(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸を包囲する筒状部を有する流体用整流部材であって、
前記筒状部の前記中心軸に沿った両端部が開口し、当該筒状部の外周面および内周面に沿って、当該流体用整流部材に対して相対的に移動する流体を整流し、
前記筒状部は、第１円錐部と、前記第１円錐部に連続するとともに前記第１円錐部における前記中心軸を含む平面で円錐形状を切断した際の、前記中心軸に対する前記外周面の角度である第１母線角度よりも大きな第２母線角度を有する第２円錐部とを有し、
前記第１円錐部および前記第２円錐部は、セラミック繊維層からなる支持材と、前記支持材を覆うＳｉＣと、からなり、
前記支持材の外側面および／または内側面における最表層のセラミック繊維層は、前記中心軸に対して平面視で直交する平面とのなす角度が０度〜２０度となるように配向しているＳｉＣ繊維を束ねたストランドが複数並べられて構成され、
前記第１円錐部における前記最表層のセラミック繊維層の第１繊維間密度よりも、前記第２円錐部における前記最表層のセラミック繊維層の第２繊維間密度が高く、
前記第１円錐部の第１繊維間密度と前記第２円錐部の第２繊維間密度は、ストランドにおいて束ねるＳｉＣ繊維の本数が異なることにより調整されている流体用整流部材。
【請求項２】
請求項１に記載の流体用整流部材であって、
前記筒状部の、一方の端面輪郭形状よりも他方の端面輪郭形状が大きい流体用整流部材。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の流体用整流部材であって、
前記中心軸は、流体の流れ方向に配置されることを特徴とする流体用整流部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化セラミック複合材料を用いた流体用整流部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維強化セラミック複合材料は、耐熱性、強度、靱性を備えているので、様々な分野で利用されている。
繊維強化セラミック複合材料の用途として、高い耐熱性、強度を利用して、高温、高速の流体の流体用整流部材として用いられている。
繊維強化セラミック複合材料は、セラミックよりなる母材（マトリックス）に、骨材としてセラミック繊維を加えた材料である。母材であるセラミックは、耐熱性、強度を備えているものの、弾性率が高いセラミック材料の特徴により脆い素材である。繊維強化セラミック複合材料は、さらにセラミック繊維を複合させることによってセラミックの母材の弱点である脆性を改良した素材である。
【０００３】
特許文献１は、繊維強化セラミック複合材料の１つである炭素繊維強化炭素複合材料よりなる炭素部品が記載されている。この炭素部品は、炭素繊維を層状に堆積させた堆積層からなる基材と、その基材の表面を覆う高純度かつ硬質の物質からなる被覆層とからなることを特徴とする炭素部品であり、具体的には、半導体製造装置用のガス整流部材について記載されている。
このガス整流部材は、半導体製造装置において、導入部を介して導入される不活性ガスを整流して石英るつぼ内にそれを確実に導くための部材である。
【０００４】
この炭素部品は、炭素繊維が液体中に懸濁するスラリーを吸引成形し、乾燥、焼成、純化した後に、表面に熱分解炭素からなる被覆層を形成する被覆層形成工程を経て、製造されている。
このため、耐熱性、強度、化学的安定性を有している上に、半導体に対して不純物となる元素が含まれていないので、半導体製造装置用のガス整流部材として好適に用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−６８８５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述した炭素部品（繊維強化セラミック複合材料）では、断面半径が一様に変化する円錐や円錐台等について記載されているが、途中で断面半径が急変する形状が必要となる場合がある。
このような形状の場合、特に内部を流体が通過する筒状であると、流体の進行方向に対して内径が小さくなっている場所で、内壁に作用する圧力が増大して、破損しやすくなる。
【０００７】
本発明では、前記課題を鑑み、断面半径が急変する箇所においても流体から受ける圧力によって破損することのない構造の流体用整流部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための本発明の流体用整流部材は、中心軸を包囲する筒状部を有する流体用整流部材であって、前記筒状部は、第１円錐部と、前記第１円錐部に連続するとともに前記第１円錐部における前記中心軸を含む平面で円錐形状を切断した際の、前記中心軸に対する側面の角度である第１母線角度よりも大きな第２母線角度を有する第２円錐部とを有し、前記第１円錐部および前記第２円錐部は、セラミック繊維層からなる支持材と、前記支持材を覆うセラミックマトリックスと、からなり、前記支持材の外側面および／または内側面における最表層のセラミック繊維層は、前記中心軸に対して平面視で直交して配向しているセラミック繊維によって構成され、前記第１円錐部における前記最表層のセラミック繊維層の第１繊維間密度よりも、前記第２円錐部における前記最表層のセラミック繊維層の第２繊維間密度が高い。
【０００９】
流体用整流部材は、中心軸を包囲する筒状部を有する。筒状部は、第１円錐部と、第１円錐部に連続するとともに第１円錐部の第１母線角度よりも大きな第２母線角度を有する第２円錐部とを有する。
すなわち、筒状部は、母線角度が異なる複数の円錐部を接続部において滑らかに接続した形状となっている。このため、母線角度が大きな第２円錐部は、流体から圧力（負圧も含む）を受け易くなる。
そして、第１円錐部における最表層のセラミック繊維層の第１繊維間密度よりも、母線角度が大きな第２円錐部における最表層のセラミック繊維層の第２繊維間密度を高く設定した。
【００１０】
ここで、母線角度とは、中心軸を含む平面で円錐形状を切断した際の、中心軸に対する側面（断面）の角度を云う。あるいは、断面半径が変化する割合とも言える。なお、中心軸を含む平面で切断された筒状部の側面が曲線状に連続して変化する際には、微細な幅（高さ）を有する円錐台形状が連続したものと見なすことができ、この円錐台に対する母線角度と見なすことができる。また、円筒形の場合には、母線角度が限りなく０度に近い円錐台と見なすことができる。
【００１１】
なお、流体の流れとは、流体用整流部材に対して相対的に流体が移動する場合をいい、流体用整流部材に対して流体が流れる場合および流体中を流体用整流部材が移動する場合を含む。
また、繊維間密度を高密度にすることは、同一繊維径のセラミック繊維の軸線間寸法を小さくして密集させる、あるいは、セラミック繊維の軸線間寸法が同じでセラミック繊維の繊維径を太くすることにより達成できる。
【００１２】
本発明の流体用整流部材によれば、第１円錐部における最表層のセラミック繊維層の第１繊維間密度よりも、母線角度が大きな第２円錐部における最表層のセラミック繊維層の第２繊維間密度を高く設定したので、流体から受ける圧力によって破損することのない構造の流体用整流部材が得られる。
【００１３】
さらに、本発明の流体用整流部材は、以下の態様であることが望ましい。
（１）前記最表層のセラミック繊維層を構成する前記セラミック繊維と、前記中心軸に対して平面視で直交する平面と、のなす角度が０度〜２０度である。
このため、最表層が中心軸に沿った方向に波状に形成されて流体の流れを乱し、表面に渦流を生じさせる。この渦流が存在することで、高温の流体が通過する場合でも、相対的に低温の空気の層が表面に形成されて、流体用整流部材と流体との間に介在するので、過熱を抑制することができる流体用整流部材が得られる。
【００１４】
（２）前記筒状部の、前記中心軸に沿った両端部が開口している。
本発明の流体用整流部材は、筒状部の中心軸に沿った両端部が開口しているので、筒状部の外周面および内周面に沿って流体をスムーズに流すことができる。このため、本発明の流体用整流部材は、内部に流体を流す配管や、流体内を移動する飛翔体、推進体などとして使用することができる。
【００１５】
（３）前記筒状部の、前記中心軸に沿った両端部の少なくとも一方に蓋部を有し閉口している。
本発明の流体用整流部材は、筒状部の、中心軸に沿った両端部の少なくとも一方に蓋部を有し閉口しているので、筒状部の外周面に沿って流体をスムーズに流すことができる。このため、本発明の流体用整流部材は、流体内を移動する飛翔体などとして使用することができる。
【００１６】
（４）前記筒状部の、一方の端面輪郭形状よりも他方の端面輪郭形状が大きい。
筒状部は、一方の端面輪郭形状よりも他方の端面輪郭形状が大きい形状を呈しているので、本発明の流体用整流部材は、例えば円錐や円錐台等に類似した形状となっている。このような形状は滑らかに断面積が変化するので、渦流の発生を抑え、流体の流れをスムーズすることができる。このように一方の端面輪郭形状よりも他方の端面輪郭形状が大きい形状に沿って流体が流れる場合には、筒状部の一方と他方の間で流体の流速が異なり、弾性流体においてはさらに密度も異なるようになる。このため、流体と接する筒状部の内側面または外側面は、流体との相互作用が強く、特に流体の乱れを生成させやすい。本発明の流体用整流部材における筒状部は、一方の端面輪郭形状よりも他方の端面輪郭形状が大きいので、流体の流れに乱れを生成させにくくすることができる。このため、本発明の流体用整流部材は、配管や流体内を移動する飛翔体、推進体などとして好適に利用することができる。
【００１７】
（５）前記セラミック繊維層は、セラミック繊維を束ねたストランドが複数並べられて構成される。
本発明の流体用整流部材は、束ねるセラミック繊維の本数を調整することにより、容易にセラミック繊維の繊維径を調整して繊維密度を調整することができる。また、複数のセラミック繊維が束ねられたストランドの状態で使用されると、複数の繊維がまとまっているため強度を増すことができる。また、個々の繊維が突出する毛羽立ちを少なくすることができるので、より気流の乱れを抑えることができ、抵抗を少なくすることができる。
【００１８】
（６）前記セラミックマトリックスは、ＳｉＣである。
ＳｉＣは、高強度であるので、流体用整流部材の強度を増すことができる。また、ＳｉＣは、耐蝕性、耐酸化性にも優れ、セラミックマトリックスにＳｉＣを用いることにより、流体用整流部材を高温、腐食性雰囲気でも好適に利用できる。
【００１９】
（７）前記セラミック繊維は、ＳｉＣ繊維である。
ＳｉＣ繊維は、耐蝕性、耐酸化性が優れ、高強度であるので、支持材にＳｉＣを用いることにより、高温、腐食性雰囲気でセラミックマトリックスが損傷した場合でも、セラミック繊維がクラックの進展を止め、安全に使用することができる。
【００２０】
（８）前記中心軸は、流体の流れ方向に配置される。
中心軸を流体の流れ方向に配置することにより、中心軸を包囲する筒状部も流体の流れ方向に配置されるので、流体の流れを乱さない。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、第１円錐部における最表層のセラミック繊維層の第１繊維間密度よりも、母線角度が大きな第２円錐部における最表層のセラミック繊維層の第２繊維間密度を高く設定したので、母線角度が急変する箇所においても流体から受ける圧力によって破損することのない構造の流体用整流部材が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（Ａ）は本発明に係る流体用整流部材の製造方法におけるセラミック繊維のフープ巻きによる巻回工程を示す工程図であり、（Ｂ）および（Ｃ）は本発明に係る流体用整流部材の製造方法におけるセラミック繊維のヘリカル巻きによる巻回工程を示す工程図であり、（Ｄ）はセラミック繊維の軸方向配置工程を示す工程図である。
【図２】（Ａ）は芯材の周囲に筒状部となる支持材が形成された状態を示す断面図であり、（Ｂ）は芯材を取り出して筒状部が形成される状態を示す断面図である。
【図３】（Ａ）は第１実施形態の流体用整流部材の側面図であり、（Ｂ）は１本のセラミック繊維の中心軸と平面視で直交する平面に対する角度を示す拡大図である。
【図４】第１実施形態の流体用整流部材の別の例を示す側面図である。
【図５】第２実施形態の流体用整流部材の斜視図である。
【図６】（Ａ）は第３実施形態において芯材の周囲に筒状部および蓋部となる支持材が形成された状態を示す断面図であり、（Ｂ）は芯材を取り出して筒状部および蓋部が形成される状態を示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態の流体用整流部材の製造工程を示し、（Ａ）は支持材形成工程、マトリックス形成工程、芯抜工程の順に製造する製造工程、（Ｂ）は支持材形成工程、芯抜工程、マトリックス形成工程の順に製造する製造工程、（Ｃ）は支持材形成工程、マトリックス形成工程、芯抜工程、マトリックス形成工程の順に製造する製造工程を示す。
【図８】本発明の実施形態の流体用整流部材の支持材形成工程の詳細な製造工程を示し、（Ａ）は巻回工程が最初と最後にある製造工程、（Ｂ）は巻回工程が最初にある製造工程、（Ｃ）は巻回工程が最後にある製造工程を示す。
【図９】本発明の実施形態の流体整流部材の適用例であり、具体的にはシリコン単結晶引上げ装置のガス整流部材への適用例である。
【図１０】具体的な実施例における流体用整流部材を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の流体用整流部材について説明する。
【００２４】
前記課題を解決するための本発明の流体用整流部材は、中心軸を包囲する筒状部を有する流体用整流部材であって、前記筒状部は、第１円錐部と、前記第１円錐部に連続するとともに前記第１円錐部における前記中心軸を含む平面で円錐形状を切断した際の、前記中心軸に対する側面の角度である第１母線角度よりも大きな第２母線角度を有する第２円錐部とを有し、前記第１円錐部および前記第２円錐部は、セラミック繊維層からなる支持材と、前記支持材を覆うセラミックマトリックスと、からなり、前記支持材の外側面および／または内側面における最表層のセラミック繊維層は、前記中心軸に対して平面視で直交して配向しているセラミック繊維によって構成され、前記第１円錐部における前記最表層のセラミック繊維層の第１繊維間密度よりも、前記第２円錐部における前記最表層のセラミック繊維層の第２繊維間密度が高い。
【００２５】
流体用整流部材は、中心軸を包囲する筒状部を有する。筒状部は、第１円錐部と、第１円錐部に連続するとともに第１円錐部における前記中心軸を含む平面で円錐形状を切断した際の、前記中心軸に対する側面の角度である第１母線角度よりも大きな第２母線角度を有する第２円錐部とを有する。
すなわち、筒状部は、母線角度が異なる複数の円錐部を接続部において滑らかに接続した形状となっている。このため、母線角度が大きな第２円錐部は、流体から圧力（負圧も含む）を受け易くなる。
そして、第１円錐部における最表層のセラミック繊維層の第１繊維間密度よりも、母線角度が大きな第２円錐部における最表層のセラミック繊維層の第２繊維間密度を高く設定した。
【００２６】
ここで、母線角度とは、中心軸を含む平面で円錐形状を切断した際の、中心軸に対する側面（断面）の角度を云う。あるいは、断面半径が変化する割合とも言える。なお、中心軸を含む平面で切断された筒状部の側面が曲線状に連続して変化する際には、微細な幅（高さ）を有する円錐台形状が連続したものと見なすことができ、この円錐台に対する母線角度と見なすことができる。また、円筒形の場合には、母線角度が限りなく０度に近い円錐台と見なすことができる。
【００２７】
なお、流体の流れとは、流体用整流部材に対して相対的に流体が移動する場合をいい、流体用整流部材に対して流体が流れる場合および流体中を流体用整流部材が移動する場合を含む。
また、繊維間密度を高密度にすることは、同一繊維径のセラミック繊維を軸線間寸法を小さくして密集させる、あるいは、セラミック繊維の軸線間寸法が同じでセラミック繊維の繊維径を太くすることにより達成できる。
【００２８】
本発明の流体用整流部材によれば、第１円錐部における最表層のセラミック繊維層の第１繊維間密度よりも、母線角度が大きな第２円錐部における最表層のセラミック繊維層の第２繊維間密度を高く設定したので、流体から受ける圧力によって破損することのない構造の流体用整流部材が得られる。
【００２９】
さらに、本発明の流体用整流部材は、以下の態様であることが望ましい。
（１）前記最表層のセラミック繊維層を構成する前記セラミック繊維と、前記中心軸に対して平面視で直交する平面と、のなす角度が０度〜２０度である。
このため、最表層が中心軸に沿った方向に波状に形成されて流体の流れを乱し、表面に渦流を生じさせる。この渦流が存在することで、高温の流体が通過する場合でも、相対的に低温の空気の層が表面に形成されて、流体用整流部材と流体との間に介在するので、過熱を抑制することができる流体用整流部材が得られる。
【００３０】
（２）前記筒状部の、前記中心軸に沿った両端部が開口している。
本発明の流体用整流部材は、筒状部の中心軸に沿った両端部が開口しているので、筒状部の外周面および内周面に沿って流体をスムーズに流すことができる。このため、本発明の流体用整流部材は、内部に流体を流す配管や、流体内を移動する飛翔体、推進体などとして使用することができる。
【００３１】
（３）前記筒状部の、前記中心軸に沿った両端部の少なくとも一方に蓋部を有し閉口している。
本発明の流体用整流部材は、筒状部の、中心軸に沿った両端部の少なくとも一方に蓋部を有し閉口しているので、筒状部の外周面に沿って流体をスムーズに流すことができる。このため、本発明の流体用整流部材は、流体内を移動する飛翔体などとして使用することができる。
【００３２】
（４）前記筒状部の、一方の端面輪郭形状よりも他方の端面輪郭形状が大きい。
筒状部は、一方の端面輪郭形状よりも他方の端面輪郭形状が大きい形状を呈しているので、本発明の流体用整流部材は、例えば円錐や円錐台等に類似した形状となっている。このような形状は滑らかに断面積が変化するので、渦流の発生を抑え、流体の流れをスムーズすることができる。このように一方の端面輪郭形状よりも他方の端面輪郭形状が大きい形状に沿って流体が流れる場合には、筒状部の一方と他方の間で流体の流速が異なり、弾性流体においてはさらに密度も異なるようになる。このため、流体と接する筒状部の内側面または外側面は、流体との相互作用が強く、特に流体の乱れを生成させやすい。本発明の流体用整流部材における筒状部は、一方の端面輪郭形状よりも他方の端面輪郭形状が大きいので、流体の流れに乱れを生成させにくくすることができる。このため、本発明の流体用整流部材は、配管や流体内を移動する飛翔体、推進体などとして好適に利用することができる。
【００３３】
（５）前記セラミック繊維層は、セラミック繊維を束ねたストランドが複数並べられて構成される。
本発明の流体用整流部材は、束ねるセラミック繊維の本数を調整することにより、容易にセラミック繊維の繊維径を調整して繊維密度を調整することができる。また、複数のセラミック繊維が束ねられたストランドの状態で使用されると、複数の繊維がまとまっているため強度を増すことができる。また、個々の繊維が突出する毛羽立ちを少なくすることができるので、より気流の乱れを抑えることができ、抵抗を少なくすることができる。
【００３４】
（６）前記セラミックマトリックスは、ＳｉＣである。
ＳｉＣは、高強度であるので、流体用整流部材の強度を増すことができる。また、ＳｉＣは、耐蝕性、耐酸化性にも優れ、セラミックマトリックスにＳｉＣを用いることにより、流体用整流部材を高温、腐食性雰囲気でも好適に利用できる。
【００３５】
（７）前記セラミック繊維は、ＳｉＣ繊維である。
ＳｉＣ繊維は、耐蝕性、耐酸化性が優れ、高強度であるので、支持材にＳｉＣを用いることにより、高温、腐食性雰囲気でセラミックマトリックスが損傷した場合でも、セラミック繊維がクラックの進展を止め、安全に使用することができる。
【００３６】
（８）前記中心軸は、流体の流れ方向に配置される。
中心軸を流体の流れ方向に配置することにより、中心軸を包囲する筒状部も流体の流れ方向に配置されるので、流体の流れを乱さない。
【００３７】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について以下説明する。
本発明の流体用整流部材の製造方法は、支持材形成工程と、マトリックス形成工程と、芯抜工程とからなる。最初に支持材を形成した後に、芯抜工程およびマトリックス形成工程を行う。芯抜工程とマトリックス形成工程の順序は特に限定されず、芯抜工程の前後にマトリックス形成工程を行ってもよい。
図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は本発明の第１実施形態の流体用整流部材の製造工程を示す。図７（Ａ）は支持材形成工程、マトリックス形成工程、芯抜工程の順に製造する製造工程、図７（Ｂ）は支持材形成工程、芯抜工程、マトリックス形成工程の順に製造する製造工程、図７（Ｃ）は支持材形成工程、マトリックス形成工程、芯抜工程、マトリックス形成工程の順に製造する製造工程を示す。
【００３８】
次に、支持材形成工程について説明する。支持材形成工程は、芯材の周囲にセラミック繊維を巻回し、支持材を形成する。支持材形成工程はセラミック繊維の配置、巻き方などで細かく分類される。支持材形成工程は、軸方向に対して平面視で直交する方向に配向する巻回工程と、軸方向に沿って配向する軸方向配置工程とからなる。巻回工程は、さらにヘリカル巻き工程と、フープ巻き工程とが含まれる。
図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、本発明の第１実施形態の流体用整流部材の支持材形成工程の詳細な製造工程を示す。
【００３９】
図８（Ａ）は、巻回工程が最初と最後にある製造工程であり、この製造方法により、支持材の内層のセラミック繊維層の外側および内側を覆う最表層のセラミック繊維層が中心軸に対して平面視で直交して配向しているセラミック繊維によって流体用整流部材を構成することができる。
図８（Ｂ）は、巻回工程が最初にあり、最後にはない製造工程であり、この製造方法により、支持材の内層のセラミック繊維層の内側面を覆う最表層のセラミック繊維層が中心軸に対して平面視で直交して配向しているセラミック繊維によって流体用整流部材を構成することができる。
図８（Ｃ）は、巻回工程が最後にあり最初にはない製造工程であり、この製造方法により、支持材の内層のセラミック繊維層の外側面を覆う最表層のセラミック繊維層が中心軸に対して平面視で直交して配向しているセラミック繊維によって流体用整流部材を構成することができる。最初または最後の巻回工程の間は、セラミック繊維の配置、巻回方法、回数、順序は限定されず、自由に組み合わせることができる。
このとき、最初と最後の巻回工程では、その間の工程で用いるセラミック繊維の繊維間密度よりも高密度でセラミック繊維を巻回する。また、最初または最後の巻回工程の間は、セラミック繊維の配置、巻回方法、回数、順序は限定されず、自由に組み合わせることができる。
【００４０】
次にマトリックス形成工程について説明する。マトリックス形成工程は、骨材であるセラミック繊維の周囲にセラミックマトリックスを充填する。
セラミックマトリックスはどのようなものでもよく特に限定されない。例えば、ＳｉＣ、アルミナ、Ｓｉ３Ｎ４、Ｂ４Ｃなどを利用できる。セラミックマトリックスはどのような方法で形成してもよい。例えば、有機物である前駆体（プレカーサ）を熱分解させセラミックのマトリックスを得るプレカーサ法、原料ガスを熱分解させセラミックマトリックスを得るＣＶＤ法などが利用できる。またこれらを併用してもよい。
【００４１】
以下プレカーサ法、ＣＶＤ法について説明する。
プレカーサ法では、熱分解によりセラミックが得られる前駆体を適宜選定する。プレカーサ法では、液体の前駆体を支持体に塗布または含浸したのち、加熱処理し、最終的に焼成することによりセラミックマトリックスを得る。加熱処理では、前駆体の形態によってさまざまな処理が行われる。前駆体が溶液である場合には溶媒の乾燥、前駆体がモノマー、ダイマーまたはオリゴマーなどの場合には重合反応、前駆体がポリマーである場合には熱分解反応の処理が行われる。
【００４２】
前駆体は、液体の形態で使用する。液体であるとは、前駆体を溶媒に溶かした溶液、液状の前駆体、固体の前駆体を加熱して溶融した液状の前駆体などが利用できる。なお、プレカーサ法では、最終的に前駆体を焼成し、セラミックマトリックスを生成させる。
前駆体は、例えば次のようなものが利用できる。前駆体が炭素の場合は、フェノール樹脂、フラン樹脂などが利用できる。前駆体がＳｉＣの場合はポリカルボシラン（PCS：Polycarbosilane）などが利用できる。これらの樹脂をセラミック繊維間に浸透させて、熱分解することによりセラミックマトリックスを得ることができる。
また、プリカーサ法は支持材形成工程のなかで軸方向配置工程が最後にあり、軸方向に並んだセラミック繊維が最表層にある場合に、セラミック繊維の脱落や毛羽立ちを防止するためのバインダーとすることもできる。この場合には、前駆体が、乾燥、重合または熱分解する過程で、セラミック繊維同士を結合させた状態を維持することができるので、好適に利用することができる。
【００４３】
ＣＶＤ法では、ＣＶＤ炉に支持材をいれ、加熱した状態で原料ガスを導入する。原料ガスは、ＣＶＤ炉内で拡散するとともに、加熱された支持材に接触すると熱分解が起こり、原料ガスに対応するセラミックマトリックスが支持材を構成するセラミック繊維の表面に形成される。
ＣＶＤ法で使用する原料ガスは、セラミックマトリックスの種類によって適宜選択する。
【００４４】
目的とするセラミックマトリックスが炭素の場合は、メタン、エタン、プロパンなどの炭化水素ガスが利用できる。
目的とするセラミックマトリックスがＳｉＣの場合には、炭化水素ガスと、シラン系ガスの混合ガス、炭素と珪素を有する有機シラン系ガスなどが利用できる。これらの原料ガスは、水素がハロゲンで置換されたガスも利用することができる。シラン系ガスとしては、クロロシラン、ジクロロシラン、トリクロロシラン、テトラクロロシラン、有機シラン系ガスの場合には、メチルトリクロロシラン（Methyltrichlorosilane）、メチルジクロロシラン（Methyldichlorosilane）、メチルクロロシラン（Methylchlorosilane）、ジメチルジクロロシラン（Dimethyldichlorosilane)、トリメチルジクロロシラン（Trimethyldichlorosilane）などが利用できる。またこれらの原料ガスを適宜混合して用いてもよく、さらに水素、アルゴンなどのキャリアガスとしても用いることもできる。キャリアガスとして水素を用いた場合には、平衡の調整に関与することができる。
【００４５】
また、他のセラミック材料の場合には、目的のセラミックマトリックスにあわせて適宜原料ガスを選定することができる。
ＣＶＤの温度は、原料ガスの分解温度、分解速度に応じて適宜選定することができ、例えば８００〜２０００℃である。ＣＶＤの圧力は、セラミックマトリックスの沈着の状態に応じて適宜選択することができる。使用できる範囲は、例えば０．１〜１００ｋＰａの減圧ＣＶＤ法、また圧力を制御しない常圧ＣＶＤ法でもよい。
【００４６】
次に、芯抜工程について説明する。
芯抜工程の位置によって３つのパターンが存在する。
芯抜工程が、マトリックス形成工程の後の場合、支持材形成工程、マトリックス形成工程、芯抜工程の順に製造する（図７（Ａ））。
芯抜工程が、マトリックス形成工程の前の場合、支持材形成工程、芯抜工程、マトリックス形成工程の順に製造する（図７（Ｂ））。
芯抜工程が、マトリックス形成工程の中にある場合、支持材形成工程、マトリックス形成工程、芯抜工程、マトリックス形成工程の順に製造する（図７（Ｃ））。
【００４７】
図７（Ａ）に示すように、芯抜工程が、マトリックス形成工程の後の場合、芯抜工程で分離される段階では、すでにセラミック繊維強化セラミック複合材料が形成され、本発明の流体用整流部材そのものである。この場合には、形状が固定された段階で芯抜きされるので、寸法精度の高い流体用整流部材を得ることができる。
【００４８】
図７（Ｂ）に示すように、芯抜工程が、マトリックス形成工程の前の場合、芯抜工程で分離されるものは、セラミック繊維層からなる支持材そのものである。この場合には、支持材の内側面および外側面に同時にセラミックマトリックスを形成することができ、効率よく流体用整流部材を得ることができる。
【００４９】
図７（Ｃ）に示すように、芯抜工程が、マトリックス形成工程の中にある場合、芯抜工程で分離される段階では、セラミック繊維強化セラミック複合材料の途中段階の製品である。この場合には、支持材の内側面および外側面に同時にセラミックマトリックスを形成することができ、寸法精度の高い流体用整流部材を効率よく得ることができる。
【００５０】
いずれの方法をとってもよいが、芯抜工程が、マトリックス形成工程の中にある場合の製造方法（図７（Ｃ）参照）を用いることが好ましい。
芯抜工程が、マトリックス形成工程の中にある場合には、支持体のセラミック繊維間にセラミックマトリックスが形成されセラミック繊維強化セラミック複合材料になった後に芯材が抜かれるので、芯材が抜かれた後に変形しにくくすることができる。
【００５１】
また、この場合、芯材が抜かれた後、支持体の外側面と内側面の両側からセラミックマトリックスを形成することができるので、セラミック繊維を確実にセラミックマトリックスで覆うことができ、ほつれにくくより強固なセラミック繊維強化セラミック複合材料を得ることができる。
【００５２】
また、マトリックス形成工程の中に芯抜き工程がある場合には、芯抜工程の前後のマトリックス形成工程は同一の方法を用いてもよいし、異なる方法を用いてもよい。なかでも、芯抜工程の前はプリカーサ法を用い、芯抜工程の後はＣＶＤ法を用いることが好ましい。プリカーサ法は、簡単な方法で支持体を固めることができ、変形を防止できるようになる。ＣＶＤ法では、緻密で強固な膜が得られるので流体用整流部材の最表面を構成する膜として好適に利用することができる。
【００５３】
図１（Ａ）〜図１（Ｄ）および図２（Ａ）〜図２（Ｂ）に基づいて、流体用整流部材の製造方法について説明する。
流体用整流部材１０Ａの製造方法は、柱状に形成された芯材１１の中心軸ＣＬに対する周方向に沿ってセラミック繊維２１を巻回する巻回工程と、芯材１１の中心軸ＣＬに対して平行にセラミック繊維２１を配置する軸方向配置工程を有する。
【００５４】
巻回工程においては、図１（Ａ）、図１（Ｂ）および図１（Ｃ）に示すように、中心軸ＣＬ回りに回転する芯材１１の外周面にセラミック繊維２１を巻回してセラミック繊維層２２を形成する。
図１（Ａ）はフープ巻きによるセラミック繊維２１の巻回工程を示し、図１（Ｂ）はヘリカル巻きによるセラミック繊維２１の巻回工程の往路を示し、図１（Ｃ）はヘリカル巻きによるセラミック繊維２１の巻回工程の復路を示す。
【００５５】
このとき、セラミック繊維２１を収容するロール２１１を、芯材１１の一端側（図１（Ａ）および図１（Ｂ）において右端側）から他端側（図１（Ａ）および図１（Ｂ）において左端側）へ移動（矢印Ａ参照）させることにより、セラミック繊維２１を芯材１１の外側面に巻回することができる。
なお、図１（Ｃ）に示すヘリカル巻きによるセラミック繊維２１の巻回工程の復路では、セラミック繊維を収容するロール２１１を、芯材１１の他端側（図１（Ｃ）において左端側）から一端側（図１（Ｃ）において右端側）へ移動させる（矢印Ｂ参照）。
【００５６】
このとき、セラミック繊維２１は、フープ巻きによるセラミック繊維２１の巻回工程においても厳密には螺旋状に巻回される。ロール２１１の送り速度によって巻回されるセラミック繊維２１の形態が変化する。すなわち、ロール２１１の送り速度を調整することにより軸線間距離を調整して、繊維間密度を所望の密度に設定することができる。送り速度を遅くしてセラミック繊維２１で覆われた分だけロール２１１を送り、セラミック繊維２１を輪のよう巻く巻回方法をフープ巻きといい、繊維間密度が高密度となる。また、送り速度を速くしてセラミック繊維２１に間隔が空くようにロール２１１を送り、セラミック繊維２１を螺旋のよう巻く巻回方法をヘリカル巻きという。この場合には、繊維間密度が低密度となる。
【００５７】
フープ巻きでは、ロール２１１の送り速度がセラミック繊維２１の太さと同等程度であり、一方向の送りで芯材１１のほぼ全外周面をセラミック繊維２１で覆ってセラミック繊維層２２を形成することができる。
これに対して、ヘリカル巻きでは１回の送りでは芯材１１の全外周面を覆うことができないので、ロール２１１を何往復も繰り返し送りながら芯材１１の外周面にセラミック繊維層２２を形成する。
【００５８】
セラミック繊維２１の一方向の送りを１単位とすると、フープ巻きを繰り返した場合、任意の単位のセラミック繊維２１は前後それぞれ１単位のセラミック繊維２１と接点を有する。
これに対しヘリカル巻きでは、１単位のセラミック繊維２１では、芯材１１の全外周面を覆い尽くすことができないので、任意の単位のセラミック繊維２１は前後それぞれ複数の単位のセラミック繊維２１と接触する。
【００５９】
また、セラミック繊維層２２がフープ巻きとヘリカル巻きとの組み合わせである場合には、その界面は、互いに交差しあうセラミック繊維２１の接点が多数存在し、高強度のセラミック繊維強化セラミック複合材料を得ることができる。
なお、図面においては、わかりやすくするために、隣接するセラミック繊維２１同士の間隔を大きく表示している。
【００６０】
図３（Ａ）に示すように、第１実施形態の流体用整流部材１０Ａは、筒状部２０Ａを有する。筒状部２０Ａは、第１母線角度α１を有する第１円錐部４１と、第１円錐部４１に連続し、第１母線角度α１よりも大きな第２母線角度α２を有する第２円錐部４２を有する。ここで、母線角度αとは、円錐形状の筒状部２０Ａを中心軸ＣＬを含む平面で切断した際の、中心軸ＣＬに対する側面（断面）の角度を云う。
従って、第１円錐部４１は円筒形に近い形状であり、第２円錐部４２は扁平に広がった形状をしている。すなわち、筒状部２０Ａは、母線角度αが異なる複数の円錐部を接続部４３において滑らかに接続した形状となっている。このため、母線角度α２が大きな第２円錐部４２は、流体から圧力（負圧も含む）を受け易くなる。
【００６１】
このため、第１円錐部４１における最表層のセラミック繊維層（最外側セラミック繊維層２２２Ａ）を構成するセラミック繊維２１４Ａの第１繊維間密度よりも、母線角度α２が大きな第２円錐部４２における最表層のセラミック繊維層（最外側セラミック繊維層２２２Ｂ）を構成するセラミック繊維２１４Ｂの第２繊維間密度を高く設定した。
ここで、繊維間密度を高く（高密度に）することは、同一繊維径のセラミック繊維２１を軸線間寸法を小さくして密集させる、あるいは、セラミック繊維２１の軸線間寸法が同じでセラミック繊維２１の繊維径を太くすることにより達成できる。繊維間密度は、母線角度αに応じて設定することもでき、母線角度αが大きくなると高密度になるようにする。例えば、母線角度が０の場合を基準として、母線角度がαのときには繊維間密度を１／cosα倍することが考えられる。
【００６２】
なお、以下の説明において、第１円錐部４１の最外側セラミック繊維層２２２Ａおよび第２円錐部４２の最外側セラミック繊維層２２２Ｂを総称する場合には、最外側セラミック繊維層２２２と示すこととする。同様に、セラミック繊維２１４Ａおよびセラミック繊維２１４Ｂを総称する場合には、セラミック繊維２１４で示すこととする。
【００６３】
筒状部２０Ａの内層のセラミック繊維層の外側を覆う最外側セラミック繊維層２２２Ａ、２２２Ｂのセラミック繊維２１４Ａ、２１４Ｂが、中心軸ＣＬに直交する平面ＰＬに対する傾斜角度θが０度〜２０度となるように（図３（Ｂ）参照）配向しているセラミック繊維２１４によって構成される。なお、傾斜角度θは、第１円錐部４１および第２円錐部４２において同一とすることができるが、異なるように設定することもできる。
このような筒状部２０Ａを得るために、筒状部２０Ａの外側の最表層として巻回工程によってセラミック繊維層２２を形成する。
【００６４】
軸方向配置工程においては、例えば図１（Ｄ）に示すように、芯材１１の一端側および他端側に係止部２１２、２１３を設けておき、係止部２１２と係止部２１３とに交互にセラミック繊維２１を引っ掛けることにより、セラミック繊維２１を芯材１１の中心軸ＣＬに沿って配置してセラミック繊維層２２を形成する。従って、係止部２１２、２１３の間隔により繊維間隔が決定され、繊維間密度を設定することができる。
これを芯材１１の外側面に沿って全周に実施する。このとき、セラミック繊維２１は、係止部２１２、２１３の太さ、配置によっては、中心軸ＣＬを含む平面に対し、斜めに配置されることもあるが、隣接するセラミック繊維２１同士は非常に近接しているので、中心軸ＣＬに対して平行に配置されると言える。なお、図１（Ｄ）においては、わかりやすくするために、隣接するセラミック繊維２１同士の間隔を大きく表示している。
【００６５】
最上層を形成する前は、巻回工程と軸方向配置工程とを繰り返し実施して、セラミック繊維層２２を積層する。巻回工程と軸方向配置工程との順番および実施回数は任意である。
例えば、巻回工程と軸方向配置工程とを１回ずつ交互に実施することができるが、巻回工程および軸方向配置工程を各々複数回ずつ実施して交互に実施することもできる。また、巻回工程には、ヘリカル巻き、フープ巻きがある。このため、ヘリカル巻きによる巻回工程(ヘリカル巻き工程)、フープ巻きによる巻回工程（フープ巻き工程）、軸方向配置工程の３つの工程を適宜選択しながらセラミック繊維層２２を積層し、筒状部２０Ａを構成することができる（図８参照）。
【００６６】
これにより、複数のセラミック繊維層２２を堆積させて支持材が芯材の表面に形成された筒状の基材２３を形成する（図２（Ａ）参照）。基材２３は、例えば円錐、円錐台等を接続した形状となっている。
この際、基材２３において芯材１１の側面１１１から最も離れた最外側セラミック繊維層２２２において、中心軸ＣＬに対して直交する平面ＰＬ（図３（Ｂ）参照）に対する傾斜角度θが０度〜２０度となるようにセラミック繊維２１を配向して基材２３を製造する。また、前述したように、第１円錐部４１における最表層のセラミック繊維層（最外側セラミック繊維層２２２Ａ）を構成するセラミック繊維２１４Ａの第１繊維間密度よりも、母線角度α２が大きな第２円錐部４２における最表層のセラミック繊維層（最外側セラミック繊維層２２２Ｂ）を構成するセラミック繊維２１４Ｂの第２繊維間密度を高くする。
【００６７】
次いで、支持体のセラミック繊維２１間にセラミックマトリックスを形成させて、中心軸ＣＬを包囲する筒状部２０Ａを形成する。第１実施形態では、セラミックマトリックスをＣＶＤ法により形成する。セラミック繊維層２２を有する支持材をＣＶＤ炉に入れ、ＣＶＤ炉にメチルトリクロロシランガスを導入し、ＳｉＣのセラミックマトリックスを形成する。
【００６８】
そして、図２（Ｂ）に示すように、分離する工程では、芯材１１から筒状部２０Ａを脱型させて、筒状部２０Ａを焼成し、流体用整流部材１０Ａを製造する。
これに限定されず、筒状部２０Ａを芯材１１から分離する工程は、セラミックマトリックスを形成する前、形成した後、セラミックマトリックスを形成する途中段階のいずれであってもよい（図７参照）。
【００６９】
なお、ここでは、筒状部２０Ａの中心軸ＣＬに沿った両端面が開口している場合を示しているが、一方の端面が閉じている場合も同様に製造することができる。
一方の端面が閉じている場合には、例えば、筒状部２０Ａと、蓋部とを有する基材２３を用い、セラミックマトリックスを沈着する方法、後から蓋部を組み合わせる方法などが利用できる。
【００７０】
次に、流体用整流部材１０Ａについて説明する。
図３（Ａ）に示すように、流体用整流部材１０Ａは、中心軸ＣＬを包囲する筒状部２０Ａを有する。流体用整流部材１０Ａは、例えば、中心軸ＣＬを流体の流れ方向（図２（Ｂ）中矢印Ｆ参照）に配置することにより使用することができる。
筒状部２０Ａは、第１母線角度α１を有する第１円錐部４１と、第１円錐部４１に連続し、第１母線角度α１よりも大きな第２母線角度α２を有する第２円錐部４２を有する。
また、筒状部２０Ａは、一方の端面２０３の輪郭形状よりも他方の端面２０４の輪郭形状の方を大きく形成することもできる。また、筒状部２０Ａは、一方の端面２０３および他方の端面２０４が開口している。
【００７１】
筒状部２０Ａは、ＳｉＣ繊維であるセラミック繊維２１からなる支持材により形成されたセラミック繊維層２２を積層した基材２３（図２参照）を有しており、このセラミック繊維２１にＣＶＤ法によってセラミックマトリックスを沈積させ繊維強化セラミック複合材料を得ることができる。セラミック繊維２１は、セラミック繊維を束ねたストランドを用いることもできる。
【００７２】
筒状部２０Ａの最外側セラミック繊維層（最表層）２２２は、セラミック繊維２１４が中心軸ＣＬに対して直交する仮想の平面ＰＬに対して傾斜角度θが０度〜２０度となるように形成されたセラミック繊維層２２である。
【００７３】
次に、第１実施形態の流体用整流部材１０Ａの作用、効果について説明する。
第１実施形態の流体用整流部材１０Ａによれば、筒状部２０Ａは、母線角度αが異なる第１円錐部４１および第２円錐部４２を接続部４３において滑らかに接続した形状となっている。従って、母線角度αが大きな第２円錐部４２は、流体から圧力（負圧も含む）を受け易くなる。
このため、第１円錐部４１における最外側セラミック繊維層２２２Ａの第１繊維間密度よりも、母線角度αが大きな第２円錐部４２における最外側セラミック繊維層２２２Ｂの第２繊維間密度を高く設定したので、流体から受ける圧力によって破損することのない構造の流体用整流部材１０Ａが得られる。
【００７４】
第１実施形態の流体用整流部材１０Ａによれば、最外側セラミック繊維層２２２を構成するセラミック繊維２１４と、中心軸ＣＬに対して直交する平面ＰＬと、のなす傾斜角度θが０度〜２０度である。
このため、最外側セラミック繊維層２２２が中心軸に沿った方向に波状に形成されて流体の流れを乱し、表面に渦流を生じさせる。この渦流が存在することで、高温の流体が通過する場合でも、相対的に低温の空気の層が表面に形成されて、流体用整流部材１０Ａと流体との間に介在するので、過熱を抑制することができる流体用整流部材１０Ａが得られる。
【００７５】
第１実施形態の流体用整流部材１０Ａによれば、筒状部２０Ａは中心軸ＣＬに沿った両端部が開口している場合には、筒状部２０Ａの外周面および内周面に沿って流体を流すことができ、流体を整流することができる。このため、配管や流体内を移動する飛翔体として使用することができる。
【００７６】
第１実施形態の流体用整流部材１０Ａによれば、筒状部２０Ａは、一方の端面輪郭形状よりも他方の端面輪郭形状が大きい形状を呈しているので、例えば円錐や円錐台等に似ている形状となっている。
そして、端面輪郭形状が小さい一方の端面２０３が開口していない場合には、一方の端面２０３から相対的に流れてくる流体を、筒状部２０Ａの最外側セラミック繊維層２２２による抵抗を小さくすることができる。また、一方の端面２０３も開口している場合には、筒状部２０Ａの最外側セラミック繊維層２２２および最内側セラミック繊維層２２１に沿って流体を流すことができるので、外周面および内周面に沿って流れてくる流体の抵抗を小さくすることができる。このため、流体用整流部材１０Ａは、配管や流体内を移動する飛翔体として利用することができる。
【００７７】
第１実施形態の流体用整流部材１０Ａによれば、複数のセラミック繊維２１が束ねられたストランドの状態で使用されると、束ねるセラミック繊維２１の本数を調整することにより、容易にストランドの繊維径を調整して繊維密度を調整することができる。また、複数のセラミック繊維２１が束ねられたストランドの状態で使用されると、複数の繊維がまとまっているため強度を増すことができる。また、個々の繊維が突出する毛羽立ちを少なくすることができるので、より気流の乱れを抑えることができ、抵抗を少なくすることができる。
【００７８】
第１実施形態の流体用整流部材１０Ａによれば、セラミックマトリックスは、ＳｉＣである。
ＳｉＣは、耐蝕性、耐酸化性が優れ、高強度であるので、セラミックマトリックスにＳｉＣを用いることにより、流体用整流部材を高温、腐食性雰囲気でも好適に利用できる。
【００７９】
第１実施形態の流体用整流部材１０Ａによれば、セラミック繊維は、ＳｉＣ繊維である。
ＳｉＣ繊維は、耐蝕性、耐酸化性が優れ、高強度であるので、支持材にＳｉＣを用いることにより、高温、腐食性雰囲気でセラミックマトリックスが損傷した場合でも安全に使用することができる。
【００８０】
第１実施形態の流体用整流部材１０Ａによれば、中心軸ＣＬは、流体の流れ方向に配置される。
中心軸ＣＬを流体の流れ方向に配置することにより、中心軸ＣＬを包囲する筒状部２０Ａも流体の流れ方向に配置されるので、流体の抵抗を小さくすることができる。
【００８１】
また、第１実施形態の流体用整流部材の製造方法によれば、巻回工程において柱状に形成された芯材１１の中心軸ＣＬに対する周方向に沿ってセラミック繊維２１を巻回するとともに、軸方向配置工程において芯材１１の中心軸ＣＬに対して平行にセラミック繊維２１を配置する。こうして、複数のセラミック繊維層２２によって筒状部２０Ａの基材２３を形成する。
【００８２】
次いで、基材２３のセラミック繊維２１間に浸透するようにセラミックマトリックスを形成する。
セラミックマトリックスはどのようなものでもよく特に限定されない。例えば、ＳｉＣ、アルミナ、Ｓｉ３Ｎ４、Ｂ４Ｃなど利用できる。セラミックマトリックスはどのような方法で形成してもよい。例えば、有機物である前駆体（プレカーサ）を熱分解させセラミックのマトリックスを得るプレカーサ法、原料ガスを熱分解させセラミックマトリックスを得るＣＶＤ法などが利用できる。
【００８３】
以下、プレカーサ法、ＣＶＤ法について説明する。
プレカーサ法では、熱分解によりセラミックが得られる前駆体を適宜選定する。プレカーサ法では、液体の前駆体を支持体に塗布または含浸したのち、加熱処理しセラミックマトリックスを得る。加熱処理では、前駆体の形態によってさまざまな処理が行われる。
前駆体が溶液である場合には溶媒の乾燥、前駆体がモノマー、ダイマーまたはオリゴマーなどの場合には重合反応の後に熱分解反応、前駆体がポリマーである場合には熱分解反応の処理が行われる。
前駆体は、液体の形態で使用する。液体であるとは、前駆体を溶媒に溶かした溶液、液状の前駆体、固体の前駆体を加熱して溶融した液状の前駆体などが利用できる。なお、プレカーサ法では、最終的に前駆体を焼成し、セラミックマトリックスを生成させる。
【００８４】
ＣＶＤ法では、ＣＶＤ炉に支持材をいれ、加熱した状態で原料ガスを導入する。原料ガスは、ＣＶＤ炉内で拡散するとともに、加熱された支持材に接触すると熱分解が起こり、原料ガスに対応するセラミックマトリックスが支持材を構成するセラミック繊維の表面に形成される。
次に、芯材１１から筒状部２０Ａを脱型させる。これにより、流体用整流部材を製造することができる。
【００８５】
なお、上述した流体用整流部材１０Ａにおいては、第１円錐部４１の直径が第２円錐部４２の直径よりも大きな場合について説明したが、この他、図４に示すように、第１円錐部４１の直径が第２円錐部４２の直径よりも小さい場合にも同様に適用できる。
【００８６】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。
なお、前述した第１実施形態の流体用整流部材１０Ａと共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。
図５に示すように、第２実施形態の流体用整流部材１０Ｂは、筒状部２０Ｂを有する。筒状部２０Ｂは、第１円錐部４１および第２円錐部４２を有しており、第２円錐部４２の母線角度α２は、第１円錐部４１の母線角度α１よりも大きい。
第２実施形態の流体用整流部材１０Ｂでは、筒状部２０Ｂの最外側セラミック繊維層２２２のみならず最内側セラミック繊維層２２１においても、中心軸ＣＬに対して直交する仮想の平面ＰＬ（図３（Ａ）参照）に対する最内側セラミック繊維層２２１のセラミック繊維２１６の傾斜角度θが０度〜２０度である（図３（Ｂ）参照）。
【００８７】
また、最内側セラミック繊維層２２１および最外側セラミック繊維層２２２において、母線角度α（図３（Ａ）参照）が大きな第２円錐部４２の繊維間密度は、第１円錐部４１の繊維間密度よりも高密度である。
このため、最外側セラミック繊維層２２２および最内側セラミック繊維層２２１が中心軸に沿った方向に波状に形成されて流体の流れを乱し、表面に渦流を生じさせる。この渦流が存在することで、高温の流体が通過する場合でも、相対的に低温の空気の層が表面に形成されて、流体用整流部材１０Ｂと流体との間に介在するので、過熱を抑制することができる流体用整流部材１０Ｂが得られる。
【００８８】
これにより、断面半径が急変する箇所においても流体から受ける圧力によって破損することのない構造の流体用整流部材１０Ｂが得られる。
ここで、流体の流れとは、流体用整流部材１０Ｂに対して相対的に流体が移動する場合をいい、流体用整流部材１０Ｂに対して流体が流れる場合および流体中を流体用整流部材１０Ｂが移動する場合を含む。
なお、流体用整流部材１０Ｂの製造方法は、第１実施形態において説明した製造方法を用いることができる。これは、巻回工程が支持材形成工程の最初と最後にあることにより得ることができる。
【００８９】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。
なお、前述した第１実施形態の流体用整流部材１０Ａおよび第２実施形態の流体用整流部材１０Ｂと共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。
図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、第３実施形態の流体用整流部材１０Ｃでは、筒状部２０Ｃの一方の端面２０３に蓋部を有しており、中心軸ＣＬ方向に貫通していない。このため、筒状部２０Ｃでは、最外側セラミック繊維層２２２のセラミック繊維のみが中心軸ＣＬに対して直交する仮想の平面ＰＬ（図３（Ａ）参照）に沿うように形成されたセラミック繊維層２２となっていればよい。なお、最内側セラミック繊維層（最表層）２２１のセラミック繊維をも中心軸ＣＬに対して直交する仮想の平面ＰＬ（図３（Ａ）参照）に沿うように形成することも可能である。
【００９０】
これにより、流体の流れを阻害する起伏が出来にくく、流体に乱れが生じにくいので抵抗を小さくできる。
なお、流体用整流部材１０Ｃの製造方法は、第１実施形態において説明した製造方法を用いることができる。
【００９１】
また、図９は、本発明の各実施形態において説明した流体用整流部材の適用例であり、具体的にはシリコン単結晶引上げ装置３００のガス整流部材３１２への適用例である。
図９に示すシリコン単結晶引上げ装置３００は、シリコン材料を加熱していったん溶融させた後、シリコンを単結晶として引き上げることにより、高純度のシリコンインゴットを得るためのものである。
【００９２】
このシリコン単結晶引上げ装置３００を構成する密閉本体３０２の上部には、その内部に不活性ガスを導入するための導入部３０３が設けられている。密閉本体３０２の内部には、石英るつぼ３０４、るつぼ３０５、回転軸３０６、ヒータ３０７、保温筒３０８、上部リング３０９、下部リング３１０、底部遮熱板３１１およびガス整流部材３１２（流体用整流部材）等が収容されている。
【００９３】
シリコン材料が投入される石英るつぼ３０４は、その外側に配置されたるつぼ３０５に保持されている。るつぼ３０５の底面中央部は回転軸３０６によって下方から支持されている。図示しない駆動手段によって回転軸３０６が回転すると、それに伴ってるつぼ３０５が回転する。るつぼ３０５の側部の周囲に配置されたヒータ３０７によってるつぼ３０５が加熱され、シリコン材料が溶融するようになっている。ヒータ３０７の側部の周囲に設けられた保温筒３０８は、上部リング３０９と下部リング３１０との間に支持されている。密閉本体３０２の内底面には、底面から熱が逃げるのを防止するための底部遮熱板３１１が配設されている。
【００９４】
ガス整流部材３１２は先細り形状のテーパ状部材であり、小径側の端部を下方に向けた状態で、大径側の端部が密閉本体３０２の上面内側に固定されている。
本発明の流体用整流部材は、このようなシリコン単結晶引上げ装置３００のガス整流部材３１２への適用も可能である。
【００９５】
（実施例１）
次に、流体用整流部材の具体例を示す。図１０に示すように、流体用整流部材１０は筒状部２０を有する。筒状部２０は、母線角度α１が０度の円筒形状をした第１円錐部４１と、母線角度α２が４５度の円錐形状である第２円錐部４２を有する。第１円錐部４１における第１繊維間密度を基準とすると、第２円錐部４２における第２繊維間密度は第１繊維間密度を１／cos４５度倍したものである。すなわち、第１円錐部４１においては１０ｍｍの間に１０本のセラミック繊維２１４Ａを巻回し、第２円錐部４２においては１０ｍｍの間に１４本のセラミック繊維２１４Ｂを巻回した。
なお、セラミック繊維２１４Ａ、２１４Ｂは全領域において共通であり、ＳｉＣ繊維を直径約０．５ｍｍに束ねたものである。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明の流体用整流部材は、流体用配管、飛翔体の外装、バーナーのノズル等およびその製造に用いることができる。
【符号の説明】
【００９７】
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ  流体用整流部材
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ  筒状部
２０３  一方の端面（両端部）
２０４  他方の端面（両端部）
２１  セラミック繊維
２２  セラミック繊維層
２２１  最内側セラミック繊維層（最表層）
２２２  最外側セラミック繊維層（最表層）
４１  第１円錐部
４２  第２円錐部
ＣＬ  中心軸
ＰＬ  平面
α１  第１母線角度
α２  第２母線角度
【図１】
0006441699.tif 000002
【図２】
0006441699.tif 000003
【図３】
0006441699.tif 000004
【図４】
0006441699.tif 000005
【図５】
0006441699.tif 000006
【図６】
0006441699.tif 000007
【図７】
0006441699.tif 000008
【図８】
0006441699.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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