(57)【要約】  本発明は、真空プロセスチャンバ内に赤外線を入力する照射装置に関しており、この照射装置は、ガラスから成る円形管の形態の放射器ケーシング管（２）を含んでおり、かつこの放射器ケーシング管の閉じられている終端部が真空プロセスチャンバ内に突出している、片側に口金が設けられている赤外線放射器（１）と、放射器ケーシング管を保持し、かつ放射器ケーシング管を真空プロセスチャンバの開口部に気密性に通す真空フィードスルー（３）とを有しており、放射器ケーシング管内には、加熱フィラメント（６）として形成されている加熱導体と、還流部として形成されているリターン導体（７）とが配置されており、加熱導体は、真空フィードスルーによって包囲されている、放射器ケーシング管の部分区間において、接続要素（１２）を有しており、この接続要素は、放射器ケーシング管から引き出されている。高い加熱出力の場合にも、付加的な構成部分または冷却部を用いずに、特に、長いＩＲ放射器の確実な動作を保証するために、本発明では、加熱導体の接続要素（１２）が管部分（１１）を通って案内されており、かつリターン導体が、真空フィードスルー（３）によって包囲されている、放射器ケーシング管（２）の部分区間において、熱膨張を補償する手段（例えばばね要素（１４）またはスライドベアリング（１５））を有することが提案される。
2018508100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空プロセスチャンバ内に赤外線を入力する照射装置であって、
前記照射装置は、
ガラスから成る円形管の形態の放射器ケーシング管を含んでおり、かつ、前記放射器ケーシング管の閉じられている終端部が前記真空プロセスチャンバ内に突出している、片側に口金が設けられている赤外線放射器と、
前記放射器ケーシング管を保持し、かつ、前記放射器ケーシング管を前記真空プロセスチャンバの開口部に気密性に通す真空フィードスルーと、
を有しており、
前記放射器ケーシング管内には、加熱フィラメントとして形成されている加熱導体と、還流部として形成されているリターン導体と、が配置されており、
前記加熱導体は、前記真空フィードスルーによって包囲されている、前記放射器ケーシング管の部分区間において接続要素を有しており、前記接続要素は、前記放射器ケーシング管から引き出されている形式の照射装置において、
前記加熱導体の前記接続要素は、管部分を通って案内されており、かつ、前記リターン導体は、前記真空フィードスルーによって包囲されている、前記放射器ケーシング管の部分区間において、熱膨張を補償する手段を有している、
赤外線を入力する照射装置。
【請求項２】
前記加熱導体の前記接続要素が案内されている前記管部分は、石英ガラス管として形成されており、前記加熱導体の前記接続要素は、モリブデンまたはモリブデン化合物から成るワイヤーから形成されている、
請求項１記載の赤外線放射器。
【請求項３】
前記リターン導体の、熱膨張を補償する前記手段は、ばね要素として形成されている、
請求項１または２記載の赤外線放射器。
【請求項４】
前記ばね要素は、ワイヤー巻線の形態で形成されており、前記ワイヤー巻線は、前記加熱導体の前記接続要素の前記管部分の周りに巻かれている、
請求項３記載の赤外線放射器。
【請求項５】
前記リターン導体の、熱膨張を補償する前記手段と、前記リターン導体と、はワンピースに、モリブデンまたはモリブデン化合物から成るワイヤーとして形成されている、
請求項３または４記載の赤外線放射器。
【請求項６】
前記リターン導体の、熱膨張を補償する前記手段は、カーボンから成るスライドベアリングとして形成されており、前記スライドベアリングは、少なくとも２つの、導電性のスライドベアリング要素を有しており、前記スライドベアリング要素は、相互に滑り接触しており、
前記スライドベアリング要素のうちの一方は、スライドロッドとして形成されており、前記スライドベアリング要素のうちの他方は、スライドブッシュとして形成されている、
請求項１または２記載の赤外線放射器。
【請求項７】
前記放射器ケーシング管の前記閉じられている終端部内に支持要素が案内されており、前記支持要素は、前記加熱導体に接続されている、
請求項１から６までのいずれか１項記載の赤外線放射器。
【請求項８】
前記支持要素は、モリブデンまたはモリブデン化合物から成るロッドとして形成されており、前記ロッドは、前記放射器ケーシング管の前記閉じられている終端部において、前記加熱導体と１つの線を成して案内されている、
請求項７記載の赤外線放射器。
【請求項９】
モリブデンまたはモリブデン化合物から成る前記ロッドは、形状接続によって、または、材料接続によって、前記加熱導体に接続されており、前記放射器ケーシング管の前記閉じられている終端部における案内は、前記放射器ケーシング管の圧搾部によって行われる、
請求項８記載の赤外線放射器。
【請求項１０】
前記リターン導体は、前記加熱導体に平行な部分において、石英ガラス管内で案内されている、
請求項１から９までのいずれか１項記載の赤外線放射器。
【請求項１１】
前記加熱導体は、少なくとも１つの間隔保持部によって、一方では、前記放射器ケーシング管の内壁から離れるように支持されており、他方では、前記石英ガラス管内で案内されている前記リターン導体から離れるように支持されている、
請求項１０記載の赤外線放射器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、片側に口金が設けられている赤外線放射器を有する、真空プロセスチャンバ内に赤外線を入力する照射装置に関する。この赤外線放射器は、ガラスから成る円形管の形態の放射器ケーシング管を含んでいる。この放射器ケーシング管の閉じられている終端部が真空プロセスチャンバ内に突出している。この照射装置はさらに、放射器ケーシング管を保持し、かつ放射器ケーシング管を真空プロセスチャンバの開口部に気密性に通す真空フィードスルーを有している。ここでこの放射器ケーシング管内には、加熱フィラメントとして形成されている加熱導体と、還流部として形成されているリターン導体とが配置されており、この加熱導体は、真空フィードスルーによって包囲されている、放射器ケーシング管の部分区間において接続要素を有しており、この接続要素は放射器ケーシング管から引き出されている。
【背景技術】
【０００２】
高い融点を有する導電性材料から成る加熱導体（以降で加熱フィラメントとも称する）を有するランプおよび赤外線放射器（略して「ＩＲ放射器」）が公知である。このような加熱フィラメントは、直線状のワイヤーまたは薄板の形態、またはメアンダ、帯、螺旋またはループの形態を有している。加熱フィラメントの終端部の間に電圧が印加され、これによって電流が流れることができ、この際に熱が生成される。したがって赤外線放射器は、２つの電気的な接続要素を有している。このうちの一方は加熱フィラメントに接続されており、このうちの他方は還流部に接続されている。これらの接続要素は、フィードスルーとも称されるシーリング部を介して、放射器ケーシング管から引き出される。
【０００３】
短時間で多くの熱量が、処理されるべき基板内に入れられるべき反応性雰囲気を伴う真空または真空プロセスにおける赤外線放射器の動作は、使用される構成部分および材料に対する特別な挑戦である。
【０００４】
加熱フィラメントの高い熱出力に放射器管が曝され、高い温度または化学的に攻撃的な環境のもとで使用可能な高出力用赤外線放射器では、放射器管は典型的に、高シリカガラスから成る。これは例えば、極めて低い熱膨張係数と極めて高い温度耐性とを特徴とする石英ガラスである。したがって、加熱フィラメントと、その接続部とに適した、良好な導電性を有する材料を見つけるという課題が存在する。この材料は、２，０００℃を超える融点と、類似した熱膨張係数とを同時に、室温から石英ガラスの処理温度までの温度範囲にわたって有する。気密性のフィードスルーは、いわゆる「圧搾部」を含んでおり、ここでは、薄いモリブデンフィルムが、内側の接続要素と外側の接続要素との間の、導電性のコンタクト要素および中間要素として、主に、ピンの形態で、石英ガラス放射器管の共に圧搾された終端部内に、融合される。石英ガラス管内では、さらに、光ファイバーの場合のように、多大なビーム出力が軸方向において搬送され、したがって、放射器ケーシング管の熱膨張と対比した、加熱導体および還流部の熱膨張は、構造上、無視してはいけない。このような放射器では、まさに、管終端部の領域において蓄熱が生じ、これは特に、シーリング部に関する。ここでは、放射器の長さあたりの出力が重要であり、したがって、このような問題は、特に、長く、高出力の放射器で、考慮されなければならない。
【０００５】
赤外線放射器が、真空プロセスチャンバのチャンバ壁部内に取り付けられている場合には、さらに、次のことが考慮されるべきである。すなわち、残雰囲気における低真空から中真空への移行時に、かつ相応する熱のもとでの、８０Ｖを上回る電圧で、電気的なリード線相互間で、またはチャンバ壁部に向かって、フラッシュオーバーが生じ得る、ということが考慮されるべきである。
【０００６】
放射器の動作出力を相応に低くすることによって、上述した問題に対応することができるが、しかしこれは、処理チャンバにおける、各処理プロセスに対して必要な加熱出力の観点においては、逆効果である。
【０００７】
プロセスチャンバ壁部における放射器の保持は、放射器管もしくはプロセスチャンバ壁部にフランジを取り付けることによって可能である。このフランジは、真空フィードスルーの一部を形成する。しかしこのようなフランジは、僅かな熱膨張を、放射器管に対する破壊する引張り応力に変えないようにするために、放射器軸線の方向において、プロセスチャンバ壁部に対して可動に支承されなければならない。石英ガラスの熱膨張は、金属製のチャンバ壁部のそれよりも、概ね、１桁数低いので、石英ガラスから成るチャンバ壁部またはケーシング管の温度の僅かな変化でも既に、圧力に対して耐性を有している、かつ熱に対して安定しているシーリング部またはフィードスルーに関する問題が生じ得る。したがって、放射器管に対する真空フィードスルーの取り付けは、リスクとも結び付いている。
【０００８】
独国特許出願公開第１０２００８０６３６７７号明細書（DE 10 2008 063 677 A1）から、真空プロセスチャンバ内で使用される放射器円形管または双子管を有する、両側に口金が設けられているＩＲ放射器が公知である。この放射器は、両側で、真空フィードスルーによって、チャンバ壁部において保持される。真空フィードスルーでは、シーリング部としてＯリングが存在する。これは、放射器をシール位置に固定する。放射器は、真空フィードスルーの領域において、不透明の管部分を有している。これは、ＩＲ放射器から到来する加熱出力を真空フィードスルーおよび外側に位置する圧搾部の方向において低減させる。このような正確に位置付けされた、不透明の管部分の製造にはコストがかかる。したがって石英ガラスから成る付加的な、不透明の管部分を、ＩＲ放射器のケーシング管へスライドさせるのは有利である。このような配置構成での欠点は、スライドされる管部分の形態の付加的な構成部分が必要である、ということである。さらに、スライドされる管部分によって、シーリング部の領域におけるＩＲ放射器の全体的な横断面が拡大し、したがって、真空プロセスチャンバ壁部における開口部も相応に大きくなければならない。しかし、ＩＲ放射器の省スペースの配置構成および真空漏洩のリスクをできるだけ少なくするといった観点において、チャンバ壁部における相対的に大きい開口部は逆効果である。
【０００９】
プロセスチャンバの真空フィードスルーにおける、片側に口金が設けられているＩＲ放射器は、国際公開第０１／３５６９９号（WO 01/35699 A1）においても開示されている。ＩＲ放射器は、石英ガラスから成る、片側が閉じられている円形管に配置されている。ここで、赤外線源は、真空プロセスチャンバ内の、詳細に開示されていないエネルギー源に接続可能である。高いビーム出力を保証するために、放射器管内に、空気冷却による冷却装置が設けられている。冷却は、放射器ケーシング管全体に作用し、ここで、真空フィードスルーの領域における、外側へ向かって開放されている放射器管終端部での熱も低減させる。しかし、相応する冷却装置はコストがかかり、故障しやすく、むしろ真空プロセスチャンバにおけるプロセスアイテムに関するできるだけ効果的な加熱出力の要求に反する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明の課題は、従来技術の欠点が回避され、かつ特に、長いＩＲ放射器の確実な動作が、加熱出力が高い場合にも、容易に、付加的な構成部分または冷却部無しに保証されている、真空プロセスチャンバ内に赤外線を入力する照射装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の課題は、冒頭に記載した特徴を有する赤外線放射器から出発して、本発明に相応して、次のことによって解決される。すなわち、加熱導体の接続要素が管部分を通って案内されており、かつ真空フィードスルーによって包囲されている、放射器ケーシング管の部分区間において、リターン導体が、熱膨張を補償する手段を有していることによって解決される。
【００１２】
本発明の照射装置では、真空プロセスチャンバ内に挿入されている、片側に口金が設けられているＩＲ放射器の確実な動作が、複数の、付加的な特徴によって保証される。
【００１３】
真空フィードスルーの領域において、真空シーリング部への熱伝達が低減される。これは、加熱導体の接続要素が、放射器ケーシング管のこの部分区間において、熱絶縁する管部分において案内されることによって行われる。このような、相対的に短い管部分は、製造経過において、大きいコスト無く、接続要素へスライドさせることができる。この接続要素は、直線状のワイヤー部分から形成されており、ここでは、加熱導体と比べて低い熱伝導性を有している材料が接続要素に対して有利である。加熱導体の接続要素へスライドされた管部分によって、真空フィードスルーの領域における温度が、ＩＲ放射器の動作の間、加熱導体の設定された定格出力の温度に比べて、低減される。同時に、この管部分は、加熱導体の接続要素がリターン導体と接触するというリスクも阻止する。
【００１４】
さらに、リターン導体は、真空フィードスルーによって包囲されている、放射器ケーシング管の部分区間において、熱膨張を補償する手段を有している。これは、リターン導体が、自身の熱膨張によって捻れ、この際に加熱導体と接触する、または別の方法で短絡を形成することを阻止する。この短絡は、電気的な妨害機能の他に、局部的に特に強い熱上昇を生じさせる。さらに、このようにして、狭い空間でリターン導体を中心に案内することが可能になる。
【００１５】
上述した特徴の組み合わせによって、全体として、出力が高い場合でも、本発明の赤外線放射器を有する照射装置の確実な動作と長い寿命とが得られる。これは、特に、加熱導体およびリターン導体の熱膨張が、特に強く作用する、長い放射器の使用の際に有効である。概ね０．６ｍｍの長さ膨張によって、１，０００℃の温度のもとで、加熱導体およびリターン導体に対する１００ｍｍの長さが予測される。熱膨張の考慮の他に、加熱導体の接続要素の周りで管部分を使用することによる、真空フィードスルーへの熱伝達の低減措置も注目されるべきである。これによって、本発明の照射装置では、自身の終端部でＩＲ放射器を冷却する付加的な措置が不要になる。本発明の赤外線放射器はさらに、動作中の振動に耐えるのにも適している。これはこの振動が、２Ｈｚから１０Ｈｚの範囲において、放射器全体からの０．７ｍｍの逸脱を上回らない場合である。さらに、２０ｍ／ｓ２の加速度が、損害無く、放射器に作用可能である。
【００１６】
有利な実施形態では、加熱導体が、真空フィードスルーによって包囲されている、放射器ケーシング管の部分区間において案内される管部分は石英ガラス管として形成されており、加熱導体の接続要素が、モリブデンまたはモリブデン化合物から成るワイヤーから形成される。
【００１７】
石英ガラスは、自身の熱絶縁作用によって、特に適した材料である。さらに、石英ガラスは、極めて高い温度耐性を有している。したがって、場合によって生じる蓄熱の場合でも、真空フィードスルーの領域において、このような管部分の変形は生じない。基本的に、石英ガラスに対して択一的に、セラミックの高温材料から成る管部分も可能である。しかし製造技術的な観点では材料多様性が僅かであるのは有利であり、したがって、通常、放射器ケーシング管にも使用される石英ガラスは、この管部分に対しても、有利な材料である。さらに、加熱導体の接続要素は、モリブデンまたはモリブデン化合物から成るワイヤーから成る。モリブデンは、通常、加熱フィラメントに対する材料として使用されるタングステンに比べると、より低い熱伝導性を有している。したがって、加熱導体の接続要素に対する材料としてモリブデンまたはモリブデン合金を使用することは、真空フィードスルーの領域における温度負荷の低減に寄与する。
【００１８】
リターン導体の熱膨張を補償する手段がばね要素として形成されているのが有利であることが判明している。
【００１９】
放射器ケーシング管の、真空フィードスルーによって包囲されている部分区間における、リターン導体のばね要素は、数センチメートルの大きい長さ変化を受容することができる。このような長さ変化は、まさに、長い放射器において、かつ多数の切り換え過程において、動作中に生じる。したがって、ばね要素は、ＩＲ放射器の確実な動作に寄与する。
【００２０】
ここで有利には、このばね要素は、加熱導体の接続要素の管部分の周りに巻かれているワイヤー巻線の形態で形成されている。
【００２１】
このようにして、真空フィードスルー周辺の領域における、放射器ケーシング管の部分区間内でのコンパクトな構造形態が可能になる。
【００２２】
ワイヤー巻線が、リターン導体の熱膨張を補償する手段として設けられている場合には、これ（熱膨張を補償する手段）とリターン導体自体とをワンピースに、モリブデンまたはモリブデン化合物から成るワイヤーとして形成するのは有利である。
【００２３】
この場合には、リターン導体は、溶接箇所を有しておらず、完全に、モリブデンまたはモリブデン合金から成るワイヤーとして形成されている。これは付加的に、リターン導体の接続要素としても用いられ、放射器ケーシング管から引き出されている。このような実施形態によって、溶接過程またはリターン導体の部分区間を接続するための別の接続様式が回避され、これは、接続部（溶接箇所）での欠陥箇所のリスクも低減させる。
【００２４】
ばね要素に対して択一的に、リターン導体の熱膨張を補償する手段が、カーボンから成るスライドベアリングとして形成されている。このスライドベアリングは少なくとも２つの導電性のスライドベアリング要素を有しており、これらは、相互に滑り接触している。ここで、スライドベアリング要素の一方は、スライドロッドとして形成されており、スライドベアリング要素の他方は、スライドブッシュとして形成されている。
【００２５】
スライドベアリングは、導電性の構成部分を形成し、これは、リターン導体の長さ膨張の、労力のかからない補償を可能にする。この長さ補償は、ここでは、ばね作用無く、スライド要素相互の材料接続（分子間力等の化学結合による束縛）の、導電性の、滑り接触によってのみ行われる。カーボン、特にグラファイトは、ベアリング材料として、特に適している。なぜなら、そのすりへりは自己潤滑作用をするからである。これはさらに、良好な導電性を有している。
【００２６】
極めて大きい長さ変化が補償されるべき場合には、複数のスライドベアリングが設けられていてもよい。このような構成部分が、導電性、熱に対する耐性および機械的な長い寿命に関する要求を満たし、赤外線放射器、特に比較的長い赤外線放射器の寿命も長くするのに寄与することが判明している。このようなスライドベアリングは、基本的に、加熱導体の熱膨張を補償する手段としても使用可能である。
【００２７】
本発明のＩＲ放射器の確実な動作の観点における別の措置として、放射器ケーシング管の閉じられている終端部内に、加熱導体に接続されている支持要素が案内される。
【００２８】
この支持要素は、一方では、例えば融合することによって、ケーシング管のガラス壁部内に固定されており、他方では、加熱導体が、熱による長さ変動の際に、実質的に、自身の長手方向軸線に沿ってのみ動き、弛みまたは垂れ下がりに対抗して作用するように、加熱導体に接続されている。
【００２９】
赤外線放射器の有利な実施形態では、支持要素は、モリブデンまたはモリブデン化合物から成るロッドとして形成されており、これは、放射器ケーシング管の閉じられている終端部内で、加熱フィラメントと１つの線を成して、案内されている。
【００３０】
有利には、モリブデンまたはモリブデン化合物から成るこのロッドは、ここで形状接続（嵌め合いまたは噛み合いなど部材相互の形状的関係に基づく接続）または材料接続によって、加熱フィラメントに接続されており、放射器ケーシング管の閉じられている終端部における案内は、放射器ケーシング管の圧搾部によって行われる。
【００３１】
材料、モリブデン（またはモリブデン合金）は、自身の温度耐性のために、ＩＲ放射器における使用に対して有利であることが判明している。このロッドは、これが支持要素として、加熱フィラメントと１つの線を成して延在するように位置付けされ、ここで、ケーシング管のガラス壁部において圧搾部によって固定されている。加熱フィラメントへの接続は、形状接続または材料接続であり、ここでは例えば、形状接続による結合が形成される。これは円形の小さいロッドが、螺旋状の加熱フィラメントの巻線内に差し込まれ、この巻線によって包囲されていることによって行われる。材料接続による結合は、加熱フィラメントに支持要素を溶接することによって可能である。このような措置によって、加熱フィラメントの、熱による長さの変化の際に、加熱フィラメントの湾曲、弛み、捻れまたは垂れ下がりが阻止される。
【００３２】
圧搾部の製造のために、圧搾機器が使用される。これは、例えば、圧搾されるべき放射器ケーシング管を中心に回転する２つの燃焼器および相互に対向している２つの圧搾側面を有している。放射器ケーシング管が軟化するとすぐに、燃焼器の回転が停止され、したがって圧搾側面が燃焼器を通過して、管に対して動かされ、これを共にプレスし、この中にこれに入れられている支持要素（小さいロッド）が圧搾部内に入れられる。
【００３３】
本発明の赤外線放射器は、リターン導体が、加熱フィラメントに平行な区間において、石英ガラス管内で案内されている場合に特に有利であることが判明している。
【００３４】
この石英ガラス管によって、リターン導体は、加熱導体に対して絶縁され、これによって、電気的なフラッシュオーバーが生じることがなくなる。同時に、加熱フィラメントから生じるビームが、リターン導体を包囲する石英ガラス管によって僅かにしか遮られない。したがって、実際に、この措置によるビーム出力の本質的な損失は生じない。しかし、ＩＲ放射器の確実な動作に関する改善は十分である。
【００３５】
別の有利な実施形態では、加熱フィラメントは、少なくとも１つの間隔保持部によって、一方では放射器ケーシング管の内壁から離れるように、他方では石英ガラス管内で案内されているリターン導体から離れるように支持される。
【００３６】
間隔保持部は、タンタルから成るディスクの形態で存在していてよい。これは、空白部分またはスリットによって次のように形成されている。すなわち、間隔保持部が、加熱フィラメントと、リターン導体を案内する石英ガラス管とを、相互の、かつ放射器ケーシング管の内壁との安全な間隔で保持するように、形成されている。タンタルの他に、ニオブも、間隔保持部に対する材料として考えられる。このような関係において、加熱導体もしくはリターン導体に対して考えられる材料であるタングステンまたはモリブデンと比較した、タンタルおよびニオブの相対的に低い熱伝導性および高い比電気抵抗が有利である。間隔保持部は、特に、ＩＲ放射器の垂直な使用の際には、放射器の長手方向軸線に沿った特定の位置に保持可能であり、これは、放射器ケーシング管の内壁に、ガラスから成る小さい隆起部が取り付けられていることによって行われる。まさに、長い放射器において、このような間隔保持部は、放射器の長さにわたった、特に加熱導体の、整った案内を保証するために有利であり、したがって、加熱導体の捻れまたは垂れ下がりによる短絡の虞が、排除される。
【００３７】
以下で本発明を、特許図面および実施例に基づいて、詳細に説明する。詳細には、概略図で示されている。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】ばね要素を有しているリターン導体を有する本発明の照射装置に対する赤外線放射器の第１の実施形態
【図２】真空フィードスルーの領域におけるスライドベアリングを有するリターン導体を有する赤外線放射器の択一的な実施形態
【図３】放射器ケーシング管の閉じられている終端部で支持要素を有する、図１および２の部分Ａの詳細図
【図４】赤外線放射器において使用される間隔保持部
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１は、円形の断面部分を有する石英ガラスから成る、軸対称の放射器ケーシング管２を有する赤外線放射器１を概略的に示している（外径１９ｍｍ）。赤外線放射器１は、シールリング４と一種のスタフィングボックス５とを含んでいる真空フィードスルー３によって、真空プロセスチャンバの開口部内に保持されており、自身の閉じられている終端部によって、真空プロセスチャンバ内に突出している。ＩＲ放射器１は、８００℃を上回る動作温度に対して設計されている。
【００４０】
放射器ケーシング管２内には、１４０ｃｍの（加熱される）長さを有する、タングステンから成る、螺旋形状の加熱導体６（加熱フィラメント）と、リターン導体７（還流部）と、が配置されている。リターン導体７は、加熱導体６の加熱される領域に対して平行に、石英ガラス管８内を案内されている。放射器ケーシング管２の閉じられている終端部の領域では、加熱導体６とリターン導体７とが、短い接続区間９を介して相互に接続されている。さらに、ここには、支持要素１０が位置している。この支持要素１０は、加熱導体６に対する保持部であり、放射器ケーシング管２内に固定されている。
【００４１】
真空フィードスルー３の領域に位置する放射器ケーシング管の部分区間では、石英ガラスから成る、６０から８０ｍｍの長さの短い管１１が加熱導体６の接続要素１２へスライドされている。この管１１は、真空フィードスルー３のシールリング４への熱伝達を著しく低減する。温度は、真空フィードスルー３の領域では、接続要素１２へスライドされた、石英ガラスから成る管１１によって概ね２５０℃を下回る。他方で、加熱導体６は、ＩＲ放射器の有効長さの範囲において２，５００℃の温度に達する。加熱導体６およびリターン導体７にはそれぞれ電気的な接続要素１２、１２’が溶接されている。これらの接続要素１２、１２’は、真空フィードスルー３外に位置する圧搾部１３を介して、放射器ケーシング管２から、図示されていない接続口金へと導かれている。
【００４２】
リターン導体７は、真空フィードスルー３の領域において、ワイヤー巻線の形態のばね要素１４を有している。このワイヤー巻線は、８つまでの巻きを、１５ｍｍの軸方向の長さ部分上に含んでおり、この部分において加熱導体６の接続要素１２へスライドされている短い石英ガラス管１１の周りに巻かれている。このワイヤー巻線によって、リターン導体７の熱による長さ膨張が補償され、ここでは、２，５００℃でのＩＲ放射器の動作時の８ｍｍの膨張が基にされるべきである。
【００４３】
図２は、真空フィードスルー３の領域に位置している、ＩＲ放射器１の部分領域のみを示している。図１とは異なり、熱膨張を補償する手段は、ばね要素ではなく、高純度のカーボンブラックから成るスライドベアリング１５であり、このスライドベアリング１５は、リターン導体７に接続されている。スライドベアリング１５は、２つのスルーホールを有するスライドブッシュ１６を備えた、滑り支持された距離補償要素である。２つのスルーホールは、対になって、それぞれ、モリブデンから成るスライドロッド１７を、スライド嵌め合いＨ７／ｈ７で収容する。これらのスライドロッドは、１．４ｍｍの直径を有している。一方のスライドロッドは、リターン導体７のモリブデンワイヤーと溶接によって接続されており、他方のスライドロッドは、ケーシング管２の端面側の終端部から引き出されているリターン導体７の電気的な接続要素１２’と、同様に、溶接によって接続されている。
【００４４】
スライドベアリングのモリブデンロッド（直径１．４ｍｍ）と、リターン導体７のモリブデンワイヤー（直径概ね０．９ｍｍ）と、の直径の差を補償するために、モリブデンワイヤーは、溶接箇所において、少数回、スライドロッド上に巻かれ、次に、溶接される。リターン導体７のモリブデンワイヤー接続部に対向しているもしくは接続要素１２’での接続部に対向している、スライドロッドの終端部は、それぞれスライドブッシュ部分から突出し、太い箇所１８が設けられている。この太い箇所１８は、スライドブッシュ１６からスライドロッド１７が滑り抜けてしまうことを阻止する。スライドベアリング１５は、リターン導体７と接続要素１２’との間の導電性の構成部分を形成する。これは、動作中のリターン導体７の長さ膨張の、労力のかからない補償を可能にする。長さ補償は、ここで、ばね作用を用いずに、スライド要素相互の、材料接続の、導電性の滑り接触のみによって行われる。
【００４５】
図３には、放射器ケーシング管２の閉じられている終端部を有する、図１の部分Ａが、詳細に示されている。モリブデンから形成された、円形の小さいロッドとして形成されている支持要素１０が、ケーシング管２のガラス壁部内に、圧搾部１３．１によって固定されている。付加的に、この小さいロッドは、支持螺旋１９によって保持される。この支持螺旋は、放射器ケーシング管２の内径に合わせられており、ケーシング管２の内壁に当接する。この小さいロッドの直径は０．８７５ｍｍであり、形状接続によって、加熱フィラメント６の巻線内に差し込み可能であるように調整されている。この小さいロッドは、加熱フィラメント６が、熱による膨張、ひいてはこれに伴う剛性の損失の場合でも、垂れ下がらず、実質的に１つの線を成して導かれ、すなわち、自身の半径方向の位置に留まるように構成されている。これによって、この部分における加熱フィラメント６の熱膨張によって、リターン導体７に接触し、短絡が生じてしまうリスクが低減される。図３では、さらに、加熱導体６とリターン導体７との間に接続区間９が見て取れる。この接続区間９は、この場合には、両終端部で少数回巻かれている、モリブデンから成るワイヤー部分である。これは、加熱導体６もしくはリターン導体７に溶接されている。しかし、接続区間９として、巻かれていない直線状のワイヤーまたは加熱導体もしくはリターン導体に溶接され、相応する電気的な要求を満たす、別の様式の薄板部分が使用可能である。
【００４６】
図４は、加熱される長さの領域における、放射器ケーシング管２を通る横断面を示している。ここでは、タンタルから成る複数の間隔保持部２０が、放射器ケーシング管２内での加熱導体６およびリターン導体７の正確な位置付けを目的として、設けられている。間隔保持部２０は、一方では、放射器ケーシング管２の内壁から離れるように支持されており、他方では、石英ガラス管８内で案内されているリターン導体７から離れるように支持されており、ここでこの間隔保持部２０は、ガイドスリット２１と、開放されている円形の空白部分２２と、を有している。ガイドスリット２１内で加熱導体６が案内され、開放されている円形の空白部分２２は、リターン導体７を包囲している石英ガラス管８を収容する。このようにして、加熱導体６とリターン導体７を案内する石英ガラス管８とは、相互の、かつ放射器ケーシング管２の内壁との安全な間隔で保持される。間隔保持部２０は、放射器ケーシング管の内壁に、小さい隆起部またはガラスから成るネップ２３によって保持されている。これは、特にＩＲ放射器を垂直に組み込んだ際に、間隔保持部２０を、放射器の長手方向軸線に沿った特定の位置に固定する。このような様式の１つまたは複数の間隔保持部は、まさに、放射器が長い場合に、特に放射器の長さにわたった加熱導体の整った案内を保証する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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