(57)【要約】      （修正有）【課題】互いに接続された配管の配管接続部を温度ムラ少なく加熱する配管用加熱ヒータを提供する。【解決手段】配管端部のフランジＰＦ同士を覆うように締結するクランプ１により互いに接続された配管接続部ＰＣを加熱する配管用加熱ヒータ２が、ヒンジを介して連結され、配管接続部ＰＣに装着されたとき、クランプ１の外周を覆う周壁２１と、周壁２１に連接されクランプ１の側周を覆い配管Ｐの管面ＰＳに当接する側壁２２とからなる多面体を形成する複数のシェルからなるハウジングと、各シェルの少なくとも周壁２１の内面２１ａに配置された断熱材２７と、側壁２２の内面２２ｂに支持された発熱体３１とを備え、装着時に、発熱体３１を、フランジＰＦの側方においてフランジＰＦを囲むように配置する。【選択図】図５
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
接続される２本の配管端部の各フランジ同士を覆うようにして、該フランジ同士を締結するクランプにより互いに接続された配管接続部を加熱する配管用加熱ヒータであって、
ヒンジを介して連結され、前記配管接続部に装着されたとき、前記クランプの外周を覆う周壁と、該周壁に連接され前記クランプの側周を覆い前記配管の管面に当接する側壁とからなる多面体を形成する複数のシェルからなるハウジングと、
前記各シェルの少なくとも周壁の内面に配置された断熱材と、
前記側壁の内面に支持された発熱体とを備え、
前記装着時に、前記発熱体が、前記フランジの側方において前記フランジを囲むように配置されることを特徴とする配管用加熱ヒータ。
【請求項２】
前記側壁の内面に、該内面から間隔をおいて、長孔を有する保護プレートを備え、
前記発熱体が、前記保護プレートと前記側壁との間に支持されるとともに、前記発熱体が前記長孔から部分的に突出していることを特徴とする請求項１に記載の配管用加熱ヒータ。
【請求項３】
前記発熱体が、前記側壁の内面に弾性支持部材によって支持され、該弾性支持部材の弾力により前記長孔から部分的に突出するように付勢されていることを特徴とする請求項２に記載の配管用加熱ヒータ。
【請求項４】
前記弾性支持部材が、ポリイミドからなることを特徴とする請求項３に記載の配管用加熱ヒータ。
【請求項５】
前記シェルが、施錠により前記多面体の形状が維持されるパチン錠を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の配管用加熱ヒータ。
【請求項６】
前記断熱材が、耐熱樹脂を含浸したものからなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の配管用加熱ヒータ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、半導体製造装置、その他の製造装置等における配管用加熱ヒータに関する。より詳しくは、配管端部のフランジ同士をクランプにより締結し、互いに接続された配管の配管接続部を加熱する配管用加熱ヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造装置、化学処理装置およびその他の製造装置においては、処理前の気体または液体および処理後の気体または液体を移送する配管の内壁に、これらの気体または液体が固化もしくは堆積することを防ぐため、配管を加熱する配管用加熱ヒータが使用されている。
【０００３】
配管加熱用ヒータとしては、発熱体を埋設した保温ジャケットを配管に巻き付けることにより、配管を加熱する直接加熱式の配管用加熱ヒータが知られている。この直接加熱式の配管用加熱ヒータは、巻き位置のばらつき、巻きムラ等によって温度ムラが発生し易い。
【０００４】
特許文献１には、保温ジャケットが、配管に沿った多角形を形成するように配管を覆い、その多角形の角部に発熱体を配置し、配管の管面と角部との間に空気を介在させた状態で配管を加熱することにより、直接加熱式のような、巻き位置のばらつき等、すなわち発熱体の位置のばらつきによる温度ムラを低減する、いわゆる空間加熱式の配管用加熱ヒータが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１４４９４２号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、配管は、端部にフランジを有し、このフランジ同士を締結して互いに接続されているのが一般的である。このフランジ同士の締結には、両フランジを覆うようにして締結するクランプが使用される。
【０００７】
このクランプによりフランジ同士が締結された２本の配管の配管接続部を加熱する場合、上記の直接加熱式の配管用ヒータでは、クランプを介して配管接続部を加熱するため、配管に保温ジャケットを直接巻き付ける場合よりも、さらに巻き付けが困難となり、巻き位置のばらつき、巻きムラ等による温度ムラがより発生し易くなる。
【０００８】
また、特許文献１に提案されている技術であっても、保温ジャケットが、クランプを覆うようにして多面体を形成して装着するため、角部に配置された発熱体と配管接続部との距離が遠くなり、配管接続部を効率良く空間加熱することが困難である。
【０００９】
本考案の目的は、上記事情に鑑み、クランプにより締結された配管の配管接続部を温度ムラ少なく加熱する配管用加熱ヒータを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本考案の配管用加熱ヒータは、接続される２本の配管端部の各フランジ同士を覆うようにして、このフランジ同士を締結するクランプにより互いに接続された配管接続部を加熱する配管用加熱ヒータであって、ヒンジを介して連結され、配管接続部に装着されたとき、クランプの外周を覆う周壁と、この周壁に連接されクランプの側周を覆い配管の管面に当接する側壁とからなる多面体を形成する複数のシェルからなるハウジングと、各シェルの少なくとも周壁の内面に配置された断熱材と、側壁の内面に支持された発熱体とを備え、装着時に、発熱体が、フランジの側方においてこのフランジを囲むように配置されることを特徴とする。
【００１１】
ここで、「配管端部」とは、配管端のみならず、その近傍位置をも含む意味である。上記「各フランジ同士を覆う」とは、必ずしもフランジを完全に覆う意味に限定されず、フランジの一部を覆う場合も含む意味である。上記「配管接続部」とは、配管の接続面のみならず、その近傍位置をも含む意味である。
【００１２】
上記「外周」とは、配管が伸びる方向のクランプの表面を意味する。上記「側周」とは、配管が伸びる方向に対して垂直な方向のクランプの表面を意味する。上記「管面」とは、配管の表面を意味する。上記「管面に当接する」とは、隙間がなく所定の圧力を有して接触する意味に限定されず、ある程度の隙間を有して接触する場合も含む意味である。
【００１３】
上記「多面体」とは、複数の面で囲まれた、断面が多角形の立体であり、全ての面が長方形あるいは正方形で構成されるものを意味する。上記「内面」とは、配管接続部側の面を意味する。上記「断熱材」とは、ジャケットヒータ系、シリコン系、マイカ系および耐熱樹脂を含浸させたクリーンブロック系の断熱材を含む意味であり、特にクリーンな環境が要求される場合には、クリーンブロック系が望ましい。
【００１４】
また、本考案の配管用加熱ヒータは、側壁の内面に、この内面から間隔をおいて、長孔を有する保護プレートを備え、発熱体が、保護プレートと側壁との間に支持されるとともに、発熱体が長孔から部分的に突出しているものであってもよい。
【００１５】
また、本考案の配管用加熱ヒータは、発熱体が、側壁の内面に弾性支持部材によって支持され、この弾性支持部材の弾力により長孔から部分的に突出するように付勢されているものであってもよい。
【００１６】
また、本考案の配管用加熱ヒータは、弾性支持部材が、ポリイミドからなるものであってもよい。
【００１７】
また、本考案の配管用加熱ヒータは、シェルが、施錠により多面体の形状が維持されるパチン錠を有するものであってもよい。
【００１８】
また、本考案の配管用加熱ヒータは、断熱材が、耐熱樹脂を含浸したものからなるものであってもよい。
【考案の効果】
【００１９】
本考案の配管用加熱ヒータによれば、ヒンジを介して連結してハウジングを構成する各シェルの周壁がクランプの外周を覆い、各シェルの側壁がクランプの側周を覆うように管面に当接するとともに、各シェルの周壁には少なくとも断熱材が配置されているため、装着時に配管接続部が側壁および断熱材によって覆われる。
【００２０】
また、周壁の内面に支持された発熱体が、装着時にクランプの外周の上方を移動してフランジの側方でフランジを囲むように配置されるため、本考案の配管用加熱ヒータは、装着時に配管接続部の近傍に発熱体を配置して配管接続部の空間加熱が可能であり、配管接続部を温度ムラ少なく加熱できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】配管およびクランプの概略構成図
【図２】本考案に係る配管用加熱ヒータの概略構成図
【図３】本考案に係る配管用加熱ヒータの装着態様を示す図
【図４】本考案に係る配管用加熱ヒータの断面図（その１）
【図５】本考案に係る配管用加熱ヒータの断面図（その２）
【図６Ａ】測定ポイントを示す図（その１）
【図６Ｂ】測定ポイントを示す図（その２）
【図７】測定結果を示す図
【考案を実施するための形態】
【００２２】
本考案に係る配管用加熱ヒータの実施形態について図面を用いて詳細に説明する。最初に、本考案に係る配管用加熱ヒータの実施形態が適用される配管およびこの配管を接続するために使用されるクランプについて説明する。
【００２３】
図１は、本考案の実施形態である配管用加熱ヒータ２が適用される配管Ｐおよびクランプ１の概略構成図である。図１の左図は、クランプ１により接続された配管Ｐの正面図、図１の右図は、クランプ１により接続された配管Ｐの側面図を示す。
【００２４】
配管Ｐは、図１に示す通り、管面ＰＳから全周方向に突出するフランジＰＦを配管端部に有しており、このフランジＰＦ間に不図示のＯリングを挟持した状態で互いに接続されている。本実施形態では、このフランジＰＦを有する両配管端部の近傍を配管接続部ＰＣと呼ぶ。
【００２５】
クランプ１は、図１に示す通り、５個のブロック１１と、このブロック１１を挟み込み、各ブロック１１同士を連結する８個のリンク１２とから主に構成される。このリンク１２は、連結ピン１３により、ブロック１１に対して回転自在に接続されている。なお、連結ピン１３は、抜け防止のために、Ｃリング等を両端に設けている。
【００２６】
各ブロック１１には、テーパ面１１ａを有する溝１１ｂが形成されており、この溝１１ｂに両フランジＰＦが嵌め込まれるように、各ブロック１１をフランジＰＦの全周に配置する。
【００２７】
８個のリンク１２を介して連鎖状に接続されたブロック１１のうち、両端のブロック１１には、固定ネジ１４を設けてある。この固定ネジ１４を締めることにより、各テーパ面１１ａが、両フランジＰＦが互いに押し付け合うように、両フランジＰＦを当接して２本の配管Ｐが互いに接続される。
【００２８】
本実施形態において、配管Ｐが伸びる方向のクランプ１の表面を外周１ａ、配管Ｐの伸びる方向と垂直な方向のクランプ１の表面を側周１ｂと呼ぶ。
【００２９】
次に、本考案の実施形態である配管用加熱ヒータ２について説明する。図２は、配管用加熱ヒータ２の概略外形図である。図２の左図は、配管用加熱ヒータ２の外形側面図、図２の右図は、配管用加熱ヒータ２の外形正面図を示す。なお、図２は、配管Ｐに装着している配管用加熱ヒータ２を示す。
【００３０】
配管用加熱ヒータ２は、４個のシェル２０を有し、各シェル２０は、クランプ１の外周１ａを覆う周壁２１と、この周壁２１に連接してクランプ１の側周１ｂを覆う側壁２２を備えている。
【００３１】
周壁２１には、配管用加熱ヒータ２内の不図示の発熱体に電源を給電する給電ケーブル２３が接続され、側壁２２は、４半円形の切欠２２ａを有し、後述するパチン錠２４を施錠することにより、各切欠２２ａが組み合わさって配管Ｐの外径と略同一の径を有する円形を形成する。
【００３２】
各シェル２０は、ヒンジ２５を介して連結され、パチン錠２４を施錠することにより、側壁２２の切欠２２ａが、配管Ｐの管面ＰＳに当接して配管接続部ＰＣを覆うハウジング２ａを構成する。側壁２２と管面ＰＳとの当接は、全周を隙間がなく当接する場合に限定されず、若干の隙間を有して当接する場合も含むものである。
【００３３】
各シェル２０は、前述の通り、ヒンジ２５を介して連結されているため、配管接続部ＰＣへの装着に際しては、パチン錠２４を解錠し、図３に示すように、各シェル２０がクランプ１を覆うようにして行われる。また、配管用加熱ヒータ２は、配管接続部ＰＣに未装着であっても、パチン錠２４を施錠することにより、図２に示すような、正方形の形状が維持されるため、運搬時においてもその取扱いが容易である。
【００３４】
次に、配管用加熱ヒータ２の内部の構造について説明する。図４および図５は、配管用加熱ヒータ２の断面図を示す。図４は、図２の左図に示すＡ−Ａで分割した断面図、図５の左図は、図２の左図に示すＢ−Ｂで分割した断面図、図５の右図は、図５の左図に示すＣ−Ｃで分割した断面図を示す。なお、図５の右図においては、理解を容易にするため、配管Ｐは断面として図示していない。
【００３５】
配管用加熱ヒータ２は、周壁２１の内面２１ａの両端に仕切ブロック２６を配置し、両端以外の内面２１ａに断熱材２７を配置している。この断熱材２７には、具体的に、ジャケットヒータ系、シリコン系、マイカ系および耐熱樹脂を含浸させたクリーンブロック系の断熱材が使用される。
【００３６】
配管用加熱ヒータ２は、各側壁２２の内面２２ｂ上に装着時に配管Ｐを囲むように、支持ブロック２８を配置し、この支持ブロック２８上に、側壁２２と略平行となるように、保護プレート２９が配置されている。この保護プレート２９は、一方が配管接続部のフランジＰＦの側方の近傍に位置するように、支持ブロック２８によって方持支持されている。
【００３７】
各支持ブロック２８と各保護プレート２９が弾性支持部材３０を挟持し、この弾性支持部材３０が、その先端で発熱体３１を被覆している。この弾性支持部材３０には、具体的に、ポリイミドが使用される。なお、弾性支持部材３０は、発熱体３１への配線も被覆するものである。
【００３８】
弾性支持部材３０は、発熱体３１が配管接続部ＰＣの方向に付勢された状態で、支持ブロック２８と各保護プレート２９とによって方持支持されている。各保護プレート２９には、発熱体３１の長手方向の長さよりも長い長孔２９ａが設けられており、配管接続部ＰＣの方向に付勢されている発熱体３１が、弾性支持部材３０の弾性力によって長孔２９ａから部分的に突出している。
【００３９】
配管用加熱ヒータ２は、装着時に、各発熱体３１の長手方向の中心と配管Ｐの中心との距離が略同一となるように、各支持ブロック２８、各保護プレート２９、各弾性支持部材３０および各発熱体３１を配置している。
【００４０】
配管用加熱ヒータ２の作用について説明する。配管用加熱ヒータ２は、配管接続部ＰＣへの装着により、周壁２１に配置された断熱材２７がクランプ１の外周１ａを覆い、周壁２１に連接された側壁２２が、クランプ１の側周１ｂを覆うとともに、切欠２２ａが管面ＰＳに当接するため、配管接続部ＰＣとの間に空間Ｓを有するハウジング２ａが形成される。
【００４１】
発熱体３１を先端で被覆する弾性支持部材３０は、支持ブロック２８と保護プレート２９によって、配管接続部ＰＣ側へ付勢された状態で片持支持されているため、装着時には、各発熱体３１が、クランプ１の側周１ｂの上方を移動してフランジＰＦの側方で、且つフランジＰＦを囲むように配置される。装着完了後、各発熱体３１が、空間Ｓにおいて配管接続部ＰＣを空間加熱する。
【００４２】
次に、配管用加熱ヒータ２を適用した場合の配管接続部ＰＣの温度分布実験について説明する。図６Ａおよび図６Ｂは、本実験における測定ポイントを示す図、図７は、本実験における各測定ポイントの測定結果を示す図である。本実験における測定ポイントは、図６Ａおよび図６Ｂが示すように、配管Ｐの内部の管面に４５度ずつ等間隔に配置した５つの測定ポイントＳ１〜Ｓ５である。また、本実験においては、フランジＰＦの外側の制御ポイントＳ０における制御温度ＴＣが１４０℃となるように、発熱体３１の加熱を行った。また、図７において、上図は、測定ポイントＳ１〜Ｓ５の測定結果を表として示し、下図は、各測定ポイントＳ１〜Ｓ５の測定結果をグラフとして示すものである。なお、理解を容易にするため、図６において、クランプ１および配管用加熱ヒータを不図示とし、図６Ａにおいて、測定ポイントＳ１〜Ｓ５を配管Ｐ上に図示した。
【００４３】
本実験結果について説明する。各測定点Ｓ１〜Ｓ５の温度分布は、図７に示す通り、各測定温度の平均温度が１４０．６℃であり、最高温度が測定点Ｓ４における１４１．５℃、最低温度がＳ５における１３９．７℃となった。最高温度と最低温度との差は１．８℃、該差の半分の値が上記平均温度１４０．６℃に対して示す割合、すなわち均一性は、０．６４０パーセント程度であり、配管用加熱ヒータ２が配管接合部ＰＣを温度ムラ少なく加熱できることを示した。
【００４４】
これにより、本考案の実施形態である配管用加熱ヒータ２によれば、側壁２２と断熱材２７とにより形成された空間Ｓを介してクランプ１および配管接続部ＰＣを覆い、弾性支持部材３０の先端で被覆された発熱体３１が、フランジＰＦの側方で、且つフランジＰＦを囲むようにして配管接続部ＰＣを空間加熱するため、発熱体３１を配管接続部ＰＣの近傍に配置して空間加熱することが可能となり、配管接続部ＰＣを温度ムラ少なく加熱できる。
【００４５】
また、配管用加熱ヒータ２によれば、弾性支持部材３０および発熱体３１は、弾性支持部材３０より内側の保護プレート２９に沿って配置されているため、装着作業中に、配管用加熱ヒータ２の内部が何らかの障害物と接触した場合であっても、保護プレート２９が弾性支持部材３０および発熱体３１を保護し、上記接触による弾性支持部材３０および発熱体３１の破損を低減できる。
【００４６】
また、配管用加熱ヒータ２によれば、装着作業中に、クランプ１の側周１ｂ上に存在する、連結ピン１３の一部等のような突起物と長孔２９ａから突出した発熱体３１の一部が、上記突起物と接触した場合であっても、弾性支持部材３０の弾性力により、配管接続部ＰＣ側に付勢されている発熱体３１が、一次的に側壁２２側に撓み、上記突起物を通過後、再び配管接続部ＰＣ側に部分的に突出することにより、装着作業中の上記接触が生じた場合であっても、常に、発熱体３１をフランジＰＦの側方で、且つフランジＰＦを囲むように配置できる。
【００４７】
なお、本実施形態において、配管用加熱ヒータ２は、４個のシェル２０からなる配管Ｐに沿って正方形を形成するものとして説明したが、特に、これに限定されるものではない。シェル２０の個数を増やすことにより、装着時に６角形、８角形等の多角形を形成するハウジング２ａであってもよい。
【符号の説明】
【００４８】
Ｐ      配管
ＰＣ    配管接続部
ＰＦ    フランジ
ＰＳ    管面
１      クランプ
１ａ    外周
１ｂ    側周
２      配管用加熱ヒータ
２ａ    ハウジング
２０    シェル
２１    周壁
２１ａ  内面
２２    側壁
２２ｂ  内面
２４    パチン錠
２５    ヒンジ
２７    断熱材
２９    保護プレート
２９ａ  長孔
３０    弾性支持部材
３１    発熱体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
0003152782.tif 000008
【図６Ｂ】
0003152782.tif 000009
【図７】
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