(57)【要約】  本発明は、 断熱ヒータジャケットに関し、特に、シリコンラバーとヒータコントローラと熱ワイヤ構造とによって構成される断熱ヒータジャケットに関する。 本発明の断熱ヒータジャケットは、ポリメチルビニル酸化シリカ溶液を配合して成形したシリコンラバーを用いることにより、耐久性を改善させることができ、さらに、第１の熱ワイヤと第２の熱ワイヤを用いて二重化されたヒーティングパッドを有し、マイクロプロセッサと温度センサが、二重化された熱ワイヤの誤動作状態を監視し、誤動作発生の際に代替動作するように制御することにより、精密な温度制御はもとより、２４時間常時誤動作無しに信頼性のある性能を発揮することができるという効果がある。
2008539546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体または液体が内部を流れるパイプの表面を取り囲み、前記パイプの温度を所定の温度に維持するための断熱ヒータジャケットにおいて、
前記パイプに熱を提供する熱ワイヤを有し、前記熱ワイヤを複数の並列構造で配置し、シリコンファイバガラスの外皮で取り囲まれたヒーティングパッドと、
前記ヒーティングパッドの前記熱ワイヤ上に装着され、前記ヒーティングパッドの温度を感知する単一または複数の温度センサと、
前記ヒーティングパッドを覆うように、ポリメチルビニル酸化シリカ混合溶液を用いて金型成形されたシリコンラバーと、
前記温度センサが感知する温度が入力され、複数の並列連結された熱ワイヤのうちの特定の熱ワイヤが誤動作しているかを判断し、前記熱ワイヤが誤動作している際には並列化された他の熱ワイヤをターンオンさせて代替動作するように制御するコントローラと、
を備えることを特徴とする断熱ヒータジャケット。
【請求項２】
気体または液体が内部を流れるパイプの表面を取り囲み、前記パイプの温度を所定の温度に維持するための断熱ヒータジャケットにおいて、
前記パイプに熱を提供する熱ワイヤを有し、前記熱ワイヤを複数の並列構造で配置し、シリコンファイバガラスの外皮で取り囲まれたヒーティングパッドと、
前記ヒーティングパッドの熱ワイヤ上に装着され、前記ヒーティングパッドの温度を感知する単一または複数の温度センサと、
ポリメチルビニル酸化シリカ混合溶液を用いて押出成形の方法で製造され、外側表面と窪みとを通って縦方向に形成された空洞を有する円筒形状を有し、前記ヒーティングパッドを覆うシリコンラバーと、
前記温度センサが感知する温度を入力され、複数の並列連結された熱ワイヤのうちの特定の熱ワイヤが誤動作しているかを判断し、前記熱ワイヤが誤動作している際には並列化された他の熱ワイヤをターンオンさせて代替動作するように制御するコントローラと、
を備えることを特徴とする断熱ヒータジャケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、 断熱ヒータジャケットに関し、特に、シリコンラバーと熱ワイヤ構造とヒータコントローラとによって構成される断熱ヒータジャケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体、液晶製造工程またはその他の化学製品製造工程において、パイプまたはチューブ、弁胴体等を通って輸送される液体または気体が特定の温度に維持されない場合、パウダー状に固体化し、チューブを塞ぐような問題が生じる。
【０００３】
例えば、低圧化学的気相成長法（ＬＰＣＶＤ：Ｌｏｗ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）工程またはプラズマエッチングのような半導体工程の場合、反応室から排出されるガス中に塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）ガスまたは塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ３）のような反応副産物が含まれる。反応副産物を輸送するパイプを常温にそのまま維持する場合、前記塩化アンモニウムガスは、固化沈殿され、パイプの壁面に付着してしまう。
【０００４】
その結果、パイプの内壁は、固化沈殿されたパウダーで沈積され、パイプまたはチューブの内壁が塞がることにより、正常の流路を塞ぎ、コンダクタンスを減少させ、工程に必要な圧力を維持することができない。上述した問題点を解決するために、当業界では、輸送パイプの周りをヒータマットまたはヒータジャケットで取り囲み、一定の温度を維持させることにより、輸送ガスの固化沈殿現象を防止している。以下、「断熱ヒータジャケット」は本発明の熱伝達のためのヒータジャケットを意味するものとする。
【０００５】
このような輸送パイプの断熱ジャケットまたは断熱マットに関する技術は、韓国特許公開第１０−２００２−００８５０２４号に開示されている。ところが、従来技術は、機械式接点温度制御回路が損傷するという問題を解決しているが、断熱ジャケットを構成するシリコンラバーが容易に破損するという問題点と、熱ワイヤの誤動作の際に断熱ジャケットの全体を新たに交換しなければならないという問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明の第１の目的は、特定の熱ワイヤが誤動作する場合も、これを代替する熱ワイヤで、パイプに熱を提供することができる信頼性のある断熱ジャケットを提供することにある。
【０００７】
本発明の第２の目的は、第１の目的に加えて、周辺環境に対しても耐性を有する良質のシリコンラバーを備えた断熱ジャケットを提供することにある。
【０００８】
本発明の第３の目的は、第１の目的に加えて、熱ワイヤの誤動作の際にこれを感知し、常時、信頼性のある断熱ジャケット動作を保障する制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明は、気体または液体が流入されて流れるパイプの表面を取り囲み、パイプの温度を所定の温度に維持する断熱ヒータジャケットを提供する。断熱ヒータジャケットは、パイプに熱を提供する熱ワイヤを有し、熱ワイヤを複数の並列構造で構成し、シリコンファイバガラスの外皮に設けられたヒーティングパッドと、ヒーティングパッドの熱ワイヤ上に装着され、ヒーティングパッドの温度を感知する単一または複数の温度センサと、ヒーティングパッドを取り囲む形態として、ポリメチルビニル酸化シリカ溶液を混合して形成されたシリコンラバーと、温度センサが感知する温度を入力され、複数の並列連結された熱ワイヤのうち、特定の熱ワイヤの誤動作の有無を判断し、誤動作発生の際に並列化された他の熱ワイヤをターンオンさせて代替動作するように制御するコントローラとを備えている。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明は、ポリメチルビニル酸化シリカ溶液を配合して成形したシリコンラバーと、二重化された熱ワイヤ構造を用いた断熱ヒータジャケットを提供することにより、精密な温度制御はもとより、誤動作無しに信頼性のある性能を発揮することができる。
【００１１】
本発明は、ポリメチルビニル酸化シリカ溶液を配合して成形したシリコンラバーを用いることにより、耐久性を改善させることができる。さらに、第１の熱ワイヤと第２の熱ワイヤを用いて二重化されたヒーティングパッドを有し、マイクロプロセッサと温度センサが、二重化された熱ワイヤの誤動作状態を監視し、誤動作発生の際に代替動作するように制御する。このため、精密な温度制御はもとより、２４時間常時誤動作無しに信頼性のある性能を発揮することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施形態を、添付図面に基づいて詳しく説明する。
図１は本発明による断熱ヒータジャケットの概略的構成を示す図である。図１を参照すると、ガスまたは液体が輸送されるパイプ１００の周囲を放射状に取り囲むヒーティングパッド１１０が示されており、ヒーティングパッド１１０には、ニクロム線のような熱ワイヤが巻かれている。
【００１３】
パイプ１００を取り囲んでいるヒーティングパッド１１０上には、断熱材としてシリコンラバー１２０が取り囲まれており、その上にボタンを有する外皮１３０が最後に取り囲まれる。本発明によるシリコンラバー１２０は、ジメチルビニル酸化シリカまたはトリメチルビニル酸化シリカ７５〜８５％と、アエロジル１０〜１５％とからなる接着性シリカ混合物を用いて作製される。断熱材としてのシリコンラバー１２０は、射出成形または押出成形の方法で製造され得る。射出成形は、一定の型中に上記樹脂混合物を充填して成形するものであり、押出成形は、単軸又は二軸押出機によって、中空を有する円筒状のシリコンラバーを連続的に成形した後、所定の大きさに切断し、配線等のための形態に加工して製造する。押出成形は、射出成形に比べ、後加工をさらに経なければならないので、作業段階が増えてはいるが、連続的な生産が可能であるので、生産性が高く、経済性に優れており、本発明の断熱ヒータジャケットのシリコンラバーを製造するノにおいてより好ましい。
【００１４】
本発明の好適な実施形態として、（株）東洋シリコン製のＤＳＦ４００ＡとＤＳＦ４００Ｂ溶液を、次のように合成して製造することができる。
【００１５】
先ず、金型を、オーブン内において、約４０℃〜１００℃の条件で１５〜３０分以上配置した後、前記ＤＳＦ４００Ａ溶液とＤＳＦ４００Ｂ溶液とを重量／体積１：１の割合で十分に混ぜる。次いで、シリコンラバーの成型するために、再び混合溶液を金型に充填し、オーブンにおいて、４０℃〜１００℃の条件で１５〜３０分間配置する。
【００１６】
このように、本発明により作製されたシリコンラバーは、堅く、耐久強度が高く、耐熱性が高いので、従来、用いられてきたシリコンラバーに比べ、周囲環境による損傷が最小化され得る。
【００１７】
図２及び図３は、本発明による断熱ヒータジャケットに適用される熱ワイヤの構成を図式的に示す図である。本発明による断熱ヒータジャケットの第１の実施形態として、図２に示すように、第１の熱ワイヤと第２の熱ワイヤで二重化して並列構成にすることにより、熱ワイヤの老化または不良による誤動作の際に他の熱ワイヤが作動するようにすることができる。
【００１８】
図２を参照すると、表面温度負荷密度を計算し（例えば、１９０Ｗの熱量が必要な場合、必要なニクロム線の抵抗値を計算する）、熱ワイヤを二重的に二つ配置し、端子１と端子３の間の第２熱ワイヤが不良誤動作である場合、端子２と端子３の間の第１熱ワイヤを作動させることにより、断熱ヒータジャケットの寿命を延長させることができる。このとき、本発明の好適な実施形態として、温度センサ、すなわち、サーミスタは、第１の熱ワイヤと第２の熱ワイヤの上または表面温度負荷密度が同一の箇所に位置するようにすることができる。
【００１９】
図３は本発明の第２の実施形態を示しており、熱ワイヤの２重化構造は、第１の熱ワイヤと第２の熱ワイヤとを並列に挿入し、シリコンファイバガラス１９０をそれらの間に挿入するように構成されている。すなわち、本発明の第１の実施形態は一層からなるヒーティングパッドに熱ワイヤを並列に連結することを特徴としているのに対して、本発明の第２の実施形態は二重化された熱ワイヤを二層のヒーティングパッドに挿入することを特徴としている。
【００２０】
図４は、本発明により二重化された熱ワイヤ構造を制御するためのヒータコントローラの構成を示す図である。図４に示すように、ヒータコントローラは、ヒータ制御用マイクロプロセッサ３００とヒータ制御用電子接点式リレー（ＳＳＲ）３１０とを有している。交流１１０Ｖ／２２０Ｖをトランスに入力するとＡＣ６Ｖが出力される。そして、ＡＣ６Ｖは、ブリッジダイオード３８０の接点に投入され、出力されたＤＣ６ＶがＳＳＲ３１０に投入される。
【００２１】
制御しようとする温度を設定すると、温度センサ３６０によって現在の温度が読み取られ、このとき温度値はＡ／Ｄコンバータ３７０によってＡ／Ｄ変換される。読み取られた温度が設定温度を下回っている場合、加熱するためにＳＳＲ３１０のオン状態を維持する。設定温度に達すると、ＳＳＲ３１０をターンオフさせてヒータの温度を制御する。このとき、リレー３３０は、好ましくは、ＦＯＲＭ−Ｃタイプであり、第１のヒータ３３５（「第１の熱ワイヤ」に対応する）を加熱し、第１のヒータの熱ワイヤ誤動作の際には温度センサ３６０から第１のヒータの不良を感知し、第２のヒータ３３６（「第２の熱ワイヤ」に対応する）を加熱する。
【００２２】
本発明による好適な実施形態として、ヒータの誤動作判断方法を以下のように適用することができる。一方、第１のヒータが加熱されている間には、第１のヒータインジケータ３７１のＬＥＤがオン又はオフされ、現在のヒータの温度制御状態がわかる。また、第２のヒータが加熱されている間には、第２のヒータインジケータ３７２のＬＥＤがオン又はオフされ、現在のヒータの温度制御状態がわかる。
【００２３】
一方、第１のヒータの温度が設定温度の８０％以下に下がると、第１のヒータは、ＦＡＩＬと処理され、第２のヒータを動作させる。
【００２４】
図５は、本発明の好適な実施形態により二重化された熱ワイヤの動作制御方法を示すフローチャートである。図５を参照すると、熱ワイヤを制御するマイクロプロセッサの変数を初期化し（ステップＳ６００）、熱ワイヤの一つを選択する（ステップＳ６０１）。次いで、特定の熱ワイヤを用いて、指定された到達時間内に設定温度に到達したか否かを判断する（ステップＳ６０２）。到達していない場合には、誤動作（ＦＡＩＬ）判定を行い、代替熱ワイヤを動作させる過程（ステップＳ６０３）を進行する。
【００２５】
上述した内容は、後述する発明の特許請求の範囲をより理解し易くするために、本発明の特徴と技術的長所を多少幅広く概説した。本発明の特許請求の範囲を構成する付加的な特徴と長所が上述されるだろう。開示された本発明の概念と特定の実施形態は、本発明と類似した目的を行うための他の構造の設計や修正の基本として即座に使用され得ることが、当該技術の分野における熟練者により認識されなければならない。
【００２６】
また、本発明に開示された発明概念と実施形態が、本発明の同一の目的を行うために、他の構造に修正または設計するための基礎として、当該技術の分野における熟練者により使用され得るだろう。また、当該技術の分野における熟練者によるそのような修正または変更された等価構造は、特許請求の範囲で記述した発明の思想や範囲を外れない限度内で様々な変化、置換及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による断熱ヒータジャケットの概略的構成を示す図である。
【図２】本発明による断熱ヒータジャケットに適用される熱ワイヤの構成を模式的に示す図である。
【図３】本発明による断熱ヒータジャケットに適用される熱ワイヤの構成を模式的に示す図である。
【図４】本発明により二重化された熱ワイヤ構造を制御するためのヒータコントローラの構成を示す図である。
【図５】本発明の好適な実施形態により二重化された熱ワイヤの動作制御方法を示す図である。
【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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【国際調査報告】
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