本发明涉及能够在1000℃以上的高温下长时间使用的电加热器和使用该加热器的半导体废气处理装置。
背景技术：
1、由于在半导体、液晶等制造工艺中使用的各种氟化合物的气体(以下称为“pfcs等”)的全球变暖潜能值(gwp)与co2相比为数千～数万倍，非常大，且大气寿命与co2相比也长达数千～数万年(即、是极难分解的稳定的化合物)，因此，即使在向大气中少量排出的情况下，其影响也非常大。
2、因此，包含这样的pfcs等的半导体废气由具备入口洗涤器、出口洗涤器以及配置在所述入口洗涤器和出口洗涤器之间的废气处理塔等的半导体废气处理装置进行了热氧化分解后，向大气中排出(例如，参照专利文献1)。
3、在此，在以往的电加热式的半导体废气处理装置中，使用图9所示那样的电加热器1对上述半导体废气进行了热氧化分解。
4、以往的电加热器1在废气处理塔内以围绕废气导入路的周围的方式从塔的顶部悬挂。在废气处理塔内流动的高氧化高腐蚀性的半导体废气一边与保持高温的电加热器1的外表面接触一边流动。
5、因此，为了保护发热电阻体4不受半导体废气的影响，将发热电阻体4收纳在耐热耐腐蚀性优异的金属制的外管2中。而且，为了使发热电阻体4与金属制的外管2绝缘，在两者之间配置有陶瓷制的内管3，发热电阻体4的保护管为双重管。
6、作为发热电阻体4，使用镍铬合金线、kanthal(sandvik ab社注册商标；以下相同)线等金属线、或者将sic卷绕成螺旋状而成的发热电阻体、成形为u字型或为了用于三相电源而组合3根发热电阻体而成的w字形的发热电阻体。在图9的说明图中，作为代表例表示螺旋状的加热器。
7、发热电阻体4以中心与陶瓷制的内管3一致的方式，从其上端开口朝向底部悬挂，并以能够从一侧供给电力的方式插入。发热电阻体4的插入端相对于陶瓷制的内管3的底部是自由的。电加热器1的内部存在空气。
8、在发热电阻体4为sic的情况下，当在含有氧的气氛(空气)中通过通电而保持为高温时，由氧化形成的sio2从sic发热电阻体4的表面向内部行进，电阻值逐渐上升，直至寿命结束(到达寿命)。
9、该电加热器1使电流经由分别与螺旋状的发热电阻体4的端部连接的导线5、5在发热电阻体4中流动而发热，将废气处理塔内部的温度加热到1000℃以上(例如1300℃～1450℃)的高温，利用该热将通过废气处理塔内部的pfcs等热氧化分解。
10、在先技术文献
11、专利文献
12、专利文献1：日本特开2004-349442号公报
技术实现思路
1、发明要解决的课题
2、但是，在使用了这样的电加热器1的半导体废气处理装置中，在远超过1000℃的温度(例如1350℃以上)时使电加热器1发热而使用的情况或长时间运转的情况下，
3、(1)在来自接近发热电阻体4配置的陶瓷制的内管3的反射下，发热电阻体4特别在其中央部分被过度加热而产生如图9所示那样的翘曲。另外，在发热电阻体4和陶瓷制的内管3的中心线稍微偏离的情况下等，特别显著地产生翘曲。由此，发热电阻体4的该部分距内管3接近，因此，存在该部分的氧化发展到通常以上这样的问题；
4、(2)由于陶瓷制的内管3耐热冲击较弱，因此，存在无法承受因运转·停止时的发热电阻体4的导通·断开而引起的电加热器1的温度的急剧变化，会在短时间内破损这样的问题。
5、(3)此外，陶瓷制的内管3的存在也存在不仅夺走来自发热电阻体4的热量与其热容量相应的量，而且使热向外管2的传递变差这样的问题。
6、(4)另外，由于电加热器1的内部为含有氧的气氛(空气)，因此也存在因上述氧化而使sic发热电阻体4的寿命缩短这样的问题。而且，由于电加热器1的内部是含有氧的气氛(空气)，因此，长时间暴露于高温的外管2的内表面被氧化，产生金属氧化物粉末，积存在外管2的底部，这也有可能通过与sic发热电阻体4接触而引起短路或由此引起断线。
7、本发明的主要课题是为了解决上述问题而提出的，提供一种能够在超过1000℃那样的高温下长时间稳定地使用的电加热器。
8、用于解决课题的方案
9、技术方案1所记载的发明是半导体废气处理装置22的电加热器10，其特征在于，
10、所述半导体废气处理装置22的电加热器10由筒状的保护管12、发热电阻体14和绝缘性的保持构件16构成，
11、该筒状的保护管12由耐热金属构成；
12、该发热电阻体14插入到所述保护管12内；
13、该绝缘性的保持构件16设置在所述保护管12的底部12a，将所述发热电阻体14的插入端部14t与所述保护管12的中心线cl一致地保持。
14、作为所述棒状的发热电阻体14，有卷绕成螺旋状的发热电阻体(图1(a))、形成为u字状的发热电阻体(图1(b))、或者将3根棒状构件在端部连接而成的三相电源用的发热电阻体等与用途对应的形状的发热电阻体(图4(b))。
15、技术方案2是半导体废气处理装置22的电加热器10，是能够适应于卷绕成螺旋状的发热电阻体14的所述保持构件16，根据技术方案1的“保持构件16”(实施方式1：图1(a)、图2、图3(a)、(b))，其特征在于，
16、所述发热电阻体14具有将从非发热部分14a引出的发热部分14卷绕而形成为螺旋状的棒状的形状，
17、所述保持构件16由基底部16a和端部位置保持部16b构成，该基底部16a具有与所述保护管12的底部12a的内径大致相等的外径，该端部位置保持部16b从所述基底部16a向上延伸，比所述发热电阻体14的内径细且插入所述发热电阻体14的插入端部14t。
18、技术方案3是半导体废气处理装置22的电加热器10，是能够适用于卷绕成螺旋状的发热电阻体14(图1(a))、形成为u字状的发热电阻体14(图1(b))、或将3根棒状构件在端部连接而成的三相电源用的发热电阻体14(图4(b)等各种发热电阻体14的保持构件16，根据技术方案1的“保持构件16”(实施方式2：图4(a)、(b))，其特征在于，
19、所述保持构件16由上表面开口的有底的杯状的构件构成，具有与所述保护管12的底部12a的内径大致相等的外径，具有比发热电阻体14的插入端部14t的外径大的内径，且具备收纳保持所述发热电阻体14的插入端部14t而成为端部位置保持部16b的侧壁16s。
20、另外，图4是关于卷绕成螺旋状的发热电阻体14的图，如上所述，当然也能够对应于形成为u字状的发热电阻体14或将3根棒状构件在端部连接而成的三相电源用的发热电阻体14。后述的技术方案4、技术方案6、7所述的保持构件16也同样。
21、技术方案4是半导体废气处理装置22的电加热器10，根据技术方案1的“保持构件16”的实施方式3(图5)，其特征在于，
22、所述保持构件16由上表面及底部开口的筒状的构件构成，该筒状的构件具有与所述保护管12的底部12a的内径大致相等的外径，具有比发热电阻体14的插入端部14t的外径大的内径，收纳保持所述发热电阻体14的插入端部14t而成为端部位置保持部16b。
23、技术方案5是半导体废气处理装置22的电加热器10，根据技术方案1的“保持构件16”的实施方式4(图6(a))，其特征在于，
24、所述发热电阻体14具有将从非发热部分14a引出的发热部分14卷绕而形成为螺旋状的棒状的形状，
25、所述保持构件16由基底部16a和端部位置保持部16b构成，该基底部16a具有与所述保护管12的底部12a的内径大致相等的外径，该端部位置保持部16b从所述基底部16a向上延伸，比所述发热电阻体14的内径细且插入所述发热电阻体14的插入端部14t，
26、所述半导体废气处理装置22的电加热器10还设有金属内管13，该金属内管13具有与所述保护管12的内径大致相等的外径，配置在所述基底部16a上，覆盖所述保护管12的内表面，且耐热性比所述保护管12优异。
27、技术方案6是半导体废气处理装置22的电加热器10，根据技术方案1的“保持构件16”的实施方式5(图6(b)、(c))，其特征在于，
28、所述保持构件16由上表面开口的有底的杯状的构件构成，具有比所述保护管12的底部12a的内径细的外径，具有比发热电阻体14的插入端部14t的外径大的内径，且具备收纳保持所述发热电阻体14的插入端部14t而成为端部位置保持部16b的侧壁16s，
29、所述半导体废气处理装置22的电加热器10还设有金属内管13，该金属内管13插入在所述保持构件16的侧壁16s与所述保护管12的内表面之间，或者配置在所述保持构件16的侧壁16s上，具有与所述保护管12的内径大致相等的外径，覆盖所述保护管12的内表面，且耐热性比所述保护管12优异。
30、技术方案7是半导体废气处理装置22的电加热器10，根据技术方案1的“保持构件16”的实施方式6(图7(a)、(b))，其特征在于，
31、所述保持构件16由上表面及底部开口的筒状的构件构成，该筒状的构件具有比所述保护管12的底部12a的内径细的外径，具有比发热电阻体14的插入端部14t的外径大的内径，收纳保持所述发热电阻体14的插入端部14t而成为端部位置保持部16b，
32、所述半导体废气处理装置22的电加热器10还设有金属内管13，该金属内管13插入在所述保持构件16与所述保护管12的内表面之间，或者配置在所述保持构件16之上，具有与所述保护管12的内径大致相等的外径，覆盖所述保护管12的内表面，且耐热性比所述保护管12优异。
33、技术方案8是半导体废气处理装置22的电加热器10，涉及技术方案1所述的电加热器10的改良，其特征在于，
34、所述保护管12内的气氛为非活性气氛。
35、技术方案9所述的发明涉及使用了上述电加热器10的半导体废气处理装置22(图8)，其特征在于，
36、所述半导体废气处理装置22由废气处理塔26、入口洗涤器24和出口洗涤器28构成，
37、该废气处理塔26具备技术方案1～8中任一项所述的电加热器10，对半导体废气g进行热分解；
38、该入口洗涤器24预先用药液清洗向所述废气处理塔26供给的半导体废气g，去除可溶性成分和粉尘；
39、该出口洗涤器28去除在所述废气处理塔26中分解了的半导体废气g中的有害成分。
40、发明的效果
41、根据图1～图5(无金属内管13)的电加热器10，由于保持构件16的作用，发热电阻体14的插入端部14t始终保持在保护管12的中心cl，不需要以往所需要的绝缘用的陶瓷制的内管3。其结果，发热电阻体14与金属制的保护管12之间变宽。当两者的间隔变宽时，来自保护管12的反射比以往的陶瓷制的内管3弱，来自保护管12的反射引起的发热电阻体4的再加热大幅缓和，也不会产生翘曲。
42、而且，如上所述，由于不需要以往需要的陶瓷制的内管3，因此也具有消除因热冲击引起的内管3的破损故障这样的优点、来自发热电阻体4的辐射热直接传递到金属制的保护管12，减少热损失这样的优点。
43、另外，如图6、图7的电加热器10那样，在代替以往需要的陶瓷制的内管3而进一步设置了覆盖保护管12的内表面的金属内管13的情况下，使金属内管13的材质的耐热性比作为外管的保护管12优异，考虑到成本，能够使保护管12的材料的耐腐蚀性优先于耐热性。
44、另外，通过将保护管12内的气氛设为非活性气氛，能够大幅地抑制保护管12或金属内管13的氧化，能够大幅地减少滞留在保护管12中的氧化物。此外，还能够抑制发热电阻体14的氧化。
45、在半导体废气处理装置22中，通过使用如上所述的电加热器10，能够大幅减少与电加热器10有关的故障。
1.一种半导体废气处理装置的电加热器，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的半导体废气处理装置的电加热器，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的半导体废气处理装置的电加热器，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的半导体废气处理装置的电加热器，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的半导体废气处理装置的电加热器，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的半导体废气处理装置的电加热器，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的半导体废气处理装置的电加热器，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的半导体废气处理装置的电加热器，其特征在于，
9.一种半导体废气处理装置，其特征在于，
