(57)【要約】【課題】構造が簡単で小型化が可能であり、且つ小流量から大流量までへの対応が可能であり、加熱用としても気化用としも使用できる流体の加熱装置を提供する。【解決手段】加熱装置Ａは、原料供給部１０、装置本体１、及びヒータＨとで構成される。装置本体１は、原料供給部１０からの流体Ｆの供給を受ける入口部材２０、加熱又は加熱して気化された流体Ｆを次工程に送り出す出口部材３０、及び前記入口部材２０と出口部材３０との間に設けられた積層体Ｃｎとで構成される。積層体Ｃｎは、スペーサ７０と、該スペーサ７０に接合されたディスクＤと構成される。ディスクＤは、流路ディスク６０と邪魔板ディスク８０とで構成される。流路ディスク６０は、流体流入口６１と第１通流孔６５が設けられる。邪魔板ディスク８０は第２通流孔８５だけが設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体プロセスで使用される流体を加熱し、又は該流体を加熱気化して次工程に供給する流体の加熱装置であって、
前記加熱装置が、流体を供給する原料供給部と、前記原料供給部から供給された流体を加熱し、又は該流体を加熱気化して次工程に供給する装置本体と、前記装置本体に設けられたヒータとで構成され、
前記装置本体は、前記原料供給部に接続され、前記原料供給部からの流体の供給を受ける入口開口部を有する入口部材、加熱又は加熱して気化された流体を次工程に送り出す出口部材、及び前記入口部材と出口部材との間に設けられた積層体とで構成され、
前記積層体は、スペーサと、該スペーサに接合されたディスクと構成され、
前記ディスクは、流路ディスクと邪魔板ディスクとで構成され、
前記流路ディスクは、前記入口開口部に合わせて設けられた流体流入口と、前記流体流入口から離間した位置に設けられ、隣接して設けられたディスク間に構成される上流側の通流加熱空間と下流側の通流加熱空間とを繋ぐ第１通流孔が設けられた流路ディスクと、  上流側の通流加熱空間と下流側の通流加熱空間とを繋ぐ第２通流孔だけが設けられた邪魔板ディスクとで構成されていることを特徴とする流体の加熱装置。
【請求項２】
出口部材に対面するように取着された前記ディスクを邪魔板ディスクとしたことを特徴とする請求項１に記載の流体の加熱装置。
【請求項３】
積層体は、前記ヒータを装着するヒータ装着孔を有し、
前記ヒータ装着孔は、
流路ディスクの流体流入口と第１通流孔との間に穿設された第１ヒータ孔と、
邪魔板ディスクの第２通流孔から外れた位置で、前記第１通流孔に一致して穿設された第２ヒータ孔と、
ディスクの外周縁に取着されたスペーサの外縁部から延出された、前記ヒータ装着孔に至るスペーサアームに穿設され、前記第１・２ヒータ孔に一致して穿設された第３ヒータ孔とで形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の流体の加熱装置。
【請求項４】
供給される流体が液体又はガスであり、入口部材の入口開口部に装着された原料供給部が管状のノズルであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の流体の加熱装置。
【請求項５】
積層体のディスクが、入口部材に対面するディスクから出口部材側に配置された邪魔板ディスクに隣接して配置されたディスク迄が流路ディスクで構成されていることを特徴とする請求項４の流体の加熱装置。
【請求項６】
入口部材に対面して邪魔板ディスクが配置されていることを特徴とする請求項４に記載の流体の加熱装置。
【請求項７】
供給される流体が液体であり、
入口部材の入口開口部に装着された原料供給部が噴霧器であり、
積層体が、入口部材に対面するディスクから出口部材側に配置された邪魔板ディスクに隣接して配置されたディスクが、流路ディスクで構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の流体の加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造工程において使用される多種多様なガス（特殊材料ガス、汎用ガス）や多種多様な液体（溶媒、目的物質を溶解した溶液、各種液体成膜原料）の加熱や、或いはＣＶＤその他の成膜装置に供給される多種多様な液体成膜原料の気化に用いられる流体の加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程においては上記のように多種多様のガスや液体が、加熱器により加熱され、或いは気化器により加熱されて気化ガスとして使用されている。
近年、半導体デバイスの高集積化、高速化、多様化、更には半導体基板の大型化に伴い、（１）大流量のガス（液体成膜原料を気化したガスも含む。）の供給や、（２）より高度な膜特性が要求されている。そのため、後者（気化器）にあっては成膜材料の転換が進められており、液体成膜原料が多用されるようになってきた。
これら液体成膜原料には、沸点が高いものや、低いものなど多種多様な化合物が使用されている。このような液体成膜原料をガス化させて供給するための気化器としては前記化合物の特性に応じて各種のものが知られている。
【０００３】
例えば、液体成膜原料の１つである不揮発性メモリーの、ＳｒＢｉ２Ｔａ２Ｏ９（ＳＢＴ）、Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ３（ＰＺＴ）などを用いた強誘電体メモリー（ＦｅＲＡＭ）の実用化に供した気化器は、内部に円錐状の空洞が形成された気化部本体と、前記空洞に収納される上部が円錐状の内部気化ブロックと、加熱ヒータとで構成され、両者の間に円錐状の気化空間を形成する構造となっている。この気化器には円錐状の内部気化ブロックの頂点に液体成膜原料が滴下され、螺旋状の流路を流下している間に徐々に気化され、出口では完全に気化されて次工程のリアクター（ＣＶＤ）に供給される。しかしながら、気化空間を構成する部材の形状が複雑なことから製造コストが掛かるだけでなく、気化空間の容積も狭く且つ固定であるため流量毎の気化器を用意する必要があり、小流量から大流量まで１又は少数種類の気化器で柔軟に対応することができない（特許文献１）。
【０００４】
また、特許文献２に記載の気化器は、その内部で一端が気化室に連通され、他端が気化原料排出口に連通される屈曲又は湾曲した気化用流路が形成されている。この気化用流路は屈曲又は湾曲した長経路であるから、ここで加熱された液体成膜原料は、混合ガス中に未気化の液体成膜原料微小液滴が混入していても、同気化用流路内にて完全に気化させることができる。この場合も特許文献１に記載した気化器と同様、気化用流路を構成する部材の形状が複雑なことから製造コストが掛かるだけでなく、気化用流路の容積も狭く且つ固定であるため小流量から大流量まで柔軟に対応することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１１６３４号公報
【特許文献２】特開２００７−４６０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
半導体プロセスは、上記のように各種ガスや液体が使用され、加熱器による加熱や、更には気化器による液体の気化が行われて次工程に送られている。半導体プロセスで用いられる装置や機器は、上記のように対応しなければならない材料の範囲が広く、且つボリュームに付いては小流量は元より、上記のように半導体基板の大型化に伴い、大流量の流体への対応が要求されている。しかも同装置や機器は小型であること、コストが低廉なことも同時に要求されている。また、従来では加熱器と気化器とは構造が少し異なるため、別物として生産されてきた。
【０００７】
本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたもので、コスト対応として構造が簡単で製造が容易であり、装置の小型化への対応としては伝熱面積が大きく取ることができる構造を採用すること、小流量から大流量まで同じような構造で対応でき、しかも単なる加熱用としても気化用としも使用できるような創始が望まれている。
本発明はかかる要望に対応した流体の加熱装置を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明（図２〜図５）は、
半導体プロセスで使用される流体Ｆを加熱し、又は該流体Ｆを加熱気化して次工程に供給する流体Ｆの加熱装置Ａであって、
前記加熱装置Ａが、流体Ｆを供給する原料供給部１０と、前記原料供給部１０から供給された流体Ｆを加熱し、又は該流体Ｆを加熱気化して次工程に供給する装置本体１と、前記装置本体１に設けられたヒータＨとで構成され、
前記装置本体１は、前記原料供給部１０に接続され、前記原料供給部１０からの流体Ｆの供給を受ける入口開口部２１を有する入口部材２０、加熱又は加熱して気化された流体Ｆを次工程に送り出す出口部材３０、及び前記入口部材２０と出口部材３０との間に設けられた積層体Ｃｎとで構成され、
前記積層体Ｃｎは、スペーサ７０と、該スペーサ７０に接合されたディスクＤと構成され、
前記ディスクＤは、流路ディスク６０と邪魔板ディスク８０とで構成され、
前記流路ディスク６０は、前記入口開口部２１に合わせて設けられた流体流入口６１と、前記流体流入口６１から離間した位置に設けられ、隣接して設けられたディスクＤ間に構成される上流側の通流加熱空間Ｋと下流側の通流加熱空間Ｋ’とを繋ぐ第１通流孔６５が設けられた流路ディスク６０と、上流側の通流加熱空間Ｋと下流側の通流加熱空間Ｋ’とを繋ぐ第２通流孔８５だけが設けられた邪魔板ディスク８０とで構成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の加熱装置Ａは、単なる流体Ｆを所定温度まで加熱し、次工程に供給する加熱器としての用途と、流体Ｆを加熱しこれを気化させて次工程に供給する気化器として使用する二通りの使用の仕方がある。従って、上記のように流体Ｆに合致した仕様の加熱装置Ａとなるように、積層体Ｃｎの流路ディスク６０と邪魔板ディスク８０の組み合わせには様々なパターンがあり、装置本体１に供給される流体Ｆの性状、用途、流量その他によって適宜組み合わされる。
また、スペーサ７０とディスクＤの数を選択することで、流体Ｆの流量に適宜対応できる。
更に、積層体Ｃｎは、ディスクＤ間に形成される通流加熱空間Ｋが広く長い経路と、大きな伝熱面積を有する処から、大容量の流体Ｆでも迅速に加熱して次工程に供給することができ、気化器としては更には加熱後これを気化させて次工程に供給することが出来る。
なお、入口部材２０、出口部材３０、スペーサ７０、及びディスクＤの接合は、拡散接合による。
【００１０】
請求項２は、請求項１の流体Ｆの加熱装置Ａにおいて（図２、図３）、
出口部材３０に対面するように取着された前記ディスクＤを邪魔板ディスク８０としたことを特徴とする。
【００１１】
これにより該邪魔板ディスク８０より入口部材２０側に設けられた全てのディスクＤが、流路ディスク６０で構成されていたとしても、装置本体１内に吹き込まれた流体Ｆは該邪魔板ディスク８０に阻まれて装置本体１を素通りするようなことがない。
【００１２】
請求項３は、請求項１又は２に記載の流体Ｆの加熱装置Ａにおいて（図６、図７）、
積層体Ｃｎは、前記ヒータＨを装着するヒータ装着孔２を有し、
前記ヒータ装着孔２は、
流路ディスク６０の流体流入口６１と第１通流孔６５との間に穿設された第１ヒータ孔６２と、
邪魔板ディスク８０の第２通流孔８５から外れた位置で、前記第１通流孔６５に一致して穿設された第２ヒータ孔８２と、
ディスクＤの外周縁に取着されたスペーサ７０の外縁部７６から延出された、前記ヒータ装着孔２に至るスペーサアーム７４に穿設され、前記第１・２ヒータ孔６２・８２に一致して穿設された第３ヒータ孔７２とで形成されていることを特徴とする。
【００１３】
これによりヒータＨの外周面は、ヒータ装着孔２を構成する流路ディスク６０、邪魔板ディスク８０、及びスペーサ７０の第１〜３ヒータ孔６２・７２・８２に接触しており、ヒータＨの熱は効率的に積層体Ｃｎに伝えられる。
【００１４】
請求項４は、請求項１〜３のいずれかに記載の流体Ｆの加熱装置Ａにおいて（図２、図３）、
供給される流体Ｆが液体又はガスであり、入口部材２０の入口開口部２１に装着された原料供給部１０が管状のノズル１１であることを特徴とする。
【００１５】
ノズル１１を使用する場合は、キャリアガスＣｇを使用しない場合で、流体Ｆはノズル１１から装置本体１内に滴下或いは吹き込まれる。流体Ｆが液体で霧化できないような場合にノズル１１が使用される。
【００１６】
請求項５は、請求項４の流体Ｆの加熱装置Ａにおいて（図２）、
積層体ＣｎのディスクＤが、入口部材２０に対面するディスクＤから出口部材３０側に配置された邪魔板ディスク８０に隣接して配置されたディスクＤ迄が流路ディスク６０で構成されていることを特徴とする。
【００１７】
平行に配列された前記ディスクＤの流体流入口６１は連続して並ぶことになる。この部分を流体吹込空間Ｒとする。
これによりノズル１１から積層体Ｃｎに投入された流体Ｆ（液体又はガス）は、流路ディスク６０の連続した流体流入口６１（流体吹込空間Ｒ）内を流れ、続いて流体流入口６１から流路ディスク６０間に設けられた通流加熱空間Ｋに分散して流れる。
分散した流体Ｆが気化を必要としない液体又はガスの場合、通流加熱空間Ｋ内を流れる間に効率よく、所定温度まで加熱される。
気化を必要とする液体の場合は加熱されて次第に気化される。この方式は流体Ｆが液体の場合では、霧化が困難な粘性の高い材料に適用される。
なお、出口部材３０側に配置された邪魔板ディスク８０は、通常は出口部材３０に面して設置されているか、面していなくてもよい。
【００１８】
請求項６は、請求項４の流体Ｆの加熱装置Ａにおいて（図３）、
入口部材２０に対面して邪魔板ディスク８０が配置されていることを特徴とする。
【００１９】
これにより積層体Ｃｎに吹き込まれた流体Ｆ（液体又はガス）は、直ちに邪魔板ディスク８０に衝突して分散し、上記同様、通流加熱空間Ｋに分散して流れて効率よく加熱され、又は加熱されて気化される。この場合も霧化が困難な粘性の高い材料に好適である。
【００２０】
請求項７は、請求項１又は２の流体Ｆの加熱装置Ａにおいて（図４、図５）、
供給される流体Ｆが液体であり、
入口部材２０の入口開口部２１に装着された原料供給部１０が噴霧器１２であり、
積層体Ｃｎが、入口部材２０に対面するディスクＤから出口部材３０側に配置された邪魔板ディスク８０に隣接して配置されたディスクＤが、流路ディスク６０で構成されていることを特徴とする。
【００２１】
この場合の流体Ｆは、粘性の小さい液体が対象である。連続して配置された流路ディスク６０の流体流入口６１（流体吹込空間Ｒ）を噴霧器１２で霧化された液滴が通過しつつ流路ディスク６０間の通流加熱空間Ｋに分散して流れ込み、この部分で効率よく加熱され、又は加熱されて気化される。気化された流体Ｆは出口部材３０から次工程に供給される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、以上のような構成であるので、流体ＦはディスクＤ間に設けられた通流加熱空間Ｋを通過する間にディスクＤの全面から受熱することになり、効率よく流体Ｆを加熱、更には気化させることが出来る。
そして、ディスクＤ間の空間全体が流体Ｆの通流加熱空間Ｋとなるので、流路の細い従来例と比べて大流量の流体Ｆに対応することができる。
更には、積層体ＣｎがディスクＤとスペーサ７０で構成されているので、積層量を加減することで、流体Ｆの流量の変化に柔軟に対応することが出来る。そして積層体Ｃｎがこのような簡易な構造であるから、製造コストを大幅に下げることが出来、しかも加熱用と気化用として兼用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）（ｂ）本発明の加熱装置を使用例のブロック図である。
【図２】本発明の加熱装置の第１実施例で、図６（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】図２に示す第１実施例の変形例である。
【図４】本発明の加熱装置の第２実施例で、図６（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。
【図５】本発明の加熱装置の第３実施例で、図６（ａ）のＹ−Ｙ断面図である。
【図６】（ａ）本発明の積層体の正面図、（ｂ）流路ディスクの正面図、（ｃ）スペーサの正面図、（ｄ）邪魔板ディスクの正面図である。
【図７】（ａ）本発明の積層体の変形例の正面図、（ｂ）流路ディスクの変形例の正面図、（ｃ）スペーサの変形例の正面図、（ｄ）邪魔板ディスクの変形例の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を図面に従って説明する。本発明の加熱装置Ａは、ガスや気化の必要のない液体のような流体Ｆを加熱し、加熱流体Ｆとして次工程に送り出す加熱器として用いる場合と、流体Ｆが気化の必要がある液体の場合、これを加熱して気化させ、気化させたガスを次工程に送り出す気化器として用いる場合の２通りがある。この加熱装置Ａは、原料供給部１０、装置本体１、及びヒータＨで構成されている。装置本体１は入口部材２０と、出口部材３０と、積層体Ｃｎとで構成されている。本発明の第１〜３実施例において、原料供給部１０以外の装置本体１は同じ構造である。従って、実施例の説明の簡略化のため、同じ部分には同じ符号を付し、第１実施例の説明を第２実施例以下の説明に援用する。
【００２５】
本発明の加熱装置Ａに適用される流体Ｆは液体又はガスである。流体Ｆが液体の場合、所定温度まで加熱されて次の工程に供給されるようなものだけでなく、半導体製造プロセスで使用される粘性の高い気化困難な液体成膜原料も含む。本発明においてこれらを加熱し、更にはこれを気化させるには流体Ｆへの効率の良い熱付与と、要求された流量に柔軟に対応できるようにすることが重要である。
【００２６】
本発明の加熱装置Ａを加熱器として使用する場合、広い伝熱面積と長くて大きい通流加熱空間Ｋにより、小型で効率的で大流量に対応できるようにした。
本発明の加熱装置Ａを気化器として使用する場合、上記のような対応に加えて液体が霧化可能な場合、その効率的な気化のためにこれを霧化してその表面積を増大することとした。液体が霧化できないような場合は、図４、図５に示す装置本体１を使用して気化させることになる。
【００２７】
図１（ａ）は、本発明の加熱装置Ａの気化器としての使用例である。ここでは原料供給部１０として噴霧器１２が使用された例である。１０１は液体用マスフロー制御器、１０２はガス用マスフロー制御器、１０５は液体原料で、加圧ガス１０７にて液体用マスフロー制御器１０１に供給される。この加熱装置Ａ（図２、図３：第１実施例）は、上記のように原料供給部１０、装置本体１、及びヒータＨとで構成される。装置本体１は、入口部材２０、積層体Ｃｎ、及び出口部材３０とで構成されている。
図１（ｂ）は、本発明の加熱装置Ａの加熱器（或いは気化器）としての使用例である。この場合キャリアガスＣｇを使用しないので、原料供給部１０は、単なる円管状のノズルが使用される。
【００２８】
本発明の加熱装置Ａにおける装置本体１（図２〜図５）の入口部材２０は円板状（図示していないが、三角形その他多角形）或いはフランジ形の部材で、中央に入口開口部２１が設けられ、この入口開口部２１にノズル１１又は噴霧器１２が接続されている。そして入口開口部２１の外側に入口側ヒータ孔２２が穿設されている。本実施例では４箇所である。
装置本体１の出口部材３０は、入口部材２０とほぼ同じ構造の円板状（図示していないが、三角形その他多角形）或いはフランジ形の部材で、中央に流出孔３１が設けられ、次の工程に接続されている。そして流出孔３１の外側に出口側ヒータ孔３２が穿設されている。本実施例では４箇所である。
入口側ヒータ孔２２、出口側ヒータ孔３２及び後述する第１〜３ヒータ孔６２・７２・８２は組み立てた時、一本の貫通したヒータ装着孔２となるように同じ位置に穿設されている。
【００２９】
積層体Ｃｎは、円形（図示していないが、三角形その他多角形）のディスクＤと円形（図示していないが、三角形その他多角形）のスペーサ７０とで構成されている。
ここでは入口部材２０、出口部材３０、ディスクＤ、及びスペーサ７０は円形を代表例として説明する。
ディスクＤには流路ディスク６０と邪魔板ディスク８０の２種類がある。積層体Ｃｎを構成するこれら流路ディスク６０、スペーサ７０、及び邪魔板ディスク８０は、図６（大流量用）や図７（小流量用）に示すような様々な形状のものがあり、いずれもエッチングで切り抜かれたものである。
【００３０】
図６（ｂ）の実施例では、流路ディスク６０は、流体流入口６１が流路ディスク６０の中央に円形に切り抜かれている。そして、流体流入口６１から離間した位置、即ち、流路ディスク６０の外縁に沿って円弧状又は扇形に切り抜かれた複数の第１通流孔６５が設けられている。
流体流入口６１と第１通流孔６５とは離れて設けられており、流体流入口６１と第１通流孔６５との間が内側リング６３で、この部分が流路ディスク６０を用いて積層体Ｃｎとした時の通流加熱空間Ｋの一部を構成する伝熱面となる。なお、この伝熱面は研磨などで出来る限り滑らかな面とすることが好ましい。
第１通流孔６５の外縁を構成する外縁リング６６と、内側リング６３とは複数の支持アーム６４で繋がれている。
本実施例では前記第１通流孔６５は４カ所設けられている。勿論、第１通流孔６５の大きさや位置は図の実施例に限定されるものではない。
そして、内側リング６３にはヒータ装着孔２の一部に構成する第１ヒータ孔６２が穿設されている。
【００３１】
図６（ｃ）のスペーサ７０は、リング状の部材でその内周からスペーサアーム７４が延出されている。このスペーサ７０は流路ディスク６０の外径と同じ外径である。スペーサ７０の外縁部７６の幅（内径と外径の差）は、流路ディスク６０の外縁リング６６と同じ幅（径方向の幅）に切り抜かれている。そして外縁部７６の内周から延出されたスペーサアーム７４の位置は、流路ディスク６０の支持アーム６４に合わせて設けられている。
そして、このスペーサアーム７４には、ヒータ装着孔２の一部を構成する第３ヒータ孔７２が穿設されている。同じ積層体Ｃｎに用いられるスペーサ７０の厚みＴは均一に揃えられる。
【００３２】
図６（ｄ）の邪魔板ディスク８０は、第２ヒータ孔８２、及び第２通流孔８５を有し、図６（ｂ）の流路ディスク６０の流体流入口６１だけが設けられていない形状である。即ち、邪魔板ディスク８０の第２通流孔８５の外周縁を構成する外縁リング８６はスペーサ７０の外縁部７６と同じ幅及び長さに形成されている。隣接する第２通流孔８５間で外縁リング８６と邪魔の作用をする内側部分８３とが接続アーム８４にて繋がれている。
支持アーム６４、スペーサアーム７４及び接続アーム８４の関係は、図６（ａ）で示すように、周方向の位置において一致し、且つ周方向の幅は同幅に形成されている。そして、接続アーム８４と支持アーム６４とは径方向の長さも同じであり、従って、第１通流孔６５と第２通流孔８５とは周方向の幅及び径方向の長さにおいて一致する。以上の点は、形状が若干異なるが図７でも同じである。
【００３３】
これらを第１〜３ヒータ孔６２・７２・８２が一致するように流路ディスク６０、スペーサ７０、及び邪魔板ディスク８０を組み立てると、図６（ａ）に示すように、スペーサアーム７４がスペーサ７０の外周から流体流入口６１方向に伸びた状態の内部構造となり、流体流入口６１から第１通流孔６５までの隣接ディスクＤ間の広い空間が通流加熱空間Ｋとなる。そしてディスクＤの通流加熱空間Ｋに面する平面が伝熱面となる。これらの組み立てについては後述する。
【００３４】
図７の部材は、図６の場合とは逆で小流量対応のものである。図７（ｂ）の流路ディスク６０は、図６（ｂ）の流路ディスク６０の中央に円形（勿論、円形に限られず、三角形その他の多角形でもよい。）に切り抜かれている流体流入口６１は同じであるが、流路ディスク６０の外縁に沿って切り抜かれた複数の第１通流孔６５の円周方向の幅が小さい。
【００３５】
図７（ｃ）のスペーサ７０も、図７（ｂ）の流路ディスク６０に合わせて形成されており、流体流入口６１から径方向に幅の細い切り欠きが設けられ、その先端部分が流路ディスク６０の第１通流孔６５を内側に囲むようにカバーする位置に至る。
【００３６】
図７（ｄ）の邪魔板ディスク８０が、上記同様、流路ディスク６０の流体流入口６１はないだけの形状である。
【００３７】
この場合も流路ディスク６０、スペーサ７０、及び邪魔板ディスク８０には、図６と同様、第１〜３ヒータ孔６２・７２・８２が一致するように穿設されている。
【００３８】
ヒータＨは円柱状の部材で、内部に電熱線が収納され、通電することによって熱を発する。一般的にはシーズヒータが使用される。ヒータＨは、上記入口側ヒータ孔２２、出口側ヒータ孔３２及び第１〜３ヒータ孔６２・７２・８２で構成されたヒータ装着孔２に嵌め込まれて使用される。ヒータＨの外周面がヒータ装着孔２の内周面に接触し、ヒータＨの熱が効率よく積層体Ｃｎに伝えられる。なお、図示していないが、入口側ヒータ孔２２、出口側ヒータ孔３２なしで、第１〜３ヒータ孔６２・７２・８２で構成されたヒータ装着孔２に内蔵された形で使用してもよい。
【００３９】
積層体Ｃｎの流路ディスク６０と邪魔板ディスク８０の組み合わせについて説明する。
積層体Ｃｎは、流路ディスク６０と邪魔板ディスク８０を加熱条件合わせて、或いは気化条件合わせて適宜組み合わされる。なお、図２、３と図４、５とは形状が若干異なるが、これは図６、図７に示すディスクＤの形状は同じものの、それぞれの寸法が異なるためである。
【００４０】
図２は加熱装置Ａの一例（第１実施例）である。この場合は、入口部材２０に対面するディスクＤから出口部材３０に対面するように配置された邪魔板ディスク８０に隣接するディスクＤまでが、流路ディスク６０で構成されている例である。この邪魔板ディスク８０は、図２では出口部材３０に対面するように設置されているが、勿論これに限定されることはない。
この場合、該邪魔板ディスク８０を除くディスクＤ群全部が流路ディスク６０で構成されているので、この範囲では各流路ディスク６０の流体流入口６１が一列に並ぶことになる。この部分を流体吹込空間Ｒをする。この場合、流体流入口６１（即ち、流体吹込空間Ｒ）の内径φ２は、噴霧器１２のメイン配管１３の内径φ１より大きく形成されている。（なお、後述する図４、図５では流体流入口６１（即ち、流体吹込空間Ｒ）の内径φ２は、ノズル１１の内径φ１より大きく形成される。）
なお、この流体吹込空間Ｒの全周囲には通流加熱空間Ｋが開口している。
【００４１】
この装置本体１において、スペーサ７０は、隣接するディスクＤの間、及びディスクＤと出口部材３０との間に設けられている。勿論、入口部材２０とディスクＤの間にスペーサ７０を設けてもよい。上記入口部材２０、出口部材３０、スペーサ７０、及びディスクＤの接触部分に於ける接合は、気密状態が保たれ、且つ通流させる流体Ｆに冒されなければどのような接合方法でも良いが、本発明では拡散接合が好ましい。なお、拡散接合とは、「母材（ここでは、入口部材２０、出口部材３０、スペーサ７０、及びディスクＤ）を密着させ，母材の融点以下の温度条件で，塑性変形をできるだけ生じない程度に加圧して，接合面間に生じる原子の拡散を利用して接合する方法」である。
このスペーサ７０の内側において、入口部材２０とディスクＤの間、隣接するディスクＤの間、及びディスクＤと出口部材３０との間に既に述べた通流加熱空間Ｋがそれぞれ形成されることになる。この通流加熱空間Ｋは流体吹込空間Ｒに連通している。従って、流体吹込空間Ｒに投入されたガスや液体は、そのまま或いは微細な液滴となって流体吹込空間Ｒから通流加熱空間Ｋに流れ込むことになる。
【００４２】
図２のような加熱装置Ａを用いて、液体を加熱気化する場合について説明する。図２では、原料供給部１０は噴霧器１２が使用される。噴霧器１２は入口部材２０に直接接続されるメイン配管１３と、これに接続されるサブ配管１４とで構成されている。
液体はメイン配管１３から供給され、キャリアガスＣｇはサブ配管１４に吹き込まれる。サブ配管１４に吹き込まれたキャリアガスＣｇはメイン配管１３から液体と共に噴出し、細かい液滴状となって流体吹込空間Ｒに吹き込まれる。
【００４３】
流体吹込空間Ｒの内径φ２は、メイン配管１３の内径φ１よりかなり大きいので、傘状に広がる。傘状に広がった細かい液滴は、拡散して周囲の通流加熱空間Ｋに入り、ここを通過し第１通流孔６５に至る。この間、ヒータＨは所定温度に昇温されており、ヒータＨの全外周面に接触しているヒータ装着孔２によって通流加熱空間Ｋに面する伝熱面に効率良く伝熱され、微細液滴を加熱する。加熱された微細液滴は順次気化して昇温ガスとなり、第２通流孔８５を経て出口部材３０から出、次の工程に供給される。
【００４４】
この第１実施例において、出口部材３０に対面するように配置されたディスクＤは、邪魔板ディスク８０であるから、流体吹込空間Ｒにある程度の勢いで吹き込まれた液体の一部は邪魔板ディスク８０に到達する可能性がある。この場合邪魔板ディスク８０の当該部分には孔がないので、微細液滴は当該部分に衝突した後、連通する通流加熱空間Ｋに移行し、前述同様、加熱された微細液滴は順次気化して出口部材３０から出、次の工程に供給される。
【００４５】
図６の装置本体１の第１・２通流孔６５・８５の周方向の幅が広い扇状を呈しているので、通流加熱空間Ｋは第１・２通流孔６５・８５の幅と同じ幅を持つ。これにより大流量の液体の加熱、或いは更にこれを気化することが出来る。
【００４６】
図３の場合は、噴霧器１２として二重オリフィス方式を使用した例である。メイン配管１３に液体を供給し、メイン配管１３を取り巻く噴出管１５にサブ配管１４を接続したもので、サブ配管１４に供給された高圧のキャリアガスＣｇにより、メイン配管１３から流出した液体を霧状に噴き出させる。霧状に噴き出された微細液滴は、図２と同様、流体吹込空間Ｒから通流加熱空間に流れ、加熱されて気化し、出口部材３０から次工程に送られる。
【００４７】
図４のような加熱装置Ａを用いて、液体やガスを加熱或いはこれを気化する場合について説明する。この場合、流路ディスク６０と邪魔板ディスク８０の配置順序は図２、図３と同様で、内部に流体吹込空間Ｒが形成される。この場合、上記のように流体流入口６１の内径φ２は、ノズル１１の内径φ１より小さく形成されている。（勿論、同じ内径としてもよい。）
【００４８】
図４のような加熱装置Ａを用いて、ガスを加熱する場合、ノズル１１から流体吹込空間Ｒに吹き込まれると、流体吹込空間Ｒから加熱されながらそのまま通流加熱空間Ｋを通過し、所定温度まで昇温されて出口部材３０から出て行く。
液体を加熱気化する場合は、液体がノズル１１から積層体Ｃｎの流体吹込空間Ｒにある程度の勢いで吹き込まれる。液体がノズル１１から流体吹込空間Ｒに吹き込まれると、連続して配置された流体流入口６１の内周縁に液体が衝突して拡散し、微細な液滴となって周囲に飛散する。飛散した微細液滴はそのまま通流加熱空間Ｋを通過し第１通流孔６５に至る。この間、ヒータＨは所定温度に昇温されており、ヒータＨの全外周面に接触しているディスクＤとスペーサ７０によって通流加熱空間Ｋに面する伝熱面に効率良く伝熱され、微細液滴を加熱する。加熱された微細液滴は順次気化して出口部材３０から出、次の工程に供給される。
【００４９】
図５の装置本体１は、スペーサ７０を介して流路ディスク６０と邪魔板ディスク８０とが交互に配置された例である。この実施例では邪魔板ディスク８０が、入口部材２０と出口部材３０に対面するように設置されている。
ノズル１１から滴下された流体Ｆ（この場合は、液体）は、入口部材２０に面して設けられた邪魔板ディスク８０上に落ち、その周囲に流れ、流路ディスク６０と邪魔板ディスク８０とで構成された通流加熱空間Ｋをジグザグ状に流下し、その間ディスクＤからの熱を受けて次第に設定温度に達し、或いは気化して出口部材３０から次の工程に供給される。
【００５０】
上記の場合、流体Ｆの流量が大きい場合には、図６の形状のディスクＤが使用され、流量が小さい場合には図７のディスクＤが使用される。更にディスクＤの積層枚数を変えることによっても流量に対応することもできる。
【符号の説明】
【００５１】
Ａ：流体の加熱装置、Ｃｇ：キャリアガス、Ｃｎ：積層体、Ｄ：ディスク、Ｆ：流体、Ｈ：ヒータ、Ｋ・Ｋ’：通流加熱空間、Ｒ：流体吹込空間、１：装置本体、２：ヒータ装着孔、１０：原料供給部、１１：ノズル、１２：噴霧器、１３：メイン配管、１４：サブ配管、１５：噴出管、２０：入口部材、２１：入口開口部、２２：入口側ヒータ孔、３０：出口部材、３１：流出孔、３２：出口側ヒータ孔、６０：流路ディスク、６１：流体流入口、６２：第１ヒータ孔、６３：内側リング、６４：支持アーム、６５：第１通流孔、６６：外縁リング、７０：スペーサ、７２：第３ヒータ孔、７４：スペーサアーム、７６：外縁部、８０：邪魔板ディスク、８２：第２ヒータ孔、８４：接続アーム、８６：外縁リング、８５：第２通流孔、１０１：液体用マスフロー制御器、１０２：ガス用マスフロー制御器、１０５：液体容器、１０７：加圧ガス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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