KR20130090416A

KR20130090416A - 가열 장치

Info

Publication number: KR20130090416A
Application number: KR1020137012640A
Authority: KR
Inventors: 주니치 우노; 히사아키 야마카게; 타케시 후나비키; 요시히토 야마다
Original assignee: 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤
Priority date: 2010-12-09
Filing date: 2010-12-09
Publication date: 2013-08-13
Also published as: US20130220993A1; JP5490257B2; WO2012077209A1; TWI407034B; JPWO2012077209A1; US9657880B2; TW201224319A; CN103249982A; KR101456813B1; CN103249982B

Abstract

피가열물에 균등하게 열을 전하는 가열 장치를 제공한다. 가열 장치는, 배관(9)을 둘러싸는 블록(5) 및 베이스 플레이트(6)와, 블록(5) 및 베이스 플레이트(6)의 외주를 덮어서 제1 단열층(11)을 형성하는 제1 단열 커버(1)와, 제1 단열 커버(1)의 외주를 덮어서 제2 단열층(12)을 형성하는 제2 단열 커버(2)를 구비한다. 제1 단열 커버(1)는, 블록(5)에 고정된 블록(5)측의 제1 단열 커버(1a)와, 베이스 플레이트(6)에 고정된 베이스 플레이트(6)측의 제1 단열 커버(1b)를 포함한다. 제2 단열 커버(2)는, 제1 단열 커버(1a)에 고정된 블록(5)측의 제2 단열 커버(2a)와, 제1 단열 커버(1b)에 고정된 베이스 플레이트(6)측의 제2 단열 커버(2b)를 포함한다. 가열 장치는 또한, 제2 단열 커버(2a, 2b)를 착탈 가능하게 고정한 스넵 로크(8)를 구비한다.

Description

가열 장치{HEATING DEVICE}

본 발명은, 가열 장치에 관한 것으로, 특히, 반도체 제조 장치에 사용되는 배관 등의, 고정밀도의 온도 관리를 필요로 하는 피가열물을 가열하는, 가열 장치에 관한 것이다.

종래, 반도체 제조 장치 및 그 밖의 제조 장치 등에서, 유체를 반송하기 위한 배관의 내벽에 유체가 응고되는 것을 막기 위해, 배관을 히터로 가열하여 배관 내부를 수송되는 유체의 온도를 고정밀도로 관리하는 것이 있다. 종래의 배관용 가열 장치는, 예를 들면, 일본 특개평10-47581호 공보(특허 문헌 1) 및 국제공개 제2009/081466호(특허 문헌 2)에 개시되어 있다.

도 14는, 종래의 배관용 가열 장치의 한 예를 도시하는 사시도이다. 도 14에 도시하는 배관용 가열 장치는, 가열되는 배관(106)을 주회(周回)하는 균열재(105)와, 균열재(105)를 주회하는 발열체(103)와, 발열체(103)를 주회하고 외부로의 열 방산(放散)을 차단하는 단열재(102)와, 균열재(105), 발열체(103) 및 단열재(102)로 이루어지는 적층체를 배관(106)에 고정하는 외피복재(101)를 구비한다. 외피복재(101)의 양단에는 파스너(108)가 부착되어 있다. 균열재(105), 단열재(102)를 잘라나눈 슬릿(107)이 마련되고, 슬릿(107)의 대향측에는, 가열 장치의 배관(106)에의 부착을 용이하게 하는 홈(104)가 형성되어 있다.

도 15는, 종래의 배관용 가열 장치의 다른 한 예를 도시하는 단면도이다. 도 15에 도시하는 배관용 가열 히터(111)는, 배관을 둘러싸도록 장착되어 당해 배관에 따른 다면체(R)를 형성하도록 구성된, 복수의 셸에 의해 구성된다. 인접하는 셸의 단면(端面)끼리는 합침면(113c)에서 서로 맞닿는다. 셸의 외벽(113b)에는, 스넵 로크(snap lock)(118)가 배설된다. 스넵 로크(118)는, 인접하는 셸의 합침면(113c)을 넘어서, 외벽(113b)에 배치되어 있다. 스넵 로크(118)를 시정(施錠)함에 의해, 인접하는 셸끼리가 고정되어, 배관용 가열 히터(111)는 배관의 외주벽에 장착된다.

일본 특개평10-47581호 공보 국제공개 제2009/081466호

도 14에 도시하는 배관용 가열 장치에서는, 발열체(103)와 균열재(105)의 접촉 조건이 다른 것이나, 발열체(103) 자신의 발열 분포에 의해, 배관(106)에 온도 분포가 발생한다. 그 때문에, 배관(106)을 균일하게 가열하는 것은 곤란하였다. 이 배관(106)의 온도 분포를 개선하기 위해, 균열재(105)를 후육화(厚肉化)하여, 균열재(105)의 내면측의 온도의 균일성을 향상시킬 것이 필요해지지만, 이 경우, 균열재(105)의 열용량이 증대하여 에너지 소비량이 증가함과 함께, 장치가 대형화하고, 중량이 증대하는 문제가 있다.

또한 도 14에 도시하는 배관용 가열 장치에서는, 배관(106)에 균열재(105), 발열체(103), 단열재(102), 외피복재(101)를 차례로 조립하여 갈 필요가 있어서, 작업에 시간과 노력이 걸린다. 또한, 균열재(105)가 배관(106)에 접촉하는 부분에서, 열전도에 의해 균열재(105)로부터 배관(106)에의 열전달량이 증가한다. 균열재(105)로부터 배관(106)에의 열전달량이 배관(106)의 둘레방향에서 흐트러지면, 배관(106)의 온도 분포가 흐트러지기 때문에, 균열재(105)로부터 배관(106)에의 열전달량을 될 수 있는 한 일정하게 되도록, 균열재(105)와 배관(106)과의 접촉 조건을 조정할 필요가 있다. 그 때문에, 배관(106)을 둘러싸도록 균열재(105)를 부착할 때의 미조정이 필요하게 되어, 장치의 조립성이 저하, 즉, 조립시의 공수(工數)가 증가함과 함께 비용이 증대한다는 문제가 있다.

또한 도 14에 도시하는 방식에서는, 단열재(102)를 사용하고 있기 때문에, 단열재(102)로부터 발생하는 분진이 주위 환경에 비산할 가능성이 있어서, 클린 룸 내에서 사용한 반도체 제조 장치에서는 특히 실내의 청정도가 저하될 우려가 있다.

도 15에 도시하는 배관용 가열 히터(111)는, 균열재를 사용하지 않고서 발열체와 배관 사이의 거리가 일정하게 되는 구조를 채용하고 있는 외에, 스넵 로크(118)를 사용하여 착탈의 작업성을 향상시키고 있지만, 여전히 단열재를 사용하고 있기 때문에 주변 환경의 청정도 저하의 문제가 남아 있다.

본 발명은 상기한 문제를 감안하여 이루어진 것이고, 그 주된 목적은, 피가열물 전체를 고정밀도로 온도 관리할 수 있고, 착탈의 작업성이 좋고. 주위 환경을 오염하지 않는 가열 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 관한 가열 장치는, 피가열물을 둘러싸서 피가열물에 열을 가하는 고열전도성의 전열(傳熱) 블록을 구비한다. 전열 블록은 피가열물을 둘러싸는 둘레방향으로 분할된 제1 전열 블록과 제2 전열 블록을 포함하고, 제1 전열 블록과 제2 전열 블록은 서로 면접촉하여 설치된다. 가열 장치는 또한, 발열하여 전열 블록에 열을 가하는 가열부와, 전열 블록의 외주를 덮어서 전열 블록과의 사이에 중공(中空) 공간을 형성하도록 배치된, 내측 커버와, 내측 커버의 외주를 덮어서 내측 커버와의 사이에 중공 공간을 형성하도록 배치된, 외측 커버를 구비한다. 내측 커버는, 제1 전열 블록의 외주를 덮어서 제1 전열 블록에 고정된 제1 내측 커버와, 제2 전열 블록의 외주를 덮어서 제2 전열 블록에 고정된 제2 내측 커버를 포함한다. 외측 커버는, 제1 내측 커버의 외주를 덮어서 제1 내측 커버에 고정된 제1 외측 커버와, 제2 내측 커버의 외주를 덮어서 제2 내측 커버에 고정된 제2 외측 커버를 포함한다. 가열 장치는 또한, 제1 외측 커버와 제2 외측 커버를 착탈 가능하게 고정하는 고정 수단을 구비한다.

상기 가열 장치에서 바람직하게는, 전열 블록의 적어도 어느 한쪽의 내부에 히트 파이프가 형성되고, 가열부는 히트 파이프를 가열한다.

상기 가열 장치에서 바람직하게는, 고정 수단이 제1 외측 커버와 제2 외측 커버를 고정할 때, 제1 내측 커버와 제2 내측 커버는 간극을 사이에 두고 대향하고, 제1 외측 커버와 제2 외측 커버는 간극을 사이에 두고 대향한다.

상기 가열 장치에서 바람직하게는, 내측 커버는, 외측 커버의 형성 재료보다도 표면의 복사율이 작은 재료로 형성되어 있다.

상기 가열 장치에서 바람직하게는, 내측 커버는, 외측 커버의 형성 재료보다도 열전도율이 작은 재료로 형성되어 있다.

상기 가열 장치에서 바람직하게는, 전열 블록과 내측 커버는, 고정 나사를 사용하여 착탈 가능하게 고정되어 있고, 고정 나사는, 스테인리스, 또는, 수지 재료로 형성되어 있다. 당해 고정 나사는, 접시나사라도 좋다.

상기 가열 장치에서 바람직하게는, 내측 커버와 외측 커버는, 고정 나사를 사용하여 착탈 가능하게 고정되어 있고, 고정 나사는, 스테인리스, 또는, 수지 재료로 형성되어 있다.

상기 가열 장치에서 바람직하게는, 외측 커버의 외표면을 피복하는 막형상부(膜狀部)를 구비하고, 막형상부는, 외측 커버의 형성 재료보다도 표면의 복사율이 큰 재료로 형성되어 있다.

상기 가열 장치에서 바람직하게는, 외측 커버의 외표면에 마련된 방열 핀을 또한 구비한다.

상기 가열 장치에서 바람직하게는, 내측 커버와 외측 커버를 일체로 형성하고, 내측 커버와 외측 커버 사이의 중공 공간을 밀폐 공간으로 한다. 당해 밀폐 공간은, 진공으로 되어도 좋다.

본 발명의 가열 장치에 의하면, 피가열물에 균등하게 열을 전할 수 있고, 피가열물 전체를 고정밀도로 온도 관리할 수 있다.

도 1은 실시의 형태 1의 가열 장치의 구성을 도시하는 부분 단면도.
도 2는 도 1중의 화살표(Ⅱ) 방향에서 본 가열 장치의 측면도.
도 3은 도 2중에 도시하는 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 가열 장치의 단면도.
도 4는 도 2중에 도시하는 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 가열 장치의 단면도.
도 5는 실시의 형태 1의 베이스 플레이트 내의 열전달을 모식적으로 도시하는 단면도.
도 6은 도 4에 도시하는 영역(Ⅵ, Ⅶ) 부근의 한 예의 확대 단면도.
도 7은 도 4에 도시하는 영역(Ⅵ, Ⅶ) 부근의 다른 예의 확대 단면도.
도 8은 실시의 형태 2의 가열 장치의 구성을 도시하는 단면도.
도 9는 실시의 형태 3의 가열 장치의 구성을 도시하는 단면도.
도 10은 실시의 형태 4의 가열 장치의 구성을 도시하는 단면도.
도 11은 실시의 형태 5의 가열 장치의 구성을 도시하는 단면도.
도 12는 실시의 형태 6의 가열 장치의 구성을 도시하는 단면도.
도 13은 실시의 형태 7의 가열 장치의 구성을 도시하는 단면도.
도 14는 종래의 배관용 가열 장치의 한 예를 도시하는 사시도.
도 15는 종래의 배관용 가열 장치의 다른 한 예를 도시하는 단면도.

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 가열 장치의 구성을 도시하는 부분 단면도이다. 도 2는, 도 1중의 화살표(Ⅱ) 방향에서 본 가열 장치의 측면도이다. 도 3은, 도 2중에 도시하는 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 가열 장치의 단면도이다. 도 4는, 도 2중에 도시하는 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 가열 장치의 단면도이다. 도 1 내지 4를 참조하여, 실시의 형태 1의 가열 장치의 구성의 개략에 관해 설명한다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시의 형태의 가열 장치는, 반도체 제조 장치, 또는, 식품 또는 약품 등의 그 밖의 제조 장치에서 사용되는 유체를 반송하기 위한 배관(9)과, 복수의 배관(9)을 연결하는 조인트(33)를 둘러싸서 배치된다. 가열 장치는, 배관(9) 및 조인트(33)를 균일하게 가열하여, 배관(9)의 내부를 수송되는 유체의 온도를 고정밀도로 관리하기 위해 사용된다. 본 실시의 형태에는, 배관(9) 및 조인트(33)를 피가열물로 하는 가열 장치가 예시되지만, 피가열물은 배관(9) 및 조인트(33)로 한정되지 않는다. 가열 장치는, 연재(延在)되는 덕트, 또는 각종의 기기 등의, 임의의 피가열물을 가열하여도 좋다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 본 실시의 형태의 가열 장치는, 피가열물인 배관(9)의 주위를 둘러싸는 블록(5)과, 블록(5)의 저면(5a)에 그 윗면(6a)이 접촉한 베이스 플레이트(6)를 구비한다. 블록(5)과 베이스 플레이트(6)는, 배관(9)을 둘러싸서 배관(9)에 열을 가하는 전열 블록을 구성한다. 전열 블록은, 제1 전열 블록으로서의 블록(5)과, 제2 전열 블록으로서의 베이스 플레이트(6)를 포함한다. 전열 블록은, 배관(9)을 둘러싸는 둘레방향에서, 블록(5)과 베이스 플레이트(6)의 2부재로 분할되어 있다. 블록(5)의 저면(5a)은, 평면형상으로 형성되어 있다. 베이스 플레이트(6)의 윗면(6a)은, 평면형상으로 형성되어 있다. 블록(5)과 베이스 플레이트(6)는, 저면(5a)과 윗면(6a)에서, 서로 면접촉하도록 설치되어 있다.

가열 장치는 또한, 블록(5) 및 베이스 플레이트(6)의 외주를 덮는 내측 커버로서의 제1 단열 커버(1)와, 제1 단열 커버(1)의 외주를 덮는 외측 커버로서의 제2 단열 커버(2)를 구비한다. 제1 단열 커버(1)는, 블록(5)의 외주를 덮는 제1 내측 커버로서의 블록(5)측의 제1 단열 커버(1a)와, 베이스 플레이트(6)의 외주를 덮는 제2 내측 커버로서의 베이스 플레이트(6)측의 제1 단열 커버(1b)를 포함한다. 제2 단열 커버(2)는, 블록(5)측의 제1 단열 커버(1a)의 외주를 덮는 제1 외측 커버로서의 블록(5)측의 제2 단열 커버(2a)와, 베이스 플레이트(6)측의 제1 단열 커버(1b)의 외주를 덮는 제2 외측 커버로서의 베이스 플레이트(6)측의 제2 단열 커버(2b)를 포함한다.

블록(5)과 블록(5)측의 제1 단열 커버(1a)는, 고정 나사(3)를 사용하여 착탈 가능하게 일체로 고정되어 있다. 블록(5)측의 제1 단열 커버(1a)와 제2 단열 커버(2a)는, 고정 나사(4)를 사용하여 착탈 가능하게 일체로 고정되어 있다. 블록(5)과, 블록(5)측의 제1 단열 커버(1a)와, 블록(5)측의 제2 단열 커버(2a)는, 고정 나사(3, 4)로 체결되어, 하나의 유닛을 구성하고 있다.

베이스 플레이트(6)와 베이스 플레이트(6)측의 제1 단열 커버(1b)는, 고정 나사(3)를 사용하여 착탈 가능하게 일체로 고정되어 있다. 베이스 플레이트(6)측의 제1 단열 커버(1b)와 제2 단열 커버(2b)는, 고정 나사(4)를 사용하여 착탈 가능하게 일체로 고정되어 있다. 베이스 플레이트(6)와, 베이스 플레이트(6)측의 제1 단열 커버(1b)와, 베이스 플레이트(6)측의 제2 단열 커버(2b)는, 고정 나사(3, 4)로 체결되어, 하나의 유닛을 구성하고 있다.

제2 단열 커버(2)의 외표면에는, 블록(5)측의 제2 단열 커버(2a)와 베이스 플레이트(6)측의 제2 단열 커버(2b)를 착탈 가능하게 고정하는 고정 수단의 한 예로서의, 스넵 로크(8)가 부착되어 있다. 가열 장치의 최외주측의 제2 단열 커버(2a, 2b)에 스넵 로크(8)를 고정하고, 스넵 로크(8)의 개폐에 의해 배관(9)의 주위에의 가열 장치의 부착 및 분리를 행한다. 이와 같이 하면, 가열 장치를 용이하게 착탈할 수 있기 때문에, 가열 장치를 용이하게 메인터넌스할 수 있다.

블록(5)에 형성된 중공 공간에 배관(9)이 배치된 후에, 블록(5)측의 유닛과 베이스 플레이트(6)측의 유닛을 연결 고정함에 의해, 배관(9)은 블록(5)측의 유닛과 베이스 플레이트(6)측의 유닛의 사이에 끼여지도록 배치된다. 배관(9)은, 블록(5)에 형성된 중공 공간의 내벽면에 비접촉이고, 또한, 베이스 플레이트(6)의 윗면(6a)에 비접촉이도록, 배치되어 있다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 블록(5)에 형성된 중공 공간은, 저면(5a)으로부터 패여지도록 형성되어 있고, 저면(5a)에 대해 직교하는 방향으로 늘어나는 서로 평행하게 배치된 평면형상의 벽면과, 한 쌍의 평면형상의 벽면끼리를 연결하는 단면 원호형상의 벽면을 갖는다. 배관(9)은, 그 외주면부터 상기 단면 원호형상의 벽면까지의 거리가 동등하도록, 블록(5)의 중공 공간 내에 배치되어 있다. 배관(9)의 외주면부터 상기 단면 원호형상의 벽면까지의 거리와, 배관(9)의 외주면부터 베이스 플레이트(6)의 윗면(6a)까지의 거리가 동등하도록, 블록(5)의 중공 공간은 형성되어 있다. 이 배치에 의해, 배관(9)을 그 외주측에서 둘레방향 전체에 걸처서 균등하게 가열할 수 있고, 배관(9) 내를 유통하는 유체의 고정밀도의 온도 관리가 가능해진다.

베이스 플레이트(6)의 내부에는 밀폐된 중공부가 마련되어 있고, 이 중공부는, 진공 배기되어 감압된 진공 공간으로서 형성되어 있다. 진공 감압된 밀폐 공간인 중공부에 작동액(7)이 적량 주입되고, 중공부에 작동액(7)을 체류(滯留)시킴으로써, 히트 파이프(16)를 형성하고 있다.

베이스 플레이트(6)에는, 히트 파이프(16)를 가열하는 가열원으로서의 히터(15)가 마련되어 있다. 히터(15)는, 임의의 열원을 이용할 수 있다. 전형적으로는, 예를 들면 전기 히터, 열매(熱媒) 순환식의 히터 또는 유도가열식의 히터 등을 적용할 수 있다. 가열부의 한 예인 히터(15)가 발열함에 의해, 베이스 플레이트(6)에 직접열이 가하여지고, 베이스 플레이트(6)를 통하여 블록(5)에도 열이 가하여진다.

도 5는, 실시의 형태 1의 베이스 플레이트(6) 내의 열전달을 모식적으로 도시하는 단면도이다. 히터(15)로부터 배관(9)에 전달된 열의 흐름에 관해, 도 3과 도 5를 이용하여 설명한다. 작동액(7)은, 가열되어 증발하고, 또한 방열하여 응축되는 성질(응축성)을 갖는다. 베이스 플레이트(6)에 히터(15)가 배치된 고온부(도 5중의 좌측)에서, 작동액(7)이 가열되어 증기(22)가 발생한다. 발생한 증기(22)가 베이스 플레이트(6)에 형성된 중공부 내를 이동하고, 중공부 내의 상대적으로 온도가 낮은 저온부의 벽면에서 응축되어 잠열을 방출하여, 중공부를 균온(均溫)으로 가열한다. 응축액은, 중력에 의해 중공부의 저면에 체류한 작동액(7)으로 환류한다. 이 반복으로, 고온부로부터 저온부에의 열 수송이 행하여진다.

증기(22)가 방출한 열류(23)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 베이스 플레이트(6)의 윗면(6a)으로부터 배관(9)을 직접 데우는 열류(17)와, 베이스 플레이트(6)로부터 블록(5)에 전열되어 블록(5)의 내부를 경유하여 배관(9)을 데우는 열류(18)의 2계통으로 나누어져서, 배관(9)을 가열한다. 블록(5)과 베이스 플레이트(6)의 사이에 간극이 존재하면, 공기 단열층으로서 열류(18)의 흐름을 저해하는 요인이 된다. 그 때문에, 블록부의 저면(5a)과 베이스 플레이트의 윗면(6a)은, 표면 거칠기를 가능한 한 작게 하도록, 평면적으로 정밀도 좋게 기계가공되어 있을 필요가 있다.

배관(9)을 피복하는 블록(5)은, 배관(9)을 균온으로 가열할 수 있도록, 예를 들면 알루미늄 또는 구리 등의 금속재료에 대표되는, 고열전도성의 재료에 의해 형성되어 있다. 블록(5)을 알루미늄제로 하면, 블록(5)을 경량화할 수 있고, 또한 블록(5)의 배관(9)에 대향하는 면을 알루마이트 처리하면 복사에 의한 전열 효율을 향상할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한 블록(5)을 구리제로 하면, 열전도율을 보다 높게 할 수 있다.

배관(9)을 피복하는 베이스 플레이트(6)는, 배관(9)을 균온으로 가열할 수 있도록, 예를 들면 알루미늄 또는 구리 등의 금속재료에 대표되는, 고열전도성의 재료에 의해 형성되어 있다. 베이스 플레이트(6)를 알루미늄제로 하면, 베이스 플레이트(6)를 경량화할 수 있고, 또한 베이스 플레이트(6)의 배관(9)에 대향하는 면을 알루마이트 처리하면 복사에 의한 전열 효율을 향상할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한 베이스 플레이트(6)를 구리제로 하면, 열전도율을 보다 높게할 수 있고, 또한 히트 파이프의 작동액(7)으로서 열 특성의 양호한 물을 이용할 수 있기 때문에 더욱 바람직하다.

히터(15)는, 베이스 플레이트(6) 내의 히트 파이프(16)를 가열하도록, 베이스 플레이트(6)와 열적으로 접촉하여 있다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 히터(15)는, 베이스 플레이트(6)의 내부에 매입되어 있다. 히터(15)는, 베이스 플레이트(6)와 열적으로 접촉하여, 베이스 플레이트(6)를 통하여 히트 파이프(16)에 열을 전할 수 있으면 좋고, 도 3에 도시하는 바와 같이 베이스 플레이트(6)의 내부에 히터(15)가 매입되어 있는 구성 외에, 베이스 플레이트(6)의 외주면에 접촉하여 있어도 좋다. 히터(15)가 히트 파이프(16)의 임의의 1개소를 가열할 수 있으면, 히트 파이프(16)의 전체를 균일하게 가열할 수 있기 때문에, 히터(15)의 배치는 도 3에 도시하는 위치로 한정되지 않는다.

여기서, 「열적으로 접촉」이란, 베이스 플레이트(6)와 히터(15)와의 사이에서, 열이 직접적으로 전달되는, 전열 효율이 충분히 높은 상태로 되어 있는 것을 말한다. 이들의 부재가 상호 맞닿아서, 직접 기계적으로 접촉하여 있는 경우로 한정되지 않는다. 예를 들면, 히터(15)가 베이스 플레이트(6)와 솔더링, 용접 등으로 일체화되어 있는 경우, 또한, 열전도성이 높은 물질을 중간에 개재시켜서 간접적으로 접촉하여 있는 경우도, 열적으로 접촉하여 있는 상태에 포함하는 것으로 한다.

본 실시의 형태의 가열 장치에서는, 배관(9)의 온도 분포를 고정밀도로 유지하기 위해, 또한 주위에의 방열량을 작게 함으로써 에너지 소비량을 적게 하기 위해, 블록(5) 및 베이스 플레이트(6)의 주위에 제1 및 제2의 단열 커버(1, 2)가 마련되어 있다.

블록(5) 및 베이스 플레이트(6)와 제1 단열 커버(1)의 사이에 제1 칼라(13)를 삽입하고, 제1 단열 커버(1)의 외측에서 제1의 고정 나사(3)로 고정함으로써, 블록(5) 및 베이스 플레이트(6)와 제1 단열 커버(1)는 어느 정도의 거리를 사이에 두고 배치된다. 블록(5) 및 베이스 플레이트(6)와 제1 단열 커버(1)는 비접촉으로 배치되고, 전형적으로는, 블록(5) 및 베이스 플레이트(6)의 외주면과 제1 단열 커버(1)는 평행하게 배치된다. 그 결과, 블록(5) 및 베이스 플레이트(6)와 제1 단열 커버(1)의 사이에 공극이 마련되고, 중공 공간인 제1 단열층(11)이 형성된다.

단열재를 사용하지 않고, 공기층을 제1 단열층(11)으로서 기능시킴에 의해, 단열재로부터의 분진 발생의 문제가 생기는 일 없이, 도 3에 도시하는 블록(5) 및 베이스 플레이트(6)로부터 제1 단열 커버(1)에의 열류(19)를 작게 할 수 있기 때문에, 블록(5) 및 베이스 플레이트(6)로부터 제1 단열 커버(1)에의 열전달을 억제할 수 있다.

제1 단열층(11)의 두께를 나타내는 거리(L1)는, 제1 칼라(13)의 높이에 의해 결정된다. 거리(L1)가 너무 작으면, 블록(5) 및 베이스 플레이트(6)로부터 제1 단열 커버(1)에의 열전도량이 증가하고, 제1 단열 커버(1)에 전달되는 열량이 증가하여, 단열 효과가 불충분하게 된다. 거리(L1)가 너무 크면, 가열 장치의 사이즈가 커지는 외에, 제1 단열층(11)내에서 공기의 대류(對流)가 발생한다. 제1 단열층(11) 내에서 공기가 대류하면, 대류 열전달에 의해 블록(5) 및 베이스 플레이트(6)로부터 제1 단열 커버(1)에 전달되는 열량이 증가하고, 단열 효과가 저하된다. 또한 제1 단열층(11) 내에서 대류가 일어나면, 온도가 높은 공기가 상방으로 흐르기 때문에, 가열 장치의 상하 방향의 배치에 있어서의 온도차가 발생한다.

그 때문에 거리(L1)는, 제1 단열층(11) 내에 대류가 일어나지 않을 정도로 작게 할 필요가 있다. 일반적으로 간극을 10㎜ 이하로 함으로써 대류가 일어나기 어렵게 된다고 생각되고 있고, 거리(L1)를 작게 하면 가열 장치의 컴팩트화를 달성할 수 있는 것도 고려하면, 거리(L1)를 3㎜ 이상 5㎜ 이하의 범위로 설정하는 것이 적당하다.

블록(5)의 열은 제1의 고정 나사(3) 및 제1 칼라(13)를 경유하여 제1 단열 커버(1)에 전도된다. 이 때문에, 고정 나사(3) 및 제1 칼라(13)의 재질은, 열전도율이 작은 것이 바람직하다. 제1 칼라(13)는, 예를 들면 금속중에서는 비교적 열전도율이 작은 스테인리스나, 고온 환경하에서도 견딜 수 있는 불소계의 수지가 적당하다. 고정 나사(3)는 기계적 강도도 요구되기 때문에, 예를 들면 스테인리스, 또는, PEEK(Polyether ether ketone)재 등의 고강도의 내열성 수지 재료로 형성되는 것이 적당하다.

제1의 고정 나사(3)를 경유하여 제1 단열 커버(1)에 전도된 열은, 제1 단열 커버(1) 내를 전도하여, 제1 단열 커버(1) 전체의 온도를 높게 한다. 제1 단열 커버(1)의 재질은 열전도율이 작은 쪽이 바람직하다. 이 경우, 블록(5) 또는 베이스 플레이트(6)로부터 고정 나사(3)를 경유하여 전달된 열에 의한 제1 단열 커버(1)의 온도 상승을 작게 하고, 고정 나사(3)로부터 제1 단열 커버(1)를 경유하여 고정 나사(4)에 열이 전달되는 것을 억제하여, 단열 효과를 높일 수 있다. 제1 단열 커버(1)는, 제2 단열 커버(2)의 형성 재료보다도 열전도율이 작은 재료로 형성되어 있어도 좋다.

또한, 블록(5)으로부터 방사되는 복사열의 제1 단열 커버(1)에의 전열량을 작게 하고 제1 단열 커버(1)의 온도 상승을 억제하기 위해, 제1 단열 커버(1)의 내표면은 복사율이 작은 쪽이 바람직하다. 또한 제1 단열 커버(1)로부터 제2 단열 커버(2)에의 복사에 의한 전열량을 작게 하기 위해, 제1 단열 커버(1)의 외표면의 복사율도 작은 쪽이 바람직하다. 제1 단열 커버(1)는, 제2 단열 커버(2)의 형성 재료보다도 표면의 복사율이 작은 재료로 형성되어 있어도 좋다. 예를 들면, 제1 단열 커버(1)의 재질은, 표면이 연마된 스테인리스가 적당하다.

마찬가지로, 블록(5)의 표면의 복사율도 작은 쪽이 바람직하고, 블록(5)의 표면도 연마되어 있는 쪽이 바람직하다.

제2 단열 커버(2)와 제1 단열 커버(1)의 사이에 제2 칼라(14)를 삽입하고, 제2 단열 커버(2)의 외측에서 제2의 고정 나사(4)로 고정함으로써, 제1 단열 커버(1)와 제2 단열 커버(2)는 어느 정도의 거리를 사이에 두고 배치된다. 제1 단열 커버(1)와 제2 단열 커버(2)는 비접촉으로 배치되고, 전형적으로는, 제1 단열 커버(1)와 제2 단열 커버(2)는 평행하게 배치된다. 그 결과, 제2 단열 커버(2)와 제1 단열 커버(1)의 사이에 공극이 마련되고, 중공 공간인 제2 단열층(12)이 형성된다.

단열재를 사용하지 않고, 공기층을 제2 단열층(12)으로서 기능시킴에 의해, 단열재로부터의 분진 발생의 문제가 생기는 일 없이, 도 3에 도시하는 제1 단열 커버(1)로부터 제2 단열 커버(2)에의 열류(20)를 작게 할 수 있기 때문에, 제1 단열 커버(1)로부터 제2 단열 커버(2)에의 열전달을 억제할 수 있다. 복수의 단열 커버(1, 2)로 블록(5) 및 베이스 플레이트(6)를 둘러싸고, 복수의 중공의 간극을 마련함에 의해, 최외주측에 배치된 제2 단열 커버(2)에 전달되는 열량을 저감하고, 제2 단열 커버(2)의 온도 상승을 억제할 수 있다.

제2 단열층(12)의 두께를 나타내는 거리(L2)는, 제2 칼라(14)의 높이에 의해 결정된다. 거리(L2)가 너무 작으면 단열 효과가 불충분하고, 너무 크면 장치 사이즈가 커지는 외에 제2 단열층(12) 내에서 공기의 대류가 발생하고, 단열 효과가 저하된다. 거리(L2)도 거리(L1)와 같이, 3㎜ 이상 5㎜ 이하의 범위로 설정하는 것이 적당하다.

또한 제1의 고정 나사(3)의 나사 머리가 냄비머리나사인 경우, 고정 나사(3)의 나사머리로부터 제2 단열 커버(2)까지의 거리가 타부(他部)보다 작아지고, 제2 단열층(12)의 두께가 불균일하게 된다. 고정 나사(3)의 배치 위치에 있어서 제2 단열층(12)의 두께가 상대적으로 작으면, 나사머리로부터 제2 단열 커버(2)에의 열전도량이 상대적으로 커지고, 제1의 고정 나사(3)의 바로 위의 제2 단열 커버(2)에, 제2 단열 커버(2)의 일부가 국소적으로 온도가 높아지는 핫 스폿이 생긴다. 이것을 막기 위해, 제1의 고정 나사(3)로서 접시나사를 사용하여, 고정 나사(3)의 나사 머리가 제2 단열층(12)으로 돌기하지 않는 구성으로 하는 것이 바람직하다.

제2의 고정 나사(4) 및 제2 칼라(14)의 재질은, 열전도율이 작은 것이 바람직하다. 이 경우, 고정 나사(4) 또는 제2 칼라(14)를 통하는 열전도에 의해 제2 단열 커버(2)에 전달되는 열량을 작게 하고, 제2 단열 커버(2)의 표면의 고정 나사(4)의 주위 온도가 부분적으로 높아지는 것을 억제할 수 있다. 예를 들면 제2 칼라(14)는, 스테인리스나 고온 환경하에서도 견딜 수 있는 불소계의 수지가 적당하다. 고정 나사(4)는 기계적 강도도 요구되기 때문에, 예를 들면 스테인리스, 또는, PEEK재 등의 고강도의 내열성 수지 재료로 형성되는 것이 적당하다.

제2 단열 커버(2)는 가열 장치의 최외주부에 배치되고, 인체(人體)가 제2 단열 커버(2)에 접촉할 수 있는 것을 고려하면, 제2 단열 커버(2)의 표면 온도는 낮은 쪽이 바람직하다. 도 3에 도시하는 제2 단열 커버(2)로부터 방사되는 열류(21)를 보다 크게 하여, 제2 단열 커버(2)의 표면부터 주위에의 방열을 증가시켜서 제2 단열 커버(2)의 표면 온도를 낮게 하기 위해, 제2 단열 커버(2)의 표면은 복사율이 큰 쪽이 바람직하다. 제2 단열 커버(2)는, 제1 단열 커버(1)의 형성 재료보다도 표면의 복사율이 큰 재료로 형성되어 있어도 좋다. 또는, 제2 단열 커버(2)의 형성 재료보다도 표면의 복사율이 큰 재료로 형성된, 제2 단열 커버(2)의 외표면을 피복하는 막형상부(膜狀部)를 형성하여도 좋다. 이 막형상부는, 예를 들면 흑색계의 불소 수지 코팅 등, 복사율이 큰 도료(10)로 제2 단열 커버(2)의 표면을 도장하여 형성되어도 좋다.

또한, 도 2에 도시하는 제2 단열 커버(2)의 표면에 제2의 고정 나사(4)의 주위 온도가 부분적으로 높아지는 핫 스폿이 생기지 않도록, 제2 단열 커버(2)는, 예를 들면 알루미늄 또는 구리 등의 금속재료로 대표되는 고열전도성의 재료에 의해 형성되어도 좋다. 제2 단열 커버(2)는, 제1 단열 커버(1)의 형성 재료보다도 열전도율이 큰 재료로 형성되어 있어도 좋다.

제2 단열 커버(2)를 열전도율이 큰 재료로 형성함으로써, 고정 나사(4)를 경유하여 제2 단열 커버(2)에 전해진 열을 1개소에 머물게 하지 않고, 제2 단열 커버(2)의 면방향(두께 방향에 직교하는 방향)으로 넓힐 수가 있어서, 제2 단열 커버(2)보다 넓은 범위로부터 방열할 수 있다. 그 때문에, 핫 스폿의 형성을 효과적으로 억제할 수 있고, 가령 핫 스폿이 형성되었다고 하여도 열이 면방향으로 분산되기 쉽기 때문에, 핫 스폿을 자연스럽게 해소하는 성능을 향상할 수 있다.

도 6은, 도 4에 도시하는 영역(Ⅵ, Ⅶ) 부근의 한 예의 확대 단면도이다. 스넵 로크(8)를 사용하여 블록(5)과 베이스 플레이트(6)를 면접촉시켜서 일체로 고정할 때, 블록(5)측의 제1 및 제2 단열 커버(1a, 2a)와 베이스 플레이트(6)측의 제1 및 제2 단열 커버(1b, 2b)가 접촉하면, 블록(5)의 저면(5a)과 베이스 플레이트(6)의 윗면(6a)과의 사이에 간격이 생긴다. 이 결과, 베이스 플레이트(6)로부터 블록(5)에의 열류(18)가 저해되고, 블록(5)의 온도가 베이스 플레이트(6)의 온도보다 낮아지고, 배관(9)을 균일하게 가열할 수가 없게 된다.

이것을 피하기 위해, 블록(5)측의 제1 및 제2 단열 커버(1a, 2a)와 베이스 플레이트(6)측의 제1 및 제2 단열 커버(1b, 2b)의 단면(端面)의 사이에, 각각 길이(L3)의 간극(1c, 2c)을 마련한다. 스넵 로크(8)가 블록(5)측의 제2 단열 커버(2a)와 베이스 플레이트(6)측의 제2 단열 커버(2b)를 고정할 때, 블록(5)측의 제1 단열 커버(1a)와 베이스 플레이트(6)측의 제1 단열 커버(1b)는, 간극(1c)을 사이에 두고 대향한다. 또한 블록(5)측의 제2 단열 커버(2a)와 베이스 플레이트(6)측의 제2 단열 커버(2b)는, 간극(2c)을 사이에 두고 대향한다.

이와 같이 하면, 블록(5)과 베이스 플레이트(6)를 연결할 때에, 제1 단열 커버(1) 또는 제2 단열 커버(2)의 단부끼리가 맞닿아서 저면(5a)과 윗면(6a)의 면접촉을 저해하는 것을, 회피할 수 있다. 따라서 저면(5a)과 윗면(6a)을 밀착시켜서, 베이스 플레이트(6)로부터 블록(5)에의 열류(18)를 확보할 수 있고, 배관(9)을 그 전둘레로부터 가열할 수 있기 때문에, 배관(9)을 보다 확실하게 균일하게 가열할 수 있다.

간극(1c, 2c)의 길이(L3)를 크게 하면, 주위에서의 유입 공기(24)에 의해, 제1 단열층(11) 및 제2 단열층(12)의 단열 성능이 저하된다. 간극(1c, 2c)의 길이(L3)는, 1㎜ 이하, 바람직하게는 0.5㎜ 정도가 적당하다.

도 7은, 도 4에 도시하는 영역(Ⅵ, Ⅶ) 부근의 다른 예의 확대 단면도이다. 도 7에 도시하는 예에서는, 제1 단열 커버(1a, 1b) 사이의 간극(1c)을 베이스 플레이트(6)측에 마련하고, 제2 단열 커버(2a, 2b) 사이의 간극(2c)을 블록(5)측에 마련하고 있다. 그 때문에, 제1 단열 커버(1a, 1b) 사이의 간극(1c)과 제2 단열 커버(2a, 2b) 사이의 간극(2c)과의 위치를 비켜놓은 래버린스 간극이 형성되어 있다. 이와 같이 하면, 주위로부터 제1 단열층(11)에 유입하여 오는 유입 공기(24)의 흐름을 저해할 수 있기 때문에, 유입 공기(24)의 유량을 적게 할 수 있다. 따라서 유입 공기(24)에 의한 블록(5)의 냉각 효과가 작아지기 때문에, 보다 균일한 온도로 배관(9)을 가열할 수 있다.

(실시의 형태 2)

도 8은, 실시의 형태 2의 가열 장치의 구성을 도시하는 단면도이다. 실시의 형태 2의 가열 장치는, 블록(5)이 배관(9)을 둘러싸는 둘레방향으로 2분할되어 있는 점에서, 실시의 형태 1과는 다르다. 실시의 형태 1에서는, 블록(5), 제1 단열 커버(1a) 및 제2 단열 커버(2a)가 하나의 유닛을 구성하였다. 도 8에 도시하는 바와 같이, 블록(5)이 2개의 유닛으로 구성되어도, 실시의 형태 1과 마찬가지로, 배관(9)을 균일하게 가열하는 효과를 얻을 수 있다.

블록(5)이 중심선(CL)에 따라 2분할됨으로써, 배관(9)의 구조가 복잡한 경우에도 블록(5)을 용이하게 가공할 수 있다. 또한, 도 8에 도시하는 X방향에 간섭물이 있어서, 실시의 형태 1의 구성으로는 블록(5)을 포함하는 유닛을 배관(9)의 주위에 장착할 수가 없는 경우에도, 실시의 형태 2의 구성이라면, 배관(9)의 주위에 가열 장치를 문제 없이 장착하는 것이 가능해진다.

(실시의 형태 3)

도 9는, 실시의 형태 3의 가열 장치의 구성을 도시하는 단면도이다. 실시의 형태 3의 가열 장치는, 블록(5)과 베이스 플레이트(6)의 사이에 열전도재(25)를 끼운 점에서, 실시의 형태 2와 다르다. 블록(5)과 베이스 플레이트(6)의 사이에 열전도재(25)를 끼움으로써 블록(5)과 베이스 플레이트(6) 사이의 접촉 열저항이 작아져서, 열류(18)가 효율적으로 베이스 플레이트(6)로부터 블록(5)에 흐른다. 그 결과, 히터(15)의 소비 전력을 보다 적게 할 수 있다.

실시의 형태 1, 2에서 설명한, 블록(5)의 저면(5a)과 베이스 플레이트(6)의 윗면(6a)을 면접촉시키는 경우, 블록(5)과 베이스 플레이트(6)의 사이에 간극이 생기지 않기 위해서는, 저면(5a)과 윗면(6a)과의 표면 거칠기가 작은 것이 필요해진다. 그 때문에, 저면(5a)과 윗면(6a)을 정밀도 좋게 가공할 필요가 있고, 표면 마무리를 위한 가공에 필요로 하는 공수가 증대한다. 이에 대해, 열전도재(25)를 개재시켜서 블록(5)과 베이스 플레이트(6)를 접합하면, 저면(5a)과 윗면(6a)과의 표면 거칠기가 어느 정도 커도, 베이스 플레이트(6)로부터 블록(5)에의 열전달량을 확보할 수 있다. 그 때문에, 블록(5)과 베이스 플레이트(6)의 가공에 필요로 하는 공수를 저감할 수 있기 때문에, 가열 장치의 제조 비용을 저감할 수 있다.

(실시의 형태 4)

도 10은, 실시의 형태 4의 가열 장치의 구성을 도시하는 단면도이다. 배관(9)을 고온으로 유지하기 위해 블록(5)의 온도가 높은 경우, 실시의 형태 1의 구성에서는, 제2 단열 커버(2)의 외표면의 온도가 높아질 가능성이 있고, 이 경우, 가열 장치의 단열성능의 향상이 필요하게 된다. 제2 단열층(12) 또는 제1 단열층(11)의 두께를 크게 하면, 단열층(11, 12) 내에서 대류가 발생하여 단열성능이 저하되기 때문에, 단열층(11, 12)의 두께를 크게 할 수는 없다.

그래서, 실시의 형태 4의 가열 장치는, 제2 단열 커버(2)의 외주를 덮는 제3 단열 커버(26)를 구비한다. 제2 단열 커버(2)와 제3 단열 커버(26)는, 제3의 고정 나사(27)로 일체로 고정되어 있다. 제2 단열 커버(2)와 제3 단열 커버(26)의 사이에 제3 칼라(29)를 삽입하고, 제3 단열 커버(26)의 외측에서 제3의 고정 나사(27)로 고정함으로써, 제2 단열 커버(2)와 제3 단열 커버(26)의 사이에 제3 단열층(28)이 형성된다.

이와 같이 하면, 가열 장치는, 제1 단열층(11) 및 제2 단열층(12)에 더하여 제3 단열층(28)을 갖게 된다. 단열층의 층수를 증가시켜서, 블록(5) 및 베이스 플레이트(6)의 외주면과 제3 단열 커버(26)와의 사이의 공기층의 두께를 증가시킴으로써, 가열 장치의 단열성능을 향상할 수 있다. 따라서 블록(5) 및 베이스 플레이트(6)로부터 가장 외측의 제3 단열 커버(26)까지 전달되는 열량을 보다 작게 할 수 있고, 제3 단열 커버(26)의 외표면의 온도를 한층 낮게 하는 것이 가능해진다.

(실시의 형태 5)

도 11은, 실시의 형태 5의 가열 장치의 구성을 도시하는 단면도이다. 제2 단열 커버(2)의 표면 온도를 낮게 하기 위해, 실시의 형태 1에서는 제2 단열 커버(2)의 표면에 복사율이 높은 도장을 행하고 있지만, 실시의 형태 5에서는, 제2 단열 커버(2)의 외표면에 다수의 방열 핀(30)을 부착하고 있다.

방열 핀(30)을 마련함에 의해, 제2 단열 커버(2)의 외표면의 방열면적이 증대하여, 제2 단열 커버(2)로부터 외부에 열이 방산되기 쉬워진다. 따라서 블록(5) 및 베이스 플레이트(6)로부터 제2 단열 커버(2)까지 전달된 열을, 방열 핀(30)으로부터 외부에 한층 효율적으로 방산할 수가 있어서, 제2 단열 커버(2)의 외표면의 온도를 한층 낮게 하는 것이 가능해진다.

(실시의 형태 6)

도 12는, 실시의 형태 6의 가열 장치의 구성을 도시하는 단면도이다. 실시의 형태 1 내지 5에서는, 제2 칼라(14)와 제2의 고정 나사(4)를 사용하여 제1 단열 커버(1)와 제2 단열 커버(2)를 고정함에 의해, 제1 단열 커버(1)와 제2 단열 커버(2)의 사이에 제2 단열층(12)을 형성하였다. 실시의 형태 6에서는, 금속판을 절곡가공함에 의해 내측 커버와 외측 커버를 일체로 형성하여, 중공 상자형의 일체형 단열 커버(31)가 형성된다.

일체형 단열 커버(31)는, 내측부(31a)와 외측부(31b)를 갖는다. 내측부(31a)는 전열 블록의 외주를 덮어서 전열 블록과의 사이에 중공 공간을 형성하는 내측 커버에 상당하고, 외측부(31b)는 내측부(31a)의 외주를 덮어서 내측부(31a)의 사이에 중공 공간을 형성하는 외측 커버에 상당한다. 블록(5) 및 베이스 플레이트(6)와 내측부(31a)의 사이에 제1 단열층(11)이 형성되고, 내측부(31a)와 외측부(31b)의 사이에 제2 단열층(12)이 형성된다. 일체형 단열 커버(31)는, 외측부(31b)의 단부를 내측부(31a)측으로 절곡하고 당해 단부를 내측부(31a)에 맞닿게 하고, 외측부(31b)의 단부와 내측부(31a)와의 맞닿는 개소를 용접 등에 의해 접합하여 일체화함으로써, 상자형으로 형성된다. 이에 의해, 내측부(31a)와 외측부(31b) 사이의 중공의 제2 단열층(12)을, 밀폐 공간으로 한다.

이와 같이 단열층을 형성함에 의해, 가열 장치를 구성하는 부품 점수를 감소시킬 수 있다. 고정 나사(4)를 사용하여 제1 단열 커버(1)와 제2 단열 커버(2)를 고정할 필요가 없어지기 때문에, 가열 장치의 조립시간을 단축할 수 있고, 제조 비용을 보다 저감할 수 있다.

(실시의 형태 7)

도 13은, 실시의 형태 7의 가열 장치의 구성을 도시하는 단면도이다. 실시의 형태 7의 가열 장치는, 실시의 형태 6과 마찬가지의 일체형 단열 커버(31)를 구비하지만, 일체형 단열 커버(31) 내의 단열층을 진공흡인하여, 내측부(31a)와 외측부(31b)와의 사이의 밀폐 공간을 진공으로 한 진공 공간(32)을 생성하고 있는 점에서, 실시의 형태 6과는 다르다.

이와 같이 하면, 일체형 단열 커버(31)의 단열성능을 현저하게 향상시킬 수 있고, 일체형 단열 커버(31)의 내측부(31a)로부터 외측부(31b)에의 열전달을 더욱 억제할 수 있다. 따라서 제2 단열 커버(2)의 표면 온도를 더욱 낮게 할 수 있는 것을 기대할 수 있다.

도 12와 비교하여, 도 13에서는 진공 공간(32)의 밀폐성을 보다 높일 필요가 있기 때문에, 블록(5) 및 베이스 플레이트(6)와 일체형 단열 커버(31)와의 고정을 위한 고정 나사(3)를 받는 자리(座)(34)가, 내측부(31a)의 내면에 형성되어 있다. 자리(34)를 마련함으로써, 내측부(31a)를 관통시켜서 고정 나사(3)를 체결할 필요가 없기 때문에, 고정 나사(3)를 받기 위한 관통구멍을 경유하는 공기 흐름이 발생하여 진공 공간(32)의 진공도가 저하되는 것을 회피할 수 있다. 도 13에 도시하는 외측부(31b)는 평판을 굽힘 가공하여 형성되어 있지만, 진공 공간(32)과 외부와의 압력차에 의해 외측부(31b)의 외표면에 내향의 압력이 작용하는 것을 고려하여, 예를 들면 리브 등의 보강 부재를 외측부(31b)의 내주면 또는 외주면에 부착하여도 좋다.

또한, 지금까지의 실시의 형태에서는, 제2 단열 커버(2)가 스넵 로크(8)를 사용하여 연결 고정되는 예에 관해 설명하였다. 제2 단열 커버(2)의 고정 및 분리를 가능하게 하는 고정 수단은 스넵 로크(8)로 한정되는 것이 아니라, 예를 들면 면 파스너를 사용하여도 좋고, 또한 플랜지와 나비나사를 사용하는 것도 생각된다. 단, 당해 고정 수단에 어느 정도열이 전해지고 온도가 상승하는 것을 고려하면, 금속제의 스넵 로크(8)가 알맞다고 생각된다.

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

[산업상의 이용 가능성]

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

1, 1a, 1b : 제1 단열 커버
1c, 2c : 간극
2, 2a, 2b : 제2 단열 커버
3, 4, 27 : 고정 나사
5 : 블록
5a : 저면
6 : 베이스 플레이트
6a : 윗면
7 : 작동액
8 : 스넵 로크
9 : 배관
10 : 도료
11 : 제1 단열층
12 : 제2 단열층
13 : 제1 칼라
14 : 제2 칼라
15 : 히터
16 : 히트 파이프
17, 18, 19, 20, 21, 23 : 열류
22 : 증기
24 : 유입 공기
25 : 열전도재
26 : 제3 단열 커버
28 : 제3 단열층
29 : 제3 칼라
30 : 방열 핀
31 : 일체형 단열 커버
31a : 내측부
31b : 외측부
32 : 진공 공간
33 : 조인트
34 : 자리(座)

Claims

피가열물(9)을 둘러싸서 상기 피가열물(9)에 열을 가하는 고열전도성의 전열 블록(5, 6)을 구비하고, 상기 전열 블록(5, 6)은 상기 피가열물(9)을 둘러싸는 둘레방향으로 분할된 제1 전열 블록(5)과 제2 전열 블록(6)을 포함하고, 상기 제1 전열 블록(5)과 상기 제2 전열 블록(6)은 서로 면접촉하여 설치되고, 또한,
발열하여 상기 전열 블록(5, 6)에 열을 가하는 가열부(15)와,
상기 전열 블록(5, 6)의 외주를 덮어서 상기 전열 블록(5, 6)과의 사이에 중공 공간(11)을 형성하도록 배치된, 내측 커버(1)와,
상기 내측 커버(1)의 외주를 덮어서 상기 내측 커버(1)와의 사이에 중공 공간(12)을 형성하도록 배치된, 외측 커버(2)를 구비하고,
상기 내측 커버(1)는, 상기 제1 전열 블록(5)의 외주를 덮어서 상기 제1 전열 블록(5)에 고정된 제1 내측 커버(1a)와, 상기 제2 전열 블록(6)의 외주를 덮어서 상기 제2 전열 블록(6)에 고정된 제2 내측 커버(1b)를 포함하고,
상기 외측 커버(2)는, 상기 제1 내측 커버(1a)의 외주를 덮어서 상기 제1 내측 커버(1a)에 고정된 제1 외측 커버(2a)와, 상기 제2 내측 커버(1b)의 외주를 덮어서 상기 제2 내측 커버(1b)에 고정된 제2 외측 커버(2b)를 포함하고, 또한,
상기 제1 외측 커버(2a)와 상기 제2 외측 커버(2b)를 착탈 가능하게 고정하는 고정 수단(8)을 구비하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
제1항에 있어서,
상기 전열 블록(5, 6)의 적어도 어느 한쪽의 내부에 히트 파이프(16)가 형성되고, 상기 가열부(15)는 상기 히트 파이프(16)를 가열하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
제1항에 있어서,
상기 고정 수단(8)이 상기 제1 외측 커버(2a)와 상기 제2 외측 커버(2b)를 고정할 때, 상기 제1 내측 커버(1a)와 상기 제2 내측 커버(1b)는 간극(1c)을 사이에 두고 대향하고, 상기 제1 외측 커버(2a)와 상기 제2 외측 커버(2b)란 간극(2c)을 사이에 두고 대향하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
제1항에 있어서,
상기 내측 커버(1)는, 상기 외측 커버(2)의 형성 재료보다도 표면의 복사율이 작은 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
제1항에 있어서,
상기 내측 커버(1)는, 상기 외측 커버(2)의 형성 재료보다도 열전도율이 작은 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
제1항에 있어서,
상기 전열 블록(5, 6)과 상기 내측 커버(1)는, 고정 나사(3)를 사용하여 착탈 가능하게 고정되어 있고,
상기 고정 나사(3)는, 스테인리스, 또는, 수지 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
제6항에 있어서,
상기 고정 나사(3)는 접시나사인 것을 특징으로 하는 가열 장치.
제1항에 있어서,
상기 내측 커버(1)와 상기 외측 커버(2)는, 고정 나사(4)를 사용하여 착탈 가능하게 고정되어 있고,
상기 고정 나사(4)는, 스테인리스, 또는, 수지 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
제1항에 있어서,
상기 외측 커버(2)의 외표면을 피복하는 막형상부(10)를 구비하고,
상기 막형상부(10)는, 상기 외측 커버(2)의 형성 재료보다도 표면의 복사율이 큰 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
제1항에 있어서,
상기 외측 커버(2)의 외표면에 마련된 방열 핀(30)을 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
제1항에 있어서,
상기 내측 커버(1)와 상기 외측 커버(2)를 일체로 형성하고, 상기 내측 커버(1)와 상기 외측 커버(2) 사이의 중공 공간(12)을 밀폐 공간으로 한 것을 특징으로 하는 가열 장치.
제11항에 있어서,
상기 밀폐 공간을 진공으로 한 것을 특징으로 하는 가열 장치.