一种发热膜式液体加热器及其均温加热方法技术

本发明专利技术公开了一种发热膜式液体加热器及其均温加热方法，筒体两端设端头固定板，热管设筒体内，两端头固定板上分别贯穿设管道口，管道口内设连接管，两连接管内端均设密封连接组件，热管外侧涂覆发热膜层，发热膜层左右两侧连接设电极层，电极层与外接电源相连，发热膜层外侧涂覆绝缘层，热管内固定连接分流柱，热管内侧和分流柱之间配合形成加热腔，分流柱左右两端及其内侧均设分流槽，分流槽两外端侧与连接管相连通，分流槽与加热腔相连通。发热膜层通电产生热量，热量向内传导至热管和分流柱上，热量向外传导至筒体；液体经连接管和分流槽流入加热腔中。改善对加热腔中流过的液体流的加热均匀性。流的加热均匀性。流的加热均匀性。

【技术实现步骤摘要】
一种发热膜式液体加热器及其均温加热方法


[0001]本专利技术涉及一种高洁净度、受精密控温的液体加热器，尤其是涉及一种发热膜式液体加热器及其均温加热方法。

技术介绍

[0002]半导体工业中的很多场合需要使用高洁净度、受精密控温的液体，常常需要在液体管线系统中设置管线式加热器对液体流进行精密地加热及控温，特别是需要适用于高洁净度场合的管线式加热器对液体进行温度调节。例如在浸没式光刻机系统中，为了实现更好的光刻效果和更高的曝光质量，需要在投影物镜与晶圆基板间填充稳定流动的浸没液体；为保证浸没液体流对穿过其中的激光束影响最小，要求浸没液体流的温度被精密调控以保证其光学性质均匀；通常在浸没液体流入浸没单元前，需要设置加热器、冷凝器和热交换器等对浸没液体流进行温度控制。而现有的加热器缺少对液体流加热均匀性的针对性设计，导致浸没液体流经现有的加热器被加热后，浸没液体流内部间会因与发热元件的接触时间差异和传热时间过短造成浸没液体流在空间上存在一定温差，而具有温差的浸没液体则会影响后续的温度测量和反馈调节精度，并最终影响光刻机曝光成像质量。
[0003]在申请号为CN201310013555.5的中国专利技术专利中，公开了一种加热液体用电加热器主体结构及其加工方法，该专利技术专利其主体为一块状受热体，受热体内部设有待加热液体流通管路，受热体外侧设有电阻发热膜，电阻发热膜产生的热量通过受热体与待加热液体进行热交换，加热完成后液体从一侧流出；存在着电阻发热膜发热过程中容易出现发热不均现象，会导致局部温度过高而影响使用寿命甚至出现损毁，电阻发热膜和受热体向内传输热量的同时也会将热量向外传输，导致设置于该加热装置旁的设备一并升温，对其造成损害甚至损毁，不适用于零部件集成度高的设备。
[0004]在申请号为CN201721225348.6的中国专利技术专利中，公开了一种稳定耐用安全液体加热管，该专利技术专利将为一种陶瓷管液体加热器，在陶瓷管外侧设有发热膜，发热膜产生的热量通过陶瓷管传递给在陶瓷管内流动的待加热液体，陶瓷管内液体的温度；然而因液与管和液与液间热传递速率不一致，在液体短暂停留管内的因素下，存在着加热后的液体其内部存在温差问题，不适用于液体温度控制要求高的设备使用。
[0005]在申请号为CN201310703225.9的中国专利技术专利中，公开了一种非金属内喷管电加热器，该专利技术专利将发热膜设置在其管壁内侧，与待加热液体直接接触，发热膜接触点因浸没在液体中，存在漏电的风险，虽然管壁采用具有绝缘特性的材料，但电量会从液体排出口漏出，该专利技术专利采用下进上出的进排液方式，结合热液上流冷液下流的原理，进行加热后液体的排放控制，但难以避免冷液和热液一并排出，使得排出后的液体内部间具有温差。

技术实现思路

[0006]本专利技术为解决现有管线式加热器存在着浸没液体流内部间会因与发热元件的接触时间过短和传热时间过短而造成浸没液体流在空间上存在一定温差，而具有温差的浸没
液体则会影响后续的温度测量和反馈调节精度的发热膜式液体加热器及其均温加热方法。
[0007]本专利技术为解决上述技术问题所采用的具体技术方案为：包括热管，其特征在于：热管外侧涂覆有发热膜层，发热膜层与外接电源电性连接实现通电加热功能；热管的轴向两端设置连接管；热管内部空间内设置分流柱，分流柱沿热管的轴向延伸，热管内侧和分流柱之间配合形成加热腔，分流柱的轴向两端设有分流槽，分流槽连通加热腔与连接管内部的贯通空间。液体流在热管内部流动，采用发热膜作为发热元件，对液体流的加热时间更长、加热效率高、加热更均匀；发热膜包覆在热管外壁面以避免电极设置在液体流中；包含分流柱使液体流在热管中以环形形状流动，增大了液体与热管壁面的接触面积；可更好减小液体流在空间上存在的温差，有利于提高液体后续的温度测量和反馈调节精度。提高浸没液体温度均匀性，最终提高光刻机曝光成像质量。
[0008]作为优选，所述发热膜层包含石墨烯材料。可以获得更高的电热转化效率，并且使加热面的温度更均匀。
[0009]作为优选，所述热管轴向两端设置密封端盖，密封端盖与连接管固定连接，密封端盖向热管的轴向端面压紧，密封端盖与热管的轴向端面之间设置密封圈。密封端盖施加轴向的预紧力将热管压紧固定，避免热管两端受到过大的径向压紧装配力，有利于对脆性热管材料的保护。
[0010]作为优选，所述热管的两端设置密封连接组件，密封连接组件包括密封端盖、紧压挡板、预紧螺母、紧固螺母、预紧弹簧和紧固连接件，热管外侧和筒体内侧设置紧固连接件，两个密封端盖分别设于左右两个连接管的内端外侧处并与连接管固定连接，两个紧压挡板设于其对应所在一端的密封端盖外侧，左右两端侧的两个密封端盖内侧间连接设有热管，紧固连接件贯穿左右两侧的紧压挡板，紧固螺母通过螺纹与紧固连接件靠右一端固定连接并压紧于右侧紧压挡板的外端面，预紧螺母同时将套设于紧固连接件的预紧弹簧压紧于左侧紧压挡板的外端面，紧固螺母、紧固连接件、预紧螺母和预紧弹簧配合以在热管和密封端盖的轴向两端施加预紧力，实现热管和密封端盖间紧密连接。(提高密封连接的可靠有效性，避免热管两端受到过大的径向压紧装配力，有利于对脆性热管材料的保护；使用预紧弹簧便于调整施加的预紧力大小，并且能够防止紧固螺母松动，更有利于保证密封端盖压紧于热管，获得更好的密封可靠性。。
[0011]作为优选，所述紧固连接件是至少两根沿周向均布的杆。对热管施加更均匀的装配力，提高密封连接的可靠有效性。
[0012]作为优选，所述的紧固连接件是至少两根沿周向均布的杆。
[0013]作为优选，所述密封端盖具有环绕于热管径向外侧的凸出部。便于对热管的安装定位，以及防止热管沿径向滑移。
[0014]作为优选，所述的热管采用石英玻璃材质结构或者不锈钢材质结构或者含氟塑料材质结构。有利于减少释放进入液体流的污染物。
[0015]作为优选，所述的分流柱采用不锈钢材质或者含氟塑料材质结构。有利于减少释放进入液体流的污染物，保证将热管的热量快速传递至分流柱。
[0016]本专利技术的另一个专利技术目的在于提供一种发热膜式液体加热器均温加热方法，其特征在于：包括如下均温加热方法A1.通过外接电源使与电极层连接的电线通电，电极层通电后给上述技术方案之一所
述的发热膜层制热提供能量；A2.发热膜层通电产生热量，热量向内传导至上述技术方案之一所述的热管和分流柱上，热量向外传导至筒体上；A3.液体从连接管外侧流入上述技术方案之一所述的发热膜式液体加热器，经连接管和分流槽流入上述技术方案之一所述的加热腔中；A4.因加热腔为热管内侧和分流柱配合形成，在加热腔内流动的液体其内外两侧分别能与分流柱和热管进行热量交换，液体受热均温且升温快，在液体加热至所需温度后，经另一端的分流槽和连接管向外流出。
[0017]液体流在热管内部流动，采用发热膜作为发热元件，对液体流的加热时间更长、加热效率高、加热更均匀；发热膜包覆在热管外壁面以避免电极设置在液体流中；包含分流柱使液体流在热管中以环形形状流动，增大了液体与热管壁面的接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发热膜式液体加热器，包括热管，其特征在于：热管外侧涂覆有发热膜层，发热膜层与外接电源电性连接实现通电加热功能；热管的轴向两端设置连接管；热管内部空间内设置分流柱，分流柱沿热管的轴向延伸，热管内侧和分流柱之间配合形成加热腔，分流柱的轴向两端设有分流槽，分流槽连通加热腔与连接管内部的贯通空间。2.按照权利要求1所述的发热膜式液体加热器，其特征在于：所述发热膜层包含石墨烯材料。3.按照权利要求1所述的发热膜式液体加热器，其特征在于：所述热管轴向两端设置密封端盖，密封端盖与连接管固定连接，密封端盖向热管的轴向端面压紧，密封端盖与热管的轴向端面之间设置密封圈。4.按照权利要求1所述的发热膜式液体加热器，其特征在于：所述热管的两端设置密封连接组件，密封连接组件包括密封端盖、紧压挡板、预紧螺栓、紧固螺母、预紧弹簧和紧固连接件，热管外侧和筒体内侧设置紧固连接件，两个密封端盖分别设于左右两个连接管的内端外侧处并与连接管固定连接，两个紧压挡板设于其对应所在一端的密封端盖外侧，左右两端侧的两个密封端盖内侧间连接设有热管，紧固连接件贯穿左右两侧的紧压挡板，紧固螺母通过螺纹与紧固连接件靠右一端固定连接并压紧于右侧紧压挡板的外端面，预紧螺母同时将套设于紧固连接件的预紧弹簧压紧于左侧紧压挡板的外端面，紧固螺母、紧固连接件、预紧螺母和预紧弹簧配合以在热管和密封端盖的轴向两端施加预紧力，实现热管和密封端盖间紧密连接。5.按照权利要求4所述的发热膜式液体加热器，其特征在于：所述紧固连接件是至少两根沿周向均布的杆。6.按照权利要求4所述的发热膜式液体加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：付新，罗政，赵艺文，杜森，徐宁，
申请(专利权)人：浙江启尔机电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：