KR101377329B1

KR101377329B1 - 전열 장치

Info

Publication number: KR101377329B1
Application number: KR1020127009680A
Authority: KR
Inventors: 히사아키 야마카게; 요시히토 야마다; 마사토 하나다
Original assignee: 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤
Priority date: 2009-11-04
Filing date: 2009-11-04
Publication date: 2014-03-25
Also published as: WO2011055430A1; KR20120082002A; CN102597596A; CN102597596B; US9423185B2; JPWO2011055430A1; US20120175083A1; JP5283758B2

Abstract

배관계(10) 전체를 고정밀도로 온도 관리할 수 있는 전열 장치(20)를 제공한다. 내부를 유체가 흐르는 배관계(10)에 열을 전하는 전열 장치(20)는, 배관계(10)를 둘러싸는 고열전도성의 전열 블록(30)과, 배관계(10)의 연재 방향에 따라 전열 블록(30)에 매설된 히트 파이프(40)와, 히트 파이프(40)에 열을 가하는 히터(52)를 구비한다. 전열 블록(30)은, 배관계(10)의 연재 방향에 따라 분할 가능한, 복수의 분할 블록(32, 34)을 포함한다.

Description

전열 장치{HEAT TRANSFER DEVICE}

본 발명은, 전열 장치에 관한 것으로, 특히, 배관계에 균등하게 열을 전하는 전열 장치에 관한 것이다.

종래, 유체를 반송하기 위한 배관에 있어서, 배관 내부를 수송되는 유체의 고정밀도의 온도 관리를 필요로 할 때, 배관을 가열함에 의해 유체의 온도를 제어하는 경우가 있다.

배관을 가열하기 위한 기술에 관해, 종래, 축선에 따라 배관 삽통용의 관통구멍이 형성된 통형상체를 그 축선에 따라 2등분으로 절단하여 이루어지는 한 쌍의 반통체(半筒體)로 이루어지고, 배관에 장착한 상태에서, 대향하는 절단면끼리에서 간극을 형성하는 것을 특징으로 하는 배관 가열용 피복체가 제안되어 있다(예를 들면, 일본국 특개2007-2986호 공보(특허 문헌 1) 참조).

또한 종래, 열매체 유통관을 둘러싸는 2분할의 위요체(圍繞體)의 표면에 다수의 오목홈을 형성하고, 그 오목홈에 그 양단부가 감입하는 반원 형상 등의 접합체에 의하여 2분할의 감합체를 타고넘도록 부착하는 위요체와 감합체로 이루어지는, 열매체 유통관의 피복체가 제안되어 있다(예를 들면, 일본국 특개2003-185086호 공보(특허 문헌 2) 참조).

특허 문헌 1 : 일본국 특개2007-2986호 공보 특허 문헌 2 : 일본국 특개2003-185086호 공보

상기한 기술에서는, 배관 가열용의 피복체의 외측 전면(全面)을 피복하여 배치된 히터로부터의 열을 피복체를 통하여 전열함으로써, 배관을 가열하는 것이 행하여지고 있다. 그러나, 히터와 피복체와의 접촉 조건이 다른 것이나, 히터 자신의 발열 분포에 의해, 배관에 온도 분포가 발생하기 때문에, 배관을 균일하게 가열하는 것은 곤란하였다. 이 배관의 온도 분포를 개선하기 위해, 피복체를 후육화(厚肉化)하여, 피복체의 내면측의 온도의 균일성을 향상시킬것이 필요해지지만, 이 경우, 피복체의 열용량이 증대해 에너지 소비량이 증가함과 함께, 장치가 대형화하고, 중량이 증대하는 문제가 있다.

또한, 상기한 기술에서는, 피복체가 배관에 접촉한 부분에 있어서, 열전도에 의해 피복체로부터 배관에의 전열량이 증가한다. 피복체로부터 배관에의 전열량이 배관의 둘레 방향으로 흐트러지면, 배관의 온도 분포가 흐트러지기 때문에, 피복체로부터 배관에의 전열량을 될 수 있는 한 일정하게 되도록, 피복체와 배관과의 접촉 조건을 조정할 필요가 있다. 그 때문에, 배관을 둘러싸도록 피복체를 부착할 때의 미(微)조정이 필요해지고, 장치의 조립성이 저하, 즉, 조립시의 공수가 증가함과 함께 비용이 증대한다는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 주된 목적은, 배관계 전체를 고정밀도로 온도 관리할 수 있다, 전열 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 관한 전열 장치는, 내부를 유체가 흐르는 배관계에 열을 전하는 전열 장치로서, 배관계를 둘러싸는 고열전도성의 전열 블록과, 배관계의 연재 방향에 따라 전열 블록에 형성된 히트 파이프와, 히트 파이프에 열을 가하는 가열부를 구비한다. 전열 블록은, 배관계의 연재 방향에 따라 분할 가능한, 복수의 분할 블록을 포함한다.

상기 전열 장치에서 바람직하게는, 배관계는, 제1 배관과, 제2 배관과, 제1 배관의 일단부와 제2 배관의 일단부를 연결하는 연결부를 포함하고, 히트 파이프는, 제1 배관의 타단부로부터 제2 배관의 타단부까지 이르도록 연재된다.

[0011]

상기 전열 장치에서 바람직하게는, 연결부의 외경은, 제1 배관의 외경 및 제2 배관의 외경보다도 크고, 전열 블록에는, 히트 파이프보다도 배관계에 근접하는 부분에, 배관계의 연재 방향에 따라 늘어나는 관형상 공간이 형성되어 있다.

상기 전열 장치에서 바람직하게는, 배관계는, 제1 배관과, 제2 배관과, 제1 배관의 일단부와 제2 배관의 일단부를 연결하는 연결부를 포함하고, 연결부의 외경은, 제1 배관의 외경 및 제2 배관의 외경보다도 크고, 히트 파이프는, 제1 배관에 따라 매설된 제1회로와, 제2 배관에 따라 매설된 제2회로를 포함한다.

상기 전열 장치에서 바람직하게는, 가열부는, 연결부를 둘러싸는 전열 블록에 열적으로 접촉한다.

상기 전열 장치에서 바람직하게는, 가열부는, 제1회로의 연결부에 근접하는 측의 단부를 가열하는 제1 열원과, 제2회로의 연결부에 근접하는 측의 단부를 가열하는 제2 열원을 포함한다.

상기 전열 장치에서 바람직하게는, 전열 블록은, 제1회로가 매설된 제1 블록과, 제2회로가 매설된 제2 블록과, 연결부를 둘러싸는 연결 블록을 포함한다. 가열부는, 연결 블록에 열적으로 접촉한다.

상기 전열 장치에서 바람직하게는, 히트 파이프는, 연결 블록에 매설된 제3 회로를 포함한다.

상기 전열 장치에서 바람직하게는, 분할 블록중 하나만에 히트 파이프가 매설된다.

상기 전열 장치에서 바람직하게는, 전열 블록은, 배관계의 연재 방향과 직교하는 단면(斷面)에서, 다각형 형상의 외형을 갖는다.

상기 전열 장치에서 바람직하게는, 히트 파이프는, 전열 블록 내에 형성되어 진공 배기된 중공부와, 중공부에 체류하는 작동 유체를 포함한다.

상기 전열 장치에서 바람직하게는, 전열 블록의 외주면에 홈부가 형성되어 있고, 히트 파이프는, 홈부 내에 매설되어 진공 배기된 관부재와, 관부재 내에 체류하는 작동 유체를 포함한다.

상기 전열 장치에서 바람직하게는, 배관계의 단부에 연결된 기기를 또한 구비하고, 전열 블록은, 상기 기기를 둘러싼다.

본 발명의 전열 장치에 의하면, 배관계에 균등하게 열을 전할 수 있고, 배관계 전체를 고정밀도로 온도 관리할 수 있다.

도 1은 실시의 형태 1의 전열 장치의 구성을 도시하는 모식도.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 전열 장치의 단면도.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 전열 장치의 단면도.
도 4는 실시의 형태 2의 전열 장치의 구성을 도시하는 모식도.
도 5는 도 4의 V-V선에 따른 전열 장치의 단면도.
도 6은 실시의 형태 3의 전열 장치의 구성을 도시하는 모식도.
도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ선에 따른 전열 장치의 단면도.
도 8은 도 6의 Ⅷ-Ⅷ선에 따른 전열 장치의 단면도.
도 9는 실시의 형태 4의 전열 장치의 구성을 도시하는 모식도.
도 10은 실시의 형태 5의 전열 장치의 구성을 도시하는 모식도.
도 11은 실시의 형태 6의 전열 장치의 구성을 도시하는 모식도.
도 12는 실시의 형태 7의 전열 장치의 구성을 도시하는 모식도.
도 13은 실시의 형태 7의 전열 장치의 구성의 다른 예를 도시하는 모식도.
도 14는 실시의 형태 8의 전열 장치의 구성을 도시하는 모식도.
도 15는 도 14의 XV-XV선에 따른 전열 장치의 단면도.
도 16은 도 14의 XⅥ-XⅥ선에 따른 전열 장치의 단면도.
도 17은 실시의 형태 8의 전열 장치의 구성의 다른 예를 도시하는 모식도.
도 18은 실시의 형태 9의 전열 장치의 구성을 도시하는 모식도.
도 19는 도 18의 XⅨ-XⅨ선에 따른 전열 장치의 단면도.
도 20은 도 18의 XX-XX선에 따른 전열 장치의 단면도.
도 21은 실시의 형태 9의 전열 장치의 구성의 다른 예를 도시하는 모식도.
도 22는 실시의 형태 10의 전열 장치의 구성을 도시하는 모식도.
도 23은 도 22의 XXⅢ-XXⅢ선에 따른 전열 장치의 단면도.
도 24는 도 22의 XXⅣ-XXⅣ선에 따른 전열 장치의 단면도.
도 25는 실시의 형태 11의 전열 장치의 구성을 도시하는 모식도.

이하, 도면에 의거하여 이 발명의 실시의 형태를 설명한다. 또한, 이하의 도면에서, 동일 또는 상당하는 부분에는 동일한 참조 번호를 붙이고, 그 설명은 반복하지 않는다.

(실시의 형태 1)

도 1은, 실시의 형태 1의 전열 장치의 구성을 도시하는 모식도이다. 도 2는, 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 전열 장치의 단면도이다. 도 3은, 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 전열 장치의 단면도이다. 도 1에서는, 본 실시의 형태의 전열 장치를 이용한 유체 반송 장치(1)의, 부분적으로 절단한 평면도가 도시되어 있다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 유체 반송 장치(1)는, 2개의 기기(110, 120)와, 기기(110, 120)를 접속하는 배관계(10)를 구비한다. 유체 반송 장치(1)는, 도 1의 속이 하얀색 화살표로 도시하는 바와 같이, 한쪽의 기기(110)로부터 배관계(10)를 경유하여 다른쪽의 기기(120)에 유체를 유통시키는 장치이다. 배관계(10)는, 제1 배관(12)과, 제2 배관(14)을 포함한다. 제1 배관(12)은, 일단부(13a)와 타단부(13b)를 갖는다. 제2 배관(14)은, 일단부(15a)와 타단부(15b)를 갖는다. 배관계(10)는 또한, 제1 배관(12)의 일단부(13a)와 제2 배관(14)의 일단부(15a)를 연결하는 연결부(16)와, 기기(110)와 제1 배관(12)의 타단부(13b)를 연결하는 연결부(18)와, 제2 배관(14)의 타단부(15b)와 기기(120)를 연결하는 연결부(19)를 포함한다.

유체 반송 장치(1)는, 전열 장치(20)를 구비한다. 전열 장치(20)는, 배관계(10)에 균등하게 열을 전하고, 배관계(10)를 통하여, 배관계(10)의 내부를 흐르는 유체를 균일하게 가열한다. 전열 장치(20)는, 배관계(10)를 둘러싸는 전열 블록(30)과, 배관계(10)의 연재 방향에 따라 전열 블록(30)에 형성된 히트 파이프(40)와, 히트 파이프(40)에 열을 가하는 가열부의 한 예로서의 히터(52)를 구비한다.

여기서 말하는 배관계(10)란, 유체를 유통시키는 배관과, 당해 배관에 접속된 배관 부속품을 포함하는 개념이고, 배관 부속품을 포함한 상호 연결된 배관의 집합체를 가리킨다. 배관은, 직관으로 한정되지 않고, 임의의 형상으로 구부러진 곡관(曲管)을 포함하고, 또한 비가요성관으로 한하지 않고, 예를 들면 플렉시블 튜브 등의 가요성 관을 포함하여도 좋다. 배관 부속품으로서는, 예를 들면, 엘보나 티 등으로 대표되는 조인트, 밸브, 스트레이너, 노즐 등을 들 수 있다. 또한, 유체를 저장하는 탱크, 유체를 가열하여 기화시키는 기화기, 기체상태의 원료를 공급하여 기판의 표면에의 성막 등의 소정의 반응이 행하여지는 반응실 등의, 배관에 연통 접속된 기기류를, 배관계(10)에 포함하여도 좋다.

배관계(10)를 피복하는 전열 블록(30)은, 예를 들면 알루미늄 또는 구리 등의 금속재료로 대표되는, 고열전도성의 재료에 의해 형성되어 있다. 전열 블록(30)을 알루미늄제로 하면, 전열 블록(30)을 경량화할 수 있고, 또한 전열 블록(30)의 배관계(10)에 대향하는 면을 알루마이트 처리하면 복사에 의한 전열 효율을 향상할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한 전열 블록(30)을 구리제로 하면, 열전도율을 보다 높게할 수 있고, 또한 히트 파이프(40)의 작동 유체로서 열 특성의 양호한 물(水)을 이용할 수 있기 때문에 바람직하다.

히트 파이프(40)는, 종래의 위크식(式)의 히트 파이프로서, 전열 블록(30) 내에 형성된 중공부(中空部)를 포함한다. 이 중공부는, 밀폐된 공간으로서, 진공 배기되어 감압된 진공 공간으로서 형성되어 있다. 중공부의 내면에는, 모세관력을 갖는 다공질 재료에 의해 형성된 위크(42)가 마련되어 있다. 위크(42)로서는, 상기 중공부의 내표면에 철망이나 소결 금속이 부착되어도 좋고, 내표면에 미세한 홈이 형성되어도 좋다.

히트 파이프(40)는 또한, 상기 중공부에 체류하는 작동 유체를 포함한다. 작동 유체는, 가열되어 증발하고, 또한 방열하여 응축된 성질(응축성)을 갖는다. 이 응축성의 작동 유체가, 진공 감압된 밀폐 공간인 중공부에 적량 주입됨으로써, 히트 파이프(40)를 형성할 수 있다. 히트 파이프(40)는, 히터(52)가 배치된 고온부에서 가열되어 증기화한 작동 유체가 중공부 내를 이동하고, 중공부 내의 상대적으로 온도가 낮은 저온부의 벽면에서의 응축되어 잠열을 방출하여, 중공부를 균등하게 가열한다. 응축된 작동 유체는, 위크(42)의 모세관 작용에 의해, 상기 고온부에 환류한다. 이 반복으로, 고온부로부터 저온부에의 열 수송이 행하여진다.

또한, 히트 파이프(40)는, 상술한 위크식으로 한정되는 것이 아니고, 중력을 원용하는 서모 사이펀식의 히트 파이프라도 좋고, 루프형 세관의 내부에 2상(相) 응축성 작동액을 봉입한 루프형 세관 히트 파이프라도 좋다.

히트 파이프(40)는, 제1 배관(12)의 타단부(13b)로부터 제2 배관(14)의 타단부(15b)에 까지 이르도록 연재된다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 히트 파이프(40)는, 제1 배관(12)의 타단부(13b)에 접속된 연결부(18)를 둘러싸는 전열 블록(30)부터, 제2 배관(14)의 타단부(15b)에 접속된 연결부(19)를 둘러싸는 전열 블록(30)까지, 배관계(10)의 연재 방향에 따라, 전열 블록(30)의 내부에 형성되어 있다. 히트 파이프(40)는, 제1 배관(12), 제2 배관(14) 및 연결부(16)의 연재 방향의 전체를 둘러싸고 있다.

히트 파이프(40)를 가열하여 작동 유체를 증발시키는 히터(52)로서는, 임의의 열원을 이용할 수 있다. 전형적으로는, 예를 들면 전기 히터, 열매(熱媒) 순환식의 히터 또는 유도 가열식의 히터 등을 적용할 수 있다.

히터(52)는, 기기(110)에 근접하는 측의 히트 파이프(40)를 가열하도록, 전열 블록(30)과 열적으로 접촉하고 있다. 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 히터(52)는, 원통형상의 전열 블록(30)의 외주면에 접촉하고 있다. 히터(52)는, 전열 블록(30)과 열적으로 접촉하고, 전열 블록(30)을 통하여 히트 파이프(40)에 열을 전할 수 있으면 좋고, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이 전열 블록(30)의 외표면에 접촉하는 구성 외, 전열 블록(30)의 내부에 히터(52)가 매입되어도 좋다. 히터(52)가 히트 파이프(40)의 임의의 1개소를 가열할 수 있다면, 히트 파이프(40)의 전체를 균일하게 가열할 수 있기 때문에, 히터(52)의 배치는 도 1에 도시하는 위치로 한정되지 않는다.

여기서, 「열적으로 접촉」이란, 전열 블록(30)과 히터(52)와의 사이에서, 열이 직접적으로 전달되는, 전열 효율이 충분히 높은 상태로 되어 있는 것을 말한다. 이들의 부재가 서로 맞닿아서, 직접 기계적으로 접촉하고 있는 경우로 한정되지 않는다. 예를 들면, 히터(52)가 전열 블록(30)과 솔더링, 용접 등으로 일체화되어 있는 경우, 또한, 열전도성이 높은 물질을 중간에 개재시켜서 간접적으로 접촉하고 있는 경우도, 열적으로 접촉하고 있는 상태에 포함하는 것으로 한다.

기기(110)로부터 제1 배관(12), 제2 배관(14)을 경유하여 기기(120)에 이르는 장치 전체가, 단열재(50)에 의해 외측에서 피복되어 있다. 단열재(50)에 의해, 유체 반송 장치(1)와 외부와의 열전달이 억제되어 있다. 그 때문에, 배관계(10)를 유통하는 기화된 유체의 재액화를 억제할 수 있음과 함께, 에너지 로스를 저감할 수 있는 구성으로 되어 있다. 단열재(50)는, 열전도를 억제하는 장벽의 작용을 하는 열전도성이 낮은 것이면 어떤 것이라도 좋고, 예를 들면 글래스-울이나 폴리스티렌-폼 등의 고체의 중에 기체의 소포(小泡)를 다량 갖는 소재에 의해 형성된다.

도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 전열 블록(30)은, 복수의 분할 블록(32, 34)을 포함한다. 배관계(10)의 주위는, 분할형의 전열 블록(30)으로 덮이여 있다. 본 실시의 형태에서는, 분할 블록(32, 34)은, 배관계(10)의 연재 방향(즉, 도 1의 좌우 방향, 도 2, 3의 지면(紙面) 수직 방향)에 따라 분할 가능한, 반원통 형상으로 형성되어 있다. 분할 블록(32, 34)을 조합시킴으로써, 내부에 통형상의 중공 공간이 형성된, 중공의 원통형상의 전열 블록(30)이 구성된다. 분할 블록(32, 34)의 내부에 중공부가 형성되어, 분할 블록(32, 34)에 히트 파이프(40)가 마련되어 있다.

전열 블록(30)을 구성하는 분할 블록의 형상은, 도 2 및 도 3에 도시하는 반원통 형상으로 한정되지 않고, 또한 분할 블록의 개수도 2개로 한정되는 것이 아니다. 임의의 형상 및 개수의 분할 블록에 의해 전열 블록(30)이 형성되어도 좋지만, 동일 형상의 분할 블록의 조합에 의해 전열 블록(30)이 형성되면, 전열 블록(30)의 생산성을 향상할 수 있기 때문에 바람직하다.

이상 설명한 전열 장치(20)에 의하면, 배관계(10)의 주위가 전열 블록(30)으로 피복되고, 이 전열 블록(30)의 내부에 중공부를 형성하여 히트 파이프(40)를 마련하고, 전열 블록(30)을 경유하여 배관계(10)에 열을 전달한다. 이와 같이 하면, 히트 파이프(40)의 열 수송 기능에 의해 전열 블록(30)이 자동적으로 등온으로 가열되기 때문에, 배관계(10)에 전달되는 열량의 균일성을 향상시킬 수 있다.

종래의, 전열 블록의 외표면에 히터를 접촉시켜서 배관계를 가열하는 구성에서는, 히터와 전열 블록과의 접촉 조건이 다른 것이나, 히터 자신의 발열 분포에 의해, 배관에 온도 분포가 발생한다. 그 때문에, 배관계를 등온으로 하기 위한 제어는 곤란하였다. 이에 대해, 본 실시의 형태의 전열 장치(20)에서는, 전열 블록(30)에 히트 파이프(40)를 형성한 구조로 함으로써, 전열 블록(30)의 전체에 걸쳐서, 균열성을 확보할 수 있다. 따라서 배관계(10)에 균등하게 열을 전할 수 있고, 배관계 전체를 고정밀도로 온도 관리할 수 있는 전열 장치(20)를 제공할 수 있다.

전열 블록(30)의 내부에 중공 회로가 마련되고 히트 파이프(40)가 형성되어 있기 때문에, 전열 블록(30)을 가열하는 히터(52)는, 전열 블록(30)의 일부분만을 가열하면 좋다. 즉, 히터(52)는, 전열 블록(30)의 일부분에만 배치되어 있으면 된다. 그 때문에, 히터(52)의 소형화, 컴팩트화 및 저가격화를 달성할 수 있음과 함께, 히터(52)가 소비하는 에너지 양을 저감할 수 있기 때문에, 전열 장치(20)의 운용 자금을 저감할 수 있다.

전열 블록(30)의 균열성을 히트 파이프(40)의 기능에 의해 발휘시키기 때문에, 전열 블록(30)의 온도 분포를 개선하기 위해 전열 블록(30)을 후육화 할 필요는 없다. 전열 블록(30)의 두께는, 히트 파이프(40)의 작동 유체의 내압에 대한 강도를 확보할 수 있는 최소의 두께면 좋고, 전열 블록(30)을 소형화할 수 있다. 따라서 전열 블록(30)의 열용량을 저감할 수 있기 때문에, 승온시의 히터(52)의 용량의 저감이 가능해지고, 에너지 소비량을 저감할 수 있다. 또한, 전열 블록(30)을 경량화할 수 있다.

전열 블록(30)을 소형화하는 것에 수반하여, 전열 블록(30)의 외주를 피복하는 단열재(50)의 둘레 길이를 단축할 수 있고, 단열재(50)의 외표면의 면적을 작게 할 수 있다. 단열재(50)의 표면부터 주위로의 방열량은 단열재(50)의 표면적에 비례하고, 또한, 전열 장치(20)의 정상시의 히터(52)의 입력은, 단열재(50)로부터 주위에의 방열량에 상당한다. 따라서 단열재(50)의 단면 둘레 길이를 단축하고, 단열재(50)의 표면적을 작게 함에 의해, 히터(52)의 입력을 저감할 수 있기 때문에, 에너지 소비량을 보다 저감할 수 있다.

종래의 기술에서는, 배관을 둘러싸서 마련되는 피복체와 배관과의 접촉 조건을 조정하기 위해, 조립시의 미조정이 필요하였다. 이에 대해, 본 실시의 형태의 전열 장치(20)에서는, 히트 파이프(40)에 의해 전열 블록(30)의 표면 온도가 자동적으로 균일화되고, 전열 블록(30) 전체가 균온면으로 배관계(10)를 덮는 구조가 된다. 그 때문에, 전열 블록(30)과 배관계(10)와의 접촉 조건은, 배관계(10)의 온도 분포에 큰 영향을 주지 않는다. 따라서 전열 블록(30)과 배관계(10)와의 접촉 조건의 조정이 불필요하기 때문에, 장치의 조립성을 향상시키고, 조립시의 공수 저감 및 비용의 저감을 달성할 수 있다.

도 1 내지 3에 도시하는 원통형상의 전열 블록(30)의 내주면과, 전열 블록(30)에 둘러싸여지는 배관계(10)의 외표면과의 사이에는, 간극이 형성되어 있다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 전열 블록(30)의, 제1 배관(12)을 피복하는 부분의 내경은, 제1 배관(12)의 외경에 대해, 소정의 치수분만큼 크게 마련되어 있다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 전열 블록(30)의, 연결부(16)를 피복하는 부분의 내경은, 연결부(16)의 외경에 대해, 소정의 치수분만큼 크게 마련되어 있다.

이와 같이 간극을 형성함으로써, 배관계(10)의 조립시에 발생하는 오차를 허용할 수 있기 때문에, 배관계(10)의 조립성을 향상시킬 수 있다. 상술한 바와 같이, 전열 블록(30)과 배관계(10)와의 접촉 조건은 배관계(10)의 온도 분포에 큰 영향을 주지 않고, 전열 블록(30)과 배관계(10) 사이의 간극의 유무에 의해 배관계(10)의 온도 분포는 크게 영향을 받지 않는다.

도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 배관계(10)는, 복수의 분할 블록(32, 34)에 의해 덮혀져서 가열된다. 히트 파이프(40)는, 분할 블록(32, 34)의 내부에 매설되어 있다. 이와 같은 분할형의 전열 블록(30)의 구조를 채용함에 의해, 히트 파이프(40)의 배관계(10)에의 부착, 분리가 용이해지기 때문에, 배관계(10)의 메인터넌스가 용이해진다.

또한, 이미 설치된 배관계(10)를 분할형의 전열 블록(30)으로 덮음에 의해, 이미 설치된 배관계(10)를 균등하게 가열할 수 있는 전열 장치(20)를, 용이하게 추설(追設)할 수 있다.

(실시의 형태 2)

도 4는, 실시의 형태 2의 전열 장치의 구성을 도시하는 모식도이다. 도 5는, 도 4의 V-V선에 따른 전열 장치의 단면도이다. 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 실시의 형태 2의 전열 장치(20)는, 전열 블록(30)의, 히트 파이프(40)보다도 배관계(10)에 근접하는 부분인 내경측에, 배관계(10)의 연재 방향에 따라 늘어나는 복수의 관형상 공간(31)이 형성되어 있는 점에서, 실시의 형태 1과는 다르다.

실시의 형태 1 및 2에서는, 제1 배관(12)과 제2 배관(14)을 연결하는 연결부(16)는, 직선 조인트, 엘보 등, 제1 배관(12) 및 제2 배관(14)보다도 직경이 큰 부분으로 되어 있다. 그 때문에, 히트 파이프(40)가, 전열 블록(30)의 양쪽의 단부까지 이르도록 늘어나는 중공부를 포함하여 구성되는 경우, 제1 배관(12) 및 제2 배관(14)을 둘러싸는 전열 블록(30)의 내경측에는, 두꺼운 부분이 존재한다(도 1 및 도 2 참조). 이 두꺼운 부분이 존재하면, 전열 블록(30)이 중량화하고, 또한 전열 블록(30)의 열용량이 증대한다.

그래서, 실시의 형태 2의 전열 블록(30)에서는, 그 내경측에서, 전열 블록(30)의 연재 방향으로 늘어나는 관형상 공간(31)이 형성된다. 이와 같이, 전열 블록(30)의 내경부에 천공 가공을 시행함에 의해, 전열 블록(30)을 경량화하고, 전열 블록(30)의 열용량을 저감할 수 있다.

(실시의 형태 3)

도 6은, 실시의 형태 3의 전열 장치의 구성을 도시하는 모식도이다. 도 7은, 도 6의 Ⅶ-Ⅶ선에 따른 전열 장치의 단면도이다. 도 8은, 도 6의 Ⅷ-Ⅷ선에 따른 전열 장치의 단면도이다. 실시의 형태 1과 마찬가지로, 실시의 형태 3의 배관계(10)는, 제1 배관(12)과, 제2 배관(14)과, 제1 배관(12)의 일단부(13a)와 제2 배관(14)의 일단부(15a)를 연결하는 연결부(16)를 포함한다. 연결부(16)의 외경은, 제1 배관(12)의 외경 및 제2 배관(14)의 외경보다도 크게 되어 있다.

히트 파이프(40)는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 제1 배관(12)에 따라 매설된 제1 회로(44)와, 제2 배관(14)에 따라 매설된 제2 회로(46)를 포함한다. 제1 배관(12) 주위에 마련되는 전열 장치(20)는, 제1 배관(12)을 둘러싸는 전열 블록(30)과, 제1 회로(44)와, 제1 회로(44)에 열을 전하는 히터(52)를 포함하여 구성된다. 제2 배관(14) 주위에 마련되는 전열 장치(20)는, 제2 배관(14)을 둘러싸는 전열 블록(30)과, 제2 회로(46)와, 제2 회로(46)에 열을 전하는 히터(52)를 포함하여 구성된다.

제1 배관(12)과 제2 배관(14)을 연결하는 연결부(16)에는, 예를 들면 조인트, 엘보, 티 등이 사용되고, 연결부(16)는 제1 배관(12) 및 제2 배관(14)에 대해 직경이 커진다. 그 때문에, 연결부를 둘러싸는 전열 블록(30)에 히트 파이프(40)를 마련하면, 전열 블록(30)은, 히트 파이프(40)를 매설할 수 있는 만큼의 지름을 갖을 필요가 있고, 전열 블록(30)이 대형화한다.

그래서, 실시의 형태 3에서는, 히트 파이프(40)를 제1 회로(44)와 제2 회로(46)로 분할하고, 연결부(16)는 전열 블록(30)만으로 덮는 구성으로 되어 있다. 이와 같이 하면, 실시의 형태 1과 비교하여, 제1 배관(12) 및 제2 배관(14)에 근접하는 전열 블록(30)의 내경측의 위치에 히트 파이프(40)를 매설할 수 있고, 전열 블록(30)의 외경을 작게 할 수 있다. 따라서 전열 블록(30)을 소형화할 수 있기 때문에, 전열 블록(30)의 경량화, 열용량의 저감 등의 효과를, 보다 현저하게 얻을 수 있다.

실시의 형태 3의 구성에서는, 연결부(16)의 주위에는 히트 파이프(40)가 배치되지 않는다. 제1 회로(44) 및 제2 회로(46)에 의해 가열된 전열 블록(30)으로부터의 열전도에 의해, 연결부(16)를 둘러싸는 전열 블록(30)이 가열됨으로써, 연결부(16)에 열이 전해진다. 전열 블록(30)이 알루미늄이나 구리 등의 열전도성이 좋은 재료로 형성되고, 또한, 히트 파이프(40)(즉 제1 회로(44) 및 제2 회로(46))와 연결부(16) 사이의 거리가 작으면, 연결부(16)에의 전열이 열전도만에 의해 행하여진다고 하여도, 배관계(10) 전체의 온도 분포를 충분히 작게 할 수 있고, 배관계(10) 전체를 균열 가열할 수 있다. 예를 들면, 제1 배관(12)의 일단부(13a)와 제2 배관(14)의 일단부(15a) 사이의 거리가 50㎜ 이하 정도면, 전열 블록(30)의 외주면을 단열재(50)로 충분히 단열을 시행함으로써, 제1 회로(44) 및 제2 회로(46)로부터 전열 블록(30)을 통하고 연결부(16)에 양호하게 열을 전할 수 있다.

(실시의 형태 4)

도 9는, 실시의 형태 4의 전열 장치의 구성을 도시하는 모식도이다. 실시의 형태 4에서는, 실시의 형태 1과 마찬가지로, 히트 파이프(40)는, 제1 배관(12), 제2 배관(14) 및 연결부(16)의 외측을 둘러싸도록 배치되어 있다. 히트 파이프(40)는, 연결부(16)를 타고넘는 형태로, 지름 방향의 치수를 변화시켜서 형성되어 있다. 1개소의 히터(52)가, 전열 블록(30)의 외주면에 접촉하여 마련된다. 히터(52)는, 이 예에서는 기기(110)에 근접하는 측의 히트 파이프(40)의 단부를 가열한다.

연결부(16)의 외경은, 제1 배관(12)의 외경 및 제2 배관(14)의 외경보다도 크게 되어 있다. 전열 블록(30)의 외경은, 전열 블록(30)에 히트 파이프(40)를 매설 가능하도록, 조정되어 있다. 제1 배관(12)을 둘러싸는 전열 블록(30)과, 제2 배관(14)을 둘러싸는 전열 블록(30)은, 연결부(16)를 둘러싸는 전열 블록(30)에 대해, 외경이 작다. 전열 블록(30)은, 그 연재 방향에서 외경을 변화시키고 있다. 전열 블록(30)은, 연결부(16)를 둘러싸는 부분의 외경이 최대이고, 제1 배관(12) 및 제2 배관(14)을 둘러싸는 부분의 외경은 상대적으로 작아지도록, 형성되어 있다.

이와 같이 하면, 실시의 형태 1과 비교하여, 제1 배관(12) 및 제2 배관(14)을 둘러싸는 전열 블록(30)을 소경으로 형성할 수 있기 때문에, 전열 블록(30)의 경량화, 및 열용량의 저감을 달성할 수 있다.

또한, 제1 배관(12)부터 제2 배관(14)에 이르기까지의 배관계(10)가, 1회로의 히트 파이프(40)에 의해 피복되어 있기 때문에, 히트 파이프(40)를 가열하는 히터(52)는 1개소에 마련하면 좋다. 본 실시의 형태의 히트 파이프(40)는, 만곡 또는 굴곡된 곡부를 갖기 때문에, 실시의 형태 1 내지 3의 히트 파이프와 비교하여 전열 성능이 저하될 가능성이 있다. 그러나, 히트 파이프(40)가, 충분한 전열 성능을 발휘할 수 있고, 전열 블록(30)의 전체에 균등하게 열을 전할 수 있도록 마련되어 있으면, 전열 블록(30)의 소형화 및 히터(52)의 갯수 저감의 점에 있어서, 본 실시의 형태의 구성은 유리하다.

배관계(10)가 1개의 히트 파이프(40)로 둘러싸여지기 때문에, 히터(52)가 히트 파이프(40)의 임의의 1개소를 가열할 수 있으면, 히트 파이프(40)의 전체를 균일하게 가열할 수 있다. 그 때문에, 실시의 형태 1에서 설명한 바와 같이, 히터(52)는 임의로 배치할 수 있다. 즉, 히터(52)는, 전열 블록(30)의 외표면의 임의의 위치에 접촉하여도 좋고, 전열 블록(30)의 내부의 임의의 위치에 매입되어도 좋다.

(실시의 형태 5)

도 10은, 실시의 형태 5의 전열 장치의 구성을 도시하는 모식도이다. 실시의 형태 5의 전열 장치(20)는, 실시의 형태 3과 마찬가지로 히트 파이프(40)가 제1 회로(44)와 제2 회로(46)를 포함하는 것이지만, 제1 회로(44) 및 제2 회로(46)의 양쪽에 열을 가하는 히터(52)가 1개소에만 배치되어 있는 점에서 다르다. 본 실시의 형태에서는, 가열부의 한 예로서의 히터(52)는, 연결부(16)를 둘러싸는 전열 블록(30)에 열적으로 접촉한다. 히터(52)가 발생한 열은, 열전도에 의해 전열 블록(30) 내부를 전달되고, 연결부(16)에 근접하는 측의 제1 회로(44)의 단부와, 연결부(16)에 근접하는 측의 제2 회로(46)의 단부에 전해진다. 이 열에 의해, 제1 회로(44) 및 제2 회로(46)의 작동 유체가 가열된다.

이와 같이 하면, 1개소의 히터(52)에 의해 제1 회로(44)와 제2 회로(46)의 양쪽을 가열할 수 있기 때문에, 실시의 형태 3의 전열 장치(20)와 비교하여 히터(52)의 갯수를 저감할 수 있다. 그 때문에, 전열 장치(20)의 장치 비용 및 운전 비용을 저감시킬 수 있다. 또한, 1개소의 히터(52)로부터 제1 회로(44)와 제2 회로(46)와의 양쪽에 균등하게 열이 전해지도록 전열 장치(20)를 형성하면, 배관계(10)의 온도 제어를 위해 복수의 히터(52)를 제어할 필요는 없고, 배관계(10)의 전체를 한층 균등한 온도로 용이하게 유지할 수 있다.

(실시의 형태 6)

도 11은, 실시의 형태 6의 전열 장치의 구성을 도시하는 모식도이다. 실시의 형태 6의 전열 장치(20)에서는, 히트 파이프(40)가 제1 회로(44)와 제2 회로(46)를 포함하고, 가열부로서의 히터(52)는, 제1 회로(44)의 연결부(16)에 근접하는 측의 단부(45)를 가열하는 제1 열원(53)과, 제2 회로(46)의 연결부(16)에 근접하는 측의 단부(47)를 가열하는 제2 열원(54)을 포함한다.

제1 배관(12)과 제2 배관(14)을 연결하는 연결부(16)가 밸브를 포함하는 경우 등, 연결부(16)를 둘러싸는 전열 블록(30)에 히터(52)를 접촉시키는 구조가 바람직하지 않은 경우가 있다. 이 경우에는, 본 실시의 형태와 같이, 제1 회로(44)를 가열하는 제1 열원(53)과 제2 회로(46)를 가열하는 제2 열원(54)을 제각기 설치하여, 제1 열원(53) 및 제2 열원(54)에서 발생한 열이 전열 블록(30) 내부를 열전도에 의해 전달됨에 의해 연결부(16)를 가열하여도 좋다.

이와 같이 하면, 열전도에 의해 연결부(16)를 둘러싸는 전열 블록(30)을 가열하여, 연결부(16)에 열을 전할 수 있다. 제1 열원(53)과 제2 열원(54)의 양쪽에서, 연결부(16)를 둘러싸는 전열 블록(30)에 균등하게 열이 전해지도록 전열 장치(20)를 형성함에 의해, 연결부(16)를 둘러싸는 전열 블록(30)에 히터(52)를 접촉시키는 것을 회피하고, 배관계(10)의 전체를 정밀도 좋게 균등하게 가열할 수 있다.

(실시의 형태 7)

도 12는, 실시의 형태 7의 전열 장치의 구성을 도시하는 모식도이다. 실시의 형태 1 내지 6과 비교하여, 실시의 형태 7의 연결부(16)는, 제1 배관(12) 및 제2 배관(14)에 대해 한층 큰 외경을 갖는다. 연결부(16)는, 도 12에 도시하는 바와 같이, 제1 배관(12) 및 제2 배관(14)의 주위에 배치된 히트 파이프(40)(제1 회로(44), 제2 회로(46))의 외경보다도 큰 외경을 갖도록 형성되어 있다.

전열 블록(30)은, 복수의 블록으로 분할되어 있다. 즉, 전열 블록(30)은, 제1 회로(44)가 매설된 제1 블록(36)과, 제2 회로(46)가 매설된 제2 블록(38)과, 연결부(16)를 둘러싸는 연결 블록(39)을 포함한다. 제1 블록(36)과 연결 블록(39)은 서로 접촉하고, 또한 제2 블록(38)과 연결 블록(39)은 서로 접촉하고 있다. 연결 블록(39)은, 제1 블록(36) 및 제2 블록(38)과 비교하여, 보다 큰 외경을 갖는다.

가열부로서의 히터(52)는, 연결 블록(39)에 열적으로 접촉한다. 히터(52)는, 연결 블록(39)의 외주면에 접촉하고, 연결 블록(39)에 열을 전한다. 히터(52)에 의해 가열된 연결 블록(39)에 의해, 연결부(16)가 가열된다. 또한, 연결 블록(39)으로부터 제1 블록(36) 및 제2 블록(38)에 전열되어짐으로써, 제1 회로(44) 및 제2 회로(46)에 열이 전해지고, 제1 회로(44) 및 제2 회로(46)의 작동 유체가 가열된다.

이와 같이, 대경의 연결부(16)를 둘러싸는 연결 블록(39)을, 제1 배관(12) 및 제2 배관(14)을 둘러싸는 제1 블록(36), 제2 블록(38)과 별체로 함으로써, 전열 블록(30) 전체를 소형화할 수 있다. 또한, 전열 블록(30)을 복수의 블록으로 분할함으로써, 전열 블록(30)의 분리가 한층 용이해지기 때문에, 배관계(10) 또는 히트 파이프(40)의 메인터넌스가 한층 용이해진다.

도 13은, 실시의 형태 7의 전열 장치의 구성의 다른 예를 도시하는 모식도이다. 도 13에 도시하는 전열 장치(20)에서, 히트 파이프(40)는, 연결 블록(39)의 내부에 매설된 제3 회로(48)를 포함한다. 이와 같이 하면, 제3 회로(48)의 균열 작용에 의해, 연결 블록(39)을 더욱 균열화할 수 있기 때문에, 배관계(10)의 전체에 더욱 균등하게 열을 전하는 전열 장치(20)를 제공할 수 있다.

(실시의 형태 8)

도 14는, 실시의 형태 8의 전열 장치의 구성을 도시하는 모식도이다. 도 15는, 도 14의 XV-XV선에 따른 전열 장치의 단면도이다. 도 16은, 도 14의 XⅥ-XⅥ선에 따른 전열 장치의 단면도이다. 실시의 형태 8의 전열 장치(20)는, 전열 블록(30)의 형상에 있어서, 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명한 실시의 형태 3의 전열 장치와는 다르다.

구체적으로는, 도 15 및 도 16에 도시하는 배관계(10)의 연재 방향과 직교하는 단면에서, 복수의 분할 블록(32, 34)을 포함하는 전열 블록(30)은, 다각형 형상의 외형을 갖는다. 본 실시의 형태에서는, 전열 블록(30)의 외형은 거의 정방형 형상으로 형성되어 있지만, 전열 블록(30)은 임의의 다각형 형상의 외형을 갖도록 형성하는 것이 가능하다.

전열 블록(30)의 외형을 다각형 형상, 특히 사각형 형상으로 함으로써, 연결부(16)를 포함하는 배관계(10) 전체를 둘러싸는 일체의 전열 블록(30)의 내부에 형성된 히트 파이프(40)의 회로의 형성이 용이해진다. 즉, 실기(實機)의 배관계(10)에서는, 배관계(10)가 직관형상으로 형성되어 있는다고는 한하지 않는다. 예를 들면, 연결부(16)가, T자형의 분기부를 갖는 티인 경우 등, 다른 방향으로 연재되는 배관을 연결하는 경우가 생각된다.

전열 블록(30)을 다각형 형상으로 형성하고, 전열 블록(30)의 외표면을 평면형상으로 하여, 전열 블록(30)에 형성된 중공부(40)를 배관에 대향하는 면이 평면인 형상으로 할 수 있다. 실기가 다른 방향으로 연재되는 배관 형상에 따른 전열 블록(30)에의 전개(展開)를 고려한 경우, 히트 파이프(40)를 형성하는 중공부는, 배관을 둘러싸는 반원통 형상의 형상을 실기의 다른 방향으로 연재되는 배관 형상에 따르게 하는 것보다도, 배관에 대향하는 면이 평면형상으로 형성된 중공부의 쪽이, 중공부의 연속성의 유지의 용이성, 및 , 중공부의 가공의 용이성의 관점에서, 실현성이 높다. 따라서 이 경우, 전열 블록(30)의 단면 형상을 환형(丸型)으로 하는 것보다도 다각형 형상으로 하는 쪽이 바람직하다.

또한, 히트 파이프(40)를 형성하기 위한, 전열 블록(30)의 내부에 형성되는 중공부의 형상은, 도 15에 도시하는 바와 같이, 단면 형상 사각형 형상으로 할 수 있다. 더하여, 히터(52)는, 평면형상의 전열 블록(30)의 외주면에 접촉하도록 설치된다. 이와 같은 사각형 형상의 중공부나, 평면에 면접촉한 히터(52)는, 실시의 형태 3에 나타내는 바와 같이 반원환(半圓環) 형상의 중공부나 원통면에 면접촉한 히터와 비교하여, 용이하게 제작할 수 있다. 따라서 전열 장치(20)의 제작 용이성을 향상할 수 있기 때문에, 전열 장치(20)의 제조 비용을 저감시킬 수 있다.

도 17은, 실시의 형태 8의 전열 장치의 구성의 다른 예를 도시하는 모식도이다. 히터(52)는, 히트 파이프(40)의 최하부에 체류하는 액상의 작동 유체를 가열하여 기화할 수 있도록 배치되어 있으면 된다. 그래서, 도 17에 도시하는 바와 같이, 단면 형상 개략 정방형 형상의 전열 블록(30)의 하면측의 외표면에 접촉하도록, 히터(52)를 배치할 수 있다. 이와 같이 하면, 도 15에 도시하는 전열 장치(20)와 비교하여, 히터(52)의 갯수를 저감할 수 있기 때문에, 전열 장치(20)의 비용을 저감할 수 있다.

(실시의 형태 9)

도 18은, 실시의 형태 9의 전열 장치의 구성을 도시하는 모식도이다. 도 19는, 도 18의 XⅨ-XⅨ선에 따른 전열 장치의 단면도이다. 도 20은, 도 18의 XX-XX선에 따른 전열 장치의 단면도이다. 도 19 및 도 20에 도시하는 바와 같이, 실시의 형태 8과 마찬가지로, 전열 블록(30)은 다각형 형상의 외형을 갖는다. 도시되는 바와 같이, 다각형 형상이란, 실시의 형태 8로 설명한 사각형 등의 내각이 180도보다 작은 다각형으로 한정되지 않고, 오목다각형도 포함하는 것으로 한다.

전열 블록(30)은, 복수의 분할 블록(32, 34)을 포함한다. 복수의 분할 블록(32, 34) 중 하나만에 히트 파이프(40)가 형성된다. 도 19에 도시하는 바와 같이, 실시의 형태 9의 전열 블록(30)에서는, 2개의 분할 블록(32, 34) 중 한쪽의 분할 블록(32)에 중공부가 형성되어 히트 파이프(40)가 마련되어 있고, 다른쪽의 분할 블록(34)은 속이 차도록(중실(中實) 형성되어 있다. 히트 파이프(40)가 마련되지 않은 분할 블록(34)은, 중공부가 형성되지 않는분만큼, 소형화하여 형성할 수 있다.

이와 같이 하면, 복수의 분할 블록(32, 34)의 각각에 히트 파이프(40)가 매설되는 구성에 대해, 전열 블록(30)을 소형화할 수 있다. 따라서 전열 블록(30)의 경량화, 열용량의 저감, 저비용화 등의 효과를, 더욱 현저하게 얻을 수 있다.

도 21은, 실시의 형태 9의 전열 장치의 구성의 다른 예를 도시하는 모식도이다. 도 21에 도시하는 바와 같이, 실시의 형태 1 및 3에서 설명한 단면 형상이 원환(圓環) 형상의 전열 블록(30)에 포함되는 복수의 분할 블록(32, 34) 중, 하나에만 히트 파이프(40)가 매설되어도 좋고, 상기한 바와 마찬가지로, 전열 블록(30)을 소형화할 수 있는 동등한 작용 효과를 얻을 수 있다.

(실시의 형태 10)

도 22는, 실시의 형태 10의 전열 장치의 구성을 도시하는 모식도이다. 도 23은, 도 22의 XXⅢ-XXⅢ선에 따른 전열 장치의 단면도이다. 도 24는, 도 22의 XXⅣ-XXⅣ선에 따른 전열 장치의 단면도이다. 실시의 형태 10의 전열 장치(20)는, 히트 파이프(40)의 구성에 있어서, 실시의 형태 1 내지 9와 다르다.

구체적으로는, 실시의 형태 10의 전열 블록(30)의 외주면에는, 홈부(60)가 형성되어 있다. 히트 파이프(40)는, 관부재(62)를 포함한다. 관부재(62)는, 홈부(60) 내에 매설되어 있다. 관부재(62)의 내부가 진공 배기되고, 또한 관부재(62) 내에 작동 유체가 체류함으로써, 히트 파이프(40)가 형성되어 있다. 홈부(60)의 내부에는 열전도성의 충전재가 충전되고, 홈부(60)의 표면과 관부재(62)는 충전재를 통하고 열적으로 접촉하고, 관부재(62)로부터 전열 블록(30)에의 전열률이 높아지고 있다. 관부재(62)가 배치된 후, 홈부(60)에는 덮개부재(64)가 삽입됨으로써, 관부재(62)는 홈부(60) 내부에 확실하게 지지된다.

관부재(62)로는, 열전도성에 우수한 구리관이 사용된다. 도 23에 도시하는 예에서는, 3개소의 홈부(60)가 전열 블록(30)에 형성되고, 3개의 관부재(62)가 각각의 홈부(60) 내에 매입되어 있다. 홈부(60)를 형성하는 수, 및 관부재(62)의 갯수는 임의의 수로 하여도 좋다. 또한, 각각의 홈부(60)에 덮개부재(64)가 감입되어 있는데, 덮개부재(64)의 형상은 임의이고, 예를 들면 3개의 관부재(62)의 전부를 지지 가능한, 산가소의 홈부(60) 전체에 걸치는 덮개부재(64)를 마련하여도 좋다. 또한 덮개부재(64)와 전열 블록(30)과의 접합 방법도 임의이고, 예를 들면 용접, 솔더링 등에 의해 덮개부재(64)를 전열 블록(30)에 부착할 수 있다.

이와 같이, 전열 블록(30)에 형성된 홈부(60)에 구리관제의 관부재(62)를 이용한 히트 파이프(40)를 매입하는 방식으로 함으로써, 히트 파이프(40)의 가공이 용이해진다. 즉, 전열 블록(30) 내에 중공부를 형성하기 위한 용접, 솔더링 등의 접합 공정이 불필요하게 된다.

또한, 관부재(62)가 구리관제인 것에 의해, 히트 파이프(40)의 작동 유체로서, 열 특성의 양호한 물을 사용할 수 있다. 전열 블록(30)이 알루미늄에 의해 형성되고, 전열 블록(30) 내부에 형성된 중공부를 이용한 히트 파이프(40)에 의해 전열 블록(30)에 열이 전해지는 경우, 히트 파이프(40)의 작동 유체로서 물은 사용할 수가 없고, 알루미늄와 반응하지 않는 무수알코올, 불소계 액체 등의 작동 유체를 사용할 필요가 있다. 구리관제의 관부재(62)를 전열 블록(30)에 매입함으로써, 전열 블록(30)이 알루미늄제라도, 작동 유체로서 열 특성의 양호한 물을 사용하는 것이 가능해진다.

(실시의 형태 11)

도 25는, 실시의 형태 11의 전열 장치의 구성을 도시하는 모식도이다. 도 25에 도시하는 실시의 형태 11의 전열 장치(20)에서는, 전열 블록(30)은, 배관계(10)의 단부에 연결된 기기(110)를 둘러싼다. 기기(110)를 덮는 전열 블록과, 배관계(10)에 열을 전하는 전열 블록은, 일체의 전열 블록(30)으로서 형성되어 있다.

히터(52)는, 전열 블록(30)의 외주면에 접촉하고, 전열 블록(30)에 열적으로 접촉하고 있다. 히터(52)는, 전열 블록(30)의 내부에 매입되어도 좋다. 전열 블록(30)을 일체화하고, 일체의 히터(52)에 의해, 전열 블록(30)을 통하여 히트 파이프(40)를 가열함과 함께, 전열 블록(30) 내부의 열전도에 의해 기기(110)를 가열한다. 따라서 일체의 히터(52)를 이용하여, 배관계(10)에 더하여 기기(110)의 온도 제어도 행할 수 있기 때문에, 히터(52)를 용이하게 제어할 수 있다.

전열 블록(30)은, 기기(110)를 덮는 전열 블록(32, 34)을 포함하는 구조라면, 지금까지 설명한 어느 형상을 갖고 있어도 상관없다. 즉, 전열 블록(30) 내의 히트 파이프(40)의 구조는 임의이고, 히터(52)의 갯수 및 배치도 임의이다. 또한, 전열 블록(30)의 단면 형상은, 환형이라도 각형이라도 좋다.

기기(110)가 밸브인 경우 등, 기기(110)의 주위에 히터(52)가 마련되지 않는 쪽이 좋은 경우가 있다. 이와 같은 경우에는, 기기(110)를 둘러싸는 전열 블록(30)의 외주면에는 히터(52)를 접촉시키지 않고, 제1 배관(12) 주위의 히트 파이프(40)를 가열하는 히터(52)로부터 전열 블록(30) 내부를 전해지는 열전도에 의해, 기기(110)에 열이 전해지도록 하여도 좋다. 또한, 기기(110)를 피복하는 전열 블록(30)의 내부까지 도달하도록 히트 파이프(40)를 배치하여도 좋고, 이와 같이 하면, 히트 파이프(40)의 균열 작용에 의해, 배관계(10)와 기기(110)의 온도를 더욱 용이하게 제어할 수 있고, 배관계(10)와 기기(110)의 온도의 균일성을 향상시킬 수 있다.

또한, 실시의 형태 1 내지 11의 설명에서는, 히트 파이프(40)를 이용한 배관계(10)의 가열에 관해 기술하였지만, 히트 파이프(40)로부터 적극적으로 열을 빼앗아 히트 파이프(40)의 작동 유체를 냉각시키는 냉각기를, 히트 파이프(40)와 열적으로 접촉하도록 마련하여도 좋다. 당해 냉각기는, 예를 들면 공냉 또는 수냉 회로, 페르티에 소자 등, 임의의 냉각기를 적용하는 것이 가능하다.

히터(52)에 의한 히트 파이프(40)의 가열을 정지한 후에, 냉각기에 의해 히트 파이프를 냉각하면, 히트 파이프(40)의 일부를 냉각함에 의해, 히트 파이프(40) 전체의 냉각을 효율적으로 행할 수 있다. 이와 같이 하면, 온도 설정 변경시 및 메인터넌스시 등의 배관계(10)의 온도를 내리고 싶은 경우에, 배관계(10)를 보다 고속으로 균일 온도로 내릴 수 있기 때문에, 배관의 온도 저하에 요하는 시간을 단축할 수 있고, 메인터넌스 시간을 단축할 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 실시의 형태에 관해 설명을 행하였지만, 각 실시의 형태의 구성을 적절히 조합하여도 좋다. 또한, 금회 개시된 실시의 형태는 모든 점에서 예시이고, 제한적인 것이 아니라고 생각하여야 할 것이다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 청구의 범위에 의해 나타나고, 청구의 범위와 균등한 의미, 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

산업상의 이용 가능성

본 발명의 전열 장치는, 예를 들면 반도체 웨이퍼나 액정 유리 기판 등에 성막 대상물을 성막할 때의 반응 가스 등, 고정밀도의 온도 관리를 필요로 하는 물질을 반송한 유체 반송 장치의 배관계에 열을 전하는 전열 장치에, 특히 유리하게 적용될 수 있다.

1 : 유체 반송 장치
10 : 배관계
12 : 제1 배관
13a, 15a : 일단부
13b, 15b : 타단부
14 : 제2 배관
16, 18, 19 : 연결부
20 : 전열 장치
30 : 전열 블록
31 : 관형상 공간
32, 34 : 분할 블록
36 : 제1 블록
38 : 제2 블록
39 : 연결 블록
40 : 히트 파이프
42 : 위크
44 : 제1 회로
45, 47 : 단부
46 : 제2 회로
48 : 제3 회로
50 : 단열재
52 : 히터
53 : 제1 열원
54 : 제2 열원
60 : 홈부
62 : 관부재
64 : 덮개부재
110, 120 : 기기

Claims

내부에 유체가 흐르는 배관계(10)에 열을 전하는 전열 장치(20)로서,
상기 배관계(10)를 둘러싸는 고열전도성의 전열 블록(30)과,
상기 배관계(10)의 연재 방향에 따라 상기 전열 블록(30)에 형성된 히트 파이프(40)와,
상기 히트 파이프(40)에 열을 가하는 가열부(52)를 구비하고,
상기 전열 블록(30)은, 상기 배관계(10)의 연재 방향에 따라 분할 가능한, 복수의 분할 블록(32, 34)을 구비하며,
상기 배관계(10)는, 제1 배관(12)과, 제2 배관(14)과, 상기 제1 배관(12)의 일단부(13a)와 상기 제2 배관(14)의 일단부(15a)를 연결하는 연결부(16)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전열 장치(20).
제1항에 있어서,
상기 히트 파이프(40)는, 상기 제1 배관(12)의 타단부(13b)로부터 상기 제2 배관(14)의 타단부(15b)까지 이르도록 연재되는 것을 특징으로 하는 전열 장치(20).
제2항에 있어서,
상기 연결부(16)의 외경은, 상기 제1 배관(12)의 외경 및 상기 제2 배관(14)의 외경보다도 크고,
상기 전열 블록(30)에는, 상기 히트 파이프(40)보다도 상기 배관계(10)에 근접하는 부분에, 상기 배관계(10)의 연재 방향에 따라 늘어나는 관형상 공간(31)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전열 장치(20).
제1항에 있어서,
상기 연결부(16)의 외경은, 상기 제1 배관(12)의 외경 및 상기 제2 배관(14)의 외경보다도 크고,
상기 히트 파이프(40)는, 상기 제1 배관(12)에 따라 매설된 제1회로(44)와, 상기 제2 배관(14)에 따라 매설된 제2회로(46)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전열 장치(20).
제4항에 있어서,
상기 가열부(52)는, 상기 연결부(16)를 둘러싸는 상기 전열 블록(30)에 열적으로 접촉하는 것을 특징으로 하는 전열 장치(20).
제4항에 있어서,
상기 가열부(52)는, 상기 제1회로(44)의 상기 연결부(16)에 근접하는 측의 단부(45)를 가열하는 제1 열원(53)과, 상기 제2회로(46)의 상기 연결부(16)에 근접하는 측의 단부(47)를 가열하는 제2 열원(54)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전열 장치(20).
제4항에 있어서,
상기 전열 블록(30)은, 상기 제1회로(44)가 매설된 제1 블록(36)과, 상기 제2회로(46)가 매설된 제2 블록(38)과, 상기 연결부(16)를 둘러싸는 연결 블록(39)을 포함하고,
상기 가열부(52)는, 상기 연결 블록(39)에 열적으로 접촉하는 것을 특징으로 하는 전열 장치(20).
제7항에 있어서,
상기 히트 파이프(40)는, 상기 연결 블록(39)에 매설된 제3 회로(48)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전열 장치(20).
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분할 블록(32, 34) 중 하나에만 상기 히트 파이프(40)가 형성되는 것을 특징으로 하는 전열 장치(20).
제1항에 있어서,
상기 전열 블록(30)은, 상기 배관계(10)의 연재 방향과 직교하는 단면에서, 다각형 형상의 외형을 갖는 것을 특징으로 하는 전열 장치(20).
제1항에 있어서,
상기 히트 파이프(40)는, 상기 전열 블록(30) 내에 형성되어 진공 배기된 중공부와, 상기 중공부에 체류하는 작동 유체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전열 장치(20).
제1항에 있어서,
상기 전열 블록(30)의 외주면에 홈부(60)가 형성되어 있고,
상기 히트 파이프(40)는, 홈부(60) 내에 매설되어 진공 배기된 관부재(62)와, 상기 관부재 내에 체류하는 작동 유체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전열 장치(20).
제1항에 있어서,
상기 배관계(10)의 단부에 연결된 기기(110)를 또한 구비하고,
상기 전열 블록(30)은, 상기 기기(110)를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 전열 장치(20).