(57)【要約】【課題】配管を加熱するテープ状の電熱ヒーターであって、容易に、見栄え良く取り付け施工を行うことができ、放熱を低減することができる。【解決手段】電熱ヒーター１０を幅方向に区分し、ヒーター線３０を含む加熱帯６０とヒーター線３０を含まない非加熱帯７０とする。非加熱帯７０は切り込み可能とする。加熱帯６０は、長手方向両端にコネクターを備え、２以上を連結して使用可能であり、また、連結した全ての電熱ヒーター１０が、１００Ｖでも２００Ｖでも、１つの電源で使用可能とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管を加熱するために使用するテープ状の電熱ヒーターであって、
幅方向にヒーター線を含む加熱帯とヒーター線を含まない非加熱帯とに区分され、
前記非加熱帯が、切り込み可能であることを特徴とする電熱ヒーター。
【請求項２】
一つの前記加熱帯と一つの前記非加熱帯とで構成されることを特徴とする請求項１に記載の電熱ヒーター。
【請求項３】
前記ヒーター線が、その表面にセラミック繊維からなるフェルト状の被覆層を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電熱ヒーター。
【請求項４】
前記非加熱帯が、シート状のフッ素樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の電熱ヒーター。
【請求項５】
前記加熱帯の加熱密度が、１平方センチメートル当たり０．３ワット以下であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の電熱ヒーター。
【請求項６】
前記加熱帯が、長手方向両端にコネクターを備え、２以上を連結して使用可能であることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の電熱ヒーター。
【請求項７】
前記２以上を連結して使用する際に、連結した全てが、１つの電源で使用可能であることを特徴とする請求項６に記載の電熱ヒーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管を加熱するために使用するテープ状の電熱ヒーターに関し、特に、現場での取り付け施工を簡略化することができる電熱ヒーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
電熱ヒーターは、高温を必要とする機器や配管を加熱又は保温するために使用されるものであり、マントルヒーター、リボンヒーター又はジャケットヒーター等と呼ばれている。そして、最近では非常に多くの分野で使用されるようになり、半導体製造装置等においては非常に高度な要求がされるようになった。
【０００３】
特許文献１には、被覆ヒーター線に関する発明が記載され、ニクロム線等の表面にセラミック繊維からなるフェルト状の被覆層を形成し、また、さらにその上にセラミック繊維の編物等からなる第２の被覆層を形成することにより、柔軟性に優れて緻密に配列することが可能な被覆ヒーター線が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、配管、継手、弁等の加熱や保温を目的として、対象物の外観形状に対応する形状に加工した電熱ヒーターが記載されている。例えば、図７に示す電熱ヒーター１１０は配管用であり、基材１２０にヒーター線１３０を取り付けて断熱材１４０と共にカバー部材１５０に納められている。そして、電源に接続するためにコネクター１８０が設けられている。この電熱ヒーター１１０は、全体が配管の形状に対応しており、配管全体を完全に覆うように取り付けることができる。
【０００５】
しかしながら、このような電熱ヒーター１１０を製作するためには、予め対象となる配管の正確な寸法に基づく図面が必要となる。半導体製造装置等における配管は、通常、狭い空間に複雑に入り込んだ配管であり、正確な配管図面が存在しない場合が多い。このために、設計者が現場に赴いて複雑な配管をスケッチして、詳細な採寸を行わなければならない。特に、配管の途中にある継手、バルブ等の位置を正確に採寸すると共に、ステー等の障害物についても入念に採寸する必要がある。この結果、電熱ヒーターの設計段階で多大な費用が発生することになる。
【０００６】
特許文献３には、各種管類の保温もしくは加熱に用いるテープ状の電熱ヒーターが記載されている。図８に示すように、この電熱ヒーター２１０は、基材２２０及び発熱体２３０をカバー部材２５０で包み込んで形成したものである。そして、テープ状の一端には電源に接続するためにコネクター２８０が設けられている。
【０００７】
テープ状の電熱ヒーター２１０は、これを配管の加熱に適用する場合、配管の表面に螺旋状に巻き付けて使用するか、或いは配管に沿わせて使用する。そして、テープ状であるために、配管の途中に継手類やバルブ等が設けられている場合でも、これらに巻き付ける等して施工することができる。また、配管の途中にステー等の障害物がある場合には、これらを簡単に回避して施工することができる。したがって、テープ状の電熱ヒーター２１０は、図７に示す電熱ヒーター１１０と比較して、設計段階での作業を低減することができる。
【０００８】
しかしながら、テープ状の電熱ヒーター２１０は、図７に示す電熱ヒーター１１０の場合よりも、取り付け作業が面倒であり手間の掛かる作業となる。また、配管を完全に覆うように取り付けることが難しく、隙間を生じて放熱による熱損失を生じることになる。また、施工後の外観を滑らかに仕上げることが難しく、見栄えが悪くなることも多い。
【０００９】
例えば、２本のテープ状の電熱ヒーターを配管の長手方向に沿わせ、結束バンドで固定した場合には、各ヒーター間に隙間を生じて配管が露出し易く、熱損失を生じ、見栄えも悪くなる。これを改善するために、その上をテープ状の保温材などで覆うことも考えられるが、面倒で手間の掛かる作業となる。或いは、電熱ヒーターの幅を広めにして隙間を無くすことも考えられるが、ヒーターが重なり合うと、局部的な高温を生じてトラブルを生じることになる。
【００１０】
また、配管に対してテープ状の電熱ヒーターを使用する場合、実際に必要な長さを正確に把握することが非常に困難である。そして、１本の配管に対して、複数の電熱ヒーターを使用することが多くなる。この場合、電熱ヒーターと同じ数だけ電源が必要となる。したがって、配管の周囲に複雑な配線が付き纏うことになり、結線を間違える等のトラブルが起こり易くなる。また、作業環境が悪化して安全性が損なわれることになる。さらに、使用する電源が１００Ｖであったり、２００Ｖであったりするので、取り付け時に混乱を起こすことも少なくない。
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−３４７０１７号公報
【特許文献２】特開２００２−２９５７８３号公報
【特許文献３】実開平７−１８３９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、配管を加熱するために使用するテープ状の電熱ヒーターであって、取り付け作業を容易に行うことができる電熱ヒーターを提供することを目的としている。また、放熱による熱損失を低減することができる電熱ヒーターを提供することを目的としている。また、施工後の外観を滑らかに仕上げることができ、見栄えが良くなる電熱ヒーターを提供することを目的としている。さらに、電気配線を簡略化することができる電熱ヒーターを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記のような課題を解決するために、本発明の請求項１に係る電熱ヒーターは、配管を加熱するために使用するテープ状の電熱ヒーターであって、幅方向にヒーター線を含む加熱帯とヒーター線を含まない非加熱帯とに区分され、前記非加熱帯が、切り込み可能である手段を採用している。
【００１４】
また、本発明の請求項２に係る電熱ヒーターは、請求項１に記載の電熱ヒーターにおいて、一つの前記加熱帯と一つの前記非加熱帯とで構成される手段を採用している。また、本発明の請求項３に係る電熱ヒーターは、請求項１又は２に記載の電熱ヒーターにおいて、前記ヒーター線が、その表面にセラミック繊維からなるフェルト状の被覆層を備えている手段を採用している。また、本発明の請求項４に係る電熱ヒーターは、請求項１乃至３の何れかに記載の電熱ヒーターにおいて、前記非加熱帯が、シート状のフッ素樹脂からなる手段を採用している。
【００１５】
また、本発明の請求項５に係る電熱ヒーターは、請求項１乃至４の何れかに記載の電熱ヒーターにおいて、前記加熱帯の加熱密度が、１平方センチメートル当たり０．３ワット以下である手段を採用している。また、本発明の請求項６に係る電熱ヒーターは、請求項１乃至５の何れかに記載の電熱ヒーターにおいて、前記加熱帯が、長手方向両端にコネクターを備え、２以上を連結して使用可能である手段を採用している。また、本発明の請求項７に係る電熱ヒーターは、請求項６に記載の電熱ヒーターにおいて、前記２以上を連結して使用する際に、連結した全てが、１つの電源で使用可能である手段を採用している。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の電熱ヒーターはテープ状であって、ヒーター線を含まない非加熱帯を備えているので、非加熱帯を保温部として使用することができる。そして、全体に柔軟性の高い状態として配管に馴染ませることができるので、配管に加熱帯を沿わせる形態で取り付け、更にその上に非加熱体を巻き付ける形態とすることができる。そして、これらを結束バンドで簡単に固定することができる。したがって、施工後の外観は滑らかとなり、見栄えの良い仕上がりとすることができる。
【００１７】
また、非加熱帯が切り込み可能であるので、配管の途中に継手やバルブ等が設けられている場合には、これらを完全に包み込んで取り付けることができる。また、配管の途中にステー等の障害物がある場合には、これらを切り込みで回避して取り付けることができる。そして、継手やバルブ等を含む配管全体を、非加熱部を含む電熱ヒーターで包み込むことになるので、放熱による熱損失を低減することができる。
【００１８】
また、取り付け作業が非常に簡略化されるので、施工対象となる配管の周囲に充分な空間がない場合であっても、容易に取り付け施工を行うことができる。また、配管に沿わせて取り付けるので、取り外しと取り付けを繰り返し行っても、ヒーターを破損させることが少ない。さらに、長手方向両端にコネクターを備えているので、２以上の電熱ヒーターを連結して使用可能であり、連結された複数の電熱ヒーターを１つの電源で使用することができる。このため、作業環境を良好に維持することができ、安全性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本発明の電熱ヒーター１０は、配管を加熱するために使用するテープ状の電熱ヒーターであって、幅方向にヒーター線３０を含む加熱帯６０と、ヒーター線３０を含まない非加熱帯７０とに区分されている。ここでは、一つの加熱帯６０と一つの非加熱帯７０で構成される例を示している。
【００２０】
加熱帯６０は、基材２０の面上に配列されたヒーター線３０を、カバー部材５０で被覆して形成されている。非加熱帯７０は、ヒーター線３０を含まず、カバー部材５０又はこれに類似の材質で形成されている。加熱帯６０は、ヒーター線３０を含んでいるので鋏やカッターで切り込むことができない。非加熱帯７０は、ヒーター線３０を含んでいないので、鋏やカッターを用いて切り込むことができる。すなわち、非加熱帯７０は切り込み可能となっている。
【００２１】
ヒーター線３０は、ニクロム線等をそのまま使用することもできるが、安全性の高い電熱ヒーター１０とするために、線材の表面に絶縁材の被覆層を形成した被覆ヒーター線を用いることが好ましい。特に、特許文献１に記載されているように、柔軟性が高く相互に近接して使用することができるヒーター線３０が好ましい。すなわち、セラミック繊維からなるフェルト状の被覆層を備えているものが好ましい。さらに、セラミック繊維からなるフェルト状の被覆層の上にセラミック繊維の編物等からなる第２の被覆層を形成したものが好ましい。
【００２２】
ヒーター線３０は、シート状の基材２０の表面に配列され、固定糸により固定されている。基材２０とカバー部材とは縫い糸２１により縫合されるが、図１に示すように、非加熱帯７０に近い１箇所のみで縫合されることが好ましい。これにより、基材２０とカバー部材５０とが相互に自由に動けることになり、配管に沿わせるときに柔軟に馴染むことになる。基材２０及び固定糸は、電気絶縁性と耐熱性を備えた素材であることが好ましく、例えば、ガラス繊維等の織物及び糸を使用することができる。或いは、次に記載するカバー部材５０と同じ素材とすることもできる。
【００２３】
カバー部材５０には、電気絶縁性及び耐熱性に優れると共に、低発塵性に優れた素材を用いることが好ましい。具体的には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）に代表されるフッ素樹脂、ケブラー、ノーメックス又はコーネックス等の商標で市販されている芳香族ナイロン（アラミド）、或いはザイロン等の商標で市販されているＰＢＯ繊維、すなわちポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維等が好ましい。
【００２４】
非加熱帯７０は、加熱帯６０のカバー部材５０を延長して加熱帯６０と一体に形成することが好ましい。非加熱帯７０は、電気絶縁性及び耐熱性に優れる素材を用いることが好ましく、また、鋏やカッターを用いて切り込むことを要件としているので、特に低発塵性に優れた素材が好ましいからである。これらの素材の中でも、シート状のフッ素樹脂は取り扱い易く、非加熱帯７０の素材として好適である。
【００２５】
加熱帯６０及び非加熱帯７０は、カバー部材５０の内部に適宜断熱材を含めることもできる。但し、電熱ヒーター１０全体の柔軟性が保持され、配管に馴染ませることができる範囲とすることが好ましい。断熱材には、一般的に使用されているガラスフェルト等のフェルト状断熱材を用いることができる。また、発塵性の低い芳香族ナイロン繊維を素材とするフェルト状断熱材を用いることもできる。非加熱帯７０に用いる場合には、特に、発塵性の低い素材とすることが好ましい。
【００２６】
本発明の電熱ヒーター１０は、図２に示すように、配管９０に加熱帯６０を沿わせる形態で取り付けて、更にその上に非加熱帯７０を巻き付ける形態として、施工することができる。加熱帯６０の幅は、配管９０の外周に対して５０％以上となることが好ましく、７０〜１００％となることがより好ましい。また、非加熱帯７０の幅は、配管９０の外周に対して２０％以上となることが好ましい。
【００２７】
そして、加熱部６０の幅と非加熱部７０の幅の合計した長さが、配管９０の外周に対して１２０〜２００％となる長さであることが好ましい。図２（ａ）は、配管９０に対して、加熱部６０が３／４周、非加熱部７０が１／２周している例であり、図２（ｂ）は、加熱部６０が１周、非加熱部７０が１周している例である。
【００２８】
本発明の電熱ヒーター１０は、配管９０に取り付けた後に、結束バンド９５で固定することができる。また、継手やバルブ等がある場合でも、加熱部６０又は非加熱部７０で全体を包み込んでしまうことができる。このため、従来の方法と比較して、簡単に、見栄え良く施工することができると共に、放熱による熱損失を低減することができる。
【００２９】
図３は、配管９０の途中に枝配管９１がある場合に、本発明の電熱ヒーター１０を適用した例を示している。非加熱帯７０に切込７１を設けることにより、枝配管９１を回避して取り付けることが可能であり、他の部分と同様に、簡単に、見栄え良く取り付けることができる。また、配管の途中にステー等の障害物がある場合でも、非加熱帯７０に切込７１を設けることにより、これらを回避して簡単に取り付けることができる。
【００３０】
本発明の電熱ヒーターは、加熱帯６０又は非加熱帯７０の数を複数とすることができる。図４には、二つの加熱帯６０と二つの非加熱帯７０を備えた電熱ヒーター１１を例示している。特に、直径の大きな配管９０に適用する場合には、複数の加熱帯６０に分割しても、全体を非加熱帯７０で保温することにより加熱の均一性を保つことができる。
【００３１】
本発明の電熱ヒーター１０における、ヒーター線３０の配列について図５に示す。電熱ヒーター１０の加熱帯６０は、長手方向両端にコネクター８０、８１を備え、両コネクターが３本の導線３１によって結線されている。３本の導線３１は、ヒーター線３０と同様に、絶縁材の被覆層を備えていることが好ましい。そして、一方のコネクター８０（又は８１）を電源に接続することにより、導線３１間に電圧を掛けることができる。
【００３２】
ヒーター線３０は、３本の導線３１間に設けられ、加熱帯６０内に自由に配列することができる。配列方法は自由であるが、ヒーター線３０が導線３１と並行するように、長手方向に配列することが好ましい。図５（１）は、導線３１の片側に、ヒーター線３０が２往復する配列を示し、図５（２）は、導線３１の両側に、ヒーター線３０が夫々１往復する配列を示している。もちろん、ヒーター線３０が、１往復半や３往復以上となる配列をすることもできる。
【００３３】
このような配線は、一つの電熱ヒーター１０を１００Ｖ電源にも２００Ｖ電源にも使用可能とすることができる。図６に示すように、コネクター８０の端子を端子Ｘ、端子Ｙ及び端子Ｚとすると、端子Ｘと端子Ｙとの間に２００Ｖ電圧を掛けると、Ｒ１及びＲ２は直列に接続されたことになり、Ｒ１＝Ｒ２の場合、夫々に１００Ｖが負荷される。また、端子Ｘ及び端子Ｙを短絡して端子ＸＹとし、端子ＸＹと端子Ｚの間に１００Ｖ電圧を掛けると、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とは並列の関係となり、夫々に１００Ｖが負荷される。したがって、何れの場合も同じ発熱量とすることができる。
【００３４】
両コネクター８０、８１は、雌雄一対に形成して結合可能とすることが好ましい。このような形態とすることにより、２以上の電熱ヒーター１０を簡単に連結して使用することができる。しかも、連結した全ての電熱ヒーター１０を、１つの電源で使用することができる。また、連結した全ての電熱ヒーター１０を、同一の加熱密度とすることができる。そして、配線が簡単となるために、周囲を良好な作業環境に保持することができる。
【００３５】
加熱帯６０は、任意の加熱密度とすることができる。例えば、単純な保温を目的とする場合には、１平方センチメートル当たり０．３ワット以下の加熱密度で充分な場合が多く、１平方センチメートル当たり０．1ワット以上の加熱密度であることが好ましい。この場合も、発熱量の小さいヒーター線を長く、緻密に配列して、均一な加熱密度とすることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の電熱ヒーターの構成を示す説明図である。
【図２】電熱ヒーターの取り付け形態を示す説明図である。
【図３】配管の途中に障害物がある場合の取り付け形態を示す説明図である。
【図４】加熱帯と非加熱帯の配置を示す説明図である。
【図５】ヒーター線の配列を示す説明図である。
【図６】ヒーター線の結線方法を示す説明図である。
【図７】従来の配管用電熱ヒーターを示す説明図である。
【図８】従来のリボンヒーターを示す説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０、１１、１１０、２１０  電熱ヒーター
２０、１２０、２２０  基材
２１    縫い糸
３０、１３０  ヒーター線
３１  導線
５０、１５０、２５０  カバー部材
６０  加熱帯
７０  非加熱帯
７１  切込
８０、８１、１８０、２８０  コネクター
９０  配管
９１  枝配管
９５  結束バンド
１４０  断熱材
２３０  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６】
2009270661.tif 000008
【図７】
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【図８】
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