KR20120048458A - 산업용 히팅 장치 및 이를 이용한 기화장치 - Google Patents

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(주)지오엘리먼트
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Abstract

산업용 히팅 장치 및 이를 이용한 기화장치가 개시된다. 이로써, 배관의 보온 유지를 위한 작업이 용이할 뿐만 아니라 재활용이 가능하며, 특히, 배관의 다양한 배치 조건 및 형상, 구조에 적응적으로 대처할 수 있다.

Description

산업용 히팅 장치 및 이를 이용한 기화장치{Heating device and Vaporizing device using the same}
본 발명은, 산업용 히팅 장치 및 이를 이용한 기화장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 배관의 보온 유지를 위한 작업이 용이할 뿐만 아니라 재활용이 가능하며, 특히, 배관의 다양한 배치 조건 및 형상, 구조에 적응적으로 대처할 수 있는 산업용 히팅 장치 및 이를 이용한 기화장치에 관한 것이다.
일반적으로 산업 현장에서는 압축 공기를 비롯하여 가스, 물, 오일 등의 다양한 작업유체가 용도별로 활용되고 있다. 이러한 작업유체는 통상적으로 배관(pipe)을 통해 해당 장비로 공급된다.
한편, 외기의 온도가 낮아지는 예컨대 동절기나 혹은 작업 환경의 조건에 따라 배관을 따라 흐르는 작업유체가 동결될 수 있기 때문에, 배관을 보호할 필요성이 있으며, 이를 위해 배관용 히팅 장치(또는 히터)가 사용되고 있다.
하지만, 종래의 배관용 히팅 장치는 동결 방지를 위한 단열재를 배관의 외표면에 감싸 배치시킨 상태에서 별도의 클램프로 고정시킨 정도의 단순 구성에 지나지 않았다.
따라서 배관의 보온 유지를 위한 작업이 번거로울 수밖에 없을 뿐만 아니라 재활용이 어려우며, 무엇보다도 획일화된 형상을 가지고 있기 때문에 배관의 다양한 배치 조건 및 형상, 구조에 적응적으로 대처하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 배관의 보온 유지를 위한 작업이 용이할 뿐만 아니라 재활용이 가능하며, 배관의 다양한 배치 조건 및 형상, 구조에 적응적으로 대처할 수 있는 산업용 히팅 장치 및 이를 이용한 기화장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 배관을 감싸는 히팅부재; 상기 히팅부재에 의해 히팅된 배관의 온도를 감지하는 온도 센서; 전기적으로, 상기 히팅부재의 저항과 병렬로 연결된 저항기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 히팅 장치가 제공된다.
컨트롤러;를 더 포함하며, 상기 저항기는 가변 저항기이고, 상기 컨트롤러는 상기 가변 저항기의 저항값을, 상기 온도 센서의 센싱 결과에 기초하여 조절할 수 있다.
상기 히팅 부재는, 배관(pipe)을 감싸도록 배관을 사이에 두고 조립 또는 분해 가능한 한 쌍의 단위 히팅부재를 포함하며, 상기 단위 히팅부재 각각은, 상기 배관이 부분적으로 수용되는 적어도 하나의 배관수용부를 구비하는 제1 배관히팅블록; 상기 제1 배관히팅블록의 외측에 마련되는 단열재; 및 상기 제1 배관히팅블록과 상기 단열재 사이에 마련되는 히터; 를 포함할 수 있다.
상기 컨트롤러는 상기 온도 센서에 의해 감지된 상기 온도가 기설정된 기준 온도보다 작으면, 상기 가변저항기의 저항 값을 감소시킬 수 있다.
상기 제1 배관히팅블록은 상기 배관수용부를 중심으로 하여 그 양측으로 연장되는 플랜지부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 배관히팅 블록은, 서로 수직하는 방향으로 배치된 2개의 직선형 블록; 및 이들 2개의 직선형 블록을 서로 연결하는 곡선형 블록;을 포함할 수 있다.
상기 제1 배관히팅 블록은, 서로 수직하는 방향으로 배치된 2개의 직선형 블록; 및 이들 2개의 직선형 블록을 서로 연결하는 덮개부;를 포함할 수 있다.
상기 제1 배관히팅 블록은, 3개의 직선형 블록; 및 이들 3개의 직선형 블록을 서로 연결하는 덮개부;를 포함하며, 상기 3개의 직선형 블록은 상호 수직할 수 있다.
직선형으로 구성된 제2 배관히팅 블록을 더 포함하며, 상기 제1배관히팅 블록은, 서로 수직하는 방향으로 배치된 2개의 직선형 블록; 및 이들 2개의 직선형 블록을 서로 연결하는 곡선형 블록;을 포함하고, 상기 2개의 직선형 블록 중 어느 하나는 상기 제2 배관히팅 블록과 착탈가능하게 연결될 수 있다.
직선형으로 구성된 제2 배관히팅 블록;을 더 포함하며, 상기 제1배관히팅 블록은, 3개의 직선형 블록; 및 이들 3개의 직선형 블록을 서로 연결하는 덮개부;를 포함하고, 상기 3개의 직선형 블록 중 어느 하나는 상기 제2 배관히팅 블록과 착탈가능하게 연결될 수 있다.
상기 3개의 직선형 블록은 상호 수직하여 교차하며, 상기 덮개부는 상기 상호 수직하여 교차하는 곳에 위치될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 화합물을 수용할 수 있는 내부 공간을 가지는 통 형상으로서 주입구와 배출구를 포함하는 본체; 상기 본체에 저장된 소스 화합물이 존재하는 내부 공간의 적어도 일부를 제1 온도범위로 유지시키는 히터; 및 전기적으로 상기 히터의 저항과 병렬로 연결되는 저항기;를 포함하는 기화장치가 제공된다.
상기 히터의 온도를 감지하는 온도 센서; 및 컨트롤러;를 더 포함하며, 상기 저항기는 가변저항기이고 상기 컨트롤러는 상기 온도 센서로부터의 정보에 기초하여 상기 가변저항기의 저항값을 컨트롤할 수 있다.
상기 컨트롤러는 상기 온도 센서에 의해 감지된 상기 히터의 온도가 기설정된 기준 온도보다 작으면, 상기 가변저항기의 저항값을 감소시킬 수 있다.
상기 히터는 상기 본체의 양측 및 상기 본체의 저면 중 적어도 하나에 착탈가능하도록 구비될 수 있다.
본 발명에 따르면, 배관의 보온 유지를 위한 작업이 용이할 뿐만 아니라 재활용이 가능하며, 특히, 배관의 다양한 배치 조건 및 형상, 구조에 적응적으로 대처할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 산업용 히팅 장치의 개략적인 구조도,
도 2는 도 1에 도시된 배관히팅블록의 평면 구조도,
도 3은 도 1의 제어블록도,
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 산업용 히팅 장치에 적용되는 배관히팅블록의 평면 구조도,
도 5a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 산업용 히팅 장치에 적용되는 배관히팅블록의 사시도,
도 5b는 도 5a의 실시예를 설명하기 위해서 제공되는 도,
도 6a은 도 5a의 평면 구조도,
도 6b는 도 6a의 실시예를 설명하기 위해서 제공되는 도,
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 산업용 히팅 장치에 적용되는 배관히팅블록의 사시도,
도 8은 도 7의 평면 구조도,
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 산업용 히팅 장치에 적용되는 배관히팅블록의 측면 구조도,
도 10은 도 9의 평면 구조도,
도 11a 내지 도 15는 각각 배관히팅블록들의 실시예를 나타낸 도,
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 산업용 배관 히팅 장치 중 배관에 설치된 서로 다른 형태의 배관히팅블록들을 설명하기 위한 도면,
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 산업용 히팅 장치의 개략적인 구조도,
도 18은 도 17의 제어블록도,
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 산업용 히팅 장치 중 배관에 설치된 서로 다른 형태의 배관히팅블록들의 회로도,
도 20은 도 19에 도시된 산업용 배관 히팅 장치의 등가회로도,
도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기화장치를 개략적으로 도시한 도면,
도 22 및 도 23은 도 21에 도시된 기화 장치 중 본체에 설치된 히터들의 회로도,
도 24는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기화장치를 개략적으로 도시한 도면, 그리고,
도 25 및 도 26은 도 24에 도시된 기화 장치 중 본체에 설치된 히터들의 회로도이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 산업용 히팅 장치의 개략적인 구조도, 도 2는 도 1에 도시된 배관히팅블록의 평면 구조도, 그리고 도 3은 도 1의 제어블록도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 실시예는 본 발명에 따른 산업용 히팅 장치가, 배관에 적용된 예(이러한 예를 본원 명세서에서는 특히 '산업용 배관 히팅 장치'라고 부르기로 한다)를 예시적으로 나타낸 것이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예의 산업용 히팅 장치는 배관(pipe)을 보온 유지시키기 위해 마련되는 것으로서 배관을 감싸도록 배관을 사이에 두고 조립 또는 분해 가능한 한 쌍의 단위 히팅부재(110)로 마련될 수 있다.
즉 본 실시예의 산업용 배관 히팅 장치는 배관을 사이에 두고 그 형상과 구조가 동일한 단위 히팅부재(110)들이 도 1의 점선 방향으로 회전되면서 배관을 감싸는 구조로 결합된다. 이로써, 배관의 보온 유지를 위한 작업이 용이할 뿐만 아니라 필요 시 쉽게 분해가 가능하기 때문에 재활용이 가능하다는 장점이 있다.
본 실시예에서 적용되고 있는 단위 히팅부재(110)들은 상호간 동일 또는 유사한 구조를 가지므로 이하에서는 단위 히팅부재(110)들에 동일 또는 유사한 참조부호를 부여하도록 한다.
한 쌍의 단위 히팅부재(110)는 도 1에 도시된 바와 같이, 연결부(120)에 의해 하나의 몸체로 연결되어 있다. 도 1에 2개의 '히팅부재' 가 연결부(120)에 의해 연결되는 것으로 도시되어 있듯이 본 발명에 따르면 '히팅부재'는 2개가 하나의 쌍을 이루어 배관을 감쌀 수 있다. 본 실시예에서, '히팅부재'라고 함은 한 쌍 또는 1개를 의미하는 것으로 해석될 수 있고, '배관히팅블록' 역시 한 쌍 또는 1개를 의미하는 것으로 해석될 수 있다.
도면에는 연결부(120)를 극히 개략적으로 과도하게 도시하고 있는데, 이러한 연결부(120)는 힌지(Hinge), 경첩, 클립(Clip), 밴드(Band), 오링(O-ring) 등의 다양한 구조물 중에서 필요에 따라 선택 적용될 수 있다. 예를 들면 연결부(120) 대신에 끈을 이용해서 한 쌍의 단위 히팅부재(110)를 서로 연결할 수 있다. 이를 위해서 한 쌍의 단위 히팅부재(110)에는 서로 대향하는 홀(미도시)이 마련될 수 있고, 그 홀에 끈을 통과시켜서 한 쌍의 단위 히팅부재(110)를 서로 연결할 수 있다.
예컨대, 연결부(120)가 힌지나 경첩으로 적용되는 경우, 연결부(120)를 축으로 하여 한 쌍의 단위 히팅부재(110)를 벌린 후에 그 사이로 배관을 배치시키고, 이어 연결부(120)를 축으로 한 쌍의 단위 히팅부재(110)를 오므림으로써 본 실시예의 산업용 배관 히팅 장치를 쉽게 설치할 수 있게 된다.
물론, 이러한 사항은 하나의 실시예에 불과하다. 즉 연결부(120)를 사용하지 않고 한 쌍의 단위 히팅부재(110)를 개별적으로 준비한 후에, 배관을 사이에 두고 양측에서 한 쌍의 단위 히팅부재(110)를 조립, 설치해도 무방하다.
하지만, 본 실시예처럼 연결부(120)가 마련되는 경우에는 한 쌍의 단위 히팅부재(110)가 항상 연결되어 있기 때문에 망실의 우려가 적고, 사용이 편리하다는 이점이 있다.
연결부(120)의 반대편 한 쌍의 단위 히팅부재(110)의 단부 영역에는 한 쌍의 단위 히팅부재(110)를 서로서로 착탈 가능하게 결합시키는 착탈결합부(125)가 마련된다.
착탈결합부(125) 역시 연결부(120)와 마찬가지로 극히 개략적으로 과도하게 도시되어 있으며, 벨크로(Velcro), 버튼(Button), 클립(Clip), 밴드(Band) 등의 다양한 구조물 중에서 필요에 따라 선택 적용될 수 있다.
연결부(120)와 착탈결합부(125)는 배관히팅블록(130)의 양단부에 각각 위치되어 전술한 기능을 수행할 수 있다. 따라서 연결부(120)와 착탈결합부(125)는 배관히팅블록(130)과 일체형으로 마련될 수도 있다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 히팅부재(110)는, 단위 히팅부재(110)는, 배관히팅블록(130), 단열재(140) 및 히터(150)를 포함할 수 있다.
한 쌍의 단위 히팅부재(110)가 조립형으로 마련될 수 있는 것처럼, 배관히팅블록(130), 단열재(140) 및 히터(150) 역시 부분별로, 즉 파트(part)로 마련되어 조립되어 사용될 수 있는데, 이렇게 구성함으로써 배관의 다양한 배치 조건 및 형상, 구조에 적응적으로 대처할 수 있게 된다. 특히, 이하에서 자세히 설명하는 것처럼 배관히팅블록(130)이 배관의 종류 및 형상에 따라 다양하게 제작되어 사용될 수 있기 때문에 배관의 다양한 배치 조건 및 형상, 구조에 적응적으로 대처할 수 있게 된다.
배관히팅블록(130)의 설명에 앞서, 배관에 대해 부연한다. 본 실시예에 적용될 수 있는 배관은 모든 규격 및 구조의 산업용 배관일 수 있다. 산업용 배관이라 함은 반도체 장치나 보일러 등의 다양한 산업 분야에 그 목적에 따라 사용되고 있는 배관을 가리키며, 그 규격 역시 다양할 수 있다. 본 실시예의 경우, 직선형(또는 '일자형'이라고 함)의 배관을 제시하고 있다.
배관히팅블록(130)은 실질적으로 배관을 감싸면서 지지하는 부분이다.
배관히팅블록(130)의 중앙 영역에는 본 실시예의 일자형 배관이 부분적으로 수용되는 배관수용부(131)가 형성된다. 배관수용부(131)는 대략 반구 형태를 가질 수 있으며, 배관과의 밀착 유지를 위해 음각으로 가공될 수 있다.
배관수용부(131)의 양측에는 배관수용부(131)를 중심으로 하여 플랜지부(132)가 넓은 면적으로 형성된다. 플랜지부(132)는 배관수용부(131)에 수용된 배관을, 마치 이불처럼 넓은 면적으로 덮어 보온의 효과를 배가시키는 역할을 한다. 본 실시예에서, 플랜지부(132)는 L1, L2, L3, L4의 길이를 가질 수 있으며, 이들 길이는 서로 같거나 다를 수 있다. 플랜지부(132)가 소정의 길이를 가지고 연장되어 있으므로써, 배관의 크기가 작은 경우라도, 배관을 균일하게 히팅시킬 수 있게 된다.
플랜지부(132)의 단부에는 다른 면보다 들뜨게 마련되는 단턱부(133)가 더 형성된다. 이러한 배관히팅블록(130)은 열전도가 우수한 금속 재질을 프레스를 이용한 소성 가공으로 제작할 수 있다.
배관히팅블록(130)에 대해 좀 더 부연한다. 본 실시예의 배관히팅블록(130)은 전술한 바와 같이, 배관 구조물들의 형상에 맞게, 밀착 접촉되어 열전달 효율을 극대화시킬 수 있는 구조로 금속 재료를 이용하여 제작(성형 혹은 가공)될 수 있다.
금속 재료로써는 가격 등의 측면까지 고려하여 알루미늄(Al)과 스테인리스 스틸(Stainless Steel) 등의 재질이 주로 사용되고 있지만 그 밖에 다른 금속, 예컨대 구리나 은 등의 모든 금속들이 적용될 수도 있다.
이러한 배관히팅블록(130)은 본 실시예와 같은 직선형 배관에 적용될 수도 있고, 아니면 이하의 실시예처럼 다양한 형상의 배관에 적용될 수 있기 때문에 다양한 방법에 의해 제작되어도 무방하다. 즉 프레스, 압출 등의 소성 가공, 주조 등의 용융 가공, 선반, 밀링 등의 절삭 가공 등 어떠한 가공 방법이 적용되더라도 무방하다.
본 실시예의 경우에는 다양한 가공 방법들 중에서 프레스를 이용한 소성 가공 방법을 선택하고 있다. 프레스 가공법의 경우, 금속 자체의 물성(연성, 전성 등등)에 따라 사용 가능한 금속 종류가 일부로 제한되고 각 금속마다 적용할 수 있는 두께 제한 또한 생길 수 있다는 단점은 있지만, 제품 대량 생산 시에 단가를 대폭으로 낮출 수 있고 가공 시간을 현저히 줄일 수 있어 생산성 측면에서는 한편으로 유리할 수 있다. 하지만, 앞서도 기술한 바와 같이, 본 발명의 권리범위가 이에 제한될 필요는 없으므로 배관히팅블록(130)이 프레스를 이용한 소성 가공 방법에 의해서만 제작되어야 하는 것은 아니다.
다만, 본 실시예처럼 직선형 배관을 사용하든지 아니면 아래의 실시예처럼 다양한 형태의 배관을 사용함에 있어 어떠한 형상이나 형태의 배관에도 배관히팅블록(130)이 적용되기 위해서는 제작이 쉽고 간편해야 하기 때문에, 이러한 점은 충분히 고려되어야 할 것이다.
배관히팅블록(130)의 단부에 단턱부(133)가 형성되는 이유는, 단턱부(133)를 갖는 배관히팅블록(130)이 단턱부를 갖지 않는 인접하는 다른 배관히팅블록(미도시)과 겹쳐 포개지는 형태로 배관에 조립되도록 하여 배관 제작 시의 가공 치수 오차('+' 및 '-' 공차 모두 포함)로 인한 배관의 총 길이 변화에 대응할 수 있도록 하기 위함이다.
단열재(140)는 배관히팅블록(130)의 외측에 마련되어 외기로부터의 배관을 단열시키는 역할을 한다.
단열재(140)는 절연성, 내열성, 자기소화성 등을 만족시키는 물성을 갖는 모든 폴리머 재료면 가능하다. 예컨대 가장 보편적으로 실리콘 러버(Silicone Rubber)가 사용될 수 있으나 그 외에도 다양한 종류의 엔지니어링 플라스틱들이 사용될 수 있다.
그리고 본 실시예에서는 대략 반구 형상의 단열재(140)를 도시하였지만 이의 형상은 하나의 예일 뿐 도면의 형상에 본 발명의 권리범위가 제한될 수는 없다. 단열재(140)의 형상은 배관히팅블록의 형상에 좌우될 수 있다. 예를 들면, 직선형 배관히팅블록이 사용되는 경우 단열재(140)는 직선형 배관히팅블록을 감싸는 형상을 가지고, 엘보우형 배관히팅블록이 사용되는 경우 단열재(140)는 엘보우형 배관히팅블록을 감싸는 형상을 가지고, 벤딩형 배관히팅블록이 사용되는 경우 단열재(140)는 벤딩형 배관히팅블록을 감싸는 형상을 가지며, T자형 배관히팅블록이 사용되는 경우 단열재(140)는 T자형 배관히팅블록을 감싸는 형상을 가질 것이다. 후술할 히터 역시 배관히팅블록의 형상에 좌우될 수 있다.
단열재(140)의 외측에는 커넥터 체결부(141)가 마련되며, 커넥터 체결부(141)에는 와이어 고정부(143)가 마련된다.
커넥터 체결부(141)와 와이어 고정부(143)는 매우 다양한 형태의 구조로 제작될 수 있는데, 가급적 그 외관이 콤팩트한 구조로 마련되면 주변 구조들과의 간섭 현상을 피할 수 있어 유리할 수 있다. 예컨대, 도면처럼 커넥터 체결부(141)를 대략 블록 구조로 만들고, 와이어 고정부(143)를 장공의 형태로 된 홀(hole)로 마련할 수도 있지만 이들의 형상과 구조는 다양할 수 있을 것이다.
히터(150)는 배관히팅블록(130)과 단열재(140) 사이에 마련되는 실질적인 가열 수단이며, 히터(150)로부터의 열이 배관히팅블록(130)으로 전해짐으로써 배관이 보온 유지될 수 있게 된다.
본 실시예의 경우, 히터(150)는 면상 발열 구조를 갖는 히터, 예컨대 캡톤 히터(Kapton Heater), 실리콘 러버 히터(Silicone Rubber Heater), 마이카 히터(Mica Heater) 등이 적용된다. 물론, 이 역시 하나의 예일 뿐이다.
위에 소개한 히터들은 모두가 선 발열 구조가 아닌, 면 발열 형태로 제작 가능한 히터의 종류로서 본 발명에 적용이 가능하다.
면상 발열 구조를 갖는 히터 모두는, 동일한 재질(Nichrome, STS 등)의 금속 박판을 이용하여 화학적 에칭 방식으로 발열 패턴을 형성시키게 되는데, 이러한 발열체 주변을 감싸 전기적으로 절연시켜주는 폴리머의 종류에 따라 히터의 이름 및 종류가 구별되며, 히터로 사용하기 위한 전기적 특성들은 모두 만족시켜 주는 폴리머들이나 폴리머 자체의 내열 특성으로 인해 사용 가능한 온도 대역이 구분된다.
캡톤 히터, 실리콘 러버 히터, 마이카 히터 등이 적용될 수 있지만 본 실시예의 경우, 캡톤 히터를 적용하고 있다.
이처럼 캡톤 히터를 적용할 경우, 현재 산업용 배관 히터로 널리 사용되고 있는 실리콘 러버 히터와 대비하여 많은 장점들이 예상된다. 예컨대, 본 실시예처럼 캡톤 히터를 배관용 히터의 열원으로 적용할 경우, 실리콘 러버 히터 대비 열전달 특성이 크게 개선된다는 사실이 테스트를 통해 확인된 바 있다.
히터(150)의 주변에는 히터(150)의 온도를 감지하는 온도 센서(151)와, 이상 조건에 따라 히터(150)의 동작을 단속하는 안전장치(153)가 마련될 수 있다. 안전장치(153)는 퓨즈와 같은 역할을 수행하는 장치이다.
히터(150)는 컨트롤러(160, 도 3 참조)에 의해 온도 센서(151)로부터의 정보에 기초하여 그 동작이 온/오프(on/off) 컨트롤될 수 있다.
온도 센서(151)는 서머커플(Thermocouple), 알티디(RTD), 서모스탯(Thermostat) 등 다양한 것이 적용될 수 있다.
온도 센서(151)가 히터에 적용되는 일반적인 사항일 수도 있지만 만약, 본 실시예처럼 캡톤 히터가 적용되는 경우에는 절연 폴리머 표면상에 부착된 온도 센서(151)일지라도 절연 폴리머 자체의 박막 특성으로 인해 히터의 열 응답 속도가 매우 빠르기 때문에, 이를 제어 용도로 직접 사용해도 무방하며, 이로 인해 별도의 제어용 온도 센서를 가열 대상물에 직접 부착하지 않아도 되는 장점이 있다.
한편, 컨트롤러(160)는, 본 실시예에 따른 산업용 배관 히팅 장치의 히터(150) 동작을 컨트롤한다. 이러한 컨트롤러(160)는 도 3에 도시된 바와 같이, 중앙처리장치(161, CPU), 메모리(162, MEMORY), 서포트 회로(163, SUPPORT CIRCUIT)를 포함한다. CPU(161)는 본 실시예의 산업용 배관 히팅 장치를 제어하기 위해서 산업적으로 적용될 수 있는 다양한 컴퓨터 프로세서들 중 하나일 수 있다. 메모리(162, MEMORY)는 CPU(161)와 동작으로 연결된다. 메모리(162)는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로서 로컬 또는 원격지에 설치될 수 있으며, 예를 들면 랜덤 액세스 메모리(RAM), ROM, 플로피 디스크, 하드 디스크 또는 임의의 디지털 저장 형태와 같이 쉽게 이용가능한 적어도 하나 이상의 메모리이다. 서포트 회로(163, SUPPORT CIRCUIT)는 CPU(161)와 작용적으로 결합되어 프로세서의 전형적인 동작을 지원한다. 이러한 서포트 회로(163)는 캐시, 파워 서플라이, 클록 회로, 입/출력 회로, 서브시스템 등을 포함할 수 있다.
예를 들면, 본 실시예에 따른 산업용 배관 히팅 장치에서 히터(150)의 온/오프(on/off) 동작에 따른 프로세스 등이 메모리(162)에 저장될 수 있다. 전형적으로는 소프트웨어 루틴이 메모리(162)에 저장될 수 있다. 소프트웨어 루틴은 또한 다른 CPU(미도시)에 의해서 저장되거나 실행될 수 있으며, 그러한 다른 CPU(미도시)는 산업용 배관 히팅 장치와는 거리적으로 이격된 곳에 위치된 것일 수 있다.
본 발명에 따른 프로세스는 소프트웨어 루틴에 의해 실행되는 것으로 설명하였지만, 본 발명의 프로세스들 중 적어도 일부는 하드웨어에 의해 수행되는 것도 가능하다. 이처럼, 본 발명의 프로세스들은 컴퓨터 시스템 상에서 수행되는 소프트웨어로 구현되거나 또는 집적 회로와 같은 하드웨어로 구현되거나 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합에 의해서 구현될 수 있다.
이러한 구성에 의해, 도 1처럼 연결부(120)를 축으로 하여 한 쌍의 단위 히팅부재(110)를 벌리고 그 사이로 배관을 위치시켜 배관을 어느 한 단위 히팅부재(110)의 배관수용부(131)에 배치시킨 후에, 연결부(120)를 축으로 다른 단위 히팅부재(110)를 화살표 점선 방향으로 오므린다.
그리고는 착탈결합부(125)를 체결함으로써 본 실시예의 산업용 배관 히팅 장치를 쉽게 설치할 수 있게 된다.
조립이 완료된 후, 히터(150)의 동작을 온(on)시키게 되면, 히터(150)로부터의 열이 배관히팅블록(130)을 통해 배관으로 전해짐으로써 배관의 보온 유지가 가능해진다.
이와 같이, 본 실시예에 따르면, 배관의 보온 유지를 위한 작업이 용이할 뿐만 아니라 재활용이 가능하며, 특히, 배관의 다양한 배치 조건 및 형상, 구조에 적응적으로 대처할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 산업용 배관 히팅 장치에 적용되는 배관히팅블록의 평면 구조도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배관히팅블록은 2개의 직선형 블록(S1, S2)과, 이들 2개의 직선형 블록을 서로 연결하는 곡선형 블록(B)을 포함할 수 있다. 이처럼, 2개의 직선형 블록과 곡선형 블록으로 이루어진 배관히팅블록을 본원 명세서에서는 특히 '벤딩형 배관히팅블록'이라고 지칭하기로 하고, 벤딩형 배관히팅블록을 포함한 단위 히팅부재를 '벤딩형 단위 히팅부재'라고 지칭하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 벤딩형 배관히팅블록은, 2개의 직선형 블록(S1, S2)을 포함할 수 있으며, 이들 직선형 블록들(S1,S2)은 각각 벤딩 타입의 배관을 수용하는 배관수용부(231)와, 배관수용부(231)의 양측으로 연장되는 플랜지부(232)와, 플랜지부(232)의 단부에 형성되는 단턱부(233)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 플랜지부(232)는 L5 또는 L6의 길이를 가지고 연장될 수 있으며 이로써 작은 직경의 배관이라도 고르게 히팅시킬 수 있게 된다.
또한, 곡선형 블록(B)도 배관수용부와 플랜지를 포함할 수 있으며, 곡선형 블록(B)의 배관수용부와 플랜지는 각각 직선형 블록들(S1, S2)의 배관수용부와 플랜지와 서로 연결될 수 있다. 직선형 블록들(S1, S2)과 밴딩형 블록(B)을 각각 별도로 만들어져서 용접과 같은 기술에 의해 결합되는 것이 가능하며, 다르게는 일체의 형태로 직선형 블록들과 밴딩형 블록이 일시에 제조되는 것도 가능하다.
도 4의 실시예에 따르면, 밴딩형 배관히팅블록(230) 2개가 하나의 쌍을 이루어 결합되어 배관을 수용할 수 있다. 연결부(120)는 도 4에 도시된 배관히팅블록(230)과, 배관히팅블록(230)과 동일한 구조를 가진 배관히팅블록(미도시)를 서로 연결한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단위 히팅부재는, 벤딩형 단위 배관히팅블록(230), 단열재(미도시) 및 히터(미도시)를 포함할 수 있다. 배관히팅블록(230)과 단열재(미도시) 및 히터(미도시)와의 상호 결합관계는 도 1에 개시된 직선형 단위 히팅부재의 것과 유사할 수 있다. 한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 직선형 배관히팅블록과 벤딩형 배관히팅블록을 서로 연결 또는 결합하여 사용할 수 있으며, 도 11a와 도 11b에 그 예를 도시하였다.
도 5a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 산업용 배관 히팅 장치에 적용되는 배관히팅블록의 사시도이고, 도 5b는 도 5a의 실시예를 설명하기 위해서 제공되는 도면, 도 6a는 도 5a의 평면 구조도, 도 6b는 도 6a를 설명하기 위해서 제공되는 도이다.
도 5a 내지 도 6b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배관히팅블록은 2개의 직선형 블록과, 덮개부를 포함할 수 있다. 이와 같이 2개의 직선형 블록과, 1개의 덮개부로 구성된 배관히팅블록을 본원 명세서에서는 특히 '엘보우형 배관히팅블록'으로 지칭하기로 하고, '엘보우형 배관히팅블록'을 포함한 '단위 히팅부재'를 특히 '엘보우형 단위 히팅부재'라고 지칭하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엘보우형 배관히팅블록은 2개의 직선형 블록(330)과 덮개부(340)를 포함할 수 있다. 직선형 블록(330)은 도 5a 내지 도 6b에 예시된 바와 같은 엘보우 타입의 배관을 수용할 수 있는 배관수용부(331), 플랜지부(332) 및 단턱부(333)를 포함할 수 있다. 여기서, 플랜지부(332)는 L7 ~ L10 과 같이 연장된 길이를 가지며, 이로써 작은 직경의 배관이라도 고르게 히팅을 시킬 수 있게 되는 효과가 있다.
덮개부(340)의 적어도 일부는 직선형 블록(330)과 결합된다. 도 6b를 참조하면, A로 표시한 부분은 이격되어 있으나 A 부분은 서로 용접(또는 일체화)되어 결합될 수도 있다. 또한, B, C, E, 및/또는 F 부분도 서로 용접(또는 일체화)되어 결합되거나 이격될 수 있다. D와 F 역시 서로 용접(또는 일체화)되거나 서로 이격되어 구성될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 이들 A 내지 F 부분의 적어도 일부를 용접(또는 일체화) 또는 이격하여 구성하되, 직선블록(330)과 덮개부(340)가 서로 연결만 되면 무방하다. 여기서, 덮개부와 직선형 블록을 연결하는 방법으로서 용접을 언급하였으나 이는 예시적인 것으로서 본원 발명의 권리범위가 용접에만 한정되는 것이 아님은 물론이다.
도 5a 내지 도 6b 도면을 계속 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 엘보우형 배관히팅블록은 2개의 직선형 블록을 수직으로 교차시켜서 구성하되, 이들 2개의 직형선 블록(330)이 서로 마주치는 부분에 덮개부(340)가 위치될 수 있다. 도 6b를 참조하면, 이해의 편의를 위해서 덮개부(340)를 빗금으로 표시하였다. 이러한 빗금이 덮개부(340)와 직선형 배관의 재질이 서로 다르거나 동일하다는 것을 나타내는 것은 아니며, 오로지 이해의 편의를 위해서 빗금으로 표시하였음을 알아야 한다.
도 5a 내지 도 6b에 따른 엘보우형 배관히팅블록(330) 2개가 하나의 쌍을 이루어 연결되어 배관을 수용할 수 있다. 연결부(120)는 도 5a에 도시된 배관히팅블록(330)과, 이 배관히팅블록(330)과 동일한 구조를 가진 배관히팅블록(미도시)를 서로 연결하여 엘보우형 배관히팅블록을 구성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단위 히팅부재는, 엘보우형 배관히팅블록(330), 단열재(미도시) 및 히터(미도시)를 포함할 수 있다. 본원 명세서에서, 엘보우형 배관히팅블록을 포함한 단위 히팅부재를 특히 엘보우형 단위 히팅부재라고 지칭하기로 한다.
배관히팅블록(330)과 단열재(미도시) 및 히터(미도시)와의 상호 결합관계는 도 1에 개시된 직선형 단위 히팅부재의 것과 유사할 수 있다. 도 1의 직선형 배관히팅블록과 비교하면, 도 1의 직선형 배관히팅블록은 1개의 직선 부분으로 이루어져 있지만, 엘보우형 배관히팅블록(330)은 2개의 직선 블록이 서로 수직으로 교차하고 있고, 덮개부(340)가 있다는 점에서 차이가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 1 또는 도 2에 예시된 직선형 배관히팅블록과 도 5a 내지 도 6b에 예시된 엘보우형 배관히팅블록을 서로 연결 또는 결합하여 사용할 수 있으며, 도 12a와 도 12b에 그 예를 도시하였다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 산업용 배관 히팅 장치에 적용되는 배관히팅블록의 사시도이고, 도 8은 도 7의 평면 구조도이다.
도 7 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배관히팅블록은 3개의 직선형 블록과, 덮개부를 포함할 수 있다. 이와 같이 3개의 직선형 블록과, 1개의 덮개부로 구성된 배관히팅블록을 본원 명세서에서는 특히 'T자형 단위 배관히팅블록'으로 지칭하기로 하고, 'T자형 단위 배관히팅블록'을 포함하는 '단위 히팅부재'를 특히 'T자형 단위 히팅부재'라고 지칭하기로 한다.
T자형 단위 배관히팅블록은, 3개의 직선형 블록(430)과 덮개부(440)를 포함할 수 있다. 직선형 블록(430)은 배관을 수용하는 배관수용부(431), 플랜지부(432) 및 단턱부(433)를 포함할 수 있다. 덮개부(440)는 직선형 블록들(430)과 용접되어 결합되거나 또는 덮개부(440)의 일부가 직선형 블록들(430)과 일체로 형성될 수 있다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 직선형 블록 3개가 서로 수직으로 교차하는 부분에 덮개부(440)가 형성되며, 덮개부(440)는 직선형 블록들 3개 중 적어도 어느 하나와 용접 또는 일체화된 구성으로 연결될 수 있다. 또한, 서로 인접하는 직선형 블록들끼리 서로 용접 또는 일체화되어 연결되거나, 또는 서로 이격되어 위치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 T자형 단위 히팅부재는, 또한, 단열재(미도시) 및 히터(미도시)를 더 포함할 수 있다. 배관히팅블록(430)과 단열재(미도시) 및 히터(미도시)와의 상호 결합관계는 도 1에 개시된 직선형 단위 히팅부재의 것과 유사할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 1 또는 도 2에 예시된 직선형 배관히팅블록과 도 7 및 도 8에 예시된 T자형 배관히팅블록을 서로 연결하여 사용할 수 있으며, 도 13a와 도 13b에 그 예를 도시하였다. 도시하지는 않았지만, T자형 배관히팅블록과 엘보우형 배관히팅블록을 서로 연결하여 사용하는 것도 가능하며, T자형 배관히팅블록, 직선형 배관히팅블록, 및 엘보우형 배관히팅블록을 상호 조합하여 연결하여 사용하는 것도 가능할 것이다.
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 산업용 배관 히팅 장치에 적용되는 배관히팅블록의 측면 구조도이고, 도 10은 도 9의 평면 구조도이다.
본 실시예의 산업용 배관 히팅 장치에 적용되는 배관히팅블록(530)은 VCR에 적용되는 예를 나타내며, 이처럼 VCR에 적용되는 배관히팅블록을 본원 명세서에서는 특히 'VCR형 단위 배관히팅블록'으로 지칭하기로 하고, 'VCR형 단위 배관히팅블록'을 포함하는 '단위 히팅부재'를 특히 'VCR형 단위 히팅부재'라고 지칭하기로 한다. 여기서, 'VCR'은 tube fitting type의 일종으로서 스와즈락(swagelok) 사에서 판매되고 있는 제품의 명칭으로서, 본원 명세서에서는, 'VCR'이라고 함은 METAL SEAL FITTING의 일종을 의미하는 것으로 사용하기로 한다.
이처럼 VCR에 배관히팅블록(530)이 적용되는 경우에도 배관히팅블록(530)이 배관수용부(531), 플랜지부(532) 및 단턱부(533)를 구비하고 있다는 점에서는 전술한 실시예와 다르지 않으며, 연결부(120)에 의해 한 쌍으로 마련될 수 있다.
다만, 본 실시예의 경우, VCR의 구조 특성상 배관히팅블록(530)의 일측에 대략 사다리꼴 형상의 덧판부(570)가 더 마련되고, 이 덧판부(570) 내에 다수의 배관홈(571)이 더 형성된다는 점에서만 전술한 실시예들과 상이할 수 있다.
도 4 내지 도 10과 같은 구조가 적용되더라도 배관의 보온 유지를 위한 작업이 용이할 뿐만 아니라 재활용이 가능하며, 특히, 배관의 다양한 배치 조건 및 형상, 구조에 적응적으로 대처할 수 있다.
이상 설명한 다양한 배관히팅블록(130~530)들의 실제 사용예에 대해 도 11a 내지 도 15를 참조하여 간략하게 설명하도록 한다.
도 11a 내지 도 15는 각각 배관히팅블록들의 실시예이다.
도 11a 및 도 11b는, 도 4에 도시된 배관히팅블록(230)의 실제 사용예이다. 도 4의 경우, 하나의 배관히팅블록(230)에 대해 도시하였지만, 도 11a의 사시도 및 도 11b의 평면도처럼 배관히팅블록(230)은 2개가 서로 포개져서 사용될 수 있다. 도 11a 및 도 11b는 도 4에 비해 직선형 블록(230a)이 측부에 더 연결된 구조를 나타내고 있다. 직선형 블록(230a)은 배관의 길이에 따라 연속적으로 더 연결되어 사용될 수 있다.
도 12a 및 도 12b는, 도 5a 내지 도 6b에 도시된 배관히팅블록(330)의 실시예이다. 도 5a 내지 도 6b의 경우, 하나의 배관히팅블록(330)에 대해 도시하였지만, 도 12a의 사시도 및 도 12b의 평면도처럼 배관히팅블록(330)은 2개가 서로 포개져서 사용될 수 있다. 도 12a 및 도 12b는 도 5a 내지 도 6b에 비해 직선형태의 보조블록(330a)이 측부에 더 연결된 구조를 나타내고 있다. 직선형 블록(330a)은 배관의 길이에 따라 연속적으로 더 연결되어 사용될 수 있다. 직선형 블록(330a)은 도 2와 같은 형태일 수 있다.
도 13a 및 도 13b는, 도 7 및 도 8에 도시된 배관히팅블록(430)의 실시예이다. 도 7 및 도 8의 경우, 하나의 배관히팅블록(430)에 대해 도시하였지만, 도 13a의 사시도 및 도 13b의 평면도처럼 배관히팅블록(430)은 2개가 서로 포개져서 사용될 수 있다. 도 13a 및 도 13b는 도 7 및 도 8에 비해 직선형 블록(430a)이 측부에 더 연결된 구조를 나타내고 있다. 직선형 블록(430a)은 배관의 길이에 따라 연속적으로 더 연결되어 사용될 수 있다. 직선형 블록(430a)은 도 2와 같은 형태일 수 있다.
도 14a 및 도 14b는, 도 9 및 도 10에 도시된 배관히팅블록(530)의 실시예이다. 도 9 및 도 10의 경우, 하나의 배관히팅블록(530)에 대해 도시하였지만, 도 14a의 사시도 및 도 14b의 평면도처럼 배관히팅블록(530)은 2개가 서로 포개져서 사용될 수 있다. 도 14a 및 도 14b는 도 9 및 도 10에 비해 직선형 블록(530a)이 측부에 더 연결된 구조를 나타내고 있다. 직선형 블록(530a)은 배관의 길이에 따라 연속적으로 더 연결되어 사용될 수 있다. 직선형 블록(530a)은 도 2와 같은 형태일 수 있다.
도 15는, 3개의 배관이 상호 수직으로 만나는 경우를 위한 배관히팅블록(630)을 예시적으로 도시한 것이다.
예를 들면, 전술한 도 12a 및 도 12b에 도시된 배관히팅블록(330)의 중심 부위에 별도의 배관히팅블록(630)을 교차되게, 즉 수직되게 세워서 연결한 구성일 수 있다. 이때의 배관히팅블록(630)은 배관수용부(631)와, 배관수용부(631)의 양측으로 평면적으로 연장되는 플랜지부(632)를 구비하며, 배관수용부(631)의 단부(631a)가 배관히팅블록(330)의 중심 부위에 연결되는 구조를 갖는다. 이러한 구조는 배관이 수직되게 교차되는 곳에 용이하게 적용될 수 있다.
다른 예를 들면, 도 13a 및 도 13b에 도시된 배관히팅블록(430)의 중심 부위, 즉, 덮개부를 없애고 별도의 직선형 블록을 수직되게 세워서 연결한 구성일 수 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 산업용 배관 히팅 장치 중 배관에 설치된 서로 다른 형태의 배관히팅블록들을 설명하기 위한 도면이다.
도 16을 참조하면, 직선형 배관히팅블록(c), 엘보우형 배관히팅블록(f), 벤딩형 배관히팅블록(d) 및 T자형 배관히팅블록(b)을 가지는 복수 쌍의 단위 히팅부재들을 배관에 설치하였다. 본 실시예에서는, 설명의 편의를 위해서 배관을 점선으로 표시하였으며, 직선형 배관히팅블록(c), 엘보우형 배관히팅블록(f), 벤딩형 배관히팅블록(d), 및 T자형 배관히팅블록(b)을 적어도 하나 이상 사용하여 배관에 설치하였다. 본 실시예에서, VCR형 배관히팅블록은 도시하지 않았지만 VCR형 배관히팅블록 역시 적어도 하나 이상 사용될 수 있음은 물론이다.
상술한 바와 같이 본원 발명은, 직선형 배관히팅블록, 엘보우형 배관히팅블록, 벤딩형 배관히팅블록, T자형 배관히팅블록, 및/또는 VCR형 배관히팅블록들을 조합함으로써 모든 형태의 배관을 수용할 수 있다. 또한, 이들은 서로 착탈가능하게 연결되어 분리가능하므로, 배관의 설계가 변경되는 경우라도 직선형 배관히팅블록, 엘보우형 배관히팅블록, 벤딩형 배관히팅블록, T자형 배관히팅블록, 및/또는 VCR형 배관히팅블록들 중 적어도 어느 하나를 추가하거나 제거함으로써 변경된 설계에 맞는 히팅블록을 용이하게 구성할 수 있다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 산업용 배관 히팅 장치의 개략적인 구조도, 도 18은 도 17의 제어블록도이다.
도 17에 도시된 산업용 배관 히팅 장치는 배관(pipe)을 보온 유지시키기 위해 배관을 사이에 두고 그 형상과 구조가 동일한 한 쌍의 단위 히팅부재(110)들이 도 17의 점선 방향으로 회전되면서 배관을 감싸는 구조로 결합된다. 한 쌍의 단위 히팅부재(110)들은 상호간 동일 또는 유사한 구조를 가지므로 이하에서는 단위 히팅부재(110)들에 동일 또는 유사한 참조부호를 부여하도록 한다.
또한, 도 17에 도시된 실시예에 따른 산업용 배관 히팅 장치는 도 1의 실시예에서 설명한 산업용 배관 히팅 장치와 유사한 구성을 가지므로, 동일한 구성에 대하여는 동일한 부호를 표기하고, 상세한 설명은 도 1을 참조하여 상술하였으므로 생략한다. 다만, 도 17의 산업용 배관 히팅 장치는 가변 저항기(Rv)을 더 포함한다.
한 쌍의 단위 히팅부재(110)는 연결부(120)에 의해 하나의 몸체로 연결되어 있다. 이하에서는, '히팅부재'라고 함은 한 쌍 또는 1개를 의미하는 것으로 해석될 수 있고, '배관히팅블록' 역시 한 쌍 또는 1개를 의미하는 것으로 해석될 수 있다.
연결부(120)의 반대편 한 쌍의 단위 히팅부재(110)의 단부 영역에는 한 쌍의 단위 히팅부재(110)를 서로 착탈 가능하게 결합시키는 착탈결합부(125)가 마련된다.
연결부(120)와 착탈결합부(125)는 배관히팅블록(130)의 양단부에 각각 위치되어 전술한 기능을 수행할 수 있다. 따라서 연결부(120)와 착탈결합부(125)는 배관히팅블록(130)과 일체형으로 마련될 수도 있다.
도 17을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 히팅부재(110)는, 단위 히팅부재(110)는, 배관히팅블록(130), 단열재(140), 히터(150) 및 가변 저항기(Rv)를 포함할 수 있다.
한 쌍의 단위 히팅부재(110)가 조립형으로 마련될 수 있는 것처럼, 배관히팅블록(130), 단열재(140) 및 히터(150) 역시 파트(part)로 마련되어 조립되어 사용될 수 있다.
배관히팅블록(130)은 실질적으로 배관을 감싸면서 지지하는 부분이다.
배관히팅블록(130)의 중앙 영역에는 본 실시예의 일자형 배관이 부분적으로 수용되는 배관수용부(131)가 형성된다. 배관수용부(131)는 대략 반구 형태를 가질 수 있으며, 배관과의 밀착 유지를 위해 음각으로 가공될 수 있다.
배관수용부(131)의 양측에는 배관수용부(131)를 중심으로 하여 플랜지부(132)가 넓은 면적으로 형성된다. 플랜지부(132)는 배관수용부(131)에 수용된 배관을, 마치 이불처럼 넓은 면적으로 덮어 보온의 효과를 배가시키는 역할을 한다.
플랜지부(132)의 단부에는 다른 면보다 들뜨게 마련되는 단턱부(133)가 더 형성된다. 단턱부(133)가 형성되는 이유는, 배관히팅블록(130)이 배관과 겹쳐 포개질 때 약간 들떠있는 형태의 유격 구조를 가짐으로써 배관 제작 시의 가공 치수 오차와 상황에 따라 현장에 설치된 배관 형상의 휨 현상으로 인한 총 길이 변화를 감안하기 위함이다.
단열재(140)는 배관히팅블록(130)의 외측에 마련되어 외기로부터의 배관을 단열시키는 역할을 한다. 단열재(140)의 형상은 배관히팅블록(130)의 형상에 좌우될 수 있다. 후술할 히터(150) 역시 배관히팅블록(130)의 형상에 좌우될 수 있다.
단열재(140)의 외측에는 커넥터 체결부(141)가 마련되며, 커넥터 체결부(141)에는 와이어 고정부(143)가 마련된다.
커넥터 체결부(141)와 와이어 고정부(143)는 매우 다양한 형태의 구조로 제작될 수 있다. 예컨대, 도면처럼 커넥터 체결부(141)를 대략 블록 구조로 만들고, 와이어 고정부(143)를 장공의 형태로 된 홀(hole)로 마련할 수도 있지만, 이에 한정되지 않는다.
히터(150)는 배관히팅블록(130)과 단열재(140) 사이에 마련되는 실질적인 가열 수단이며, 히터(150)로부터의 열이 배관히팅블록(130)으로 전해짐으로써 배관이 보온 유지될 수 있게 된다. 히터(150)는 면상 발열 구조를 갖는 형태를 가질 수 있다.
가변 저항기(Rv)는 저항값이 가변되며, 전기적으로 가변저항기는 히터(150)와 병렬로 연결될 수 있다. 가변 저항기(Rv)는 단열재(140) 내에 마련될 수 있다. 가변 저항기(Rv)는 컨트롤러(160)의 제어에 의해 저항 값이 가변하며, 가변되는 저항 값의 크기는 히터(150)의 온도에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 온도 센서(151)에 의해 감지된 히터(150)의 온도가 기설정된 기준 온도보다 작은 경우, 가변 저항기(Rv)의 저항값의 크기는 감소되며, 이로써 히터(150)의 온도는 증가한다. 이는, 히터(150)에 흐르는 전류는 저항에 반비례하며, 히터(150)의 온도는 전류에 비례하기 때문이다.
히터(150)의 주변에는 히터(150)의 온도를 감지하는 온도 센서(151)와, 이상 조건에 따라 히터(150)의 동작을 단속하는 안전장치(153)가 마련될 수 있다. 안전장치(153)는 퓨즈와 같은 역할을 수행하는 장치이다.
히터(150)는 컨트롤러(160, 도 18 참조)에 의해 온도 센서(151)로부터의 정보에 기초하여 그 동작이 온/오프(on/off) 컨트롤될 수 있다.
온도 센서(151)는 서머커플(Thermocouple), 알티디(RTD), 서모스탯(Thermostat) 등 다양한 것이 적용될 수 있다.
한편, 컨트롤러(160)는, 본 실시예에 따른 산업용 배관 히팅 장치의 히터(150) 또는 가변 저항기(Rv)의 저항 값을 컨트롤할 수 있다. 컨트롤러(160)는 온도 센서(151)로부터의 정보에 의해, 히터(150)의 온도가 기설정된 기준온도보다 높은 경우, 히터(150)의 온도와 기준온도의 차이에 대해 매핑된 시간(△t1)동안 히터(150)를 오프시킬 수 있다. △t1동안 히터(150)의 오프 동작에 의해, 히터(150)의 온도는 기준온도까지 하강할 수 있다. 또한, 히터(150)의 온도가 기설정된 기준온도보다 낮은 경우, 히터(150)의 온도와 기준온도의 차이에 대해 매핑된 시간(△t2)동안 히터(150)를 지속적으로 온시킬 수 있다. △t2동안 히터(150)의 지속적인 온 동작에 의해, 히터(150)의 온도는 기준온도까지 상승할 수 있다. 이를 위하여, 메모리(162)에는 히터(150)의 감지된 온도와 기준온도의 차이에 매핑되는 온오프 시간(△tn, n=1, 2, 3, …)이 저장되어 있을 수 있다.
또는, 컨트롤러(160)는 히터(150)의 온도를 감지한 온도 센서(151)로부터의 정보, 즉, 히터(150)의 온도에 기초하여 가변저항기의 저항 값을 컨트롤할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(160)는 온도 센서(151)로부터의 정보에 의해, 히터(150)의 온도가 기설정된 기준온도보다 높은 경우, 히터(150)의 온도와 기준온도의 차이에 대해 매핑저장된 저항 값으로 가변 저항기(Rv)의 값을 증가시킬 수 있다. 이는, 히터(150)의 온도가 기준온도보다 높음은 히터(150)로 많은 전류가 흐르는 것을 의미하므로, 가변 저항기(Rv)의 저항 값을 증가시켜 히터(150)로 흐르는 전류를 감소시키기 위함이다. 컨트롤러(160)는 히터(150)의 온도가 기준온도와 같아질 때까지 가변 저항기(Rv)의 저항값을 증가시킨 상태로 유지할 수 있다. 컨트롤러(160)는 온도 센서(151)로부터 주기적으로 감지되는 히터(150)의 온도에 의해 히터(150)의 온도가 기준온도에 도달하였음을 판단할 수 있다.
또한, 컨트롤러(160)는 온도 센서(151)로부터의 정보에 의해, 히터(150)의 온도가 기설정된 기준온도보다 낮은 경우, 히터(150)의 온도와 기준온도의 차이에 대해 매핑저장된 저항 값의 크기로 가변 저항기(Rv)의 값을 감소시킬 수 있다. 이는, 히터(150)의 온도가 기준온도보다 낮음은 히터(150)로 적은 전류가 흐르는 것을 의미하므로, 가변 저항기(Rv)의 저항 값을 감소시켜 히터(150)로 흐르는 전류를 증가시키기 위함이다. 또한, 히터(150)에 흐르는 전류는 저항에 반비례하며, 히터(150)의 온도는 전류에 비례하기 때문이다. 컨트롤러(160)는 히터(150)의 온도가 기준온도와 같아질 때까지 가변 저항기(Rv)의 감소된 저항값을 유지하도록 할 수 있다.
이러한 컨트롤러(160)는 도 18에 도시된 바와 같이, 중앙처리장치(161, CPU), 메모리(162, MEMORY), 서포트 회로(163, SUPPORT CIRCUIT)를 포함한다. 도 18에 도시된 컨트롤러(160)는 도 3에 도시된 컨트롤러(160)와 거의 동일하게 동작하므로 상세한 설명은 생략한다.
다만, 도 17에 도시된 실시예에 따른 산업용 배관 히팅 장치에서 히터(150)의 온/오프(on/off) 동작에 따른 프로세스, 히터(150)의 감지된 온도와 기준온도의 차이에 매핑저장된 온오프 시간(△tn)을 가지는 테이블, 온도 센서(151)로부터의 정보에 기초하여 가변저항기의 저항 값의 증감을 컨트롤하는 동작에 따른 프로세스, 히터(150)의 온도와 기준온도의 차이에 대해 매핑저장된 저항 값을 가지는 테이블 등이 메모리(162)에 저장될 수 있다. 전형적으로는 소프트웨어 루틴이 메모리(162)에 저장될 수 있다. 소프트웨어 루틴은 또한 다른 CPU(미도시)에 의해서 저장되거나 실행될 수 있으며, 그러한 다른 CPU(미도시)는 산업용 배관 히팅 장치와는 거리적으로 이격된 곳에 위치된 것일 수 있다.
이러한 구성에 의해, 도 17의 연결부(120)를 축으로 하여 한 쌍의 단위 히팅부재(110)를 벌리고 그 사이로 배관을 위치시켜 배관을 어느 한 단위 히팅부재(110)의 배관수용부(131)에 배치시킨 후에, 연결부(120)를 축으로 다른 단위 히팅부재(110)를 화살표 점선 방향으로 오므린다. 그리고, 착탈결합부(125)를 체결함으로써 산업용 배관 히팅 장치를 쉽게 설치할 수 있게 된다.
조립이 완료된 후, 히터(150)의 동작을 온(on)시키게 되면, 히터(150)로부터의 열이 배관히팅블록(130)을 통해 배관으로 전해짐으로써 배관의 보온 유지가 가능해진다.
이와 같이, 본 실시예에 따르면, 배관의 보온 유지 및 일정한 온도의 유지를 위한 작업이 용이하고, 산업용 배관 히팅 장치 또는 단위 히팅부재의 재활용이 가능하며, 특히, 배관의 다양한 배치 조건 및 형상, 구조에 적응적으로 대처할 수 있게 된다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 산업용 배관 히팅 장치 중 배관에 설치된 단위 히팅부재들의 회로도, 도 20은 도 19에 도시된 산업용 배관 히팅 장치의 등가회로도이다.
도 19는 도 16에 도시된 서로 다른 형태의 배관히팅블록들이 연결된 산업용 배관 히팅 장치의 회로도이므로 배관의 도시는 생략된다. 또한, 도 19에는 VCR형 배관히팅블록이 도시되지 않았으나, VCR형 배관히팅블록 역시 적어도 하나 이상 사용될 수 있음은 물론이다.
도 19를 참조하면, 직선형 배관히팅블록(c), 엘보우형 배관히팅블록(f), 벤딩형 배관히팅블록(d) 및 T자형 배관히팅블록(b)을 가지는 복수 쌍의 단위 히팅부재들을 배관에 설치하였다. 도 17에서 설명한 바와 같이 단위 히팅 부재들은 각각 배관히팅블록(130), 단열재(140), 히터(150) 및 가변 저항기(Rv)을 포함할 수 있으며, 도 19에는 단위 히팅부재 중 배관히팅블록(b, c, d, f), 히터(Rh) 및 가변 저항기(Rv)가 도시되어 있다.
도 19 및 도 20에서 'Rh'는 면상 발열 구조를 가지는 히터(150)를 저항으로 나타낸 것이며, 'Rv'는 가변 저항기(Rv), 'I'는 전류원, 'C'는 컨트롤러(160)를 나타낸다. 단위 히팅부재들은 서로 착탈가능하도록 연결되어 있으므로, 각 단위 히팅부재에 포함되는 히터들(즉 저항들, Rh)은 직렬로 연결된다. 또한, 각 단위 히팅부재에 포함되는 가변 저항기들(Rv) 각각은 히터들(Rh)에 병렬로 연결된다. 즉, 하나의 단위 히팅부재에 속하는 히터(Rh)와 가변 저항기(Rv)는 병렬로 연결되며, 이는 히터의 저항(Rh)과 가변 저항기(Rv)가 병렬로 연결되어 합성됨을 의미할 수 있다.
'S1, S2, S3'는 도 17의 온도 센서(151)이거나 또는 별도의 온도 센서일 수 있다. 'S1, S2, S3'는 도 17의 온도 센서(151)인 경우, 도 19에는 단위 히팅부재의 개수만큼 도시될 수 있으나, 설명의 편의를 위하여 3개의 온도 센서만 도시되어 있다. 온도 센서들(S1, S2, S3)은 담당하는 히터(Rh)의 온도를 주기적으로 감지하고 감지 결과를 컨트롤러(160)에게 제공한다.
이하에서는 온도 센서(S1)가 엘보우형 배관히팅블록(f)을 가지는 단위 히팅부재의 온도를 감지하는 경우를 예로 들어 설명한다. 단위 히팅부재는 히터(Rh1)와 가변저항기(Rv1)를 포함한다. 온도 센서(S1)는 주기적으로 단위히팅부재의 온도 또는 히터(Rh1)의 온도를 감지하여 감지 결과를 컨트롤러(160)에게 제공한다. 컨트롤러(160)는 온도 센서(S1)로부터 제공되는 감지 결과에 따라 히터(Rh1)의 온도를 확인하고, 히터(Rh1)의 온도와 기준온도를 비교한다. 컨트롤러(160)는 비교 결과에 기초하여 가변 저항기(Rv1)의 크기, 즉, 가변저항기의 저항 값의 크기를 증가시키거나 감소시킬 수 있다.
구체적으로, 컨트롤러(160)는 히터(Rh1)의 온도가 기준온도보다 낮으면, 히터(Rh1)의 온도를 기준온도로 높인 후 유지시켜야 하므로, 가변 저항기(Rv1)의 저항 값을 감소시킬 수 있다. 히터(Rh1)가 온도를 높이는데 필요한 가변 저항기(Rv1)의 저항 값은 메모리(162)에 저장되어 있을 수 있다. 이에 의해, 가변 저항기(Rv1)는 감소된 저항값을 갖게 되며, 히터(Rh1)에 흐르는 전류가 증가하여 결과적으로 히터(Rh1)의 온도도 상승한다.
반면, 컨트롤러(160)는 히터(Rh1)의 온도가 기준온도보다 높으면, 히터(Rh1)의 온도를 기준온도로 낮춘 후 유지시켜야 하므로, 가변 저항기(Rv1)의 저항 값을 증가시킬 수 있다. 히터(Rh1)가 온도를 낮추는데 필요한 가변 저항기(Rv1)의 저항 값은 메모리(162)에 저장되어 있을 수 있다. 이에 의해, 가변 저항기(Rv1)는 증가된 가변저항값을 갖게 되며, 히터(Rh1)에 흐르는 전류가 감소하여 결과적으로 히터(Rh1)의 온도도 감소한다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 산업용 히팅 장치를 이용한 기화장치를 개략적으로 도시한 도면, 도 22 및 도 23은 도 21에 도시된 기화 장치 중 본체에 설치된 히터들의 회로도이다.
도 21 내지 도 23에 도시된 실시예는, 본 발명의 일 실시예에 따른 산업용 히팅 장치는 기화 장치에 적용된 것을 예시적으로 나타낸 것이다.
도 21 및 도 22를 참조하면, 기화 장치(2100)는, 본체(2110), 제1 내지 제3히터들(2120, 2130, 2140), 주입 라인(2150) 및 배출 라인(2160)을 포함할 수 있다. 도 21에 도시된 기화 장치(2100)는 본 발명의 이해를 돕기 위해서 비교적 간단하게 도시된 것으로, 실제 구현시에는 도 21에 도시되지 않는 요소들이 추가적으로 포함될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 기화 장치(2100)는 가열 유닛(미도시)을 이용하여, 액체 상태의 반응 초기물을 기체 상태의 반응 산물로 변환시킬 수 있다.
본체(110)는 통 형상으로 구성되며 그 내부는 액체 또는 고체 상태의 화합물(이하, '소스 화합물')과 기체 상태의 화합물(이하, '기상 화합물')을 수용할 수 있는 내부 공간을 가지고, 이러한 공간을 커버링하는 리드(미도시), 주입구(미도시) 및 배출구(미도시)를 포함할 수 있다.
제1 내지 제2히터들(2120, 2130)은 본체(2110)의 양측에 각각 구비되며, 제3히터(2140)는 본체(2110)의 저면에 구비될 수 있다. 제1 내지 제3히터들(2120, 2130, 2140)은 본체(2110)에 저장된 소스 화합물이 존재하는 내부 공간의 적어도 일부를 제1온도범위로 유지시킬 수 있다.
주입 라인(2150)은 주입구를 통해서 본체(2110)의 내부 공간과 연결되며, 본체에 있는 소스 화합물로 캐리어 가스를 주입하도록 배치될 수 있다.
배출 라인(2160)은 기상 화합물을 배출구를 통해서 외부로 배출하도록 배치될 수 있다.
제1 및 제2가변저항기들(Rv1, Rv2)은 전기적으로 각각 제1 내지 제3히터들(2120, 2130, 2140)과 병렬로 연결되어, 본체(2110)에 부착되거나 이격되어 설치될 수 있다.
도 22에서, 'Ra'는 제1 내지 제2히터들(2120, 2130)을 각각 저항으로 나타낸 것이며, 'Rb'는 제3히터(2140)를 저항으로 나타낸 것이며, 'Rv1, Rv2'는 제1 및 제2가변 저항기들, 'i1'은 제1 내지 제2히터들(2120, 2130)로 유입되는 전류원, 'i2'는 제3히터(2140)로 유입되는 전류원, 'C1'는 제1컨트롤러를 나타낸다. 제1 내지 제2히터들(2120, 2130)은 서로 착탈 가능 하도록 연결되어 있으므로, 전기적으로는 각각의 저항값이 직렬로 연결되었다고 볼 수 있다. 또한, 제1 및 제2가변 저항기들(Rv1, Rv2) 각각은 제1 내지 제3히터들(2120, 2130, 2140)에 병렬로 연결된다. 즉, 전기적인 측면에서, 제1 내지 제2히터들(2120, 2130)과 제1가변저항기(Rv1)는 병렬로 연결되고, 제3히터(2140)의 저항성분과 제2가변저항기(Rv2)는 병렬로 연결된다.
'S1, S2'는 기화 장치(2100)의 본체(2110) 온도를 센싱하는 온도 센서이다. 'S1, S2'는 도 21에 도시된 히터들(2120, 2130, 2140)의 개수만큼 도시될 수 있다. 온도 센서들(S1, S2)은 담당하는 제1 내지 제3히터들(2120, 2130, 2140)의 온도를 주기적으로 감지하고 감지 결과를 제1컨트롤러(C1)에게 제공한다.
이하에서는 온도 센서(S2)가 제3히터(2140)의 온도를 감지하는 경우를 예로 들어 설명한다. 온도 센서(S2)는 주기적으로 제3히터(2140)의 온도를 감지하여 감지 결과를 제1컨트롤러(C1)에게 제공한다. 제1컨트롤러(C1)는 온도 센서(S2)로부터 제공되는 감지 결과에 따라 제3히터(2140)의 온도를 확인하고, 제3히터(2140)의 온도와 기준온도를 비교한다. 제1컨트롤러(C1)는 비교 결과에 기초하여 제2가변 저항기(Rv2)의 크기, 즉, 가변저항기의 값을 증가시키거나 감소시킬 수 있다.
구체적으로, 제1컨트롤러(C1)는 제3히터(2140)의 온도가 기준온도보다 낮으면, 제3히터(2140)의 온도를 기준온도로 높인 후 유지시켜야 하므로, 제2가변 저항기(Rv2)의 크기를 감소시킬 수 있다. 제3히터(2140)가 온도를 높이는데 필요한 제2가변 저항(Rv2)의 크기는 별도의 메모리(미도시)에 저장되어 있을 수 있다. 이에 의해, 제2가변 저항(Rv2)은 감소된 저항 값을 갖게 되며, 제3히터(2140)에 흐르는 전류가 증가하여 결과적으로 제3히터(2140)의 온도도 상승한다.
반면, 제1컨트롤러(C1)는 제3히터(2140)의 온도가 기준온도보다 높으면, 제3히터(2140)의 온도를 기준온도로 낮춘 후 유지시켜야 하므로, 제2가변 저항(Rv2)의 크기를 증가시킬 수 있다. 이에 의해, 제2가변 저항(Rv2)은 증가된 저항값을 갖게 되며, 제3히터(2140)에 흐르는 전류가 감소하여 결과적으로 제3히터(2140)의 온도도 감소한다.
도 23은 도 22와 거의 동일하나, 다만, 제1 내지 제3히터들(2120, 2130, 2140)로 전류를 공급하는 전류원이 동일한 경우를 일 예로 도시한 도면이다. 전류원이 동일한 경우, 제1 내지 제2히터들(2120, 2130)의 저항(Ra)과 제3히터(2140)의 저항은 직렬로 연결되는 특성을 가질 수 있다. 그 외, 제1컨트롤러(C1)가 제1 및 제2센서들(S1, S2)의 감지 결과에 기초하여 제1가변저항기(Rv1) 또는 제2가변저항기(Rv2)의 저항 값을 가감제어하는 동작은 도 22를 참조하여 설명한 것과 동일하다. 따라서, 온도 유지를 위한 제1컨트롤러(C1)의 구체적인 설명은 생략한다.
도 24는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기화장치를 개략적으로 도시한 도면, 도 25 및 도 26은 도 24에 도시된 기화 장치 중 본체에 설치된 히터들의 회로도이다.
도 24 및 도 25를 참조하면, 기화 장치(2400)는, 본체(2410), 제1 내지 제4히터들(2420, 2430, 2440, 2450), 주입 라인(2460) 및 배출 라인(2470)을 포함할 수 있다. 도 24에 도시된 본체(2410), 제1 내지 제3히터들(2420, 2430, 2440), 주입 라인(2460) 및 배출 라인(2470)는 도 21을 참조하여 설명한 본체(2110), 제1 내지 제3히터들(2120, 2130, 2140), 주입 라인(2150) 및 배출 라인(2160)과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다. 다만, 제4히터(2450)는 기화 장치(2400)의 내부에 기둥 형태로 설치되어 발열하며, 이로써, 기화 장치(2400)의 내부 온도도 보다 균일하게 유지하도록 할 수 있다.
제3 내지 제5가변저항기들(Rv3, Rv4, Rv5)은 각각 제1 내지 제4히터들(2420, 2430, 2440, 2450)의 저항과 병렬로 연결되는 가변저항을 가지며, 본체(2410)에 설치될 수 있다.
도 24에서, 'Rc'는 제1 내지 제2히터들(2420, 2430)을 각각 저항으로 나타낸 것이며, 'Rd'는 제3히터(2440)를 저항으로 나타낸 것이며, 'Re'는 제4히터(2450)를 저항으로 나타낸 것이다. 'Rv3, Rv4, Rv5'는 제3 내지 제5가변 저항기들, 'i3'은 제1 내지 제2히터들(2420, 2430)로 유입되는 전류원, 'i4'는 제3히터(2440)로 유입되는 전류원, 'i5'는 제4히터(2450)로 유입되는 전류원, 'C3'는 제3컨트롤러를 나타낸다.
제1 내지 제2히터들(2420, 2430)은 서로 착탈가능하도록 연결되어 있고, 이들의 저항은 전기적으로 직렬로 연결된 특성을 가질 수 있다. 또한, 제3 내지 제5가변 저항기들(Rv3, Rv4, Rv5) 각각은 제1 내지 제4히터들(2420, 2430, 2440, 2450)에 병렬로 연결된다. 즉, 제1 내지 제2히터들(2420, 2430)의 저항과 제3가변저항기(Rv3)는 병렬로 연결되고, 제3히터(2440)의 저항과 제4가변저항기(Rv4)는 병렬로 연결되고, 제4히터(2450)의 저항과 제5가변저항기(Rv5)는 병렬로 연결되며, 이는 제1 내지 제4히터들(2420, 2430, 2440, 2450)의 저항 값과 제3 내지 제5가변 저항기들(Rv3, Rv4, Rv5)의 저항값이 병렬로 연결되어 합성됨을 의미할 수 있다.
'S3, S4, S5'는 본체(2410) 온도를 센싱하는 온도 센서로서, 각각 담당하는 제1 내지 제4히터들(2420, 2430, 2440, 2450)의 온도를 주기적으로 감지하고 감지 결과를 제3컨트롤러(C3)에게 제공한다.
이하에서는 온도 센서(S4)가 제3히터(2440)의 온도를 감지하는 경우를 예로 들어 설명한다. 온도 센서(S4)는 주기적으로 제3히터(2440)의 온도를 감지하여 감지 결과를 제3컨트롤러(C3)에게 제공한다. 제3컨트롤러(C3)는 온도 센서(S4)로부터 제공되는 감지 결과에 따라 제3히터(2440)의 온도를 확인하고, 제3히터(2440)의 온도와 기준온도를 비교한다. 제3컨트롤러(C3)는 비교 결과에 기초하여 제4가변 저항기(Rv4)의 크기, 즉, 저항 값의 크기를 증가시키거나 감소시킬 수 있다. 제3컨트롤러(C3)가 가변저항기 값의 크기를 조정하는 구체적인 기준은 도 21 내지 도 23을 참조하여 설명하였으므로 상세한 설명은 생략한다.
도 26은 도 25와 거의 동일하나, 다만, 제1 내지 제4히터들(2420, 2430, 2440, 2450)로 전류를 공급하는 전류원이 동일한 경우를 일 예로 도시한 도면이다. 전류원이 동일한 경우, 제1 내지 제2히터들(2420, 2430)의 저항(Rc)과 제3히터(2440)의 저항(Rd)과 제4히터(2450)의 저항(Re)은 직렬로 연결되는 특성을 가질 수 있다. 그 외, 제3컨트롤러(C3)가 온도센서들(S3, S4, S5)의 감지 결과에 기초하여 가변저항기들(Rv3, Rv4, Rv5)의 저항 값을 가감제어하는 동작은 도 22를 참조하여 설명한 것과 동일하다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
110 : 단위 히팅부재 120 : 연결부
125 : 착탈결합부 130 : 배관히팅블록
131 : 배관수용부 132 : 플랜지부
133 : 단턱부 140 : 단열재
141 : 커넥터 체결부 143 : 와이어 고정부
150 : 히터 151 : 온도 센서
153 : 안전장치 160 : 컨트롤러
Rh : 히터 Rv : 가변저항기

Claims (15)

  1. 배관을 감싸는 히팅부재;
    상기 히팅부재에 의해 히팅된 배관의 온도를 감지하는 온도 센서;
    전기적으로, 상기 히팅부재의 저항과 병렬로 연결된 저항기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 히팅 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    컨트롤러;를 더 포함하며,
    상기 저항기는 가변 저항기이고,
    상기 컨트롤러는 상기 가변 저항기의 저항값을, 상기 온도 센서의 센싱 결과에 기초하여 조절하는 것을 특징으로 하는 산업용 히팅 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 히팅 부재는, 배관(pipe)을 감싸도록 배관을 사이에 두고 조립 또는 분해 가능한 한 쌍의 단위 히팅부재를 포함하며
    상기 단위 히팅부재 각각은,
    상기 배관이 부분적으로 수용되는 적어도 하나의 배관수용부를 구비하는 제1 배관히팅블록;
    상기 제1 배관히팅블록의 외측에 마련되는 단열재; 및
    상기 제1 배관히팅블록과 상기 단열재 사이에 마련되는 히터; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 히팅 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 온도 센서에 의해 감지된 상기 온도가 기설정된 기준 온도보다 작으면, 상기 가변저항기의 저항 값을 감소시키는 것을 특징으로 하는 산업용 히팅 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 배관히팅블록은 상기 배관수용부를 중심으로 하여 그 양측으로 연장되는 플랜지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 히팅 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1 배관히팅 블록은,
    서로 수직하는 방향으로 배치된 2개의 직선형 블록; 및
    이들 2개의 직선형 블록을 서로 연결하는 곡선형 블록;을 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 히팅 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제1 배관히팅 블록은,
    서로 수직하는 방향으로 배치된 2개의 직선형 블록; 및
    이들 2개의 직선형 블록을 서로 연결하는 덮개부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 히팅 장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 제1 배관히팅 블록은,
    3개의 직선형 블록; 및
    이들 3개의 직선형 블록을 서로 연결하는 덮개부;를 포함하며,
    상기 3개의 직선형 블록은 상호 수직하는 것을 특징으로 하는 산업용 히팅 장치.
  9. 제3항에 있어서,
    직선형으로 구성된 제2 배관히팅 블록을 더 포함하며,
    상기 제1배관히팅 블록은,
    서로 수직하는 방향으로 배치된 2개의 직선형 블록; 및
    이들 2개의 직선형 블록을 서로 연결하는 곡선형 블록;을 포함하고,
    상기 2개의 직선형 블록 중 어느 하나는 상기 제2 배관히팅 블록과 착탈가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 산업용 히팅 장치.
  10. 제3항에 있어서,
    직선형으로 구성된 제2 배관히팅 블록;을 더 포함하며,
    상기 제1배관히팅 블록은,
    3개의 직선형 블록; 및
    이들 3개의 직선형 블록을 서로 연결하는 덮개부;를 포함하고,
    상기 3개의 직선형 블록 중 어느 하나는 상기 제2 배관히팅 블록과 착탈가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 산업용 히팅 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 3개의 직선형 블록은 상호 수직하여 교차하며,
    상기 덮개부는 상기 상호 수직하여 교차하는 곳에 위치되는 것을 특징으로 하는 산업용 히팅 장치.
  12. 화합물을 수용할 수 있는 내부 공간을 가지는 통 형상으로서 주입구와 배출구를 포함하는 본체;
    상기 본체에 저장된 소스 화합물이 존재하는 내부 공간의 적어도 일부를 제1 온도범위로 유지시키는 히터; 및
    전기적으로 상기 히터의 저항과 병렬로 연결되는 저항기;를 포함하는 기화장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 히터의 온도를 감지하는 온도 센서; 및
    컨트롤러;를 더 포함하며,
    상기 저항기는 가변저항기이고
    상기 컨트롤러는 상기 온도 센서로부터의 정보에 기초하여 상기 가변저항기의 저항값을 컨트롤하는 것을 특징으로 하는 기화장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 온도 센서에 의해 감지된 상기 히터의 온도가 기설정된 기준 온도보다 작으면, 상기 가변저항기의 저항값을 감소시키는 것을 특징으로 하는 기화장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 히터는 상기 본체의 양측 및 상기 본체의 저면 중 적어도 하나에 착탈가능하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 기화장치.
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