 공간 내의 대류에 의해 배관 P를 가열한다.

Description

배관 히터 장치{HEATING APPARATUS FOR PIPE ARRANGEMENT}

본 발명은, 반도체 제조 장치, 그 외의 제조 장치 등에 있어서의 배관 히터 장치에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 다수가 병설된 배관을 소정 온도로 가열하는 배관 히터 장치에 관한 것이다.

종래, 반도체 제조 장치, 화학 처리 장치 및 그 외의 제조 장치에 있어서는, 처리전의 기체 또는 액체 및 처리후의 기체 또는 액체를 이송하는 배관의 내벽에, 이들 기체 또는 액체가 고체화 혹은 퇴적하는 것을 방지하기 위해서, 또 그 외의 목적으로 다수가 병설된 배관을 가열하는 배관 히터 장치가 사용되고 있다.

배관 가열용 히터로서는, 발열체를 매설한 보온 자켓(jacket)을 배관에 휘감음으로써, 배관을 가열하는 직접 가열식의 배관 히터 장치가 알려져 있다. 이 직접 가열식의 배관 히터 장치는, 그 설치가 수작업이기 때문에, 각 배관에 있어서의 휘감는 위치의 불균일, 휘감음의 불균일 등에 의해 온도 불균일이 발생하기 쉽다. 이것은 배관 현장에서 히터를 설치하는 작업의 숙련도에 의해 히터의 설치 정밀도가 변화하고, 배관에의 가열의 균일성이 좌우되는 것이 원인으로 되고 있다.

또, 배관의 동결을 방지하기 위한 히터 장치로서 세라믹 케이스에 발열 소자를 내포한 히터 소자를 보유한 장착 브래킷(bracket)을 배관에 계합 고정하도록 한 구조가 특허 문헌 1에 개시되어 있다.

또, 배관에 직접 발열체를 접촉시키지 않고, 배관과 발열체의 사이에 소정의 공간을 설치하여, 발열체로부터의 복사열과 이 공간 내의 공기의 대류에 의해 가열하는 비접촉 가열형의 배관 가열용 히터도 알려져 있다. 특히 특허 문헌 2에서는, 면상(面狀) 히터를 금속판의 외측면에 피착하고, 이 금속판에 의해 배관의 외주를 둘러싸도록 가열 공간을 형성하고, 가열 공간의 대류 가열 및 복사 가열에 의해 배관을 가열하는 배관용 가열 히터가 제안되어 있다.

일본국 특허공개 1998－284230호 공보 일본국 특허공개 1997－017555호 공보

그렇지만, 특허 문헌 1과 같은 단순한 동결 방지용의 히터에서는, 예를 들면 200℃ 정도로까지 배관 내부의 유체를 가열하는 것이 어렵고, 또 고온의 발열체를 배관에 직접 접촉시켜서 가열하는 것에서는, 배관의 둘레면에 있어서 발열체에 접촉하고 있는 부분만이 고온으로 가열됨으로써, 배관의 부분적인 온도차가 크고, 배관의 변형을 초래하거나 배관 내부를 흐르는 유체의 가열 효율이 낮고, 그 유량을 증가시킬 수 없다는 문제가 있다.

또, 특허 문헌 2의 배관용 가열 히터에 있어서는, 면상 히터가 배관에 직접적으로 접촉하는 일이 없고, 배관은 면상 히터에 의해 가열된 금속판과 배관의 사이의 공간에 있는 공기를 통해 가열되기 때문에, 면상 히터의 배치 위치에 의한 배관의 온도 불균일은 저감된다. 그러나, 금속판과 배관의 사이에 큰 공간을 확보하는 구조이기 때문에, 각 부품이 대형화하여 운반시나 장착시의 작업성에 영향을 줄 우려가 있다.

또, 배관이 좁은 간격으로 복수가 병설되어 있는 경우의 히터 장치의 설치가 번잡한 작업으로 되어 장착이 어려운 경우가 있고, 배관이 벽면에 근접 배치되어 있을 때는 장착 불가능하게 될 우려가 있다. 또한, 배관의 유지 관리에 있어서, 재장착시의 배관용 가열 히터의 가열 성능을 재현하는 것이 어려워질 가능성이 있다.

또한, 배관이 좁은 간격을 가지고 복수가 병설되어 있는 경우에, 복수의 배관을 1개의 히터 장치에 의해 가열하는 구조의 히터 장치에서는, 배관과 발열체와의 거리가 불균등하게 되거나 1개의 배관의 가열에 기여하는 발열체의 수가 장소에 따라 다른 등의 요인에 의해, 각 배관을 균등하게 가열하는 것이 어렵고, 유체의 가열 온도가 균등하게 되지 않는 문제를 가진다.

또, 복수가 병설된 배관 각각에 발열체를 설치하여 히터 장치를 구성하는 경우에, 상기와 같이 좁은 간격으로 배설된 각 배관에 간단하게 각 히터 장치의 설치를 용이하게 실시할 수 있도록 만드는 것이 요구된다. 특허 문헌 1에 제안되어 있는 기술과 같이, 발열체를 보유한 장착 브래킷의 선단(앞쪽끝) 부분을, 배관에 그 측방으로부터 계합하도록 장착하는 것이 간단하지만, 가열 효율을 높이기 위해서, 특허 문헌 2에 나타나듯이, 발열체의 외주를, 단열 커버(cover)로 덮는 것을 고려했을 때에는 장착하는 것이 곤란해진다는 문제가 있다. 즉, 이미 설치되어 있는 배관에, 그것을 둘러싸도록 히터 장치를 설치하여 주위면의 가열 불균일을 저감하려고 했을 때에, 1개의 배관이면 단열 커버의 장착 개구부분을 벌려, 배관에 씌우듯이 장착하는 것이 가능하지만, 좁은 간격으로 복수 설치되어 있는 각 배관에 설치할 때에는 배관의 사이의 좁은 간격에서는, 단열 커버를 일부 벌리면서 장착하지 못하는 경우가 있어, 이러한 점에도 대처할 필요가 있다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여, 복수가 병설된 배관에 설치되어, 각 배관을 고온으로 또한 균등하게 가열할 수 있으며, 또한 설치가 용이한 배관 히터 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 의한 배관 히터 장치는, 복수가 병설된 피가열용의 배관에 장착되어, 각 배관을 각각 가열하는 것이고, 상기 배관의 바깥쪽에 통모양으로 뻗은 단열재로 구성된 보온 케이스와, 상기 보온 케이스의 내부에 길이 방향으로 배치되어, 통전에 의해 발열하는 히터 본체와, 상기 히터 본체를 보유하고 상기 보온 케이스의 내면에 장착되어, 상기 배관에 계합 보유되는 열전도성 탄성 재료로 형성된 장착 브래킷을 구비하고, 상기 보온 케이스는, 길이 방향으로 뻗은 통모양 본체와, 당해 통모양 본체의 양단부에 설치된 단면벽과, 당해 단면벽에 개구단으로부터 절결(切欠)된 절결 개구를 구비하고, 당해 절결 개구의 개구단이 면하는 벽부(壁部)가 상기 배관이 삽입 통과 가능한 뚜껑 벽부에 형성되고, 상기 장착 브래킷은, 상기 보온 케이스에 고착되는 고착부와, 상기 히터 본체를 보유하는 히터 보유부와, 상기 배관에 밀어 누르는 것에 의해 벌어져 배관의 외주에 탄성 계합하는 배관 계합부를 구비하고, 상기 배관 계합부는 상기 보온 케이스의 상기 뚜껑 벽부에 면하고, 당해 뚜껑 벽부로부터 내부로 삽입된 상기 배관이, 상기 히터 보유부에 보유된 히터 본체와의 사이에 공극을 가지고 계합 보유되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 있어서 상기 장착 브래킷의 상기 배관 계합부의 위치는, 상기 보온 케이스의 절결 개구의 내단부와 축방향으로 일치하는 위치에 설치되어 있는 것이 적합하다.

또, 상기 장착 브래킷에 보유된 상기 배관이, 상기 히터 본체의 발열의 일부가 열전도성 부재에 의해 상기 장착 브래킷을 통해 전달되어 가열되고, 상기 히터 본체의 발열의 일부가 당해 히터 본체와 상기 배관의 사이의 공극을 통해 방사 가열되고, 또한, 상기 보온 케이스에 둘러싸인 공간 내의 온도 상승에 의해 대류 가열되도록 구성되어 있다.

또, 상기와 같은 본 발명에 있어서는, 상기 히터 본체가 둥근 막대 모양으로 형성되어, 상기 장착 브래킷에 의해 상기 배관과 상기 공극을 가지고 평행하게 보유되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 있어서 상기 뚜껑 벽부는, 상기 통모양 본체에 탈착되거나, 상기 통모양 본체에 경첩 구조를 통해 요동이 자유롭게 연결되어 있거나, 상기 통모양 본체에 연설(連設)되고 슬릿홈을 구비하여 상기 배관의 삽입 통과가 가능하도록 구성되어 있는 것이 가능하다.

또, 상기와 같은 본 발명에 있어서는, 상기 보온 케이스의 통모양 본체가 유연성이 있는 단열재로 형성되고, 상기 뚜껑 벽부가 상기 통모양 본체에 연설되고 또한 슬릿홈을 구비하고, 상기 통모양 본체의 측벽의 측방으로의 변형에 의해 상기 슬릿홈이 벌어져, 상기 배관이 내부에 삽입 통과되도록 구성하는 것이 가능하다.

그 때, 상기 보온 케이스의 통모양 본체에, 상기 장착 브래킷의 고착부를 고정하는 베이스 부재를 구비하도록 구성하여도 좋다.

본 발명 배관 히터 장치의 배관에의 장착에 있어서 상하 방향 위치 또는 좌우 방향 위치 혹은 전후 방향 위치는, 변경이 가능하다. 예를 들면, 수평 배관이 수평 방향으로 나란히 설치되어, 배관 히터 장치를 상방 또는 하방으로부터 장착하는 경우에는, 배관에 상방으로부터 배관 히터 장치를 장착하는 방식에서는, 배관의 상방에 히터 본체가 위치하게 되고, 반대로 배관에 하방으로부터 배관 히터 장치를 장착하는 방식에서는, 배관의 하방에 히터 본체가 위치하게 된다.

본 발명의 배관 히터 장치에 의하면, 장착 브래킷을 통한 히터 보유부로부터 배관 계합 보유부에의 열전도에 의한 배관의 가열, 히터 본체 측면으로부터 공극을 통한 방사열에 의한 배관의 가열, 케이스 내의 공간 가열에 따른 열대류에 의한 배관의 가열에 의해, 효율적으로 가열되고 또한, 히터 본체가 배관에 비접촉한 상태로 배치되어 있음으로써, 직접 접촉에 의해 접촉 부분만이 고온으로 가열되는 일이 없고, 배관의 외주에서의 온도차가 적고, 배관에 변형 등을 일으키는 일이 없고 배관 내를 흐르는 유체를 효율적으로 가열할 수가 있어 유체 유량을 높이는 것이 가능하게 된다.

또, 배관에의 설치를, 장착 브래킷을 고착한 보온 케이스를 장착하는 것에 의해 용이하게 실시할 수 있다. 즉, 보온 케이스에 고착부가 고정된 장착 브래킷의 히터 보유부에는 히터 본체가 보유되어 있어, 이 히터 본체를 보유한 보온 케이스를, 그 절결 개구의 개구단을 상기 배관에 일치시켜서, 이 개구단으로부터 배관이 절결 개구의 내부에 삽입하도록 장착한다. 이 장착 동작에 의해, 보온 케이스 내의 장착 브래킷의 배관 계합부를 배관에 대하여 밀어 누름으로써, 이 배관 계합부가 벌어지도록 변형하여 배관의 외주에 탄성 계합하고, 히터 본체와 배관의 위치를 정확하게 유지하여 정밀도 좋게 설치할 수가 있다.

또한, 보온 케이스의 뚜껑 벽부에 있어서의 개구단의 개폐 구조에 의해, 배관에의 장착 동작 후에 보온 케이스의 뚜껑 벽부를 닫는 작업이 필요하다.

각 배관에 대한 배관 히터 장치의 설치 오차가 적고, 배관과 히터 본체의 배치 관계, 및 전열특성 즉 가열 특성이 균등하게 되어, 소정의 온도로 효율적으로 가열할 수 있다.

또, 본 발명의 배관 히터 장치는, 장착 브래킷에 보유된 발열체로서의 히터 본체가, 보온 케이스 내의 길이 방향으로 배관을 따라 평행하게 배치되기 때문에, 보온 케이스 내의 배관의 공간 가열이 가능하고, 배관 내를 흐르는 유체를 온도 불균일이 적은 상태로 가열할 수 있다.

또, 보온 케이스의 통모양 본체를 유연성이 있는 단열재로 형성하고, 이 통모양 본체에 연설한 뚜껑 벽부에 슬릿홈을 설치한 구조로 하면, 통모양 본체의 측벽을 측방으로 변형시킴으로써 슬릿홈이 벌어져, 배관이 내부에 삽입 통과할 수 있게 되어, 배관 히터 장치의 설치를 한층 더 용이하게 실시할 수 있다. 그 때, 보온 케이스의 통모양 본체에 장착 브래킷의 고착부를 고정하는 베이스 부재를 구비하도록 하면, 유연성이 있는 단열재에 의한 통모양 본체에의 장착 브래킷의 고착을 확실하게 행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1의 실시 형태를 나타내는 배관 히터 장치의 개략 사시도이다.
도 2는 도 1의 축에 수직인 횡단면도이다.
도 3은 도 1의 축에 평행한 종단면도이다.
도 4는 도 1의 보온 케이스의 단면도이다.
도 5는 보온 케이스의 변형예를 나타내는 횡단면도이다.
도 6은 보온 케이스의 다른 변형예를 나타내는 횡단면도이다.
도 7은 다른 형태의 장착 브래킷을 갖춘 제2의 실시 형태를 나타내는 배관 히터 장치의 횡단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3의 실시 형태를 나타내는 배관 히터 장치의 횡단면도이다.

본 발명에 의한 배관 히터 장치의 실시 형태를 도면을 이용하여 상세하게 설명한다. 도 1은, 본 발명의 제1의 실시 형태의 배관 히터 장치의 설치 상태를 나타내는 개략 사시도이고, 도 2는 그 축에 수직인 방향으로 절단한 횡단면도이고, 도 3은 그 축에 평행한 방향으로 절단한 종단면도이고, 도 4는 보온 케이스의 단면도이다.

피가열체로서의 배관 P는, 직경이 10mm 이하(예를 들면, 6mm 정도)의 가느다란 관이 복수개가 평행하게 소정의 피치(예를 들면, 20~30mm 피치)로 병설되어 구성되고, 이 배관 P는 반도체 제조 장치, 그 외의 제조 장치 등에 접속되어, 내부를 처리 가스등의 피가열 유체가 소정 유량으로 흐른다. 본 실시 형태의 배관 히터 장치(10)가, 각 배관 P에 각각 독립적으로 설치되어, 이 배관 P를 흘러내리는 피가열 유체를 소정 온도(예를 들면, 140~200℃)로 가열한다.

배관 히터 장치(10)는, 배관 P의 외주에 피복되는 양단이 닫힌 통모양의 보온 케이스(20)와, 보온 케이스(20)의 내부에 설치되는 발열체로서의 히터 본체(30)(도 2 참조)와, 이 히터 본체(30)를 보유하고 보온 케이스(20)에 고착되며 또한 상기 배관 P에 계합하는 장착 브래킷(40)으로 구성된다.

상기 보온 케이스(20)는, 유연성이 낮은 단열재에 의해 배관 P를 따라 길이 방향으로 통모양으로 뻗어 구성된다. 도면에 나타낸 경우, 당해 보온 케이스(20)는 배관 P의 외주를 둘러싸는 통모양 본체(21)와, 도 2에서 밑벽으로 되는 분할 형성된 뚜껑 벽부(22)와, 당해 통모양 본체(21)의 양단부에 설치된 단면벽(23)을 구비한다. 상기 뚜껑 벽부(22)는, 도 4에 나타내듯이, 각진 통모양의 보온 케이스(20)의 한 측면(밑면)을 개방하여 배관 P가 삽입 통과 가능하게 설치되어 있다.

보온 케이스(20)의 단열재로서는, 예를 들면, 자켓 히터계, 실리콘계, 마이카(mica)계 및 내열 수지를 함침시킨 클린 블록(clean block)계의 단열재가 매우 적합하게 사용된다. 특히 깨끗한 환경이 요구되는 경우에는, 클린 블록계가 바람직하다.

보온 케이스(20)의 치수로는, 배관 P의 배열 방향의 폭(도 2에서의 횡방향의 길이)은 배관 P의 배설 피치(예를 들면 20mm 정도)와 거의 동등하게 만들어져 있고, 세로폭은 본 예의 경우 상하로 히터 본체(30)와 배관 P가 배치되는 것에 따라 가로폭보다 크게(예를 들면 30mm 정도) 설치된다. 또, 배관 P를 따라 뻗은 길이는 가열 온도 등에 따라 필요하게 되는 소정의 길이(예를 들면 50~500mm 정도)로 설치된다.

양단의 단면벽(23)에는, 도 4에 나타내듯이, 상기 뚜껑 벽부(22)의 면으로부터 U자 모양으로 절결된 절결 개구(24)를 구비하고, 이 절결 개구(24)의 일단은 뚜껑 벽부(22)의 장착에 의해 폐색되는 개구단(24a)에 설치되어, 이 개구단(24a)으로부터 배관 P가 절결 개구(24)에 삽입 통과되어, 중심쪽의 내단부(24b)에 계합된 배관 P가 위치한다.

통전에 의해 발열하는 히터 본체(30)는, 도면에 나타낸 경우, 강체의 막대 모양으로 만들어져, 장착 브래킷(40)의 후술의 히터 보유부(42)에 보유되어, 상기 보온 케이스(20)의 통모양 본체(21)의 내부에, 도 2의 경우, 배관 P의 상방에 당해 배관 P와 평행하게 길이 방향으로 배치된다. 이 히터 본체(30)으로서는, 예를 들면, 유리관 내에 열선이 코일 모양으로 배설된 막대 모양의 발열체 등, 가열 온도 등에 따라 공지된 구조로 만들어진 발열체가 사용된다. 또, 이 히터 본체(30)에 대해서는, 양단부에 전기 공급용의 배선(31)(도 3 참조)이 설치되어 보온 케이스(20)의 외부에 도면에는 나타내지 않은 전기공급용 케이블이 도출(導出)되어 외부에서 커넥터(connector) 등을 통해 전원에 접속된다.

다음에, 상기 히터 본체(30)를 보유하고 상기 배관 P에 계합하는 장착 브래킷(40)의 구조에 대해서 설명한다. 이 장착 브래킷(40)은, 도 2 및 도 3에 나타내듯이, 히터 본체(30)를 배관 P에 대하여 소정 위치에 배치시키는 것이고, 열전도성 탄성 재료에 의한 판상(板狀) 부재가 프레스 가공(펀칭 가공 및 절곡 가공), 접합 가공(용접 가공 등) 등에 의해 형성된다.

장착 브래킷(40)은, 보온 케이스(20)의 내면에 고착되는 고착부(41)와, 히터 본체(30)를 보유하는 히터 보유부(42)와, 배관 P에 대하여 밀어 누르는 것에 의해 벌어져 배관 P의 외주에 탄성 계합하여 배관을 보유하는 배관 계합부(43)로 구성되고, 배관 계합부(43)의 선단에는 바깥쪽으로 벌어지는 도입용의 선단부(44)가 형성되어 있다.

장착 브래킷(40)은, 전체적으로 히터 본체(30)의 축방향의 길이에 필적하는 길이(히터 본체(30)의 형상 등에 따라 달라짐)를 가지고, 보온 케이스(20)의 길이 방향의 길이보다 짧고, 보온 케이스(20)의 내부에 삽입되어 고착된다.

상기 고착부(41)는, 보온 케이스(20)의 통모양 본체(21)의 상기 뚜껑 벽부(22)와는 반대측의 윗벽 내면과 평행한 평면을 가지고, 각종 고착 수단에 의해 통모양 본체(21)의 내면에 복수 개소에서 고착된다.

히터 보유부(42)는, 상기 고착부(41)와의 접합면에서부터 양쪽으로 벌어져 그에 연속되는 경사면에 의해 내면이 좁아지도록 형성되어, 내부에 막대 모양의 히터 본체(30)를 양쪽으로부터 협지하도록 구성되고 있다. 그리고, 상기 히터 본체(30)는, 단부의 배관 계합부(43)를 벌려서 그 개구단부의 선단부(44)로부터 밀어넣는듯이 장착하거나, 축방향 단부의 히터 보유부(42)의 개구부로부터 축방향으로 삽입하여 장착하는 것이다. 히터 본체(30)의 형상 등에 따라, 보온 케이스(20)에 고착하기 전의 장착 브래킷(40)에 히터 본체(30)를 장착한 후에, 장착 브래킷(40)을 보온 케이스(20)의 통모양 본체(21)의 내부에 삽입 고착하는 것이 매우 적합하다.

배관 계합부(43)의 형상은, 상기 히터 보유부(42)의 양단부에서부터 양쪽으로 벌어져 그 후 좁아져, 내부에 배관 P를 양쪽으로부터 협지하도록 구성되고, 또, 축방향으로는 도 3에 나타내듯이 소정간격으로 슬릿홈(45)이 선단부(44)로부터 형성되어 분할 형성되어 있다. 즉, 복수의 클립부가 병렬로 배치된 구조로 되어, 배관 P의 계합 특성이 각 부분에서 안정되도록 설비되어 있다. 또한, 도 3의 경우에는, 히터 보유부(42)는 축방향으로는 일체로 된 구조이지만, 이 부분에도 슬릿홈(45)을 연장하여 형성해도 좋다. 또한, 슬릿홈(45)에 의해, 장착 브래킷(40)을 복수로 분할 형성해도 좋다.

상기 배관 계합부(43)의 위치는, 보유한 배관 P의 중심과 보온 케이스(20)의 절결 개구(24)의 내단부(24b)의 중심이 축방향으로 일치하도록 설치되어 있다. 즉, 장착 브래킷(40)의 고착 상태에 있어서, 배관 계합부(43)의 선단부(44)는, 보온 케이스(20)의 뚜껑 벽부(22)에 면하여, 개구단(24a)으로부터 삽입된 배관 P가 절결 개구(24)의 내단부(24b)로 이동했을 때에, 장착 브래킷(40)의 배관 계합부(43)에 계합하여 보유되도록 설치되어 있다.

또한, 히터 보유부(42)에 히터 본체(30)를 보유하여, 배관 계합부(43)를 배관 P에 계합한 도 2의 상태에 있어서, 평행하게 보유된 히터 본체(30)와 배관 P와의 사이에는 소정의 공극 S가 형성되도록, 장착 브래킷(40)의 형상 치수가 설정되어 있다.

상기와 같이 구성된 배관 히터 장치(10)의 설치에 대해 설명한다. 우선, 뚜껑 벽부(22)를 떼어낸 보온 케이스(20)의 통모양 본체(21)의 내부에, 히터 보유부(42)에 미리 히터 본체(30)를 보유시켜서 구성된 장착 브래킷(40)을 삽입하여, 그 고착부(41)를 통모양 본체(21)의 내면에 고착한 것을 준비한다.

다음에, 상기의 장착 브래킷(40)을 고착한 보온 케이스(20)를, 그 뚜껑 벽부(22)를 떼어낸 절결 개구(24)의 개구단(24a)에 배관 P가 삽입하도록, 배관 P에 대하여 밀어 누르는 것에 의해 장착한다. 개구단(24a)으로부터 절결 개구(24)의 내부로 이동한 배관 P는, 장착 브래킷(40)의 선단부(44)에 맞닿아 한층 더 밀어 누르는 것에 의해, 배관 계합부(43)를 벌리듯이 변형시키면서 그 내부로 진입하여, 절결 개구(24)의 내단부(24b)에서, 배관 계합부(43)의 내부의 소정 위치에 배관 P가 계합된다.

이에 의해, 배관 P에 대하여 장착 브래킷(40)을 통해 히터 본체(30) 및 보온 케이스(20)가 소정의 위치 관계, 즉, 장착 브래킷(40)의 배관 계합부(43)에 계합 보유된 배관 P와 장착 브래킷(40)의 히터 보유부(42)에 보유된 히터 본체(30)의 사이에 공극 S가 형성된 상태로 배설(配設)된다. 그 후, 통모양 본체(21)에 뚜껑 벽부(22)를 결합하여 보온 케이스(20)를 형성하고, 히터 본체(30)에 대한 전기 공급용 케이블을 전원 배선에 접속함으로써 조립을 완료한다. 각 배관 P에 대해서 상기 배관 히터 장치(10)의 조립을 각각 독립적으로 실시하여, 전체적으로의 배관 히터 장치를 완성시킨다. 도 1에 나타내듯이, 인접하는 배관 히터 장치(10)의 보온 케이스(20)는, 서로 접촉할 정도로 배치된다.

또한, 통모양 본체(21)에의 뚜껑 벽부(22)의 고정에는, 돌기와 오목부에 의한 계합 구조의 형성에 의한 계합 고정 구조, 접착제를 사용하는 접착 고정 구조, 외주에 체결 밴드를 장착하는 고박식(固縛式)의 고정 구조 등을 적절히 채용할 수 있다.

배관 히터 장치(10)에 의한 배관 P의 가열 상태를 설명한다. 상기 히터 본체(30)는, 통전에 의해 소정 온도로 발열하여, 이 히터 본체(30)의 발열의 일부가, 장착 브래킷(40)의 열전도에 의해 히터 보유부(42)로부터 배관 계합부(43)에 전해져, 배관 계합부(43)로부터 배관 P의 주위면에 전열되고, 히터 본체(30)의 발열의 다른 일부가, 상기 히터 본체(30)와 배관 P와의 사이의 공극 S를 통해 방사 전열되고, 또한, 발열의 다른 일부가, 보온 케이스(20)에 의해 둘러싸인 내부 공간의 온도 상승에 수반되는 대류에 의해 전달되어 이들의 종합에 의해 배관 P가 효율적으로, 소정 온도로, 온도 불균일이 적은 상태로 가열된다.

또, 배관 P에 대한 배관 히터 장치(10)의 설치를 용이하게 실시할 수 있고, 또한 장착 후의 배관 P와 히터 본체(30)의 위치 관계, 및 보온 케이스(20)와의 위치 관계의 치수 정밀도를 양호하게 확보할 수 있어, 각 배관 P에 설치한 배관 히터 장치(10)의 각각에 있어서의 가열 특성이 균등하게 되어, 배관 P를 동등한 특성으로 온도 불균일이 없도록 가열할 수가 있다.

다음에, 도 5는 변형예의 보온 케이스(120)를 나타내는 것이고, 유연성이 낮은 단열재로 형성된 통모양 본체(121)의 밑면(한 측면)을 개폐하여, 상기 배관 P를 내부에 삽입시키기 위한 개구를 개폐하는 구조로 되어 있다.

이 변형예에 있어서는, 뚜껑 벽부(122)의 일단부가 경첩 구조(122a)(예를 들면, 얇은 두께의 경첩 구조)를 통해 통모양 본체(121)의 단부에 요동 가능하게 연결되어 있다. 이 경첩 구조(122a)를 통한 뚜껑 벽부(122)의 요동에 의해 개폐 작동하여, 통모양 본체(121)의 내부에 전술의 실시 형태에 나타나는 것과 같은 장착 브래킷(40)이 고착된 보온 케이스(120)를, 상기 배관 P에 대하여 뚜껑 벽부(122)를 연 상태로 장착하고, 장착 후에 뚜껑 벽부(122)를 닫도록 구성되어 있다. 그 외에는, 제1의 실시 형태와 마찬가지로 구성되어 있으면 된다.

다음에, 도 6은, 또 다른 변형예의 보온 케이스(220)을 나타내는 것이고, 유연성이 낮은 단열재로 형성된 통모양 본체(221)의 내부에 배관 P를 삽입 통과시키는 뚜껑 벽부(222)의 개폐 구조를, 당해 뚜껑 벽부(222)를 유연성을 가진 단열재로 형성하고 또한, 세로 방향으로 슬릿홈(223)을 형성하여 구성하고 있다. 그리고, 장착을 위해, 배관 P를 밀어 눌렀을 때에, 슬릿홈(223)의 양쪽의 유연성이 있는 변형부(222a)가 안쪽으로 탄성 변형하여, 슬릿홈(223)을 벌려서 배관 P가 보온 케이스(220)의 내부에 삽입 통과하도록 형성되어 있다. 그 외에는, 제1의 실시 형태와 마찬가지로 구성되어 있으면 된다.

다음에, 도 7은, 다른 형태의 장착 브래킷(140)을 갖춘 제2의 실시 형태의 배관 히터 장치(100)를 나타내고 있다. 이 실시 형태의 장착 브래킷(140)은, 2장의 판 부재를 맞대어 붙인 구조로 형성되고 또한, 히터 본체(30)를 탈착 불능하게 보유하도록 한 구조로 설치되어 있다.

즉, 장착 브래킷(140)은, 제1의 실시 형태와 마찬가지로, 고착부(141)와, 히터 보유부(142)와, 배관 계합부(143)와, 도입용의 선단부(144)로 구성되어 있다. 고착부(141)는, 제1의 실시 형태와 같이 형성된 보온 케이스(20)의 뚜껑 벽부(22)의 반대측 벽면과 평행한 평면으로 구성되어, 중앙부에서 접합된 2장의 판 부재가 양쪽으로 나뉘어져, 평판형으로 벌려지도록 형성되어, 통모양 본체(21)의 내면에 고착된다. 히터 보유부(142)는, 고착부(141)의 중앙부에 연속해서 축 방향으로 뻗고 나서, 양쪽으로 벌어져 원통형의 히터 본체(30)의 외형에 따라 만곡(彎曲) 형성되어, 반대쪽의 중앙부에서 양측의 판 부재가 접합되어 구성되고, 그 원통 내부에 둥근 막대형의 히터 본체(30)가 삽입 보유되는 구조이다.

배관 계합부(143)는, 히터 보유부(142)의 중앙부에 연속해서 축 방향으로 조금 뻗고 나서, 양쪽으로 만곡 형상으로 벌어져, 중간부에서 안쪽으로 꺾여져 좁아지도록 뻗어서, 반대측 단부(도면 중에서는 하단부)에 연속하는 도입용의 선단부(144)는, 자유 상태에서도 간격이 별려진 위치에서 외측으로 굴곡 형성되어, 이 배관 계합부(143)의 내부에 배관 P가 계합 보유된다. 그 외의 구조는, 제1의 실시 형태와 마찬가지로 형성되어 있다. 또, 도 5 또는 도 6에 나타내는 것과 같은 변형예의 보온 케이스(120, 220)도 적용할 수 있다.

그리고, 이 도 7에 나타내는 장착 브래킷(140)을 갖춘 제2의 실시 형태에 있어서도, 배관 P에 대한 배관 히터 장치(100)의 설치는, 제1의 실시 형태와 마찬가지로, 히터 보유부(142)에 히터 본체(30)를 보유한 장착 브래킷(140)을 내면에 고착하여, 뚜껑 벽부(22)를 떼어낸 상태의 보온 케이스(20)를, 배관 P에 대하여 밀어 누르듯이 장착하면, 배관 P가 내부의 배관 계합부(143)에 삽입 계합되어, 소정의 위치에 용이하게 조립된다.

또한, 도 7에 나타내는 단면 위치에 있어서는, 히터 본체(30)와 배관 P의 사이에는 공간으로서의 공극 S가 형성되어 있는 것이 명시되어 있지 않지만, 장착 브래킷(140)의 길이 방향의 형상이, 도 3과 같이 슬릿홈(45)을 구비하도록 형성되어 있는 경우의 슬릿홈(45)의 부분, 또는 장착 브래킷(140)이 길이 방향으로 짧게 분할 형성되어 있는 경우 등에 있어서는, 히터 본체(30)와 배관 P와의 사이에 장착 브래킷(140)의 부재가 형성되어 있지 않은 부분이 있어, 이 부분에 있어서 히터 본체(30)의 발열이 복사 전열되는 공극 S가 형성되는 것이다.

그리고, 본 실시 형태에 있어서도, 장착 브래킷(140)을 통한 열전도에 의한 가열, 공극 S를 통한 복사 가열, 보온 케이스(120)의 내부 공간의 가열에 의한 대류 가열에 의해, 배관 P 및 그 내부를 흘러내리는 유체가 소정의 온도로 가열되는 것이다.

다음에, 도 8은 제3의 실시 형태의 배관 히터 장치(300)를 나타내고 있다. 이 실시 형태의 배관 히터 장치(300)는, 배관 P의 외주에 피복되는 양끝이 닫힌 통모양의 보온 케이스(320)와, 보온 케이스(320)의 내부에 설치되는 발열체로서의 히터 본체(30)와, 이 히터 본체(30)를 보유하고 보온 케이스(320)에 고착되며, 또한, 상기 배관 P에 계합하는 장착 브래킷(340)에 의해 구성된다.

상기 보온 케이스(320)는, 유연성이 있는 단열재에 의해 배관 P를 따라 길이 방향으로 통모양으로 뻗어서 구성된 통모양 본체(321)와, 이 통모양 본체(321)에 연설되고 도 8에서는 밑벽이 되는 뚜껑 벽부(322)와 도면에는 나타내지 않았지만 제1의 실시 형태와 마찬가지로 통모양 본체(321)의 양단부에 설치된 단면벽을 가진다. 상기 뚜껑 벽부(322)는 슬릿홈(323)을 구비하고, 쇄선으로 통모양 본체(321)의 측벽의 변형 상태를 나타내듯이, 이 슬릿홈(323)이 벌려져 배관 P가 삽입 통과 가능하도록 설치되어 있다.

상기 히터 본체(30)를 보유하고 상기 배관 P에 계합하는 장착 브래킷(340)은, 제1의 실시 형태와 거의 같은 구조이지만, 유연성이 있는 보온 케이스(320)에 고착하는 구조가 다르다. 이 장착 브래킷(340)은, 보온 케이스(320)에 고착되는 핀(pin) 모양의 고착부(341)와, 히터 본체(30)를 보유하는 히터 보유부(342)와, 배관 P에 대하여 밀어 누르는 것에 의해 벌려져 배관 P의 외주에 탄성 계합하여 보유하는 배관 계합부(343)로 구성되고, 배관 계합부(343)의 선단에는 외측으로 벌어진 도입용의 선단부(344)가 형성되어 있다.

또, 상기 보온 케이스(320)의 윗벽의 외면에는 베이크재(bakelite) 등의 판재에 의한 베이스 부재350)가 길이 방향으로 뻗어 설치되어, 유연한 보온 케이스(320)에 대한 장착 브래킷(340)의 고착이 견고하게 실시될 수 있도록 구성되어 있다. 상기 장착 브래킷(340)의 복수의 고착부(341)는, 히터 보유부(342)의 평탄부에 핀 모양으로 돌출 설치되어 이 고착부(141)가 통모양 본체(321)의 윗벽 부분을 관통하여 상기 베이스 부재(350)의 배면에 맞닿고, 이 맞닿는 부분에 있어서 외부로부터 고정 부재(351)에 의해 고착부(342), 즉 장착 브래킷(340)과 베이스 부재(350)가 결합되어 구성되고, 이것에 의해 장착 브래킷(340)이 유연한 보온 케이스(320)에 확실하게 고착 보유된다.

상기 히터 보유부(342)에 히터 본체(30)를 보유하고, 배관 계합부(343)를 배관 P에 계합한 상태에 있어서는, 제1의 실시 형태와 마찬가지로, 평행하게 보유된 히터 본체(30)와 배관 P의 사이에는 소정의 공극 S가 형성되도록, 장착 브래킷(340)의 형상 치수가 설정되어 있다. 그 외, 도면에는 나타내지 않은 부분의 구성은 필요에 따라서 제1의 실시 형태와 마찬가지로 구성되어 있으면 된다.

상기와 같이 구성된 본 실시 형태의 배관 히터 장치(300)의 설치에 대해 설명한다. 우선, 히터 보유부(342)에 미리 히터 본체(30)를 보유시켜서 구성된 장착 브래킷(340)을 보온 케이스(320)의 통모양 본체(321)의 내부에 삽입하고, 그 고착부(341)를 베이스 부재(350)에 대해 고정 부재(351)에 의해 결합시켜 통모양 본체(321)에 고착한 것을 준비한다.

다음에, 상기의 장착 브래킷(340)을 고착한 보온 케이스(320)를, 통모양 본체(321)의 한 측벽(인접하는 배관 P에 이미 배관 히터 장치(300)가 장착되어 있는 경우에는 그것으로부터 먼 쪽의 측벽)을, 바깥쪽으로 슬릿홈(323)이 쇄선으로 나타내듯이 벌려지도록 변형시켜, 이 벌려진 슬릿홈(323)을 배관 P가 통과하도록, 배관 P에 대하여 밀어 누르는 것에 의해 장착한다. 통모양 본체(321)의 내부로 이동한 배관 P는, 장착 브래킷(340)의 선단부(344)에 맞닿아 한층 더 밀어 누르는 것에 의해, 배관 계합부(343)를 벌리듯이 변형시키면서 그 내부로 진입하여, 배관 계합부(343)의 내부의 소정 위치에 계합된다.

이에 의해, 배관 P에 대하여 장착 브래킷(340)을 통해 히터 본체(30) 및 보온 케이스(320)가 소정의 위치 관계, 즉, 장착 브래킷(340)의 배관 계합부(343)에 계합 보유된 배관 P와 장착 브래킷(340)의 히터 보유부(342)에 보유된 히터 본체(30)와의 사이에 공극 S가 형성된 상태로 배설된다. 그 후, 통모양 본체(321)의 측벽의 변형력을 개방하여, 보온 케이스(320)의 탄성력에 의해 그 통모양 본체(321)의 변형이 슬릿홈(323)을 닫도록 복귀하고, 전원 배선에 접속함으로써 조립을 완료한다. 순차적으로 각 배관 P에 대하여 상기 배관 히터 장치(300)의 조립을 각각 독립적으로 실시하여, 전체적으로의 배관 히터 장치를 완성시킨다.

배관 히터 장치(300)에 의한 배관 P의 가열 상태는, 제1의 실시 형태와 마찬가지로, 통전에 의해 소정 온도로 발열한 히터 본체(30)의 발열의 일부가, 장착 브래킷(340)의 열전도에 의해 히터 보유부(342)로부터 배관 계합부(343)에 전해져, 배관 계합부(343)로부터 배관 P의 주위면에 전열되고, 발열의 다른 일부가 히터 본체(30)와 배관 P의 사이의 공극 S를 통해 방사 전열되고, 또한, 발열의 다른 일부가, 보온 케이스(320)에 의해 둘러싸인 내부 공간의 온도 상승에 수반되는 대류에 의해 전달되어 이들의 종합에 의해 배관 P가 효율적으로, 소정 온도로, 온도 불균일이 적은 상태로 가열된다.

특히, 본 실시 형태에 있어서는, 유연성이 있는 보온 케이스(320)의 채용에 의해, 좁은 피치로 병설된 배관 P에 대한 배관 히터 장치(300)의 설치를 용이하게 실시할 수 있고, 또한 장착 후의 배관 P와 히터 본체(30)의 위치 관계, 및 보온 케이스(320)와의 위치 관계의 치수 정밀도를 양호하게 확보할 수 있어 각 배관 P에 설치한 배관 히터 장치(300)의 각각에 있어서의 가열 특성이 균등하게 되어, 배관 P를 동등한 특성으로 온도 불균일이 없도록 가열할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태 외의 여러 종류의 형태로 변형이 가능하다. 예를 들면, 보온 케이스의 단면벽은, 통모양 본체와 따로 분리해서 형성하여 접합하도록 하는 것도 가능하다. 특히, 제3의 실시 형태의 보온 케이스와 같이, 이 보온 케이스가 압출 성형 등에 의해 통모양으로 미리 성형되는 경우에는, 단면벽의 부분은 따로 분리해서 형성하여 접합할 필요가 있다.

　　P　　배관
　　10　　배관 히터 장치 　　20　　보온 케이스
　　21　　통모양 본체 　　22　　뚜껑 벽부
　　23　　단면벽 　　24　　절결 개구
　　24a　　개구단 　　24b　　내단부
　　30　　히터 본체 　　31　　배선
　　40　　장착 브래킷 　　41　　고착부
　　42　　히터 보유부 　　43　　배관 계합부
　　44　　선단부 　　45　　슬릿홈(slit groove)
　　100　　배관 히터 장치 　　120　　보온 케이스
　　121　　통모양 본체 　　122　　뚜껑 벽부
　　122a　　경첩 구조 　　140　　장착 브래킷
　　141　　고착부 　　142　　히터 보유부
　　143　　배관 계합부 　　144　　선단부
　　220　　보온 케이스 　　221　　통모양 본체
　　222　　뚜껑 벽부 　　222a　　변형부
　　223　　슬릿홈 　　300　　배관 히터 장치
　　320　　보온 케이스 　　321　　통모양 본체
　　322　　뚜껑 벽부 　　323　　슬릿홈
　　340　　장착 브래킷 　　341　　고착부
　　342　　히터 보유부 　　342　　고착부
　　342　　히터 보유부 　　343　　배관 계합부
　　344　　선단부 　　350　　베이스 부재
　　351　　고정 부재 　　S　　공극

Claims (9)

1. 복수가 병설된 피가열용의 배관에 대해 장착되어, 각 배관을 각각 가열하는 배관 히터 장치에 있어서,
   상기 배관의 바깥쪽에 통모양으로 뻗은 단열재로 구성된 보온 케이스와,
   상기 보온 케이스의 내부에 길이 방향으로 배치되어 통전에 의해 발열하는 히터 본체와,
   상기 히터 본체를 보유하고 상기 보온 케이스의 내면에 장착되어 상기 배관에 계합 보유되는 열전도성 탄성 재료로 형성된 장착 브래킷을 구비하고,
   상기 보온 케이스는, 길이 방향으로 뻗은 통모양 본체와, 당해 통모양 본체의 양단부에 설치된 단면벽과, 당해 단면벽에 개구단으로부터 절결된 절결 개구를 구비하고, 당해 절결 개구의 개구단이 면하는 벽부가 상기 배관이 삽입 통과 가능한 뚜껑 벽부에 형성되고,
   상기 장착 브래킷은, 상기 보온 케이스에 고착되는 고착부와, 상기 히터 본체를 보유하는 히터 보유부와, 상기 배관에 밀어 누르는 것에 의해 벌어져 배관의 외주에 탄성 계합하는 배관 계합부를 구비하고,
   상기 배관 계합부는 상기 보온 케이스의 상기 뚜껑 벽부에 면하고, 당해 뚜껑 벽부로부터 내부로 삽입된 상기 배관이, 상기 히터 보유부에 보유된 히터 본체와의 사이에 공극을 가지고 계합 보유되는 것을 특징으로 하는 배관 히터 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 장착 브래킷의 상기 배관 계합부의 위치는, 상기 보온 케이스의 절결 개구의 내단부와 축방향으로 일치하는 위치에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는배관 히터 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 장착 브래킷에 보유된 상기 배관이, 상기 히터 본체의 발열의 일부가 열전도성 부재에 의한 상기 장착 브래킷을 통해 전달되어 가열되고, 상기 히터 본체의 발열의 일부가 당해 히터 본체와 상기 배관의 사이의 공극을 통해 방사 가열되고, 또한, 상기 보온 케이스에 둘러싸인 공간 내의 온도 상승에 의해 대류 가열되는 것을 특징으로 하는 배관 히터 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 히터 본체가 둥근 막대 모양으로 형성되어 상기 장착 브래킷에 의해 상기 배관과 상기 공극을 가지고 평행하게 보유되는 것을 특징으로 하는 배관 히터 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 뚜껑 벽부가 상기 통모양 본체에 탈착되는 것을 특징으로 하는 배관 히터 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 뚜껑 벽부가 상기 통모양 본체에 경첩 구조를 통해 요동이 자유롭게 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 배관 히터 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 뚜껑 벽부가 상기 통모양 본체에 연설되고 슬릿홈을 구비하여 상기 배관의 삽입 통과가 가능하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 배관 히터 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 보온 케이스의 통모양 본체가 유연성이 있는 단열재로 형성되고 상기 뚜껑 벽부가 상기 통모양 본체에 연설되고 또한 슬릿홈을 구비하고, 상기 통모양 본체의 측벽의 측방으로의 변형에 의해 상기 슬릿홈이 벌어져, 상기 배관이 내부에 삽입 통과되는 것을 특징으로 하는 배관 히터 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 보온 케이스의 통모양 본체에, 상기 장착 브래킷의 고착부를 고정하는 베이스 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 배관 히터 장치.

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