CN100357664C - 燃烧加热器及排气燃烧装置 - Google Patents

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Abstract

一种燃烧加热器及排气燃烧装置。其能可靠地点燃可燃性气体使燃烧效率稳定，不需要点火用气体设备，且容易组装分解。燃烧加热器具有：加热源，其由筒状的电热线保持架和卷绕在电热线保持架外周的电热线构成；加热器盖，其覆盖加热源。在由电热线加热的加热器盖的外侧点燃并燃烧可燃性气体。该燃烧加热器还包括支承被加热器盖覆盖的加热源的筒状加热器保持架、设置在筒状的加热器保持架和加热源之间并同轴直线状连接加热器保持架和加热源的高绝缘性筒状加热器架。由螺钉使填埋在加热器架上部的加热源的下部与加热器架连接，由螺钉使填埋在加热器架下部的加热器保持架的上部与加热器架连接。将覆盖加热源的加热器盖卡合在加热器架的上部开口端。

Description

燃烧加热器及排气燃烧装置
技术领域
本发明涉及使从半导体制造装置等排出的气体中含有的可燃性气体燃烧的燃烧加热器及排气燃烧装置，特别适用于可燃性气体为氢气H2的情况。
背景技术
因为在半导体制造装置和液晶制造装置等的制造装置中排出的气体中大多含有危险的可燃性气体，所以不可不加处理地向大气排放。因此，使用排气燃烧装置，在向大气排放前由燃烧加热器燃烧可燃性气体。以往，具有该燃烧加热器的排气燃烧装置根据其种类具有由金属加热器的点火/燃烧方式(例如，参照专利文献1)和电火花的点火/燃烧方式(例如，参照专利文献2)。
图4表示采用由金属加热器的点火/燃烧方式的排气燃烧装置。具有金属加热器的燃烧装置的结构如后所述。在设有可燃性气体导入管8、排气管道11以及空气进入口12的燃烧室14内设有金属加热器13。金属加热器13包括：将热量传递至全周的金属壳15、设置在该壳15内作为将电能转换为热能的电热材料的电热加热器16、检测金属加热器13的温度的热电偶5和填埋在壳15内的空间中的绝缘物质17。为了使由热电偶5检测的金属加热器13的温度维持在规定温度，而通过设置在燃烧室14外的温度控制器7来控制提供给电热加热器16的电力。
大气(空气)通过来自排气管道11的吸引而从空气进入口12进入燃烧室14内，空气在燃烧室14内维持正常流动的状态。在此，被控制了流量的氢气(H2)从点火用气体配管24中流出，由金属加热器13的热能而与大气中的氧气反应而点燃。点火后，排气从可燃性气体导入管8流入燃烧室14内与大气中的氧气混合，通过点火产生的燃烧火焰10和热源的热能使排气中含有的可燃性气体燃烧，进行排气的燃烧处理。燃烧后的气体从排气管道11排出。
图5表示采用电火花的点火/燃烧方式的排气燃烧装置。基本结构与图2所示的金属加热器引起的点火/燃烧方式相同。不同点在于，点火/燃烧不是由电热加热器而是由电火花进行的。电火花的结构为：点燃电极28、28与提升电压的升压变压器29连接，由高电压进行火花放电。
氢气(H2)从点火用气体配管24流入空气正常流动的燃烧室14内，由电火花的能量使氢气与大气中的氧气反应而点燃。点火后，排气从可燃性气体导入管8流入燃烧室14内而与大气中的氧气混合，通过点火产生的燃烧火焰10使排气中含有的可燃性气体燃烧，进行排气的燃烧处理。燃烧后的气体从排气管道11中排出。
另外，如图4及图5所示，金属加热器方式和电火花方式两方式为了进行安全燃烧而需要点火用气体设备。作为点火气体通常使用氢气(H2)。点火用气体设备的结构为：点火用气体配管24与燃烧室14连接，将流过该点火用气体配管24的氢气(H2)供给燃烧室14。为此，介由手动阀18用过滤器19去除在配管24内流动的氢气(H2)中含有的杂质，由目视监视压力计21并用手动调节器20控制氢气(H2)的压力，介由气阀22用质量流量控制器23进行流量控制。
专利文献1：特开平7-323211号公报
专利文献2：特开平6-129627号公报
在上述专利文献1的金属加热器中，存在高温燃烧引起的金属加热器周壁劣化和由高温燃烧引起的反应热而容易使壳内的电加热器断线而限制了使用温度范围的高温部分的问题。另外，因为壳为金属制的所以电绝缘性差。并且，因为将电热加热器填埋在壳内的绝缘物质中，所以电热加热器断线时更换电热加热器的操作十分困难。在燃烧室中，除了可燃性气体导入管之外，必须气密连接温度控制器的导线和点火用气体配管，故燃烧室的结构变得复杂。
另外，在专利文献2的电火花方式中，有时由于点燃电极的劣化而不能电火花放电，不能点火。并且，因为在未点燃时直到点燃期间电火花反复进行点火放电，所以若在点燃时可燃性气体的浓度到达非常高的浓度时会产生不良情况。在燃烧室中，除了可燃性气体导入管之外，必须气密连接升压变压器和点火用气体配管，故燃烧室的结构变得复杂。
可以说金属加热器方式和电火花方式是相同的，即在空气中氧气过剩的情况下，低浓度的可燃性气体的燃烧效率差。并且，点火后由于排气管道的吸引压力变动燃烧火焰不稳，燃烧效率不稳定。因为需要点火用气体设备，所以需要花费设备的费用。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术问题，提供加热器不易断线，使用温度范围宽并能可靠地点火，而且不需要点火用气体设备的燃烧加热器及排气燃烧装置。
另外，本发明提供可使燃烧效率稳定并可简单进行维修的排气燃烧装置。
本发明第一方面提供一种燃烧加热器，其点燃并燃烧可燃性气体，其包括：加热源，其由陶瓷制的筒状电热线保持架和卷绕在该电热线保持架外周的电热线构成；加热器盖，其由石英制成为筒状，可自由拆卸地覆盖上述加热源。在由上述加热源加热的盖的外侧可点燃并燃烧上述可燃性气体。
因为由耐热性的陶瓷和石英构成加热源的电热线保持架和加热器盖，所以可在高温下使用燃烧加热器，并能可靠地点燃并燃烧可燃性气体。另外，因为能够可靠地点燃可燃性气体，所以不需要点火设备。
并且，因为由陶瓷和石英构成加热源的电热线保持架和加热器盖，所以能确保高的电绝缘性。
另外，因为由软化温度比陶瓷高的石英制造的加热器盖覆盖陶瓷制的电热线保持架，所以可减少由可燃性气体燃烧造成的加热器盖的损坏，有效保护电热线并可减少电热线的断线。
因为加热器盖可自由拆卸地覆盖加热源，所以即使电热线断线，只要将加热器盖从加热源取下，就可以从电热线保持架取出并安装电热线，使断线后的更换操作容易。
本发明第二方面，在本发明第一方面中的燃烧加热器还包括：检测上述加热源温度的温度检测传感器；支承被上述加热器盖覆盖的加热源，同时插通有与上述电热线及温度检测传感器连接的各个导线的筒状加热器保持架；设置在上述筒状加热器保持架和上述加热源之间，并直线状连接上述加热源和上述加热器保持架的高绝缘性筒状加热器架。
介由加热器保持架可将引线从加热源的电热线引出至外部。并且也可介由加热器保持架将引线从温度检测传感器引出至外部。
另外，因为将加热器保持架与加热源连接，高绝缘性的加热器架介于加热源和加热器保持架之间，所以可提高加热源的电绝缘性。
并且，因为直线状地连接加热源和加热器保持架，所以容易进行燃烧加热器的使用。
本发明第三方面，在本发明第二方面的燃烧加热器中，上述加热器盖和上述加热器架的口径大致相等，上述加热源至少下部外径与上述加热器架的内径大致相等，上述加热器保持架至少上部外径与上述加热器架的内径大致相等；在上述加热器架的上部埋入上述加热源的下部并用连接件与上述加热器架连接，在上述加热器架的下部埋入上述加热器保持架的上部并用连接件与上述加热器架连接，覆盖上述加热源的上述加热器盖在上述加热器架的上部开口端卡合。
通过将加热源埋入加热器架中，将加热器保持架埋入加热器架中，介由加热器架、加热器保持架而从加热源引出的导线因为不在其中间和外部露出，所以可保护导线不在外部环境中。
另外，用连接件将加热源连接在加热器架上，用连接件将加热器保持架连接在加热器架上，故由加热器保持架能够可靠地支承加热源。
并且，只要加热器盖覆盖加热源，卡合在加热器架上，故容易取出并安装加热盖的加热源。
本发明第四方面提供一种排气燃烧装置，包括：燃烧室，其点燃并燃烧排气中含有的可燃性气体；气体导入口，其设置在上述燃烧室的下部；空气进入口，其使空气进入所述燃烧室；排气口，其设置在上述燃烧室上部与上述气体导入口相对的位置并将气体从上述燃烧室排出；可燃性气体导入管，其弯成L形，前端部从上述气体导入口插入上述燃烧室内而从基端部侧导入上述排气；加热器罩，其连接上述可燃性气体导管的前端部并成筒形；本发明第二或第三方面的燃烧加热器，其确保气体通路而同轴地插入固定在上述加热罩内，加热由上述气体通路供给的可燃性气体，同时点燃被加热的可燃性气体和从上述空气进入口进入的空气的混合气体而产生燃烧火焰；T形配管，其构成上述可燃性气体导入管的L形拐角部，将上述T形配管主管的一端连接到上述可燃性气体导入管的前端部，打开上述主管的另一端并将上述T形配管的支管连接到上述可燃性气体导入管的基端部侧；温度控制器，其连接从上述燃烧加热器的加热器保持架向外引出的电热线和电热对的各个导线，控制提供给上述电热线的电力，以使由温度检测传感器检测出的温度达到规定的温度。通过从可燃性气体导入管的前端部插入上述燃烧加热器的加热器保持架，并贯通上述T形配管的主管，将从上述主管开放的另一端向外部取出的加热器保持架的下端气密固定在上述主管开放的另一端，确保上述气体通路将上述燃烧加热器插入固定在上述加热器罩内。
通过在加热罩内确保气体通路而插入燃烧加热器，在流经气体通路的过程中由加热源充分加热可燃性气体，故低浓度的可燃性气体也可高效地燃烧。并且，因为由加热器罩盖住燃烧加热器，所以可燃性气体点着后，燃烧火焰不会由于排气管道的吸引压力变动而不稳定，燃烧效率稳定。
另外，可燃性气体导入管的L形拐角部由T形配管构成，使用该T形配管安装燃烧加热器，并取出电热线及温度检测传感器的引线，所以燃烧加热器的安装、取出变得容易，也可容易地进行维修。
通过在可燃性气体导入管的拐角部设置T形配管，并使燃烧加热器的加热器保持架贯通该T形配管，从燃烧室的气体导入口取出引线，故与在燃烧室设置专用的引线取出用开口的情况相比，可简单地进行维修。
并且，可燃性气体导入管的L形拐角部设置的T形配管的主管上同轴地固定燃烧加热器的加热器保持架，故容易在加热器罩内插入固定燃烧加热器。
另外，在本发明第四方面中，在上述燃烧加热器和上述排气口之间设置筒状的冷却管来冷却由上述燃烧加热器燃烧的可燃性气体，则冷却的排气向大气排出，故不影响环境。
本发明第五方面，在本发明第四方面的排气燃烧装置中，上述加热器罩和覆盖上述加热源的加热器盖的间隔为2～20mm，上述加热器罩或上述加热源的全长为30～300mm，上述加热器盖的直径为10～20mm。
如本发明，若将各主要部件设定为上述的尺寸，则可进一步有效燃烧排气中含有的可燃性气体。
本发明第六方面，在本发明第四或第五方面的排气燃烧装置中，上述加热源及上述加热器架是陶瓷制的，上述加热器罩是石英制的，将由上述电热线加热的加热源的温度设为650～1200℃。
由耐热性的陶瓷和石英构成电热线保持架和加热器盖，使燃烧加热器的温度上升至650～1200℃，故可使排气中含有的可燃性气体更有效地燃烧。
根据本发明，因为加热器不易断线，使用温度范围广并能够可靠地点火/燃烧，进而不需要点火用气体设备，故可简化燃烧加热器及装置的结构。
另外，根据本发明，可实现更加高效的稳定燃烧，并可使维修简便。
附图说明
图1是实施例的燃烧加热器的分解/组装图；
图2是实施例的燃烧加热器的组装完成图；
图3是实施例的排气燃烧装置的说明图，图3(a)是纵剖面图，图3(b)是燃烧加热器主要部分的剖面图；
图4是现有例的耐热性金属的圆筒形的实施例图部分的剖面图；
图5是现有例的电火花的点燃并燃烧方式的实施例图部分的剖面图，图5(a)是正面实施例图部分的剖面图，图5(b)是侧面实施例图部分的剖面图；
图6是比较实施例和现有例的燃烧效率的图。
具体实施方式
以下说明本发明实施例。
图1表示实施例的燃烧加热器的分解组装图。燃烧加热器30主要包括：成为加热源的圆筒形加热源32、覆盖加热源32的有头圆筒形加热器盖31、支承被加热器盖31覆盖的加热源32的圆筒形加热器保持架46、设置在加热源32和加热器保持架46之间并直线地连接加热源32和加热器保持架46的圆筒形加热器架41。
上述加热源32由具有高电绝缘性的圆筒形电热线保持架33和卷绕在电热线保持架33外周的电热线34构成。在电热线保持架33的外周壁切开螺旋状的沟槽45，将电热线34埋入该沟槽45中而卷绕在电热线保持架33的外周壁。电热线保持架33的上部开口端为了防止破损而进行了倒角。为了使电热线保持架33下部的开口端的内周可插入加热器架41内，在轴向外方设有具有与加热器架41的内径大致相等的外径的大致环状突起37。从而，在该环状突起37的外周形成台阶部40。该台阶部40与加热器架41的上部开口端接触。在突起37的一部分上还设置有朝向轴向外方的舌片状的延伸部38，在该延伸部38上开设与加热器架41连接的螺孔39。
在电热线34上连接有供电用的两根导线(图2的48)。并且，在电热线保持架33的表面侧设置有作为用于检测加热源32的温度的温度检测传感器的电热对35，该电热对35也与传送检测信号的导线(图2的49)连接。
电热线保持架33例如由耐热性、高绝缘性的陶瓷形成，电热线34例如由镍铬合金线构成。因此加热源32构成中空的陶瓷加热器，通过形成中空而可快速升温、降温。
上述加热器盖31形成上部关闭下部开口的圆筒形，覆盖加热源32并覆盖具有加热源32的主管的外周。
上述加热器保持架46由支承被加热器盖3 1覆盖的加热源32的圆筒体构成。在加热器保持架46的上部侧面设有与加热器架41连接的螺孔47。加热器保持架46具有支承加热源32的功能，同时具有保护从加热源32伸出的引线并向外部引出的保护管的功能。
加热器架41设置在筒状的加热器保持架46和加热源32之间，由直线状连接加热器保持架46和加热源32的高绝缘性筒状体构成。在加热器架4 1的侧面沿轴向设置有加热源安装用的螺孔42和加热器保持架安装用的螺孔43。加热器架41具有连接加热源32和加热器保持架46的功能，同时具有提高加热源32的电绝缘性的功能。
为了使加热器盖31覆盖加热源32，设定上述加热器盖31的内径与加热源32的外径大致相等。为了使加热器盖31与加热器架41接触并卡合，设定加热器盖31和加热器架41的口径大致相等。另外，设定圆筒状的加热源32的外径比加热器架41的内径稍大。并且，加热器保持架46的外径为可插入加热器架41内而设定为与加热器架41的内径大致相等。
在组装这样的燃烧加热器时，通过将加热源32的下部插入加热器架41，使设置在加热源32的延伸部38上的螺孔39和设置在加热器架41上部的螺孔42吻合，并在这些吻合的螺孔42、39上拧入螺钉44并紧固，将加热源32安装在加热器架41上。
另外，将加热器保持架46的上部插入加热器架41，使设置在加热器架41下部的螺孔43和设置在加热器保持架46上部的螺孔47吻合，通过在这些接合的螺孔43、47上拧入螺钉44并紧固，将加热器保持架46安装在加热器架41上。
这样，介由加热器架41将加热器保持架46直线状地连接在加热源32上，然后将加热器盖31盖在加热源32上。覆盖加热源32的加热器盖31由于自重而沿加热源32下降，卡合在加热器架41的上端开口部。由此含有加热源32的上部的外周被加热器盖31覆盖，保护电热线34不受燃烧时产生的水滴和燃烧火焰的热源的影响。
图2表示燃烧加热器的组装完成图。加热源32及热电偶的导线48、49从加热源32经过加热器架41及加热器保持架46内的空间而从加热器保持架46的下端开口引出。
图3表示组装了上述燃烧加热器的排气燃烧装置，图3(a)是剖面图，图3(b)是主要部分放大图。排气燃烧装置主要具有：燃烧容器51，其形成燃烧具有可燃性气体的排气的燃烧室52；燃烧加热器30，其设置在燃烧室52内，放出用于使可燃性气体点燃并燃烧的热量；温度控制器65，其作为根据检测温度控制燃烧加热器30的控制部。
燃烧容器51由例如不锈钢等的耐热性部件构成，并由成为在内部的燃烧室52中点燃并燃烧可燃性气体。在燃烧室52下部设有气体导入口53。可燃性气体导入管58从该空气导入口53插入燃烧室52内。可燃性气体导入管58的一端在上方弯成L形，前端从气体导入口53插入燃烧室52内，可燃性气体导入管58的另一端与未图示的半导体制造装置的排气口连接，从半导体制造装置排出的含有可燃性气体的排气导入燃烧室52内。在此，作为从半导体制造装置排出的可燃性气体，列举氢气H2。
为了安装燃烧加热器30，用具有主管59a和支管59b的T形配管59构成可燃性气体导入管58的L形拐角部。T形配管59的主管59a的一端与可燃性气体导入管58的前端部连接，开放主管59a的另一端，将T形配管59的支管59b与可燃性气体导入管58的基端部连接。
在与燃烧室52上部的气体导入口53对应的位置上设有排气管道55，将含有燃烧了可燃性气体的排气的燃烧室52内的气体向大气中排出。另外，在可燃性气体导入管58插入的燃烧室52下部的气体导入口53的外周设有多个空气进入口54，大气(空气)从燃烧室52的外部进入燃烧室52内。
设置在燃烧室52的底部的气体导入口53的上面垂直于轴线安装有上述燃烧加热器30。其安装方法是将燃烧加热器30装入燃烧室52内，构成燃烧加热器30的下部的加热器保持架46从可燃性气体导入管5 8的前端部插入可燃性气体导入管58内，贯通T形配管59的主管59a，加热器保持架46的下端从主管59a的开放的另一端取出。在取出的该加热器保持架46的下端设置凸缘68，堵住T形配管59的主管59a的下端开口，并由O形环61封闭T形配管59内。
这样，在燃烧室52的底部中央安装燃烧加热器30，然后包围燃烧加热器30的加热源32，同轴地安装加热器罩56。该加热器罩56由陶瓷制的圆筒构成，具有防止燃烧火焰62和燃烧效率不稳定的功能。加热器罩56与从燃烧室52的气体导入口53插入的可燃性气体导入管8的导出口连接。可燃性气体导入管58的连接口径设为例如NW25，并通过将加热器罩56的中空的导入口嵌入连接在导出口的台阶槽45。卡合部由螺钉62a旋紧，由此将加热器罩56固定在可燃性气体导入管8上。
在加热器罩56和被加热器盖31覆盖的燃烧加热器30的间隙形成可燃性气体流动的气体通路60。
另外，在燃烧室52内的燃烧加热器30和排气管道55之间的空间设置覆盖燃烧火焰62的圆筒状的冷却管57。在该圆筒状冷却管57上设置未图示的水冷封套，冷却冷却管57内燃烧过的可燃性气体至低温。通过将这样冷却的气体从排气管道55放出大气中而不影响大气环境。
另外，从加热器保持架46的下端伸出的两根导线48及导线49与设置在燃烧室52外部的温度控制器65连接。温度控制器65根据热电偶3 5的检测温度控制向电热线34提供的电力，使加热源32的温度形成为设定温度。由温度控制器65控制的加热源32的设定温度在650～1200℃的范围内为好。未达到650℃时不完全燃烧，H2与O2不发生反应。因此，650℃为最低温度。另外，难以实现产生超过1200℃的温度的热源和能承受该温度的燃烧室结构。因此，结构上使用的最高温度是1200℃。
以下说明该排气燃烧室装置的动作。
通过连接在排气管道55上的未图示的排气设备，吸引燃烧室52内的气体使其经过排气管道55，从设置在燃烧室52下部的空气进入口45将大气吸入燃烧室52内，空气时常在燃烧室52内流动。
电流在加热源32的电热线34中流动，通过温度控制器65的控制，将加热源30的加热源32加热至上述的设定温度。将加热温度设定为使从可燃性气体导入管58导入并与大气混合的可燃性气体不需要氢气等点燃气体就可直接点燃的充分的温度。
燃烧加热器30加热后，打开可燃性气体导入管58的阀(未图示)，连通未图示的半导体制造装置的排气口和可燃性气体导入管58，将从半导体制造装置排出的排气导入可燃性气体导入管58。可燃性气体流经设置在加热源32外侧的气体通路60，含有该可燃性气体的排气在作为气体通路60的出口的燃烧加热器30的顶部与从燃烧室52底部设置的空气进入口54流入的空气混合而发生燃烧反应、点燃并燃烧。可燃性气体通过气体通路60时，通过由温度控制器65控制的燃烧加热器30获得热能而达到燃烧温度。因此，不再需要特别点火装置，而在燃烧加热器30的顶部燃烧性气体发生燃烧反应、点燃并燃烧。并且，由加热器罩56覆盖燃烧加热器30，在可燃性气体流经在这些部件之间形成的气体通路60时，因为由燃烧加热器30充分加热可燃性气体，所以即使燃烧室52内的空气中氧气过剩时，即使排气中含有的可燃性气体浓度低也可高效燃烧。
特别是因为在燃烧加热器30的外周设有加热器罩56，所以即使气体管道55的吸引压力变动时，燃烧火焰也不摇动，排气中含有的可燃性气体浓度低时燃烧效率也稳定，在低浓度时也能高效燃烧。
具体地说，图6表示使用实施例的燃烧加热器、现有例的电火花、金属加热器比较燃烧可燃性气体H2和不活泼气体N2的混合气体时的燃烧效率数据，也表示用于参考的没有进行燃烧时的未处理数据。横轴表示从可燃性气体导入管58向可燃性气体导入方向流动的氢气(H2)和氮气(N2)的混合比(H2/(H2+N2)％)，纵轴表示在排气管道55部测量的H2残留浓度(ppm)。
在此，本实施例取得图6数据时的条件为：
燃烧加热器和加热器罩的间隙：6mm
燃烧加热器全长：150mm
设定温度：900℃
排气的可燃性气体H2和不活泼气体N2的混合气体流量：90L/min。
并且，电火花、金属加热器中设定热源的温度为900℃。
使用电火花时，因为在混合比25％以上的混合气体中充分燃烧，所以H2残留浓度低；在未达到25％的低混合比时，因为未燃烧的比例高所以H2残留浓度高，而原封不动地将未燃烧气体从排气管道55中排出。因此，低浓度H2的燃烧效率低、安全性差。
另外，使用金属加热器时，因为在混合比20％以上的混合气体中充分燃烧，所以H2残留浓度低，在未达到20％的低混合比时，因为未燃烧的比例高所以H2残留浓度高，并如此地将未燃烧气体从排气管道55中排出。因此，低浓度H2的燃烧效率低、安全性差。
然而，使用实施例的燃烧加热器时，H2残留浓度的最大值接近混合比10％，可高效燃烧。H2残留浓度的最大值在电火花式时为1000ppm，在金属加热器时为700ppm，燃烧加热器400ppm比现有的热源减低至2/5～4/7而燃烧效率显著提高。因此，解决了低浓度H2的燃烧效率和安全性方面的问题。
根据上述的实施例，在由加热源32高温加热的气体通路60内加热可燃性气体，在气体通路60的出口与空气混合并燃烧，所以不需要使用氢气等的助燃气体的点火设备，可直接点燃并燃烧排气中含有的可燃性气体。因此，因为不需要大气以外的助燃气体和点火设备，所以可大幅度简化装置结构。
另外，因为将电热线34卷绕在电热线保持架33的外周，所以与将电热线34卷绕在电热线保持架33的内周时相比，可使燃烧加热器30小型化。并且，因为将电热线34卷绕在电热线保持架33外周，所以容易进行卷绕操作。因为将电热线34卷绕在电热线保持架33外周设有的螺旋槽45中，所以电热线34可不在电热线保持架34的外周露出。并且，因为由加热器盖31覆盖电热线保持架33的外周，所以可进一步保护电热线34并可有效保持由电热线34加热的电热线保持架33的温度。因为可使可燃性气体在电热线保持架33和加热器罩56之间的气体通路60升温至点火温度，所以在被加热的可燃性气体与空气或氧气混合的加热器盖31的顶部，能够可靠地点燃、燃烧可燃性气体。
并且，在实施例中，因为在加热源32的电热线保持架上使用陶瓷，所以可实现高电绝缘性并可有效防止漏电。另外，因为在覆盖加热源32的加热器罩56上使用比陶瓷的软化性高的石英，所以加热器盖不易产生裂纹和裂缝，可更有效保护电热线不受水滴和燃烧火焰的影响。
作为构成加热器盖31和电热线保持架33的材料使用石英和陶瓷，从而燃烧引起的加热器盖31和电热线保持架33内外周壁不易劣化，并且因为电热线34不从燃烧火焰62和内部环境中直接露出，所以在燃烧引起的反应热中也可有效保护电热线34。
另外，燃烧过的可燃性气体通过冷却管57冷却并形成水蒸气状，与冷却管57内壁面接触而形成为水滴，由于排气压力的不稳而飞散，水滴落下而接触在加热器盖31上。尽管因为该水滴的接触加热器盖31的表面温度急剧变化，但因为加热器盖31的材质是石英，所以防止像使用陶瓷时产生的裂纹或裂缝等，可有效保护加热器盖31内部的电热线34以防水滴的影响而断线及漏电。
并且，因为可容易将加热器盖31从加热源32取出，所以容易进行维修。特别是在电热线6断线时，不用更换燃烧加热器30整体，只需从加热源32取出加热器盖31，在电热线保持架33外周卷绕新的电热线34就可容易地进行维修。
具体地说，电热线34断线时的处理为：取出由凸缘68固定在可燃性气体导入管58的T形配管59上的燃烧加热器30。并且，加热器盖31沿加热源32上方移动而从加热源32取出，并将断线的电热线34从加热源32的螺旋槽45取出并在加热源32的螺旋槽45上卷装新的电热线34，安装加热器盖31并覆盖加热源32上方。若在加热源32上覆盖加热器盖31而形成燃烧加热器30，则可将其安装在可燃性气体导入管58的T形配管59上。这样，由一次操作可进行在可燃性气体导入管58中取出或安装燃烧加热器，或者可将加热器盖31从加热源32中取出或安装，所以可容易并简单地进行电热线34的断线更换操作，维修变得容易。
另外，使用这样中空的陶瓷燃烧加热器为了维持断热性可形成小的加热器形状。因为将电热线34卷绕在外周，所以设置电热对35的圆筒形陶瓷材料的厚度也不那么厚。由此，可避免燃烧装置大型化，可使设置空间缩小并防止设置半导体制造装置的清洁室的成本增加。
因为在可燃性气体导入管58内部安装燃烧加热器30，在外部将导线48、49从可燃性气体导入管58取出，所以与在燃烧室52内设置专用的导线取出用开口的情况相比，可容易进行维修。
并且，将陶瓷加热器安装在燃烧室52内时，只由凸缘68将筒状加热源32的加热器保持架46固定在安装于可燃性气体导入管58的T形配管59上即可，其安装也很容易。
另外，通过改变加热源32的槽45的深度和槽数，根据电热线34的直径和卷绕数而可适用于条件不同的各种排气的燃烧。
在此，说明构成燃烧加热器的各部件的尺寸。因为在燃烧加热器30的结构上可制作的最低直径尺寸是10mm，使用实施例的燃烧加热器30时结构上的最大直径尺寸时20mm，所以燃烧加热器30的直径尺寸为10～20mm。另外，与可燃性气体最大流量和燃烧加热器直径尺寸有关系的燃烧效率，在燃烧加热器的全长为30～300mm时可得到最有效的发挥。
与可燃性气体最大流量和燃烧加热器直径尺寸有关系的燃烧效率，在加热器罩56和燃烧器30的间隔(气体通路60的宽度)为2～20mm、加热器罩的全长为30～300mm时，可得到最有效的发挥。可燃性气体和不可燃性气体的混合流量在5～200L/min下使用。
另外，将由温度控制器65控制的温度设定为650～1000℃。
在本发明实施例中，加热源32的形状为圆筒形，但并不限定于该形状，例如可以为六边形或八边形等多边形。另外，在实施例中，在燃烧室52的底部设置空气进入口54，也可以在燃烧室52外周部或燃烧室1的底部及外周部两方都设置。也在外周部设置时，可以将设置在外周部的空气进入口设置在对应燃烧加热器顶部的位置。
另外，在实施例中，在加热器罩上不设置空气孔，也可以在加热器罩上设置空气孔。如此，可使可燃性气体在空气通路内与空气混合而燃烧。从空气孔导入的空气量中氧气浓度不足以充分燃烧的氢浓度高的可燃性气体可在气体通路内的氧气浓度高的燃烧室内的燃烧加热器顶部燃烧。

Claims (6)

1.一种燃烧加热器，其点燃并燃烧可燃性气体，其特征在于，包括：
加热源，其由陶瓷制的筒状电热线保持架和卷绕在该电热线保持架外周的电热线构成；
石英制的筒状加热器盖，其可自由拆卸地覆盖所述加热源，
在由所述加热源加热的盖的外侧可点燃并燃烧所述可燃性气体。
2.如权利要求1所述的燃烧加热器，其包括：
温度检测传感器，其检测所述加热源的温度；
筒状加热器保持架，其支承被所述加热器盖覆盖的加热源，同时插通有与所述电热线和温度检测传感器连接的各个导线；
高绝缘性的筒状加热器架，其设置在所述筒状加热器保持架和所述加热源之间，直线状连接所述加热源和所述加热器保持架。
3.如权利要求2所述的燃烧加热器，所述加热器盖和所述加热器架的口径大致相等，所述加热源至少下部外径与所述加热器架的内径大致相等，所述加热器保持架至少上部外径与所述加热器架的内径大致相等，所述加热源的下部填埋在所述加热器架的上部并由连接件连接在所述加热器架上，所述加热器保持架的上部填埋在所述加热器架的下部并由所述连接件连接在所述加热器架上，覆盖所述加热源的所述加热器盖卡合在所述加热器架的上部开口端。
4.一种排气燃烧装置，包括：
燃烧室，其点燃并燃烧排气中含有的可燃性气体；
气体导入口，其设置在所述燃烧室的下部；
空气进入口，其使空气进入所述燃烧室；
排气口，其设置在所述燃烧室上部与所述气体导入口相对的位置上并将所述燃烧室内气体排出；
可燃性气体导入管，其弯曲成L形，前端部从所述气体导入口插入所述燃烧室内，所述排气从基端部侧导入；
筒状的加热器罩，其与所述可燃性气体导入管的前端部连接；
权利要求2或权利要求3所述的燃烧加热器，其确保气体通路而同轴地插入固定在所述加热器罩内，加热从所述气体通路供给的可燃性气体，同时点燃被加热的可燃性气体与从所述空气进入口进入的空气的混合气体而产生燃烧火焰；
T形配管，其构成所述可燃性气体导入管的L形拐角部，所述T形配管主管的一端与所述可燃性气体导入管的前端部连接，开放所述主管的另一端，将所述T形配管的支管与所述可燃性气体导入管的基端部侧连接；
温度控制器，其与从所述燃烧加热器的加热器保持架引出至外部的电热线及热电偶的各导线连接，控制向所述电热线供给的电力，以使由温度检测传感器检测出的温度达到规定温度，
通过将所述燃烧加热器的加热器保持架从可燃性气体导入管的前端部插入并贯通所述T形配管的主管，将从所述主管的开放的另一端在外部取出的加热器保持架下端气密固定在所述主管的开放的另一端，从而确保所述气体通路而将所述燃烧加热器插入固定在所述加热器罩内。
5.如权利要求4所述的排气燃烧装置，其特征在于，所述加热器罩和覆盖所述加热器源的加热器盖的间隔为2～20mm，所述加热器罩或所述加热源的全长为30～300mm，所述加热器盖的直径为10～20mm。
6.如权利要求4或5所述的排气燃烧装置，其特征在于，所述加热源和所述加热器架是陶瓷制的，所述加热器盖是石英制，设定由所述电热线加热的加热源的温度为650～1200℃。
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