JP2004085158A

JP2004085158A - 流体加熱装置

Info

Publication number: JP2004085158A
Application number: JP2002250418A
Authority: JP
Inventors: Norio Takada; 高田　典雄; Kenji Nishino; 西野　憲司; Kengo Iwahara; 岩原　健吾
Original assignee: Nichias Corp
Current assignee: Nichias Corp
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2022-08-29
Also published as: JP3936644B2

Abstract

【課題】引火・爆発等の発生を未然に回避できる流体加熱装置を提供する。
【解決手段】流体の流入パイプ１３ａと流出パイプ１４ｂを有する石英ガラス製の筒部１０に、ハロゲンランプＢを挿入した複数本の石英ガラス製の管体１５，１６，１７を貫通状に挿入配置し、これらを密閉状に包囲する金属ケーシングＣに不活性ガスを送り込み、そのガスの一部を管体１５，１６，１７の一方の管口から他方の管口側の穴部ｈを介し、穴部ｈを覆う椀状の蓋体２５内を経て、蓋体２５に設けた孔部２６からケーシング内に流れるように構成する。
【効果】不活性ガスの送り込みにより、管体内を含むケーシング全体の酸素濃度を均一に低減化することで、管体破損の際の爆発・引火の危険性を回避する。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造設備等における純水等の洗浄液、エッチング液、フォトレジストの剥離液等の流体を加熱するのに好適な流体加熱装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の流体加熱装置として、流体の流入口および流出口を設けた石英ガラス製の筒体の内部に、ハロゲンランプを挿入した石英ガラス製の複数本の管体を配置して成る流体加熱装置（インラインヒータ）が知られている。
前記筒体および管体に石英ガラスを用いるのは、半導体が汚染を極端に嫌うからである。また、加熱源としてハロゲンランプを用いるのは、ニクロム線等の電気ヒータに比べ数倍の高温で連続使用することができ、また数十倍の輻射熱エネルギーが得られることによる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の流体加熱装置は、高温での連続使用が可能であることから、流体を短時間に加熱処理することができる。
しかし、加熱温度が流体の引火点を越えるため、安全面には十分留意する必要がある。
そこで、その安全対策としてハロゲンランプが挿入される石英ガラス管を二重に形成したものが用いられているが、二重管を用いてもクラック成長により破損の可能性があり、そこで引火・爆発を招く危険性がある。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、引火・爆発等の発生を未然に回避できる手段を具備する流体加熱装置を提供することを主たる目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明による流体加熱装置は、流体の流入口および流出口を有する石英ガラス製の筒体の内部に、それぞれハロゲンランプを挿入した複数本の石英ガラス製の管体が貫通状に挿入配置され、前記　筒体および管体は不活性ガスの流入口および流出口を有するケーシングで密閉状に包囲され、前記ハロゲンランプが挿入された各管体内に不活性ガスの一部が流通可能に構成されていることを要旨とする。
【０００５】
また請求項２の発明は、請求項１において、ハロゲンランプが挿入された各管体はその一方の管口が直接にケーシング内に連通され、他方の管口は椀状に形成した石英ガラス製の蓋体内に共通に連通され、かつ前記蓋体内部は蓋体に設けた孔部でケーシング内に連通されていることを要旨とする。
【０００６】
さらにまた請求項３の発明は、請求項１〜２の何れかにおいて、前記筒体の流入口側の流入パイプおよび流出口側の流出パイプならびに前記管体内の挿入されたハロゲンランプのリード線は前記ケーシングを貫通して外部に導出されていることを要旨とする。
【０００７】
請求項４の発明は、請求項１〜３の何れかにおいて、前記筒体のほぼ全表面が断熱材で被覆されていることを要旨とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態としては、図１〜図４に示すように、流体の流入パイプ１３ａと流出パイプ１４ｂを有する石英ガラス製の筒部１０に、ハロゲンランプＢを挿入した複数本の石英ガラス製の管体１５，１６，１７を貫通状に配置し、これらを密閉状に包囲する金属ケーシングＣに不活性ガスを送り込み、そのガスの一部を前記管体１５，１６，１７の一方の管口から他方の管口側の穴部ｈを介し、その穴部ｈを覆う椀状の蓋体２５内を経て、蓋体２５に設けた孔部２６からケーシング内に流れるように構成する。
このように不活性ガスの送り込みにより、管体１５，１６，１７を含むケーシング全体の酸素濃度を加熱する薬液が爆発・引火を生じない酸素濃度５％まで均一に低減化することで、管体の破損の際の爆発・引火の危険性を回避することができる。
【０００９】
【実施例】
図１〜図４に、本発明の流体加熱装置の一実施例を示す。
同図において、Ａは石英ガラス製の筒体、１０は筒体Ａを形成している円筒形筒部、１１，１２は前記筒部１０の長手方向の両端を閉成している端面板部である。筒部１０の流入口１０ａおよび流出口１０ｂには、流入パイプ１３ａ、流出パイプ１４ｂがそれぞれ連結されている。
【００１０】
前記流入パイプ１３ａは、図３〜図４に示すように、筒体Ａの軸線方向に対して交叉して傾けて支持されている。これにより、流入パイプ１３ａを介して流入する流体筒体の内壁に沿って回転して流れるようになっている。
【００１１】
前記筒部１０には、端面板部１１，１２を貫通する石英ガラス製管体１５，１６，１７がそれぞれ配設され、各管体には、シングルエンド型ハロゲンランプＢが挿入されている。
【００１２】
前記筒体Ａの筒部１０およびその筒部に貫通状に挿入配置された管体１５，１６，１７から成る構造体は、不活性ガス流入口１８および流出口１９を有する金属ケーシングＣで密閉状に包囲されている。ケーシングＣは筒部２１と端面板部２２，２３とから成り、前記流体の流入パイプ１３ａおよび流出パイプ１４ｂならびにハロゲンランプＢのリード線２４は前記ケーシングの端面板部２２を貫通して外部に導出されている。Ｄはランプストッパーである。
【００１３】
前記ハロゲンランプが挿入された管体１５，１６，１７の反対側に設けられた穴部ｈは、筒体の端面板部１１に接着された椀状の石英ガラス製の蓋体２５内に共通に連通され、かつ前記蓋体２５で形成される内室は蓋体に設けた複数個の孔部２６でケーシングＣ内に連通されている。
【００１４】
前記筒体Ａおよび蓋体２５はそのほぼ全表面がガラスクロス製断熱材Ｅで被覆されている。
【００１５】
しかして、上記構成の流体加熱装置においては、レジスト剥離液、有機溶剤等の加熱処理される薬液は流入パイプ１３ａから筒部１０に送り込まれ、この筒部内を通過する間に管体１５，１６，１７内のハロゲンランプＢによって加熱処理され、流出バイプ１４ｂを経て還流される。
【００１６】
なお、前記流入パイプ１３ａは筒部１０の軸線方向に対して交叉して傾けて支持された構造とされているため、流入する薬液は筒部１０の内壁に沿って回転するように流れ、滞留することはない。
【００１７】
また、前記筒部１０の外側が断熱材Ｅで被覆されているので、加熱処理された薬液の熱放散は抑制される。
上記薬液の加熱処理に際しては、ケーシングＣの不活性ガス流入口１８からケーシング内に窒素ガス等の不活性ガスが送り込まれ、流出口１９から排出される。
【００１８】
上記不活性ガスは、その一部がハロゲンランプＢが挿入されている管体１５，１６，１７に、その一方の管口側（ランプのリード線側管口）から流入し、反対側の穴部ｈに向けて流れ、この穴部ｈから蓋体２５で形成された内室に入り、ここから蓋体２５にある孔部２６を通り、筒部１０と断熱材Ｅの隙間に回りこみ、密閉されたケーシング内のすべての部分が均一な酸素濃度の低減状態におかれる。
【００１９】
このように密閉ケーシング内部の酸素濃度がすべての部分で薬液が爆発・引火を生じない濃度５％まで低減された状態にあれば、万一、石英ガラス製管体が破損し、薬液が高温ランプに接触したり、静電気によるパークが発生した場合、爆発・引火の危険性を防止することができる。
【００２０】
次に、前記実施例の流体加熱装置に不活性ガス（窒素ガス）を供給した場合の酸素濃度と時間の相関を測定した結果を下記表１に示す。
【００２１】
試験サンプル〔１〕　先端側に穴部を有し、蓋体を設けた管体（直径２０ｍｍ、３本）を使用
試験サンプル〔２〕　先端側が閉成された管体を使用
測定方法　　　　　　ケーシングの上部中央に酸素濃度計を取り付けて測定を行った。
【００２２】
【表１】

【００２３】
上記表１に示すように、試験サンプル〔２〕では、管体内部の酸素濃度を低減化することが困難であったが、試験サンプル〔１〕の場合には、窒素が低流量においても薬液が爆発・引火しない酸素濃度５％まで到達することが確認された。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、密閉状のケーシング内に送り込んだ不活性ガスにより、流体を加熱するハロゲンランプの挿入管体内部を含むケーシング内の酸素濃度を均一に低減可能な構造としたので、石英ガラス製の管体の破損により薬液が高温ランプに接触したり、静電気によるスパークが発生した際の爆発・引火の危険性を回避することができる信頼性のある流体加熱装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す流体加熱装置の正面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線の断面図である。
【図３】図２の平面図である。
【図４】流体加熱構造の要部の断面図である。
【符号の説明】
Ａ　筒体
１０　筒体を形成している筒部
１１，１２　端面板部
１０ａ　流入口
１０ｂ　流出口
１３ａ　流入パイプ
１４ｂ　流出パイプ
１５，１６，１７　石英ガラス製管体
Ｂ　ハロゲンランプ
Ｃ　金属製ケーシング
１８　不活性ガス流入口
１９　流出口
２０　筒部
２２，２３　端面板部
２４　リード線
Ｄ　ランプストッパー
ｈ　穴部
２５　蓋体
２６　孔部
Ｅ　断熱材

Claims

流体の流入口および流出口を有する石英ガラス製の筒体の内部に、それぞれハロゲンランプを挿入した複数本の石英ガラス製の管体が貫通状に挿入配置され、前記　筒体および管体は不活性ガスの流入口および流出口を有するケーシングで密閉状に包囲され、前記ハロゲンランプが挿入された各管体内に不活性ガスの一部が流通可能に構成されていることを特徴とする流体加熱装置。
請求項１において、ハロゲンランプが挿入された各管体はその一方の管口が直接にケーシング内に連通され、他方の管口は椀状に形成した石英ガラス製の蓋体内に共通に連通され、かつ前記蓋体内部は蓋体に設けた孔部でケーシング内に連通されていることを特徴とする流体加熱装置。
請求項１〜２の何れかにおいて、前記筒体の流入口側の流入パイプおよび流出口側の流出パイプならびに前記管体内に挿入されたハロゲンランプのリード線は前記ケーシングを貫通して外部に導出されていることを特徴とする流体加熱装置。
請求項１〜３の何れかにおいて、前記筒体のほぼ全表面が断熱材で被覆されていることを特徴とする流体加熱装置。