JPH08138845A - 石英ガラスヒータ及びその製造方法 - Google Patents

石英ガラスヒータ及びその製造方法

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JPH08138845A
JPH08138845A JP29887794A JP29887794A JPH08138845A JP H08138845 A JPH08138845 A JP H08138845A JP 29887794 A JP29887794 A JP 29887794A JP 29887794 A JP29887794 A JP 29887794A JP H08138845 A JPH08138845 A JP H08138845A
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JP
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quartz glass
quartz
glasses
glass heater
heating element
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JP29887794A
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Eiichi Hattori
栄市 服部
Nobuo Iwatani
伸雄 岩谷
Takeo Kishi
武男 岸
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HATTORI HEATING KOGYO
HATTORI HIITEINGU KOGYO KK
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HATTORI HEATING KOGYO
HATTORI HIITEINGU KOGYO KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 2枚の石英ガラス同士の密着面の密着度合い
を強力にし、密着度合が全面に均一に保ち、発熱体と石
英ガラスの間の密着度が発熱体素材の厚さを十分に精密
に管理し、さらに、熱伝導率を均一にし、発熱体全面に
おける均一な熱発生を保つことを可能にして、部分的に
温度が異なることなく、長期間にわたり、高い品質を保
持することを可能にする。 【構成】 2枚の石英ガラスを接合し、その接合面の両
方又はいずれか片方の表面を削抉して形成した凹所に平
板状発熱体を形成し、両石英ガラスの接合面を研磨また
は超精密仕上げを施して密着した構成。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、板状の石英ガラスの高
温耐久性を利用して、表面を削抉加工して凹所を形成
し、平板状発熱体を成形した石英ガラスヒータに関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来この種のガラスヒータは、図9にそ
の一実施例の分解斜視図を示した実開平3−10189
6号公報に開示されているごとく、平板状発熱体4を間
に挟み込んで重ね合わされた2枚のガラス板2,3の周
囲が互いに気密に接着されたガラスヒータ1としたもの
である。(符号は原公報図面のとおり)
【0003】また、製造方法については、特開平3−1
92670号公報に開示されたものがあり、特定組成比
のスラリーを調整する工程と、板状体を得る工程と、板
状体とヒータエレメントと金属基板を一体化する工程か
らなるものであり、緻密で気孔のない電気絶縁体にヒー
タエレメントが内蔵され、片面には金属基板が設けられ
ているので、機械的強度があり、軽量化された面ヒータ
が得られる、と開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来のこの種ガラスヒータにあっては、発熱体全面にお
ける温度の分布状態が不均一になるという問題があっ
た。また、このようなガラスヒータにあっては、2枚の
ガラス同士の接合面の密着度合が全面に均一に保たれ
ず、また、発熱体とガラスの間の密着度が均一でなく、
さらに、発熱体の周囲に大気圧の空気が存在するので、
熱伝導率が部分的に異なるので、熱発生の全面における
分布均一度が保てず、発熱体自体が変形して発熱体の部
分的な温度が異なり、また発熱体が燃焼して寿命が短く
なるという問題もあった。
【0005】そこで、本発明は、このような従来のガラ
スヒータが有していた課題を解決するために、2枚の石
英ガラス同士の密合面は、どちらの面も研磨または超精
密仕上げを施してあるので、接着剤を介在させなくても
密着度合いは極めて強力で、密着度合が全面に均一に保
たれる。また、発熱体と石英ガラスの間の密着度が発熱
体素材の厚さの生成を十分に精密に管理でき、さらに、
発熱体の周囲の空気を減圧して密封することにより、熱
伝導率がどの部分をとってみても均一になるので、発熱
体全面における均一な熱発生を保つことができ、発熱体
自体が変形しないので、発熱体の部分的な温度が異なる
ということはなく、また発熱体が燃焼して寿命が短くな
るという問題も解消して、長期間にわたり、高い品質を
保持することが可能な石英ガラスヒータを提供すること
にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】該目的を達成するための
本発明の構成を、実施例に対応する図1乃至図8を用い
て説明すると、本発明は、2枚の石英ガラス2,3の接
合面の両方又はいずれか片方の表面を削抉した凹所3a
に平板状発熱体4を形成し、前記2枚の石英ガラス2,
3の接合面を研磨または超精密仕上げを施して接合し、
周縁端部を溶接した構成の石英ガラスヒータ1である。
【0007】また、2枚の石英ガラス2,3の接合面の
両方又はいずれか片方の表面を削抉して凹所3aを形成
し、前記凹所3aに平板状発熱体4を形成するととも
に、前記2枚の石英ガラス2,3の接合面を研磨または
超精密仕上げを施して接合し、周縁端部を溶接して固着
して減圧加工する工程よりなる石英ガラスヒータ1の製
造方法である。
【0008】
【作用】本発明は、このような構成としたものであるか
ら、2枚の石英ガラス2,3同士の密着面は、どちらの
面も研磨または超精密仕上げ加工を施してあるので、接
着剤を介在させることなく、周縁端部の密着度合いは極
めて強力に、かつ、全面に均一に保たれる。さらに周縁
端部を溶接6して密封することにより、密封度は増加す
る。また、発熱体4と石英ガラス2,3の間の密着度が
発熱体4素材の厚さの生成を十分に精密に管理でき、さ
らに、発熱体4の周囲にの空気を減圧するので、熱伝導
率が部分的に均一になるので、発熱体4全面における均
一な熱発生を保持することができる。
【0009】したがって、本発明の石英ガラスヒータ1
は、その結果、部分的に温度が異なるという問題もなく
なり、長期間にわたり、高い品質を保持することが可能
な石英ガラスヒータ1となる。
【0010】また、本発明方法は、2枚の石英ガラス
2,3の両方又はいずれか片方の表面に、発熱体4のパ
ターンのとおりの形状の凹所3aを削抉して形成し、前
記凹所3aに平板状発熱体4を形成するとともに、前記
2枚の石英ガラス2,3の接着面を研磨または超精密仕
上げを施して接合し、端部を溶接して6固着し、空気を
抜いて密閉した石英ガラスヒータ1の製造方法である。
【0011】
【実施例】以下本発明の実施例について図1乃至図8に
基づいて説明する。図中、図1は本発明の1実施例の石
英ガラス2の一部欠切平面図、図2は図1中のII−II線
に沿った断面図、図3は本発明の石英ガラスヒータをフ
ラスコに配設実施した例を示す断面図、図4は本発明の
石英ガラスヒータをシャーレ状の容器に配設実施した例
で、片方の石英ガラスに凹所を削抉した例を示す断面
図、図5は本発明の石英ガラスヒータをシャーレ状の容
器に配設実施した例で、両方の石英ガラスに凹所を削抉
した例を示す断面図、図6は2枚の石英ガラスの内、片
方が容器の壁であって、片方の石英ガラスに凹所を削抉
した実施例を示す部分拡大断面図、図7は2枚の石英ガ
ラスの内、片方が容器の壁であって、両方の石英ガラス
に凹所を削抉した実施例を示す部分拡大断面図、図8は
本発明の石英ガラスヒータをビーカ状の容器に配設実施
した例で、片方の石英ガラスに凹所を削抉した例を示す
断面図である。
【0012】図1〜8において、2,3は石英ガラス
で、図1,2,3,4,6,8は、それらの接合面の片
方に凹所3a,を形成し、図5,7は、それらの接合面
の両方に凹所2a,3aを形成して、抵抗皮膜からなる
平板状発熱体4をその凹所に形成してある。そして、前
記凹所2a,3aは、弗酸加工処理によるエッチングに
よる腐食、ブラスト、又は研磨等の手段により平板状発
熱体4のパターンとおりの形状に削抉し、次いで抵抗皮
膜からなる平板状発熱体4を、パターンマスク法もしく
はエッチング法による腐食、あるいはプラズマジェット
溶射により前記石英ガラス2,3の表面の凹所2a,3
aに付着して形成する。石英ガラス2,3は、プラズマ
ジェット溶射の際の、極めて高温度(10,000〜2
0,000℃)に対しても十分なる耐久力を具えて、変
形、変質することが無い。
【0013】この凹所2a,3aの深さは、腐食により
成形したもので、μmオーダで平板状発熱体4を厚さの
過不足なく、抵抗皮膜からなる平板状発熱体4は、又は
プラズマジェット溶射により石英ガラスの表面に成形し
たものであって、同様にμmオーダで仕上げることがで
き、公差の少ない均一な寸法が得られる。前記2枚の石
英ガラス2,3の接着面は、研磨又は超精密仕上げを施
した上、両側から接合することにより密着することがで
きる。したがって、接合面は接着剤を使用せずとも、気
密性が保たれ、平面状ヒータ部分は、凹所3aの空気を
抜いて減圧し、さらには減圧状態に保持できる。プラズ
マジェット溶射形成した後、経年変化を無くすために約
600〜1200℃で焼鈍するのが望ましい。
【0014】前記した2枚の石英ガラス2,3の密着度
は前記の加工で十分であるが、さらに周端縁を溶接固着
して補強すると、空気漏れを完全に防止できて密封度合
いがさらに増加し、内部の減圧にも十分耐える。
【0015】本発明の平板状発熱体4は、抵抗皮膜から
なり、腐食法または、プラズマジェット溶射によりガラ
スの表面に成形した凹所2a,3aに形成するので、従
来のニクローム線のような低温度(800℃前後)で溶
解したりするような事が無く、温度膨張係数が極めて小
さく、長期間にわたって高温度(800℃程度以上)に
耐えることができ、また、その平板状発熱体4の両端
は、石英ガラス2,3の接合面で気密裡に挟み、端縁か
ら外部へ突出して設けた電気入力端子5a,5bとの接
続部を石英ガラスで封入することができる。この気密度
は1000℃において、2気圧に加圧されて、耐久し得
る。
【0016】以上本発明の説明を石英ガラスについて説
明したが、本発明は必ずしもこれらの実施例構造のみに
限定されるものではなく、他の例えば水晶結晶体(天
然、人造を問わない)等においても、又、石英ガラス及
び発熱体の形状、寸法、大きさは自由に採り得て、本発
明にいう前記の構成要件を備え、かつ、本発明にいう目
的を達成し、以下にいう効果を有する範囲内において適
宜改変して実施することができるものである。
【0017】例えば、図面3〜5に示すように、石英ガ
ラスのフラスコ状容器、ビーカ状容器、あるいはシャー
レ状の容器の底面2’を石英ガラスヒータ構成部材とし
て取り込み、抵抗皮膜からなる本発明発熱体4を形成し
て、その接合面に本発明構造を実施し、また、本発明方
法を実施して、容器底面の温度分布、ひいては容器内部
の温度分布を緻密に、かつ、きわめて精密に均一に保つ
ことができるので、熱伝導率を大きく採り得る。勿論、
図3に示すフラスコ状容器に実施した例のように、発熱
体4及び石英ガラス2,3の形状を円筒状、または円殻
状の曲面等にすることも容易に可能であり、さらに、3
×6(尺)の定尺体のような大きな面積の発熱体に利用
して、周縁部と中心部等各部の温度分布を極めて均一に
できるとともに、また、内覗鏡内部のような極小部への
取り付け使用も可能である。
【0018】
【発明の効果】以上の説明から既に明らかなように、本
発明は、2枚の石英ガラス同士の接合面は、どちらの面
も研磨または超精密仕上げを施したものであるから、接
着剤を介在させることなく、密着度合いはきわめて強力
で、かつ、密着度合が全面に均一に保たれる。
【0019】また、抵抗皮膜からなる発熱体4と石英ガ
ラス2,3の間の密着度が発熱体素材の厚さを十分に精
密に管理でき、さらに、発熱体4の周囲にの空気を減圧
するので、熱伝導率が部分的に均一になるので、発熱体
全面における均一な熱発生を保持することができるとい
う従来のものには期待することが出来ない顕著な効果を
有するに至ったのである。
【0020】したがって、本発明の石英ガラスヒータ1
は、その結果、部分的に温度が異なるという問題もなく
なり、長期間にわたり、高い品質を保持することが可能
な石英ガラスヒータとすることができるという効果をも
併せて期待することが出来るに至ったのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例の石英ガラス2の一部欠切平
面図。
【図2】図1中のII−II線に沿った断面図。
【図3】本発明の石英ガラスヒータを、フラスコに配設
実施した例を示す断面図。
【図4】本発明の石英ガラスヒータを、シャーレ状の容
器に配設実施した例で、片方の石英ガラスに凹所を削抉
した例を示す断面図。
【図5】本発明の石英ガラスヒータをシャーレ状の容器
に配設実施した例で、両方の石英ガラスに凹所を削抉し
た例を示す断面図。
【図6】2枚の石英ガラスの内、片方が容器の壁面であ
って、片方の石英ガラスに凹所を削抉した実施例を示す
部分拡大断面図。
【図7】2枚の石英ガラスの内、片方が容器の壁面であ
って、両方の石英ガラスに凹所を削抉した実施例を示す
部分拡大断面図。
【図8】本発明の石英ガラスヒータをビーカ状の容器に
配設実施した例で、片方の石英ガラスに凹所を削抉した
例を示す断面図。
【図9】従来例の分解斜視図。
【符号の説明】
1 石英ガラスヒータ 2,3 石英ガラス 2’容器の壁面 3a 凹所 4 平板状発熱体 5a,5b 電気入力端子 6 溶接固着

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2枚の石英ガラスを接合し、その接合面
    の両方又はいずれか片方の表面を削抉して形成した凹所
    に平板状発熱体を形成し、両石英ガラスの接合面を研磨
    または超精密仕上げを施して密着して構成した石英ガラ
    スヒータ。
  2. 【請求項2】 前記2枚の石英ガラスの接合面の両方、
    又はいずれか片方の表面の凹所を、エッチングによる腐
    食、ブラスト、又は研磨等の手段により削抉した請求項
    1に記載の石英ガラスヒータ。
  3. 【請求項3】 前記平板状発熱体が、パターンマスク法
    もしくはエッチング法による腐食、あるいはプラズマジ
    ェット溶射により成形されたものである請求項1又は2
    のいずれかに記載の石英ガラスヒータ。
  4. 【請求項4】 前記2枚の石英ガラスの接着面を研磨ま
    たは超精密仕上げを施して接合することにより密着した
    請求項1乃至3のいずれかに記載された石英ガラスヒー
    タ。
  5. 【請求項5】 前記凹所の空気を抜いて減圧処理した請
    求項1乃至4のいずれかに記載の石英ガラスヒータ。
  6. 【請求項6】 前記2枚の石英ガラスの周端縁を溶接し
    て固着した請求項1乃至5のいずれかに記載された石英
    ガラスヒータ。
  7. 【請求項7】 前記2枚の石英ガラスのうち、いずれか
    片方が、容器を構成する容器壁である請求項1乃至6の
    いずれかに記載の石英ガラスータ。
  8. 【請求項8】 2枚の石英ガラスを接合し、その接合面
    の両方又はいずれか片方の表面を削抉して凹所を形成
    し、前記凹所に平板状発熱体を形成するとともに、前記
    2枚の石英ガラスの接合面を研磨または超精密仕上げを
    施して密着し、周囲端縁部を溶接して固着することを特
    徴とする石英ガラスヒータの製造方法。
  9. 【請求項9】 前記2枚の石英ガラスの接合面の両方、
    又はいずれか片方の表面の凹所を、エッチングによる腐
    食、ブラスト、又は研磨等の手段により削抉して形成す
    ることを特徴とする請求項8に記載の石英ガラスヒータ
    の製造方法。
  10. 【請求項10】 前記平板状発熱体が、パターンマスク
    法もしくはエッチング法による腐食、あるいはプラズマ
    ジェット溶射により成形されることを特徴とする請求項
    8又は9に記載の石英ガラスヒータの製造方法。
  11. 【請求項11】 前記2枚の石英ガラスの接着面を研磨
    または超精密仕上げ加工工程を施こして後、接合するこ
    とにより密着することを特徴とする請求項8乃至10の
    いずれかに記載された石英ガラスヒータの製造方法。
  12. 【請求項12】 前記2枚の石英ガラスの接合面を、研
    磨または超精密仕上げを施して密着した後、前記凹所の
    空気を抜いて減圧する工程を加えることを特徴とする請
    求項8乃至11のいずれかに記載の石英ガラスヒータの
    製造方法。
  13. 【請求項13】 前記2枚の石英ガラスの周端縁を溶接
    して固着する工程を施した請求項8乃至12のいずれか
    に記載された石英ガラスヒータの製造方法。
  14. 【請求項14】 前記2枚の石英ガラスのうち、いずれ
    か片方が、容器を構成する容器壁であることを特徴とす
    る請求項8乃至13のいずれかに記載の石英ガラスータ
    の製造方法。
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