專利名稱：加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加熱裝置，尤其是涉及在半導(dǎo)體制造裝置中使用的配管等的需要對高精度的溫度管理的被加熱物進行加熱的加熱裝置。
背景技術(shù)：
一直以來，在半導(dǎo)體制造裝置及其他的制造裝置等中，為了防止流體在用于搬運流體的配管的內(nèi)壁上發(fā)生凝固，往往利用加熱器對配管進行加熱而對在配管內(nèi)部中輸送的流體的溫度進行高精度地管理?，F(xiàn)有的配管用加熱裝置例如在日本特開平10-47581號公報(專利文獻I)及國際公開第2009/081466號(專利文獻2)中公開。圖14是表示現(xiàn)有的配管用加熱裝置的一例的立體圖。圖14所示的配管用加熱裝置具備:圍繞被加熱的配管106的均熱件105 ;圍繞均熱件105的發(fā)熱體103 ;圍繞發(fā)熱體103而遮斷向外部的熱擴散的絕熱件102 ;將由均熱件105、發(fā)熱體103及絕熱件102構(gòu)成的層疊體固定在配管106上的外被覆件101。在外被覆件101的兩端安裝有緊固件108。設(shè)有將均熱件105、絕熱件102切開的狹縫107，在狹縫107的對置側(cè)形成有便于加熱裝置向配管106的安裝的槽104。圖15是表示現(xiàn)有的配管用加熱裝置的另一例的剖視圖。圖15所示的配管用加熱器111由以圍繞配管的方式裝配且以形成沿著該配管的多面體R的方式構(gòu)成的多個殼體構(gòu)成。鄰接的殼體的端面彼此以接合面113c彼此抵接。在殼體的外壁113b配設(shè)有彈鍵鎖118。彈鍵鎖118超過與鄰接的殼體接合的接合面113c而配置在外壁113b上。通過對彈鍵鎖118進行上鎖，鄰接的殼體彼此被固定，從而將配管用加熱器111裝配在配管的外周壁上。在先技術(shù)文獻
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專利文獻專利文獻1:日本特開平10-47581號公報專利文獻2:國際公開第2009/081466號
發(fā)明概要發(fā)明所要解決的課題在圖14所示的配管用加熱裝置中，因發(fā)熱體103與均熱件105的接觸條件的不同或發(fā)熱體103本身的發(fā)熱分布而在配管106上產(chǎn)生溫度分布。由此，難以對配管106均勻地進行加熱。為了改善該配管106的溫度分布，需要使均熱件105厚壁化，而使均熱件105的內(nèi)表面?zhèn)鹊臏囟鹊木鶆蛐蕴岣?，但在這種情況下，存在均熱件105的熱容量增大而導(dǎo)致能量消耗量增加以及裝置大型化、重量增大的問題。另外，在圖14所示的配管用加熱裝置中，需要在配管106上依次組裝均熱件105、發(fā)熱體103、絕熱件102、外被覆件101，作業(yè)上花費時間和勞力。另外，在均熱件105與配管106接觸的部分中，通過導(dǎo)熱而從均熱件105向配管106的熱傳遞量增加。當(dāng)從均熱件105向配管106的熱傳遞量在配管106的周向上發(fā)生不均時，配管106的溫度分布發(fā)生紊亂，故為了使從均熱件105向配管106的熱傳遞量盡可能地成為恒定，需要對均熱件105與配管106的接觸條件進行調(diào)整。因此，需要以圍繞配管106的方式來安裝均熱件105時的微調(diào)整，裝置的組裝性降低，即，存在組裝時的工時增加并且成本升高這樣的問題。進而，在圖14所示的方式中，由于使用絕熱件102，存在從絕熱件102產(chǎn)生的粉塵向周圍環(huán)境飛散的可能性，有可能使在無塵室內(nèi)使用的半導(dǎo)體制造裝置中尤其是室內(nèi)的清潔度降低。圖15所示的配管用加熱器111除了不使用均熱件而采用發(fā)熱體與配管之間的距離成為恒定的結(jié)構(gòu)以外，還使用彈鍵鎖118而使裝卸的作業(yè)性提高，但依然使用絕熱件，故殘留有周邊環(huán)境的清潔度降低的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述的問題而完成的，其主要的目的在于，提供一種能夠?qū)Ρ患訜嵛镎w進行高精度地溫度管理，裝卸的作業(yè)性良好且不會給周圍環(huán)境帶來污染的加熱裝置。解決方案本發(fā)明所涉及的加熱裝置具備環(huán)繞被加熱物而對被加熱物施加熱的高導(dǎo)熱性的傳熱塊體。傳熱塊體包括在圍繞被加熱物的周向上分割而成的第一傳熱塊體和第二傳熱塊體，第一傳熱塊體與第二傳熱塊體彼此面接觸地設(shè)置。加熱裝置還具備:發(fā)熱而對傳熱塊體施加熱的加熱部；以覆蓋傳熱塊體的外周且在與傳熱塊體之間形成中空空間的方式配置的內(nèi)側(cè)罩；以覆蓋內(nèi)側(cè)罩的外周且在與內(nèi)側(cè)罩之間形成中空空間的方式配置的外側(cè)罩。內(nèi)側(cè)罩包括:覆蓋第一傳熱塊體的外周并固定于第一傳熱塊體的第一內(nèi)側(cè)罩；覆蓋第二傳熱塊體的外周并固定于第 二傳熱塊體的第二內(nèi)側(cè)罩。外側(cè)罩包括:覆蓋第一內(nèi)側(cè)罩的外周并固定于第一內(nèi)側(cè)罩的第一外側(cè)罩；覆蓋第二內(nèi)側(cè)罩的外周并固定于第二內(nèi)側(cè)罩的第二外側(cè)罩。加熱裝置還具備將第一外側(cè)罩與第二外側(cè)罩固定成能夠裝卸的固定機構(gòu)。上述加熱裝置中優(yōu)選的是，在傳熱塊體的至少任一方的內(nèi)部形成有熱管，加熱部對熱管進行加熱。上述加熱裝置中優(yōu)選的是，當(dāng)固定機構(gòu)對第一外側(cè)罩與第二外側(cè)罩進行固定時，第一內(nèi)側(cè)罩與第二內(nèi)側(cè)罩隔開間隙地對置，第一外側(cè)罩與第二外側(cè)罩隔開間隙地對置。上述加熱裝置中優(yōu)選的是，內(nèi)側(cè)罩由表面的輻射率比外側(cè)罩的形成材料小的材料形成。上述加熱裝置中優(yōu)選的是，內(nèi)側(cè)罩由導(dǎo)熱率比外側(cè)罩的形成材料小的材料形成。上述加熱裝置中優(yōu)選的是，傳熱塊體和內(nèi)側(cè)罩使用固定螺釘而固定成能夠裝卸，固定螺釘由不銹鋼或樹脂材料形成。該固定螺釘也可以為埋頭螺釘。上述加熱裝置中優(yōu)選的是，內(nèi)側(cè)罩和外側(cè)罩使用固定螺釘而固定成能夠裝卸，固定螺釘由不銹鋼或樹脂材料形成。上述加熱裝置中優(yōu)選的是，加熱裝置具備被覆外側(cè)罩的外表面的膜狀部，膜狀部由表面的輻射率比外側(cè)罩的形成材料大的材料形成。上述加熱裝置中優(yōu)選的是，加熱裝置還具備設(shè)在外側(cè)罩的外表面上的散熱片。上述加熱裝置中優(yōu)選的是，內(nèi)側(cè)罩與外側(cè)罩一體形成，且將內(nèi)側(cè)罩與外側(cè)罩之間的中空空間形成為密閉空間。該密閉空間也可以形成為真空。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的加熱裝置，能夠向被加熱物均等地傳遞熱，從而能夠?qū)Ρ患訜嵛镎w進行高精度地溫度管理。
圖1是表示實施方式I的加熱裝置的結(jié)構(gòu)的局部剖視圖。圖2是從圖1中的箭頭II方向觀察時的加熱裝置的側(cè)視圖。圖3是沿著圖2中所示的II1-1II線的加熱裝置的剖視圖。圖4是沿著圖2中所示的IV-1V線的加熱裝置的剖視圖。圖5是示意性地表示實施方式I的底板內(nèi)的熱傳遞的剖視圖。圖6是圖4所示的區(qū)域V1、VII附近的一例的放大剖視圖。圖7是圖4所示的區(qū)域V1、VII附近的另一例的放大剖視圖。圖8是表示實施方式2的加熱裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖9是表示實施方式3的加熱裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖10是表示實施方式4的加熱裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖11是表示實施方式5的加熱裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖12是表示實施方式6的加熱裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖13是表示實施方式7的加熱裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖14是表示現(xiàn)有的配管用加熱裝置的一例的立體圖。圖15是表示現(xiàn)有的配管用加熱裝置的另一例的剖視圖。
具體實施例方式以下，基于附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。需要說明的是，在以下的附圖中，對相同或相應(yīng)的部分標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，并省略其說明。(實施方式I)圖1是表示實施方式I的加熱裝置的結(jié)構(gòu)的局部剖視圖。圖2是從圖1中的箭頭II方向觀察時的加熱裝置的側(cè)視圖。圖3是沿著圖2中所示的II1-1II線的加熱裝置的剖視圖。圖4是沿著圖2中所示的IV-1V線的加熱裝置的剖視圖。參照圖1 4，對實施方式I的加熱裝置的結(jié)構(gòu)的概要進行說明。如圖1所示，本實施方式的加熱裝置將在半導(dǎo)體制造裝置、或者食品或藥品等的其他的制造裝置中使用的用于對流體進行搬運的配管9和對多個配管9連結(jié)的接頭33環(huán)繞而配置。加熱裝置用于對配管9及接頭33均勻地加熱，從而對在配管9的內(nèi)部中輸送的流體的溫度進行高精度地管理。在本實施方式中，例示出了將配管9及接頭33作為被加熱物的加熱裝置，但被加熱物不局限于配管9及接頭33。加熱裝置也可以對延伸的管道或各種設(shè)備等的、任意的被加熱物進行加熱。如圖3所示，本實施方式的加熱裝置具備:環(huán)繞作為被加熱物的配管9的周圍的塊體5 ;其上表面6a與塊體5的底面5a接觸的底板6。塊體5和底板6環(huán)繞配管9而構(gòu)成對配管9施加熱傳熱塊體。傳熱塊體包括:作為第一傳熱塊體的塊體5 ;作為第二傳熱塊體的底板6。傳熱塊體在圍繞配管9的周向上分割為塊體5和底板6這二個構(gòu)件。塊體5的底面5a形成為平面狀。底板6的上表面6a形成為平面狀。塊體5和底板6以在底面5a和上表面6a上彼此面接觸的方式設(shè)置。加熱裝置還具備:覆蓋塊體5及底板6的外周的作為內(nèi)側(cè)罩的第一絕熱罩I ;覆蓋第一絕熱罩I的外周的作為外側(cè)罩的第二絕熱罩2。第一絕熱罩I包括:覆蓋塊體5的外周的作為第一內(nèi)側(cè)罩的塊體5側(cè)的第一絕熱罩Ia;覆蓋底板6的外周的作為第二內(nèi)側(cè)罩的底板6側(cè)的第一絕熱罩lb。第二絕熱罩2包括:覆蓋塊體5側(cè)的第一絕熱罩Ia的外周的作為第一外側(cè)罩的塊體5側(cè)的第二絕熱罩2a ;覆蓋底板6側(cè)的第一絕熱罩Ib的外周的作為第二外側(cè)罩的底板6側(cè)的第二絕熱罩2b。塊體5和塊體5側(cè)的第一絕熱罩Ia使用固定螺釘3而能夠裝卸地一體固定。塊體5側(cè)的第一絕熱罩Ia和第二絕熱罩2a使用固定螺釘4而能夠裝卸地一體固定。塊體5、塊體5側(cè)的第一絕熱罩la、及塊體5側(cè)的第二絕熱罩2a由固定螺釘3、4緊固而構(gòu)成一個單元。
底板6和底板6側(cè)的第一絕熱罩Ib使用固定螺釘3而能夠裝卸地一體固定。底板6側(cè)的第一絕熱罩Ib和第二絕熱罩2b使用固定螺釘4而能夠裝卸地一體固定。底板6、底板6側(cè)的第一絕熱罩lb、及底板6側(cè)的第二絕熱罩2b由固定螺釘3、4緊固而構(gòu)成一個單元。
在第二絕熱罩2的外表面安裝有作為將塊體5側(cè)的第二絕熱罩2a與底板6側(cè)的第二絕熱罩2b固定成能夠裝卸的固定機構(gòu)的一例的彈鍵鎖8。在加熱裝置的最外周側(cè)的第二絕熱罩2a、2b固定彈鍵鎖8，且借助彈鍵鎖8的開閉來進行加熱裝置向配管9的周圍的安裝及拆卸。如此，由于能夠容易地裝卸加熱裝置，故能夠容易地維護加熱裝置。在形成于塊體5的中空空間內(nèi)配置有配管9之后，將塊體5側(cè)的單元與底板6側(cè)的單元連結(jié)固定，由此配管9以夾持在塊體5側(cè)的單元與底板6側(cè)的單元之間的方式配置。配管9配置成與形成于塊體5的中空空間的內(nèi)壁面不接觸且與底板6的上表面6a不接觸。如圖3所示，形成于塊體5的中空空間以從底面5a凹陷的方式形成，且具有沿著相對于底面5a正交的方向延伸的彼此平行地配置的平面狀的壁面和將一對平面狀的壁面彼此連結(jié)的剖面圓弧狀的壁面。配管9以從其外周面至上述剖面圓弧狀的壁面為止的距離相等的方式配置在塊體5的中空空間內(nèi)。塊體5的中空空間以從配管9的外周面至上述剖面圓弧狀的壁面為止的距離與從配管9的外周面至底板6的上表面6a為止的距離相等的方式形成。根據(jù)該配置，能夠從配管9的外周側(cè)在周向整體上對該配管9均等地進行加熱，從而能夠?qū)崿F(xiàn)在配管9內(nèi)流通的流體的高精度的溫度管理。在底板6的內(nèi)部設(shè)有密閉而成的中空部，該中空部作為被真空排氣且被減壓后的真空空間而形成。向作為被真空減壓后的密閉空間的中空部注入適量的工作液7，并使工作液7滯留在中空部中，由此形成熱管16。在底板6設(shè)有對熱管16進行加熱的作為加熱源的加熱器15。加熱器15可以采用任意的熱源。典型而言，例如可以應(yīng)用電加熱器、熱介質(zhì)循環(huán)式的加熱器或感應(yīng)加熱式的加熱器等。通過作為加熱部的一例的加熱器15發(fā)熱，對底板6直接施加熱，也經(jīng)由底板6而對塊體5施加熱。圖5是示意性地表示實施方式I的底板6內(nèi)的熱傳遞的剖視圖。使用圖3和圖5對從加熱器15向配管9傳遞的熱流動進行說明。工作液7具有被加熱而蒸發(fā)且進行散熱而凝結(jié)的性質(zhì)(凝結(jié)性)。在底板6上配置有加熱器15的高溫部(圖5中的左側(cè))中，工作液7被加熱而產(chǎn)生蒸汽22。產(chǎn)生的蒸汽22在形成于底板6的中空部內(nèi)移動，在中空部內(nèi)的溫度相對低的低溫部的壁面上凝結(jié)而釋放潛熱，從而對中空部均溫地進行加熱。凝結(jié)液在重力的作用下而向滯留于中空部的底面的工作液7還流。利用該重復(fù)來進行從高溫部向低溫部的熱輸送。如圖3所示，蒸汽22所釋放的熱流23分為從底板6的上表面6a對配管9直接進行加溫的熱流17和從底板6向塊體5傳熱而經(jīng)由塊體5的內(nèi)部對配管9進行加溫的熱流18這兩個系統(tǒng)，從而對配管9進行加熱。當(dāng)在塊體5與底板6之間存在有間隙時，作為空氣絕熱層而成為阻礙熱流18的流動的主要原因。由此，塊體部的底面5a和底板的上表面6a需要以盡量地減小表面粗糙度的方式被平面性地高精度地機械加工。被覆配管9的塊體5由例如以鋁或銅等金屬材料為代表的高導(dǎo)熱性的材料形成，以便能夠?qū)ε涔?均溫地進行加熱。若塊體5為鋁制，則能夠使塊體5輕量化，另外，如果對塊體5的與配管9對置的面進行鋁陽極化處理，則能夠提高基于輻射的熱傳遞效率，故是優(yōu)選的。另外，若塊體5為銅制，則能夠進一步提高導(dǎo)熱率。被覆配管9的底板6由例如以鋁或銅等金屬材料為代表的高導(dǎo)熱性的材料形成，以便能夠?qū)ε涔?均溫地進行加熱。若底板6為鋁制，則能夠使底板6輕量化，另外，如果對底板6的與配管9對置的面進行鋁陽極化處理，則能夠提高基于輻射的熱傳遞效率，故是優(yōu)選的。另外，若底板6為銅制，則能夠進一步提高導(dǎo)熱率，另外，可以采用熱特性良好的水來作為熱管的工作液7，故更為優(yōu)選。加熱器15與底板6熱接觸，以便對底板6內(nèi)的熱管16進行加熱。如圖3所示，力口熱器15埋入底板6的內(nèi)部。加熱器15只要能夠與底板6熱接觸并經(jīng)由底板6向熱管16傳遞熱即可，除了圖3所示那樣在底板6的內(nèi)部埋入加熱器15的結(jié)構(gòu)以外，也可以與底板6的外周面接觸。加熱器15只要能夠?qū)峁?6的任意的一部位進行加熱即可，由于能夠?qū)峁?6的整體均勻地進行加熱，故加熱器15的配置不局限于圖3所示的位置。在此，所謂“熱接觸”，是指在底板6與加熱器15之間呈熱直接傳遞的、熱傳遞效率充分高的狀態(tài)。上述構(gòu)件不局限于相互抵接而直接機械性地接觸的情況。例如，加熱器15與底板6通過釬焊、焊接等一體化的情況，以及使導(dǎo)熱性高的物質(zhì)夾裝在中間而間接性地接觸的情況都包含在熱接觸的狀態(tài)內(nèi)。在本實施 方式的加熱裝置中，為了對配管9的溫度分布高精度地進行維持，并且為了通過減小向周圍的散熱量而減少能量消耗量，在塊體5及底板6的周圍設(shè)有第一絕熱罩I及第二絕熱罩2。通過向塊體5及底板6與第一絕熱罩I之間插入第一套環(huán)13，并從第一絕熱罩I的外側(cè)由第一固定螺釘3固定，由此塊體5及底板6與第一絕熱罩I隔開一定程度的距離地配置。塊體5及底板6與第一絕熱罩I呈非接觸地配置，典型而言，塊體5及底板6的外周面與第一絕熱罩I平行配置。其結(jié)果是，在塊體5及底板6與第一絕熱罩I之間設(shè)有空隙，從而形成作為中空空間的第一絕熱層11。不使用絕熱件而將空氣層作為第一絕熱層11來發(fā)揮功能，由此不會產(chǎn)生來自絕熱件的粉塵產(chǎn)生的問題，而能夠減小圖3所示的從塊體5及底板6向第一絕熱罩I的熱流19，因此能夠抑制從塊體5及底板6向第一絕熱罩I的熱傳遞。表示第一絕熱層11的厚度的距離LI由第一套環(huán)13的高度決定。當(dāng)距離LI過小時，從塊體5及底板6向第一絕熱罩I的導(dǎo)熱量增加，向第一絕熱罩I傳遞的熱量增加，絕熱效果變得不充分。當(dāng)距離LI過大時，除了加熱裝置的尺寸變大以外，在第一絕熱層11之中產(chǎn)生空氣的對流。當(dāng)在第一絕熱層11內(nèi)空氣發(fā)生對流時，在對流熱傳遞的作用下，從塊體5及底板6向第一絕熱罩I傳遞的熱量增加，絕熱效果降低。另外，當(dāng)在第一絕熱層11內(nèi)發(fā)生對流時，溫度高的空氣向上方流動，故產(chǎn)生加熱裝置的上下方向的配置中的溫度差。因此，距離LI需要減小至在第一絕熱層11內(nèi)不會發(fā)生對流的程度。一般而言，認(rèn)為通過將間隙設(shè)為IOmm以下而難以發(fā)生對流，還考慮到若減小距離LI則能夠?qū)崿F(xiàn)加熱裝置的緊湊化，此時，將距離LI設(shè)定在3mm以上5mm以下的范圍之內(nèi)是適當(dāng)?shù)?。塊體5的熱經(jīng)由第一固定螺釘3及第一套環(huán)13而向第一絕熱罩I傳導(dǎo)。由此，固定螺釘3及第一套環(huán)13的材質(zhì)優(yōu)選導(dǎo)熱率小的材質(zhì)。作為第一套環(huán)13而言，例如金屬之中導(dǎo)熱率比較小的不銹鋼或在高溫環(huán)境下也可承受的氟系的樹脂是適當(dāng)?shù)?。固定螺?還要求機械性強度，故由例如不銹鋼、或PEEK (Polyether ether ketone)材料等高強度的耐熱性樹脂材料形成是適當(dāng)?shù)?。?jīng)由第一固定螺·釘3而向第一絕熱罩I傳導(dǎo)的熱在第一絕熱罩I內(nèi)傳導(dǎo)而使第一絕熱罩I整體的溫度變高。第一絕熱罩I的材質(zhì)優(yōu)選為導(dǎo)熱率小的材質(zhì)。在這種情況下，能夠減小因從塊體5或底板6經(jīng)由固定螺釘3而傳遞的熱所引起的第一絕熱罩I的溫度上升，抑制從固定螺釘3經(jīng)由第一絕熱罩I而向固定螺釘4傳遞熱的情況，從而來提高絕熱效果。第一絕熱罩I也可以由導(dǎo)熱率比第二絕熱罩2的形成材料小的材料形成。另外，為了減小從塊體5放射的輻射熱的向第一絕熱罩I的傳熱量來抑制第一絕熱罩I的溫度上升，第一絕熱罩I的內(nèi)表面優(yōu)選為輻射率小的材質(zhì)。另外，為了減小從第一絕熱罩I向第二絕熱罩2的輻射所引起的傳熱量，第一絕熱罩I的外表面優(yōu)選為輻射率也小的材質(zhì)。第一絕熱罩I也可以由表面的輻射率比第二絕熱罩2的形成材料小的材料形成。例如，第一絕熱罩I的材質(zhì)為表面研磨后的不銹鋼是適當(dāng)?shù)摹Ｍ瑯拥?，塊體5的表面的輻射率也優(yōu)選小一些，塊體的5的表面也優(yōu)選被研磨。通過向第二絕熱罩2與第一絕熱罩I之間插入第二套環(huán)14，并從第二絕熱罩2的外側(cè)由第二固定螺釘4固定，由此第一絕熱罩I與第二絕熱罩2隔開一定程度的距離地配置。第一絕熱罩I與第二絕熱罩2呈非接觸地配置，典型而言，第一絕熱罩I與第二絕熱罩2平行地配置。其結(jié)果是，在第二絕熱罩2與第一絕熱罩I之間設(shè)有空隙，從而形成作為中空空間的第二絕熱層12。不使用絕熱件而將空氣層作為第二絕熱層12來發(fā)揮功能，由此不會產(chǎn)生來自絕熱件的粉塵產(chǎn)生的問題，而能夠減小圖3所示的從第一絕熱罩I向第二絕熱罩2的熱流20，因此能夠抑制從第一絕熱罩I向第二絕熱罩2的熱傳遞。通過由多個絕熱罩1、2環(huán)繞塊體5及底板6并設(shè)有多個中空的間隙，由此能夠降低向配置在最外周側(cè)的第二絕熱罩2傳遞的熱量，從而來抑制第二絕熱罩2的溫度上升。表示第二絕熱層12的厚度的距離L2由第二套環(huán)14的高度決定。當(dāng)距離L2過小時，絕熱效果變得不充分，當(dāng)距離L2過大時，除了裝置尺寸變大以外，在第二絕熱層12之中產(chǎn)生空氣的對流，絕熱效果降低。距離L2也與距離LI相同地，設(shè)定在3mm以上5mm以下的范圍之內(nèi)是適當(dāng)?shù)摹Ａ硗?，在第一固定螺?的螺釘頭為盤頭螺釘?shù)那闆r下，從固定螺釘3的螺釘頭到第二絕熱罩2為止的距離比其他部分小，第二絕熱層12的厚度變得不均勻。當(dāng)在固定螺釘3的配置位置處第二絕熱層12的厚度相對較小時，從螺釘頭向第二絕熱罩2的導(dǎo)熱量相對變大，在第一固定螺釘3的正上方的第二絕熱罩2上產(chǎn)生第二絕熱罩2的一部分局部性地溫度升高的熱點。為了防止這種情況，優(yōu)選采用埋頭螺釘作為第一固定螺釘3，且形成為固定螺釘3的螺釘頭不向第二絕熱層12突起的結(jié)構(gòu)。第二固定螺釘4及第二套環(huán)14的材質(zhì)優(yōu)選導(dǎo)熱率小的材質(zhì)。在這種情況下，能夠減小通過經(jīng)由固定螺釘4或第二套環(huán)14的導(dǎo)熱而向第二絕熱罩2傳遞的熱量，從而抑制第二絕熱罩2的表面的固定螺釘4的周圍溫度局部性升高的情況。例如第二套環(huán)14為不銹鋼或在高溫環(huán)境下也可承受的氟系的樹脂是適當(dāng)?shù)?。固定螺?還要求機械性強度，故由例如不銹鋼或PEEK材料等高強度的耐熱性樹脂材料形成是適當(dāng)?shù)?。第二絕熱罩2配置在加熱裝置的最外周部，當(dāng)考慮到人體能夠與第二絕熱罩2接觸的情況時，優(yōu)選第二絕熱罩2的表面溫度較低。為了進一步地增大從圖3所示的第二絕熱罩2放射的熱流21，增加從第二絕熱罩2的表面向周圍的散熱來降低第二絕熱罩2的表面溫度，優(yōu)選第二絕熱罩2的表面的輻射率大。第二絕熱罩2也可以由表面的輻射率比第一絕熱罩I的形成材料大的材料形成?；蛘呤?，也可以由表面的輻射率比第二絕熱罩2的形成材料大的材料形成的被覆第二絕熱罩2的外表面的膜狀部。該膜狀部通過由例如黑色系的氟樹脂涂層等輻射率較大的涂料10對第二絕熱罩2的表面進行涂裝而形成。需要說明的是，為了避免在圖2所示的第二絕熱罩2的表面上產(chǎn)生第二固定螺釘4的周圍溫度局部性升高的熱點，第二絕熱罩2也可以由例如以鋁或銅等金屬材料為代表的高導(dǎo)熱性的材料形成。第二絕熱罩2也可以由導(dǎo)熱率比第一絕熱罩I的形成材料大的材料形成。通過使第二絕熱罩2由導(dǎo)熱率較大的材料形成，不會使經(jīng)由固定螺釘4而向第二絕熱罩2傳遞的熱停留在一個部位，而能 夠沿著第二絕熱罩2的面方向(與厚度方向正交的方向)擴展，從而能夠從第二絕熱罩2的更為寬廣的范圍進行散熱。由此，能夠有效地抑制熱點的形成，即便形成有熱點，熱也容易沿著面方向分散，故能夠提高自然消除熱點的性倉泛。圖6是圖4所示的區(qū)域V1、VII附近的一例的放大剖視圖。當(dāng)使用彈鍵鎖8使塊體5與底板6面接觸而進行一體固定時,若塊體5側(cè)的第一及第二絕熱罩la、2a與底板6側(cè)的第一及第二絕熱罩lb、2b接觸，則在塊體5的底面5a與底板6的上表面6a之間形成間隙。其結(jié)果是，從底板6向塊體5的熱流18受到阻礙，塊體5的溫度變得比底板6的溫度低，從而無法對配管9均勻地進行加熱。為了避免這種情況，在塊體5側(cè)的第一及第二絕熱罩la、2a與底板6側(cè)的第一及第二絕熱罩lb、2b的端面之間分別設(shè)有長度L3的間隙lc、2c。當(dāng)彈鍵鎖8對塊體5側(cè)的第二絕熱罩2a與底板6側(cè)的第二絕熱罩2b進行固定時，塊體5側(cè)的第一絕熱罩Ia與底板6側(cè)的第一絕熱罩Ib隔開間隙Ic地對置。另外，塊體5側(cè)的第二絕熱罩2a與底板6側(cè)的第二絕熱罩2b隔開間隙2c地對置。如此，當(dāng)將塊體5與底板6連結(jié)時，能夠避免第一絕熱罩I或第二絕熱罩2的端部彼此抵接而阻礙底面5a與上表面6a的面接觸的情況。因而，能夠使底面5a與上表面6a緊貼而確保從底板6向塊體5的熱流18，從而從配管9的整周對該配管9進行加熱，故能夠?qū)ε涔?更加可靠且均勻地進行加熱。當(dāng)增大間隙lc、2c的長度L3時，在來自周圍的流入空氣24的作用下，第一絕熱層11及第二絕熱層12的絕熱性能降低。間隙lc、2c的長度L3在Imm以下，優(yōu)選為0.5mm左右是適當(dāng)?shù)?。圖7是圖4所示的區(qū)域V1、VII附近的另一例的放大剖視圖。在圖7所示的例子中，將第一絕熱罩la、lb間的間隙Ic設(shè)置在底板6側(cè)，將第二絕熱罩2a、2b間的間隙2c設(shè)置在塊體5側(cè)。因此，形成有使第一絕熱罩la、lb間的間隙Ic和第二絕熱罩2a、2b間的間隙2c的位置錯開而成的迷宮間隙。如此，能夠阻礙從周圍向第一絕熱層11流入的流入空氣24的流動，故能夠減少流入空氣24的流量。因而，由于基于流入空氣24的塊體5的冷卻效果變小，故能夠以更加均勻的溫度對配管9進行加熱。(實施方式2)圖8是表示實施方式2的加熱裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。實施方式2的加熱裝置在塊體5在圍繞配管9的周向上分割為兩部分這一點與實施方式I不同。在實施方式I中，塊體5、第一絕熱罩Ia及第二絕熱罩2a構(gòu)成一個單兀。如圖8所不，即便塊體5構(gòu)成為兩個單元，也與實施方式I同樣地，可獲得對配管9進行均勻加熱的效果。塊體5沿著中心線CL而分割為兩部分，由此即便在配管9的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的情況下，也能夠容易地對塊體5進行加工。另外，在圖8所示的X方向上存在干涉物，即便在實施方式I的結(jié)構(gòu)中無法將包括塊體5在內(nèi)的單元安裝于配管9的周圍那樣的情況下，如果是實施方式2的結(jié)構(gòu)，則能夠?qū)⒓訜嵫b置毫無問題地安裝在配管9的周邊。(實施方式3)圖9是表示實施方式3的加熱裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。實施方式3的加熱裝置在塊體5與底板6之間夾持著導(dǎo)熱件25這一點與實施方式2不同。通過在塊體5與底板6之間夾持著導(dǎo)熱件25，塊體5與底板6之間的接觸熱阻變小，熱流18有效地從塊體5向底板6流動。其結(jié)果是，能夠進一步減少加熱器15的消耗電力。在實施方式1、2中說明的使塊體5的底面5a與底板6的上表面6a面接觸的情況下，為了避免在塊體5與底板6之間產(chǎn)生間隙，需要底面5a與上表面6a的表面粗糙度較小。因此，需要對底面5a與上表面6a進行高精度地加工，從而用于表面精加工的加工所需的工時增大。與其相對地，如果夾裝導(dǎo)熱件25來使塊體5與底板6接合的話，即便底面5a與上表面6a的表面粗糙度一定程度地變大，也能夠確保從底板6向塊體5的熱傳遞量。因此，能夠減少塊體5與底板6的加工所需的工時，因此能夠降低加熱裝置的制造成本。(實施方式4)圖10是表示實施方式4的加熱裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。在為了將配管9維持為高溫而使塊體5的溫度較高的情況下，在實施方式I的結(jié)構(gòu)中，存在第二絕熱罩2的外表面的溫度變高的可能性，在這種情況下，需要提高加熱裝置的絕熱性能。當(dāng)增大第二絕熱層12或第一絕熱層11的厚度時，在絕熱層11、12內(nèi)發(fā)生對流而使絕熱性能降低，故無法增大絕熱層11、12的厚度。因 此，實施方式4的加熱裝置具備覆蓋第二絕熱罩2的外周的第三絕熱罩26。第二絕熱罩2與第三絕熱罩26由第三固定螺釘27 —體固定。通過向第二絕熱罩2與第三絕熱罩26之間插入第三套環(huán)29，并從第三絕熱罩26的外側(cè)由第三固定螺釘27進行固定，由此在第二絕熱罩2與第三絕熱罩26之間形成有第三絕熱層28。如此，加熱裝置除了第一絕熱層11及第二絕熱層12以外還具有第三絕熱層28。通過使絕熱層的層數(shù)增加而使塊體5及底板6的外周面與第三絕熱罩26之間的空氣層的厚度增加，由此能夠提高加熱裝置的絕熱性能。因而，能夠進一步地減小從塊體5及底板6傳遞至最外側(cè)的第三絕熱罩26的熱量，從而能夠進一步降低第三絕熱罩26的外表面的溫度。(實施方式5)圖11是表示實施方式5的加熱裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。為了使第二絕熱罩2的表面溫度變低，在實施方式I中在第二絕熱罩2的表面上進行了輻射率較高的涂裝，但在實施方式5中，在第二絕熱罩2的外表面上安裝有多個散熱片30。通過設(shè)置散熱片30，第二絕熱罩2的外表面的散熱面積增大，熱容易從第二絕熱罩2向外部擴散。因而，能夠使從塊體5及底板6傳遞至第二絕熱罩2的熱從散熱片30向外部更加有效地擴散，從而能夠進一步降低第二絕熱罩2的外表面的溫度。(實施方式6)圖12是表示實施方式6的加熱裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。在實施方式I 5中，使用第二套環(huán)14和第二固定螺釘4對第一絕熱罩I與第二絕熱罩2進行固定，由此在第一絕熱罩I與第二絕熱罩2之間形成有第二絕熱層12。在實施方式6中，通過對板金進行折彎加工而使內(nèi)側(cè)罩與外側(cè)罩一體形成，從而形成有中空箱型的一體型絕熱罩31。一體型絕熱 罩31具有內(nèi)側(cè)部31a和外側(cè)部31b。內(nèi)側(cè)部31a相當(dāng)于覆蓋傳熱塊體的外周而在與傳熱塊體之間形成中空空間的內(nèi)側(cè)罩，外側(cè)部31b相當(dāng)于覆蓋內(nèi)側(cè)部31a的外周而在與內(nèi)側(cè)部31a之間形成中空空間的外側(cè)罩。在塊體5及底板6與內(nèi)側(cè)部31a之間形成有第一絕熱層U，在內(nèi)側(cè)部31a與外側(cè)部31b之間形成有第二絕熱層12。一體型絕熱罩31使外側(cè)部31b的端部向內(nèi)側(cè)部31a側(cè)折彎而使該端部與內(nèi)側(cè)部31a抵接，并利用焊接等將外側(cè)部31b的端部和與內(nèi)側(cè)部31a抵接的部位接合而形成為一體化，由此形成為箱型。由此，將內(nèi)側(cè)部31a與外側(cè)部31b之間的中空的第二絕熱層12形成為密閉空間。通過以上述方式形成絕熱層，能夠減少構(gòu)成加熱裝置的部件個數(shù)。無需使用固定螺釘4來固定第一絕熱罩I與第二絕熱罩2，故能夠縮短加熱裝置的組裝時間，從而能夠進一步地降低制造成本。(實施方式7)圖13是表示實施方式7的加熱裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。實施方式7的加熱裝置具備與實施方式6同樣的一體型絕熱罩31，但在對一體型絕熱罩31內(nèi)的絕熱層進行抽真空而生成將內(nèi)側(cè)部31a與外側(cè)部31b之間的密閉空間形成真空的真空空間32這一點與實施方式6不同。如此，能夠顯著提高一體型絕熱罩31的絕熱性能，能夠進一步地抑制從一體型絕熱罩31的內(nèi)側(cè)部31a向外側(cè)部31b的熱傳遞。因而，能夠期待可進一步地降低第二絕熱罩2的表面溫度的情況。與圖12相比較，圖13中需要進一步提高真空空間32的密閉性，故承受用于對塊體5及底板6與一體型絕熱罩31進行固定的固定螺釘3的基座34形成在內(nèi)側(cè)部31a的內(nèi)表面上。通過設(shè)置基座34，無需貫通內(nèi)側(cè)部31a來緊固固定螺釘3，故能夠避免產(chǎn)生經(jīng)由用于承受固定螺釘3的貫通孔的空氣流而使真空空間32的真空度降低的情況。圖13所示的外側(cè)部31b對平板進行彎曲加工而形成，但考慮到因真空空間32與外部的壓力差而對外側(cè)部31b的外表面作用有朝向內(nèi)側(cè)的壓力，也可以例如將肋等加強構(gòu)件安裝在外側(cè)部31b的內(nèi)周面或外周面上。需要說明的是，在自此之前的實施方式中，對第二絕熱罩2使用彈鍵鎖8而被連結(jié)固定的例子進行了說明。能夠?qū)崿F(xiàn)第二絕熱罩2的固定及拆卸的固定機構(gòu)并不局限于彈鍵鎖8，例如也可以使用面緊固件，另外也可以考慮使用凸緣和蝶形螺釘。不過，當(dāng)考慮到向該固定機構(gòu)傳遞一定程度的熱而導(dǎo)致溫度上升時，認(rèn)為金屬制的彈鍵鎖8最為適宜。如以上那樣，雖然對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但也可以對各實施方式的結(jié)構(gòu)進行適當(dāng)?shù)亟M合。另外，本次公開的實施方式以所有的點進行例示，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)為并不是限定的實施方式。本發(fā)明的范圍并不是上述的說明而是由權(quán)利要求進行表示，意圖包含與權(quán)利要求均等的意思及處于范圍內(nèi)的所有的變更。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的加熱裝置尤其能夠有利地應(yīng)用于如下的加熱裝置，該加熱裝置向例如對在半導(dǎo)體晶片或液晶玻璃基板等上形成成膜對象物時的反應(yīng)氣體等需要高精度的溫度管理的物質(zhì)進行搬運的流體搬運裝置的配管系統(tǒng)傳遞熱。附圖標(biāo)記說明如下:1、la、Ib 第一絕熱罩lc、2c 間隙2、2a、2b 第二絕熱罩3、4、27固定螺釘5 塊體5a 底面6 底板6a上表面7工作液8彈鍵鎖9 配管10 涂料11第一絕熱層12第二絕熱層13第一套環(huán)14第二套環(huán)15加熱器16 熱管17、18、19、20、21、23 熱流22 蒸汽
24流入空氣25導(dǎo)熱件26第三絕熱罩28第三絕熱層29第三套環(huán)30散熱片31 一體型絕熱罩31a內(nèi)側(cè)部31b外側(cè)部32真空空間33 接頭
34 基座
權(quán)利要求
1.一種加熱裝置，其中， 所述加熱裝置具備環(huán)繞被加熱物(9)而對所述被加熱物(9)施加熱的高導(dǎo)熱性的傳熱塊體(5、6)，所述傳熱塊體(5、6)包括在圍繞所述被加熱物(9)的周向上分割而成的第一傳熱塊體(5)和第二傳熱塊體(6),所述第一傳熱塊體(5)與所述第二傳熱塊體(6)彼此面接觸地設(shè)置， 所述加熱裝置還具備: 發(fā)熱而對所述傳熱塊體(5、6)施加熱的加熱部(15)； 以覆蓋所述傳熱塊體(5、6)的外周且在與所述傳熱塊體(5、6)之間形成中空空間(11)的方式配置的內(nèi)側(cè)罩⑴； 以覆蓋所述內(nèi)側(cè)罩(I)的外周且在與所述內(nèi)側(cè)罩(I)之間形成中空空間(12)的方式配置的外側(cè)罩(2)， 所述內(nèi)側(cè)罩(I)包括:覆蓋所述第一傳熱塊體(5)的外周并固定于所述第一傳熱塊體(5)的第一內(nèi)側(cè)罩(Ia);覆蓋所述第二傳熱塊體(6)的外周并固定于所述第二傳熱塊體(6)的第二內(nèi)側(cè)罩(Ib)， 所述外側(cè)罩(2)包括:覆蓋所述第一內(nèi)側(cè)罩(Ia)的外周并固定于所述第一內(nèi)側(cè)罩(Ia)的第一外側(cè)罩(2a);覆蓋所述第二內(nèi)側(cè)罩(Ib)的外周并固定于所述第二內(nèi)側(cè)罩(Ib)的第二外側(cè)罩(2b)， 所述加熱裝置還具備將所述第一外側(cè)罩(2a)與所述第二外側(cè)罩(2b)固定成能夠裝卸的固定機構(gòu)(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其中， 在所述傳熱塊體(5、6)中的至少任一方的內(nèi)部形成有熱管(16)，所述加熱部(15)對所述熱管(16)進行加熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其中， 當(dāng)所述固定機構(gòu)(8)對所述第一外側(cè)罩(2a)與所述第二外側(cè)罩(2b)進行固定時，所述第一內(nèi)側(cè)罩(Ia)與所述第二內(nèi)側(cè)罩(Ib)隔開間隙(Ic)地對置，所述第一外側(cè)罩(2a)與所述第二外側(cè)罩(2b)隔開間隙(2c)地對置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其中， 所述內(nèi)側(cè)罩(I)由表面的輻射率比所述外側(cè)罩(2)的形成材料小的材料形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其中， 所述內(nèi)側(cè)罩(I)由導(dǎo)熱率比所述外側(cè)罩(2)的形成材料小的材料形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其中， 所述傳熱塊體(5、6)和所述內(nèi)側(cè)罩(I)使用固定螺釘(3)而固定成能夠裝卸， 所述固定螺釘(3)由不銹鋼或樹脂材料形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的加熱裝置，其中， 所述固定螺釘(3)為埋頭螺釘。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其中， 所述內(nèi)側(cè)罩(I)和所述外側(cè)罩(2)使用固定螺釘(4)而固定成能夠裝卸， 所述固定螺釘(4)由不銹鋼或樹脂材料形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其中，所述加熱裝置具備被覆所述外側(cè)罩(2)的外表面的膜狀部(10)， 所述膜狀部(10)由表面的輻射率比所述外側(cè)罩(2)的形成材料大的材料形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其中， 所述加熱裝置還具備設(shè)在所述外側(cè)罩(2)的外表面上的散熱片(30)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其中， 所述內(nèi)側(cè)罩⑴與所述外側(cè)罩⑵一體形成，且將所述內(nèi)側(cè)罩⑴與所述外側(cè)罩(2)之間的中空空間(12)形成為密閉空間。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的加熱裝置，其中， 所述密閉 空間形成為真空。
全文摘要
本發(fā)明提供一種向被加熱物均等地傳遞熱的加熱裝置。加熱裝置具備環(huán)繞配管(9)的塊體(5)及底板(6)；覆蓋塊體(5)及底板(6)的外周而形成第一絕熱層(11)的第一絕熱罩(1)；覆蓋第一絕熱罩(1)的外周而形成第二絕熱層(12)的第二絕熱罩(2)。第一絕熱罩(1)包括固定于塊體(5)的塊體(5)側(cè)的第一絕熱罩(1a)；固定于底板(6)的底板(6)側(cè)的第一絕熱罩(1b)。第二絕熱罩(2)包括固定于第一絕熱罩(1a)的塊體(5)側(cè)的第二絕熱罩(2a)；固定于第一絕熱罩(1b)的底板(6)側(cè)的第二絕熱罩(2b)。加熱裝置還具備將第二絕熱罩(2a、2b)固定成能夠裝卸的彈鍵鎖(8)。
文檔編號F16L53/00GK103249982SQ20108007052
公開日2013年8月14日 申請日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者宇野淳一, 山蔭久明, 船引猛, 山田義人 申請人:東芝三菱電機產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)株式會社