TWI825476B - 加熱裝置 - Google Patents
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Abstract
一種加熱裝置包含一第一溫度感測元件以及第二溫度感測元件，其中第一溫度感測元件所量測之溫度用以控制加熱裝置，且第二溫度感測元件在加熱裝置正常運作時為閒置狀態。當上述加熱裝置需進行校正或故障排除時，第二溫度感測元件可連接一外部電子裝置，並以外部電子裝置之溫度值作為加熱裝置之校正基準或進行故障排除。
Description
本發明是有關一種加熱裝置，特別是一種包含備用溫度感測元件之加熱裝置。
在化學製品或半導體製程中，常需要以管路輸送液體或氣體等流體，並會在管路外側包覆保溫材料，以維持管路中之流體於一預定溫度。然而，保溫材料僅能減緩管路溫度降低的速度，但無法維持管路溫度於一定值。為了克服上述問題，目前已發展出在管路外側設置一加熱裝置，藉由主動加熱來維持管路溫度於一定值。
現有的加熱裝置包含一加熱片、一溫度感測器以及一溫度控制器，其中溫度控制器依據溫度感測器所量測到之溫度來控制加熱片進行加熱，或即時監測管路溫度。然而，現有的加熱裝置在量測溫度發生異常或需要校正時，使用者僅能通知原廠進行維修，如此在等待原廠維修的時間將嚴重影響製程產能。
有鑑於此，提供一種加熱裝置讓使用者端能夠進行簡易故障排除或校正便是目前極需努力的目標。
本發明提供一種加熱裝置，其包含一第一溫度感測元件以及第二溫度感測元件，其中第二溫度感測元件在加熱裝置正常運作時為閒置狀態，例如未連接其它電子裝置。待本發明之加熱裝置需進行校正或故障排除時，第二溫度感測元件可連接一外部電子裝置，並以外部電子裝置之溫度值作為加熱裝置之校正基準或進行故障排除。
本發明一實施例之加熱裝置包含一加熱元件、一第一耐熱層、一第二耐熱層、一隔熱件、一第一溫度感測元件、一溫度控制器以及一第二溫度感測元件。加熱元件用以加熱一目標物。第一耐熱層設置於加熱元件以及目標物之間。第二耐熱層相對第一耐熱層設置並包覆加熱元件。隔熱件設置於加熱元件以及第二耐熱層之間。第一溫度感測元件設置於加熱元件之一側，以量測加熱元件之溫度並產生一第一溫度信號。溫度控制器設置於第二耐熱層之外側，且與第一溫度感測元件電性連接，用以依據第一溫度信號控制加熱元件之溫度。第二溫度感測元件設置於加熱元件之一側，以量測加熱元件之溫度並產生一第二溫度信號，其中第二溫度感測元件之一輸出端延伸至第二耐熱層之外側，且第二溫度感測元件之輸出端用以在加熱裝置維修時與一外部電子裝置連接。
以下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。
10:加熱裝置
11:加熱元件
111:導線
12:第一耐熱層
13:第二耐熱層
14:隔熱件
141:隔熱材料
142:包覆層
142a~142d:第一包覆層
1421:邊緣
143:車縫線
144a~144d:第二包覆層
1441:邊緣
145:車縫線
146:密封劑
15:第一溫度感測元件
16:溫度控制器
17:第二溫度感測元件
171:連接埠
18:安裝元件
20:目標物
30:外部電子裝置
301:連接埠
圖1為一示意圖，顯示本發明一實施例之加熱裝置。
圖2為一示意圖，顯示本發明第一實施例之隔熱件。
圖3為一示意圖，顯示本發明第二實施例之隔熱件。
圖4為一示意圖，顯示本發明第三實施例之隔熱件。
圖5為一示意圖，顯示本發明第四實施例之隔熱件。
以下將詳述本發明之各實施例，並配合圖式作為例示。除了這些詳細說明之外，本發明亦可廣泛地施行於其它的實施例中，任何所述實施例的輕易替代、修改、等效變化都包含在本發明之範圍內，並以申請專利範圍為準。在說明書的描述中，為了使讀者對本發明有較完整的瞭解，提供了許多特定細節；然而，本發明可能在省略部分或全部特定細節的前提下，仍可實施。此外，眾所周知的步驟或元件並未描述於細節中，以避免對本發明形成不必要之限制。圖式中相同或類似之元件將以相同或類似符號來表示。特別注意的是，圖式僅為示意之用，並非代表元件實際之尺寸或數量，有些細節可能未完全繪出，以求圖式之簡潔。
請參照圖1，本發明之一實施例之加熱裝置10包含一加熱元件11、一第一耐熱層12、一第二耐熱層13、一隔熱件14、一第一溫度感測元件15、一溫度控制器16以及一第二溫度感測元件17。加熱元件11用以加熱一目標物20，例如管路。於一實施例中，加熱元件11可為一加熱線或加熱片，並經由導線111供電，以對目標物20加熱。舉例而言，加熱溫度可為攝氏120度至350度，但不限於此。可以理解的是，導線111亦可用以傳輸訊號。第一耐熱層12設置於加熱元件11以及目標物20之間。第二耐熱層13則與第一耐熱層12相對設置並包覆加熱元件11。舉例而言，第一耐熱層12以及第二耐熱層13可為耐熱布。隔熱件14設置於加熱元件11以及第二耐熱層13之間，以降低加熱元件11所產生的熱能向外部消散，以提升加熱效率以及能源利用率。舉例而言，隔熱件14可為一多孔性材料，例如玻璃
纖維棉或氣凝膠。於一實施例中，隔熱件14可包含一包覆層，以包覆隔熱材料，其詳細結構容後說明。
第一溫度感測元件15設置於加熱元件11之一側，以量測加熱元件11之溫度並產生一第一溫度信號。於圖1所示之實施例中，第一溫度感測元件15是設置於加熱元件11以及隔熱件14之間，但不限於此。舉例而言，第一溫度感測元件15亦可設置於加熱元件11以及第一耐熱層12之間，或第一耐熱層12以及第二耐熱層13之其它適當位置。於一實施例中，第一溫度感測元件15可為熱電偶感溫線、電阻感溫線、熱敏電阻或感溫二極體。
溫度控制器16設置於第二耐熱層13之外側，且與第一溫度感測元件15電性連接。於一實施例中，溫度控制器16與第一溫度感測元件15可整合於導線111中。溫度控制器16依據第一溫度感測元件15所輸出之第一溫度信號控制加熱元件11之溫度，例如當加熱元件11之溫度低於一下限值時，溫度控制器16即提供加熱元件11電源，使加熱元件11進行加熱；反之，當加熱元件11之溫度高於一上限值時，溫度控制器16則停止電源供應，使加熱元件11停止加熱。於一實施例中，操作者可透過溫度控制器16之顯示器(例如七段顯示器或液晶面板)或遠端之顯示器顯示第一溫度感測元件15所量測到的溫度。
第二溫度感測元件17亦設置於加熱元件11之一側，以量測加熱元件11之溫度並產生一第二溫度信號，且第二溫度感測元件17之一輸出端延伸至第二耐熱層13之外側。可以理解的是，第二溫度感測元件17之輸出端向外延伸之長度可依實際需求加以設計，因此，第二溫度感測元件17之輸出端延伸至外側的長度不設限。於圖1所示之實施例中，第二溫度感測元件17是設置於加熱元件11以及隔熱件14之間，但不限於此。舉例而言，第二溫度感測元件17亦可設置於加熱元件11以及第一耐熱層12之間，或第一耐熱層12以及第二耐熱層13之其它適當位置。於一實施例中，第二溫度感測元件17可為熱電偶感溫線、電阻感溫線、
熱敏電阻或感溫二極體。可以理解的是，第一溫度感測元件15以及第二溫度感測元件17可為相同類型或相異類型之溫度感測元件。於一實施例中，第二溫度感測元件17之輸出端包含一連接埠171，但不限於此。特別的是，第二溫度感測元件17在本發明之加熱裝置10正常運作時並不參與工作，亦即為閒置狀態(例如未連接其它電子裝置)。當本發明之加熱裝置10需進行校正或故障排除時，第二溫度感測元件17可連接一外部電子裝置30，以讀取第二溫度感測元件17所量測到的溫度。舉例而言，第二溫度感測元件17透過連接埠171插接於外部電子裝置30(例如一溫度表)之連接埠301，操作者即可透過外部電子裝置30讀取第二溫度感測元件17所量測到的溫度。可以理解的是，第二溫度感測元件17不限於一個，於一實施例中，本發明之加熱裝置10可包含多個第二溫度感測元件17。
依據此架構，操作者可依據第二溫度感測元件17所量測到的溫度校正溫度控制器16，或者判斷溫度控制器16或第一溫度感測元件15是否故障。舉例而言，在定期保養設備時，第一溫度感測元件15所量測到的溫度透過溫度控制器16顯示，第二溫度感測元件17所量測到的溫度透過經校正之溫度表顯示。操作者可依據二者溫度之差值校正溫度控制器16。當溫度控制器16校正後仍無法獲得一致的溫度讀值，則溫度控制器16可能發生故障。
或者，溫度控制器16無法正常顯示第一溫度感測元件15所量測到的溫度時，可將第二溫度感測元件17與溫度控制器16電性連接。若溫度控制器16亦無法正常顯示第二溫度感測元件17所量測到的溫度時，代表溫度控制器16故障，需進行更換。當溫度控制器16可正常顯示第二溫度感測元件17所量測到的溫度時，代表第一溫度感測元件15可能故障。進一步將第一溫度感測元件15與外部之溫度表電性連接，若外部之溫度表無法正常顯示第一溫度感測元件15所量測到的溫度，代表第一溫度感測元件15發生故障。相反的，若外部之溫度表可正常顯示第一溫度感測元件15所量測到的溫度，代表第一溫度感測元件15以及溫度
控制器16皆正常，因此可能有其它類型的故障，例如接頭鬆脫，操作者即可簡單排除故障。可以理解的是，若僅是第一溫度感測元件15故障，操作者能夠以第二溫度感測元件17暫時取代第一溫度感測元件15的工作，使製程可以繼續進行，待適當時機再送修，以更換第一溫度感測元件15。
請再參照圖1，於一實施例中，本發明之加熱裝置10更包含一安裝元件18，其設置於第二耐熱層13之外側表面。加熱裝置10可透過安裝元件18固定於一安裝位置。舉例而言，安裝元件18可為一黏扣帶或為鐵扣、鐵環，其可重覆黏貼並固定加熱裝置10至適當之安裝位置以加熱目標物20。於一實施例中，本發明之加熱裝置10可應用於真空管路加熱、氣體管路加熱、化學品加熱或金屬管路去除水氣等領域。
請參照圖2以說明本發明一實施例之隔熱件14之詳細結構。於一實施例中，隔熱件14包含一隔熱材料141以及第一包覆層142a、142b。於一實施例中，隔熱材料141可為多孔性材料，例如玻璃纖維棉或氣凝膠，但不限於此。第一包覆層142a、142b則包覆隔熱材料141，並沿一第一車縫位置車縫第一包覆層142a、142b，以密封隔熱材料141。舉例而言，可利用車縫線143沿第一車縫位置將第一包覆層142a、142b車縫在一起。圖2所示之實施例中，第一包覆層142a、142b是以車縫的方式包覆隔熱材料141，但不限於此。於一實施例中，第一包覆層142a、142b亦能夠以黏著或其它適當方式包覆隔熱材料141。依據此結構，第一包覆層142a、142b可完整包覆隔熱材料141，因此，從隔熱材料141表面脫落的粉塵將被限制在第一包覆層142a、142b內，以避免粉塵污染無塵室而降低無塵室之潔淨度。
第一包覆層142a、142b需使用耐燃且不透氣之材料。於一實施例中，第一包覆層142a、142b之材料可為玻璃纖維布、天然纖維布、化學纖維布以及天然纖維及化學纖維混紡布至少其中之一。舉例而言，天然纖維可為植物纖維
(例如棉)或動物纖維(例如毛)；化學纖維可為聚醯胺纖維(polyamide fiber)或二氧化矽化學纖維。於一實施例中，第一包覆層142a、142b之材料可為包含化學塗層之玻璃纖維布或化學纖維布，舉例而言，化學塗層可為聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene，PTFE)。
請再參照圖2，於一實施例中，第一包覆層142a、142b之邊緣1421可反折並通過第一車縫位置，使第一包覆層142a、142b之邊緣1421朝內縫合在一起。如此可增加縫合的緊密度，以避免粉塵從第一包覆層142a、142b之間或車縫位置之針孔洩露出來。需說明的是，圖2所示之實施例中，第一包覆層142a、142b之邊緣是朝向內表面的方向反折，但不限於此。於一實施例中，第一包覆層142a、142b之邊緣亦可朝向外表面的方向反折，再進行車縫處理。
圖2所示之實施例中，第一包覆層包含第一包覆層142a以及第一包覆層142b，但不限於此。請參照圖3，於一實施例中，第一包覆層可由單一包覆層142組成。單一包覆層142可對折後，在開放的三個邊緣以車縫線143車縫後即可密封隔熱材料141。或者，隔熱材料141之厚度較厚的情況下，第一包覆層可由多片包覆層所組成。請參照圖4，於一實施例中，第一包覆層包含在隔熱材料141上側之第一包覆層142a、在隔熱材料141下側之第一包覆層142b以及在隔熱材料141側面之第一包覆層142c、142d。
請再參照圖4，於圖4所示之實施例中，第一包覆層之邊緣並未反折。於一實施例中，本發明之隔熱件更包含一第二包覆層144a、144b、144c、144d。第二包覆層144a、144b、144c、144d用以包覆第一包覆層142a、142b、142c、142d之邊緣，並沿一第二車縫位置以車縫線145車縫第二包覆層144a、144b、144c、144d。依據此結構，第二包覆層144a、144b、144c、144d可密封第一包覆層142a、142b、142c、142d之邊緣，以進一步防止隔熱材料141表面所脫落的粉塵洩露。同樣的，第二包覆層144a、144b、144c、144d之邊緣1441亦可反折，並通過第二
車縫位置，使車縫線145能車縫到第二包覆層144a、144b、144c、144d之邊緣1441，以增加縫合的緊密度。
於一實施例中，以車縫線145車縫之第二車縫位置至隔熱材料141之距離小於或等於以車縫線143車縫之第一車縫位置至隔熱材料141之距離。依據此結構，第二包覆層144a、144b、144c、144d可密封以車縫線143車縫之第一車縫位置，以避免隔熱材料141表面所脫落的粉塵從第一車縫位置之針孔洩露。於一實施例中，以車縫線143車縫之第一車縫位置之針孔位置以及以車縫線145車縫之第二車縫位置之針孔位置彼此交錯配置。依據此結構，車縫線143之針距間空隙能夠以車縫線145補強，以進一步降低隔熱材料141表面所脫落的粉塵從針距間之空隙洩露出來的可能性。
請參照圖5，本發明之隔熱件更包含一密封劑146，其塗佈於第一包覆層142a或142b之第一車縫位置之表面，使密封劑146填補車縫線143所產生的針孔，以防止隔熱材料141表面所脫落的粉塵從車縫線143之針孔洩露出來。於圖5所示之實施例中，密封劑146是塗佈於第一包覆層142a以及142b之相對表面，但不限於此。於一實施例中，密封劑146塗佈於第一包覆層142a、142b之外側表面或邊緣反折之相對表面亦可達到填補車縫線143之針孔的效果。可以理解的是，請一併參照圖4，密封劑146亦可塗佈於第二包覆層144a、144b、144c、144d之第二車縫位置之表面，以填補車縫線145所產生的針孔。於一實施例中，密封劑146可為耐高溫且低揮發性的油脂或耐高溫之矽膠。舉例而言，密封劑146可為銅質烷類潤滑油、非皂基合成潤滑油、鋰基耐壓油脂、矽系油脂以及二硫化鉬耐高溫黃油至少其中之一。
綜合上述，本發明之加熱裝置包含一第一溫度感測元件以及一第二溫度感測元件，其中第二溫度感測元件在加熱裝置正常運作時為閒置狀態。當本發明之加熱裝置需進行校正或故障排除時，第二溫度感測元件可連接一外部
電子裝置，並以外部電子裝置之溫度值作為加熱裝置之校正基準或進行故障排除。此外，在第一溫度感測元件故障時，第二溫度感測元件可暫時取代第一溫度感測元件，使加熱裝置仍可正常工作，並在適當時機進行維修，以增加維修的彈性。
以上所述之實施例僅是為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。
10:加熱裝置
11:加熱元件
111:導線
12:第一耐熱層
13:第二耐熱層
14:隔熱件
15:第一溫度感測元件
16:溫度控制器
17:第二溫度感測元件
171:連接埠
18:安裝元件
20:目標物
30:外部電子裝置
301:連接埠
Claims (20)
- 一種加熱裝置，包含：一加熱元件，用以加熱一目標物；一第一耐熱層，其設置於該加熱元件以及該目標物之間；一第二耐熱層，其相對該第一耐熱層設置並包覆該加熱元件；一隔熱件，其設置於該加熱元件以及該第二耐熱層之間；一第一溫度感測元件，其設置於該加熱元件之一側，以量測該加熱元件之溫度並產生一第一溫度信號；一溫度控制器，其設置於該第二耐熱層之外側，且與該第一溫度感測元件電性連接，用以依據該第一溫度信號控制該加熱元件之溫度；以及一第二溫度感測元件，其設置於該加熱元件之一側，以量測該加熱元件之該溫度並產生一第二溫度信號，其中該第二溫度感測元件之一輸出端延伸至該第二耐熱層之外側，且該第二溫度感測元件之該輸出端用以在該加熱裝置校正或維修時與一外部電子裝置連接，其中，該輸出端包含一連接埠，其中，該第一溫度感測元件以及第二溫度感測元件設置於該隔熱件以及該加熱元件之間；其中，當該加熱裝置正常運作時，該第二溫度感測元件為閒置狀態，當該加熱裝置進行校正或故障排除時，該第二溫度感測元件連接該外部電子裝置，以讀取該第二溫度感測元件所量測到的溫度，依據該第二溫度感測元件所量測到的溫度校正該溫度控制器； 或者，或者判斷該溫度控制器或該第一溫度感測元件是否故障，當該溫度控制器無法正常顯示該第一溫度感測元件所量測到的溫度時，該第二溫度感測元件與該溫度控制器電性連接，當該溫度控制器無法正常顯示該第二溫度感測元件所量測到的溫度時，代表該溫度控制器故障；或者，當該溫度控制器正常顯示第二溫度感測元件所量測到的溫度時，代表該第一溫度感測元件可能故障；又當該第一溫度感測元件與外部之溫度表電性連接，當外部之溫度表無法正常顯示該第一溫度感測元件所量測到的溫度，代表第一溫度感測元件發生故障；當該第一溫度感測元件故障，以該第二溫度感測元件暫時取代該第一溫度感測元件的工作。
- 如請求項1所述之加熱裝置，更包含：一安裝元件，其設置於該第二耐熱層之外側表面，使該加熱組件透過該安裝元件固定於一安裝位置。
- 如請求項1所述之加熱裝置，其中該第一溫度感測元件為熱電偶感溫線、電阻感溫線、熱敏電阻或感溫二極體。
- 如請求項1所述之加熱裝置，其中該第二溫度感測元件為熱電偶感溫線、電阻感溫線、熱敏電阻或感溫二極體。
- 如請求項1所述之加熱裝置，其中該第一溫度感測元件設置於該加熱元件以及該隔熱件之間。
- 如請求項1所述之加熱裝置，其中該第二溫度感測元件設置於該加熱元件以及該隔熱件之間。
- 如請求項1所述之加熱裝置，其中該隔熱件包含一多孔性材料。
- 如請求項1所述之加熱裝置，其中該隔熱件包含玻璃纖維棉或氣凝膠。
- 如請求項1所述之加熱裝置，其中該隔熱件包含：一隔熱材料；以及一第一包覆層，其包覆該隔熱材料，且該第一包覆層之邊緣黏著或沿一第一車縫位置車縫在一起，以密封該隔熱材料。
- 如請求項9所述之加熱裝置，其中該第一包覆層為多片組成。
- 如請求項9所述之加熱裝置，其中該第一包覆層之邊緣反折，並通過該第一車縫位置。
- 如請求項9所述之加熱裝置，更包含：一第二包覆層，其包覆該第一包覆層之邊緣，並沿一第二車縫位置車縫該第二包覆層，以密封該第一包覆層之該邊緣。
- 如請求項12所述之加熱裝置，其中該第一車縫位置以及該第二車縫位置之針孔位置交錯配置。
- 如請求項12所述之加熱裝置，其中該第二包覆層之邊緣反折，並通過該第二車縫位置。
- 如請求項12所述之加熱裝置，其中該第二車縫位置至該隔熱材料之距離小於或等於該第一車縫位置至該隔熱材料之距離。
- 如請求項12所述之加熱裝置，更包含：一密封劑，其塗佈於該第二包覆層之該第二車縫位置之表面。
- 如請求項9所述之加熱裝置，更包含：一密封劑，其塗佈於該第一包覆層之該第一車縫位置之表面。
- 如請求項17所述之加熱裝置，其中該密封劑包含矽膠、銅質烷類潤滑油、非皂基合成潤滑油、鋰基耐壓油脂、矽系油脂以及二硫化鉬類黃油至少其中之一。
- 如請求項9所述之加熱裝置，其中該第一包覆層之材料包含玻璃纖維布、天然纖維布、化學纖維布以及天然纖維及化學纖維混紡布至少其中之一。
- 如請求項9所述之加熱裝置，其中該第一包覆層之材料為包含化學塗層之玻璃纖維布或化學纖維布。
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| TW110133481A TWI825476B (zh) | 2021-09-08 | 2021-09-08 | 加熱裝置 |
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| TW202311885A TW202311885A (zh) | 2023-03-16 |
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| TW (1) | TWI825476B (zh) |
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| TW200714369A (en) * | 2005-05-06 | 2007-04-16 | Illinois Tool Works | Redundant control circuit for hot melt adhesive hose assembly heater circuits and temperature sensors |
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-
2021
- 2021-09-08 TW TW110133481A patent/TWI825476B/zh active
Patent Citations (2)
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