1222727 玫、發明說明 t發明所屬之技術領域】 本發明係關於碳鋼絲發熱體密封加熱器及使用該加熱 器之流體加熱裝置，尤爲詳細而言，是關於可適用於半導 體製程之發熱特性良好的碳鋼絲發熱體密封加熱器及使用 該加熱器之流體加熱裝置。 【先前技術】 在半導體製造製程中，在氧化、擴散或是C V D處理等的 各種熱處理步驟要求著各種之熱處理環境氣體中之嚴密的 溫度管理。此外，在上述熱處理步驟的加熱機構，不要成 爲使雜質金屬等的半導體性能劣化的物質的發生源的事項 也爲必須之要件，藉此，以往開始即大量使用著例如由石 央玻璃管覆蓋鎢等組成的發熱體外側的加熱器。 然而，上述加熱器在用於半導體製造製程領域等的情 況，若覆蓋鎢等組成的發熱體的石英玻璃管萬一破損的情 況’會對環境氣體或是洗淨液、硏磨液等造成金屬污染， 進而會有造成晶圓發生污染的問題。此外，即便上述石英 玻璃管未產生破損，從上述發熱體介由上述石英玻璃管， 仍有金屬污染的問題。 本發明者等從雜質金屬污染防止的觀點出發，提出一種 尤其是與金屬質發熱體相比，可較爲適宜用作爲半導體製 造用加熱器的碳鋼絲發熱體密封加熱器（日本專利特開 2000-21890 號公報）。 該碳鋼絲（發熱體）係爲將複數束由極細的碳纖維紮束而 9 312/發明說明書(補件)/92-06/92106609 1222727 成的碳纖維束編製而成者，與習知金屬發熱體相比，其熱 容量小且升溫特性優良，此外，在非氧化性環境氣體中高 溫耐久性也優良。此外，因爲是將複數束由細碳纖維的纖 維束編製而成者，因此，具有與剝露之碳材組成的發熱體 相比其可彎曲性豐富，且作爲半導體製造用加熱器可容易 進行種種之構造、形狀的加工的優點。 但是，最近，尤其是在半導體製造工業領域，半導體電 路的大容量積體化的緣故而有晶圓的大口徑化的傾向，除 此之外，爲了達成成本削減而對於提升良率的要求增強， 爲了對應於此等的要求，迄今以來，越來越要求著更爲嚴 密的溫度調節管理。爲此，期待著可將處理爐等加熱爲指 定狀態的發熱斑點少的加熱器的出現。 該碳鋼絲發熱體密封加熱器，雖從雜質金屬污染防止的 觀點考慮爲一非常優良的裝置，但是，在使用加熱器時， 確認在密封入碳鋼絲發熱體的元件管（石英玻璃管）內面會 有黑點的產生。 尤其是，在具有直線狀發熱部、其兩端介由彎曲部而具 有端子部的側面形狀爲=字狀碳鋼絲發熱體密封加熱器中， 明顯可確認該黑點的產生。 如此，因爲在密封入碳鋼絲發熱體之元件管（石英玻璃管） 內面之黑點的產生，而阻斷、遮蔽著來自加熱器的輻射熱 的緣故，成爲發熱斑點的原因，並不理想。 在此，本發明者等經針對黑點的產生原因所作刻意硏究 的結果，發現了密封入元件管（石英玻璃管）的碳鋼絲的吸 10 3】2/發明說明書(補件)/92-06/½ 106609 1222727 水量的影響，以及元件管（石英玻璃管）的內徑的影響的情 況，由此最終完成了本發明。 此外，上述碳鋼絲發熱體密封加熱器的端子部，如圖 27A、圖27B所示，具備玻璃管421 ;壓縮收容於該玻璃 管421的鋼絲碳構件42 3 ;收容於上述玻璃管421內由鋼 絲碳構件4 2 3夾持著的碳鋼絲發熱體422 ;及收容於上述 玻璃管4 2 1內而由鋼絲碳構件4 2 3夾持著的電力供給用的 連接線4 2 4。而且，在上述玻璃管4 2 1的開口端部4 2 1 a， 連接著形成加熱器本體的石英玻璃構件42 5，且從上述開 口端部4 2 1 a導出碳鋼絲發熱體4 2 2。該開口端部4 2 1 a爲 了防止碳鋼絲發熱體422及鋼絲碳構件42 3等的內部充塡 物的飛出而形成爲略微縮頸的形狀。另一方面，上述玻璃 管421的另一開口端部（未圖式），在導出連接線424的狀 態由另一玻璃構件所密封。 藉由如上述的構成，碳鋼絲發熱體422及電力供給用的 連接線424，介由鋼絲碳構件42 3而作電性連接。 習知，在將鋼絲碳構件42 3壓縮收容於上述端子部（玻璃 管42 1)時，將鋼絲碳構件42 3合而爲一充塡於玻璃管421 內。爲此，往往碳鋼絲發熱體422的端部，如圖27B所示， 會被配設在單側靠近玻璃管42 1內的壁面側。其結果，如 圖27 A所示，會有開口端部42 1 a的周緣部與碳鋼絲發熱 體422發生接觸的情況。如此，當碳鋼絲發熱體422與玻 璃管421直接（尤其是被按壓）接觸時，在該接觸點將進行 碳（C)與石英（Si 02)的反應，從而有在該部分容易產生斷線 11 3丨2/發明說明書(補件)/92-06/92106609 1222727 的技術課題。 此外，作爲加熱器的端子部的形狀，也採用如圖2 8所 示L字狀者。在該端子部也將鋼絲碳構件4 2 3合而爲一充 塡於玻璃管4 2 6的一邊4 2 6 a內，在將碳鋼絲發熱體4 2 2 固定之同時’於玻璃管4 2 6的一邊4 2 6 b導出碳鋼絲發熱體 42 2。又，在上述另一邊426b之前端形成有加熱器本體。 在該端子部，當使碳鋼絲發熱體422彎曲時，如圖2 8 所示，在L字狀之玻璃管42 6的彎曲部內側，鋼絲碳構件 4 2 3將隆起，碳鋼絲發熱體4 2 2成爲抵壓在玻璃管4 2 6的 內壁的狀態。其結果，碳鋼絲發熱體4 2 2與玻璃管4 2 6內 的壁面接觸，在該接觸點將進行碳（C )與石英（S i 0 2 )的反 應，從而有在該部分容易產生斷線的技術課題。 此外，如上述，在半導體製造領域，越來越要求著更爲 嚴密的溫度調節管理。爲此，期待著可將處理爐等加熱爲 指定狀態的加熱器、亦即具有輻射熱的方向性的加熱器的 出現。尤其是，在從處理爐的橫方向加熱處理爐的加熱器 中，期待著增大垂直面方向（橫方向）的輻射熱的加熱器的 出現。例如，如圖29A所示，當將上述棒狀加熱器470立 設爲垂直狀態時，垂直面方向的輻射熱變大。 但是，因爲發熱體471爲一根，因此其輻射熱的傳遞領 域狹小。爲此，爲了擴大輻射熱的傳遞領域’有鄰接於上 述棒狀加熱器47〇設置複數根棒狀加熱器的必要。該情 況，.對應於棒狀加熱器數的連接端子472成爲必要，從而 有成本高的技術課題。 12 312/發明說明書(補件V92-06/92106609 1222727 此外’如圖2 9 B所示，藉由蛇行形成板狀加熱器4 7 5的 發熱體4 7 6，即可擴大垂直面方向的輻射熱的傳遞領域。 而且’該情況，也不會如棒狀加熱器4 7 〇的情況增多連接 端子4 7 2的數量。但是，上下蛇行之發熱體4 7 6因係以一 定的間隔t所形成，因而對於進一步增大垂直面方向的輻 射熱有其限度。 此外’如上述，碳鋼絲發熱體密封加熱器，係爲從雜質 金屬污染防止的觀點考慮爲非常優良者，本發明者等針對 半導體製造領域之其他的用途也作了檢討。結果發現了可 較佳適用於流體加熱裝置的情況，由此最終完成了本發明。 【發明內容】 本發明係爲了解決上述技術課題而完成者，其第一目的 在於’提供可抑制黑點的發生，減少發熱斑點且發熱特性 良好的碳鋼絲發熱體密封加熱器。 此外，本發明係爲了解決上述技術課題而完成者，其第 二目的在於，提供一碳鋼絲發熱體密封加熱器，其藉由將 碳鋼絲發熱體配置且收容於玻璃管的大致中心，防止碳鋼 絲發熱體與玻璃管的接觸，而可抑制碳鋼絲發熱體的斷線。 更且，本發明第三目的在於，提供一碳鋼絲發熱體密封 加熱器，其無來自加熱器的污染物質擴散，尤其是無來自 發熱體的雜質金屬等的污染物質的擴散，在抑制處理對象 物的污染的同時，具有輻射熱的方向性’從而可更進一步 增大垂直面方向的輻射熱。 更且，本發明第四目的在於，提供一流體加熱裝置，其 13 3】2/發明說明書(補件)/92-06/92106609 1222727 使用碳鋼絲發熱體密封加熱器，無來自加熱器的污染物質 擴散，尤其是無來自發熱體的雜質金屬等的污染物質的擴 散，在抑制處理對象物的污染的同時，玻璃滯留性優良， 而且可抑制粉粒等的發生，還可使裝置小型化。 爲了達成上述第一目的，本發明之碳鋼絲發熱體密封加 熱器’係將使用碳纖維的碳鋼絲發熱體密封入石英玻璃構 件內者，其特徵爲：上述碳鋼絲發熱體的吸水量爲 2 xl(T1g/cm1以下。此外，在將使用複數根碳纖維編製而成 的碳鋼絲密封入石英玻璃構件內的碳鋼絲發熱體密封加熱 ® 器中，其特徵爲：上述碳鋼絲發熱體的吸水量爲 2 X 1 0 ·1 g / c m 3 以下。 密封入石英玻璃構件內的碳鋼絲發熱體，吸收著比較多 的水份。爲此，如下述之反應式，在升溫時該吸水量與碳 鋼絲反應，另一方面，當冷卻時其反應分子作爲黑點黏附 於兀件管（石英玻璃管）內面。 反應式c+h2o鈐co+h2 ^ 據此’爲了抑制上述反應，將密封入石英玻璃構件內的 碳鋼絲發熱體的吸水量設定在2 X 1 (Γ3 g / c m3以下。 如此，在本發明之碳鋼絲發熱體密封加熱器中，由於使 用吸水量爲2x1 (T1g/cm1以下的碳鋼絲發熱體，因此可獲 得抑制黑點的產生，且發熱斑點少的良好的發熱特性。 在此’最好上述石央玻璃構件爲管狀，上述碳鋼絲發熱 體的直徑與石英玻璃管的內徑的比率爲1 : 2〜5。在將碳 鋼絲發熱體的直徑設爲1時之石英玻璃管的內徑的比率未 14 1 ] 2/發明說明書(補件)/92-06/92〗06609 1222727 滿2的情況，碳鋼絲與石英玻璃管內面的接觸可能性增 高，此外，在未接觸的部分，碳鋼絲發熱體離石英玻璃管 內面的距離也非常接近。爲此，在產生上述黑點分子的情 況，黑點不是分散至石英玻璃管的內部，而是集中形成於 最短距離之石英玻璃管的內面。 其結果，可從碳鋼絲發熱體密封加熱器的外觀確認黑 點，此外’因在上述邰分產生發熱斑點，因而並不理想。 另一方面，在將碳鋼絲發熱體的直徑設爲1時之石英玻 璃管的內徑的比率超過5的情況，石英玻璃管的熱容量增 大，升降溫時的熱回答性降低，因而並不理想。 此外’上述碳鋼絲發熱體密封加熱器，係於具有直線狀 的發熱部，且在其兩端介由彎曲部而具有端子部的〕字狀 碳鋼絲發熱體密封加熱器中，最好上述碳鋼絲係配置爲偏 心於上述石英玻璃管的中心部。 如上述，在使用吸水量爲2 X 1 (Γ 3 g / c m 3以下的碳鋼絲發 熱體的情況，即使將碳鋼絲發熱體配置爲偏心於上述石英 玻璃管的中心部，仍可獲得抑制黑點的產生，且發熱斑點 少的發熱特性良好的碳鋼絲發熱體密封加熱器。 此外’在將碳鋼絲發熱體的直徑設爲1時之石英玻璃管 的內徑的比率爲2〜5的情況，即使將碳鋼絲發熱體配置爲 偏心於上述石英玻璃管的中心部，仍可獲得抑制黑點的產 生’且發熱斑點少的發熱特性良好的碳鋼絲發熱體密封加 熱器。 此外’爲了達成第二目的，本發明之碳鋼絲發熱體密封 15 3 ] 2/發明說明書(補件)/92-06/92】06609 1222727 加熱器，係爲將上述任一碳鋼絲發熱體密封入玻璃元件內 的加熱器，其特徵爲：具備端子部，該端子部包括玻璃管， 配置於上述石英玻璃構件的端部，用以收容上述碳鋼絲發 熱體的端部；鋼絲碳構件，係壓縮收容於上述玻璃管內， 用以夾持上述碳鋼絲發熱體的端部；及電力供給用的連接 線，其端部收容於上述玻璃管內，由壓縮之鋼絲碳構件夾 持著，上述鋼絲碳構件係由將麗.絲碳構件紮束而成的複數 鋼絲碳束所構成，上述碳鋼絲發熱體係在上述複數鋼絲碳 束間，且配設於上述玻璃管的大致中心位置。 如此，在本發明之碳鋼絲發熱體密封加熱器，鋼絲碳構 件構成爲將鋼絲碳構件紮束而成的複數鋼絲碳束，上述碳 鋼絲發熱體係在上述複數鋼絲碳束之間，且配設於上述玻 璃管的大致中心位置。 也就是說，鋼絲碳束宛如具有鑽孔、球盤等的夾頭的功 能，以使碳鋼絲發熱體位於玻璃管的中心位置。其結果， 碳鋼絲發熱體被配設於玻璃管的大致中心位置，而與玻璃 管不接觸。 其結果，避免了玻璃管與碳鋼絲發熱體間的反應’且抑 制著起因於此的斷線，因而，與習知技術相比可顯著延長 加熱器的壽命。此外，碳鋼絲發熱體因從複數鋼絲碳束的 大致中心處通過，因而可容易進行其電阻調整。 此外，爲了進一步達成第二目的，本發明之碳鋼絲發熱 體密封加熱器，係爲將上述任一碳鋼絲發熱體密封入玻璃 元件內的加熱器，其特徵爲：具備端子部，該端子部包括 16 312/發明說明書(補件)/92-06/92106609 1222727 第1玻璃管，配置於上述石英玻璃構件的端部，用以收容 上述碳鋼絲發熱體的一部分；第2玻璃管，使其軸線與上 述第1玻璃管相同，用以收容將電力供給上述碳鋼絲發熱 體的電力供給用的連接線的端部及上述碳鋼絲發熱體的端 部；及鋼絲碳構件，係壓縮收容於上述第1、第2玻璃管 內，用以夾持上述碳鋼絲發熱體及電力供給用的連接線， 上述鋼絲碳構件係由將鋼絲碳構件紮束而成的複數鋼絲碳 束所構成’上述碳鋼絲發熱體係在上述複數鋼絲碳束間， 且配設於上述玻璃管的大致中心位置。 如此，在本發明之碳鋼絲發熱體密封加熱器，也與上述 發明相同，避免了第1玻璃管與碳鋼絲發熱體間的反應， 且抑制著起因於此的斷線，因而，與習知技術相比可顯著 延長加熱器的壽命。此外，碳鋼絲發熱體因從複數鋼絲碳 束的大致中心處通過，因而可容易進行其電阻調整。 尤其是，在本發明，係於第1玻璃管收容著上述碳鋼絲 發熱體的一部分，還於第2玻璃管收容著供給電力的電力 供給用的連接線的端部及上述碳鋼絲發熱體的端部。 由此，可改變收容著供給電力的電力供給用的連接線的 端部的第2玻璃管，及收容著碳鋼絲發熱體的一部分的第 1玻璃管的量。 據此，藉由將夾持著電力供給用的連接線的端部的第2 玻璃管的鋼絲碳構件的量，設爲較第1玻璃管的鋼絲碳構 件的量多，即可牢固地夾持連接線，可抑制電阻的不穩定 化。 17 3 ] 2/發明說明書(補件)/92-06/92 ] 06609 1222727 此外，最好收容於上述第2玻璃管內的鋼絲碳構件設爲 較收容於上述第1玻璃管內的鋼絲碳構件多。 如此，藉由將第2玻璃管內的鋼絲碳構件的量設爲較第 1玻璃管內的鋼絲碳構件的量多，即可牢固地夾持連接 線，可抑制電阻的不穩定化。 此外，最好以在收容著上述碳鋼絲發熱體的端部的玻璃 管的碳鋼絲發熱體的導出側，配置著上述鋼絲碳束的折彎 部的方式，於上述玻璃管收容著鋼絲碳束。 如此，鋼絲碳束被折彎，而且於玻璃管的碳鋼絲發熱體 的導出側配置著上述鋼絲碳束的折彎部。由此，阻止著來 自玻璃管端部的塵狀物進入密封著碳鋼絲發熱體的石英玻 璃構件內。 其結果，可防止起因於該塵狀物的與石英玻璃構件內壁 的反應、黏附於內壁、發熱斑點等。 此外，藉由該構造，容易將連接線插入壓縮之鋼絲碳構 件中，且，可更爲牢固地固定著該前端部，而可進行穩定 的電力供給。 更且，最好收容著上述碳鋼絲發熱體的端部的玻璃管形 成爲直線狀，同時，碳鋼絲發熱體及鋼絲碳束與上述玻璃 管的軸線大致平行排列，且從上述玻璃管的端部導出碳鋼 絲發熱體。 如此，即使在收容著碳鋼絲發熱體的端部的玻璃管形成 爲直線狀的情況，因爲碳鋼絲發熱體配置在玻璃管的大致 中心部，因此，無玻璃管的端部與碳鋼絲發熱體接觸的情 18 3 ] 2/發明說明書(補件)/92-06/92106609 1222727 況。 此外’最好收容著上述碳鋼絲發熱體的一部分的第1玻 璃管形成爲直線狀，同時，收容著將電力供給上述碳鋼絲 發熱體的電力供給用的連接線及上述碳鋼絲發熱體的端部 的第2玻璃管形成爲直線狀，且碳鋼絲發熱體及鋼絲碳束 與上述第1、第2玻璃管的軸線大致平行排列，而從上述 第1玻璃管的端部導出碳鋼絲發熱體。 該情況也與上述情況相同，因爲碳鋼絲發熱體配置在玻 璃管的大致中心部，因此，無第1玻璃管的端部與碳鋼絲 發熱體接觸的情況。 此外，最好收容著上述碳鋼絲發熱體的端部的玻璃管係 形成爲T字狀，同時一端部被密封，碳鋼絲發熱體及鋼絲 碳束與從玻璃管的開口端部至密封端子部的軸線大致平行 排列，而在上述玻璃管的彎曲部，從鋼絲碳束之間導出碳 鋼絲發熱體。 如此，習知玻璃元件內封入端子部及碳鋼絲發熱體的發 熱部，將介由L字狀彎曲部連接的加熱器的l字狀玻璃管 形成爲T字狀，將碳鋼絲發熱體及鋼絲碳束配列爲在從玻 璃管的開口端部至密封端子部部分與軸線大致平行，而在 上述玻璃管的彎曲部，從鋼絲碳束之間導出碳鋼絲發熱體。 因此，從彎曲部至密封端子部，發揮著鋼絲碳構件的抵 壓功能。爲此，可避免如習知之L字狀玻璃管的情況，鋼 絲碳構件在彎曲部隆起，而將碳鋼絲發熱體抵壓接觸於內 壁面的不利情況。 19 312/發明說明書(補件)/92·⑽92 ] 06609 此外’最好將從上述玻璃管的彎曲部至密封端子部的長 度’ §受定爲從_曲部延設的玻璃管的內徑的1 . 5倍以上。 相對於此’在從玻璃管的彎曲部至密封端子的長度，低 於延設的玻璃管的內徑的丨.5倍的情況，從彎曲部至密封 端子部的鋼絲碳構件的抵壓功能變弱，則如習知；L字狀玻 璃管的情況’鋼絲碳構件在彎曲部隆起，產生將碳鋼絲發 熱體抵壓接觸於內壁面的問題。. 又’上述玻璃元件及玻璃管最好由石英玻璃材所組成。 此外’上述外套管最好由石英玻璃材所組成。 更且’爲了進一步達成第三目的，本發明之碳鋼絲發熱 體密封加熱器’係在收容著上述任一碳鋼絲發熱體的石英 玻璃管組成的加熱部，設於上述加熱部的石英玻璃管的兩 端的密封端子部及設於上述密封端子部的連接端子者，其 特徵爲：具備加熱部，係沿上下方向螺旋狀捲繞著上述石 英玻璃管’且將沿上下方向延設的石英玻璃管形成爲直線 狀’同時，將上下部的石英玻璃管形成爲圓弧狀；及密封 端子部，係將加熱部的石英玻璃管的兩端部延設於相同面 側，且形成於其端部。 如此，沿上下方向螺旋狀捲繞著石英玻璃管，且將沿上 下方向延設的石英玻璃管形成爲直線狀，同時，將上下部 的石英玻璃管形成爲圓弧狀，又，於相同面側延設著該石 英玻璃管的兩端部，且，於其端部形成密封端子部。 據此，來自碳鋼絲發熱體的熱輻射，其圓弧狀的石英玻 璃管形成的熱輻射少，主要由沿上下方向延設的直線狀石 20 312/發明說明書(補件)/92-06/92106609 1222727 英玻璃管所形成。爲此，可更爲增大垂直面方向、 方向的輻射熱。 此外’因爲沿上下方向螺旋狀捲繞形成石英玻璃 此，上述直線狀石英玻璃管係前後配設於輻射方向 在從相對於上述石英玻璃管而爲垂直面方向（橫向^ 見的情況，形成在前側的複數直線狀的石英玻璃管 配置後側的直線狀石英玻璃管的構造。也就是說， 置於前後側的直線狀的石英玻璃管的輻射，可更爲 直面方向（橫方向）的輻射熱，而且，利用調整其間 成爲在垂直方向的局部偏差小的熱輻射。 更且，該加熱部的石英玻璃管的兩端部延設於相 側，於其端部形成密封端子部。 如此，因爲密封端子部形成於加熱部的相同面側 可容易形成與電源的連接。利用夾持上述加熱部， 端子部的形成側的相反側成爲照射側。據此，藉由 端子部的形成側配置反射板等，即可更爲增大幅射 此外，本發明之碳鋼絲發熱體密封加熱器，，係在 上述任一碳鋼絲發熱體的石英玻璃管組成的加熱部 上述加熱部的石英玻璃管的兩端的密封端子部及設 密封端子部的連接端子組成的加熱器中，其特徵爲 加熱部，係沿上下方向螺旋狀捲繞著。上述石英玻璃 將沿上下方向延設的石英玻璃管形成爲直線狀，同 上下部的石英玻璃管形成爲圓弧狀；及密封端子部 加熱部的石英玻璃管的兩端部延設於相同面側，且 312/發明說明書(補件)/92-06/92 ] 0(3609 亦即橫 管，因 ，而且， ί向）所 各個間 藉由配 增大垂 隔，可 同面 ，因此 與密封 於密封 〇 收容著 ，設於 於上述 :具備 管，且 時，將 ，係將 形成於 21 1222727 其端部，並且，上述密封端子部具備玻璃管，收容著上述 碳鋼絲發熱體的端部；及鋼絲碳構件，係壓縮收容於上述 玻璃管內，夾持著上述碳鋼絲發熱體的端部，且上述鋼絲 碳構件係由將鋼絲碳構件紮束而成的複數鋼絲碳束所構 成，上述碳鋼絲發熱體係在上述複數鋼絲碳束間，且配設 於上述玻璃管的大致中心位置。 根據如此之本發明之碳鋼絲發熱體密封加熱器，可同時 達成上述第一、第二及第三之目的。也就是說，可提供一 碳鋼絲發熱體密封加熱器，其可抑制黑點的產生，且發熱 斑點少的發熱特性良好，抑制碳鋼絲發熱體的斷線，且具 有輻射熱的方向性，可更爲增大垂直面方向的輻射熱。 在此，形成爲上述圓弧狀的石英玻璃管的曲率半徑，最 好爲石英玻璃管的外徑的2倍以上至5倍以下。 如此，在曲率半徑未滿石英玻璃管的外徑的2倍的情 況，在形成圓弧狀時，石英玻璃管的內部發生變形，而有 碳鋼絲發熱體接觸於石英玻璃管的內壁之虞，因此並不理 想。 此外，當曲率半徑超過石英玻璃管的外徑的5倍時，加 熱器的寬度增大，同時，上下方向的輻射增大，因此並不 理想。 此外，上述石英玻璃管的形成圓弧狀的加熱部的外周部 側的壁厚及內周部側的壁厚的比率，最好爲1 : 1 . 1〜2。 如此，因爲較大地形成內周部側的壁厚，因此內周部側 的熱容量大，可減少內周部側的輻射。 22 312/發明說明書(補件)/92-06/92106609 1222727 此外，可抑制來自配置於前後側的直線狀石英玻璃管的 輻射熱延著與垂直面方向垂直的方向（縱方向）的放射。 更且，該構造在捲繞爲螺旋狀的石英玻璃管內藉由指定 的拉伸力收容著碳鋼絲發熱體的本發明的加熱器中’補強 著應力大的部分，可進一步防止破損等的產生。 更且，最好上述圓弧狀的石英玻璃管與鄰接之圓弧狀的 石英玻璃管，至少以石英玻璃管的外徑的1〜3倍的間隔所 形成。 綿密捲繞石英玻璃管可增大垂直面方向（橫方尚）的輻射 熱，因而較爲理想。 但是，如上述的加熱部，因爲沿上下方向螺旋狀捲繞而 形成，因此，上述直線狀的石英玻璃管係相對於輻射方向 前後配設。據此，若太綿密地予以捲繞，反而無法有效利 用配置於後面的直線狀的石英玻璃管的輻射熱，此外，在 捲繞之石英玻璃管的內周側變得異常的高溫。爲了避免此 等情況，石英玻璃管最好設置石英玻璃管的外徑的1倍以 上的間隔，進行捲繞。 此外，利用設爲3倍以下，可進行在垂直方向的局部偏 差更小的熱輻射。 此外，最好具備加熱器保持部，該加熱器保持部由內接 於上述上部形成的圓弧狀石英玻璃管而設的加熱器上部保 持構件；外接於上述下部形成的圓弧狀石英玻璃管而設的 加熱器下部保持構件；及連結上述加熱器上部保持構件和 加熱器下部保持構件的連結構件所構成。 23 3 ] 2/發明說明書(補件)/92-06/92106609 1222727 如此，藉由設置加熱器保持部，可增加加熱部的機械強 度，可防止破損。此外，因爲設置加熱器下部保持構件， 而可提高設置性。更且，將加熱器保持部安裝於形成爲圓 弧狀的石英玻璃管上的圓弧狀部的熱容量增大，因而可更 爲減少上下方向的輻射。 此外，最好在將上述加熱器上部保持構件熔接於形成在 上部的圓弧狀的石英玻璃管的內側的同時，將上述加熱器 下部保持構件熔接於形成在下部的圓弧狀的石英玻璃管的 外側。 此外，最好具備加熱器保持部，該加熱器保持部由以指 定間隔設於上述上部形成的圓弧狀石英玻璃管的內側的加 熱器上部保持構件，外接於上述下部形成的圓弧狀石英玻 璃管而設的加熱器下部保持構件，及連結上述加熱器上部 保持構件和加熱器下部保持構件所構成。 如此，因爲在上述上部形成的圓弧狀石英玻璃管的內側 及加熱器上部保持構件之間，設置指定的間隔，可避免因 振動等引起的石英玻璃管與加熱器上部保持構件的衝突而 可防止破損。該間隔最好爲〇 . 2 m m以上。 此外，上述加熱器下部保持構件的下面，最好位於較密 封端子部的下面更爲上方的位置。 因爲加熱器下部保持構件的下面，位於較密封端子部的 下面更爲上方的位置，在將加熱器設於水平面的情況，則 無加熱器下部保持構件的下面接觸於設置面的情況。據 此，即使有因地震等所施加的上下振動，加熱器下部保持 24 3】2/發明說明書(補件)/92-06/92 ] 06609 1222727 構件的下面仍不接觸於設置面，可防止連結密封端子部及 石英玻璃管的部分的破損。 又，上述加熱器下部保持構件的下面’最好位於較密封 端子部的下面0 · 5 mm以上的更爲上方的位置。在具有 0.5 mm以上的高低差的情況，即使有因地震等的上下振 動，加熱器下部保持構件的下面仍不接觸於設置面，而可 防止破損。 此外，爲了達成上述第四目的而完成之使用本發明之碳 鋼絲發熱體密封加熱器的流體加熱裝麗’係在具備將流體 供給源供給的流體加熱的加熱管；形成於上述加熱管的外 周圍用以收容上述任一碳鋼絲發熱體的石英玻璃管構成的 加熱部；及收容著上述加熱管及加熱部的殼室的流體加熱 裝置中，其特徵爲：在上述加熱管的內部配設著成爲通過 之流體的阻力的充塡物，同時擴散板與充塡物一體形成在 上述充塡物的上游側面。 如此，因爲在加熱管的內部配設著成爲通過之如爲氣體 的阻抗的充塡物，因此可對於通過之流體賦予適度的滯留 時間。其結果，通過加熱管內部的流體，藉由上述加熱部 的輻射熱，可獲得充分的熱量，從而可升溫至指定的溫度。 此外，因爲可滯留通過加熱管內部的流體，因而可將加熱 管、加熱部小型化。 尤其是，因爲擴散板與充塡物一體形成在上述充塡物的 上游側面，因此，被導入加熱管內部的氣體藉由擴散板所 擴散，而可從充塡物的上游側面的全面流入氣體。其結果， 25 3 ] 2/發明說明書(補件)/92·〇6/92 ] 06609 1222727 因爲氣體流入充塡物的全領域，在提升氣體的滯留性的同 時’可提升熱交換效率。 此外’因爲擴散板與充塡物一體形成在上述充塡物的上 游側面，因此，充塡物的局部不會有脫落，從而可防止伴 隨著此等的粉粒等的產生。 此外’使用本發明之碳鋼絲發熱體密封加熱器的流體加 熱裝置’係在具備將流體供給源供給的流體加熱的加熱 管；形成於上述加熱管的外周圍用以收容上述任一碳鋼絲 發熱體的石英玻璃管構成的加熱部；及收容著上述加熱管 及加熱部的殼室的流體加熱裝置中，其特徵爲：具備端子 部’該端子部包括：玻璃管，在上述加熱管的內部配設著 成爲通過之流體的阻力的充塡物，同時，擴散板與充塡物 一體形成在上述充塡物的上游側面，且，於上述加熱部的 端部收容著上述碳鋼絲發熱體的端部；鋼絲碳構件，係壓 縮收容於上述玻璃管內，夾持著上述碳鋼絲發熱體的端 部；及電力供給用的連接線，其端部收容於上述玻璃管內， 由壓縮之鋼絲碳構件夾持著，上述鋼絲碳構件係由將鋼絲 碳構件紮束而成的複數鋼絲碳束所構成，上述碳鋼絲發熱 體係在上述複數鋼絲碳束間，且配設於上述玻璃管的大致 中心位置。 根據如此之使用本發明之碳鋼絲發熱體密封加熱器的 流體加熱裝置，可同時達成上述第一、第二及第四之目的。 也就是說，可提供一流體加熱裝置，其可抑制黑點的產生， 且發熱斑點少的發熱特性良好，抑制碳鋼絲發熱體的斷 26 312/發明說明書(補件)/92-06/92 ] 06609 1222727 線，且氣體的滯留性優良，可更爲小型化者。 在此，最好擴散板與充塡物一體形成在上述充塡物的下 游側面。如此，藉由擴散板與充塡物一體形成在上述充塡 物的上游側面，可提升氣體的滯留性。此外，充塡物的局 部不會有脫落，從而可防止伴隨著此等的粉粒等的產生。 此外，上述充塡物爲短柱狀的石英玻璃串珠，同時，上 述擴散板爲石英玻璃板，最好在藉由熔接上述石英玻璃串 珠而形成的充塡物的至少一面，熔接上述擴散板。 如此，在將短柱狀的石英玻璃串珠作爲充塡物，將擴散 板作爲石英玻璃板的情況，藉由熔接可容易製造一體物。 更且’上述擴散板由具有複數貫穿孔的圓板狀的石英玻 璃構成，且貫穿孔的單位面積的開口率，最好是外周部較 中心部大。 如此，外周部的單位面積的開口率，要較中心部形成更 大，因此，導入加熱管內部的氣體從加熱管的外周部方向 擴散，從充塡物的上游側面的全面流入氣體。其結果，医I 爲氣體流動於充塡物全領域，因此，可提升氣體的滯留性， 同時，可提升熱交換效率。 此外，因爲加熱部配至於外周圍’因此，藉由向駐外周 部方向擴散氣體，即可更爲有效地進行加熱，可更爲確實 提高熱交換效率。 此外，藉由熔接短柱狀的石英玻璃串珠而形成的充塡 物，最好爲將直徑6〜12mm、長度6〜12mm的串珠與直徑 4〜1 Omni、長度4〜1 Omm的串珠的大小二種類的串珠，以 27 312/發明說明書(補件)/92·06/92 ] 06609 1222727 個數比1 : 4〜4 : 1的比率進行混合，藉由熔接而形成的成 形體。 如此’由於藉由熔接石英玻璃串珠而形成的成形體組成 的充塡物係配設於加熱管內，因此，導入加熱管內的氣體 藉由通過由上述充塡物形成的複雜的彎曲交叉的微細流 路’而可獲得適度的滯留時間。此外，上述加熱部的輻射 熱在上述成形體內部反復著複雜的衍射、折射、散射、反 射。 其結果’可賦予充分的熱量給導入的氣體，而可使熱交 換優良，且可將加熱管、加熱部小型化。 此外，藉由熔接短柱狀的石英玻璃串珠而形成的充塡物 的下游側的氣孔率，最好較上游側的氣孔率小。 如此，因爲下游側的氣孔率形成爲較上游側的氣孔率 小，因此，可提升氣體的滯留性。 【實施方式】 以下，參照圖1至圖3說明本發明之碳鋼絲發熱體密封 加熱器的第1實施形態。 該碳鋼絲發熱體密封加熱器1，如圖1所示，係由具有 直線狀的發熱部2，及設於上述發熱部2的兩端的端子部3 所構成，形成爲側面=字狀的形狀。 上述發熱部2係由收容著碳纖維束組成的作爲發熱體的 碳鋼絲（發熱體）4的石英玻璃管20所構成，且備有直線狀 部2 1。該石英玻璃管2 0具備上述直線狀部2 1 ;在其兩端 彎曲且連結著端子部3的彎曲部22 ;及構成端子部3的一 28 3 ] 2/發明說明書(補件)/92-06/92 ] 06609 1222727 部分的大徑部2 3。 又，如圖3 A所示，上述石英玻璃管2 〇的內徑C，在將 後述之碳鋼絲的直徑D設爲1時’其比率成爲2〜5。又， 碳鋼絲（發熱體）4多少具有變化’有成爲橢圓形狀的情況， 在該情況將上述橢圓的短徑設爲1 ’以成爲上述比率的方 式來決定石英玻璃管2 0的內徑C。 此外，上述端子部3係爲具有一根連接線3 1者，對於 一個加熱器1，如圖〗所示’需要2個端子部3。此等端子 部3的構造相同，因此僅針對一個端子部3進行說明。 該端子部3具備，構成端子部3的上述石英玻璃管2 0 的大徑部2 3 ;收容於上述大徑部2 3的內部的直管3 2 ;壓 縮收容於上述直管3 2內的複數鋼絲碳構件3 3 ;密封上述 石英玻璃管2 0的端部的密封玻璃管3 4 ;及設於密封玻璃 管3 4的由鎢（W )組成的連接線3 1。 上述碳鋼絲（發熱體）4係藉由以壓縮狀態夾入壓縮收納 於直管3 2內的複數鋼絲碳構件3 3的構造所連接，該鋼絲 碳構件3 3連接於連接線3 1。 其次，參照圖2，說明碳鋼絲（發熱體）4。 該碳鋼絲（發熱體）4，係爲將極細的碳單纖維紮束而成的 碳纖維束，複數束編織爲編織形狀及編結形狀製作而成 者，與習知的金屬製及SiC製的發熱體相比，其熱容量小 且升降溫特性優良，此外，在非氧化性環境氣體中其高溫 耐久性也優。 此外，由於爲複數束編織極細的碳單纖維的碳纖維束製 29 312/發明說明書(補件)/92-06/92] 〇6609 1222727 作而成者，因此，與剝露的碳材組成的發熱體相比，其可 彎曲性豐富，形狀變形順應性及加工性亦優良。 具體而言，上述碳鋼絲（發熱體）4，爲使用1 〇根左右的 將直徑爲5〜1 5 // m的碳纖維、如直徑爲7 // m的碳纖維以 約3 0 0 0〜3 5 0 0根程度紮束的碳纖維束，編織爲直徑約爲 2mm的編織或編結形狀等的碳鋼絲。 此外，碳鋼絲（發熱體）4採用吸水量爲2xl(T3g/cm3以下 的碳鋼絲。 如此’碳鋼絲（發熱體）4的吸水量少，於升溫時抑制著 吸水量與碳鋼絲的反應。其結果，抑制著反應分子（黑點） 對於石英玻璃管2 0內面的黏附。 又，於升溫時，即使產生2 X 1 (Γ3 g / c m 3以下的吸水量與 碳鋼絲的反應，該情況仍不會形成黑點，僅不會對於加熱 器的發熱特性波及影響的程度的薄黑膜黏附於石英玻璃管 20的內面。 上述碳鋼絲（發熱體）的編入徑間爲2〜5 mm。又，上述編 織或編結形狀的碳鋼絲（發熱體）4，最好於表面具有碳纖維 的豎毛4a，該豎毛4a係爲使切斷碳纖維（單纖維）者的一部 分從碳鋼絲的外周面突出者。 又，該碳纖維產生的表面的豎毛，最好爲0.5〜2.5mm 的程度。 此外’從發熱性狀的均質性、耐久穩定性等的觀點及避 免灰塵產生上的觀點考慮，上述碳纖維最好爲高純度，而 含於碳纖維中的雜質量，作爲灰分重量最好爲10ppm以 30 Μ 2/發明說明書(補件)/92-06/92106609 1222727 下。更佳情況，含於碳纖維中的雜質量，作爲灰分重量在 3 p p m以下。 於是，最好以僅上述豎毛4 a與石英玻璃管的內壁接觸， 而碳鋼絲（發熱體）4的本體實質上不接觸的方式，將上述 碳鋼絲（發熱體）4插入石英玻璃管20的內部。藉由如此予 以構成，極力抑制著石英玻璃（Si 02)與碳鋼絲的碳（C)的在 高溫下的反應，抑制著石英玻璃的劣化，碳鋼絲的耐久性 的下降。 但是，如圖1所示，碳鋼絲發熱體密封加熱器1，係爲 具有直線狀的發熱部2，且在其兩端介由彎曲部而具有端 子部3的側面形狀爲口字狀的加熱器，因此，上述碳鋼絲 (發熱體）4係配置爲偏心於石英玻璃管20的中心部。 也就是說，如圖3A所示，碳鋼絲（發熱體）4係於上述石 英玻璃管20內偏心配置著，碳鋼絲（發熱體）4與石英玻璃 管2 0的內面接觸。 此時，上述石英玻璃管2 0的內徑C，如圖3 A所示，在 將碳鋼絲（發熱體）4的直徑D設爲1時，其比率成爲2〜5。 因爲在將碳鋼絲（發熱體）4的直徑D設爲1時，石英玻 璃管20的內徑C的比率成爲2〜5,因此，可減小碳鋼絲（發 熱體）4與石英玻璃管2 0的內面的接觸部分A的面積。 另一方面，如圖3 B所示，在將碳鋼絲（發熱體）4的直徑 D設爲1時，在其比率未滿2的情況，碳鋼絲（發熱體）4 與石英玻璃管2 0的內面的接觸部分B的面積增加，而並 不理想。 31 312/發明說明書(補件)/92-06/92〗06609 1222727 此外，因爲石英玻璃管2 0的內徑C的比率成爲2〜5， 因此，即使在未接觸的部分，從碳鋼絲（發熱體）4至對向 之石英玻璃管2 0內面的距離仍長。 爲此，即使產生上述黑點（反應分子），黑點分散於石英 玻璃管2 0的內部，作爲黑薄膜而形成於石英玻璃管2 0的 內面。 如此，黑點不會集中形成於石英玻璃管2 0的特定部分， 從而不會有發熱斑點產生。 另一方面，在將碳鋼絲（發熱體）4的直徑D設爲1時之 石英玻璃管的內徑C的比率超過5的情況，石英玻璃管2 0 的熱容量增大，升降溫時的熱回答性降低，因而並不理想。 此外，進入石英玻璃管2 0內的黑點，在易冷卻的部分容易 產生。 據此，當對於碳鋼絲（發熱體）4的直徑D，過大地增大石 英玻璃管20的內徑C(在將碳鋼絲（發熱體）4的直徑D設爲 1時之石英玻璃管的內徑C的比率超過5 )時，圖3 A中的 距離d增大，尤其是在易冷卻的部分a容易產生黑點。 在探究了以上的情況後，最好在將碳鋼絲（發熱體）4的 直徑D設爲1時，使石英玻璃管20的內徑C的比率成爲 2〜5 〇 由於如此構成的碳鋼絲發熱體密封加熱器1，採用吸水 量爲2x1 (Γ 3 g/cm3以下的碳鋼絲（發熱體）4，因此，即使將 電力供給碳鋼絲（發熱體）4，反復進行升降溫，仍可抑制著 黑點的產生，可保持發熱斑點少的良好的發熱特性。 32 312/發明說明書(補件)/92-06/92106609 1222727 又’上述碳鋼絲發熱體的吸水量，在其密封於石英玻璃 管內的狀態’最好爲2x】〇-3g/cm3以卞。這可利用調整密 封前的碳鋼'絲發熱體的吸水量及將其密封入石英玻璃構件 內部的條件來達成。 此外’同樣，在石英玻璃管20的內徑c，爲碳鋼絲（發 熱體）4的直徑D的2〜5倍的情況，也可抑制著黑點的產 生，可保持發熱斑點少的良好的發熱特性。 (實施例） 使用吸水量互異的碳鋼絲（發熱體），製作如圖1所示π 字狀的碳鋼絲發熱體密封加熱器（直線狀部的長度爲700 mm)，在如下條件下進行升溫試驗，確認黑點的產生狀況。 又，加熱器製作時的石英玻璃管2 0內部的壓力，係在加熱 溫度1 2 00 °C、ltorr的條件下進行。 升溫條件 升溫環境氣體：大氣開放系 元件溫度：1 3 5 0 °C 動作時間：2 4 0 h 表1顯示其結果。 312/發明說明書(補件)/92-06/92 ] 06609 1222727 [表i] 加熱器製作條件 吸水量 (g / c m 3 ) 黑點產 生根數 黑點 數（{固） 石英玻璃管 的內徑（mm) 管徑設爲1時的 管內徑的比率 比 較 例 1 4 2 5 x 1 Ο·5 5根中 5根 無數 無數 9 9 10 實 施 例 1 4 2 1 χ 1 Ο'4 5根中 〇根 0 0 0 0 0 如此，關於使用吸水量小的碳鋼絲（發熱體）的碳鋼絲發 熱體密封加熱器的部分’未見有黑點的產生。 此外，使用4種類內徑互異的石英玻璃管，製作如圖1 所示〕字狀的碳鋼絲發熱體密封加熱器（直線狀部： 8 0 0mm)，在如下條件下進行升溫試驗，確認黑點的產生狀 況。又，加熱器製作時的石英玻璃管2 0內部的壓力，係在 加熱溫度1 2 00°C、ltorr的條件下進行。使用吸水量爲 lxl(T4g/Cm3以下的碳鋼絲。 升溫條件 升溫1哀境氣體：大氣開放系 元件溫度：1 4 0 0 °c 動作時間：1 h 、 34 312/發明說明書(補件)/92-06/92106609 1222727 表2顯示其結果。 [表2] 加熱器製作條件 石英玻璃管 管徑設爲1時的 黑點產生根數 黑點數 的內徑（mm) 管內徑的比率 (個） 比較例2 3 1.5 2根中1根 5 實施例2 4 2 2根中0根 0 實施例3 6 〇 2根中0根 0 實施例4 10 5 2根中0根 0 比較例3 14 7 2根中0根 0 如此，在將碳鋼絲（發熱體）的直徑設爲1時，石英玻璃 管的內徑的比率爲2〜5的情況，確認有抑制黑點的產生。 又，比較例3爲熱容量大，且，熱回答性劣者。 此外，使用內徑爲3mm及1 Omm的石英玻璃管，製作如 圖1所示口字狀的碳鋼絲發熱體密封加熱器，在如下條件 下進行升溫試驗，確認黑點的產生狀況。又，加熱器製作 時的石英玻璃管20內部的壓力，係在加熱溫度1 2 00 °C、 1 tori'的條件下進行。使用吸水量爲1 xl (T4g/cm3以下的碳 鋼絲。 升溫條件 升溫環境氣體：在加熱管的外側設定絕熱用管而升溫 元件溫度：1 6 0 0 °C 動作時間：1 h 表3顯示其結果。 35 3】2/發明說明書(補件)/92-06/92106609 1222727 [表3] 加熱器製作條件 短時間調查結果 石英玻璃管 的內徑（mm) 管徑設爲1 時的管內徑 的比率 里點 Si、白點 產生根 數 比 較 例 4 3 1 .5 無數* 1 無數* 1 5根中 4根 0 0 無數* 1 無數* 1 無數* 1 無數* 1 無數* 1 無數* 1 實 施 例 5 10 5 0 0 5根中 1根 0 0 2*2 0 0*3 0 0 0 注）*】意味著僅於直線狀部（發熱部）的石英玻璃管產生 的意思。 * 2意味著於直線狀部（發熱部）的石英玻璃管產生黑薄 膜的意思。 * 3意味著於端子部的大徑管部的石英玻璃管產生黑點 的意思。 比較例4不僅產生黑點而且還產生白點（Si)。並確認藉 由增大石英玻璃管的內徑，具有黑點及白點（Si)的抑制效 果。 如上述，根據本發明之碳鋼絲發熱體密封加熱器，可獲 得抑制黑點的產生，發熱特性良好的碳鋼絲發熱體密封加 36 3 ] 2/發明說明書(補件)/92-06/92〗06609 1222727 熱器。 再者，參照圖4 A及圖4 B，說明本發明之碳鋼絲發熱體 密封加熱器的第2實施形態。本實施形態尤其是於碳鋼絲 發熱體密封加熱器的端子部方面具有特徵。又’對與圖1 至圖3所示構件相同或是相當的構件，賦予相同的元件符 號，並省略該詳細說明。 圖4A及圖4B所示加熱器的端子部，包括玻璃管1〇〇 ’ 收容著碳鋼絲（發熱體）4的端部；鋼絲碳構件33，係壓縮 收容於上述玻璃管1 0 0內，夾持著上述碳鋼絲發熱體4的 端部；及電力供給用的連接線3 1，其端部收容於上述玻璃 管1 0 0內，由壓縮之鋼絲碳構件3 3夾持著。上述玻璃管 1 0 0係由石英玻璃管所形成，具有兩側端部開口的軸線爲 直線狀的圓筒形狀。 而且，上述玻璃管100的一開口端部l〇〇a上，連接著構 成加熱器本體的石英玻璃構件（未圖示）。碳鋼絲發熱體4 係從該開口端部1 〇〇a導出，配線於加熱器本體內部。 該開口端部1 〇 〇 a爲了防止碳鋼絲發熱體4及鋼絲碳構件 3 3等的內部充塡物的飛出，形成略爲縮頸的形狀。另一方 面，上述玻璃管1 0 0的開口端部1 0 0 b在導出連接線3 1的 狀態由其他的玻璃元件（密封玻璃管3 4)所封閉。 本實施形態與圖1所示端子部相比，在未具備收容於大 徑部2 3的內部的直管3 2方面存在差異。 此外，上述鋼絲碳構件3 3構成爲將鋼絲碳構件紮束而 成的3束鋼絲碳束3 3 a、3 3 b、3 3 c。上述碳鋼絲發熱體4 312/發明說明書(補件)/92-06/9210(5609 .. 1222727 係在該3個均等的鋼絲碳束3 3 a、3 3 b、3 3 c間，且配設於 上述玻璃管1 0 0的大致中心位置。 也就是說，在上述玻璃管1 00的內部插入、充塡著鋼絲 碳束33a、33b、33c時’此等鋼絲碳束33a、33b、33c宛 如具有鑽孔、球盤等的夾頭的功能’以使碳鋼絲發熱體4 位於玻璃管1 〇 〇的中心位置。 其結果，碳鋼絲發熱體4被配設於玻璃管1 0 0的大致中 心位置。 上述鋼絲碳束雖各自均等且爲3個以上的奇數個，但 是，從將碳鋼絲發熱體4被配置於玻璃管1 0 0的中心部這 一點考慮則顯得尤爲重要。在上述鋼絲碳束爲偶數的情況 或是不均等的情況，要將碳鋼絲發熱體4配置於玻璃管1 〇 〇 的中心部將變得困難。 爲此，鋼絲碳束3 3 a、3 3 b、3 3 c以儘量均等者爲佳。例 如，在使用構成鋼絲碳束3 3 a、3 3 b、3 3 c的總數爲8根的 鋼絲碳構件，作成3根鋼絲碳束的情況，最好使3根鋼絲 碳構件組成的鋼絲碳束爲2束，而使2根鋼絲碳構件組成 的鋼絲碳束爲1束。 此外，在鋼絲碳束爲3束以上的奇數個的情況，對於玻 璃管1 0 0的壓縮充塡作業將變得困難。 據此，鋼絲碳束爲各自均等的3束尤佳。 碳鋼絲（發熱體）4則使用第1實施形態所使用者。此外， 作爲鋼絲碳構件也使用與上述碳鋼絲發熱體4相同者，使 用直徑5〜1 5 // m的碳纖維，例如，使用將如直徑爲7 // m 38 3】2/發明說明書(補件)/92-06/92106609 1222727 的碳纖維以約3 000〜3 5 〇〇根程度紮束的碳纖維束，編織爲 直徑約爲2mm的編織或編結形狀等的碳鋼絲。 此外，鋼絲碳構件也採用吸水量爲2x；[(r3g/cm3以下的 碳鋼絲，關於編入徑距、碳單纖維的豎毛，也使用與第1 實施形態所使用的碳鋼絲4相同者。 此外’作爲本發明之較佳實施形態，將2〜4根的複數 根的鋼絲碳構件集中紮束者，即爲鋼絲碳束。藉此，於鋼 絲碳構件的徑方向賦予彈性，其結果在玻璃管內可強固地 夾持碳鋼絲發熱體的端部。 此外，最好鋼絲碳束3 3 a、3 3 b、3 3 c的總數，至少較埋 設於其中的碳鋼絲發熱體4的根數要多，由於爲5倍以上 可降低電阻，可極力抑制鋼絲碳束3 3 a、3 3 b、3 3 c的發熱， 而尤其佳。 再者，圖5顯示應用圖4 A、圖4 B所示端子部的端子部。 該端子部具備收容上述玻璃管1 〇 0的外套管1 0 1，加熱器 本體部的石英玻璃構件1 0 2與外套管1 0 1 —體形成。 據此，圖4A、圖4B所示端子部的製作方法，只要利用 圖5所示端子部的製作方法即可，因此，在此針對圖5所 示端子部進行說明，而省略圖4A、圖4B所示端子部的製 作方法。 (1)首先，將通過石英玻璃製的外套管1 0 1內的碳鋼絲發 熱體4的端部，插穿於玻璃管1 0 〇的內部。 (2 )其次，折彎鋼絲碳束3 3 a、3 3 b、3 3 c，於該折彎部安 裝引導線。然後，在邊以該引導線相互不會相接的方式， 312/發明說明書(補件)/92-06/92106609 39 1222727 邊使碳鋼絲發熱體4位於玻璃管1 〇 〇的中心的狀態，將鋼 絲碳束3 3 a、3 3 b、3 3 c牽引入玻璃管1 〇 0的內部。 又，因爲將鋼絲碳束3 3 a、3 3 b、3 3 c折彎，因此在玻璃 管1 0 〇內部的一束鋼絲碳構件的根數成爲2倍。 (3 )以位於鋼絲碳束3 3 a、3 3 b、3 3 c的中心的方式邊調節 碳鋼絲發熱體4，邊牽引引導線，以便使鋼絲碳束3 3 a、 33 b、33c的折彎部位於玻璃管1〇〇的開口端部l〇〇a。如此， 在玻璃管1 〇 〇的內部利用具有折彎部的鋼絲碳束壓縮收容 (固定）碳鋼絲發熱體，即可維持高固定力。 (4 )切斷並除去從鋼絲碳束3 3 a、3 3 b、3 3 c的玻璃管1 0 0 的一端部l〇〇b多出的部分。 (5 )此後，將玻璃管1 0 0插入石英玻璃製的外套管1 0 1 內，隨後，調節碳鋼絲發熱體4的貼合狀態等以調整電阻 値，密封外套管1 〇 1的開口端部1 0 1 a，完成製作。 如此，鋼絲碳構件3 3構成爲將鋼絲碳構件紮束而成的 複數鋼絲碳束3 3 a、3 3 b、3 3 c，上述碳鋼絲發熱體4係在 上述複數鋼絲碳束3 3 a ' 3 3 b、3 3 c之間，且配設於上述玻 璃管的大致中心位置。 也就是說，鋼絲碳束3 3 a、3 3 b、3 3 c宛如具有鑽孔、球 盤等的夾頭的功能，以使碳鋼絲發熱體4位於玻璃管1 〇〇 的中心位置。， 其結果，碳鋼絲發熱體4被配設於玻璃管1 〇 〇的中心位 置，而與玻璃管1〇〇不接觸而被牽引出。 藉此，避免了玻璃管1 〇〇與碳鋼絲發熱體4間的反應， 40 312/發明說明書(補件)/必線92】06609 1222727 且抑制著起因於此的斷線’因而’與習知技術相比可顯著 延長加熱器的壽命。此外’碳鋼絲發熱體4因從複數鋼絲 碳束3 3 a、3 3 b、3 3 c的大致中心處通過，因而可容易進行 其電阻調整。 此外，利用鋼絲碳束3 3 a、3 3 b、3 3 c的折彎部存在於收 容碳鋼絲發熱體4的端部的玻璃管1 〇 〇的碳鋼絲發熱體4 導出側（與連接線的相反側），使得來自鋼絲碳束33a、33b、 3 3 c的端部的塵狀物進入密封著碳鋼絲發熱體4的石英玻 璃管1 0 2內，可防止該塵狀物與石英玻璃管1 〇 2的內壁反 應、黏附、形成發熱斑點等。 更且，藉由該構造，容易將連接線插入壓縮之鋼絲碳構 件中，且，可更爲牢固地固定著該前端部，而可進行穩定 的電力供給。 · 又，上述碳鋼絲發熱體4的吸水量，在密封於石英玻璃 管內的狀態，最好爲2 X 1 (Γ3 g / c m3以下。藉此，還可獲得 抑制使用中的黑點的產生，且發熱特性良好的碳鋼絲發熱 體密封加熱器。 再者，參照圖6 A至圖8，說明本發明之第2實施形態的 端子部的變化例。 本實施形態中’如圖6 A及圖6 B所示，收容著上述碳鋼 絲發熱體4的端部的玻璃管1 03，形成爲τ字狀之同時， 一端部形成有密封端子部l〇3a，從彎曲部i〇3b延設著加 熱器本體的螺旋狀的玻璃管1 0 4。 此外，碳鋼絲發熱體4及鋼絲碳束3 3 a、3 3 b、3 3 c，從 312/發明說明書(補件)/92-06/92106609 41 1222727 玻璃管】〇 3的開口端部1 〇 3 c至密封端子部1 Ο 3 a部分與軸 線大致平行_列，而在上述玻璃管1 〇 3的彎曲部1 〇 3 b，從 鋼絲碳束3 3 a、3 3 b、3 3 c之間導出碳鋼絲發熱體4。 此外，將從上述玻璃管1 0 3的彎曲部1 〇 3 b至密封端子 部103a的長度，設定爲從彎曲部103b延設的玻璃管104 的內徑Φ的1 . 5倍以上。 碳鋼絲發熱體4係在3束鋼絲碳束3 3 a、3 3 b、3 3 c間， 且配設於玻璃管1 03的大致中心位置，因此，如圖8所示， 從彎曲部l〇3b至密封端子部103a的鋼絲碳構件33，無在 · 彎曲部1 0 3 b隆起，而將碳鋼絲發熱體4抵壓接觸於內壁面 的情況。 又，在從玻璃管1 〇 3的彎曲部1 0 3 b至密封端子1 0 3 a的 長度，低於延設的玻璃管的內徑的1 . 5倍的情況，從彎曲 部1 0 3 b至密封端子部1 0 3 a的鋼絲碳構件3 3的抵壓功能變 弱，則如圖8所示（如習知L字狀玻璃管的情況），鋼絲碳 構件3 3在彎曲部1 0 3 b隆起，容易產生將碳鋼絲發熱體4 | 抵壓接觸於內壁面的問題。 又，該變化例之碳鋼絲發熱體4、鋼絲碳構件、鋼絲碳 束3 3 a、3 3 b、3 3 c及連接線3 1，與上述情況相同，故而省 略此等說明。 再者，參照圖7說明製作方法。 (1 )從玻璃管1 〇 3的開口端部1 0 3 c介由彎曲部1 〇 3 b，將 碳鋼絲發熱體4插穿於螺旋狀的玻璃管1 〇4，且從上述玻 璃管]0 4的開口端部1 〇 4 a導出。 42 312/發明說明書(補件)/92-06/92106609 (2 )其次，折彎鋼絲碳束3 3 a、3 3 b、3 3 c，於該折彎部安 裝引導線。該引導線係從密封前的玻璃管1 03的開口端部 1 03 a導出。 而且，在邊以從開口端部1 0 3 a導出的引導線相互不會相 接的方式，邊使碳鋼絲發熱體4位於玻璃管1 〇 3的中心的 狀態，將鋼絲碳束3 3 a、3 3 b、3 3 c牽引入玻璃管1 〇 3的內 部。又，因爲將鋼絲碳束3 3 a、3 3 b、3 3 c折彎，因此在玻 璃管1 0 3內部的一束鋼絲碳構件的根數成爲2倍。 (3 )以位於鋼絲碳束3 3 a、3 3 b、3 3 c的中心的方式邊調節 碳鋼絲發熱體4，邊牽引引導線，以便使鋼絲碳束3 3 a、 3 3b、33c的折彎部位於玻璃管103的開口端部103a。如此， 在玻璃管1 03的內部利用具有折彎部的鋼絲碳束壓縮收容 (固定）碳鋼絲發熱體，即可維持高固定力。 (4 )切斷並除去從鋼絲碳束3 3 a、3 3 b、3 3 c的玻璃管1 〇 3 的一端部1 03 c多出的部分。此後，熱熔接上述開口端部 1 〇 3 a，形成密封端子部。 此外，調節碳鋼絲發熱體4的貼合狀態等以調整電阻 値，密封玻璃管的開口端部及加熱器側開放端部，完成製 作。 再者，參照圖9，說明圖5所示端子部的變化例。圖中’ 對與圖5所示構件相同或是相當的構件，賦予相同的元件 符號，並省略詳細說明。 關於該變化例，具有將圖5所示玻璃管1 0 0 —分爲二之 方面的特徵。亦即，該變化例中，係分割爲收容著碳鋼絲 43 312/發明說明書(補件)/92-06/92106609 1222727 發熱體4的一部分的第1玻璃管1 〇 5 ;使其軸線與上述 玻璃管1 0 5相同，且收容著將電力供給上述碳鋼絲發 4的電力供給用的連接線3 1的端部及碳鋼絲發熱體4 部的第2玻璃管1 0 6。 此外，與圖5所示端子部的鋼絲碳構件3 3相同，Ϊ 述第1、第2玻璃管1 0 5、1 0 6的內部，具有夾持著上 鋼絲發熱體4及電力供給用的連接線3 1的被壓縮收容 絲碳構件1 〇 7、1 0 8。 上述鋼絲碳構件1 0 7、1 〇 8與鋼絲碳構件3 3相同， 爲將鋼絲碳構件紮束而成的複數鋼絲碳束，上述碳鋼 熱體4係在上述複數鋼絲碳束間，且配設於上述玻璃管 的大致中心位置。又，碳鋼絲發熱體4及鋼絲碳構件] 1 〇 8與上述第1、第2玻璃管1 0 5、1 0 6的軸線大致平 列。 如此，在本發明於第1玻璃管1 0 5收容著碳鋼絲發 4的一部分，而於第2玻璃管1 06收容著供給電力的1 供給用的連接線3 1的端部及碳鋼絲發熱體4的端部。 此，在第1、第2玻璃管1 0 5、1 0 6，可改變鋼絲碳構件 1 0 8的量。 據此，在收容著因振動等其與鋼絲碳構件的接觸狀 發生變化的連接線3 1的第2玻璃管1 0 6的內部，可綿 收容鋼絲碳構件1 〇 8。其結果，連接線3 1與鋼絲碳構件 維持在一定的連接狀態，可圖獲電阻値的穩定化。 若具體予以說明的話，當如圖5所示的玻璃管1 0 0 312/發明說明書(補件)/92-06/92 ] 06609 :第1 熱體 的端 Ε上 述碳 的鋼 構成 絲發 ;105 [07、 行排 熱體 力 因 1 07 > 態易 密地 108 的長 44 1222727 度成爲3 Ο 0 m m以上時，在插穿、收容鋼絲碳構件3 3時， 期摩擦阻力增加，而要綿密收容鋼絲碳構件3 3有困難。其 結果連接線3 1的端部的夾持狀態成爲不穩定，當有振動施 加於端子部時，電阻値將發生變化。 爲此，在玻璃管的長度爲3 0 0mm以上時，將上述玻璃管 一分爲二，使夾持連接線3 1的端部的第2玻璃管1 0 6的鋼 絲碳構件1 〇8的量較第1玻璃管1 05的鋼絲碳構件1 07的 量多，進行插穿、收容，即可牢固地夾持連接線3 1。 如此，因爲可綿密地收容夾持連接線3 1的端部的鋼絲 碳構件，即使有振動施加於端子部，仍可抑制電阻質的變 動，可獲得電阻的穩定化。 再者，說明圖9所示端子部的製作方法。 (1 )首先，將通過石英玻璃製的外套管1 0 1內的碳鋼絲發 熱體4的端部，插穿於玻璃管1 〇 5、1 0 6的內部。 (2 )其次，折彎複數鋼絲碳束，於該折彎部安裝引導線。 然後，在邊以該引導線相互不會相接的方式，邊牽引入第 1、第2玻璃管1 〇 5、1 0 6的內部。此時，以使碳鋼絲發熱 體4位於第1、第2玻璃管1 〇 5、1 0 6的中心的狀態進行牽 引。 而且’使上述鋼絲碳束的折彎部位於第1玻璃管1 〇 5的 開口端部。 (3 )此後，將第1玻璃管1〇5插入石英玻璃製的外套管 1 0 1 內。 (4)此外，折彎一根鋼絲碳束，於該折彎部安裝引導線。 45 312/發明說明書(補件)/92-06/92 ] 06609 1222727 然後，將該引導線僅插穿於第2玻璃管1 Ο 6的內部，僅將 一根鋼絲碳束牽引入第2玻璃管1 0 6的內部，使其折彎部 位於第2玻璃管1 0 6的開口端部。 又，該引導線在牽引入上述複數鋼絲碳束時，也可同時 插穿於第2玻璃管1 0 6的內部。 如此，於第2玻璃管1 〇 6的內部，與第1玻璃管1 〇 5的 情況相比，收容著2根鋼絲碳束（因爲將一根鋼絲碳束折 彎，而成爲2根鋼絲碳束）。 (5 )隨後，將第2玻璃管1 〇 6插入石英玻璃製的外套管 1 0 1內。此時，一直插入到第2玻璃管1 0 6的端面接觸於1 玻璃管1 0 5的端面的位置。 (6)切斷並除去從鋼絲碳束的玻璃管1〇6的一端部l〇6a 多出的部分。 (7 )此後，調節碳鋼絲發熱體4的貼合狀態等以調整電阻 値，在將連接線3 1插入第2玻璃管1 0 6的內部的同時，密 封外套管1 〇 1的開口端部1 〇 1 a，完成製作。 藉由如上述的構成，可使夾持連接線3 1的端部的第2 玻璃管1 06的鋼絲碳構件1 08的量較第1玻璃管1 05的鋼 絲碳構件1 〇 7的量多，從而可牢固地夾持插入第2玻璃管 1 0 6的連接線3 1。 又，上述碳鋼絲發熱體4的吸水量，在密封於石英玻璃 管內的狀態，最好爲2xl (T3g/Cm3以下。藉此，還可獲得 抑制使用中的黑點的產生，且發熱特性良好的碳鋼絲發熱 體密封加熱器。 46 312/發明說明書(補件)/92-06/92106609 1222727 如上述說明，根據本發明之第2實施形態，因爲可進一 步將碳鋼絲發熱體配設且收容於玻璃管的大致中..心位置， 因此，可防止玻璃管與碳鋼絲發熱體的接觸，可獲得抑制 碳鋼絲發熱體的斷線的加熱器。 以下，參照圖1 〇至圖1 4說明本發明之碳鋼絲發熱體密 封加熱器的第3實施形態。該加熱器（碳鋼絲發熱體密封加 熱器）2 0 0，如圖1 0所示，具備加熱部2 2 0 ;設於上述加熱 部2 2 0兩端的密封端子部2 3 0 ;及保持加熱部2 2 0的加熱 器保持部240。 該加熱部2 2 〇係由收容著鋼絲碳束組成的碳鋼絲發熱體 4的石英玻璃管2 2 0 a組成其發熱部’藉由直線部及圓弧部 形成爲螺旋狀。又，碳鋼絲發熱體4採用第1實施形態所 使用者。 也就是說，沿著上下方向呈螺旋狀捲繞著石英玻璃管 2 2 0a，且將沿上下方向延設的石英玻璃管22 0a形成爲直線 狀，同時，將上下部的石英玻璃管2 2 0 a形成爲圓弧狀。 更爲詳細而言，如圖1 0及圖1 1所示’該石英玻璃管2 2 0 a 具備，連接及密封端子部2 3 0且延設於水平方向的導出部 2 2 5 ;連續於上述導出部2 2 5呈直線狀向上方延設的第1 直線部22 1 ;連續於上述第1直線部22〗延設的上部圓弧 部2 2 2 ;連續於上述上部圓弧部2 2 2呈直線狀向下方延設 的第2直線部2 2 3 ;及連續於上述第2直線部2 2 3延6受的 下部圓弧部224。 石英玻璃管2 2 0 a係從上述第1直線部2 2 1、上部圓弧部 3】2/發明說明書(補件)/92-06/92106609 47 22 2、第2直線部2 2 3及下部圓弧部224，再度延設於第1 直線部22 1，重複多次反復捲繞，形成螺旋狀。於是，最 終延設於從下部圓弧部224連接於另一密封端子部2 3 0的 導出部2 2 5。 該石英玻璃管2 2 0 a的內部收容著上述碳鋼絲發熱體4， 該碳鋼絲發熱體4從一密封端子部2 3 0，介由導出部2 2 5、 第1直線部2 2 1、上部圓弧部2 2 2、第2直線部2 2 3及下部 圓弧部2 2 4，多次反復捲繞後，於另一密封端子部2 3 0導 出。 又’上述導出部2 2 5係延設於相同面側，密封端子部2 3 0 係形成於加熱部2 2 0的一側。 如此’上述加熱部2 2 0因爲沿上下方向螺旋狀捲繞形成 石英玻璃管2 2 0 a ’因此，上述直線狀的石英玻璃管2 2 0 a (2 2 1、2 2 3 )相對於輻射方向前後配設。也就是說，藉由來 自前後配設的直線狀的石英玻璃管22 0a(221、22 3 )的輻 射，如圖1 1的箭頭所示，可進一步增大垂直面方向（橫方 向）的輻射熱。 更且’密封端子部2 3 0係形成於加熱部2 2 0的相同面 側，因此可容易形成與電源（未圖示）的連接。利用夾持上 述加熱部2 2 0，與密封端子部2 3 0的形成側的相反側成爲 照射側。據此，藉由於密封端子部2 3 0的形成側配置反射 板2 3 6等，即可更爲增大幅射。該反射板2 3 6使用在2片 石英玻璃板狀體內將熱膨脹黑鉛薄膜與外氣絕緣而予以密 封者’是從提升局純度維持性及反射效率的觀點考慮較爲 312/發明說明書(補件)/92-06/92106609 48 1222727 理想者，此外，將上述密封端子部2 3 0、上述導出部2 2 5 以熔接等一體設於上述加熱器保持部2 4 0，則是從省空間 設置容易性的觀點考慮較爲理想者。 此外，上述石英玻璃管220a的第1、第2直線部221、 2 2 3的壁厚，如圖1 2 B所示’形成爲大致均勻。 另一方面，上部圓弧部222及下部圓弧部224的壁厚， 如圖1 2 A所示，其內周部側的壁厚B形成爲較外周部側的 壁厚A要厚。具體而言，內周部側的壁厚B形成爲外周部 側的壁厚A的1 . 1〜2 ’而較厚地形成。又，上述第1、第 2直線部221、2 2 3、上部圓弧部222及下部圓弧部224的 外徑、內徑形成爲相同的尺寸。 如此，因爲較大地形成內周部側的壁厚B，因此與其他 部分相比增大熱容量。因此，上部圓弧部222及下部圓弧 部2 2 4相較於外周方向的熱輻射，其內周方向的熱輻射減 弱。 此外，可抑制來自前後配置的直線狀石英玻璃管的輻射 熱延著與垂直面方向垂直的方向（縱方向）的放射。 更且，該構造在捲繞爲螺旋狀的石英玻璃管內藉由指定 的拉伸力收容著碳鋼絲發熱體的本發明的加熱器中，補強 著應力大的部分，可進一步防止破損等的發生。 此外，上部圓弧部222及下部圓弧部224的曲率半徑r ’ 係形成爲石英玻璃管220a的外徑的2倍以上、5倍以下。 在該曲率半徑r未滿石英玻璃管2 2 0 a的外徑的2倍的情 況，在形成圓弧部時石英玻璃管22 0a的內部將有變形。因 49 312/發明說明書(補件)/92-06/92106609 1222727 而有碳鋼絲發熱體4接觸於石英玻璃管2 2 0 a的內壁之虞$ 並不理想。另一方面，當曲率半徑r超過石英玻璃管的外 徑的5倍時，加熱器的寬度增大，同時，上下方向的輻射 增大而並不理想。 此外，第1、第2直線部2 2 1、2 2 3的長度爲石英玻璃管 2 2 0 a的外徑的4倍以上，換言之，具備上部圓弧部2 2 2及 下部圓弧部2 2 4的長度的2倍以上。 如此，因爲第1、第2直線部221、223具備上部圓弧部 2 2 2及下部圓弧部2 2 4的長度的2倍以上的長度，因此， 可將垂直面方向（橫方向）的輻射熱較上下方向的輻射熱增 大。 此外’上部Η弧部2 2 2及下部圓弧部2 2 4之石英玻璃管 22 0a的間隔Τ(參照圖10)可適宜選擇，但是，間隔越窄越 可增大垂直面方向（橫方向）的輻射熱。 但是，上述加熱部2 2 0，因爲沿上下方向螺旋狀捲繞而 形成石英玻璃管22 0a，因此，上述直線狀的石英玻璃管 2 2 0 a ( 2 2 1、2 2 3 )係相對於輻射方向前後配設。據此，若太 綿密地予以捲繞，反而無法有效利用配置於後面的直線狀 的石英玻璃管220a(221)的輻射熱，此外，在捲繞之石英玻 璃管22 0a的內側變得異常的高溫。 爲此，上述圓弧狀的石英玻璃管220a (2 22、224)與鄰接 之圓弧狀的石英玻璃管，最好以石英玻璃管220的外徑的 1至3倍的間隔進行捲繞。 此外，上述加熱器保持部240具備，內接於上部形成的 50 312/發明說明書(補件)/92-06/921066〇9 1222727 圓弧狀石英玻璃管2 2 0 a (2 2 2)而設的加熱器上部保持管 241 ;外接於上述下部形成的圓弧狀石英玻璃管22 0a(2 2 4) 而設的加熱器下部保持管242 ;及連結上述加熱器上部保 持管241和加熱器下部保持管242的連結構件243。 此外，上部圓弧狀的石英玻璃管220 a(222)與加熱器上部 保持管2 4 1相熔接，此外，下部圓弧狀的石英玻璃2 2 0 a ( 2 2 4 ) 與加熱器下部保持管242相熔接，更且，連結構件243與 上述加熱器上部保持管241和加熱器下部保持管242熔接。 據此，加熱器保持部240與加熱部22 0形成爲一體。如 此，藉由設置加熱器保持部2 4 0，可增加加熱部2 2 0的機 械強度，可防止破損。此外，因設置加熱器下部保持管2 42 而可提升設置性。更且，將加熱器保持部240安裝於形成 爲圓弧狀的石英玻璃管22 0a(22 2、22 4)上的圓弧狀部的熱 容量增大，因而可更爲減少內周部側的輻射。 以下，參照圖1 1、圖1 3 A、圖1 3 B、圖1 4，說明密封端 子部23 0的構造。該密封端子部23 0係爲具有1根連接線 3 1者，對於1個加熱部2 2 0，如圖1 0所示，而有2個密封 端子部2 3 0的必要。因此等密封端子部2 3 0的構造相同， 因此只說明一個密封端子部2 3 0。 該密封端子部2 3 0具備，構成密封端子部的玻璃管231 ; 收容於上述玻璃管2 3 1內部的直管2 3 2 ;壓縮收容於上述 直管3 2內的複數鋼絲碳構件3 3 ;密封上述玻璃管2 3 1的 端部的密封玻璃管23 5 ;及設於密封玻璃管2 3 5的由鎢（W) 組成的連接導線3 1。 51 312/發明說明書(補件)/92-06/92106609 從上述石英玻璃管22 0a的導出部導出的碳鋼絲發熱體 4，具有與上述第1實施形態、第2實施形態之碳鋼絲發熱 體相同的構成。此外，碳鋼絲發熱體4係藉由以壓縮狀態 夾入壓縮收納於該玻璃管2 3 1內的直管2 3 2的複數鋼絲碳 構件3 3的構造所連接，上述鋼絲碳構件3 3具有連接於密 封端子部2 3 0的連接導線3 1的構造。 密封玻璃管2 3 5係從與玻璃管2 3 1的熔接側，藉由石英 玻璃部235a、緩變（Graded)密封部2 3 5 b及鎢（W)玻璃部 2 3 5 c所構成。 連接壓縮收納於直管2 3 2內的鋼絲碳構件的鎢（W )組成 的連接線3 1，如圖1 4所示，由鎢（W)玻璃部2 3 5 c的鉗密 封部2 3 5 d所夾緊密封。 也就是§兌’利用接近構成連接線的鷄（W)的熱膨膜係數 的鎢（W )玻璃來形成鉗密封部2 3 5 d，同時，由石英玻璃形 成玻璃管2 3 1的熔接側。 如此，因爲利用接近構成連接線3 1的鎢（W)的熱膨脹係 數的鎢（W )玻璃來形成鉗密封部2 3 5 d，因此.，可防止伴隨 著連接線3 1的高溫時熱膨脹的玻璃部（鉗密封部2 3 5 d)的 破損。 此外，利用與玻璃管2 3 1同等或相同的石英玻璃來形成 與玻璃管231熔接的密封玻璃管2 3 5 (石英玻璃部2 3 5 a)， 可防止伴隨著熱膨脹的破損。此外，藉由使用高純度的石 英玻璃，可防止金屬污染。 更且，在石英玻璃部2 3 5 a及鎢（W )玻璃部2 3 5 c之間形成 52 312/發明說明書(補件)/92-06/92106609 1222727 緩變（G i. a d e d )密封部2 3 5 b。 也就是說，藉由將與Si02成分及W玻璃成分漸漸變化 的上述石英玻璃部2 3 5 a的相接側設爲石英玻璃組成、或 是、與其熱膨脹係數接近的材料，且朝向著與上述鎢（W) 玻璃部2 3 5 c的相接側，將以使上述熱膨脹係數接近w玻 5辑的熱膨脹係數的方式而傾斜分布的材料所組成的緩變 (Gfaded)密封部2 3 5 b設於石英玻璃部2 3 5 a及鎢（W)玻璃部 2 3 5 c之間，可防止伴隨著高溫時熱膨脹的玻璃管2 3 5的破 損。 此外，如圖1 3 A、圖1 3 B所示，上述碳鋼絲發熱體4係 於密封端子部2 3 0中以壓縮狀態夾入複數鋼絲碳構件3 3， 且’介由上述複數鋼絲碳構件3 3而與連接線3 1連接。 如此，上述碳鋼絲發熱體4並非直接與連接線3 1連接， 而是介由壓縮收容的上述複數鋼絲碳構件3 3形成連接，因 此，即使上述發熱體成爲高溫，仍不會造成複數鋼絲碳構 件3 3與碳鋼絲發熱體4的連接減緩，此外，因在鋼絲碳構 件3 3內溫度充分降低而與連接線的連接不會減緩，從而可 維持良好的連接狀態。 而且，複數鋼絲碳構件3 3的碳成分起到還原作用，而 可抑制導線氧化的增大，其結果可防止伴隨著此的電火花 的產生。 又，上述碳鋼絲發熱體4的吸水量，在其密封於石英玻 璃管內的狀態，最好爲2xl (T3g/Cm3以下。藉此，可抑制 使用中的黑點的產生，可獲得發熱特性良好的碳鋼絲發熱 53 312/發明說明書(補件)/92-06/92】066〇9 1222727 體密封加熱器。 此外，本發明之第3實施形態中，密封端子部2 3 0 (尤其 是直管2 3 2的內部構造）最好採用上述第2實施形態的端子 部的任一構造。藉此，可進一步防止碳鋼絲發熱體與玻璃 管的接觸，可獲得進一步抑制著碳鋼絲發熱體的斷線的碳 鋼絲發熱體密封加熱器。 以下，參照圖1 0及圖Π說明第3實施形態的製造方法。 (1) 首先，形成導出部2 2 5、第1直線部221、上部圓弧 部22 2、第2直線部22 3及下部圓弧部224，同時，將石英 玻璃管22 0a捲繞爲螺旋狀。此後，將較石英玻璃管220a 大徑的石英玻璃管2 3 1熔接於導出部2 2 5。 (2) 在設於石英玻璃管22 0 a的兩端部的上述石英玻璃管 2 3 1間渡過碳鋼絲發熱體4。 (3 )其次，將上述碳鋼絲發熱體4插穿於直管2 3 2，同時， 鋼絲碳構件3 3的插入側以U字狀的狀態收容於該直管2 3 2 的內部。此時，將導入線插穿於鋼絲碳構件插入側的U字 狀，藉由牽引該導入線，即可於直管2 3 2壓縮收容著鋼絲 碳構件3 3。藉此，碳鋼絲發熱體4被牢固地固定。而且， 切斷從終端部多出的鋼絲碳構件及碳鋼絲發熱體。 (4)然後，將壓縮密封著鋼絲碳構件33及碳鋼絲發熱體 4的直管232，插入石英玻璃管231的內部。 (5 )再者，將密封玻璃管2 3 5的連接線3 1插入內部，將 上述碳鋼絲發熱體4與連接線3 1電性連接。 (6)再者，從未圖示的氣體導入口導入惰性氣體、例如導 54 3】2/發明說明書(補件)/92-06/92106609 1222727 入氮氣’將石英玻璃管2 3 1與密封玻璃 密封端子部2 3 0。又，上述氮氣用以防」 絲發熱體4及鋼絲碳構件3 3的劣化。 (7)然後，同樣形成另一端的密封端子 氣體導入口將石英玻璃管2 2 0 a內部減腫 後，藉由利用氫氧燃燒噴嘴加熱密封後专 10)〇 藉由如上述的製造方法，即可容易製 熱器。 以下，參照圖1 5至圖1 8說明本發明 變化例。又，對與圖1 0至圖1 4所示構 構件，賦予相同的元件符號，並省略該 本實施形態，具有防止形成於上部的 2 2 2的破損，及連結密封端子部2 3 0與：： 部分B的破損方面的特徵。 如圖1 5所示，當如由箭頭P 1、P2所 或是因作業者的不留意間的外力作用於 221時，具有在石英玻璃管220、221的 中而破損的情況。此外，如圖.1 5所示， 管2 4 2的下面較密封端子部2 3 0的密封 位於更下方的位置（突出長度1)時’在B 情況，加熱器下部保持管242的下面將 其結果，當因振動等使得外力P 3作月 部2 3 0及石英玻璃管2 2 1的部分B時’ 312/發明說明書(補件)/92-06/92] 06609 管2 3 5熔接，形成 Ji加熱引起的碳鋼 部2 3 0後，從上述 ^爲1 OOtorr以下 5成加熱器（參照圖 造本實施形態的加 之第3實施形態的 件相同或是相當的 詳細說明。 圓弧狀石英玻璃管 5英玻璃管221的 示的地震等的振動 石英玻璃管2 2 0、 Al、A2處應力集 在加熱器下部保持 玻璃管2 3 5的下面 ^置加熱器2 0 0的 接觸於設置面。 3於連結密封端子 有因振動等造成部 55 1222727 分B破損的情況。 本變化例係將因振動等的外力而易產生破損的部 以改良者，如圖1 6所示，在上部形成的圓弧狀石英 222的內側，以指定間隔tl設置實心的加熱器上部 狀體2 5 1。 此外，如圖1 7所示，實心的上述加熱器下部保ί 體2 5 4，係形成在位於較密封端子部2 3 0的下面高 距離t2的位置。 更且，與上述實施形態不同，如圖1 8所示，上$ 器上部保持棒狀體2 5 1係藉由上部形成的圓弧狀石 管222及小徑的實心圓弧狀石英玻璃棒245所固定 同樣地，加熱器下部保持棒狀體2 5 4係藉由下部形 弧狀石英玻璃管2 2 4及小徑的實心圓弧狀石英玻璃 所固定。 如此，因爲在上述上部形成的圓弧狀石英玻璃管 內側及加熱器上部保持棒狀體2 5 1之間，設置指定 t!，因而，可避免因振動等引起的石英玻璃管222 器上部保持棒狀體2 5 1的衝突，可防止破損。尤其 避免加熱器上部保持棒狀體2 5 1的對於石英玻璃管 第2直線部2 2 3的連接部分的衝突。該間隔t!從避 的觀點考慮最好爲〇.2mm以上。 此外，因爲加熱器下部保持棒狀體2 5 4的下面， 密封端子部2 3 0的下面高出指定距離t2的上方位置 而，即使在將加熱器設於水平面的情況，也無加熱 312/發明說明書(補件)/92-06/92106609 分加 玻璃管 保持棒 寺棒狀 出指定 ®加熱 英玻璃 。此外， 成的圓 棒24 6 22 2的 的間隔 與加熱 是，可 222與 免衝突 位於較 ，因 器下部 56 1222727 保持棒狀體2 5 4的下面接觸於設置面的情況。 據此，即使有因地震等所施加的上下振動， 保持棒狀體2 5 4的下面仍不接觸於設置面，可 封端子部2 3 0及石英玻璃管224的部分B(導出 損。 又，指定距離12最好爲0 · 5 m m以上。這是g 0.5mm以上的高低差的情況，即使有因地震等 振動，加熱器下部保持棒狀體2 5 4的下面仍不 面的目的。 更且，如上所述，上述加熱器上部保持棒狀 藉由上部形成的圓弧狀石英玻璃管222及小徑 狀石英玻璃棒24 5所固定，加熱器下部保持棒 藉由下部形成的圓弧狀石英玻璃管224及小徑 狀石英玻璃棒246所固定。 因此，在保持加熱部220的同時，即使萬一 力，因實心圓弧狀石英玻璃棒2 4 5、2 4 6的破損 熱器2 2 0的破損。 又，上述碳鋼絲發熱體4的吸水量，在其密 璃管內的狀態，最好爲2xl(T3g/cm3以下。藉ji 步抑制使用中的黑點的產生，可獲得發熱特性 絲發熱體密封加熱器。 如上述，根據本第3實施形態，無來自加熱 質擴散、尤其是，來自發熱體的雜質金屬等的 擴散，在抑制處理對象物的污染的同時，具有 312/發明說明書(補件)/92-06/92〗06609 加熱器下部 防止連結密 部2 2 5 )的破 3爲在具有 引起的上下 接觸於設置 體251 ，係 的實心圓弧 狀體2 5 4係 的實心圓弧 被作用大外 ，而可避加 封於石英玻 t，可進一 良好的碳鋼 器的污染物 污染物質的 輻射熱的方 57 1222727 向性’可獲得增大垂直面方向的輻射熱的加熱器。 以下’第4實施形態係針對使用碳鋼絲發熱體密封加熱 器的流體加熱裝置進行說明。尤其是，參照圖1 9至圖2 4 詳細說明將氣體作爲流體的情況。 如圖1 9所示，本發明之氣體加熱裝置3 0 0，包括：將氣 體供給源供給的氣體加熱的加熱管3 0 1 ;螺旋狀形成於上 述加熱管3 0 1的外周圍的加熱部3 0 2 ;收容著上述加熱管 301與加熱部3 02的石英玻璃製的熱遮蔽體3 03;再收容著 收納上述加熱管301與加熱部3 02的熱遮蔽體3 0 3的殼室 3 04 ;設於熱遮蔽體3 0 3與殻室3 04之間的高純度絕熱材 3 0 5 ; —端連接於氣體供給源，同時，另一端連接於加熱管 301的屬氣體導入管的連接管3 0 6 ;及一端連接於加熱管 301，同時，另一端連接於半導體加熱處理爐（未圖示）的屬 氣體導出管的連接管307。 此外’如圖2 1所示，在上述加熱管3 0 1的內部配設著 成爲通過之氣體的阻力的充塡物3 1 2及擴散板3 1 3。 此外，上述加熱部3 0 2係由第1實施形態中已說明之將 碳纖維組成的碳鋼絲發熱體4(未圖示）密封所得之石英玻 璃管3 1 1組成其發熱部，且將上述加熱管3 0 1的表面配設 爲螺旋狀。 如圖1 9所示，該石英玻璃管3 1 1具備，螺旋狀的石英玻 璃管3 1 1 a ;連接於上述螺旋狀的石英玻璃管3 Π a —端， 且，支持著上述石英玻璃管3 1 1 a的螺旋構造的石英玻璃製 直管311b;及連接於上述螺旋狀的石英玻璃管311a另一 58 312/發明說明書(補件)/92-06/92106609 1222727 端，且，支持著上述石英玻璃管3 1 1 a的螺旋構造的石英玻 璃製直管3 1 1 c (未圖示）。 螺旋狀的石英玻璃管3 1 1 a與直管3 1 1 b、3 1 1 c連通，碳 鋼絲發熱體4係收容於螺旋狀的石英玻璃管3 1 1 a內，從直 管 311b、 311c 導出。 此外，直管3 1 1 b、3 1 1 c的各端部上，設有如圖1 9所示 密封端子部3 1 7。該密封端子部3 1 7與第1實施形態之端 子部3的情況相同，密封端子部3 1 7設有連接線3 1 7 a，且 以被供給電力的方式所構成。 · 該碳鋼絲發熱體4使用與第1實施形態之碳鋼絲發熱體 相同者。如此，將碳鋼絲發熱體密封於石英玻璃管3 1 1內 的加熱部3 02，與習知高純度碳化矽製加熱器相比，其熱 容量小，且對於半導體晶圓有害的金屬污染及粉粒的生 成、雜質氣體的產生等亦少。此外，吸水量在2χ 1 (T1g/cm1 以下，以抑制使用中的黑點的產生，其發熱特性極爲良好。 此外，上述加熱管3 0 1 —般係由厚度1〜3 mm的透明石 _ 英玻璃材形成爲圓筒狀。此外，加熱管3 0 1在內部收容著 充塡物3 1 2及擴散板3 1 3後，藉由形成連接管3 0 6、3 0 7 的側端板進行堵塞、密封。 又，上述加熱管3 0 1的尺寸（有效直徑、有效長度），係 在考量加熱之氣體量、加熱溫度、氣體的熱容量等的諸要 素而適宜設定，一般爲有效直徑50mm〜100mm、長度100 〜2 0 0 ni m 〇 此外，配設於加熱管3 0 1內的充塡物3 1 2，可使用如圖 59 1 ] 2/發明說明書(補件)/92-06/92 ] 06609 1222727 2 1所示的熔接短柱狀的透明石英玻璃串珠而形成的成形 體。 石英玻璃串珠的形狀只要爲吸收輻射熱、且對於通過氣 體有效賦予熱的形狀者，並不一定要限定在短柱狀，可隨 意採用球狀、旋轉橢圓體狀、短柱圓筒狀、鞍形形狀等者， 而並無任何限制。但是，從熔接時產生歪斜、安裝時、使 用時等易產生破裂及缺口者並不理想，此外，盡量廉價且 形狀加工容易等方面考慮，以短柱圓柱形狀者爲佳。 因爲上述石英玻璃等的石英質的熱傳導性不大，從加熱 部3 02的碳鋼絲發熱體，介由密封其之石英玻璃管3 1 1所 傳導至上述加熱管3 0 1內部的熱能的大部分爲輻射熱。因 此，上述加熱管3 0 1內的充塡物3 1 2較之於黑色體而以透 明體爲佳。 這是因爲上述充塡物312爲黑色體的情況，會在黑色體 的表面部分吸收輻射線，使得僅在上述表面部局部被加熱 的原因。相對於此，上述充塡物3 1 2爲透明體的情況，照 射之輻射熱經過複雜的衍射、反射、折射而到達中心部分， 從而可均衡地加熱上述充塡物3 1 2的內部。其結果可均勻 加熱通過加熱管3 0 1內部的氣體。 此外，上述透明石英玻璃串珠的形狀，爲短柱圓柱形 狀，可響應透氣性（通氣阻力壓損）而作適宜選擇，但是， 一般使用直徑4〜15mm、長度4〜15mm的程度，最好爲直 徑6〜1 2 m m、長度6〜1 2 m m者。 尤其是，將直徑6〜12mm、長度6〜12mm的石英玻璃串 60 312/發明說明書(補件)/92-06/92 ] 06609 1222727 珠與直徑4〜1 〇 m m、長度4〜〗0 m m的石英玻璃串珠的大小 二種類的短柱圓柱形狀串珠，以個數比1 ·· 4〜4 : 1的比率 (更佳爲6 : 4〜8 : 2)的個數比率進行混合者進行熔接而形 成的成形體，.不易產生破損、缺口，此外，在充塡率及氣 體壓損方面也相當適宜，因而較佳。 此外，在上述石英玻璃串珠的成形體（充塡物312)的上 游側面，藉由石英玻璃組成的圓板狀的擴散板3 1 3與該石 英玻璃串珠的成形體的熔接等而形成一體。 該擴散板3 1 3如圖2 4所示，形成複數貫穿孔3 1 3 a。該 貫穿孔3 1 3 a隨著從中心部向著外周部而設置多數個貫穿 孔。也就是說，其外周部的單位面積的開口率，形成爲較 中心部大。 如此，因爲在上述石英玻璃串珠的成形體（充塡物312) 的上游側面，藉由石英玻璃組成的圓板狀的擴散板3 1 3與 該石英玻璃串珠的成形體（充塡物312)的熔接等而形成一 體，因此，導入加熱管3 Ο 1內部的氣體，藉由擴散板3 1 3 從中心部向著外周部擴散，從充塡物3 1 2的上游側面全面 流入內部。 尤其是，因爲其外周部的單位面積的開口率，形成爲較 中心部大，因此，導入加熱管3 Ο 1的氣體，由加熱管3 Ο 1 的外周部方向擴散，從充塡物3 1 2的上游側面全面流入氣 體。其結果，氣體流入充塡物3 1 2的全區域。 據此，因爲氣體流.通於充塡物3 1 2的全區域，因而可提 升熱交換效率，同時，可更爲提升氣體的滯留性。 61 3】2/發明說明書(補件)/92-06/92106609 1222727 此外，因爲在充塡物3 1 2的上游側面，藉由熔接等而一 體形成擴散板3 1 3，因此，充塡物3丨2的局部（石英玻璃串 珠）不會脫落，可防止伴隨著此的粉粒等的產生。 又’如上述’作爲從充塡物3丨2的上游側全面流入氣體 的機構’也可爲將擴散板3 ! 3的外徑形成爲較的內徑小， 於兩者間形成間隙，而不將上述擴散板3〗3熔接於加熱管 3 0 1的構造。此外’根據如此的構造，可防止製造時加熱 管3 0 1的變形，可更爲提高尺寸穩定性。 若具體顯示有關上述擴散板3 1 3的外周面與加熱管的內 周面間存在間隙的構造的擴散板3 1 3，在上述加熱管3 0 1 爲內徑Φ 56mm、長度205 mm、壁厚3mm的情況，作爲擴 散板3 1 3，可使用外徑φ 5 3 m m、壁厚3 m m、且等間隔配置 共3 7個貫穿孔徑φ 3 mm的貫穿孔者。 又，爲了將上述擴散板3 1 3的外周面與加熱管3 0 1的內 周面設爲密接或熔接的構造，可將上述加熱管3 0 1的內徑 與擴散板3 1 3的外徑形成爲大致相等。 上述熱遮蔽體3 03，係爲了反射從加熱部3 02向著外部 側輻射之熱線而使得加熱部3 02之熱效率更爲提高之目 的，而覆被著上述加熱管301及加熱部302。而且，上述 熱遮蔽體3 0 3，係配設於殼室3 04內。 此外，在上述熱遮蔽體3 0 3與殼室3 04之空間，此外， 在熱遮蔽體3 0 3與加熱部3 02間之空間，最好充塡著如玻 璃纖維等的高純度絕熱材3 0 5。 此外，內部收納熱遮蔽體3 0 3，且形成氣體加熱裝置300 62 312/發明說明書(補件)/92-06/92〗06609 1222727 的外形的殼室3 Ο 4，最好由石英玻璃材所製成，但是並不 限於石英玻璃材，也可爲如金屬性箱體。該殼室3 0 4形成 爲筒狀，在收容加熱管3 Ο 1、加熱部3 02及熱遮蔽體3 03 後被密封。又，在殼室3 04的側端面設有導出連接管3 0 6、 3 0 7、加熱部3 02的密封端子部3 1 7的開孔部。 又，在本發明之第3實施形態中，最好將密封端子部3 ! 7 設爲上述第2實施形態之端子部的任一構造。藉此，可進 一步‘防止碳鋼絲發熱體與玻璃管的接觸，可獲得進一步抑 制碳鋼絲發熱體的斷線的碳鋼絲發熱體密封加熱器。 鲁 以下，說明使用上述石英玻璃串珠製造成形體（充塡物 3 1 2 )及擴散板3 1 3的製造方法。 首先，將直徑6〜1 2mm的透明石英玻璃的剝露棒切斷爲 長度6〜1 2 m m而形成的2種類大小的石英串珠，以例如 7 (尺寸大的串珠）：3 (尺寸小的串珠）混合（一般爲6 0 0〜 1 〇 〇 〇個）製造。此外，藉由石英玻璃板製造擴散板3 1 3，同 時’按指定位置、指定數形成貫穿孔。 | 然後，如圖2 3所示，將碳夾具3 ! 4放入石英筒（加熱管 3 0 1 )內’於其上放置擴散板3丨3。又，於該擴散板3丨3上 放入石英玻璃串珠。 此後’於碳製筒形的組合模3 1 5內投入該石英筒（加熱管 3 〇 1 )，從上面利用碳製的重量進行抵壓，加熱至1 4 5 (TC以 上’使上述石英玻璃串珠彼此部分熔接而成爲圓柱狀成形 體。此外，同時將上述擴散板3 1 3與上述圓柱狀成形體熔 接形成爲一體。此時，上述圓柱狀成形體與石英筒（加熱管 63 3 ] 2/發明說明書(補件)/92-06/92106609 1222727 3 〇1 )熔接而成爲一體化。 在如此製造之情況，與習知相同，施加於上部的載重雖 未被充分地施加於擴散板3 1 3附近的石英玻璃串珠，但是 藉由石英玻璃的自重與擴散板3 1 3熔接。其結果，可抑制 石英玻璃串珠的脫落，與此同時，還可抑制粉粒等的產生。 如上述般製造的充塡物3 1 2係配設於加熱管3 0 1，因此， 導入加熱管3 0 1的氣體通過由上述充塡物3 1 2形成的複雜 的彎曲交叉的微細流路，而可獲得適度的滯留時間。此外， 來自上述碳鋼絲發熱體的輻射熱在上述充塡物3 1 2內部反 復著複雜的衍射、折射、散射、反射。 其結果，可賦予充分的熱量給導入的氣體，而可使熱交 換優良，且可將加熱管、加熱部小型化。 此外，在充塡物3 1 2的上游側面一體形成擴散板3 1 3， 因此，如圖2 2所示，導入加熱管3 0 1內部的氣體藉由擴散 板3 1 3而擴散，從充塡物3 1 2的上游側面全面流入氣體。 其結果，因爲氣體流入充塡物3 1 2的全區域，因此可提 升氣體的滯留性，同時，可提升熱交換效率。此外，也無 充塡物3 1 2的部分脫落，而可防止伴隨著此的粉粒等的產 生。又，圖2 2中的2點虛線顯示器體的流動。 以下，參照圖2 5、圖2 6說明本實施形態的變化例。 本實施形態在相對於上述實施形態中於充塡物3 1 2的上 游面形成擴散板3 1 3，而其係在充塡物（圓柱成形體）3 1 2的 上游面及下游面形成擴散板313、316方面具有差異。 又，設於該上游面的擴散板3 1 3與上述實施形態之擴散 64 312/發明說明書(補件)/92-06/92 ] 06609 1222727 板具備相同的構成。此外，擴散板3 1 6雖與上述實施形態 之擴散板基本上具備相同的構成，但是，卻將擴散板3 1 6 的外徑形成爲較加熱管3 0 1的內徑小。又，將設於該上游 面的擴散板3 1 3，也可與擴散板3 1 6相同，使其外徑形成 爲較加熱管3 0 1的內徑小。 在使用如此之石英玻璃串珠而製造成形體及擴散板 3 1 3、3 1 6時，與上述實施形態的情況相同，製造石英玻璃 串珠及第1、第2擴散板313、316，如圖25所示，將碳夾 具3 1 4放入石英筒（加熱管3 0 1 )內，於其上放置擴散板 3 1 3。又，於該擴散板3 1 3上放入石英玻璃串珠及第2擴散 板 3 1 6。 此後，於碳製筒形的組合模3 1 5內投入該石英筒（加熱管 3 0 1 )，從上面利用碳製的重量進行抵壓，加熱至1 4 5 (TC以 上，使上述石英玻璃串珠彼此部分熔接而成爲圓柱狀成形 體。 此外’同時將上述第1、第2擴散板313、316與上述圓 柱狀成形體熔接形成爲一體。又，上述圓柱狀成形體與石 英筒（加熱管301)熔接而成爲一體化。 又，在將上述第1擴散板3 1 3的外徑形成爲較加熱管3 0 1 的內徑小的情況，兩者之間形成間隙。此外，在將上述第 1擴散板3 1 3的外徑形成爲與加熱管3 0 1的內徑同徑的情 況，兩者熔接而成爲一體化。 另一方面，因爲第2擴散板3 1 6的外徑形成爲較加熱管 3 0 1的內徑小，因而，兩者不熔接形成爲一體化。亦即， 65 3 ] 2/發明說明書(補件)/92-06/92 ] 06609 1222727 藉由抵壓第2擴散板3 ;ι 6而將載重加於石英玻璃串珠，因 此，藉由石英玻璃串珠的變形，第2擴散板3 1 6沉入。爲 此，當第2擴散板3〗6與加熱管3 0 1的內徑形成爲同徑， 且兩者熔接時，不僅第2擴散板316而且加熱管301也產 生變形，因此欠缺尺寸穩定性，並不理想。 此外，藉由來自上面的載重，因爲將充分的力作用於上 方的石英玻璃串珠，因此，石英玻璃串珠彼此熔接的部分 (頸部）大。 相對於此，隨著從上而下的過程中載重被分散，加於下 方向的石英玻璃串珠的力減小，因此，石英玻璃串珠彼此 熔接的部分與上面的石英玻璃串珠彼此熔接的部分（頸部） 相比變小。 這意味著當頸部增大時，石英玻璃串珠間的間隙小，相 對於此，當頸部小時，石英玻璃串珠間的間隙大。 據此，藉由熔接石英玻璃串珠而形成的上述成形體的上 側的氣孔率，形成爲較下側的氣孔率小。又，該成形體的 上側對應於加熱管的下游側，下側對應於加熱管的上游側。 在此，具體測定石英玻璃串珠彼此熔接的部分（頸部）的 大小。測定係將成形體浸泡於氟化氫溶液內，測定一直到 石英玻璃串珠脫落的時間，從上述時間計算頸部的大小。 具體而言，在16%濃度的氟化氫溶液內以8 // m/h的速 度，蝕刻石英玻璃，因此’測定一直到石英玻璃串珠脫落 的時間，藉由於該時間乘上該蝕刻速度及常數（因爲蝕刻從 頸部兩側進入，因此常數爲2)，求得頸部被蝕刻的量（頸 66 312/發明說明書(補件)/92·〇6/921〇6609 1222727 部的大小）。 其結果’如圖2 6所示，相對於上游側爲4 // m，而下游 側爲8 0 // m。由此可知，確認上游側的氣孔率大，下游側 的氣孔率小。 如此’医1爲藉由熔接石英玻璃串珠形成的上述成形體的 下游側的氣孔率，較上游側的氣孔率小，因此，可提升氣 體的滯留性，可提升熱交換效率。 此外’医I爲在上述充塡物的上下游側一體形成有擴散 板’因此無充塡物3〗2的部分脫落，而可防止伴隨著此的 粉粒等的產生。 在上述說明中，關於使用本發明之碳鋼絲發熱體密封加 熱器的流體加熱裝置，特別針對使用氣體以作爲流體的情 況’但是在取代氣體而使用例如純水等的液體的情況，也 顯示相同的作用、功效。 如上所述，根據本實施形態，氣體的滯留性優良，此外， 熱交換優良，而且可抑制粉粒的產生，可獲得使用可小型 化的碳鋼絲發熱體密封加熱器的流體加熱裝置。 【圖式簡單說明】 圖1爲顯示本發明之第1實施形態的將碳鋼絲發熱體密 封的加熱器的圖，爲具有直線狀的發熱部，且在其兩端介 由彎曲部而具有端子部的：π字狀碳鋼絲發熱體密封加熱器 的槪略剖面圖。 圖2爲碳鋼絲（發熱體）的槪略圖。 圖3A爲碳鋼絲發熱體密封加熱器的直線狀的發熱部的 67 312/發明說明書(補件)/92-06/92106609 1222727 槪略剖面圖，顯示碳鋼絲的直徑與石英玻璃管的內徑的比 率爲2〜5的情況的圖。 圖3 B爲碳鋼絲發熱體密封加熱器的直線狀的發熱部的 槪略剖面圖，顯示碳鋼絲的直徑與石英玻璃管的內徑的比 率未滿2的情況的圖。 圖4A爲顯示本發明之第2實施形態的將碳鋼絲發熱體 密封的加熱器的端子部的槪略剖面圖’爲與玻璃管的軸，線 平行的剖面圖。 圖4 B爲顯示本發明之第2實施形態的將碳鋼絲發熱體 密封的加熱器的端子部的槪略剖面圖’爲與玻璃管的軸線 垂直的剖面圖。 圖5爲顯示應用圖4所示端子部的的剖面圖。 圖6A爲顯示將碳鋼絲發熱體密封的加熱器的端子部的 變化例的槪略剖面圖，爲與玻璃管的軸線平行的剖面圖。 圖6B爲沿著圖6A中的I - I線所作的剖面圖。 圖7爲顯示使用圖6所示的端子部的碳鋼絲發熱體密封 加熱器的全體形狀的圖。 圖8爲顯示從玻璃管的彎曲部至密封端子部爲止的長度 爲未滿延設的玻璃管的內徑的〗.5倍的情況的剖面圖。 圖9爲顯示端子部的其他變化例的剖面圖。 圖1 〇爲顯示本發明之碳鋼絲發熱體密封加熱器的第3 實施形態的立體圖。 圖1 1爲由剖面顯示圖1 0所示碳鋼絲發熱體密封加熱器 的密封端子部的側視圖。 68 312/發明說明書(補件)/92-06/92106609 1222727 圖1 2 A爲顯示石英坡璃管的剖面圖，爲沿著圖1 1中的 I - I線所作的剖面圖。 圖1 2 B爲㊄不石央玻璃管的剖面圖’爲沿著圖1 1中的 Π - Π線所作的剖面圖。 圖1 3 A爲顯示圖1 〇所示密封端子部的內部構造的縱剖 面圖。 圖1 3 B爲顯示圖1 〇所示密封端子部的內部構造的橫縱 剖面圖。 圖1 4爲顯示構成密封端子部的密封管的立體圖。 圖1 5爲說明第3實施形態的課題用的側視圖。 圖1 6爲說明第3實施形態的變化例用的要部放大圖。 圖1 7爲說明第3實施形態的變化例用的要部放大圖。 圖1 8爲說明第3實施形態的變化例用的前視圖。 圖1 9爲顯示本發明之第4實施形態的圖，爲顯示使用 本發明之碳鋼絲發熱體密封加熱器的氣體（流體）加熱裝置 的側視剖面圖。 圖20爲沿著圖19中的A-A線所作的剖面圖。 圖2 1爲顯示配設於加熱管內的充塡物及擴散板的圖。 圖22爲顯示氣體（流體）的流動的模式圖。 圖2 3爲顯示充塡物及擴散板的製造步驟的圖。 圖24爲顯示擴散板的前視圖。 圖25爲顯示氣體（流體）加熱裝置的變化例的充塡物及 擴散板的製造步驟的圖。 圖2 6爲顯示氣體（流體）加熱裝置的變化例的剖面圖及 69 312/發明說明書(補件)/92-06/92106609 1222727 頸部變化的圖。 圖2 7 A爲顯示習知加熱器的端子部的剖面圖，爲與玻璃 管的軸線平行的剖面圖。 圖2?B爲沿著圖27A中的；[-；[線所作的剖面圖。 圖2 8爲顯示習知其他端子部的剖面圖。 圖2 9 A爲顯示習知加熱器的槪略圖，爲顯示棒狀加熱器 的圖。 圖2 9B爲顯示習知加熱器的槪略圖，爲顯示板狀加熱器 的圖。 (元件符號說明） 1 碳鋼絲發熱體密封加熱器 2 發 熱 部 3 端 子 部 4 碳 鋼 絲 發 熱 4 a 豎 毛 20 石 英 玻 璃 管 2 1 直 線 狀 部 22 彎 曲 部 23 大 徑 部 3 1 連 接 線 32 直 管 33 鋼 絲 碳 構 件 33a 鋼 絲 碳 束 33b 鋼 絲 碳 束 312/發明說明書(補件)/92-06/92106609 70 1222727 33c 鋼絲碳束 34 密封玻璃管 1〇〇 玻璃管 1 0 0 a 開口端部 10 0b 開口端部 10 1 外套管 102 石英玻璃構件 103 玻璃管 1 〇 3 a密封端子部 1 0 3 b 彎曲部 1 0 3 c 開口端部 104 玻璃管 1 0 4 a 開口端部 105 第1玻璃管 106 第2玻璃管 107 鋼絲碳構件 108 鋼絲碳構件 2 0 0 加熱器（碳鋼絲發熱體密封加熱器） 2 2 0 加熱部 2 2 0 a 石英玻璃管 22 1 第1直線部 2 2 2 上部圓弧部 2 2 3 第2直線部 224 下部圓弧部 71
3 ] 2/發明說明書(補件)/92-06/92106609 1222727 22 5 導 出 部 23 0 密 封 端 子 部 23 2 直 管 23 5 密 封 玻 璃 管 2 3 5 a 石 英 玻 璃 部 2 3 5 b 緩 變 (Grade d) 密 封 部 2 3 5 c 鶴 (W)玻璃部 2 3 5 d 鉗 密 封 部 23 6 反 射 板 240 加 熱 器 保 持 部 24 1 加 熱 器 上 部 保 持 管 242 加 熱 器 下 部 保 持 管 243 連 結 構 件 245 實 心 圓 弧 狀 石 英 玻 璃 棒 246 實 心 圓 弧 狀 石 英 玻 璃 棒 25 1 加 熱 器 上 部 保 持 棒 狀 體 2 5 4 加 熱 器 下 部 保 持 棒 狀 體 300 氣 體 加 熱 裝 置 30 1 加 熱 管 302 加 熱 部 303 熱 遮 蔽 體 304 殼 室 305 高 純 度 絕 熱 材 306 連 接 管 312/發明說明書(補件)/92-06/92106609
72 1222727 3 0 7 連接管 3 11 石英玻璃管 3 1 1 a 螺旋狀石英玻璃管 3 1 1 b 石英玻璃製直管 3 11c 石英玻璃製直管 3 12 充塡物 3 13 擴散板 3 13a 貫穿孔 3 14 碳夾具 3 15 組合模 3 16 擴散板 3 17 密封端子部 3 17a 連接線 A 接觸部分 a 易冷卻的部分 B 接觸部分 C 石英玻璃管2 0的內徑 D 碳鋼絲的直徑 d 距離 r 曲率半徑 t 1 指定間隔 t 2 指定距離 312/發明說明書(補件)/92-06/92106609