KR20060049326A

KR20060049326A - 유체용히터 및 유체가열장치

Info

Publication number: KR20060049326A
Application number: KR1020050100583A
Authority: KR
Inventors: 요시히코 가토
Original assignee: 니폰 필라고교 가부시키가이샤
Priority date: 2004-10-26
Filing date: 2005-10-25
Publication date: 2006-05-18
Also published as: TW200624734A; EP1653163A1; JP2006153419A; TWI370892B; US20060086492A1; JP4029092B2; US7565065B2

Abstract

케이싱(1)에 불소수지 피복된 카트리지히터(H)가 관통장비되어 이루어지는 유체용히터에 있어서, 케이싱(1)이, 카트리지히터(H)를 내장하는 불소수지제의 케이스본체(4)와, 이것의 양단부의 각각에 시일부(S)를 수반하여 장착되는 불소수지제의 덮개본체(5)와, 이 덮개본체(5)에 형성된 유체출입용의 유체급배부(31)와, 케이스본체(4)의 양단에 외부끼움해서 덮개본체(5)에 나사결합되는 불소수지제의 유니온너트(6)를 구비하고, 유니온너트(6)의 덮개본체(5)로의 체결에 의해, 케이스본체(4)와 덮개본체(5)의 사이에 형성되는 시일부(S)를 밀착시키는 동시에, 한쌍의 덮개본체(5) 중의 적어도 한쪽에는 카트리지히터(H)의 도출부(34)를 형성한다.

케이싱, 불소수지제, 유니온너트, 도출부, 시일부, 카트리지히터

Description

유체용히터 및 유체가열장치{FLUID HEATER AND FLUID HEATING DEVICE}

도 1은 실시예 1에 의한 유체용히터의 정면도,

도 2는 도 1의 유체용히터의 저면도,

도 3은 도 1의 케이싱 단부의 구조를 나타내는 주요부의 확대단면도,

도 4는 도 1의 케이싱 단부와 덮개부의 접속구조를 나타내는 반결절 확대 단면도,

도 5는 시일부의 다른 구조를 나타내는 반결절 단면도,

도 6은 실시예 2에 의한 유체용히터의 주요부를 나타내는 단면 정면도,

도 7은 실시예 3에 의한 유체용히터의 전체 정면도,

도 8은 도 7의 유체용히터의 주요부를 나타내는 단면 정면도,

도 9는 실시예 4에 의한 유체용히터를 나타내는 단면 정면도,

도 10은 실시예 5에 의한 유체용히터를 나타내는 단면 정면도,

도 11은 도 10의 하측덮개부의 시일구조를 나타내는 반결절 단면도,

도 12는 실시예 6에 의한 유체가열장치를 나타내는 단면 정면도,

도 13의 (a), (b)는 모두 유체가열장치의 다른 구조를 나타내는 평면도,

도 14는 석영관을 이용한 봉상(棒狀)히터의 외관도,

도 15는 실시예 4의 유체용히터에 이용하는 봉상히터의 단면도,

도 16은 실시예 7에 의한 유체용히터를 나타내는 단면 정면도,

도 17은 실시예 8에 의한 유체용히터를 나타내는 단면 정면도,

도 18은 실시예 9에 의한 유체용히터를 나타내는 단면 정면도,

도 19는 도 18의 N부분의 구조를 나타내는 확대 단면도,

도 20은 실시예 10에 의한 유체가열장치를 나타내는 일부 절결의 정면도,

도 21은 종래의 유체용히터를 나타내는 정면도,

도 22는 도 21의 유체용히터의 단면도.

본 발명은 초순수(超純水) 등의 고순도액이나 각종 약액 등의 유체용히터 및 유체가열장치에 관한 것으로서, 상세하게는 반도체제조장치나 액정장치, 화학약품 제조장치, 식품생산라인 등에서 취급되는 유체의 배관 등에 바람직하게 이용되는 유체용히터, 및 그 유체용히터의 복수를 조합해서 이루어지는 유체를 가열하는 장치에 관한 것이다.

이러한 종류의 유체용히터는 케이싱을 관통해서 그 케이싱 내부에 통과된 히터에 의해, 케이싱의 내부를 통과하는 유체를 가열자유롭게 구성되어 이루어지는 것이다. 예를 들면, 외면이 금속용출이 적은 특수한 스테인레스강 등의 금속재로 덮인 금속제 봉상히터를, 청정한 합성수지재로 이루어지는 양단이 폐쇄된 원통상의 케이싱에 관통 장비함으로써 구성되고, 케이싱의 양단부에 분배되어 설치된 유체입 구 및 유체출구를 이용하여 케이싱내로 유체를 흘림으로써, 케이싱내를 통과하거나 혹은 저류(저장)되는 유체를 봉상히터에 의해서 가열할 수 있다.

상술한 바와 같은 유체용히터를 구성하기 위한 케이싱에는 유체의 누설에 대한 엄격한 요구가 있다. 즉, 내부를 통과하는 유체의 입구와 출구로부터의 누설방지에 부가해서, 케이싱에 있어서의 봉상히터의 관통개소도 누설방지의 대상으로 되기 때문이며, 또한 누설방지대책을 실시할 개소가 많기 때문이다. 따라서, 봉상히터가 관통장비되는 유체용히터에 있어서는 액누출이 없는 케이싱을 생산성이 좋은 상태에서 형성하는 것이 과제이며, 그 케이싱의 구성에 관해서는 특허문헌1에 있어서 개시된 것을 답습하는 것이 고려된다.

일본국 특허공개공보 평성10-160362호 공보에는 원통상의 케이싱내에 열교환 튜브를 관통시켜 이루어지는 열교환기가 개시되어 있다. 그 구조를 설명하면, 도 21, 도 22에 도시하는 바와 같이, 열교환튜브(80)가 통하여지는 케이싱(81)을, 어느 정도의 내압에 견딜 수 있는 바와 같은 충분한 시일성이 확보되기 위해, 케이싱(81)의 본체를 구성하는 셸(shell)(82)의 외주에 복수개의 타이로드나 관통볼트 등의 금속제 체결부재(83)를 그의 긴쪽방향을 따르도록 서로 평행하게 배치한다. 그리고, 금속제 체결부재(83)의 양단부를 셸(82)의 양단부에 배치되는 덮개부재(84)에 삽입통과시키고, 덮개부재(84)로부터 돌출하는 금속제 체결부재(83)의 양단의 숫나사부에 너트(85)를 끼워넣음으로써, 셸(82)의 양단부와 덮개부재(84)의 맞댐면 사이가 밀착상태로 시일되고, 이것에 의해, 케이싱(81)이 밀봉상태로 구성된다. 또, 셸(82)의 양단부와 덮개부재(84)의 맞댐면 사이에는 시일부재인 O링(86)이 개 재되어 있다.

그러나, 셸(82)의 양단부와 덮개부재(84)를 복수개의 타이로드나 관통볼트 등의 금속제 체결부재(83)와 너트(85)의 끼워넣음에 의해서 시일하는 상기의 구조에서는 시일하기 위한 부품점수가 많아, 비용상승, 케이싱구조의 대형화를 초래할 뿐만 아니라, 금속제 체결부재(83)는 황산분위기 등에 노출되는 장소에 배치된 경우, 부식하기 쉽고, 또 금속오염을 피할 수 없기 때문에 근래 특히 반도체업계에서는 사용제한의 요구가 높다.

또, 금속제 체결부재(83)의 체결의 헐거움에 대해 금속제 체결부재(83)를 정기적으로 추가해서 조일 필요가 있지만, 통상 금속제 체결부재(83)는 복수개, 적어도 4개 이상이기 때문에, 각 금속제 체결부재(83)의 추가체결 정도에 편차가 생기기 쉽고, 이 편차에 의해 덮개부재(84)나 셸(82)의 변형을 초래할 우려가 있었다. 덮개부재(84)나 셸(82)의 변형이 생기면, 셸(82)의 단부와 덮개부재(84)의 사이에 비틀림이나 왜곡이 발생하기 때문에, 국부적인 응력집중이 생겨 크리프의 진행을 조장하는 문제가 있다. 또, 금속제 체결부재(83)의 금속제 타이로드와 금속제 타이로드 쉬스의 중심축이 일치하지 않아, 양자가 서로 스쳐 접동(슬라이딩)저항이 증대하며, 또한 금속분을 포함하는 마모분의 발생원인으로 된다고 하는 문제도 있었다. 또한, 셸(82)이나 덮개부재(84)의 변형이 생긴 경우, 이들 부재 교환이 필요하게 되지만, 이들 부재는 통상 절삭품이며, 비교적 고가이기도 하기 때문에, 케이싱 구조의 교환을 행하여 내부디바이스(열교환튜브(80))를 계속해서 이용한다고 하는 재이용이 곤란한 구조이기도 하였다.

셸(82)의 양단부와 덮개부재(84)의 맞댐면 사이에 시일부재로서 O링(86)을 개재시키는 접속구조를 유체용히터에 적용한 경우에는, O링(86)을 사용하기 때문에 내식성이나 사용온도범위에 제한이 있다. 예를 들면, O링(86)에 접하는 공간에는 고온의 약액을 연통시킬 수 없다. 또, O링(86)의 발진(發塵)에 의한 오염이 문제로 되는 경우도 있다. 따라서, 근래, 반도체업계에서는 이러한 O링(86)의 사용제한의 요구가 높다.

또, 이러한 종류의 유체용히터가 약액의 가열 등에 사용된 경우, 그 셸(82)이나 덮개부재(84) 등의 구성부재에는 내부식성이 우수한 PTFE나 PFA 등의 불소수지가 사용되는 경우가 많지만, 불소수지는 윤활성이 높기 때문에 셸(82)과 덮개부재(84)의 사이의 접속부가 배관의 진동이나 열의 영향으로 인해 크리프하고, 이에 따라 타이로드나 관통볼트 등 금속제 체결부재(83)의 헐거움이 발생하여, 셸(82)의 양단의 접속부로부터 유체누출이 발생하는 문제가 있었다.

셸(82)과 덮개부재(84)의 사이의 케이싱 접속구조로서는 그 밖에, 나사시일이나 용접이 채용되는 경우가 있지만, 그다지 효과적이지는 않다. 즉, 단순한 나사에 의한 접속시일 구조에서는 높은 시일성을 얻을 수 없어 내압성이 충분하지 않고, 또한 크리프에 의한 누출이 발생하기 쉽다. 또, 용접은 일반적으로 숙련기술을 필요로 하며 용이한 작업이 아니기 때문에, 생산효율이 낮은 동시에 현장작업성이 나쁘며, 현장에서의 보수·점검이 곤란하다는 문제가 있다. 또한 용접은 일(작업)변경에 따른 히터교환 등의 내부부품의 교환이 실질적으로 가능하지 않게 되거 나 또는 재생이용(recycle)이나 재사용(reuse)에 적합하지 않다는 측면도 있다.

본 발명은 이러한 모든 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 바는 타이로드나 관통볼트 등의 금속제 체결부재 및 O링을 이용하는 일 없이, 부품점수의 감소, 코스트저감을 도모할 수 있는 동시에, 컴팩트(소형화)하고 내압성이 높은 케이싱구조 및 신뢰성이 높은 시일구조를 갖는 유체용히터를 제공하는 점에 있다. 또, 본 발명의 다른 목적은 유체용히터를 복수 이용함으로써, 대유량의 유체 등을 배관경로중에 있어서 승온 또는 가열할 수 있는 유체가열장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 유체용히터에 있어서, 튜브재로 이루어지는 케이스본체(4), 및 이 케이스본체(4)의 양단부의 각각을 막기 위해 그들 단부마다 착탈자유롭게 부착되는 덮개부(f)로 이루어지는 케이싱(1)과, 적어도 한쪽의 상기 덮개부(f)를 관통하고 상기 케이스본체(4)의 내부로 통하여지는 히터(H)를 갖는 동시에, 상기 케이스본체(4)의 내부공간에 대한 유체급배부(30), (31)가 상기 덮개부(f)에 적어도 합계 2군데 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 따르면, 히터가 통하여지는 케이싱이 튜브재와 그의 양단 각각에 장비되는 착탈자유로운 덮개부로 구성되므로, 종래와 같이 타이로드나 관통볼트 등의 금속제 체결부재 및 O링을 이용하는 일이 없어, 부품점수를 적게 하여 저렴하고 또한 컴팩트하고 내압성이 높은 케이싱구조, 및 신뢰성이 높은 시일구조의 유체용히터를 얻을 수 있다. 그리고, 양단의 각각에 덮개부를 착탈자유롭게 장비되고, 유체가 흐르거나 또는 저류하는 부분인 케이스본체는 튜브재로 구성되어 있으므로, 튜브재의 길이를 변경하는 것만의 간단한 수단에 의해, 용량변경에 용이하게 대응하는 것이 가능해진다. 예를 들면, 400cc의 용량을 갖는 케이싱을 600cc용으로 변경하기 위해서는 길이가 약 3/2배인 케이스본체에 재부착하는 것만으로 좋아, 용량변화나 가열온도변화에 유연하게 대응할 수 있는 편리한 유체용히터를 제공할 수 있다. 또한, 히터로서는 불소수지재에 의해서 피복된 봉상히터나 나선상히터 등의 장척상(긴형상)의 히터, 불소수지재에 의해서 피복된 램프히터, 혹은 석영관히터를 이용할 수 있다.

본 발명은 상기 유체용히터에 있어서, 상기 튜브재가 가요성(可撓性)을 가진 합성수지제이고, 상기 덮개부(f)는, 상기 케이스본체(4)의 단부를 받아들이는 수구부(受口部:접수부)(8) 및 이 수구부(8)내에 설치된 적어도 1군데의 시일면(10)을 갖는 덮개본체(5)와, 상기 케이스본체(4)의 단부에 외부끼움 상태에서 상기 덮개본체(5)의 수구부측 단부에 외부끼움 나사결합 자유로운 유니온너트(6)와, 상기 유니온너트(6)의 상기 덮개본체(5)로의 나사의 진행에 의한 체결에 의해 상기 케이스본체(4)를 이의 외측으로부터 밀어누르고(압압하고), 이 밀어누름작용에 의해서 상기 케이스본체(4)의 단부와 상기 덮개본체(5)의 시일면(10)이 밀착하는 것에 의해 형성되는 적어도 1군데의 시일부(S)로 구성되고, 적어도 한쪽의 상기 덮개부(f)의 덮개본체(5)에는 상기 히터(H)를 관통하는 도출부(34)가 형성되는 동시에, 상기 유체급배부(30), (31)는 상기 케이싱(1)의 내부에 있어서의 상기 히터(H)의 외부로 되는 유로부분(2)을 통과하는 유체를 출납하기 위한 것으로서 상기 덮개본체(5)에 형 성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 따르면, 유니온너트를 덮개본체의 일단부에 체결하는 것만의 간단한 조작으로 케이스본체의 단부와 덮개본체의 시일면을 밀착시키는 시일부를 통하여 확실하게 밀봉할 수 있다. 따라서, 종래와 같이 타이로드나 관통볼트 등의 금속제 체결부재 및 O링을 이용하지 않아, 부품점수를 적게 하여 저렴하고 또한 컴팩트하고 내압성이 높은 케이싱구조 및 신뢰성이 높은 시일구조의 유체용히터를 얻을 수 있다.

본 발명에 관한 유체용히터는 종래의 케이싱 접속구조와 같이 타이로드나 관통볼트를 사용하지 않는 내압시일구조이고 또한 슬림한 케이싱구조로 할 수 있으며, 또 단일의 유니온너트에 의한 추가 체결에 의해 시일성을 균일하게 확보하는 것이 가능하다. 즉, 케이스본체의 양단부의 덮개본체와의 접속부를 단일의 유니온너트로 시일하는 것만으로 타이로드나 관통볼트에 비해 신뢰성이 높은 시일구조가 얻어지고, 또한 슬림한 케이싱으로 유체용히터의 소형화, 컴팩트화를 도모할 수 있다. 또, 유니온너트의 추가체결에 의해 시일성을 그 때마다 확보하는 것이 가능하며, 나사시일이나 O링시일과 비교해도 장기간에 걸쳐 신뢰성이 높은 것으로 된다. 또한, 단일의 유니온너트를 추가로 조인다고 하는 간단한 수단으로 충분하기 때문에, 용착에 의한 접속구조와 달리 현장시공이 용이하고, 현장에서의 보수·점검도 용이하게 실행할 수 있다.

본 발명에 관한 유체용히터는 유체에 접하는 군데(접액부)인 케이스본체와 덮개본체에는 금속재나 고무 O링이 사용되고 있지 않으므로, 메탈용출이나 금속마 모분 발생의 문제를 해소할 수 있다. 유니온너트의 체결에 의하면, 케이스본체의 단부의 외측 전체둘레를 균등하게 밀어 누를 수 있기 때문에, 케이스본체나 덮개본체의 의외의 변형을 초래하는 바와 같은 일이 없어진다. 따라서, 이들 부재의 크리프나 교환의 문제를 해소할 수 있다. 유니온너트의 체결을 푸는 것에 의해 케이스본체의 단부로부터 덮개본체를 간단하게 떼어낼 수 있기 때문에, 케이스본체내에 체류하는 체류물이 있는 경우에는 그 제거를 용이하게 실행할 수 있다.

또, 본 발명에 관한 유체용히터는 유니온너트의 체결에 의한 것만으로 케이스본체에 내압이 부가되어도 충분히 기밀을 유지할 수 있어 유체누출을 방지할 수 있으므로, 종래와 같이 O링을 사용하지 않아도 되는 동시에, 케이싱의 모든 구성부재를 불소수지로 성형하는 것에 의해, 고온, 부식성이 강한 약액에도 잘 대응할 수 있고, 내약품성 분위기로의 적용, 설치가 가능해지며, 유체용히터로서의 용도범위를 확대할 수 있다.

본 발명은 상기 유체용히터에 있어서 상기 히터(H)에 있어서의 발열부(40)가, 상기 유로부분(2)을 형성하는 상기 케이싱(1)의 내부에만 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 따르면, 다음과 같은 작용효과가 얻어진다. 예를 들면, 덮개본체의 도출부를 포함하는 케이싱의 대략 전역에 걸쳐 발열부가 장비되어 있는 구조의 히터를 이용하면, 케이싱의 내부뿐만 아니라 덮개본체의 도출부도 가열됨으로써, 불필요한 발열이 생겨 불합리하게 된다. 이에 대해, 본 발명에서 규정되는 범위에 발열부를 배치하는 구성을 취하면, 케이싱과 히터로 형성되는 가열실(케이싱의 내 부공간)에 있어서의 유체로의 유효한 가열작용을 발휘하면서, 덮개본체의 도출부를 불필요하게 가열하는 일이 없어, 합리적, 경제적인 유체용히터로 할 수 있는 이점이 있다.

본 발명은 상기 유체용히터에 있어서, 상기 시일부(S)가, 상기 덮개본체(5)의 축선방향의 바깥쪽을 향해서 점차 직경 확대하는 테이퍼면을 상기 수구부(8)의 입구로부터 안쪽깊이에 형성하는 것에 의해 이루어지는 시일면(10)과, 상기 케이스본체(4)의 단부에 이것을 단면 산형상으로 직경확대 팽창돌출시키도록 압입된 내측링(15)에 있어서의 상기 케이스본체(4)의 단부로부터 돌출한 돌출부(17)의 선단에 형성한 테이퍼면으로 이루어지는 돌출단면(22)과의 밀착에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 상기 유체용히터에 있어서 상기 시일부(S)가, 상기 덮개본체(5)의 수구부(8)의 입구에, 상기 덮개본체(5)의 축선에 대해 교차하는 테이퍼면에 의해 구성된 시일면(11)과, 상기 케이스본체(4)의 단부에 이것을 단면 산형상으로 직경확대 팽창돌출시키도록 압입된 내측링(15)의 압입부의 사면부에 형성된 내측을 향한 테이퍼면(20)과의 사이에 상기 케이스본체(4)의 단부를 경사상태로 끼움지지(挾持) 자유롭게 구성하는 것에 의해서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 상기 유체용히터에 있어서 상기 시일부(S)가, 상기 덮개본체(5)의 수구부(8)의 안쪽깊이의 상기 시일면(10)보다도 직경방향 바깥쪽에 상기 덮개본체(5)의 축선과 평행하게 형성된 고리형상홈부(13)에, 상기 케이스본체(4)의 단부에 압입된 내측링(15)의 돌출부의 선단에 형성된 원통부(24)를 끼워넣음 자유롭게 구 성하는 것에 의해서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 따르면, 유니온너트의 체결에 의해서 케이스본체와 덮개본체의 사이가 양호하게 시일되는 기능이, 케이스본체의 단부가 확장된 상태에서 외부끼움 압입되는 내측링을 이용하는 것에 의해 더욱 강화되는 것으로 되어, 장기간에 걸쳐 액누출의 염려가 없어 신뢰성이 우수한 케이싱을 갖는 유체용히터의 제공이 가능해진다.

본 발명은 상기 유체용히터에 있어서, 상기 케이스본체(4)의 일단부에 부착되는 덮개부(f)와, 타단부에 부착되는 덮개부(f)가 서로 동일한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 따르면, 케이스본체의 각 단부에 부착되는 계 2개의 덮개부가 서로 동일한 것이기 때문에, 덮개부로서는 1종류의 부품으로 좋으며, 조립시에 조립미스가 발생하지 않는 동시에 부품관리에도 유리하게 되는 등, 코스트나 생산성이 우수한 유체용히터로서 제공할 수 있다.

본 발명은 상기 유체용히터에 있어서, 상기 케이스본체(4) 및 상기 덮개부(f)가 불소수지에 의해서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 따르면, 케이싱의 모든 구성부재를 불소수지로 성형하는 것에 의해, 고온, 부식성이 강한 약액에도 잘 대응할 수 있고, 내약품성 분위기로의 적용, 설치가 가능해지며, 유체용히터로서의 용도범위를 확대할 수 있다.

본 발명은 상기 유체용히터에 있어서 상기 히터(H)는 불소수지재에 의해서 피복된 카트리지히터(39)인 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 상기 유체용히터에 있어서, 상기 히터(H)는 불소수지에 의해서 피복된 램프히터(53)인 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 따르면, 히터선이 불소수지재로 피복되어 있으므로, 유체가 직접 히터선 등에 닿는 일이 없도록 가드(보호)되어 악영향이 거의 미치지 않게 되며, 히터로서의 내구성이 향상가능하게 되는 이점도 있다.

본 발명은 상기 유체용히터에 있어서, 상기 히터(H)는 불소수지재에 의해서 피복된 히터선(40)을 나선상으로 감아돌려 이루어지는 코일히터인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 히터선을 나선상으로 감아돌려 이루어지는 코일히터를 이용하고 있으므로, 케이싱내에 있어서의 히터선의 길이를 무리없이 길게 할 수 있어, 가열효율이 향상하는 유체용히터를 제공할 수 있다. 또, 본 발명에 따르면, 히터선이 불소수지재로 피복되어 있으므로, 유체가 직접 히터선 등에 닿는 일이 없도록 가드되어 악영향이 거의 미치지 않게 되고, 히터로서의 내구성이 향상 가능하게 되는 이점도 있다.

본 발명은 유체가열장치에 있어서, 상기 유체용히터(A)의 복수를 조합하고, 이들 중 어느 유체용히터(A)에 있어서도 유체가 상기 케이싱(1) 내부를 통과자유롭게 되도록, 각각의 상기 유체급배부(30), (31)를 연통 접속해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 따르면, 복수의 유체용히터를 병렬 접속하여 큰 유량에 대처하거나, 직렬접속해서 가열온도를 더욱 높게 한다는 사용법, 혹은 유체배관계에 있어서 의 복수의 경로가 집약되는 터미널로서 이용한다는 각종 용도가 가능해지고, 더욱 편리하게 이용하는 것이 가능해지는 유체가열장치를 제공할 수 있다.

본 발명은 상기 유체가열장치에 있어서, 상기 덮개부(f)를, 이것에 상기 케이스본체(4)의 복수가 착탈자유롭게 부착되는 것으로 구성하는 것에 의해, 상기 유체용히터(A)의 복수를 그들 어느 케이싱(1) 내부에도 유체가 통과자유롭게 되도록 조합해서 이루는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 복수의 유체용히터를 접속하기 위해서는 그들 한쪽당 1개의 덮개부로, 즉 계 2개의 덮개부를 이용하면 충분한 것으로 되어, 상기 유체가열장치의 것에 비해 구조의 간소화, 부품점수의 삭감, 소형화를 가능하게 하면서 상기 유체가열장치에 의한 상기 작용효과가 얻어지는 합리화된 유체가열장치를 제공할 수 있다.

이하에, 본 발명에 의한 유체용히터 및 유체가열장치의 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1～도 5에는 실시예 1에 의한 유체용히터나 시일구조에 관한 각종 도면이고, 도 6은 실시예 2에 의한 유체용히터의 구조를 나타내는 도면이다. 도 7～도 13, 및 도 16～도 20은 실시예 3～10에 의한 유체용히터, 유체가열장치 및 접속구조를 나타내는 각종 도면이며, 도 14, 도 15는 각종 히터를 나타내는 참고도이다.

[실시예 1]

실시예 1에 의한 유체용히터(A)는 도 1～도 3에 도시하는 바와 같이, 케이싱(1)을 관통하고 그 케이싱(1)의 내부에 통과된 봉상히터(히터의 일예)(H)에 의해 케이싱(1)의 내부를 통과하는 유체가 가열자유롭게 구성된 종형(세로형태)의 것이고, 예를 들면 반도체 제조장치에 있어서의 세정용 초순수의 배관계통에 종방향 자세로 조립되어 사용된다(인라인히터). 즉, 유체용히터(A)는 튜브재로 이루어지는 케이스본체(4) 및 이 케이스본체(4)의 양단부의 각각을 막기 위해 그들 단부마다 착탈자유롭게 부착되는 덮개부(f)로 이루어지는 케이싱(1)과, 양 덮개부(f, f)를 관통해서 케이스본체(4)의 내부로 통하여지는 봉상히터(H)를 가지는 동시에, 각 덮개부(f)에는 케이스본체(4)의 내부공간(2)에 대한 유체급배부(30), (31)가 형성되어 있다.

케이스본체(4)는 내열성, 내약품성이 우수한 PFA나 PTFE 등의 불소수지나 도전성물질을 함유하는 대전방지 불소수지 등의 합성수지제의 튜브재로 이루어지고, 설정되는 내용량으로부터 구해지는 소정길이로 절단해서 이용된다. 이 케이스본체(4)의 양단부에는 각각 마찬가지로 불소수지 등의 합성수지로 이루어지는 덮개본체(5)가 삽입되고, 불소수지 등 합성수지제의 유니온너트(6)의 체결을 거쳐서 접속된다. 즉, 덮개부(f)는 덮개본체(5)와 유니온너트(6)를 갖고 구성되어 있다.

실시예 1에 있어서는 상하의 덮개부(f), 즉 덮개본체(5), 유니온너트(6) 및 내측링(15)(후술)은 서로 동일한 부품이다. 이들 부품 중, 구조가 복잡한 덮개본체(5)에 대해 하측의 덮개본체(5)에서 설명하면, 몸통벽부(7)와, 이 몸통벽부(7)의 상단(일단)에 개방된 수구부(8), 및 몸통벽부(7)의 하단(타단)을 폐쇄하는 바닥벽부(9)를 갖는 형태로 형성된다. 그리고, 도 4에 도시하는 바와 같이, 덮개본체(5)의 수구부(8)의 내부에는 제 1～3의 시일면(10)～(12)이 설치된다. 제 1 시일 면(10)은 덮개본체(5)의 수구부(8)의 입구로부터 안쪽깊이에, 덮개본체(5)의 축선(C)에 대해 교차상, 즉 축선(C)방향의 바깥쪽을 향해 점차 직경이 확대되는 테이퍼면에 의해 구성된다. 제 2 시일면(11)은 수구부(8)의 입구에, 상기 축선(C)에 대해 교차상, 즉 축선(C)방향의 바깥쪽을 향해 점차 직경이 확대되는 테이퍼면에 의해 구성된다. 제 3 시일면(12)은 덮개본체(5)의 수구부(8)의 안쪽깊이에 있어서 제 1 시일면(10)보다도 직경방향 바깥쪽으로 축선(C)과 평행하게 형성된 고리형상홈부(13)에 의해 구성된다. 덮개본체(5)의 수구부(8)의 외주에는 숫나사(14)가 형성되어 있다.

한편, 케이스본체(4)의 일단부 및 타단부에는 각각 불소수지 등 합성수지제의 내측링(15)을 압입상태에서 내부끼움한다. 이 내측링(15)은 도 4에 도시하는 바와 같이, 케이스본체(4)의 단부에 압입되고 해당 단부를 단면 산형상으로 직경확대 팽창돌출시키는 단면이 주판알 형상인 압입부(16)와, 이 압입부(16)에 연결 설치되어 케이스본체(4)의 단부로 돌출하는 돌출부(17)를 갖는 슬리브형상으로 형성되어 있다. 단면 산형상의 압입부(16)는 이 하나의 사면부에 바깥을 향한 테이퍼면(18)을, 다른 사면부에 제 2 시일면(11)과의 사이에서 케이스본체(4)의 단부를 경사상태로 끼움지지해서 제 2 시일부(21)를 형성하는 안쪽을 향한 테이퍼면(20)을 각각 형성하고 있다. 돌출부(17)의 선단에는 제 1 시일면(10)에 밀착상태로 당접해서 제 1 시일부(19)를 형성하는 테이퍼면으로 이루어지는 돌출단면(22), 및 고리형상홈부(13)에 끼워넣어서 제 3 시일부(23)를 형성하는 원통부(24)를 형성해서 이루어진다. 이 내측링(15)의 내경(내부직경)은 케이스본체(4)의 내경과 동일 또는 대략 동일하게 설정해서, 유체가 체류하는 일 없이 원활하게 유동하도록 하고 있다.

유니온너트(6)는 도 4에 도시하는 바와 같이, 그의 내주에 덮개본체(5)의 숫나사(14)에 나사결합 자유로운 암나사(25)가 형성되고, 또한 일단부에 고리형상 플랜지부(26)가 안쪽을 향해 돌출되어 있는 동시에, 해당 고리형상 플랜지부(26)의 내주면의 축방향 내단에 예각, 또는 직각의 밀어누름에지부(26a)가 설치되어 구성되어 있다.

그리고, 내측링(15)의 압입된 케이스본체(4)의 단부를 덮개본체(5)의 수구부(8)에 삽입하고, 케이스본체(4)의 단부의 외주에 미리 느슨하게 끼우고 있는 유니온너트(6)의 암나사(25)를, 덮개본체(5)의 숫나사(14)에 나사식 결합시켜 체결한다. 이 체결에 수반해서 유니온너트(6)의 밀어누름에지부(26a)가 케이스본체(4)의 직경확대부(27)의 직경확대부착 근부(根部)에 맞닿아서 내측링(15)을 축방향으로부터 밀어누르게 된다. 이에 따라, 도 4에 도시하는 바와 같이, 내측링(15)의 돌출단면(22)이 덮개본체(5)의 제 1 시일면(10)에 대해 눌려져 제 1 시일부(19)를 형성하는 동시에, 내측링(15)의 안쪽을 향한 테이퍼면(20)과 덮개본체(5)의 제 2 시일면(11)의 사이에서 케이스본체(4)의 단부를 경사상태로 끼움지지해서 제 2 시일부(21)를 형성한다. 또한, 내측링(15)의 원통부(24)가 고리형상홈부(13)에 압입되어 제 3 시일부(23)를 형성하게 된다. 이들 제 1～제 3 시일부(19), (21), (23)(모두=S)에 의해, 신뢰성이 높은 시일기능을 발휘할 수 있다. 액압에 대해서는 7㎏/㎠정도의 내압이 있으며, 통상의 액공급라인(4㎏/㎠)으로부터의 액에 대해 충분한 내압성이 있다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 케이스본체(4)의 하측의 덮개부(f)의 덮개본체(5)에는 유체용히터(H)의 가열대상으로 되는 유체의 도입용배관(28a)이 접속되는 도입측접속부(29a)가, 상측의 덮개부(f)의 덮개본체(5)에는 유체용히터(H)에 의해서 가열된 유체의 도출용배관(28b)이 접속되는 도출측접속부(29b)가 각각 장비된다. 즉, 다른 배관이 접속되는 군데인 접속부(29a, 29b)는 하측의 덮개본체(5)의 몸통벽부(7)에 유체공급측의 유체급배부(인렛포트)(30)가, 상측의 덮개본체(5)의 몸통벽부(7)에 유체배출측의 유체급배부(아웃렛포트)(31)가 각각 형성되어 있다. 공급측의 유체급배부(30)에는 가열대상으로 되는 유체의 도입용배관(28a)의 단부가, 배출측의 유체급배부(31)에는 피가열유체의 도출용배관(28b)의 단부가, 각각 불소수지 등의 합성수지제의 유니온너트(32), 불소수지 등의 합성수지제의 내측링(33)을 통해 접속되고, 가열대상 유체가 공급측의 유체급배부(30), 케이스본체(4)내의 가열실(케이싱(1)의 내부에 있어서의 봉상히터(H)의 외부로 되는 유로부분의 1예)(2), 배출측의 유체급배부(31)의 순으로 유통하도록 구성되어 있다.

공급측의 유체급배부(30) 및 배출측의 유체급배부(31)의 각 내부구조는 덮개본체(5)의 수구부(8)의 내부구조와 동일하게 구성하고(단, 직경은 다름), 또 유체의 도입용배관(28a) 및 도출용배관(28b)의 각 단부에는 케이스본체(4)의 단부의 내측링(15)과 마찬가지의 단면형상의 내측링(33)을 압입하고 있고, 공급측의 유체급배부(30) 및 배출측의 유체급배부(31)에 대한 도입용배관(28a) 및 도출용배관(28b)의 각 단부의 접속구조는 케이스본체(4)의 단부의 덮개본체(5)의 수구부(8)에 대한 접속구조와 마찬가지이기 때문에, 그의 상세한 설명은 생략한다. 단, 이 공급측의 유체급배부(30) 및 배출측의 유체급배부(31)에 대한 유체의 도입용배관(28a) 및 도출용배관(28b)의 각 단부의 접속구조로서는 그 밖에, 공급측의 유체급배부(30) 및 배출측의 유체급배부(31)에 대해 유체의 도입용배관(28a) 및 도출용배관(28b)의 각 단부를 직접 용착하거나, 나사접속하는 등의 수단을 채용할 수도 있다. 즉, 다른 배관과의 접속부(29a), (29b)는 용착, 나사접속 등의 접속수단이어도 좋다.

다음에, 케이싱(1)의 내부에 배치되는 히터(H)에 대해 설명한다. 이 예에서는 상하의 덮개본체(5, 5)를 관통해서 장비되는 봉상히터(H)는 불소수지재에 의해서 피복된 카트리지히터를 사용하고 있다. 즉, 도 1～도 3에 도시하는 바와 같이, 카트리지히터(39)는 외주가 스테인레스 등의 금속재로 덮인 발열부(40)와 1쌍의 리드선(r, r)을 구비한 공지의 시판품으로서, 도시하지 않지만 발열부(40)의 내부에는 니크롬선이나 유도코일 등의 열원이 수용되어 있다. 그리고, 리드선(r) 부분을 포함시켜 발열부(40)에는 불소수지제의 튜브재를 적절한 길이로 절단해서 이루어지는 외장튜브(51)가 압입상태에서 외부끼움 장비(피복)되어 있고, 그것에 의해서 케이싱(1) 내부에 있어서의 봉상히터(H)의 접액부(유체가 접하는 군데)는 불소수지만의 상태로 되도록 구성하고 있다.

상술한 불소수지 코팅된 카트리지히터로 이루어지는 봉상히터(H)는 그의 양단부가 상하의 덮개본체(5)의 바닥벽부(9)로부터 돌출하는 도출부(「히터의 도출부」의 일예)(34)에 형성된 취출구(34a)로부터 외부로 취출되어 있고, 소위 양단 관통상태에서 케이싱(1)에 배비되어 있다. 덮개본체(5)에 있어서의 봉상히터(H)의 도출부(34)에는 불소수지 등의 합성수지제의 유니온너트(35)를 외부끼움하고 이 유니온너트(35)를 체결링(페룰(ferrule))(36)을 통해 도출부(34)에 나사부착시켜 체결하는 히터접속부(HS)에 의해, 봉상히터(H)의 외장튜브(51)와 도출부(34)의 사이의 간극을 밀봉하고 있다. 또, 카트리지히터에 석영관을 외부끼움하고, 그 석영관에 불소수지제의 튜브재를 외부끼움해서 피복하는 구조이어도 좋다.

히터접속부(HS)는 도 3에 도시하는 바와 같이, 원통형상으로 형성된 도출부(34)의 취출구(34a)에 봉상히터(H)를 끼워넣어 외장튜브(51)의 단부가 도출부(34)로부터 약간 외부에 노출하는 상태로 하고 나서, 도출부(34)와 외장튜브(51)의 외주면 위에 삽입끼움한 유니온너트(35)를 나사결합하고, 도출부(34)와 외장튜브(51)의 외주면 위에 삽입끼움한 체결링(36)과의 대향면을 압접하는 방향으로 체결하고, 도출부(34)와 외장튜브(51)의 단부를 기밀상태로 연통 접속한다. 또한, 외장튜브(51)의 양 단부내에는 충전물(52)을 충전해도 좋다. 충전물(52)은 비교적 경도가 있고 단열성도 갖는 재료의 것이 바람직하다. 또, 히터(H)는 원통봉상의 시드히터(sheathed heater)에 두께 0.3～1.2㎜의 불소수지나 PEEK의 라이닝으로 완전 밀착된 것이어도 좋다.

또한, 상술한 히터접속부(HS)를 구성하는 각 요소(34), (35), (36)는 강산이나 강알칼리 등의 약액을 수송하기 위해 내약품성, 내열성, 내압성이 우수한 수지재로 구성되고, 예를 들면 PTFE 또는 PFA 등의 합성수지로 도출부(34)와 체결링(36)을 각각 형성하고, PFA 또는 PP 등의 합성수지로 체결하여 유니온너트(35)를 형성하고 있다.

유니온너트(35)의 내측 주면에는 도출부(34)의 외주에 형성된 암나사부(34n)에 나사결합 자유로운 암나사부(35n)가 형성되어 있는 동시에, 중심부에는 봉상히터(H)의 최대직경을 갖는 외장튜브(51)의 외경(외부직경)치수보다도 약간 큰 내경을 갖는 삽입통과구멍(35b)이 형성되어 있다. 그리고, 삽입통과구멍(35b)의 내측 주연부에는 체결링(36)의 하단면과 맞닿는 단부(段部)(35c)가 형성되어 있다.

체결링(36)은 그의 중심부에 봉상히터(H)의 외경치수보다도 약간 소직경의 삽입통과구멍(36a)을 형성하고, 그의 1측단면에 봉상히터(H)를 끼워넣는 방향을 향해 소직경으로 되는 원추형의 테이퍼면(36b)을 형성하고 있다. 그리고, 테이퍼면(36b)은 도출부(34)에 형성된 테이퍼면(34b)과 합치(일치)하는 형상치수로 형성되어 있다.

봉상히터(H)가 케이싱(1)에 삽입통과된 조립상태에 있어서는 도 1, 도 3에 도시하는 바와 같이, 발열부(40)가 상하의 바닥벽부(9, 9) 사이의 범위내에 들어가도록, 외장튜브(51)를 약간 길게 형성하고 있는 것이 바람직하다. 즉, 봉상히터(H)에 있어서의 발열부(40)는 유로부분인 가열실(2)을 형성하는 케이싱(1)의 내부(덮개본체(5)의 도출부(34)에 삽입통과되는 부분보다도 케이스본체(4) 내부측)에만 배치되어 있다. 이 불소수지관을 갖는 불소관히터를 이용하면, 유체용히터(A)에 있어서의 유체와 접하는 군데, 즉 접액부는 모두 불소수지로 되고, 불순물의 석출이 전혀 일어나지 않는 깨끗한 것으로 할 수 있다는 이점이 있다. 또, 다음에 기술하는 바와 같은 작용효과도 있다.

예를 들면, 도시는 생략하지만, 외장튜브(51)의 거의 전역에 걸쳐 발열부 (40)가 장비되어 있는 구조의 봉상히터를 이용하면, 케이싱(1)의 내부(2) 뿐만 아니라 히터접속부(HS)도 가열됨으로써, 불소수지제의 도출부(34)나 유니온너트(35)가 열로 인해 변형될 우려가 있는 등, 불필요한 발열이 생겨 불합리하다. 이에 대해, 상술한 바와 같은 범위로 발열부(40)를 배치하는 구성을 취하면, 케이싱(1)과 봉상히터(H)에서 형성되는 가열실(2)에 있어서의 유체로의 유효한 가열작용을 발휘하면서, 히터접속부(HS)를 쓸데없이 가열하는 일이 없어, 합리적, 경제적인 유체용히터(A)로 할 수 있는 이점이 있다. 한편, 발열부(40)가 가열실(2)내에 수납되지 않는 경우에도 예를 들면 히터(H)의 표면온도를 모니터하는 센서(예 : 서머스탯)를 설치하여, 일정 이상의 온도상승이 일어나지 않도록 하는 것도 가능하다. 이상과 같이 구성된 유체용히터(A)는 케이싱(1)의 내부(2)를 통과하는 유체, 예를 들면 반도체 제조장치 등에 이용되는 세정용의 초순수나 약액 등을 그의 흐름이동을 방해하는 일 없이 봉상히터(H)로 가열할 수 있다. 또한, 덮개본체(5)는 PFA나 PTEE 등의 불소수지이어도 좋고, 석영이어도 좋다.

[시일부의 다른 실시예]

케이스본체(4)의 단부와 덮개본체(5)의 수구부(8)의 사이에 형성되는 시일부로서는 도 4에 도시하는 구조와 같이, 제 1, 2 시일부(19), (21) 이외에, 내측링(15)의 원통부(24)와 덮개본체(5)의 고리형상홈부(13)에 의한 제 3 시일부(23)를 부가하는 것에 의해, 시일성능을 가일층 확실하게 향상시킬 수 있지만, 반드시 그 구성에 한정되는 것은 아니다.

그 밖에, 예를 들면 도 5에 도시하는 바와 같이, 제 1, 2 시일부(19), (21)(S)만을 형성하고, 제 3 시일부(23)(S)를 생략하는 것, 즉 덮개본체(5)의 안쪽깊이에 고리형상홈부(13)를 마련하지 않고, 또 내측링(15)에 원통부(24)를 설치하지 않은 것이어도 좋다. 이 경우, 덮개본체(5)의 안쪽깊이에 설치하는 제 1 시일면(10)은 축선(C)에 대해 제 2 시일면(11)과는 역방향의 교차상, 즉 축선(C)방향의 바깥쪽을 향해서 점차 직경 축소하는 테이퍼면에 의해 구성하고 있다. 이 테이퍼면끼리가 유니온너트(6)의 나사진행에 의해서 압접되면, 그곳이 제 3 시일부로 될 수 있다. 이 경우에도, 덮개본체(5)는 PFA나 PTFE 등의 불소수지이어도 좋고, 석영이어도 좋다.

[실시예 2]

실시예 2에 의한 유체용히터(A)는 도 1～도 3 등에 도시하는 실시예 1의 것의 봉상히터(H)가 램프히터에 의해서 구성되는 것에 대신하는 것 이외는 동일하다. 즉, 도 6에 도시하는 바와 같이, 봉상히터(H)는 불소수지재에 의해서 피복된 램프히터(53)이고, 실시예 1에 의한 유체용히터(H)의 카트리지히터(39)가 램프히터(53)로 치환된 것이다. 램프히터(53)는 도 6에 도시하는 바와 같이, 예를 들면 유리관(54)내에 텅스텐제 필라멘트(55)가 수용되어 할로겐램프로 구성되어 있고, 유리관(54)의 양단에 1개씩 인출되는 리드선(r)을 포함시켜 석영관(56)에 삽입되고, 그 석영관(56)이 접착제 등에 의한 밀착층(57)을 통하여 불소수지제의 튜브재(51)내에 삽입되는 것에 의해 봉상히터(H)로 구성되어 있다. 즉, 램프히터(53)는 3층으로 이루어지는 커버관부(58)에 의해서 피복되어 있다. 또한, 수축 불소수지튜브를 이용하면, 밀착층(57)을 생략하는 것이 가능하다.

이 경우에는 램프히터(53)가 발열부(39)에 상당하고, 실시예 1의 유체용히터와 마찬가지로 발열부(39)는 유로부분(2)을 형성하는 케이싱(1)의 내부에만 배치되어 있고, 도출부(34)에는 미치지 않는 구성으로 되어 있다. 3층구조의 커버관부(58)에는 충분한 강도, 강성이 있으므로, 히터접속부(HS)를 구성하는 도출부(34)에 있어서 체결되는 단부에는 도 3에 도시하는 바와 같은 충전물(52)을 설치하지 않아도 좋은 것으로 되어 있다.

[실시예 3]

실시예 3에 의한 유체용히터(A)는 봉상히터(H)로서 석영관히터를 이용한 것이며, 그 이외는 실시예 1에 의한 유체용히터(A)와 동일하다. 즉, 실시예 3에 의한 유체용히터(A)에 있어서는 도 7, 도 8에 도시하는 바와 같이, 케이스본체(4)의 내부에는 석영관(3)을 이용한 봉상히터(석영관히터)(H)가 통과되어 있고, 이 봉상히터(H)의 양단부는 상하의 덮개본체(5)의 바닥벽부(9)로부터 돌출된 도출부(34)에 형성된 취출구(34a)로부터 외부로 인출되어 있으며, 소위 양단 관통상태로 배비되어 있다. 덮개본체(5)에 있어서의 봉상히터(H)의 도출부(34)에는 불소수지 등의 합성수지제의 유니온너트(35)를 외부끼움해서 이 유니온너트(35)를 페룰(36)과 이탈방지링(37)을 통해 도출부(34)에 나사부착시켜 체결하는 석영관접속부(SS)에 의해 봉상히터(H)의 석영관(3)과 도출부(34)의 사이의 간극을 밀봉하고 있다.

석영관 접속부(SS)는 도 8에 도시하는 바와 같이, 원통형상으로 형성된 도출부(34)의 취출구(34a)에 봉상히터(H)를 끼워넣어 석영관(3)의 단부가 도출부(34)로부터 약간 외부로 노출하는 상태로 하고 나서, 도출부(34)와, 석영관(3)의 외주면 상에 삽입해서 끼운 유니온너트(35)를 나사식 결합하고, 도출부(34)와 석영관(3)의 외주홈(3m)에 끼워 부착된 이탈방지링(5)과 석영관(3)의 외주면상에 삽입해서 끼운 체결링(6)과의 대향면을 압접하는 방향으로 체결하고, 도출부(34)와 석영관(3)의 단부를 기밀상태로 연통접속한다. 도출부(34)의 외주에는 유니온너트(35)의 내주에 형성된 암나사부(35n)에 나사결합 자유로운 숫나사부(34n)가 형성되어 있다.

또한, 상술한 석영관접속부(SS)를 구성하는 각 요소(34), (35), (36), (37)는 예를 들면 강산이나 강알칼리 등의 약액을 수송하기 위해 내약품성, 내열성, 내압성이 우수한 수지재로 구성되고, PTFE 또는 PFA 등의 합성수지로 도출부(34)와 체결링(36)을 각각 형성하고, PFA 또는 PP 등의 합성수지로 체결하여 유니온너트(35)와 이탈방지링(37)을 각각 형성하고 있다.

유니온너트(35)의 내측 주면에는 도출부(34)의 외주에 형성된 암나사부(34n)에 나사결합 자유로운 암나사부(35n)가 형성되어 있는 동시에, 중심부에는 봉상히터(H)의 최대직경을 갖는 금속커버(38)의 외경치수보다도 약간 큰 내경을 갖는 삽입통과구멍(35b)이 형성되어 있다. 그리고, 삽입통과구멍(35b)의 내측주연부에는 이탈방지링(37)의 하단면과 맞닿는 단부(35c)가 형성되어 있다.

이탈방지링(37)에는 석영관(3)의 외주면상에 새겨 설치한 둘레홈(3m)에 합치하는 형상치수의 중심구멍(37a)과, 일단측을 직경방향으로 절단하는 분할홈(37b)과, 타단측의 외주부를 부분적으로 잘라내어 이루어지는 연결부(37c)가 형성되어 있다. 이 형상의 구성은 이탈방지링(37)을 석영관(3)을 통과시키고 나서 둘레홈(3m)에 끼워장착하기 위한 고안으로서, 연결부(37c)를 재료탄성에 대항해서 약간 휘게 하고, 석영관(3)의 외경치수보다도 약간 대직경으로 되도록 중심구멍(37a)을 직경방향으로 직경확대 변형시키는 것에 의해 가능해진다.

체결링(36)은 이 체결링(36)의 중심부에 석영관(3)의 외경치수보다도 약간 소직경인 삽입통과구멍(36a)에 형성하고, 이 체결링(36)의 1측단면에 석영관(3)을 끼워넣는 방향을 향해 소직경으로 되는 원추형의 테이퍼면(36b)을 형성하고, 이 테이퍼면(36b)을 도출부(34)에 형성된 테이퍼면(34b)과 합치하는 형상치수로 형성하고 있다.

석영관히터(H)는 도 7, 도 11 및 도 14에 도시하는 바와 같이, 니크롬선이나 유도코일 등으로 이루어지는 발열부(발열체)(40)를 내장하는 통형상의 석영관(3)과, 그의 양단부를 덮는 한쌍의 금속커버(38)와, 금속커버(38)로부터 돌출되어 설치되는 도통단자(도시생략)를 덮는 유리커버(41)를 갖고 구성되어 있다. 각 유리커버(41)로부터는 도통단자에 도통접속되는 도선(r)이 인출된다. 봉상히터(H)가 케이싱(1)에 삽입통과된 조립상태에 있어서는 발열부(40)가 상하의 바닥벽부(9, 9) 사이의 범위내에 들어가도록, 전극봉(40a) 등을 이용해서 석영관(3)의 단부로부터 중앙부근에 떨어져 위치시키고 있다. 즉, 봉상히터(H)의 발열부(40)는 덮개본체(5)의 도출부(34)에 삽입통과되는 부분보다도 케이스본체(4) 내부측에 형성되어 있다.

예를 들면, 도시는 생략하지만, 석영관(3)의 대략 전역에 걸쳐 발열체(40)가 장비되어 있는 구조의 봉상히터를 이용하면, 케이싱(1)의 내부(2) 뿐만 아니라 석영관 접속부(SS)도 가열됨으로써, 불필요한 발열이 생겨 불합리하다. 이에 대해, 상술한 바와 같은 범위로 발열부(40)를 배치하는 구성을 취하면, 케이싱(1)과 석영관(3)으로 형성되는 가열실(2)에 있어서의 유체로의 유효한 가열작용을 발휘하면서, 석영관 접속부(SS)를 불필요하게 가열하는 일이 없어, 합리적, 경제적인 유체용히터(A)로 할 수 있는 이점이 있다.

[실시예 4]

실시예 4에 의한 유체용히터(A)는 도 9에 도시하는 바와 같이, 봉상히터(H)가 하측의 덮개부(f)의 덮개본체(5)만을 관통하고, 상측의 덮개부(f)의 덮개본체(5)는 불소수지튜브(59)의 상단부를 끼워맞춰 지지하는 한쪽관통구조의 것이다. 실시예 1에 의한 유체용히터(A)와의 차이는 상측의 덮개본체(5)에는 히터접속부(HS)가 없고, 대신에 끼워맞춤 오목부(5A)가 형성되는 동시에, 봉상히터(H)로서는 도 15에 도시하는 바와 같이, 리드선(r)의 인출측에만 충전물(52)이 장비된 상태의, 외장튜브(51)로 피복된 카트리지히터(H)를 이용하고 있는 점이다. 끼워맞춤 오목부(5A)는 유체가 정체하지 않도록, 봉상히터(H)의 외경보다도 큰 내경을 갖고 있으며, 개소 횡측쪽으로 돌출한 복수의 지지돌기(5a)에 의해서 위치결정되는 구성으로 하는 것이 바람직하다.

도 15에 도시하는 봉상히터(H)는 카트리지히터(39)를 선단이 폐쇄된 통형상이고 불소수지제의 튜브(59)로 피복해서 이루어지는 것이고, 카트리지히터(39) 자체는 도 1～도 3에 도시하는 실시예 1의 것과 동일하다. 불소수지튜브(59)의 폐쇄측 단부(59A)측에 있어서는 카트리지히터(39)를 끝에서 약간 떨어져 존재하는 설정으로 하고 있으며, 역시 발열부(40)가 유로부분(2)을 형성하는 케이싱(1)의 내부에 만 배치되는 구성으로 되어 있다. 봉상히터(H)의 케이싱(1)으로의 조립상태에서는 불소수지튜브(59) 선단의 폐쇄측 단부(59A)가 상측의 덮개본체(5)의 끼워맞춤 오목부(5A)에 끼워넣어져 있어, 케이싱(1)의 직경방향으로는 움직이지 않도록 위치결정되는 구조로 되어 있다. 그 이외의 구조는 기본적으로는 실시예 1에 의한 유체용히터(A)와 동일하다. 이 경우에는 상하의 덮개본체(5, 5), 즉 덮개부(f, f)는 서로 다른 부품으로 된다.

이 한쪽 관통구조의 유체용히터(A)에 있어서는 상측의 덮개본체(5)에는 봉상히터(H)가 관통하지 않으므로, 그곳으로부터의 유체누설의 우려가 전무하게 되는 동시에, 위쪽으로는 봉상히터(H)가 돌출되지 않아, 그 분만큼의 컴팩트화가 가능해진다. 또, 리드선(r, r)이 하측에 집약되므로, 전기배선의 처리가 심플화되는 이점도 있다. 또한, 이 한쪽 단자형의 봉상히터(H)를 상측의 덮개본체(5)에만 관통시켜 도립 자세로 케이싱(1)에 장비시킨다고 하는 사용법도 가능하다.

[실시예 5]

실시예 5에 의한 유체용히터(A)는 실시예 4와 마찬가지의 한쪽측 관통형의 것이지만, 봉상히터(H), 및 하측의 덮개본체(5)의 도출부(34)에 있어서의 시일구조는 다른 것으로 되어 있다. 즉, 도 10에 도시하는 바와 같이, 하측의 덮개부(f)에 있어서의 히터접속부(HS)는 유니온너트(35)를 도출부(34)에 외부끼움 나사결합시키는 것에 의해 봉상히터(H)를 시일상태에서 하측덮개본체(5)에 지지하는 기본구조는 동일하지만, 시일구조는 크게 다르다. 우선, 봉상히터(H)의 선단부(61)에 대해서는 불소수지제의 외장튜브(51)의 선단내에 마찬가지로 불소수지제의 원(圓)블럭 (62)을 채우고(압입 내부끼움하고) 융착 일체화하는 것에 의해 폐쇄하는 구성으로 되어 있다. 그리고, 봉상히터(H)의 길이는 상기 선단부(61)가 상측의 덮개본체(5)의 바닥벽부(9)로부터는 명확하게 떨어져 위치하는 상태로 설정되어 있다.

그리고, 하측 덮개본체(5)의 시일구조는 도 10, 도 11에 도시하는 바와 같이, 도출부(34)는, 외주부에 숫나사부(34n)가 형성된 고리형상의 외통부(外筒部)(34A)와, 이 외통부(34A)보다 명확하게 작은 고리형상돌기인 고리형상의 내통부(內筒部)(34B)와, 축선(C)에 대한 직경방향이고 이들 외통부(34A)와 내통부(34B)의 사이에 형성되는 고리형상홈(34C)으로 형성되어 있다. 외통부(34A)의 내주측에 있어서의 선단부에는 점차 직경확대하는 테이퍼형상의 입구시일부(63)가 형성되고, 내통부(34B)의 내주측에 있어서의 선단부에도 점차 직경확대하는 테이퍼형상의 안쪽깊이시일부(64)가 형성되어 있다.

카트리지 히터(39)에 외부끼움 장착되는 불소수지제의 외장튜브(51)의 하단부에는 도출부(34)와 끼워맞춤해서 시일부(T1～T3)를 형성하기 위한 고리형상시일부(65)가 일체적으로 장비되어 있다. 고리형상시일부(65)는 입구시일부(63)에 당접하는 테이퍼면(66a)이 상단측에 형성된 팽창돌출부(66)와, 도출부(34)의 고리형상홈(34C)에 끼워넣도록 테이퍼면(66a)에 연속해서 형성되는 고리형상돌기(68), 및 내통부(34B)가 끼워넣음 자유로운 제 2 고리형상홈(69)을 가진 끼워맞춤 볼록부(67)를 갖는 PFA 등의 불소수지제(외장튜브(51)와 동일 재료가 바람직함)의 것으로 구성되어 있다.

고리형상시일부(65)는 상단측일수록 소직경으로 되는 테이퍼형상의 내주면 (65a)을 갖고 있고, 외장튜브(51)의 외주부에 압입하고, 또한 융착되어 있으며, 그것에 의해서 외장튜브(51)와의 사이가 시일되는 상태에서, 특히 고리형상시일부(65)의 상단부가 더욱 확실하게 시일되는 상태에서 일체화되어 있다. 끼워맞춤 볼록부(67)에는 고리형상홈(69)을 설치하기 위한 상단내통부(70)가 형성되어 있고, 이 상단내통부(70)의 내주에 상당하는 내주면(65a) 상단부가 외장튜브(51)에도 가장 긴밀하게 외부끼움되는 구성으로 되어 있다. 또, 그의 상단내통부(70)의 존재에 의해, 체결상태에 있어서는 외장튜브(51)의 외주면과 도출부(34)의 내주면의 사이에는 직경방향으로 명확한 간극(k)이 형성되도록 하고 있다.

유니온너트(35)의 안쪽을 향한 플랜지부(35T)는 팽창돌출부(66)의 외경단부(66c)를 아래쪽으로부터 밀어올리기 위한 것이고, 그의 내경부(35t)는 내주의 암나사부(35n)를 도출부(34)의 숫나사부(34n)에 나사결합시키는 체결상태에서는 고리형상시일부(65)의 팽창돌출부(66)의 단차 외주부(66b)와 거의 간극없이(극히 약간의 간격을 수반해서) 끼워맞추는 상태로 설정되어 있다. 또한, 우수한 시일상태를 얻기 위해서는 고리형상돌기(68)의 직경방향 두께를 고리형상홈(34C)의 직경방향 간격보다도 어느 정도 큰 값으로 해서 압입상태에서 끼워맞추는 구조가 바람직하다.

이상과 같은 구조에 의해, 유니온너트(35)를 도출부(34)에 나사결합시키고, 고리형상시일부(65)를(봉상히터(H)를) 밀어올려서 도출부(34)에 끼워맞춤시킨 조립상태에서는 입구시일부(63)와 테이퍼면(66a)이 강하게 맞닿아 제 1 시일부(T1)가 형성되는 동시에, 고리형상돌기(68)가 고리형상홈(34C)에 끼워넣어져 강하게 압접되고, 내외주의 2군데에 제 2 시일부(T2)를 형성한다. 이 경우, 고리형상홈(34C) 은 고리형상돌기(68)의 돌출량보다도 깊으므로, 이들 양자(34C), (68)는 상하방향으로는 맞닿지 않고, 대신에 내통부(34B)와 제 2 고리형상홈(69)이 끼워맞추어지고, 이들 테이퍼면끼리가 맞닿아서 제 3 시일부(T3)를 형성한다. 즉, 이들 제 1～제 3의 3군데의 시일부(T1～T3)의 존재에 의해, 도출부(34)와 고리형상시일부(65)가, 즉 덮개본체(5)와 봉상히터(H)의 외장튜브(51)가 완전할때까지 시일되는 상태를 얻을 수 있다.

따라서, 케이싱(1)내에 조립되어 가열대상으로 되는 유체가 예를 들면 독성을 갖는 약액이거나, 또는 강투과성 약액 등의 누설에 기인하는 것이어도, 봉상히터(H)의 지지부인 도출부(34)로부터의 누설도 없어, 신뢰성 및 내구성이 우수한 유체용히터(A)로서 제공할 수 있다. 또, 외장튜브(51)와 도출부(34)에는 명확한 간극(k)이 있으므로, 약액 등의 유체가 정체해 버릴 우려가 없어, 깨끗한 상태로 유지할 수 있는 동시에, 봉상히터(A)에 강한 구부림력이 작용한 경우에는 근접 배치되어 있는 내부를 향한 플랜지부(35T)의 내경부(35t)와 팽창돌출부(66)의 단차 외주부(66b)가 맞닿아서 서로 지지하는 작용이 생기고, 실질적으로 도출부(34)와 외장튜브(51)의 끼워맞춤 길이가 증대하여, 안정지지할 수 있는 작용을 기대할 수 있는 이점도 있다. 또한, 유니온너트(35)를 풀어 떼어냄으로써, 번거로운 덮개부(f)의 분해를 수반하지 않고 봉상히터(H)를 간단하게 인출할 수 있으므로, 봉상히터(H)의 고장이나 사양변경에도 용이하게 대응할 수 있는 편리함, 즉 양호한 메인너턴스성도 갖추고 있다.

다음에 이 실시예 5에 의한 유체용히터(H)에 있어서의 상기 히터접속부(HS) 의 변형예를, 도면은 생략하지만 몇 개 기술한다. 첫번째는 고리형상시일부(65)의 내주면(65a)이 테이퍼면이 아니고, 일정 직경의 것으로 된 상태에서 외장튜브(51)에 외부끼움 압입되고, 또한 융착 일체화된 구성을 갖는 히터(H)를 이용한 구조로서, 이 구조를 갖는 유체용히터이어도 좋다. 두번째는 깎아냄이나 성형에 의해 미리 고리형상시일부(65)와 외장튜브(51)가 일체의 것으로서 형성된 히터(H)를 이용하는 구조로서, 이 구조를 갖는 유체용히터이어도 좋다. 세번째는 고리형상시일부(65)를 이용하지 않고 외장튜브(51)를 그대로 도출부(34)에 압입 내부끼움하고(도 3 참고), 도출부(34)의 하단부에 있어서 외장튜브(51)와 도출부(34)를 용착 일체화한 구조로서, 이 구조를 갖는 유체용히터이어도 좋다. 그 첫번째 및 두번째의 유체용히터에서는 유니온너트(35)의 조작에 의해, 히터(H)를 간단하게 착탈할 수 있는 양호한 메인터넌스성을 갖고 있으며, 세번째의 유체용히터에서는 도출부(34)를 완전히 시일할 수 있고, 또한 가장 저렴하게 구성할 수 있다는 이점이 있다.

[실시예 6]

실시예 6은 상술한 유체용히터(A)의 복수를 병렬로 접속해서 이루어지는 유체가열장치(B)이다. 즉, 실시예 5에 의한 유체가열장치(B)는 도 12에 도시하는 바와 같이, 실시예 1의 유체용히터(A)에 있어서의 한쪽의 덮개부(f)의 덮개본체(5)로서, 유체급배부(30)(또는 (31))가 2군데 형성되어 있는 것을 2개 이용해서 병렬로 접속해서 이루어지는 것이다. 도 12에 있어서 좌측에 나타낸 유체용히터(A)는 하측의 덮개본체(5)에 유체급배부(30)가 2군데 형성된 것이고, 우측에 나타낸 유체용히터(A)는 상측의 덮개본체(5)에 유체급배부(31)가 2군데 형성된 것이다.

좌측에서 하측의 덮개본체(5)의 우측의 유체급배부(30)와, 우측에서 하측의 덮개본체(5)의 유체급배부(30)가 접속부(R)에 의해서 연통 접속되고, 좌측에서 하측의 덮개본체(5)의 좌측의 유체급배부(30)가, 가열대상으로 되는 유체의 입구(IN)(입구집합부)의 역할을 담당하는 동시에, 좌측에서 상측의 덮개본체(5)의 유체급배부(31)와, 우측에서 상측의 덮개본체(5)의 좌측의 유체급배부(31)가 접속부(R)에 의해서 연통 접속되고, 우측에서 상측의 덮개본체(5)의 우측의 유체급배부(31)가, 가열된 유체의 출구(OUT)(출구집합부)의 역할을 담당하는 구성으로 되어 있다. 접속부(R)로서는 예를 들면 도 12에 도시하는 바와 같이, 한쌍의 유니온너트(32, 32)와 불소수지 등의 합성수지제의 중계튜브(60) 등으로 이루어지는 관이음구조의 것을 취할 수 있지만, 이것에 한정되지는 않는다. 예를 들면 덮개본체로부터 배관부를 돌출형성해 두고, 그 배관부의 단부끼리를 맞붙여서 융착시키는 것에 의해 덮개본체끼리를 일체적으로 접속하는 것도 가능하다.

도입용 배관(28a)으로부터 입구(IN)로 공급되어 온 유체는 공급측의 각 유체급배부(30)나 좌우의 하부덮개본체(5)의 내부를 통과하여 2군데의 가열실(유로부분)(2, 2)의 하단부내에 나뉘어져 받아들여지고, 각 케이싱(1)내에 있어서 각 봉상히터(H)에 의해서 가열되면서 상승 이동한다. 그리고, 각 유체용히터(A, A)에 있어서 가열되고 각 상측 덮개본체(5) 부분으로 상승 이동한 유체는 배출측의 각 유체급배부(31)나 상측의 덮개본체(5)내를 통과하여 출구(OUT)로부터 도출용 배관(28b)에 인출되어 가는 것이다. 이 유체용히터의 병렬 접속에 의한 유체가열장치(B)는 대유량의 유체를 가열 승온시키는데 바람직한 장치이며, 그 규모는 유체용히 터(A, A)의 접속개수에 의해 간단하게 선택설정할 수 있는 편리한 것이다.

예를 들면, 3개 이상의 유체용히터(A)를 병렬접속하기 위해서는 2군데의 유체급배부(30)(또는 (31))를 갖는 덮개본체(5)가 상하에 구비된 유체용히터를 새로이 이용하는 것에 의해 실시하는 것이 가능하다. 이와 같이 병렬접속한 유체가열장치에 따르면, 장치내에 저류한 유체를 일정온도까지 가열한 후에 송출하여 공급할 수 있으므로, 저류탱크 등의 액조를 설치할 필요가 없어, 컴팩트하고 또한 저코스트로 된다. 또, 유량은 적지만 가열온도를 높게 하는 경우 등에는 복수의 유체용히터(A)를 직렬접속해서 이루어지는 유체가열장치(B)가 바람직하며, 더 나아가서는 병렬접속과 직렬접속을 조합하는 것도 가능하다.

[실시예 7]

실시예7은 불소수지재에 의해서 피복된 히터선을 나선상으로 감아돌려 이루어지는 코일히터(H)를 이용해서 이루어지는 유체용히터(A)이다. 즉, 도 16에 도시하는 바와 같이, 실시예 7에 의한 코일히터(H)는 발열체인 히터선(40)이 PFA 등의 불소수지튜브(71)에 삽입되어 이루어지는 히터요소(72)를, 나선상으로 감아돌려 구성되어 있고, 각 덮개부(f)의 히터요소 접속부(YS)를 통해 외부로 인출되어 있다. 양단의 리드선(r, r)에는 도시하지 않은 전력공급용의 제어장치가 접속된다. 또한, 히터요소 접속부(YS)는 도 3 등에 도시하는 히터접속부(HS)와 동일한 구조이다.

단, 히터요소(72)는 도 16에 있어서의 부분적으로 확대한 도면과 같이, 바닥벽부(9)에 이르는 바로 앞(케이싱(1)의 내부측)의 위치에 있어서의 불소수지튜브 (71)내에 있어서 히터선(40)에 리드선(r)을 도통접속(납땜, 코킹 그 밖에 의함)하는 접속부(73)를 설치하고 있으며, 히터요소 접속부(YS) 즉 도출부(34)로의 히터선(40)으로부터의 열전도가 회피되도록 하고 있다. 상기 접속부(73)는 각 덮개부(f)마다 형성되어 있다. 이 코일히터(H)의 채용에 의해 케이싱(1)내에 있어서의 히터선(40)의 길이를 대폭 길게 할 수 있으므로, 더욱 고온으로 가열하거나 가열효율을 향상시킬 수 있는 이점이 얻어진다.

[실시예 8]

실시예 8은 불소수지재에 의해서 피복된 히터선을 이중감기나선으로 형성해서 이루어지는 코일히터(H)를 이용한 유체용히터(A)이며, 도 16에 도시하는 나선상 히터요소의 내측에 소직경의 나선상 히터요소가 배치된 바와 같은 구성이다. 즉, 도 17에 도시하는 바와 같이, 실시예 8에 의한 코일히터(H)는 히터선(40)이 PFA 등의 불소수지튜브(71)에 삽입되어 이루어지는 히터요소(72)를, 외측나선부(74)와 내측나선부(75)를 갖는 이중감기 나선형상으로 형성해서 이루어진다.

외측나선부(74)의 종단측이 내측나선부(75)의 시단측(始端側)에 연속하는 되접음부(76)의 반대측에 있어서는 내측나선부(75)의 종단부의 히터요소(72)가 되접어져 있고, 내측나선부(75)의 내측중심을 관통해서 되접음부(76)를 빠져나가는 직선부(77)로 형성되는 동시에, 한쪽의 덮개부(f)의 히터요소 접속부(YS)를 통해 외부로 인출되어 있다. 또, 외측나선부(74)의 시단측은 다른쪽의 덮개부(f)의 히터요소접속부(YS)를 통해 외부로 인출된다. 이 실시예 8에 있어서도, 코일히터(H)의 양단부에는 도출부(34)로의 히터선(40)으로부터의 열전도를 회피하기 위한 접속부 (73)(도 16에 도시하는 것과 동일 구조)가 설치되어 있다. 이 이중감기 코일히터(H)의 채용에 의해, 케이싱(1)내에 있어서의 히터선(40)의 길이를 가일층 대폭 길게 할 수 있으므로, 가일층 고온으로 가열하거나, 더욱 가열효율을 향상시킬 수 있는 이점이 얻어진다.

[실시예 9]

실시예 9는 불소수지재에 의해서 피복된 히터선을 나선상으로 감아돌려 이루어지는 코일히터(H)의 퍼지가스를 통과시키도록 한 코일히터(H)를 이용하여 이루어지는 유체용히터(A)이다. 즉, 도 18에 도시하는 바와 같이, 히터선(40)이 PFA 등의 불소수지튜브(71)에 삽입되어 이루어지는 히터요소(72)를, 케이싱(1)내에 있어서 나선상으로 감아돌려 구성되어 있고, 각 덮개부(f)의 히터요소접속부(YS)를 통해 외부로 인출되어 있다. 히터요소(72)는 불소수지튜브(71)내에 있어서 히터선(40)을 나선상으로 감아돌려 구성되어 있고, 그의 양단부에 덮개부(f)와 마찬가지의 구성을 적용함으로써, 불소수지튜브(71)에 퍼지용의 배기가스를 통과시키는 구성이 채용되어 있다.

도 18과, 도 18의 N부분을 확대한 도 19에 도시하는 바와 같이, 히터선(40)의 나선감기에 의해, 불소수지튜브(71)내에는 명확한 통로공간이 형성되어 있고, 그 통로공간에 질소가스 등의 불활성가스를 통과시켜, 그 불소수지튜브(71)의 내부를 퍼지하는 수단이 취해지고 있고, 그 일예에 대해 이하에 설명한다. 실시예 9에 의한 유체용히터(A)는 반도체 제조장치의 기판처리장치에 있어서의 강투과성 약액의 가열장치로서 이용되는 것이고, 도 18에 도시하는 바와 같이, 도입용배관(28a) 에는 펌프(90) 및 공급관(90a)을 통해 약액 저류탱크(91)가 접속되고, 도출용배관(28b)으로부터 나온 가열후의 약액은 개폐밸브(92) 및 도출관(92a)을 통해 처리챔버(93)내의 피처리기판(94)으로 공급되도록 되어 있다.

또, 불소슈지튜브(71)의 한쪽의 단부에는 한쪽의 제 2 덮개부(f2)의 도입측 접속부(129a) 및 가스공급로(128a)를 통해 퍼지용의 배기가스공급수단(95)이 접속되고, 다른쪽의 단부에는 다른쪽의 제 2 덮개부(f2)의 도입측 접속부(129a) 및 가스배출로(128b)를 통해 배기수단(96)이 접속된다. 또한, 이 제 2 덮개부(f2)의 구성부품은 도 3 등에 도시하는 덮개부(f)의 구성부품에 붙인 번호(부호)에 100을 덧붙인 번호를 붙이는(예 : 덮개본체(5)→(105)) 것으로 하고, 도 3 등에 나타내는 덮개부(f)와 동일한 기능부분의 설명은 기본적으로 할애하는 것으로 한다.

히터요소(72)의 각 단부에는 케이싱(1)의 덮개부(f)와 완전히 마찬가지의 구성을 갖는 제 2 덮개부(f2)가 장비되어 있고, 이들 제 2 덮개부(f2)의 구조를, 도 19를 이용해서 한쪽의 것으로 간단하게 설명한다. 즉, 불소슈지튜브(71)의 단부는 덮개본체(105)의 수구부(108)에, 내측링(115)을 수반해서 내부끼움되어 유니온너트(106)로 체결장착되어 있고, 히터선(40)은 히터요소접속부(YS)와 동일한 구조를 갖는 히터선접속부(CS)를 통해 외부로 인출된다. 그리고, 불소수지튜브(71)의 내부공간(71S)은 덮개본체(105)에 형성된 유체급배부(130)를 갖는 도입측 접속부(129a)를 통해 전술한 배기가스공급수단(95)에 접속되어 있다.

약액저류탱크(91)로부터 케이싱(1)의 내부공간(2)에 공급되는 강투과성 약액으로서는 고농도(약 50% 이상의 농도)의 불화수소수나 고농도(약 70%이상의 농도) 초산수를 들 수 있다. 또, 배기가스 공급수단(95)으로부터 케이싱(1)의 내부공간(2)에 공급되는 퍼지용의 배기가스는 질소가스 등의 불활성가스, 혹은 정화된 공기를 들 수 있다. 배기수단(96)은 배기가스공급수단(95)으로서 정화된 공기를 흡입하도록 도입용배관(128a)을 클린룸 등에 접속하는 구성을 취하는 경우에는 배기블로어나 환기팬, 이젝터 등으로 구성되고, 배기가스공급수단(95)이 송풍기 등의 구동송풍수단을 수반하고 있어 배기가스압이 충분한 경우에는 단순한 배기관으로 구성하는 것도 가능하다.

또, 히터선(40)의 양단에는 제어장치(97)로부터 전력공급용의 배선(98, 98)이 접속되는 동시에, 불소수지튜브(71)의 제 2 덮개부(f2)로부터 나온 후의 개소(직후가 바람직함)에 배치된 온도계 등의 온도검출수단(99)의 검출정보가 신호선(99a)을 통해 제어장치(97)에 입력되는 구성으로 되어 있다. 이에 따라, 코일히터(H)에 의한 가열후의 약액온도가 설정값으로 유지되는 피드백제어가 가능하게 되어 있다.

이와 같이, 유체용히터(A)를 약액가열장치로서 이용한 경우에는 다음과 같은 작용효과가 있다. 고농도의 불화수소수 등의 강투과성 약액은 액상에서의 침투성이 강한 동시에, 가스상태에 있어서 극히 강한 침투성을 나타낸다. 그 때문에, 히터선(40)을 피복하는 튜브(71)가 내약품성이 풍부한 불소수지제의 것이어도, 그 불소수지튜브(71)를 강투과성 약액이 가스상태에서 내측으로부터 외측으로 투과할 가능성이 있다. 즉, 투과가스로 된 강투과성 약액이 금속제의 히터선(40)의 표면에 있어서 재액화하면, 히터선(40)이 부식되어, 단기간에 파손에 이른다는 문제가 있 다. 이러한 강투과성 약액은 고온(예를 들면, 50□이상)으로 될수록 침투성이 강해지기 때문에, 강투과성 약액을 고온으로 가열해서 이용하는 경우에는 전술한 문제점이 더욱 현저해진다.

그러나, 도 18, 도 19에 도시하는 바와 같은 부속 설비를 수반하는 구성의 유체용히터(A)로 하면, 코일히터(H)를 내부에 갖는 상태로 설치된 케이싱(1)의 내부공간(2)에는 배기가스공급수단(95)으로부터 정화공기나 불활성가스 등이 공급되는 동시에, 배기수단(96)에 의해서 배출되는 것에 의한 소기(掃氣)작용이 발생하므로, 불소수지튜브(71)를 그의 외부(내부공간(2))를 통과하는 강투과성 약액의 가스(투과가스)가 통과해서 발열수단인 히터선(40)에 도달했다고 해도, 이 투과가스는 배기가스공급수단(95)으로부터 도입되는 신선한 가스에 의해서 치환되게 된다. 따라서, 투과가스가 히터선(40)의 표면에서 재액화하는 것을 방지할 수 있게 되고, 재액화된 강투과성 약액에 의해서 히터선(40)이 침입되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 코일히터(H)로서의 파손을 방지할 수 있으므로, 강투과성 약액에 대한 내구성이 우수하고, 내구수명이 긴 강투과성 약액용의 유체용히터(A)로서 제공할 수 있다.

또한, 도 18에 가상선으로 나타내는 바와 같이, 본 실시예 9에 있어서도, 히터선(40)을 케이싱(1)의 내부공간(2)에 있어서 완결시켜 리드선(r)에 도통접속하는 접속부(73)(도 16이나 도 17의 확대도 참조)를 설치한 구성으로 하는 것이, 히터요소접속부(YS) 즉 도출부(34)의 과열을 방지하는 점에서 바람직하다. 이 경우, 도시하는 생략하지만, 제 2 덮개부(f2)내에는 코일상의 히터선(40) 대신에 직선상의 리드선(r)이 배치 설치되고, 그 리드선(r)이 히터선접속부(CS)를 통해서 외부로 인출되게 된다.

[실시예 10]

실시예 10은 3개의 유체용히터(A)가 한쪽당 1개의 집합덮개부F(f)로 연결일체화되어 이루어지는 유체가열장치(B)이다. 즉, 실시예 10에 의한 유체가열장치(B)는 도 20에 도시하는 바와 같이, 집합덮개부(F)는 가로로 긴 형상의 덮개본체(5)로부터 통형상의 수구부(8)가 3군데 세워 설치되는 동시에, 각 수구부(8)마다 형성되는 덮개내공간(8a)끼리를 연통접속하는 계 2군데의 연결로(8b), 및 유체급배부(30), (31)를 형성하기 위한 1군데의 급배로(8c)가 형성되어 이루어지는 단일의 부품으로 구성되어 있다.

즉, 집합덮개부(F)는 도 3 등에 도시하는 덮개부(f)에, 케이스본체(4)의 복수가 착탈자유롭게 부착되도록, 수구부(8)가 3군데 형성되어 있는 것이고, 당연히 도출부(34)도 3군데에 형성되어 있다. 즉, 도 12 등에 도시되는 덮개부(f)의 3개와 중계튜브(60)의 2개를 합체시킨 바와 같은 것이다. 이 경우의 코일히터(H)는 양단이 리드선(r)에 도통접속되는 히터선(40)을 불소수지튜브(71)로 피복해서 이루어지는 히터요소(72)가 이용되고 있다. 또한, 도 20에 도시하는 유체가열장치(B)에 있어서는 도 16에 도시하는 유체용히터(A)와 동일 부품에는 동일부호를 붙인 것으로 한다.

이 집합덮개부(F)를 이용하면, 도 12에 도시하는 유체가열장치에 비해, 부품점수의 삭감이나 그것에 의한 코스트다운을 가능하게 하면서, 도 12에 도시하는 유 체가열장치가 갖는 작용 및 효과와 동등한 작용효과를 발휘할 수 있는 이점이 있다. 이 도 20에 도시하는 소위 3개 1형의 유체가열장치(B)는 각 집합덮개부(F)에 설치된 유체급배부(30), (31)를 이용해서, 3군데의 케이싱(1)이 병렬로 접속되는 병렬형으로 구성되어 있다. 또한, 도시는 생략하지만, 연결로(8b)를 적절하게 차단함으로써, 3군데의 케이싱(1)이 직렬로 접속되는 직렬형의 유체가열장치로 하는 것도 가능하다. 다음에, 다수의 유체용히터(A)를 접속해서 이루어지는 유체가열장치(B)의 구조예를 「그 밖의 실시예」로서 몇 개 기술한다.

[그 밖의 실시예]

도 13의 (a)에 도시하는 바와 같이, 유체용히터(A)를 전후좌우에 복수열 병렬로 연결해서 이루어지는 것이다. 일예로서 도 13의 (a)에 있어서는 좌우로 4열이고, 전후로 2열인 계 8개의 유체용히터(A)를 병렬로 접속 연결해서 이루어지는 유체가열장치(B)의 평면도를 도시하고 있다. 이 경우, 덮개부(f)의 덮개본체(5)로서는 유체급배부(31)(또는 (30))가 2군데 형성된 것과 3군데 형성된 것이 필요하고, 우단에서 앞측에 위치하는 유체용히터(A)의 하측 덮개본체(5)에 입구(IN)를 설치해서 도입용배관(28a)이 접속 연결되는 동시에, 좌단에서 뒤측에 위치하는 유체용히터(A)의 상측 덮개본체(5)에 출구(OUT)를 설치해서 도출용배관(28b)이 접속 연결되어 있다.

또한, 도 13의 (a)에 가상선으로 나타내는 바와 같이, 좌단에서 앞측에 위치하는 유체용히터(A)의 상측의 덮개부(f)의 덮개본체(5)에도, 출구(OUT)를 설치해서 도출용배관(28b)을 접속 연결해도 좋다. 또, 도시하지 않지만, 도입용배관(28a)을 2군데 설치하는 구성도 가능하다. 또한, 접속부(R)가 다수 존재하고 있으므로, 예를 들면 전후 중간에 있어서 좌우로 4조 배열하는 접속부(R) 중의 중앙 2조의 것을 생략하는 것은 가능하다. 즉, 모든 덮개본체(5)에 유체가 골고루 미치는 구조이면 좋고, 인접하는 덮개본체(5)끼리의 전체 군데를 접속 연결하지 않으면 안되는 것은 아니다.

도 13의 (b)에 도시하는 바와 같이, 유체용히터(A, A)를 1개의 유체히터당의 주위에 6개의 유체용히터를 배치한 것, 소위 별형으로 배열된 유체가열장치(B)도 가능하다. 이러한 형상의 유체가열장치(B)는 원통상의 공간이 설치스페이스로서 비워 있는 바와 같은 경우에 유효하다. 이 경우, 유체용히터(A)는 원형의 덮개본체(5)를 갖고, 중앙의 유체용히터(A)만이 상하의 덮개부(f)의 덮개본체(5)의 각각에 6군데의 유체급배부(31)(또는 (30))가 형성되어 있고, 입구(IN), 출구(OUT)가 장비되는 2군데의 유체용히터(A)를 제외한 나머지의 히터(A)에 있어서는 각 덮개본체(5)의 각각에는 1군데씩의 유체급배부(31)(또는 (30))가 형성되는 것으로 되어 있다.

유체용히터(A)를 2개 이상 병렬 접속해서 이루어지는 유체가열장치(B)는 이상 기술한 구성에 한정되는 것은 아니고, 각종 조합이 가능하며, 예를 들면 종횡(전후좌우)에 5개씩 배열한 25개의 유체용히터(A)로 이루어지는 히터군을 상하에 직렬로 접속해서 계 50개의 유체용히터(A)로 구성되는 유체가열장치(B)도 가능하다. 즉, 단위시간당 유량이 큰 유체인 경우에는 복수의 유체용히터(A)를 병렬접속해서 이루어지는 유체가열장치(B)가 바람직하며, 단위시간당 유량은 적지만 높은 온도로 가열하고자 하는 경우에는 복수의 유체용히터(A)를 직렬접속해서 이루어지는 유체가열장치(B)가 바람직하다. 이와 같이, 유체가열장치(B)로서 편평형상이나 입체적인 형상, 혹은 높은 승온이 가능한 것 등, 유체용히터(A)의 조합방법에 의해서 어떠한 사양설정도 가능하며, 유저의 희망에 따른 모든 구성의 유체가열장치를 구축할 수 있다는 우수한 특징을 갖고 있다.

이상 기술한 유체용히터(A)나 유체가열장치(B)에 있어서는 입구(IN)나 출구(OUT)에 개페밸브를 장비하는 등해서, 케이싱(1)내에 받아들여지는 유체를 일단 케이싱(1)의 내부(2)에 있어서 저류시킨 상태에서 봉상히터(H)로 가열하고, 충분히 혹은 소정온도까지 승온되고 나서, 그 가열후의 유체를 출구(OUT)로부터 배출한다는 사용법도 가능하다. 또, 케이싱(1)의 내부의 온도를 측정하는 센서 등의 온도검출수단, 개폐밸브의 구동개폐기구, 제어장치 등을 설치해서, 각종 온도역에서 받아들여지는 유체를, 설정온도로 승온되고 나서 케이싱(1) 외로 배출되는 바와 같은 자동적으로 제어되는 「자동유체가열제어장치」를 구축하는 것도 가능하다.

예를 들면, 본 발명에 의한 유체용히터 또는 유체가열장치를 대기압보다 고압의 초순수를 케이싱의 입구로부터 케이싱내에 도입하고, 초순수를 케이싱내의 하부 또는 상하부에 설치한 봉상히터로 가열하고, 일정온도까지 가열후에 케이싱내 상부에 저류한 초순수를 케이싱 상부의 출구로부터 배출하도록 구성된 초순수 가열장치로서 이용하는 것이 가능하다. 이러한 구성으로 하면, 장치내에 저류한 초순수를 일정온도까지 가열한 후, 초순수의 압력(대기압보다 고압)에 의해 고온초순수 를 송급할 수 있으므로, 별도의 저류탱크나 불활성가스 도입배관의 부설 등의 초순수를 송급하기 위한 설비가 불필요하게 되어, 설비코스트 및 운전코스트를 저감할 수 있다는 작용효과가 얻어진다.

Claims

튜브재로 이루어지는 케이스본체 및 이 케이스본체의 양단부의 각각을 막기 위해 그들 단부마다 착탈자유롭게 부착되는 덮개부로 이루어지는 케이싱과, 적어도 한쪽의 상기 덮개부를 관통해서 상기 케이스본체의 내부로 통하여지는 히터와, 상기 케이스본체의 내부공간에 대한 유체급배부로서, 상기 덮개부에 적어도 계 2군데 형성되어 있는 유체급배부를 갖는 것을 특징으로 하는 유체용히터.
제 1 항에 있어서,

상기 튜브재가 가요성을 가진 합성수지제이고,

상기 덮개부는 상기 케이스본체의 단부를 받아들이는 수구부 및 이 수구부내에 설치된 적어도 1군데의 시일면을 갖는 합성수지제의 덮개본체와, 상기 케이스본체의 단부에 외부끼움된 상태에서 상기 덮개본체의 수구부측 단부에 외부끼움 나사결합 자유로운 유니온너트와, 상기 유니온너트의 상기 덮개본체로의 나사진행에 의한 체결에 의해 상기 케이스본체를 이것의 외측으로부터 밀어누르고, 이 밀어누름작용에 의해서 상기 케이스본체의 단부와 상기 덮개본체의 시일면이 밀착하는 것으로 형성되는 적어도 1군데의 시일부를 갖고,

적어도 한쪽의 상기 덮개부의 덮개본체에는 상기 히터를 관통하는 도출부가 형성되는 동시에, 상기 유체급배부는 상기 케이싱의 내부에 있어서의 상기 히터의 외부로 되는 유로부분을 통과하는 유체를 출납하기 위한 것으로서 상기 덮개본체에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체용히터.
제 2 항에 있어서,

상기 히터에 있어서의 발열부가 상기 유로부분을 형성하는 상기 케이싱의 내부에만 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 유체용히터.
제 2 항에 있어서,

상기 시일부가, 상기 덮개본체의 축선방향의 바깥쪽을 향해서 점차 직경확대하는 테이퍼면을 상기 수구부의 입구로부터 안쪽깊이에 형성하는 것으로 이루어지는 시일면과, 상기 케이스본체의 단부에 이것을 단면 산형상으로 직경확대 팽창돌출시키도록 압입된 내측링에 있어서의 상기 케이스본체의 단부로부터 돌출된 돌출부의 선단에 형성한 테이퍼면으로 이루어지는 돌출단면과의 밀착에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체용히터.
제 3 항에 있어서,

상기 시일부가, 상기 덮개본체의 축선방향의 바깥쪽을 향해서 점차 직경확대하는 테이터면을 상기 수구부의 입구로부터 안쪽깊이에 형성하는 것으로 이루어지는 시일면과, 상기 케이스본체의 단부에 이것을 단면 산형상으로 직경확대 팽창돌출시키도록 압입된 내측링에 있어서의 상기 케이스본체의 단부로부터 돌출된 돌출부의 선단에 형성한 테이퍼면으로 이루어지는 돌출단면과의 밀착에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체용히터.
제 2 항에 있어서,

상기 시일부가, 상기 덮개본체의 수구부의 입구에, 상기 덮개본체의 축선에 대해 교차하는 테이퍼면에 의해 구성된 시일면과, 상기 케이스본체의 단부에 이것을 단면 산형상으로 직경확대 팽창돌출시키도록 압입된 내측링의 압입부의 사면부에 형성된 내부 향함 테이퍼면과의 사이에, 상기 케이스본체의 단부를 경사상태에서 끼움지지 자유롭게 구성함으로써 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체용히터.
제 3 항에 있어서,

상기 시일부가, 상기 덮개본체의 수구부의 입구에, 상기 덮개본체의 축선에 대해 교차하는 테이퍼면에 의해 구성된 시일면과, 상기 케이스본체의 단부에 이것을 단면 산형상으로 직경확대 팽창돌출시키도록 압입된 내측링의 압입부의 사면부에 형성된 내부 향함 테이퍼면과의 사이에, 상기 케이스본체의 단부를 경사상태에서 끼움지지 자유롭게 구성함으로써 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체용히터.
제 4 항에 있어서,

상기 시일부가, 상기 덮개본체의 수구부의 입구에, 상기 덮개본체의 축선에 대해 교차하는 테이퍼면에 의해 구성된 시일면과, 상기 케이스본체의 단부에 이것을 단면 산형상으로 직경확대 팽창돌출시키도록 압입된 내측링의 압입부의 사면부에 형성된 내부 향함 테이퍼면과의 사이에, 상기 케이스본체의 단부를 경사상태에서 끼움지지 자유롭게 구성함으로써 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체용히터.
제 5 항에 있어서,

상기 시일부가, 상기 덮개본체의 수구부의 입구에, 상기 덮개본체의 축선에 대해 교차하는 테이퍼면에 의해 구성된 시일면과, 상기 케이스본체의 단부에 이것을 단면 산형상으로 직경확대 팽창돌출시키도록 압입된 내측링의 압입부의 사면부에 형성된 내부 향함 테이퍼면과의 사이에, 상기 케이스본체의 단부를 경사상태에서 끼움지지 자유롭게 구성함으로써 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체용히터.
제 4 항에 있어서,

상기 시일부가, 상기 덮개본체의 수구부의 안쪽깊이의 상기 시일면보다도 직경방향 바깥쪽에 상기 덮개본체의 축선과 평행하게 형성된 고리형상 홈부에, 상기 케이스본체의 단부에 압입된 내측링의 돌출부의 선단에 형성된 원통부를 끼워넣음 자유롭게 구성함으로써 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체용히터.
제 5 항에 있어서,

상기 시일부가, 상기 덮개본체의 수구부의 안쪽깊이의 상기 시일면보다도 직경방향 바깥쪽에 상기 덮개본체의 축선과 평행하게 형성된 고리형상홈부에, 상기 케이스본체의 단부에 압입된 내측링의 돌출부의 선단에 형성된 원통부를 끼워넣음 자유롭게 구성함으로써 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체용히터.
제 6 항에 있어서,

상기 시일부가, 상기 덮개본체의 수구부의 안쪽깊이의 상기 시일면보다도 직경방향 바깥쪽에 상기 덮개본체의 축선과 평행하게 형성된 고리형상홈부에, 상기 케이스본체의 단부에 압입된 내측링의 돌출부의 선단에 형성된 원통부를 끼워넣음 자유롭게 구성함으로써 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체용히터.
제 7 항에 있어서,

상기 시일부가, 상기 덮개본체의 수구부의 안쪽깊이의 상기 시일면보다도 직경방향 바깥쪽에 상기 덮개본체의 축선과 평행하게 형성된 고리형상홈부에, 상기 케이스본체의 단부에 압입된 내측링의 돌출부의 선단에 형성된 원통부를 끼워넣음 자유롭게 구성함으로써 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체용히터.
제 8 항에 있어서,

상기 시일부가, 상기 덮개본체의 수구부의 안쪽깊이의 상기 시일면보다도 직 경방향 바깥쪽에 상기 덮개본체의 축선과 평행하게 형성된 고리형상홈부에, 상기 케이스본체의 단부에 압입된 내측링의 돌출부의 선단에 형성된 원통부를 끼워넣음 자유롭게 구성함으로써 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체용히터.
제 9 항에 있어서,

상기 시일부가, 상기 덮개본체의 수구부의 안쪽깊이의 상기 시일면보다도 직경방향 바깥쪽에 상기 덮개본체의 축선과 평행하게 형성된 고리형상홈부에, 상기 케이스본체의 단부에 압입된 내측링의 돌출부의 선단에 형성된 원통부를 끼워넣음 자유롭게 구성함으로써 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체용히터.
제 1 항에 있어서,

상기 케이스본체의 일단부에 부착되는 덮개부와, 타단부에 부착되는 덮개부가 서로 동일한 것을 특징으로 하는 유체용히터.
제 1 항에 있어서,

상기 케이스본체 및 상기 덮개부가 불소수지에 의해서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체용히터.
제 1 항에 있어서,

상기 히터는 불소수지재에 의해서 피복된 카트리지 히터인 것을 특징으로 하 는 유체용히터.
제 1 항에 있어서,

상기 히터는 불소수지재에 의해서 피복된 램프히터인 것을 특징으로 하는 유체용히터.
제 1 항에 있어서,

상기 히터는 불소수지재에 의해서 피복된 히터선을 나선상으로 감아돌려 이루어지는 코일히터인 것을 특징으로 하는 유체용히터.
청구항 1에 기재된 유체용히터의 복수를 조합하고, 그들 중 어느 유체용히터에 있어서도 유체가 상기 케이싱 내부를 통과 자유롭게 되도록, 각각의 상기 유체급배부를 연통 접속해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체가열장치.
제 21 항에 있어서,

상기 덮개부를 이것에 상기 케이스본체의 복수가 착탈 자유롭게 부착되는 것으로 구성함으로써, 상기 유체용히터의 복수를 그들 중 어느 케이싱 내부에도 유체가 통과 자유롭게 되도록 조합해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체가열장치.