流体加熱装置
【課題】 本発明は、被加熱流体の流入口および流出口を有する外管と、外管に固定設置されて被加熱流体の流路を画成する内管と、内管に収容設置されて流路を通過する被加熱流体を加熱するランプヒータとを具備して成る流体加熱装置を対象とし、セットスペースおよびメンテナンススペース等、運用に関わる設置スペースの可及的な省スペース化を達成し得る、流体加熱装置の提供を目的とするものである。
【解決手段】 本発明に関わる流体加熱装置は、両端部が閉塞されているとともに、長手軸を上下方向に沿わせて縦置きに設けられ、下部に被加熱流体の流入口を有し、かつ上部に被加熱流体の流出口を有する外管と、この外管における長手軸の方向と交差し、外管を貫通して固定設置されるとともに、外管との間において被加熱流体の流路を画成する内管と、この内管に収容設置されるランプヒータとを具備している。
【解決手段】 本発明に関わる流体加熱装置は、両端部が閉塞されているとともに、長手軸を上下方向に沿わせて縦置きに設けられ、下部に被加熱流体の流入口を有し、かつ上部に被加熱流体の流出口を有する外管と、この外管における長手軸の方向と交差し、外管を貫通して固定設置されるとともに、外管との間において被加熱流体の流路を画成する内管と、この内管に収容設置されるランプヒータとを具備している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、種々の被加熱流体を所望の温度に加熱するために使用される流体加熱装置に関し、詳しくは、被加熱流体の流入口および流出口を有する外管と、外管に固定設置されて被加熱流体の流路を画成する内管と、内管に収容設置されて流路を通過する被加熱流体を加熱するランプヒータとを具備して成る流体加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体製造分野においては、様々な製造プロセスにおける薬液(被温調流体)の温度管理に、ランプヒータを加熱手段に用いて薬液を温度調節する流体加熱装置が採用されている。
【０００３】
また、上述した流体加熱装置の一態様として、両端部が閉止された外管と、この外管に設置されて薬液の流路を画成する内管と、この内管に挿入設置されるランプヒータとを備えて成る流体加熱装置が提供されている(例えば、特許文献１参照)。
【０００４】
図１３および図１４に示す流体加熱装置Ａは、上記構成の一具体例であって、ケーシングＡｃの内部に加熱ユニットＡｕを収容設置して成り、この加熱ユニットＡｕは、両端部を閉塞された円筒形状を呈する外管Ｂと、この外管Ｂの端壁を貫通して設置された円筒形状の内管Ｃ、Ｃ…とを備えている。
【０００５】
上述した各内管Ｃ、Ｃ…の内部には、それぞれ加熱手段としてのハロゲンランプヒータＤが挿入設置されており、上記ハロゲンランプヒータＤは、フィラメントを封入した耐熱ガラス製のヒータ管Ｄａ両端部を、端部ベースＤｂ、Ｄｂで封止することによって構成されている。
【０００６】
上記ハロゲンランプヒータＤの挿入設置された内管Ｃによって、外管Ｂの内部には薬液(被温調流体)Ｌの流路Ｂｇが画成されており、外管Ｂに設けられた流入口Ｂｉから供給された薬液(被温調流体)Ｌは、流路Ｂｇを通過する際に、ハロゲンランプヒータＤから放射される赤外線を吸収して加熱され、外管Ｂに設けられた流出口Ｂｏを介して排出されて行く。
【０００７】
因みに、上述した流体加熱装置Ａは、定格３ｋｗのハロゲンランプヒータＤを４本使用することにより、加熱能力を１２ｋｗとしたものであり、また上述した流体加熱装置Ａは、個々のハロゲンランプヒータＤが約４５０mmの全長を有するため、ケーシングＡｃを含めた長手方向の外観寸法は５００mm前後に設定されている。
【特許文献１】特開平５−２３１７１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上述した如き構成の流体加熱装置Ａに採用されているハロゲンランプヒータＤは、その構造上、フィラメントの早期断線を招く等の問題があるため、上下方向に沿って縦置きすることが困難であり、図１４に示す如く水平方向に横置きせざるを得ない。
【０００９】
このため、従来の流体加熱装置Ａにおいては、横置きされたハロゲンランプヒータＤの全長に影響されて、外観形状における長手方向の寸法が大きなものとなり、所望箇所へ据え付ける際に広いセットスペースを必要とする問題があった。
【００１０】
さらに、従来の流体加熱装置Ａにおいては、メンテナンス作業時にハロゲンランプヒータＤを長手方向に沿って引き出す必要から、上述した広いセットスペースに併せて、さらに長大なメンテナンススペースをも確保しなければならず、運用に際して極めて広い設置スペースを用意する必要があった。
【００１１】
本発明は上記実状に鑑みて、セットスペースおよびメンテナンススペース等、運用に関わる設置スペースの可及的な省スペース化を達成し得る、流体加熱装置の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するべく、請求項１に関わる流体加熱装置は、両端部が閉塞されているとともに、長手軸を上下方向に沿わせて縦置きに設けられ、下部に被加熱流体の流入口を有し、かつ上部に被加熱流体の流出口を有する外管と、この外管における長手軸の方向と交差し、外管を貫通して固定設置されるとともに、外管との間において被加熱流体の流路を画成する内管と、この内管に収容設置されるランプヒータとを具備して成ることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項２の発明に関わる流体加熱装置は、請求項１記載の流体加熱装置において、複数個の内管を、外管における長手軸の方向に沿って展開する同一の平面上に設置したことを特徴としている。
【００１４】
また、請求項３の発明に関わる流体加熱装置は、請求項２の発明に関わる流体加熱装置において、外管が両端部の閉塞された四角筒形状を呈していることを特徴としている。
【００１５】
また、請求項４の発明に関わる流体加熱装置は、請求項１記載の流体加熱装置において、複数個の内管を、隣接する内管同士が互いに平行を成さない位置態様で設置したことを特徴としている。
【００１６】
また、請求項５の発明に関わる流体加熱装置は、請求項４記載の流体加熱装置において、外管が両端部の閉塞された円筒形状を呈していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明に関わる流体加熱装置によれば、外管を縦置きに設置するとともに、ランプヒータを収容設置した内管を略水平に配設することにより、従来よりも全長の短いランプヒータを採用するとともに、全長が短い故に出力の小さいランプヒータの設置本数を増やすことで、従来の流体加熱装置と同等の加熱能力を維持しつつ、セットスペースおよびメンテナンススペース等、運用に関わる設置スペースの可及的な省スペース化を達成することが可能となる。
【００１８】
また、ランプヒータを収容設置した内管を、外管の長手軸方向と交差させて略水平に配設したことで、外管の下部の流入口から上部の流出口へ向けて上昇する被加熱流体が、上記ランプヒータを収容設置した内管と交差して流れるため、上記ランプヒータによる被加熱流体への加熱効率が良好なものとなる。
【００１９】
請求項２の発明に関わる流体加熱装置によれば、ランプヒータを収容設置した複数個の内管を、外管における長手軸の方向に沿って展開する同一の平面上に設置したことで、外管の下部の流入口から上部の流出口へ向けて上昇する被加熱流体が、外管内部の流路をスムーズに流れることとなり、もって上記ランプヒータによる被加熱流体への加熱効率が良好なものとなる。
【００２０】
請求項３の発明に関わる流体加熱装置によれば、外管を両端部の閉塞された四角筒形状とすることで、ランプヒータを収容設置した複数個の内管を、外管の側壁と平行する平面上に配設することにより、流路における外管の側壁と内管との距離を、各々の内管の全域に亘って等距離とすることができ、もって上記ランプヒータによる被加熱流体への加熱効率が良好なものとなる。
【００２１】
請求項４の発明に関わる流体加熱装置によれば、ランプヒータを収容設置した複数個の内管を、隣接する内管同士が互いに平行を成さない位置態様で設置したことで、隣り合う内管同士が熱の干渉によって過熱することを緩和でき、もってランプヒータの長寿命を期待することができる。
【００２２】
請求項５の発明に関わる流体加熱装置によれば、外管を両端部の閉塞された円筒形状とすることで、ランプヒータを収容設置した複数個の内管を、隣接する内管同士が互いに平行を成さない位置態様で設置した際、各々の内管に対する外管の流路は均等なものとなり、各々の内管毎における加熱効率の斑が抑制され、もって上記ランプヒータによる被加熱流体への加熱効率が良好なものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、実施例を示す図面に基づいて、本発明を詳細に説明する。
図１〜図３は、本発明に関わる流体加熱装置を、半導体製造の様々なプロセスで使用される薬液(被温調流体)を、任意に温度調節するための流体加熱装置に適用した例を示している。
【００２４】
上記第１実施例の流体加熱装置１０は、四角い箱形状を呈する縦長のケーシング１０Ａと、該ケーシング１０Ａの内部に収容設置された加熱ユニット１０Ｕとを具備して成る。
【００２５】
上記加熱ユニット１０Ｕは、両端部の閉塞された外管１１と、この外管１１を貫通して設置された円筒形状の内管１２、１２…とを備え、透明の耐熱ガラスから成る内管１２、１２…の内部には、加熱手段としてのハロゲンランプヒータ１３、１３…が挿入設置されている。
【００２６】
上記加熱ユニット１０Ｕにおける外管１１は、上方と下方との両端部が閉塞された四角筒形状を呈し、その長手軸（横断面における対角線の交点を通って外管１１の長手方向に沿って延びる軸線）を上下方向に沿わせた姿勢で、上記ケーシング１０Ａの内部において縦置きに設置されている。因みに、本実施例における外管１１のサイズは、４７０(Ｈ)mm×２５０(Ｗ)mm×２５０(Ｄ)mmである。
【００２７】
さらに、上記外管１１における下部には、薬液の供給パイプ(流入口)１１ｉが設けられているとともに、上記外管１１における上部には、薬液の排出パイプ(流出口)１１ｏが設けられており、これら供給パイプ１１ｉおよび排出パイプ１１ｏは、上記ケーシング１０Ａの正面を貫通して延在している。
【００２８】
上記加熱ユニット１０Ｕにおける内管１２、１２…は、両端の開放された円筒形状を呈し、上述した外管１１における長手軸の方向(上下方向）と交差する態様で略水平方向に延び、その両端部を上記外管１１に貫通させて固定設置(溶接)されており、外管１１の内部には、内管１２、１２…とのスペースにより、薬液の流路１１ｇが画成されている。
【００２９】
ここで、上記加熱ユニット１０Ｕにおいては、合計１０本の内管１２、１２…が設けられており、これら１０本の内管１２、１２…は、５本ずつ、２列に亘ってレイアウトされている。
【００３０】
図２(ａ)、(ｂ)中における右列の内管１２、１２…は、個々の軸線ａ−ａ(図３参照)を、上記外管１１における長手軸の方向(上下方向)に並列して配置させるとともに、上記長手軸の方向(上下方向)に沿って展開する同一平面上に位置させる態様で設置されている。
【００３１】
同じく、図２(ａ)、(ｂ)中における左列の内管１２、１２…は、個々の軸線ｂ−ｂ(図３参照)を、上記外管１１における長手軸の方向(上下方向)に並列して配置させるとともに、上記長手軸の方向(上下方向)に沿って展開する同一平面上に位置させる態様で設置されている。
【００３２】
また、右列の内管１２、１２…の軸線ａ−ａと、左列の内管１２、１２…の軸線ｂ−ｂとは、平面視において互いに平行を成しているとともに、外管１１の側壁に対しても平行を成しており、さらに右列の内管１２、１２…と、左列の内管１２、１２…とは、正面視において千鳥状にレイアウトされている。
【００３３】
なお、個々の内管１２、１２…におけるピッチ間距離、具体的には隣合う内管１２の周壁同士の間隔(寸法)は、外管１１に対する内管１２の溶接作業を考慮して、現行の流体加熱装置(図１３、１４参照)と同等に設定されている。
【００３４】
上述した内管１２、１２…に挿入設置されているハロゲンランプヒータ１３は、内部にフィラメントを封入した２本のヒータ管１３ａ、１３ａを並設し、これらヒータ管１３ａ、１３ａの両端部を端部ベース１３ｂ、１３ｂで支持するとともに、各々のフィラメントを奥側の端部ベース１３ｂにおいて接続してシングルエンド化したもので、手前側の端部ベース１３ｂからは２本の配線が導出している。
【００３５】
ここで、上記ハロゲンランプヒータ１３の全長は約３００mmと短く、その定格出力も１．２ｋｗと小さいものではあるが、１０本の内管１２、１２…にハロゲンランプヒータ１３を挿入設置して、計１０本のハロゲンランプヒータ１３、１３…を使用することにより、上記流体加熱装置１０の加熱能力を１２ｋｗとしている。
【００３６】
すなわち、本実施例の流体加熱装置１０では、加熱能力が１２ｋｗの現行の流体加熱装置(図１３、１４参照)と同等の加熱能力を得るために、ハロゲンランプヒータ１３の定格出力が小さい分、言い換えればハロゲンランプヒータ１３の全長の短い分、その設置本数を増やすことによって、受光面積を現行の流体加熱装置と同じにしているものである。
【００３７】
上述した流体加熱装置１０において、加熱ユニット１０Ｕにおける外管１１の下部に設けられた供給パイプ１１ｉから供給された薬液は、外管１１内の流路１１ｇを通過する際に、各内管１２、１２…に挿入設置されているハロゲンランプヒータ１３、１３…から放射される赤外線を吸収して加熱され、外管１１の上部に設けられた排出パイプ１１ｏを介して排出されて行く。
【００３８】
上述した如き構成の流体加熱装置１０によれば、外管１１を縦置きに設置するとともに、ハロゲンランプヒータ１３を収容設置した内管１２、１２…を略水平に配設することにより、従来よりも全長の短いハロゲンランプヒータ１３を採用するとともに、全長が短い故に出力の小さいハロゲンランプヒータ１３の設置本数を増やすことで、従来の流体加熱装置と同等の加熱能力を維持しつつ、セットスペースおよびメンテナンススペース等、運用に関わる設置スペースの可及的な省スペース化を達成することが可能となる。
【００３９】
また、上記構成の流体加熱装置１０によれば、ハロゲンランプヒータ１３を収容設置した内管１２、１２…を、外管１１の長手軸の方向と交差して略水平に配設させたことで、外管１１の下部の供給パイプ１１ｉから上部の排出パイプ１１ｏへ向けて上昇する薬液が、上記ハロゲンランプヒータ１３を収容設置した内管１２、１２…と交差して流れるため、上記ハロゲンランプヒータ１３による薬液への加熱効率が良好なものとなる。
【００４０】
さらに、上記構成の流体加熱装置１０によれば、外管１１を両端部の閉塞された四角筒形状とすることで、ハロゲンランプヒータ１３を収容設置した複数個の内管１２、１２…を、外管１３の側壁と平行する平面上に配設することにより、流路１１ｇにおける外管１１の側壁と内管１２との距離を、各々の内管１２、１２…の全域に亘って等距離とすることができ、もって上記ハロゲンランプヒータ１３による薬液への加熱効率が良好なものとなる。
【００４１】
図４および図５は、本発明に関わる流体加熱装置の第２実施例を示しており、この流体加熱装置２０は、四角い箱形状を呈する縦長のケーシング２０Ａと、該ケーシング２０Ａの内部に収容設置された加熱ユニット２０Ｕとを具備して成る。
【００４２】
加熱ユニット２０Ｕの外管２１は、上方と下方との両端部が閉塞された四角筒形状を呈し、本実施例における外管２１のサイズは、４７０(Ｈ)mm×２５０(Ｗ)mm×２３０(Ｄ)mmである。
【００４３】
また、加熱ユニット２０Ｕの内管２２、２２…は、一端の閉塞された円筒形状を呈しており、外管２１における長手軸の方向(上下方向）と交差する態様で略水平方向に延び、その開放側の端部を外管２１の前壁に貫通させて固定設置(溶接)されている。
【００４４】
上記内管２２、２２…に挿入設置されているハロゲンランプヒータ２３は、内部にフィラメントを封入した１本のヒータ管２３ａをヘアピン状に屈曲させ、両端を１つの端部ベース２３ｂで支持することによりシングルエンド化したもので、上記端部ベース２３ｂからは２本の配線が導出している。
【００４５】
ここで、上記ハロゲンランプヒータ２３は、第１実施例のハロゲンランプヒータ１３と同じく定格１．２ｋｗであるが、端部ベース２３ｂがヒータ管２３ａの一端のみに設けられているため、第１実施例のハロゲンランプヒータ１３よりも全長が短いものとなっている。
【００４６】
なお、上述した流体加熱装置２０は、内管２２およびハロゲンランプヒータ２３の構成以外、第１実施例の流体加熱装置１０と変わるところはないので、流体加熱装置１０と同一の作用を為す構成要素に、図１〜図３中の符号に１０を加算した２０番台の符号を附すことで詳細な説明を省略する。
【００４７】
上述した如き構成の流体加熱装置２０によれば、第１実施例における流体加熱装置１０と同様にして、従来の流体加熱装置と同等の加熱能力を維持しつつ、セットスペースおよびメンテナンススペース等、運用に関わる設置スペースの可及的な省スペース化を達成し得るとともに、ハロゲンランプヒータによる薬液への加熱効率を良好なものとすることができる。
【００４８】
また、上記構成の流体加熱装置２０によれば、ハロゲンランプヒータ２３の全長が短いことから、該ハロゲンランプヒータ２３の挿入設置される内管２２、２２…の全長も短く、さらに上記ハロゲンランプヒータ２３の構造に基づき、内管２２、２２…は外管２１の前壁に貫通するのみで、外管２１の後壁からは何ら突出しないため、加熱ユニット２０Ｕの更なる小型化、延いては、流体加熱装置２０における設置スペースの更なる省スペース化を図ることができる。
【００４９】
また、上記構成の流体加熱装置２０によれば、内管２２、２２…における一方の端部のみを、外管２１に貫通させて固定設置(溶接)しているので、外管２１に対する内管２２、２２…の溶接箇所が少なく、もって加熱ユニット２０Ｕの製造の簡易化、延いては流体加熱装置２０の製造に関わるコストの低減を図ることができる。
【００５０】
図６および図７は、本発明に関わる流体加熱装置の第３実施例を示しており、この流体加熱装置３０は、四角い箱形状を呈する縦長のケーシング３０Ａと、該ケーシング３０Ａの内部に収容設置された加熱ユニット３０Ｕとを具備して成る。
【００５１】
加熱ユニット３０Ｕの外管３１は、上方と下方との両端部が閉塞された四角筒形状を呈し、本実施例における外管３１のサイズは、４８５(Ｈ)mm×１６０(Ｗ)mm×３６０(Ｄ)mmである。
【００５２】
上記加熱ユニット３０Ｕの内管３２、３２…は、両端の開放された円筒形状を呈しており、外管３１における長手軸の方向(上下方向）と交差する態様で略水平方向に延び、その両端部を上記外管３１に貫通させて固定設置(溶接)されている。
【００５３】
上記加熱ユニット１０Ｕには、合計６本の内管３２、３２…が設けられており、これら６本の内管３２、３２…は、図７に示す個々の軸線ａ−ａ、ｂ−ｂ、ｃ−ｃ、ｄ−ｄ、ｅ−ｅ、ｆ−ｆを、外管３１における長手軸の方向(上下方向)に並列して配置させるとともに、上記長手軸の方向(上下方向)に沿って展開する同一平面上に位置させる態様で設置され、さらに外管３１の側壁に対しても平行を成す態様で設置されている。
【００５４】
上述した内管３２、３２…に挿入設置されているハロゲンランプヒータ３３は、第１実施例に使用されたハロゲンランプヒータ１３と同一の構造であるが、その全長はやや長く、定格出力も２ｋｗとやや大きく、計６本のハロゲンランプヒータ３３、３３…を使用することで、流体加熱装置３０の加熱能力を１２ｋｗとしている。
【００５５】
なお、上述した流体加熱装置３０は、外管３１の形状、内管３２およびハロゲンランプヒータ３３の配置以外、第１実施例の流体加熱装置１０と基本的に変わらるところはないので、流体加熱装置１０と同一の作用を為す構成要素に、図１〜図３中の符号に２０を加算した３０番台の符号を附すことで詳細な説明を省略する。
【００５６】
上述した如き構成の流体加熱装置３０によれば、第１実施例における流体加熱装置１０と同様にして、従来の流体加熱装置と同等の加熱能力を維持しつつ、セットスペースおよびメンテナンススペース等、運用に関わる設置スペースの可及的な省スペース化を達成し得るとともに、ハロゲンランプヒータによる薬液への加熱効率を良好なものとすることができる。
【００５７】
特に、上述した流体加熱装置２０においては、複数本のハロゲンランプヒータ３３、３３…を縦一列にレイアウトしたことで、外管３１における幅方向の外形が大幅にスリムなものとなり、もって加熱ユニット３０Ｕの大幅な小型化、延いては、流体加熱装置３０における設置スペースの大幅な省スペース化を図ることができる。
【００５８】
なお、上述したハロゲンランプヒータ３３に換えて、第２実施例に使用されたハロゲンランプヒータ、すなわちヘアピン状に屈曲させた１本のヒータ管の両端を１つの端部ベースで支持したハロゲンランプヒータを採用するとともに、上述した内管３２に換えて、第２実施例に使用された内管、すなわち、一端が閉塞されているとともに開放側の端部を外管に貫通させて固定設置した内管を採用することも可能であり、上述した構成を採用することによって、加熱ユニット３０Ｕの更なる小型化、延いては流体加熱装置３０における設置スペースの更なる省スペース化を図ることができる。
【００５９】
図８および図９は、本発明に関わる流体加熱装置の第４実施例を示しており、この流体加熱装置４０は、四角い箱形状を呈する縦長のケーシング４０Ａと、該ケーシング４０Ａの内部に収容設置された加熱ユニット４０Ｕとを具備して成り、加熱ユニット４０Ｕの外管４１は、上方と下方との両端部が閉塞された四角筒形状を呈している。
【００６０】
また、加熱ユニット４０Ｕの内管４２、４２…は、一端の閉塞された短い円筒形状を呈しており、外管４１における長手軸の方向(上下方向）と交差する態様で略水平方向に延び、その開放側の端部を外管４１の前壁に貫通させて固定設置(溶接)されている。
【００６１】
ここで、上記加熱ユニット４０Ｕにおいては、合計１２本の内管４２、４２…を備えており、これら１２本の内管４２、４２…は、６本ずつ、２列に亘ってレイアウトされている。
【００６２】
上記内管４２、４２…に挿入設置されているハロゲンランプヒータ４３は、内部にフィラメントを封入したヒータ管(バルブ)４３ａと端部ベース４３ｂとを備えた豆球タイプのランプヒータであり、その全長は極めて短く、定格出力も１．０ｋｗと小さいものの、計１２本のハロゲンランプヒータ４３、４３…を使用することで、流体加熱装置４０の加熱能力を１２ｋｗとしている。
【００６３】
なお、上述した流体加熱装置４０は、内管４２の形状と配置態様、およびハロゲンランプヒータ４３の構造以外、第１実施例の流体加熱装置１０と基本的に変わるところはないので、流体加熱装置１０と同一の作用を為す構成要素に、図１〜図３中の符号に３０を加算した４０番台の符号を附すことで詳細な説明を省略する。
【００６４】
上述した如き構成の流体加熱装置４０によれば、第１実施例における流体加熱装置１０と同様にして、従来の流体加熱装置と同等の加熱能力を維持しつつ、セットスペースおよびメンテナンススペース等、運用に関わる設置スペースの可及的な省スペース化を達成し得るとともに、ハロゲンランプヒータによる薬液への加熱効率を良好なものとすることができる。
【００６５】
さらに、上記構成の流体加熱装置４０によれば、第２実施例における流体加熱装置２０と同様にして、内管４２、４２…およびハロゲンランプヒータ４３の全長が短く、かつ内管４２、４２…の一方端部のみを外管２１に貫通固定したことで、設置スペースの更なる省スペース化を図ることができるとともに、流体加熱装置４０の製造コストの低減を図ることができる。
【００６６】
図１０〜図１２は、本発明に関わる流体加熱装置の第５実施例を示しており、この流体加熱装置５０は、四角い箱形状を呈する縦長のケーシング５０Ａと、該ケーシング５０Ａの内部に収容設置された加熱ユニット５０Ｕとを具備して成る。
【００６７】
上記加熱ユニット５０Ｕは、両端部の閉塞された外管５１と、この外管５１を貫通して設置された円筒形状の内管５２、５２…とを備え、透明の耐熱ガラスから成る内管５２、５２…の内部には、加熱手段としてのハロゲンランプヒータ５３、５３…が挿入設置されている。
【００６８】
上記加熱ユニット５０Ｕにおける外管５１は、上方と下方との両端部が閉塞された円筒形状を呈し、その長手軸（横断面における円の中心を通って外管５１の長手方向に沿って延びる軸線）を上下方向に沿わせた姿勢で、上記ケーシング５０Ａの内部において縦置きに設置されている。因みに、本実施例における外管５１のサイズは、４７０(Ｈ)mm×２００(φ)mmである。
【００６９】
さらに、上記外管５１における下部には、薬液の供給パイプ(流入口)５１ｉが設けられているとともに、上記外管５１における上部には、薬液の排出パイプ(流出口)５１ｏが設けられており、これら供給パイプ５１ｉおよび排出パイプ５１ｏは、上記ケーシング５０Ａの正面を貫通して延在している。
【００７０】
上記加熱ユニット５０Ｕにおける内管５２、５２…は、両端の開放された円筒形状を呈し、上述した外管５１における長手軸の方向(上下方向）と交差する態様で略水平方向に延び、その両端部を上記外管５１に貫通させて固定設置(溶接)されており、内管５２、５２…とのスペースによって、外管５１の内部には薬液の流路５１ｇが画成されている。
【００７１】
また、上記加熱ユニット１０Ｕにおいては、合計４本の内管５２、５２…を備えており、これら４本の内管５２、５２…は、図１２に示す個々の軸線ａ−ａ、ｂ−ｂ、ｃ−ｃ、ｄ−ｄを、上下に隣り合う内管５２同士の軸線が互いに平行を成さない位置態様で設置されている。
【００７２】
ここで、上記４本の内管５２、５２…における軸線ａ−ａ、ｂ−ｂ、ｃ−ｃ、ｄ−ｄは、平面視において互いに２２．５°ずつ回転した位置に設置されており、最上位の内管５２の軸線ａ−ａと最下位の内管５２の軸線ｄ−ｄとの間には、９０°の交差角が設定されている。
【００７３】
また、上記４本の内管５２、５２…における軸線ａ−ａ、ｂ−ｂ、ｃ−ｃ、ｄ−ｄは、外管５１の正面視において左右４５°(計９０°)の範囲に納められており、各内管５２、５２…に挿入設置されているハロゲンランプヒータ５３、５３…を、加熱ユニット５０Ｕ(流体加熱装置５０)の前方に取り出し得るよう設定されている。
【００７４】
上述した内管５２、５２…に挿入設置されているハロゲンランプヒータ５３は、第１実施例に使用されたハロゲンランプヒータ１３と同一の構造、かつ定格出力は１．２ｋｗであり、計４本のハロゲンランプヒータ５３、５３…を使用することで、流体加熱装置５０の加熱能力は４．８ｋｗとなっているが、内管５２同士の隙間を可及的に狭く設定することで、外管５１に１０本の内管５２、５２…を設置することが可能であり、上記構成によって流体加熱装置５０の加熱能力を１２ｋｗとすることができる。
【００７５】
上述した流体加熱装置５０において、加熱ユニット５０Ｕにおける外管５１の下部に設けられた供給パイプ５１ｉから供給された薬液は、外管５１内の流路５１ｇを通過する際に、各内管５２、５２…に挿入設置されているハロゲンランプヒータ５３、５３…から放射される赤外線を吸収して加熱され、外管５１の上部に設けられた排出パイプ５１ｏを介して排出されて行く。
【００７６】
上述した如き構成の流体加熱装置５０によれば、外管５１を縦置きに設置するとともに、ハロゲンランプヒータ５３を収容設置した内管５２、５２…を略水平に配設することにより、従来よりも全長の短いハロゲンランプヒータ５３を採用することで、従来の流体加熱装置と同等の加熱能力を維持しつつ、セットスペースおよびメンテナンススペース等、運用に関わる設置スペースの可及的な省スペース化を達成することが可能となる。
【００７７】
また、上記構成の流体加熱装置５０によれば、ハロゲンランプヒータ５３を収容設置した内管５２、５２…を、外管５１の長手軸の方向と交差して略水平に配設させたことで、外管５１の下部の供給パイプ５１ｉから上部の排出パイプ５１ｏへ向けて上昇する薬液が、上記ハロゲンランプヒータ５３を収容設置した内管５２、５２…と交差して流れるため、上記ハロゲンランプヒータ５３による薬液への加熱効率が良好なものとなる。
【００７８】
また、上記構成の流体加熱装置５０によれば、ハロゲンランプヒータ５３を収容設置した複数個の内管５２、５２…を、隣接する内管５２同士が互いに平行を成さない位置態様で設置したことで、隣り合う内管５２同士が熱の干渉によって過熱することを緩和でき、もってハロゲンランプヒータ５３の長寿命、延いては流体加熱装置５０におけるメンテナンス間隔の大幅な延長を図ることができる。
【００７９】
さらに、上記構成の流体加熱装置５０によれば、外管５１を両端部の閉塞された円筒形状とすることで、ハロゲンランプヒータ５３を収容設置した複数個の内管５２、５２…を、隣接する内管５２同士が互いに平行を成さない位置態様で設置した際、各々の内管５２に対する外管５１の流路５１ｇは均等なものとなり、もって各々の内管５２毎における加熱効率の斑が抑制され、上記ハロゲンランプヒータ５３による薬液への加熱効率が良好なものとなる。
【００８０】
また、上記構成の流体加熱装置５０においては、ハロゲンランプヒータ５３に換えて、第２実施例に使用されたハロゲンランプヒータ、すなわちヘアピン状に屈曲させた１本のヒータ管の両端を１つの端部ベースで支持したハロゲンランプヒータを採用するとともに、上述した内管５２に換えて、第２実施例に使用された内管、すなわち、一端が閉塞されているとともに開放側の端部を外管に貫通させて固定設置した内管を採用することも可能であり、上述した構成を採用することによって、加熱ユニット５０Ｕの更なる小型化、延いては流体加熱装置５０における設置スペースの更なる省スペース化を図ることができる。
【００８１】
なお、上述した各実施例においては、半導体装置の製造分野に本発明を適用した例を示したが、精密な温度調節を必要とする様々な産業分野における諸設備に対しても、本発明の流体加熱装置を有効に適用し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明に関わる流体加熱装置の第１実施例を示す全体斜視図。
【図２】(ａ)、(ｂ)および(ｃ)は、図１に示した流体加熱装置における加熱ユニットの平面図、正面図および側面図。
【図３】(ａ)および(ｂ)は、図２中のａ−ａ線断面図およびｂ−ｂ線断面図。
【図４】(ａ)、(ｂ)および(ｃ)は、本発明に関わる流体加熱装置の第２実施例における加熱ユニットの平面図、正面図および側面図。
【図５】(ａ)および(ｂ)は、図４中のａ−ａ線断面図およびｂ−ｂ線断面図。
【図６】(ａ)、(ｂ)および(ｃ)は、本発明に関わる流体加熱装置の第３実施例における加熱ユニットの平面図、正面図および側面図。
【図７】(ａ)および(ｂ)は、図６中のａ−ａ線断面図およびｂ−ｂ線断面図。
【図８】(ａ)、(ｂ)および(ｃ)は、本発明に関わる流体加熱装置の第４実施例における加熱ユニットの平面図、正面図および側面図。
【図９】(ａ)および(ｂ)は、図８中のａ−ａ線断面図およびｂ−ｂ線断面図。
【図１０】本発明に関わる流体加熱装置の第５実施例を示す全体斜視図。
【図１１】(ａ)、(ｂ)および(ｃ)は、図１０に示した流体加熱装置における加熱ユニットの平面図、正面図および側面図。
【図１２】(ａ)および(ｂ)は、図１１中のａ−ａ線断面図およびｂ−ｂ線断面図。
【図１３】従来の流体加熱装置を概念的に示した全体斜視図。
【図１４】図１３に示した流体加熱装置の断面側面図。
【符号の説明】
【００８３】
１０、２０、３０、４０、５０…流体加熱装置、
１０Ａ、２０Ａ、３０Ａ、４０Ａ、５０Ａ…ケーシング、
１０Ｕ、２０Ｕ、３０Ｕ、４０Ｕ、５０Ｕ…加熱ユニット、
１１、２１、３１、４１、５１…外管、
１１ｉ、２１ｉ、３１ｉ、４１ｉ、５１ｉ…供給パイプ(流入口)、
１１ｏ、２１ｏ、３１ｏ、４１ｏ、５１ｏ…排出パイプ(流出口)、
１１ｇ、２１ｇ、３１ｇ、４１ｇ、５１ｇ…流路、
１２、２２、３２、４２、５２…内管、
１３、２３、３３、４３、５３…ハロゲンランプヒータ(ランプヒータ)、
１３ａ、２３ａ、３３ａ、４３ａ、５３ａ…ヒータ管、
１３ｂ、２３ｂ、３３ｂ、４３ｂ、５３ｂ…端部ベース、
Ｌ…薬液(被温調流体)。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、種々の被加熱流体を所望の温度に加熱するために使用される流体加熱装置に関し、詳しくは、被加熱流体の流入口および流出口を有する外管と、外管に固定設置されて被加熱流体の流路を画成する内管と、内管に収容設置されて流路を通過する被加熱流体を加熱するランプヒータとを具備して成る流体加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体製造分野においては、様々な製造プロセスにおける薬液(被温調流体)の温度管理に、ランプヒータを加熱手段に用いて薬液を温度調節する流体加熱装置が採用されている。
【０００３】
また、上述した流体加熱装置の一態様として、両端部が閉止された外管と、この外管に設置されて薬液の流路を画成する内管と、この内管に挿入設置されるランプヒータとを備えて成る流体加熱装置が提供されている(例えば、特許文献１参照)。
【０００４】
図１３および図１４に示す流体加熱装置Ａは、上記構成の一具体例であって、ケーシングＡｃの内部に加熱ユニットＡｕを収容設置して成り、この加熱ユニットＡｕは、両端部を閉塞された円筒形状を呈する外管Ｂと、この外管Ｂの端壁を貫通して設置された円筒形状の内管Ｃ、Ｃ…とを備えている。
【０００５】
上述した各内管Ｃ、Ｃ…の内部には、それぞれ加熱手段としてのハロゲンランプヒータＤが挿入設置されており、上記ハロゲンランプヒータＤは、フィラメントを封入した耐熱ガラス製のヒータ管Ｄａ両端部を、端部ベースＤｂ、Ｄｂで封止することによって構成されている。
【０００６】
上記ハロゲンランプヒータＤの挿入設置された内管Ｃによって、外管Ｂの内部には薬液(被温調流体)Ｌの流路Ｂｇが画成されており、外管Ｂに設けられた流入口Ｂｉから供給された薬液(被温調流体)Ｌは、流路Ｂｇを通過する際に、ハロゲンランプヒータＤから放射される赤外線を吸収して加熱され、外管Ｂに設けられた流出口Ｂｏを介して排出されて行く。
【０００７】
因みに、上述した流体加熱装置Ａは、定格３ｋｗのハロゲンランプヒータＤを４本使用することにより、加熱能力を１２ｋｗとしたものであり、また上述した流体加熱装置Ａは、個々のハロゲンランプヒータＤが約４５０mmの全長を有するため、ケーシングＡｃを含めた長手方向の外観寸法は５００mm前後に設定されている。
【特許文献１】特開平５−２３１７１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上述した如き構成の流体加熱装置Ａに採用されているハロゲンランプヒータＤは、その構造上、フィラメントの早期断線を招く等の問題があるため、上下方向に沿って縦置きすることが困難であり、図１４に示す如く水平方向に横置きせざるを得ない。
【０００９】
このため、従来の流体加熱装置Ａにおいては、横置きされたハロゲンランプヒータＤの全長に影響されて、外観形状における長手方向の寸法が大きなものとなり、所望箇所へ据え付ける際に広いセットスペースを必要とする問題があった。
【００１０】
さらに、従来の流体加熱装置Ａにおいては、メンテナンス作業時にハロゲンランプヒータＤを長手方向に沿って引き出す必要から、上述した広いセットスペースに併せて、さらに長大なメンテナンススペースをも確保しなければならず、運用に際して極めて広い設置スペースを用意する必要があった。
【００１１】
本発明は上記実状に鑑みて、セットスペースおよびメンテナンススペース等、運用に関わる設置スペースの可及的な省スペース化を達成し得る、流体加熱装置の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するべく、請求項１に関わる流体加熱装置は、両端部が閉塞されているとともに、長手軸を上下方向に沿わせて縦置きに設けられ、下部に被加熱流体の流入口を有し、かつ上部に被加熱流体の流出口を有する外管と、この外管における長手軸の方向と交差し、外管を貫通して固定設置されるとともに、外管との間において被加熱流体の流路を画成する内管と、この内管に収容設置されるランプヒータとを具備して成ることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項２の発明に関わる流体加熱装置は、請求項１記載の流体加熱装置において、複数個の内管を、外管における長手軸の方向に沿って展開する同一の平面上に設置したことを特徴としている。
【００１４】
また、請求項３の発明に関わる流体加熱装置は、請求項２の発明に関わる流体加熱装置において、外管が両端部の閉塞された四角筒形状を呈していることを特徴としている。
【００１５】
また、請求項４の発明に関わる流体加熱装置は、請求項１記載の流体加熱装置において、複数個の内管を、隣接する内管同士が互いに平行を成さない位置態様で設置したことを特徴としている。
【００１６】
また、請求項５の発明に関わる流体加熱装置は、請求項４記載の流体加熱装置において、外管が両端部の閉塞された円筒形状を呈していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明に関わる流体加熱装置によれば、外管を縦置きに設置するとともに、ランプヒータを収容設置した内管を略水平に配設することにより、従来よりも全長の短いランプヒータを採用するとともに、全長が短い故に出力の小さいランプヒータの設置本数を増やすことで、従来の流体加熱装置と同等の加熱能力を維持しつつ、セットスペースおよびメンテナンススペース等、運用に関わる設置スペースの可及的な省スペース化を達成することが可能となる。
【００１８】
また、ランプヒータを収容設置した内管を、外管の長手軸方向と交差させて略水平に配設したことで、外管の下部の流入口から上部の流出口へ向けて上昇する被加熱流体が、上記ランプヒータを収容設置した内管と交差して流れるため、上記ランプヒータによる被加熱流体への加熱効率が良好なものとなる。
【００１９】
請求項２の発明に関わる流体加熱装置によれば、ランプヒータを収容設置した複数個の内管を、外管における長手軸の方向に沿って展開する同一の平面上に設置したことで、外管の下部の流入口から上部の流出口へ向けて上昇する被加熱流体が、外管内部の流路をスムーズに流れることとなり、もって上記ランプヒータによる被加熱流体への加熱効率が良好なものとなる。
【００２０】
請求項３の発明に関わる流体加熱装置によれば、外管を両端部の閉塞された四角筒形状とすることで、ランプヒータを収容設置した複数個の内管を、外管の側壁と平行する平面上に配設することにより、流路における外管の側壁と内管との距離を、各々の内管の全域に亘って等距離とすることができ、もって上記ランプヒータによる被加熱流体への加熱効率が良好なものとなる。
【００２１】
請求項４の発明に関わる流体加熱装置によれば、ランプヒータを収容設置した複数個の内管を、隣接する内管同士が互いに平行を成さない位置態様で設置したことで、隣り合う内管同士が熱の干渉によって過熱することを緩和でき、もってランプヒータの長寿命を期待することができる。
【００２２】
請求項５の発明に関わる流体加熱装置によれば、外管を両端部の閉塞された円筒形状とすることで、ランプヒータを収容設置した複数個の内管を、隣接する内管同士が互いに平行を成さない位置態様で設置した際、各々の内管に対する外管の流路は均等なものとなり、各々の内管毎における加熱効率の斑が抑制され、もって上記ランプヒータによる被加熱流体への加熱効率が良好なものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、実施例を示す図面に基づいて、本発明を詳細に説明する。
図１〜図３は、本発明に関わる流体加熱装置を、半導体製造の様々なプロセスで使用される薬液(被温調流体)を、任意に温度調節するための流体加熱装置に適用した例を示している。
【００２４】
上記第１実施例の流体加熱装置１０は、四角い箱形状を呈する縦長のケーシング１０Ａと、該ケーシング１０Ａの内部に収容設置された加熱ユニット１０Ｕとを具備して成る。
【００２５】
上記加熱ユニット１０Ｕは、両端部の閉塞された外管１１と、この外管１１を貫通して設置された円筒形状の内管１２、１２…とを備え、透明の耐熱ガラスから成る内管１２、１２…の内部には、加熱手段としてのハロゲンランプヒータ１３、１３…が挿入設置されている。
【００２６】
上記加熱ユニット１０Ｕにおける外管１１は、上方と下方との両端部が閉塞された四角筒形状を呈し、その長手軸（横断面における対角線の交点を通って外管１１の長手方向に沿って延びる軸線）を上下方向に沿わせた姿勢で、上記ケーシング１０Ａの内部において縦置きに設置されている。因みに、本実施例における外管１１のサイズは、４７０(Ｈ)mm×２５０(Ｗ)mm×２５０(Ｄ)mmである。
【００２７】
さらに、上記外管１１における下部には、薬液の供給パイプ(流入口)１１ｉが設けられているとともに、上記外管１１における上部には、薬液の排出パイプ(流出口)１１ｏが設けられており、これら供給パイプ１１ｉおよび排出パイプ１１ｏは、上記ケーシング１０Ａの正面を貫通して延在している。
【００２８】
上記加熱ユニット１０Ｕにおける内管１２、１２…は、両端の開放された円筒形状を呈し、上述した外管１１における長手軸の方向(上下方向）と交差する態様で略水平方向に延び、その両端部を上記外管１１に貫通させて固定設置(溶接)されており、外管１１の内部には、内管１２、１２…とのスペースにより、薬液の流路１１ｇが画成されている。
【００２９】
ここで、上記加熱ユニット１０Ｕにおいては、合計１０本の内管１２、１２…が設けられており、これら１０本の内管１２、１２…は、５本ずつ、２列に亘ってレイアウトされている。
【００３０】
図２(ａ)、(ｂ)中における右列の内管１２、１２…は、個々の軸線ａ−ａ(図３参照)を、上記外管１１における長手軸の方向(上下方向)に並列して配置させるとともに、上記長手軸の方向(上下方向)に沿って展開する同一平面上に位置させる態様で設置されている。
【００３１】
同じく、図２(ａ)、(ｂ)中における左列の内管１２、１２…は、個々の軸線ｂ−ｂ(図３参照)を、上記外管１１における長手軸の方向(上下方向)に並列して配置させるとともに、上記長手軸の方向(上下方向)に沿って展開する同一平面上に位置させる態様で設置されている。
【００３２】
また、右列の内管１２、１２…の軸線ａ−ａと、左列の内管１２、１２…の軸線ｂ−ｂとは、平面視において互いに平行を成しているとともに、外管１１の側壁に対しても平行を成しており、さらに右列の内管１２、１２…と、左列の内管１２、１２…とは、正面視において千鳥状にレイアウトされている。
【００３３】
なお、個々の内管１２、１２…におけるピッチ間距離、具体的には隣合う内管１２の周壁同士の間隔(寸法)は、外管１１に対する内管１２の溶接作業を考慮して、現行の流体加熱装置(図１３、１４参照)と同等に設定されている。
【００３４】
上述した内管１２、１２…に挿入設置されているハロゲンランプヒータ１３は、内部にフィラメントを封入した２本のヒータ管１３ａ、１３ａを並設し、これらヒータ管１３ａ、１３ａの両端部を端部ベース１３ｂ、１３ｂで支持するとともに、各々のフィラメントを奥側の端部ベース１３ｂにおいて接続してシングルエンド化したもので、手前側の端部ベース１３ｂからは２本の配線が導出している。
【００３５】
ここで、上記ハロゲンランプヒータ１３の全長は約３００mmと短く、その定格出力も１．２ｋｗと小さいものではあるが、１０本の内管１２、１２…にハロゲンランプヒータ１３を挿入設置して、計１０本のハロゲンランプヒータ１３、１３…を使用することにより、上記流体加熱装置１０の加熱能力を１２ｋｗとしている。
【００３６】
すなわち、本実施例の流体加熱装置１０では、加熱能力が１２ｋｗの現行の流体加熱装置(図１３、１４参照)と同等の加熱能力を得るために、ハロゲンランプヒータ１３の定格出力が小さい分、言い換えればハロゲンランプヒータ１３の全長の短い分、その設置本数を増やすことによって、受光面積を現行の流体加熱装置と同じにしているものである。
【００３７】
上述した流体加熱装置１０において、加熱ユニット１０Ｕにおける外管１１の下部に設けられた供給パイプ１１ｉから供給された薬液は、外管１１内の流路１１ｇを通過する際に、各内管１２、１２…に挿入設置されているハロゲンランプヒータ１３、１３…から放射される赤外線を吸収して加熱され、外管１１の上部に設けられた排出パイプ１１ｏを介して排出されて行く。
【００３８】
上述した如き構成の流体加熱装置１０によれば、外管１１を縦置きに設置するとともに、ハロゲンランプヒータ１３を収容設置した内管１２、１２…を略水平に配設することにより、従来よりも全長の短いハロゲンランプヒータ１３を採用するとともに、全長が短い故に出力の小さいハロゲンランプヒータ１３の設置本数を増やすことで、従来の流体加熱装置と同等の加熱能力を維持しつつ、セットスペースおよびメンテナンススペース等、運用に関わる設置スペースの可及的な省スペース化を達成することが可能となる。
【００３９】
また、上記構成の流体加熱装置１０によれば、ハロゲンランプヒータ１３を収容設置した内管１２、１２…を、外管１１の長手軸の方向と交差して略水平に配設させたことで、外管１１の下部の供給パイプ１１ｉから上部の排出パイプ１１ｏへ向けて上昇する薬液が、上記ハロゲンランプヒータ１３を収容設置した内管１２、１２…と交差して流れるため、上記ハロゲンランプヒータ１３による薬液への加熱効率が良好なものとなる。
【００４０】
さらに、上記構成の流体加熱装置１０によれば、外管１１を両端部の閉塞された四角筒形状とすることで、ハロゲンランプヒータ１３を収容設置した複数個の内管１２、１２…を、外管１３の側壁と平行する平面上に配設することにより、流路１１ｇにおける外管１１の側壁と内管１２との距離を、各々の内管１２、１２…の全域に亘って等距離とすることができ、もって上記ハロゲンランプヒータ１３による薬液への加熱効率が良好なものとなる。
【００４１】
図４および図５は、本発明に関わる流体加熱装置の第２実施例を示しており、この流体加熱装置２０は、四角い箱形状を呈する縦長のケーシング２０Ａと、該ケーシング２０Ａの内部に収容設置された加熱ユニット２０Ｕとを具備して成る。
【００４２】
加熱ユニット２０Ｕの外管２１は、上方と下方との両端部が閉塞された四角筒形状を呈し、本実施例における外管２１のサイズは、４７０(Ｈ)mm×２５０(Ｗ)mm×２３０(Ｄ)mmである。
【００４３】
また、加熱ユニット２０Ｕの内管２２、２２…は、一端の閉塞された円筒形状を呈しており、外管２１における長手軸の方向(上下方向）と交差する態様で略水平方向に延び、その開放側の端部を外管２１の前壁に貫通させて固定設置(溶接)されている。
【００４４】
上記内管２２、２２…に挿入設置されているハロゲンランプヒータ２３は、内部にフィラメントを封入した１本のヒータ管２３ａをヘアピン状に屈曲させ、両端を１つの端部ベース２３ｂで支持することによりシングルエンド化したもので、上記端部ベース２３ｂからは２本の配線が導出している。
【００４５】
ここで、上記ハロゲンランプヒータ２３は、第１実施例のハロゲンランプヒータ１３と同じく定格１．２ｋｗであるが、端部ベース２３ｂがヒータ管２３ａの一端のみに設けられているため、第１実施例のハロゲンランプヒータ１３よりも全長が短いものとなっている。
【００４６】
なお、上述した流体加熱装置２０は、内管２２およびハロゲンランプヒータ２３の構成以外、第１実施例の流体加熱装置１０と変わるところはないので、流体加熱装置１０と同一の作用を為す構成要素に、図１〜図３中の符号に１０を加算した２０番台の符号を附すことで詳細な説明を省略する。
【００４７】
上述した如き構成の流体加熱装置２０によれば、第１実施例における流体加熱装置１０と同様にして、従来の流体加熱装置と同等の加熱能力を維持しつつ、セットスペースおよびメンテナンススペース等、運用に関わる設置スペースの可及的な省スペース化を達成し得るとともに、ハロゲンランプヒータによる薬液への加熱効率を良好なものとすることができる。
【００４８】
また、上記構成の流体加熱装置２０によれば、ハロゲンランプヒータ２３の全長が短いことから、該ハロゲンランプヒータ２３の挿入設置される内管２２、２２…の全長も短く、さらに上記ハロゲンランプヒータ２３の構造に基づき、内管２２、２２…は外管２１の前壁に貫通するのみで、外管２１の後壁からは何ら突出しないため、加熱ユニット２０Ｕの更なる小型化、延いては、流体加熱装置２０における設置スペースの更なる省スペース化を図ることができる。
【００４９】
また、上記構成の流体加熱装置２０によれば、内管２２、２２…における一方の端部のみを、外管２１に貫通させて固定設置(溶接)しているので、外管２１に対する内管２２、２２…の溶接箇所が少なく、もって加熱ユニット２０Ｕの製造の簡易化、延いては流体加熱装置２０の製造に関わるコストの低減を図ることができる。
【００５０】
図６および図７は、本発明に関わる流体加熱装置の第３実施例を示しており、この流体加熱装置３０は、四角い箱形状を呈する縦長のケーシング３０Ａと、該ケーシング３０Ａの内部に収容設置された加熱ユニット３０Ｕとを具備して成る。
【００５１】
加熱ユニット３０Ｕの外管３１は、上方と下方との両端部が閉塞された四角筒形状を呈し、本実施例における外管３１のサイズは、４８５(Ｈ)mm×１６０(Ｗ)mm×３６０(Ｄ)mmである。
【００５２】
上記加熱ユニット３０Ｕの内管３２、３２…は、両端の開放された円筒形状を呈しており、外管３１における長手軸の方向(上下方向）と交差する態様で略水平方向に延び、その両端部を上記外管３１に貫通させて固定設置(溶接)されている。
【００５３】
上記加熱ユニット１０Ｕには、合計６本の内管３２、３２…が設けられており、これら６本の内管３２、３２…は、図７に示す個々の軸線ａ−ａ、ｂ−ｂ、ｃ−ｃ、ｄ−ｄ、ｅ−ｅ、ｆ−ｆを、外管３１における長手軸の方向(上下方向)に並列して配置させるとともに、上記長手軸の方向(上下方向)に沿って展開する同一平面上に位置させる態様で設置され、さらに外管３１の側壁に対しても平行を成す態様で設置されている。
【００５４】
上述した内管３２、３２…に挿入設置されているハロゲンランプヒータ３３は、第１実施例に使用されたハロゲンランプヒータ１３と同一の構造であるが、その全長はやや長く、定格出力も２ｋｗとやや大きく、計６本のハロゲンランプヒータ３３、３３…を使用することで、流体加熱装置３０の加熱能力を１２ｋｗとしている。
【００５５】
なお、上述した流体加熱装置３０は、外管３１の形状、内管３２およびハロゲンランプヒータ３３の配置以外、第１実施例の流体加熱装置１０と基本的に変わらるところはないので、流体加熱装置１０と同一の作用を為す構成要素に、図１〜図３中の符号に２０を加算した３０番台の符号を附すことで詳細な説明を省略する。
【００５６】
上述した如き構成の流体加熱装置３０によれば、第１実施例における流体加熱装置１０と同様にして、従来の流体加熱装置と同等の加熱能力を維持しつつ、セットスペースおよびメンテナンススペース等、運用に関わる設置スペースの可及的な省スペース化を達成し得るとともに、ハロゲンランプヒータによる薬液への加熱効率を良好なものとすることができる。
【００５７】
特に、上述した流体加熱装置２０においては、複数本のハロゲンランプヒータ３３、３３…を縦一列にレイアウトしたことで、外管３１における幅方向の外形が大幅にスリムなものとなり、もって加熱ユニット３０Ｕの大幅な小型化、延いては、流体加熱装置３０における設置スペースの大幅な省スペース化を図ることができる。
【００５８】
なお、上述したハロゲンランプヒータ３３に換えて、第２実施例に使用されたハロゲンランプヒータ、すなわちヘアピン状に屈曲させた１本のヒータ管の両端を１つの端部ベースで支持したハロゲンランプヒータを採用するとともに、上述した内管３２に換えて、第２実施例に使用された内管、すなわち、一端が閉塞されているとともに開放側の端部を外管に貫通させて固定設置した内管を採用することも可能であり、上述した構成を採用することによって、加熱ユニット３０Ｕの更なる小型化、延いては流体加熱装置３０における設置スペースの更なる省スペース化を図ることができる。
【００５９】
図８および図９は、本発明に関わる流体加熱装置の第４実施例を示しており、この流体加熱装置４０は、四角い箱形状を呈する縦長のケーシング４０Ａと、該ケーシング４０Ａの内部に収容設置された加熱ユニット４０Ｕとを具備して成り、加熱ユニット４０Ｕの外管４１は、上方と下方との両端部が閉塞された四角筒形状を呈している。
【００６０】
また、加熱ユニット４０Ｕの内管４２、４２…は、一端の閉塞された短い円筒形状を呈しており、外管４１における長手軸の方向(上下方向）と交差する態様で略水平方向に延び、その開放側の端部を外管４１の前壁に貫通させて固定設置(溶接)されている。
【００６１】
ここで、上記加熱ユニット４０Ｕにおいては、合計１２本の内管４２、４２…を備えており、これら１２本の内管４２、４２…は、６本ずつ、２列に亘ってレイアウトされている。
【００６２】
上記内管４２、４２…に挿入設置されているハロゲンランプヒータ４３は、内部にフィラメントを封入したヒータ管(バルブ)４３ａと端部ベース４３ｂとを備えた豆球タイプのランプヒータであり、その全長は極めて短く、定格出力も１．０ｋｗと小さいものの、計１２本のハロゲンランプヒータ４３、４３…を使用することで、流体加熱装置４０の加熱能力を１２ｋｗとしている。
【００６３】
なお、上述した流体加熱装置４０は、内管４２の形状と配置態様、およびハロゲンランプヒータ４３の構造以外、第１実施例の流体加熱装置１０と基本的に変わるところはないので、流体加熱装置１０と同一の作用を為す構成要素に、図１〜図３中の符号に３０を加算した４０番台の符号を附すことで詳細な説明を省略する。
【００６４】
上述した如き構成の流体加熱装置４０によれば、第１実施例における流体加熱装置１０と同様にして、従来の流体加熱装置と同等の加熱能力を維持しつつ、セットスペースおよびメンテナンススペース等、運用に関わる設置スペースの可及的な省スペース化を達成し得るとともに、ハロゲンランプヒータによる薬液への加熱効率を良好なものとすることができる。
【００６５】
さらに、上記構成の流体加熱装置４０によれば、第２実施例における流体加熱装置２０と同様にして、内管４２、４２…およびハロゲンランプヒータ４３の全長が短く、かつ内管４２、４２…の一方端部のみを外管２１に貫通固定したことで、設置スペースの更なる省スペース化を図ることができるとともに、流体加熱装置４０の製造コストの低減を図ることができる。
【００６６】
図１０〜図１２は、本発明に関わる流体加熱装置の第５実施例を示しており、この流体加熱装置５０は、四角い箱形状を呈する縦長のケーシング５０Ａと、該ケーシング５０Ａの内部に収容設置された加熱ユニット５０Ｕとを具備して成る。
【００６７】
上記加熱ユニット５０Ｕは、両端部の閉塞された外管５１と、この外管５１を貫通して設置された円筒形状の内管５２、５２…とを備え、透明の耐熱ガラスから成る内管５２、５２…の内部には、加熱手段としてのハロゲンランプヒータ５３、５３…が挿入設置されている。
【００６８】
上記加熱ユニット５０Ｕにおける外管５１は、上方と下方との両端部が閉塞された円筒形状を呈し、その長手軸（横断面における円の中心を通って外管５１の長手方向に沿って延びる軸線）を上下方向に沿わせた姿勢で、上記ケーシング５０Ａの内部において縦置きに設置されている。因みに、本実施例における外管５１のサイズは、４７０(Ｈ)mm×２００(φ)mmである。
【００６９】
さらに、上記外管５１における下部には、薬液の供給パイプ(流入口)５１ｉが設けられているとともに、上記外管５１における上部には、薬液の排出パイプ(流出口)５１ｏが設けられており、これら供給パイプ５１ｉおよび排出パイプ５１ｏは、上記ケーシング５０Ａの正面を貫通して延在している。
【００７０】
上記加熱ユニット５０Ｕにおける内管５２、５２…は、両端の開放された円筒形状を呈し、上述した外管５１における長手軸の方向(上下方向）と交差する態様で略水平方向に延び、その両端部を上記外管５１に貫通させて固定設置(溶接)されており、内管５２、５２…とのスペースによって、外管５１の内部には薬液の流路５１ｇが画成されている。
【００７１】
また、上記加熱ユニット１０Ｕにおいては、合計４本の内管５２、５２…を備えており、これら４本の内管５２、５２…は、図１２に示す個々の軸線ａ−ａ、ｂ−ｂ、ｃ−ｃ、ｄ−ｄを、上下に隣り合う内管５２同士の軸線が互いに平行を成さない位置態様で設置されている。
【００７２】
ここで、上記４本の内管５２、５２…における軸線ａ−ａ、ｂ−ｂ、ｃ−ｃ、ｄ−ｄは、平面視において互いに２２．５°ずつ回転した位置に設置されており、最上位の内管５２の軸線ａ−ａと最下位の内管５２の軸線ｄ−ｄとの間には、９０°の交差角が設定されている。
【００７３】
また、上記４本の内管５２、５２…における軸線ａ−ａ、ｂ−ｂ、ｃ−ｃ、ｄ−ｄは、外管５１の正面視において左右４５°(計９０°)の範囲に納められており、各内管５２、５２…に挿入設置されているハロゲンランプヒータ５３、５３…を、加熱ユニット５０Ｕ(流体加熱装置５０)の前方に取り出し得るよう設定されている。
【００７４】
上述した内管５２、５２…に挿入設置されているハロゲンランプヒータ５３は、第１実施例に使用されたハロゲンランプヒータ１３と同一の構造、かつ定格出力は１．２ｋｗであり、計４本のハロゲンランプヒータ５３、５３…を使用することで、流体加熱装置５０の加熱能力は４．８ｋｗとなっているが、内管５２同士の隙間を可及的に狭く設定することで、外管５１に１０本の内管５２、５２…を設置することが可能であり、上記構成によって流体加熱装置５０の加熱能力を１２ｋｗとすることができる。
【００７５】
上述した流体加熱装置５０において、加熱ユニット５０Ｕにおける外管５１の下部に設けられた供給パイプ５１ｉから供給された薬液は、外管５１内の流路５１ｇを通過する際に、各内管５２、５２…に挿入設置されているハロゲンランプヒータ５３、５３…から放射される赤外線を吸収して加熱され、外管５１の上部に設けられた排出パイプ５１ｏを介して排出されて行く。
【００７６】
上述した如き構成の流体加熱装置５０によれば、外管５１を縦置きに設置するとともに、ハロゲンランプヒータ５３を収容設置した内管５２、５２…を略水平に配設することにより、従来よりも全長の短いハロゲンランプヒータ５３を採用することで、従来の流体加熱装置と同等の加熱能力を維持しつつ、セットスペースおよびメンテナンススペース等、運用に関わる設置スペースの可及的な省スペース化を達成することが可能となる。
【００７７】
また、上記構成の流体加熱装置５０によれば、ハロゲンランプヒータ５３を収容設置した内管５２、５２…を、外管５１の長手軸の方向と交差して略水平に配設させたことで、外管５１の下部の供給パイプ５１ｉから上部の排出パイプ５１ｏへ向けて上昇する薬液が、上記ハロゲンランプヒータ５３を収容設置した内管５２、５２…と交差して流れるため、上記ハロゲンランプヒータ５３による薬液への加熱効率が良好なものとなる。
【００７８】
また、上記構成の流体加熱装置５０によれば、ハロゲンランプヒータ５３を収容設置した複数個の内管５２、５２…を、隣接する内管５２同士が互いに平行を成さない位置態様で設置したことで、隣り合う内管５２同士が熱の干渉によって過熱することを緩和でき、もってハロゲンランプヒータ５３の長寿命、延いては流体加熱装置５０におけるメンテナンス間隔の大幅な延長を図ることができる。
【００７９】
さらに、上記構成の流体加熱装置５０によれば、外管５１を両端部の閉塞された円筒形状とすることで、ハロゲンランプヒータ５３を収容設置した複数個の内管５２、５２…を、隣接する内管５２同士が互いに平行を成さない位置態様で設置した際、各々の内管５２に対する外管５１の流路５１ｇは均等なものとなり、もって各々の内管５２毎における加熱効率の斑が抑制され、上記ハロゲンランプヒータ５３による薬液への加熱効率が良好なものとなる。
【００８０】
また、上記構成の流体加熱装置５０においては、ハロゲンランプヒータ５３に換えて、第２実施例に使用されたハロゲンランプヒータ、すなわちヘアピン状に屈曲させた１本のヒータ管の両端を１つの端部ベースで支持したハロゲンランプヒータを採用するとともに、上述した内管５２に換えて、第２実施例に使用された内管、すなわち、一端が閉塞されているとともに開放側の端部を外管に貫通させて固定設置した内管を採用することも可能であり、上述した構成を採用することによって、加熱ユニット５０Ｕの更なる小型化、延いては流体加熱装置５０における設置スペースの更なる省スペース化を図ることができる。
【００８１】
なお、上述した各実施例においては、半導体装置の製造分野に本発明を適用した例を示したが、精密な温度調節を必要とする様々な産業分野における諸設備に対しても、本発明の流体加熱装置を有効に適用し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明に関わる流体加熱装置の第１実施例を示す全体斜視図。
【図２】(ａ)、(ｂ)および(ｃ)は、図１に示した流体加熱装置における加熱ユニットの平面図、正面図および側面図。
【図３】(ａ)および(ｂ)は、図２中のａ−ａ線断面図およびｂ−ｂ線断面図。
【図４】(ａ)、(ｂ)および(ｃ)は、本発明に関わる流体加熱装置の第２実施例における加熱ユニットの平面図、正面図および側面図。
【図５】(ａ)および(ｂ)は、図４中のａ−ａ線断面図およびｂ−ｂ線断面図。
【図６】(ａ)、(ｂ)および(ｃ)は、本発明に関わる流体加熱装置の第３実施例における加熱ユニットの平面図、正面図および側面図。
【図７】(ａ)および(ｂ)は、図６中のａ−ａ線断面図およびｂ−ｂ線断面図。
【図８】(ａ)、(ｂ)および(ｃ)は、本発明に関わる流体加熱装置の第４実施例における加熱ユニットの平面図、正面図および側面図。
【図９】(ａ)および(ｂ)は、図８中のａ−ａ線断面図およびｂ−ｂ線断面図。
【図１０】本発明に関わる流体加熱装置の第５実施例を示す全体斜視図。
【図１１】(ａ)、(ｂ)および(ｃ)は、図１０に示した流体加熱装置における加熱ユニットの平面図、正面図および側面図。
【図１２】(ａ)および(ｂ)は、図１１中のａ−ａ線断面図およびｂ−ｂ線断面図。
【図１３】従来の流体加熱装置を概念的に示した全体斜視図。
【図１４】図１３に示した流体加熱装置の断面側面図。
【符号の説明】
【００８３】
１０、２０、３０、４０、５０…流体加熱装置、
１０Ａ、２０Ａ、３０Ａ、４０Ａ、５０Ａ…ケーシング、
１０Ｕ、２０Ｕ、３０Ｕ、４０Ｕ、５０Ｕ…加熱ユニット、
１１、２１、３１、４１、５１…外管、
１１ｉ、２１ｉ、３１ｉ、４１ｉ、５１ｉ…供給パイプ(流入口)、
１１ｏ、２１ｏ、３１ｏ、４１ｏ、５１ｏ…排出パイプ(流出口)、
１１ｇ、２１ｇ、３１ｇ、４１ｇ、５１ｇ…流路、
１２、２２、３２、４２、５２…内管、
１３、２３、３３、４３、５３…ハロゲンランプヒータ(ランプヒータ)、
１３ａ、２３ａ、３３ａ、４３ａ、５３ａ…ヒータ管、
１３ｂ、２３ｂ、３３ｂ、４３ｂ、５３ｂ…端部ベース、
Ｌ…薬液(被温調流体)。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端部が閉塞されているとともに、長手軸を上下方向に沿わせて縦置きに設けられ、下部に被加熱流体の流入口を有し、かつ上部に前記被加熱流体の流出口を有する外管と、
前記外管における前記長手軸の方向と交差し、前記外管を貫通して固定設置されるとともに、前記外管との間において前記被加熱流体の流路を画成する内管と、
前記内管に収容設置されるランプヒータと、
を具備して成ることを特徴とする流体加熱装置。
【請求項２】
複数個の前記内管を、前記外管における前記長手軸の方向に沿って展開する同一の平面上に設置したことを特徴とする請求項１記載の流体加熱装置。
【請求項３】
前記外管が、両端部の閉塞された四角筒形状を呈していることを特徴とする請求項２記載の流体加熱装置。
【請求項４】
複数個の前記内管を、隣接する前記内管同士が互いに平行を成さない位置態様で設置したことを特徴とする請求項１記載の流体加熱装置。
【請求項５】
前記外管が、両端部の閉塞された円筒形状を呈していることを特徴とする請求項４記載の流体加熱装置。
【請求項１】
両端部が閉塞されているとともに、長手軸を上下方向に沿わせて縦置きに設けられ、下部に被加熱流体の流入口を有し、かつ上部に前記被加熱流体の流出口を有する外管と、
前記外管における前記長手軸の方向と交差し、前記外管を貫通して固定設置されるとともに、前記外管との間において前記被加熱流体の流路を画成する内管と、
前記内管に収容設置されるランプヒータと、
を具備して成ることを特徴とする流体加熱装置。
【請求項２】
複数個の前記内管を、前記外管における前記長手軸の方向に沿って展開する同一の平面上に設置したことを特徴とする請求項１記載の流体加熱装置。
【請求項３】
前記外管が、両端部の閉塞された四角筒形状を呈していることを特徴とする請求項２記載の流体加熱装置。
【請求項４】
複数個の前記内管を、隣接する前記内管同士が互いに平行を成さない位置態様で設置したことを特徴とする請求項１記載の流体加熱装置。
【請求項５】
前記外管が、両端部の閉塞された円筒形状を呈していることを特徴とする請求項４記載の流体加熱装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００９−９２３４６（Ｐ２００９−９２３４６Ａ）
【公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２６５５２１（Ｐ２００７−２６５５２１）
【出願日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【出願人】（５９００００８３５）株式会社ＫＥＬＫ (40)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【出願人】（５９００００８３５）株式会社ＫＥＬＫ (40)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]