KR20110126035A

KR20110126035A - 단열 히터 재킷

Info

Publication number: KR20110126035A
Application number: KR1020110030154A
Authority: KR
Inventors: 안승호; 서준영
Original assignee: (주) 유앤아이솔루션
Priority date: 2010-05-14
Filing date: 2011-04-01
Publication date: 2011-11-22
Also published as: KR101113704B1

Abstract

본 발명은 기체 또는 액체가 유입되어 흐르는 배관 시스템을 구비한 반도체 및 LCD 등의 반도체 제조 공정 또는 화학제품 제조 공정 등에서 배관의 외주면을 에워싸서 상기 배관 내의 온도를 소정의 온도로 유지하는 단열 히터 재킷 및 그 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상기 배관에 설치가 간편하고 내열성이 우수하고 내구성이 높은 단열 히터 재킷 및 그 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 기체 또는 액체가 유입되어 흐르는 배관의 외주면을 에워싸서 상기 배관 내의 온도를 소정의 온도로 유지하는 단열 히터 재킷에 있어서, 상기 배관의 외주면에 접하여 상기 배관에 열을 가하는 발열부재와, 상기 발열부재의 외부에 구비되어 상기 발열부재로부터 발생되는 열을 단열하는 다수 개로 분리된 단열재와, 상기 다수 개로 분리된 단열재의 각각을 보호 커버하는 다수 개로 분리된 커버를 포함하여 구성되고, 상기 다수 개로 분리된 커버가 고정부재에 의하여 상기 배관을 감싸도록 고정 결합되는 것을 특징으로 한다.

Description

단열 히터 재킷 및 그 시스템{INSULATING HEATER JACKET AND THEREOF SYSTEM}

본 발명은 기체 또는 액체가 유입되어 흐르는 배관 시스템을 구비한 반도체 및 LCD 등의 반도체 제조 공정 또는 화학제품 제조 공정 등에서 배관의 외주면을 에워싸서 상기 배관 내의 온도를 소정의 온도로 유지하는 단열 히터 재킷 및 그 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상기 배관에 설치가 간편하고 내열성이 우수하고 내구성이 높은 단열 히터 재킷 및 그 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 및 LCD 등의 반도체 제조 공정 또는 화학제품 제조 공정의 배관 시스템에는 상기 배관시스템의 배관[직관(파이프), 엘보우, 티(T), 밸브 등] 내로 기체 또는 액체가 유입되어 흐르고 있는데, 그 배관 내에는 소정의 온도를 유지하여야 할 필요가 있는 경우가 있다.

예를 들어, 반도체 제조 공정 중의 하나인 저압 화학증착 공정 (LPCVD; Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 또는 알루미늄 식각을 위한 플라즈마 식각과 같은 반도체 공정 등의 경우, 반응 챔버로부터 배출되는 가스 중에 암모니아 클로라이드 가스(NH₄Cl) 또는 알루미늄 클로라이드(AlCl₃)와 같은 반응 부산물이 있는데, 반응 부산물을 수송하는 배관을 상온으로 그대로 유지하는 경우에 상기 암모니아 클로라이드 가스는 파우더로 고화 침전되어 상기 배관의 내벽면에 고착하게 된다. 이러한 현상을 장기간 방치할 경우 상기 배관의 내벽면에 점점 쌓이게 되어 마침내 상기 배관에 유입되어 흐르는 기체 또는 액체의 정삭적인 흐름을 방해하여 상기 반도체 제조 공정에 필요한 압력을 유지 할 수가 없게 된다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 상기 배관 내에 소정의 온도를 유지하기 위하여 상기 배관의 외주면을 에워싸서 상기 배관 내의 온도를 소정의 온도로 유지하는 단열 히터 재킷이 대한민국 등록특허 제413699호, 제593628호, 제680568호 등에서 제안된 바 있다.

상기 제안된 특허들은 설치의 간편성 등을 확보하기 위하여 단열재로써 탄성이 있는 실리콘 고무를 사용하고 있으나, 그 최적 내열 온도가 150℃이고 그 온도 이상이 되면 내열성 및 내구성이 현저하게 떨어지는 문제점을 가지고 있다.

최근 반도체 및 LCD 등의 반도체 제조 공정 등에서 공정의 효율개선을 위하여 배관 내의 유지 온도를 200℃ 이상으로 함에 따라, 실리콘 고무를 단열재로 사용한 단열 히터 재킷은 그 내열성 및 내구성에서 문제가 발생되었다.

상기와 같이 반도체 제조 공정 등에서 배관 내의 유지 온도를 200℃ 이상으로 하는 이유는 첫째 각 반도체 제조 공정에 사용되는 공정가스들의 변화로 인한 새로운 반응 부산물들의 기화점 상승을 들 수 있고, 둘째 각 반도체 공정에 적용되는 반응로의 온도변화(점차 온도가 내려가는 추세)로 인한 공정압력 상승을 들 수 있다.

예를 들어, 위 도표에서 보는 바와 같이 반도체 DIFFUSION NITRIDE 공정에서 기존 반응로 온도가 650℃~700℃고 공정압력이 0.1Torr 대역이지만, 반응로 온도가 내려감으로써 공정압력이 올라가고 이에 따른 반응 부산물(NH4Cl)들이 기화(Vapor) 상태로 만들기 위하여 온도상승을 해야 하며, 셋째 새로운 공정, 즉 ALD(Atomic Layer Deposition) 공정의 표준화로 기화(Vapor)점이 높은 반응 부산물이 생성되는 현상이 증가하고 있어 현재 널리 사용되는 150℃ 히터로는 점점 발전하는 산업의 부산물을 제거하는데 한계가 있다. 이에 대응하기 위하여 기화온도 200℃용 공정에서 실리콘 고무를 단열재로 사용한 히터 재킷을 사용하는 곳도 있으나, 수명단축으로 많은 문제점을 가지고 있다.

따라서, 이에 대응하기 위하여 내열성과 단열성을 갖춘 히터 장치가 절실히 필요하게 되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점 등을 해소하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명은 반도체 및 LCD 등의 반도체 제조 공정 또는 화학제품 제조 공정 등에서 배관의 외주면을 에워싸서 상기 배관 내의 온도를 소정의 온도로 유지하는 단열 히터 재킷에 대하여 다수 개로 분리된 커버를 고정부재에 의하여 상기 배관을 감싸도록 고정 결합하게 함으로써 그 설치가 간편하고, 상기 배관의 다양한 형상[반원 형상, 티(T) 형상, 엘보우 형상, 직각 형상]에도 용이하게 적용시킬 수 있는 단열 히터 재킷을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 반도체 및 LCD 등의 반도체 제조 공정 또는 화학제품 제조 공정 등에서 배관의 외주면을 에워싸서 상기 배관 내의 온도를 소정의 온도로 유지하는 단열 히터 재킷에 대하여 다수 개로 분리된 커버 내부에 고온에서도 내열성 및 내구성을 유지할 수 있는 단열재(발포 멜라민, 에어로젤 등)로 사용함으로써 반도체 제조 공정에서 상기 배관 내에 필요한 유지 온도를 높이더라도 적용이 가능한 것은 물론이고 내구성이 좋은 단열 히터 재킷을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 다수 개의 단위 단열 히터 재킷이 다수 개 구비되어 연접하여 설치되고, 상기 다수 개의 단열 히터 재킷에 구비된 각각의 단위 제어부로부터 제어신호를 받아 상기 다수 개의 단열 히터 재킷의 동작 상태를 제어 감시하는 주제어부를 구비하여 전체 배관 시스템의 설치된 다수 개의 단열 히터 재킷의 동작 상태를 일괄적으로 감시 제어하게 하는 단열 히터 재킷 시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명에 따른 단열 히터 재킷은, 기체 또는 액체가 유입되어 흐르는 배관의 외주면을 에워싸서 상기 배관 내의 온도를 소정의 온도로 유지하는 단열 히터 재킷에 있어서, 상기 배관의 외주면에 접하여 상기 배관에 열을 가하는 발열부재와, 상기 발열부재의 외부에 구비되어 상기 발열부재로부터 발생되는 열을 단열하는 다수 개로 분리된 단열재와, 상기 다수 개로 분리된 단열재의 각각을 보호 커버하는 다수 개로 분리된 커버를 포함하여 구성되고, 상기 다수 개로 분리된 커버가 고정부재에 의하여 상기 배관을 감싸도록 고정 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 커버가 상기 발열부재의 외부에 구비된 내부 커버와 상기 내부 커버와 결합되어 내부 공간을 형성한 외부 커버로 구성되고, 상기 내부 공간에 상기 단열재를 수용한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 기체 또는 액체가 유입되어 흐르는 배관의 외주면을 에워싸서 상기 배관 내의 온도를 소정의 온도로 유지하는 단열 히터 재킷에 있어서, 상기 배관의 외주면에 접하여 상기 배관에 열을 가하는 발열부재와, 상기 발열부재의 외부를 감싸는 다수 개로 분리된 커버를 포함하여 구성되고, 상기 다수 개로 분리된 커버는 고정부재에 의하여 상기 배관을 감싸도록 고정 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 커버가 상기 발열부재의 외부에 구비된 내부 커버와 상기 내부 커버와 결합되어 내부 공간을 형성한 외부 커버로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 커버가 반원 형상, 티(T) 형상, 엘보우 형상, 직각 형상 중 어느 하나의 형상으로 된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 고정부재가 래치드 기어 또는 고리를 구비하여 상기 다수 개의 커버가 상기 배관을 감싸도록 고정 결합하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 발열부재가 히터 필름 또는 히터 매트이고, 상, 하 폴리이미드 필름 또는 실리콘 편조매트 사이에 박판 또는 선 형태의 전기 발열체를 배치한 후 라미네이팅 또는 열압착시켜 시트상으로 제조된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 커버가 융점이 260℃ 이상이고 열변형 온도가 250℃ 이상인 난연성 플라스틱 수지재인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 배관의 온도를 감지하고 상기 배관을 소정 온도로 유지하도록 상기 발열부재에 공급되는 전원을 제어하는 단위 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 단열재가 멜라민 수지를 발포해 만든 연질 폼으로서 그 연속 사용온도가 200℃ 이상이고 열전도율이 100mW/mK 이하인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 단열재가 부직포에 액상 실리카졸을 도포하고 초임계 CO2 추출공정을 거쳐 제조된 에어로젤(Aerogel)로서 그 연속 사용온도가 200℃ 이상이고 열전도율이 30mW/mK이하인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 다수 개의 단위 단열 히터 재킷이 다수 개 구비되어 기체 또는 액체가 유입되어 흐르는 배관의 외주면을 에워싸서 상기 배관 내의 온도를 소정의 온도로 유지하는 단열 히터 재킷 시스템에 있어서, 상기 단위 단열 히터 재킷은, 상기 배관의 외주면에 접하여 상기 배관에 열을 가하는 발열부재와; 상기 발열부재의 외부에 구비되어 상기 발열부재로부터 발생되는 열을 단열하는 다수 개로 분리된 단열재와; 상기 다수 개의 단열재의 각각을 보호 커버하는 다수 개로 분리된 커버;를 포함하여 구성되고, 상기 다수 개의 단위 단열 히터 재킷으로 각각 인출 또는 인입되는 제어신호를 받아 상기 다수 개의 단위 단열 히터 재킷의 동작 상태를 제어 감시하는 주제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 단열 히터 재킷은 반도체 및 LCD 등의 반도체 제조 공정 또는 화학제품 제조 공정 등에서 배관의 외주면을 에워싸서 상기 배관 내의 온도를 소정의 온도로 유지하는 단열 히터 재킷에 대하여 다수 개로 분리된 커버를 이음부재에 의하여 고정 결합하게 함으로써 그 설치가 간편하고, 상기 배관의 다양한 형상[반원 형상, 티(T) 형상, 엘보우 형상, 직각 형상)에도 용이하게 적용시킬 수 있으며, 빈번한 장/탈착 과 협소한 주위환경에 의해 손상/파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 반도체 및 LCD 등의 반도체 제조 공정 또는 화학제품 제조 공정 등에서 배관의 외주면을 에워싸서 상기 배관 내의 온도를 소정의 온도로 유지하는 단열 히터 재킷에 대하여 다수 개로 분리된 커버 내부에 고온에서도 내열성 및 내구성을 유지할 수 있는 단열재(발포 멜라민, 에어로젤 등)로 사용함으로써 반도체 제조 공정에서 상기 배관 내에 필요한 유지 온도를 높이더라도 적용이 가능한 것은 물론이고 내열성이 우수하여 열손실을 최소화할 수 있고, 내구성이 우수하여 장기간 사용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 단열 히터 재킷 시스템은 단위 단열 히터 재킷이 다수 개 구비되어 연접하여 설치되고, 상기 다수 개의 단위 단열 히터 재킷에 구비된 각각의 단위 제어부로부터 제어신호를 받아 상기 다수 개의 단열 히터 재킷의 동작 상태를 제어 감시하는 주제어부를 구비하여 전체 배관 시스템의 설치된 다수 개의 단열 히터 재킷의 동작 상태를 일괄적으로 감시 제어할 수 있게 함으로써, 배관 시스템 내 설치된 단열 히터 재킷들의 이상 상태를 신속히 감지하여 효율적인 유지보수를 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 단열 히터 재킷이 설치된 상태의 외관도
도 2는 본 발명에 따른 단열 히터 재킷의 조립 설치도
도 3은 본 발명에 따른 단열 히터 재킷의 단면도
도 4는 본 발명에 따른 단열 히터 재킷의 다른 실시예의 단면도
도 5는 본 발명에 따른 단열 히터 재킷의 또 다른 실시예의 단면도
도 6은 본 발명에 따른 단열 히터 재킷에서 단위 제어부를 제거한 상태의 외관도
도 7은 본 발명에 따른 단열 히터 재킷 시스템의 일 실시예의 외관도

이하, 본 발명에 따른 단열 히터 재킷 및 그 시스템에 대하여 첨부된 도면을 참고로 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 단열 히터 재킷은 기체 또는 액체가 유입되어 흐르는 배관 시스템을 구비한 반도체 제조 공정 또는 화학제품 제조 공정 등에서 기체 또는 액체가 유입되어 흐르는 배관(10)의 외주면을 에워싸서 상기 배관(10) 내의 온도를 소정의 온도로 유지하는 단열 히터 재킷으로서, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 상기 배관(10)의 외주면에 접하는 발열선(21)이 구비된 발열부재(20)와, 상기 발열부재(20)의 외부에 구비되어 상기 발열부재(20)로부터 발생되는 열을 단열하는 다수 개로 분리된 단열재(35)와, 상기 다수 개로 분리된 단열재(35)의 각각을 보호 커버하는 다수 개로 분리된 커버 등으로 구성되고 상기 다수 개로 분리된 커버는 고정부재에 의하여 상기 배관(10) 및 상기 발열부재(20) 등을 감싸도록 고정 결합되어 있다. 상기 커버는 상기 발열부재(20)의 외부에 구비된 내부 커버(33)와 상기 내부 커버(33)와 결합되어 내부 공간을 형성한 외부 커버(34)로 구성되고, 상기 내부 공간에 상기 단열재(35)를 수용하고 있다. 또한, 상기 단열 히터 재킷은 상기 외부 커버(34)의 특정 부위에 설치되어 상기 배관(10) 내의 온도를 감지하고 소정 온도로 유지하도록 상기 발열부재(20)에 공급되는 전원을 제어하는 단위 제어부(60)가 더 구성되어 있다.

도 1 내지 도 7에서는 본 발명에 따른 단열 히터 재킷에 대하여 상기 배관(10)이 직관(파이프)으로 된 것에만 적용되는 것으로 도시되어 있지만 본 발명은 상기 배관(10)이 직관(파이프)과 상기 직관(파이프)을 연결하는 부속 배관 자재인 엘보우, 티(T) 등이 포함되고, 상기 직관 또는 부속 관자재에 설치되는 밸브에도 적용할 수 있다.

상기 발열부재(20)는 공급되는 전원에 의하여 열을 발생하는 히터 필름 또는 히터 매트 등이 사용될 수 있고, 이럴 경우 상, 하 폴리이미드 필름 또는 실리콘 편조매트 사이에 박판 또는 선 형태의 전기 발열체를 배치한 후 라미네이팅 또는 열압착시켜 시트상으로 제조된다.

상기 발열부재(20)는 가열 될 상기 배관(10)에 밀착되어 둘러싸기 위하여, 즉 밀착도를 높이기 위하여 상기 배관(10)의 외주면 곡률에 맞게 성형되어 있다.

상기 발열부재(20)는 상기 내부 커버(33)가 설치된 경우 상기 내부 커버(33)의 내주면에 접착제 등을 사용하여 본딩하여 부착할 수 있고, 다른 실시예로서 내부 커버(33)가 구비되지 않은 경우 상기 단열재(35)에 직접 부착할 수 있다.

상기 커버는 상기 발열부재(20) 및 단열재(35)를 보호 커버하고 상기 발열부재(20)로부터 발생된 열이 누설되지 않도록 단열시키고, 외부 충격 등으로부터 보호시킴과 동시에 작업자 등이 상기 발열부재(20)에 의한 발열 온도로부터 화상 등이 발생하지 않도록 보호하는 역할을 하는 것으로서, 상기 발열부재(20)의 내주면에 부착된 내부 커버(33)와, 상기 내부 커버(33)와 일정 간격을 두어 배치하여 상기 내부 커버(33)와의 사이에 내부 공간이 형성되게 하는 외부 커버(34)로 구성되고, 그 재료는 고내열성, 비탄성, 난연체 재료로서, 융점이 260℃ 이상이고 열변형 온도가 250℃ 이상인 난연성 플라스틱 수지재가 바람직하고. 상기 내부 커버(33)와 외부 커버(34)의 두께는 1-5mm 정도가 바람직하다.

또한, 상기 커버는 상기 발열부재(20)의 내주면에 부착된 내부 커버(33)와, 상기 내부 커버(33)와 일정 간격을 두어 배치하여 상기 내부 커버(33)와의 사이에 내부 공간이 형성되게 하는 외부 커버(34)로 구성되고, 상기 내부 공간에는 별도의 단열재를 구비하지 않고 상기 내부 커버(33)와 상기 외부 커버(34)만을 구성하게 하여 단열 기능을 수행하게 할 수 있다.

또한, 상기 커버는 배관의 형상에 따라 직관인 경우 반원 형상으로, 배관 부속 자재인 티(T)인 경우 티(T) 형상으로, 엘보우인 경우 엘보우 형상 또는 직각 형상으로 형성하게 하여 배관의 다양한 형상에도 용이하게 적용할 수 있도록 한다.

상기 커버는 다수 개로 분리되어 있고 상기 다수 개로 분리된 커버는 고정부재에 의하여 상기 배관(10) 및 상기 발열부재(20) 등을 감싸도록 고정 결합되는 구조에 대하여 도 2 (a) 및 도 2 (b)를 참고로 설명하면 다음과 같다.

도 2 (a) 및 도 2 (b)는 본 발명의 일 실시예를 도시한 것으로서 상기 커버가 2개로 분리된 것, 즉 제1 커버(31)와 제2 커버(32)로 분리된 것을 도시하고 있고, 상기 제1 커버(31)와 제2 커버(32)는 그 결합되는 일면에 대하여 경첩 등과 같은 이음부재(40)에 의하여 서로 연결시키고, 상기 제1 커버(31)와 제2 커버(32)의 다른 일면이 상기 이음부재(40)를 중심으로 벌어지도록 하는 구조로 되어 있고, 그 벌어진 공간 내부로 상기 배관(10)을 삽입하여 상기 단열 히터 재킷을 설치하게 한다. 상기 이음부재(40)는 다른 실시예로서 상기 경첩 이외에 상기 제1 커버(31)와 제2 커버(32)가 결합되는 일면에 일정 크기로 헝겊, 천 등을 접착제 등으로 부착하여 상기 제1 커버(31)와 제2 커버(32)가 결합되는 일면을 서로 연결할 수 있는 재료 또는 구조를 가진 것으로도 할 수 있다.

또한, 도 2 (a) 및 도 2 (b)에 도시된 바와 같이 상기 제1 커버(31)와 제2 커버(32)의 다른 일면은 상기 이음부재(40)를 중심으로 벌어지도록 하는 구조로 되어 있고, 그 벌어진 공간 내부로 상기 배관(10)을 삽입하여 상기 단열 히터 재킷을 설치한 뒤 고정부재에 의하여 상기 제1 커버(31)와 제2 커버(32)의 다른 일면을 고정 결합한다.

상기 고정부재는 도 2 (a) 및 도 2 (b)에 도시된 바와 같이 상기 외부 커버(34)의 표면에 고정된 고정편(51)과 상기 제2 커버(32)의 외부 커버(34)의 표면에 고정된 결합편(53)을 구비하고, 상기 고정편(51)에 연장 설치되어 그 단부에 래치드 기어가 형성된 고정띠(52)를 상기 제1 커버(31)와 제2 커버(32)를 견고히 결합될 때까지 상기 결합편(53)의 내부로 삽입시켜 상기 제1 커버(31)와 제2 커버(32)를 고정 결합하는 구조로 할 수 있다. 상기 결합편(53)에는 누름버튼을 구비하여 상기 누름버튼을 누르면 상기 래치드 기어가 형성된 고정띠(52)가 해제되고, 이 때 고정띠를 잡아 당겨 상기 결합편(53)으로부터 이탈 시키면 상기 제1 커버(31)와 제2 커버(32)가 분리되게 된다. 상기 고정부재를 상기와 같은 구조로 함으로써 본 발명에 따른 단열 히터 재킷을 상기 배관(10)에 간편하게 설치할 수 있게 된다.

또한, 상기 고정부재는 도 2 (a) 및 도 2 (b)에 도시된 고정 구조 대신에 상기 커버에 부착된 긴 띠를 형성하고 상기 긴 띠의 단부를 고리 등을 사용하여 상기 제1 커버(31)와 제2 커버(32)를 고정 결합하게 할 수 있다.

본 발명에서의 상기 고정부재는 상기 다수 개로 분리된 커버가 상기 배관을 감싸도록 고정할 수 있는 구조라면 어떤 형태라도 무방하다.

한편, 상기 단열재(35)는 고온에서도 내열성 및 내구성을 유지할 수 있는 단열재인 발포 멜라민 또는 에어로젤(Aerogel) 등을 사용한다.

상기 발포 멜라민은 멜라민 수지를 발포해 만든 연질 폼으로서 연질성 고내열, 초경량성을 유지하기 위하여, 그 연속 사용온도가 200℃ 이상이고 열전도율이 100mW/mK 이하인 것이 바람직하다.

종래 실리콘 고무의 단열재와 발포 멜라민 단열재에 대하여 사용온도에 따른 내구성을 시험한 결과는 다음 표 1과 같다.

	실리콘고무 단열재	발포멜라민 단열재
사용온도(℃)	life time( Month )	life time( Month )
150	60	120
180	12	96
200	8	60

상기 표 1에서 나타난 바와 같이 실리콘고무 단열재는 150℃를 초과하는 온도의 사용 시 수명(life time)이 급격하게 떨어지며 경화되어 파손되는 결과를 얻었으나, 발포 멜라민 단열재는 200℃ 사용 시에도 실리콘고무 단열재가 150℃ 온도 사용 시의 수명과 동일한 결과를 얻었다.

그러므로, 최근 반도체 및 LCD 등의 반도체 제조 공정 등에서 공정의 효율개선을 위하여 배관 내의 유지 온도를 200℃ 이상으로 하더라도, 본 발명에 따른 발포 멜라민 단열재가 적용된 단열 히터 재킷은 보다 안정적이어서 효율적인 사용이 가능하다.

한편, 상기 단열재(35)의 재료로서 에어로젤은 미국등록특허 제7,078,359호에 개시된 바와 같이 부직포에 액상 실리카졸을 도포하고 초임계 CO2 추출공정을 거쳐 제조된 것으로서 그 연속 사용온도가 300℃ 이상이고 열전도율이 30mW/mK이하인 것이 바람직하다. 상기 에어로젤 단열재의 제조방법은 공지된 것이므로 그에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

상기 단열재(35)는 상기 내부 커버(33)와 상기 외부 커버(34) 사이에 형성된 내부 공간에 용이하게 설치하기 위하여 상기 공간에 삽입될 수 있는 크기로 성형하여 상기 내부 커버(33)와 상기 외부 커버(34) 사이에 형성된 공간에 삽입하여 설치할 수 있다.

본 발명에 따른 단열 히터 재킷의 다른 실시예로서, 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이 상기 커버가 상기 내부 커버(33)를 구비하지 않고 외부 커버(34)만으로 구성되게 할 수 있다. 이 경우 상기 발열부재(20)는 상기 단열재(35)의 내주면에 접착제 등을 사용하여 본딩하여 상기 단열재(35)에 직접 부착할 수 있고 상기 단열재(35)는 상기 외부 커버(34)에 의하여 외부 충격 등으로부터 보호시킴과 동시에 작업자 등이 상기 발열부재(20)에 의한 발열 온도로부터 화상 등이 발생하지 않도록 보호하게 된다.

본 발명에 따른 단열 히터 재킷의 또 다른 실시예로서, 본 발명은 도 5에 도시된 바와 같이 상기 커버를 2 개 이상 즉 4개(31a, 31b, 32a, 32b)로 분리하여 형성하고 각 분리된 커버(31a, 31b, 32a, 32b)는 이음부재(40)에 의하여 서로 연결된다. 즉 상기 커버(31a)와 커버(32a)의 외부 커버(34)의 외부면 연결부분, 상기 커버(31a)와 커버(31b)의 외부 커버(34)의 외부면 연결부분, 상기 커버(32a)와 커버(32b)의 외부 커버(34)의 외부면 연결부분이 상기 이음부재(40)에 의하여 서로 연결된다. 도 5에서는 상기 이음부재(40)에 대하여 경첩 대신 일정 크기의 헝겊, 천 등을 접착제 등으로 부착한 것으로 사용한 것을 도시하고 있다.

이 때 상기 커버(31b)와 커버(32b)는 서로 연결되지 않고 벌어질 수 있는 구조로 되어 있고 이를 고정부재를 사용하여 고정 결합하여 상기 다수 개로 분리된 커버가 상기 배관(10) 및 상기 발열부재(20) 등을 감싸도록 한다.

도 5에서는 상기 커버가 4개로 분리된 것을 도시하고 있지만 3개 또는 그 외의 다수 개로도 분리하여 구성하게 할 수 있다.

한편, 상기 단위 제어부(60)는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 발열부재 (20)의 표면에 설치되어 상기 배관(10)과 상기 발열부재(20)의 발열 온도를 상시 감지하는 온도센서(22)로부터 발열 온도 신호를 받아 상기 발열부재(20)의 발열온도를 제어하고, 상기 발열부재(20)의 전원 인출선에 설치되어 상기 발열부재(20)의 온도를 감지하여 이상 온도 증가시 화재 및 기타 안전사고를 미연에 방지하기 위하여 전원을 차단할 수 있는 온도 퓨즈(23)를 구비하고 있다.

도 7은 본 발명에 따른 단열 히터 재킷 시스템의 일실시예의 외관도로서, 본 발명에 따른 단열 히터 재킷 시스템은 다수 개의 단위 단열 히터 재킷(100)이 다수 개 구비되어 기체 또는 액체가 유입되어 흐르는 배관(10)의 외주면을 에워싸서 상기 배관(10) 내의 온도를 소정의 온도로 유지하는 단열 히터 재킷 시스템으로서, 상기 다수 개의 단위 단열 히터 재킷(100)에 구비된 각 단위 제어부(60)로부터 전선(71)을 통하여 제어신호를 전송받아 상기 다수 개의 단위 단열 히터 재킷(100)의 동작 상태를 제어 감시하는 주제어부(70)를 포함하여 구성한다. 도 7에서는 각 단위 제어부(60)의 전송된 제어신호를 유선인 전선(71)을 사용하는 것으로 되어 있으나 무선 통신으로 사용하게 할 수도 있다.

상기 다수 개의 단위 단열 히터 재킷(100)은 열손실이 없도록 서로 밀착하여 연접하여 설치하여 배관(10)을 에워싸고, 각각의 단위 단열 히터 재킷(100)의 단위 제어부(60)는 병렬로 연결되어 그 곳에서 발생되는 제어신호를 주제어부(70)로 전송한다. 도 7에서는 상기 단위 제어부(60)가 상기 각 단위 단열 히터 재킷(100)에 설치되는 것으로 도시하고 있으나 다른 실시예로서 상기 단위 제어부(60)가 상기 각 단위 단열 히터 재킷(100)에 설치되지 않고 상기 각 단위 제어부(60)를 한 곳에 집중 설치하여 상기 주제어부(70)과 함께 또는 상기 주제어부(70)의 인근에 설치하고 상기 각 단위 단열 히터 재킷(100)으로부터 인출 또는 입입되는 제어신호를 받아 상기 다수 개의 단위 단열 히터 재킷의 동작 상태를 상기 주제어부(70)에서 감시하게 할 수 있다.

주제어부(70)는 LCD 등의 표시장치를 구비하여 각 단위 제어부(60)로부터 받은 신호를 분석하여 각 단위 단열 히터 재킷(100)의 상태를 표시하며, 이상 발생시 상기 표시장치로 시각적으로 표시하게 하거나 음량으로 출력하게 할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 아래의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 배관 20: 발열부재
21: 발열선 22: 온도센서
23: 온도 퓨즈 31: 제1 커버
32: 제2 커버 33: 내부 커버
34: 외부 커버 35: 단열재
40: 이음부재 51: 고정편
52: 고정띠 53: 결합편
60: 단위 제어부 70: 주 제어부
71: 전선 100: 단위 단열 히터 재킷

Claims

기체 또는 액체가 유입되어 흐르는 배관의 외주면을 에워싸서 상기 배관 내의 온도를 소정의 온도로 유지하는 단열 히터 재킷에 있어서,
상기 배관의 외주면에 접하여 상기 배관에 열을 가하는 발열부재와,
상기 발열부재의 외부에 구비되어 상기 발열부재로부터 발생되는 열을 단열하는 다수 개로 분리된 단열재와,
상기 다수 개로 분리된 단열재의 각각을 보호 커버하는 다수 개로 분리된 커버를 포함하여 구성되고,
상기 다수 개로 분리된 커버가 고정부재에 의하여 상기 배관을 감싸도록 고정 결합되는 것
을 특징으로 하는 단열 히터 재킷.
제1항에 있어서,
상기 커버는 상기 발열부재의 외부에 구비된 내부 커버와 상기 내부 커버와 결합되어 내부 공간을 형성한 외부 커버로 구성되고, 상기 내부 공간에 상기 단열재를 수용한 것
을 특징으로 하는 단열 히터 재킷.
기체 또는 액체가 유입되어 흐르는 배관의 외주면을 에워싸서 상기 배관 내의 온도를 소정의 온도로 유지하는 단열 히터 재킷에 있어서,
상기 배관의 외주면에 접하여 상기 배관에 열을 가하는 발열부재와,
상기 발열부재의 외부를 감싸는 다수 개로 분리된 커버를 포함하여 구성되고,
상기 다수 개로 분리된 커버는 고정부재에 의하여 상기 배관을 감싸도록 고정 결합되는 것
을 특징으로 하는 단열 히터 재킷.
제3항에 있어서,
상기 커버는 상기 발열부재의 외부에 구비된 내부 커버와 상기 내부 커버와 결합되어 내부 공간을 형성한 외부 커버로 구성된 것
을 특징으로 하는 단열 히터 재킷.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 커버는 반원 형상, 티(T) 형상, 엘보우 형상, 직각 형상 중 어느 하나의 형상으로 된 것
을 특징으로 하는 단열 히터 재킷.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고정부재는 래치드 기어 또는 고리를 구비하여 상기 다수 개의 커버가 상기 배관을 감싸도록 고정 결합하는 것
을 특징으로 하는 단열 히터 재킷.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발열부재는 히터 필름 또는 히터 매트이고, 상, 하 폴리이미드 필름 또는 실리콘 편조매트 사이에 박판 또는 선 형태의 전기 발열체를 배치한 후 라미네이팅 또는 열압착시켜 시트상으로 제조된 것
을 특징으로 하는 단열 히터 재킷.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 커버는 융점이 260℃ 이상이고 열변형 온도가 250℃ 이상인 난연성 플라스틱 수지재인 것
을 특징으로 하는 단열 히터 재킷.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배관의 온도를 감지하고 상기 배관을 소정 온도로 유지하도록 상기 발열부재에 공급되는 전원을 제어하는 단위 제어부를 더 포함하는 것
을 특징으로 하는 단열 히터 재킷.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 단열재는 멜라민 수지를 발포해 만든 연질 폼으로서 그 연속 사용온도가 200℃ 이상이고 열전도율이 100mW/mK 이하인 것
을 특징으로 하는 단열 히터 재킷.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 단열재는 부직포에 액상 실리카졸을 도포하고 초임계 CO2 추출공정을 거쳐 제조된 에어로젤(AEROGEL)로서 그 연속 사용온도가 200℃ 이상이고 열전도율이 30mW/mK이하인 것
을 특징으로 하는 단열 히터 재킷.
다수 개의 단위 단열 히터 재킷이 다수 개 구비되어 기체 또는 액체가 유입되어 흐르는 배관의 외주면을 에워싸서 상기 배관 내의 온도를 소정의 온도로 유지하는 단열 히터 재킷 시스템에 있어서,
상기 단위 단열 히터 재킷은, 상기 배관의 외주면에 접하여 상기 배관에 열을 가하는 발열부재와; 상기 발열부재의 외부에 구비되어 상기 발열부재로부터 발생되는 열을 단열하는 다수 개로 분리된 단열재와; 상기 다수 개의 단열재의 각각을 보호 커버하는 다수 개로 분리된 커버;를 포함하여 구성되고,
상기 다수 개의 단위 단열 히터 재킷으로 각각 인출 또는 인입되는 제어신호를 받아 상기 다수 개의 단위 단열 히터 재킷의 동작 상태를 제어 감시하는 주제어부를 포함하는 것
을 특징으로 하는 단열 히터 재킷 시스템.