WO2017018778A1 - 자켓 히터 - Google Patents

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WO2017018778A1
WO2017018778A1 PCT/KR2016/008157 KR2016008157W WO2017018778A1 WO 2017018778 A1 WO2017018778 A1 WO 2017018778A1 KR 2016008157 W KR2016008157 W KR 2016008157W WO 2017018778 A1 WO2017018778 A1 WO 2017018778A1
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explosion
jacket heater
glass fiber
proof
inner cover
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김환남
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김환남
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    • H05B3/78—Heating arrangements specially adapted for immersion heating
    • H05B3/82—Fixedly-mounted immersion heaters

Definitions

  • the present invention relates to a jacket heater that maintains a constant temperature of a gas cylinder and a gas pipe used in semiconductor equipment and the like as a jacket heater.
  • Liquids or gases transported through pipes or tubes may be solidified and close the pipes or tubes in the semiconductor liquid crystal manufacturing process or chemical product manufacturing process, resulting in product defects. This can be caused. Therefore, a jacket heater is used to wrap the pipe or tube so that the temperature inside the pipe or tube can be kept constant.
  • jacket heaters have a heating mat including a heating element such as a heating wire, and a heat insulating material laminated thereon.
  • the jacket heater 10 is installed in the pipe or tube by enclosing the jacket heater 10 in the form of a flat and flexible mat to cover the outer circumferential surface of the pipe or tube, and fixing it so as not to separate it from the pipe or tube.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a conventional heating wire, the heating wire used in the conventional jacket heater is a non-asbestos heating wire, the heat loss of the jacket heater is increased, the heating efficiency is lowered, and thus the power consumption for maintaining the temperature inside the pipe or tube Is increased and the durability of the jacket heater is also deteriorated.
  • An object of the present invention is to provide a jacket heater having an explosion-proof function when maintaining a constant temperature of the gas cylinder and gas pipe used in semiconductor equipment.
  • the technical problem of the present invention is to provide a waterproof means and overheat prevention means to the jacket heater.
  • the technical problem of the present invention is to provide a means for blocking the leakage current of the jacket heater.
  • An embodiment of the present invention provides a jacket heater for wrapping a gas pipe of a pipe or tube so as to maintain a constant temperature inside a pipe or tube of a semiconductor facility, the jacket heater comprising: an outer cover that is an outer surface of the jacket heater surrounding the gas cylinder and the gas pipe; An inner cover which is an inner surface of a jacket heater in contact with the gas cylinder and the gas pipe; A heat insulating material positioned between the outer cover and the inner cover to be in contact with the outer cover; A conductive plate positioned between the heat insulating material and the inner cover to be in contact with the heat insulating material and connected to an external ground terminal; An outer glass fiber positioned between the conductive plate and the inner cover in contact with the conductive plate; Explosion-proof heating wire cable is disposed on the surface of the outer glass fiber between the outer glass fiber and the inner cover to generate heat, explosion-proof heating wire cable implemented with an explosion-proof metal material; And a power input terminal provided at one end of the explosion-proof heating wire cable and receiving power from an external power source.
  • the inner cover may include a first waterproof coating layer that contacts the gas pipe and serves as a waterproof layer; A second waterproof coating layer which contacts the surface of the outer glass fiber on which the explosion-proof hot wire cable is disposed and serves as a waterproof layer; And an inner glass fiber positioned between the first waterproof coating layer and the second waterproof coating layer.
  • the thickness of the first waterproof coating layer may be thicker than the thickness of the second waterproof coating layer.
  • the waterproof coating layer may be characterized in that the silicone coating agent.
  • the explosion-proof heating cable may be characterized in that the mineral insulated cable.
  • the conductive plate may be an aluminum plate.
  • the jacket heater may include a bimetal provided between the power input terminal and an external power source to cut off power from an external power source when the temperature reaches a temperature higher than a predetermined threshold temperature.
  • the jacket heater may include a heating zone cable connecting the electric power input terminal and an external power source and having a lower resistance component than the explosion-proof heating cable.
  • the jacket heater may include a thermally conductive coating agent coated on a surface of the outer glass fiber on which the explosion-proof heating wire cable is disposed and positioned between the outer glass fiber and the inner cover and having a higher thermal conductivity than the outer glass fiber. Can be.
  • the embodiment of the present invention by keeping the temperature of the gas pipe constant by using the jacket heater to which the explosion-proof heating wire cable is applied, an unexpected explosion can be prevented and an accident can be prevented in advance.
  • a coating of a waterproof layer inside the jacket heater it is possible to block the moisture generated from the surface of the gas pipe penetrates into the jacket heater.
  • a bimetal it is possible to prevent accidents due to overheating.
  • a conductive plate plate inside the jacket heater and connected to the external ground even if the explosion-proof heating wire cable is peeled off, the leakage current can flow to the ground, due to the leakage current You can prevent accidents.
  • 1 is a view showing a conventional hot wire.
  • FIG. 2 is a plan view of a jacket heater according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a cross-sectional view of a jacket heater according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating a jacket heater wrapped in a gas pipe according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram of a mineral insulated cable according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a cross-sectional view of the diameter of each type of mineral insulated cable according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a jacket heater according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of a jacket heater according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a cross-sectional view of a jacket heater according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a jacket heater is wrapped in a gas pipe according to an embodiment of the present invention
  • 5 is a conceptual diagram of a mineral insulated cable according to an embodiment of the present invention
  • Figure 6 is a cross-sectional view of the diameter of the type of mineral insulated cable according to an embodiment of the present invention
  • Figure 7 is a view of the present invention A cross-sectional view of a jacket heater according to another embodiment.
  • Jacket heater 10 of the present invention wraps the gas cylinder and the gas pipe (A) to maintain a constant temperature inside the gas cylinder and pipe or tube of the semiconductor equipment, the outer cover 124, the inner cover 110, an insulation 123, a conductive plate 122, an outer glass fiber 121, an explosion-proof heating cable 200, and a power input terminal 201 may be included.
  • Jacket heater 10 is wrapped in the gas pipe (A) by the fastener 20 is fixed tightly.
  • the fastening body 20 is a means which fastens the jacket heater 10 so that the outer wall of gas pipe A may be wrapped as shown in FIG.
  • Fastener 20 may be implemented by a variety of fastening means, such as connecting straps and buckles, one end of the connecting string is connected to one side of the jacket heater 10, the other end of the connecting string is the jacket heater 10 It is connected to the other side of the, by wrapping the connecting strap wrapped in the gas pipe (A) and fastened with a buckle, the jacket heater 10 can be wrapped in close contact with the outer wall of the gas pipe (A).
  • the outer cover 124 (outter cover), as the outer surface of the jacket heater 10 surrounding the gas pipe (A), a synthetic resin such as polyethylene may be used.
  • the outer cover 124 may be a variety of non-conductive materials such as genius materials, even if not synthetic resin.
  • the heat insulating material 123 is positioned in contact with the outer cover 124 between the outer cover and the inner cover 110.
  • the heat insulator 123 performs a heat insulation function such that heat generated from the jacket heater 10 does not flow to the outside, such as carbon fiber.
  • the conductive plate 122 is positioned between the heat insulating material 123 and the inner cover 110 to be in contact with the heat insulating material 123 and is connected to an external ground terminal GND. Therefore, when leakage occurs due to peeling of the explosion-proof heating wire cable 200, the leaked current may flow to an external ground terminal to prevent an accident due to leakage.
  • the conductive plate 122 may be implemented by a metal sheet plate having conductivity, and may be implemented by, for example, an aluminum plate.
  • the outer glass fiber 121 is positioned between the conductive plate 122 and the inner cover 110 in contact with the conductive plate 122.
  • Glass fiber is a mineral fiber in which the molten glass is made into fibers, and has good heat resistance, durability, sound absorption, and electrical insulation.
  • Explosion-proof heating wire cable 200 is a heating heating wire which is disposed on the surface of the outer glass fiber 121 between the outer glass fiber 121 and the inner cover 110 to generate heat, a cable implemented with an explosion-proof metal material to be.
  • the arrangement of the explosion-proof heating wire cable 200 may have a variety of arrangements such as zigzag, line, polygonal arrangement.
  • Explosion-proof heating wire cable 200 has a high resistance component to generate heat by the heat of resistance.
  • the explosion-proof heating wire cable 200 which is implemented as a cable to prevent the explosion is implemented in an explosion-proof metal material.
  • Explosion-proof hot wire cable 200 may be implemented as a mineral insulated cable (mineral insulated cable).
  • the mineral insulated cable is a heat resistant wire that can be used continuously at 200 ° C. and can be used at 400 ° C. and 600 ° C., and has a heat resistant property to prevent an explosion risk.
  • a known mineral insulated cable uses a mineral such as magnesium oxide (MgO) as the insulator 2 between the conductor 1 and the sheath 3.
  • MgO magnesium oxide
  • U.S. Patent No. 4,998,341 Inco Alloys Limited fills a relatively large diameter tube with at least one conductor rod and one insulator, seals it, and then rolls and mills at high temperature to produce a relatively thin and thin wire cable. To draw the heating cable.
  • U.S. Patent No. 4,739,155 (Pyrotenax of Canada Ltd.) has the same structure as U.S. Patent No.
  • a heating element having a conductor and a high conductivity using an insulating material in a predetermined block rather than a drawing method in the manufacturing process It is manufactured by assembling, and is manufactured by joining the insulating portion surrounding the heating element.
  • FIG. 6 various types of mineral insulated cables applied to the present invention are illustrated in FIG. 6, and as shown in FIG. 6 (a), a mineral insulated cable having a single core cable type, FIG. 6 ( b) a mineral insulated cable having a twin core cable type, as shown in FIG. 6 (c), a mineral insulated cable having a flexible termination type as shown in FIG. As shown in FIG. 6 (d), there may be a mineral insulated cable having a cable termination having a solid termination type.
  • various mineral insulated cables may be used as the explosion-proof heating cable 200.
  • the power input terminal 201 is provided at one end of the explosion-proof heating wire cable 200 to receive power from the external power supply 300.
  • the power input terminal 201 may be implemented as a power input connector.
  • the inner cover 110 is an inner side surface (bonding surface) of the jacket heater 10 in contact with the gas pipe A. As shown in FIG. Since the inner cover 110 is in contact with the gas pipe (A), unlike the outer cover 124, the moisture that may be generated on the surface of the gas pipe (A) does not penetrate into the outer glass fiber 121 with the explosion-proof hot wire cable. It is provided with a waterproof layer.
  • the inner cover 110 serves as a waterproof layer in contact with the surface of the outer glass fiber 121 on which the first waterproof coating layer 111 serving as a waterproof layer in contact with the gas pipe A and the explosion-proof heating cable 200 is disposed.
  • the second waterproof coating layer 113 and the inner glass fiber 112 positioned between the first waterproof coating layer 111 and the second waterproof coating layer 113.
  • the thickness t1 of the first waterproof coating layer 111 in contact with the gas pipe A is made thicker than the thickness t2 of the second waterproof coating layer 111.
  • a silicone coating agent may be used, and various waterproof coating agents may be used.
  • the thermal conductive coating 210 having a higher thermal conductivity than the outer glass fiber 121 is coated on the surface of the outer glass fiber 121, the explosion-proof heating wire cable 200 is disposed, The coating layer may be located between the outer glass fiber 121 and the inner cover 110.
  • Explosion-proof heating wire cable 200 is arranged in a zigzag form or the like on the surface of the outer glass fiber 121, the heat generated from the explosion-proof heating wire cable 200 heats the cable area to a high temperature, the area that is not arranged Will have a low temperature. Therefore, the heating of the surface of gas pipe A is not uniform because of the temperature nonuniformity.
  • a thermally conductive coating 210 having a higher thermal conductivity than the outer glass fiber 121 on the surface of the outer glass fiber 121, the explosion-proof heating wire cable 200 is disposed as shown in FIG. ) Is coated. Therefore, the heat radiated from the explosion-proof hot wire cable 200 is rapidly propagated around by the thermal conductivity of the thermal conductive coating 210, it can achieve an even heat distribution.
  • thermally conductive coating 210 As a material of the thermally conductive coating 210, various thermally conductive materials such as boronite may be used. In addition, as a material of the thermally conductive coating 210, a thermally conductive plastic coating without heat conductivity is increased 5 to 100 times the heat transfer rate compared to the conventional plastic may be used.
  • the jacket heater 10 cuts off the driving power at the time of overheating of the explosion-proof heating wire cable 200 to block the possibility of explosion.
  • the jacket heater 10 is provided between the power input terminal 201 and the external power source 300, and the bimetal 500 (bimetal) which cuts off the power from the external power source 300 when the temperature becomes higher than the set threshold temperature.
  • the bimetal 500 is a rod-shaped part made by laminating two kinds of thin metal plates having very different thermal expansion coefficients, and may control a device according to temperature by using a bending property when heat is applied. That is, the bimetal 500 is made of one plate by bringing two kinds of thin metal plates having different expansion coefficients into close contact with each other.
  • the bimetal 500 has a large bending property even when the temperature changes only a little, and the thin metal plates joined when the temperature is heated are spaced apart. This can cut off the current.
  • the present invention includes a cooling zone hot wire cable 400 in order to prevent the heat generated by the explosion-proof hot wire cable 200 from being transmitted to the external power source 300.
  • the cooling zone hot wire cable 400 is a hot wire cable connecting the electric power input terminal 201 and the external power source 300 to have a lower resistance component than the explosion-proof hot wire cable 200. Preferably it is to have a resistance of less than 1/500 of the resistance of the explosion-proof heating cable (200).
  • the cooling zone hot wire cable 400 transmits the electric power of the external power supply 300 to the explosion-proof hot wire cable 200 as a conductive cable, but has a very low resistance component and generates little heat. Therefore, since heat is not transmitted to the external power source 300, malfunction of the external power source 300 may be prevented.

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  • Resistance Heating (AREA)
  • Pipe Accessories (AREA)

Abstract

본 발명의 실시 형태는 반도체 설비의 파이프나 튜브 내부의 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 파이프나 튜브의 가스관을 감싸는 자켓 히터에 있어서, 상기 가스관을 감싸는 자켓 히터의 외측면인 외측 커버; 상기 가스관에 접하는 자켓 히터의 내측면인 내측 커버; 상기 외측커버와 내측커버 사이에서 상기 외측 커버에 접하여 위치하는 단열재; 상기 단열재와 내측커버 사이에서 상기 단열재에 접하여 위치하며, 외부의 접지 단자와 연결되는 도전성 플레이트; 상기 도전성 플레이트와 내측커버 사이에서 상기 도전성 플레이트에 접하여 위치하는 외측 유리 섬유; 상기 외측 유리 섬유와 내측커버 사이에서 외측 유리 섬유의 표면에 배치되어 열을 발생시키는 발열 열선으로서, 방폭용 금속소재로 구현된 방폭용 열선 케이블; 및 상기 방폭용 열선 케이블의 일끝단에 마련되어 외부 전원으로부터 전력을 제공받는 전력 입력단;을 포함할 수 있다.

Description

자켓 히터
본 발명은 자켓 히터로서, 반도체 설비 등에 사용되는 가스 실린더 및 가스관의 온도를 일정하게 유지시키는 자켓 히터에 관한 것이다.
반도체 액정 제조 공정이나 화학 제품 제조 공정에서 가스 실린더 내의 가스를 포함하여 파이프나 튜브를 통해 수송되는 액체 또는 기체는 특정 온도 이상으로 유지되지 못하면 고체화되어 파이프나 튜브를 폐쇄할 수도 있고, 이로 인해 제품 불량이 야기될 수 있다. 따라서, 파이프나 튜브 내부의 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 파이프나 튜브를 감싸는 자켓 히터(jacket heater)이 사용된다.
기존의 자켓 히터는 열선과 같은 발열체를 포함하는 발열 매트와, 그 위에 적층되는 단열재를 구비한다. 편평하고 유연한 매트(mat) 형태의 자켓 히터(10)을 파이프 또는 튜브의 외주면을 덮도록 에워싸고, 파이프 또는 튜브에서 분리되지 않게 고정함으로써, 자켓 히터가 파이프 또는 튜브에 설치된다.
도 1은 기존의 열선을 도시한 그림으로서, 기존의 자켓 히터에 사용되는 열선은 무석면 열선으로서 자켓 히터의 열 손실이 커져 가열 효율이 저하되며, 이로 인해 파이프 또는 튜브 내부의 온도 유지를 위한 전력 소모가 증대되고 자켓 히터의 내구성도 악화되는 문제가 있다.
본 발명의 기술적 과제는 반도체 설비 등에 사용되는 가스 실린더 와 가스관의 온도를 일정하게 유지시킬 때 방폭 기능을 가지는 자켓 히터를 제공하는데 있다. 또한 본 발명의 기술적 과제는 자켓 히터에 방수 수단 및 과열 방지 수단을 제공하는데 있다. 또한 본 발명의 기술적 과제는 자켓 히터의 누설 전류를 차단하는 수단을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시 형태는 반도체 설비의 파이프나 튜브 내부의 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 파이프나 튜브의 가스관을 감싸는 자켓 히터에 있어서, 상기 가스 실린더와 가스관을 감싸는 자켓 히터의 외측면인 외측 커버; 상기 가스 실린더와 가스관에 접하는 자켓 히터의 내측면인 내측 커버; 상기 외측커버와 내측커버 사이에서 상기 외측 커버에 접하여 위치하는 단열재; 상기 단열재와 내측커버 사이에서 상기 단열재에 접하여 위치하며, 외부의 접지 단자와 연결되는 도전성 플레이트; 상기 도전성 플레이트와 내측커버 사이에서 상기 도전성 플레이트에 접하여 위치하는 외측 유리 섬유; 상기 외측 유리 섬유와 내측커버 사이에서 외측 유리 섬유의 표면에 배치되어 열을 발생시키는 발열 열선으로서, 방폭용 금속소재로 구현된 방폭용 열선 케이블; 및 상기 방폭용 열선 케이블의 일끝단에 마련되어 외부 전원으로부터 전력을 제공받는 전력 입력단;을 포함할 수 있다.
상기 내측 커버는, 상기 가스관에 접하여 방수층 역할을 하는 제1방수 코팅층; 상기 방폭용 열선 케이블이 배치된 외측 유리 섬유의 표면에 접하여 방수층 역할을 하는 제2방수 코팅층; 및 상기 제1방수 코팅층과 제2방수 코팅층 사이에 위치하는 내측 유리 섬유;를 포함할 수 있다.
상기 제1방수 코팅층의 두께가 상기 제2방수 코팅층의 두께보다 더 두꺼울 수 있다.
상기 방수 코팅층은 실리콘 코팅제임을 특징으로 할 수 있다.
상기 방폭용 열선 케이블은, 미네럴 절연 케이블임을 특징으로 할 수 있다.
상기 도전성 플레이트는, 알루미늄 플레이트임을 특징으로 할 수 있다.
상기 자켓 히터는, 상기 전력 입력단과 외부 전원 사이에 마련되어, 설정된 임계 온도보다 높은 온도가 될 시에 외부 전원으로부터 전력을 차단하는 바이메탈;을 포함할 수 있다.
상기 자켓 히터는, 상기 전력 입력단과 외부 전원을 연결하는 열선 케이블로서, 상기 방폭용 열선 케이블보다 더 낮은 저항 성분을 가지는 쿨링존 열선 케이블;을 포함할 수 있다.
상기 자켓 히터는, 상기 방폭용 열선 케이블이 배치된 외측 유리 섬유의 표면에 코팅되어 상기 외측 유리 섬유와 내측커버 사이에 위치하며, 상기 외측 유리 섬유보다 높은 열전도력을 가지는 열도전성 코팅제;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면 방폭용 열선 케이블이 적용된 자켓 히터를 이용하여 가스관의 온도를 일정하게 유지시킴으로써, 혹시 모를 폭발을 방지할 수 있어 사고를 미연에 방지할 수 있다. 또한 본 발명의 실시 형태에 따르면 자켓 히터 내부에 방수층을 코팅하여 마련함으로써, 가스관의 표면에서 발생되는 수분이 자켓 히터의 내부로 스며드는 것을 차단할 수 있다. 또한 바이메탈을 구비하여, 과열로 인한 사고를 방지할 수 있다. 또한 본 발명의 실시 형태에 따르면 자켓 히터의 내부에 도전성 플레이트판을 구비하고 외부의 접지에 연결함으로써, 방폭용 열선 케이블의 피복이 벗겨지더라도 누설 전류를 접지로 흘러보낼 수 있어, 누설 전류로 인한 사고를 방지할 수 있다.
도 1은 기존의 열선을 도시한 그림.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자켓 히터의 평면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자켓 히터의 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 자켓 히터가 가스관에 감싸져 있는 모습을 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 미네럴 절연 케이블의 개념도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 타입별 미네럴 절연 케이블의 직경 단면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자켓 히터의 단면도.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해서 보다 명확해질 것이다. 하기에서 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자켓 히터의 평면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자켓 히터의 단면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 자켓 히터가 가스관에 감싸져 있는 모습을 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 미네럴 절연 케이블의 개념도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 타입별 미네럴 절연 케이블의 직경 단면도이며, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자켓 히터의 단면도이다.
본 발명의 자켓 히터(10)(jacket heater)는 반도체 설비의 가스 실린더 및 파이프나 튜브 내부의 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 가스 실린더 및 가스관(A)을 감싸는데, 외측 커버(124), 내측 커버(110), 단열재(123), 도전성 플레이트(122), 외측 유리 섬유(121), 방폭용 열선 케이블(200), 및 전력 입력단(201)을 포함할 수 있다.
자켓 히터(10)는 체결체(20)에 의하여 가스관(A)에 감싸져 밀착 고정된다. 체결체(20)는, 도 4에 도시한 바와 같이 자켓 히터(10)를 가스관(A)의 외벽을 감싸도록 체결시키는 수단이다. 체결체(20)는 연결끈과 버클 등의 다양한 체결 수단으로 구현될 수 있으며, 연결끈의 일끝단이 자켓 히터(10)의 일측면에 연결되고, 연결끈의 타끝단이 자켓 히터(10)의 타측면에 연결되어 있어, 연결끈을 가스관(A)에 감아 감싼 후 버클로 체결함으로써, 자켓 히터(10)를 가스관(A)의 외벽에 밀착시켜 감싸서 접하게 할 수 있다.
외측 커버(124)(outter cover)는, 가스관(A)을 감싸는 자켓 히터(10)의 외측면으로서, 폴리에틸렌 등의 합성 수지가 사용될 수 있다. 외측 커버(124)는 합성 수지가 아니더라도 천재질 등의 무도전성의 다양한 재질이 사용될 수 있다.
단열재(123)(heater insulating material)는, 외측커버와 내측 커버(110) 사이에서 외측 커버(124)에 접하여 위치한다. 단열재(123)는 카본 파이버(carbon fiber)와 같이 자켓 히터(10)에서 발생된 열이 외부로 흘러가지 않도록 단열 기능을 수행한다.
도전성 플레이트(122)(electro-conductive glass)는, 단열재(123)와 내측 커버(110) 사이에서 단열재(123)에 접하여 위치하며, 외부의 접지 단자(GND)와 연결된다. 따라서 방폭용 열선 케이블(200)의 피복 벗겨짐 등의 이유로 누설이 발생할 시에 누설된 전류를 외부의 접지 단자로 흘러보내 누설로 인한 사고를 방지할 수 있다. 도전성 플레이트(122)는 도전성을 가지는 금속 시트판으로 구현될 수 있으며, 예컨대 알루미늄 플레이트로 구현될 수 있다.
외측 유리 섬유(121)(outter glass fiber)는, 도전성 플레이트(122)와 내측 커버(110) 사이에서 도전성 플레이트(122)에 접하여 위치한다. 유리 섬유는 용융한 유리를 섬유 모양으로 한 광물섬유로서, 내열성, 내구성, 흡음성, 전기 절연성이 좋은 특성을 가진다.
방폭용 열선 케이블(200)은, 외측 유리 섬유(121)와 내측 커버(110) 사이에서 외측 유리 섬유(121)의 표면에 배치되어 열을 발생시키는 발열 열선으로서, 방폭용 금속소재로 구현된 케이블이다. 방폭용 열선 케이블(200)의 배치 방식은 지그재그 방식, 일렬 방식, 다각형 배치 방식 등 다양한 배치 방식 형태를 가질 수 있을 것이다.
방폭용 열선 케이블(200)은 높은 저항 성분을 가져 저항열에 의한 열을 발생시킨다. 또한 방폭용 열선 케이블(200)은, 폭발을 방지하는 케이블로 구현되는데 방폭용 금속 소재로 구현된다. 방폭용 열선 케이블(200)은 미네럴 절연 케이블(mineral insulated cable)로서 구현될 수 있다. 공지된 바와 같이 미네럴 절연 케이블은 200℃에서 연속 사용 가능하며 400℃, 600℃에서도 사용 가능한 내열 전선으로서, 내열 특성을 가져 폭발 위험을 방지할 수 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 공지된 미네랄 절연 케이블(mineral insulated cable)은 도체(1)와 피복(3) 사이의 절연체(2)로서 산화 마그네슘(MgO)와 같은 미네랄을 사용한다. 미국 특허 제4,998,341호(Inco Alloys Limited사)에 개시된 기술은 비교적 큰 직경을 갖는 튜브에 적어도 하나의 도전체봉과 하나의 절연체를 채우고, 그를 밀봉한 후 고온에서 롤링 및 밀링하여 비교적 얇고 가느다란 와이어 케이블로 인발시켜, 히팅 케이블을 제공한다. 또한 미국 특허 제 4,739,155호(Pyrotenax of Canada Ltd.사)는 미국 특허 제4,998,341호와 마찬가지의 구조를 가지나, 제조공정상 인발 방식이 아니라 소정의 블록안에서 절연재를 사용하여 도체 및 고도전률을 갖는 히팅 요소를 조립함으로써 제조하는 것으로, 히팅요소를 둘러싼 절연부를 접합하는 방식으로 제조한다.
참고로, 본 발명에 적용되는 미네럴 절연 케이블의 다양한 종류를 도 6에 도시하였는데, 도 6(a)에 도시한 바와 같이 싱글 코어 케이블 타입(single core cable type)을 가지는 미네럴 절연 케이블, 도 6(b)에 도시한 바와 같이 트윈 코어 케이블 타입(twin core cable type)을 가지는 미네럴 절연 케이블, 도 6(c)에 도시한 바와 같이 케이블의 종단이 플렉서블 종단 타입(flexible termination type)을 가지는 미네럴 절연 케이블, 도 6(d)에 도시한 바와 같이 케이블의 종단이 솔리드 종단 타입(solid termination type)을 가지는 미네럴 절연 케이블 등이 있을 수 있다. 도시하지는 않았지만 이밖에 다양한 미네럴 절연 케이블이 방폭용 열선 케이블(200)로 사용될 수 있을 것이다.
전력 입력단(201)은, 방폭용 열선 케이블(200)의 일끝단에 마련되어 외부 전원(300)으로부터 전력을 제공받는다. 전력 입력단(201)은 전원 입력 커넥터 등으로 구현될 수 있다.
내측 커버(110)는, 가스관(A)에 접하는 자켓 히터(10)의 내측면(접합면)이다. 내측 커버(110)는 외측 커버(124)와 다르게 가스관(A)에 접하여 있기 때문에 가스관(A)의 표면에서 발생될 수 있는 습기가 방폭용 열선 케이블이 있는 외측 유리 섬유(121)로 스며들지 않도록 방수층을 구비한다.
이를 위하여 내측 커버(110)는, 가스관(A)에 접하여 방수층 역할을 하는 제1방수 코팅층(111)과, 방폭용 열선 케이블(200)이 배치된 외측 유리 섬유(121)의 표면에 접하여 방수층 역할을 하는 제2방수 코팅층(113)과, 제1방수 코팅층(111)과 제2방수 코팅층(113) 사이에 위치하는 내측 유리 섬유(112)를 포함한다. 나아가 가스관(A)에 접하는 제1방수 코팅층(111)의 두께(t1)가 제2방수 코팅층(111)의 두께(t2)보다 더 두껍게 되도록 한다. 가스관(A)의 표면에 접하는 제1방수 코팅층(111)의 두께를 더 두껍게 함으로써, 방수 효과를 더욱 극대화할 수 있다.
제1방수 코팅층(111) 및 제2방수 코팅층(113)은 실리콘 코팅제가 사용될 수 있으며, 이밖에 다양한 방수 코팅제가 사용될 수 있을 것이다.
한편, 방폭용 열선 케이블(200)이 배치된 외측 유리 섬유(121)의 표면에는 도 7에 도시한 바와 같이 외측 유리 섬유(121)보다 높은 열전도력을 가지는 열도전성 코팅제(210)가 코팅되어, 코팅층이 외측 유리 섬유(121)와 내측 커버(110) 사이에 위치할 수 있다. 방폭용 열선 케이블(200)은 외측 유리 섬유(121)의 표면에 지그재그 형식 등으로 배치되는데, 방폭용 열선 케이블(200)에서 발생되는 열은 해당 케이블 영역을 높은 온도로 가열하고, 배치되지 않은 영역은 낮은 온도를 가질 것이다. 따라서 온도의 불균일로 인하여 가스관(A)의 표면의 가열이 고르게 되지 않는다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 도 7에 도시한 바와 같이 방폭용 열선 케이블(200)이 배치된 외측 유리 섬유(121)의 표면에는 외측 유리 섬유(121)보다 높은 열전도력을 가지는 열도전성 코팅제(210)를 코팅하는 것이다. 따라서 방폭용 열선 케이블(200)에서 방사되는 열은 열도전성 코팅제(210)의 열전도력에 의하여 주변에 빠르게 전파됨으로써, 고른 열분포를 이룰 수 있다.
열전도성 코팅제(210)의 소재로는 보로나이트레이트 등의 다양한 열도전성 소재가 사용될 수 있다. 또한 열도전성 코팅제(210)의 소재로는, 도전성이 없으면서 열도전성이 기존 플라스틱에 비해 5~100배 열전달 속도가 증가된 열도전성 플라스틱 코팅제가 사용될 수 있을 것이다.
한편, 본 발명의 실시예는 자켓 히터(10)는, 방폭용 열선 케이블(200)의 과열 발생시에 구동 전력을 차단하여 폭발 가능성을 원천 차단한다. 이를 위해 자켓 히터(10)는, 전력 입력단(201)과 외부 전원(300) 사이에 마련되어, 설정된 임계 온도보다 높은 온도가 될 시에 외부 전원(300)으로부터 전력을 차단하는 바이메탈(500)(bimetal)을 구비한다. 바이메탈(500)은, 열팽창계수가 매우 다른 두 종류의 얇은 금속판을 포개어 붙여 한 장으로 만든 막대 형태의 부품으로, 열을 가했을 때 휘는 성질을 이용해 기기를 온도에 따라 제어하는 역할을 할 수 있다. 즉, 바이메탈(500)은 팽창 계수가 다른 2종류의 얇은 금속판을 밀착하여 하나의 판으로 만든 것으로서, 온도가 조금만 변화해도 크게 굽어지는 성질이 있어, 온도가 가열될 시에 접합된 얇은 금속판이 이격됨으로써 전류를 차단시킬 수 있다.
한편, 자켓 히터(10)의 방폭용 열선 케이블(200)에서 발생되는 열이 전력 입력단(201)을 통해 외부 전원(300)에 전달되어, 외부 전원(300)의 오동작을 유발할 수 있다. 본 발명은 이러한 방폭용 열선 케이블(200)의 발생 열이 외부 전원(300)에 전달되지 않도록 하기 위하여 쿨링존 열선 케이블(400)을 구비한다. 쿨링존 열선 케이블(400)은, 전력 입력단(201)과 외부 전원(300)을 연결하는 열선 케이블로서, 방폭용 열선 케이블(200)보다 더 낮은 저항 성분을 가지도록 한다. 바람직하게는 방폭용 열선 케이블(200)의 저항의 1/500 미만의 저항을 가지도록 함이 바람직하다. 쿨링존 열선 케이블(400)은, 도전성 케이블로서 외부 전원(300)의 전력을 방폭용 열선 케이블(200)에 전달하지만, 저항 성분이 매우 낮아 열을 거의 발생시키지 않는다. 따라서 외부 전원(300)에 열이 전달되지 않기 때문에 외부 전원(300)의 오동작을 방지할 수 있다.
상술한 본 발명의 설명에서의 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것으로, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경 및 균등한 타의 실시예가 가능한 것이다.
** 부호의 설명 **
10:자켓 히터
20:체결체
110:내측 커버
111:제1방수 코팅층
112:내측 유리 섬유
113:제1방수 코팅층
121:외측 유리 섬유
122:도전성 플레이트
123:단열재
124:외측 커버
200:방폭용 열선 케이블
210:열전도성 코팅제

Claims (9)

  1. 반도체 설비의 파이프나 튜브 내부의 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 파이프나 튜브의 가스관을 감싸는 자켓 히터에 있어서,
    상기 가스관을 감싸는 자켓 히터의 외측면인 외측 커버;
    상기 가스관에 접하는 자켓 히터의 내측면인 내측 커버;
    상기 외측커버와 내측커버 사이에서 상기 외측 커버에 접하여 위치하는 단열재;
    상기 단열재와 내측커버 사이에서 상기 단열재에 접하여 위치하며, 외부의 접지 단자와 연결되는 도전성 플레이트;
    상기 도전성 플레이트와 내측커버 사이에서 상기 도전성 플레이트에 접하여 위치하는 외측 유리 섬유;
    상기 외측 유리 섬유와 내측커버 사이에서 외측 유리 섬유의 표면에 배치되어 열을 발생시키는 발열 열선으로서, 방폭용 금속소재로 구현된 방폭용 열선 케이블; 및
    상기 방폭용 열선 케이블의 일끝단에 마련되어 외부 전원으로부터 전력을 제공받는 전력 입력단;
    을 포함하는 자켓 히터.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 내측 커버는,
    상기 가스관에 접하여 방수층 역할을 하는 제1방수 코팅층;
    상기 방폭용 열선 케이블이 배치된 외측 유리 섬유의 표면에 접하여 방수층 역할을 하는 제2방수 코팅층; 및
    상기 제1방수 코팅층과 제2방수 코팅층 사이에 위치하는 내측 유리 섬유;
    를 포함하는 자켓 히터.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1방수 코팅층의 두께가 상기 제2방수 코팅층의 두께보다 더 두꺼운 자켓 히터.
  4. 청구항 2에 있어서,
    방수 코팅층은 실리콘 코팅제임을 특징으로 하는 자켓 히터.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 방폭용 열선 케이블은,
    미네럴 절연 케이블임을 특징으로 하는 자켓 히터.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 도전성 플레이트는,
    알루미늄 플레이트임을 특징으로 하는 자켓 히터.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 자켓 히터는,
    상기 전력 입력단과 외부 전원 사이에 마련되어, 설정된 임계 온도보다 높은 온도가 될 시에 외부 전원으로부터 전력을 차단하는 바이메탈;
    을 포함하는 자켓 히터.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 자켓 히터는,
    상기 전력 입력단과 외부 전원을 연결하는 열선 케이블로서, 상기 방폭용 열선 케이블보다 더 낮은 저항 성분을 가지는 쿨링존 열선 케이블;
    을 포함하는 자켓 히터.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 자켓 히터는,
    상기 방폭용 열선 케이블이 배치된 외측 유리 섬유의 표면에 코팅되어 상기 외측 유리 섬유와 내측커버 사이에 위치하며, 상기 외측 유리 섬유보다 높은 열전도력을 가지는 열도전성 코팅제;를 포함하는 자켓 히터.
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