CN103313448B - 高频加热装置 - Google Patents

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Abstract

一种通过将高频波应用于基板而对基板进行加热的高频加热装置。所述高频加热装置包括产生高频以对基板进行加热的高频发生器。从所述基板到所述高频发生器的距离是n/2*λ,其中n是从1到6范围内的自然数,并且λ是由所述高频发生器产生的高频的波长。

Description

高频加热装置
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2012年3月6日递交的韩国专利申请N0.10-2012-0022640的优先权,通过该引用为所有目的将该申请的全部内容合并于此。
技术领域
[0003] 本发明涉及高频加热装置,更具体地涉及通过将高频波应用于基板而对基板进行加热的高频加热装置。
背景技术
[0004] 玻璃材料在各种工业领域中的使用快速增多,具体是用作光伏电池、诸如薄膜晶体管液晶显示器(TFT-1XD)、等离子体显示面板(PDP)或有机电致发光(EL)设备之类的平板显示器以及各种移动电子设备等的覆盖层。相应地,玻璃材料需要具有轻的重量和薄的形貌。
[0005] 然而,玻璃材料向轻且薄的形貌发展的趋势由于其高脆性而导致了易碎问题。因此,正在研宄各种钢化方法来改善玻璃的耐久性。
[0006] 相关领域的玻璃钢化技术包括在玻璃表面与水溶液(熔盐)之间使用离子交换的化学增强技术以及包括对玻璃进行的热处理的热增强技术。
[0007] 化学增强技术具有在玻璃表面与水溶液之间的离子交换所需的处理时间、玻璃的尺寸和水溶液的回收利用(污染和浓度控制)等方面可用性低的缺点。
[0008] 比较而言,热增强技术是通过在热卧式炉中移动平板玻璃时升高平板玻璃的温度并对其进行淬火来增强玻璃。由于使用高频波进行加热具有热处理效果因为能够大量加热且快速加热而得以加强的优点,因此在工业中采用该技术的各种方法正在使用中。
[0009] 然而,在通过采用相关技术的高频技术对大尺寸平板玻璃进行热处理的情况下,使用单个高频发生器的缺点在于,难以对腔室内部的电场分布进行控制,并且温度上升速率低。尽管使用多个高频发生器在一定程度上增大了温度上升速率,但是由于高频发生器之间的干扰而产生的电场集中导致了玻璃的局部加热以及加热效率的降低,这成为问题。
[0010]图1A和图1B是在使用具有相关技术的多个高频发生器的高频加热装置对平板玻璃进行加热之后测量的平板玻璃的电场分布分析和温度分布分析的图片。在图1A中,杏黄色区域表示没有电场形成的部分。在图1B中,蓝色区域表示低温,并且红色区域表示高温。可以理解,由于在热处理后的平板玻璃的角部区域中没有形成电场,因此这些区域没有被加热。另外,由于电场的干扰,在平板玻璃的局部区域中形成了热斑。
[0011] 因此,在使用单个高频发生器进行高频加热的情况下,问题在于温度上升速率较低。在使用多个高频发生器进行高频加热的情况下,虽然温度上升速率得到了一定程序的提高,但是问题在于由于高频发生器所产生的高频波之间的干扰以及电场集中而导致的局部加热。
[0012] 背景技术部分中公开的信息仅用于加强对本发明背景的理解,不应被当作承认或以任何形式暗示这些信息形成对本领域技术人员来说已知的现有技术。
发明内容
[0013] 本发明的各个方面提供一种能够对基板进行快速加热并且防止局部加热的高频加热装置。
[0014] 在本发明的一方面中,提供一种高频加热装置,所述高频加热装置包括产生高频以对基板进行加热的高频发生器。从所述基板到高频发生器的距离是η/2* λ,其中n是从I到6范围内的自然数,并且λ是由所述高频发生器产生的高频的波长。
[0015] 在本发明的另一方面中,提供一种高频加热装置,所述高频加热装置包括产生高频以对基板进行加热的多个高频发生器。所述多个高频发生器以η/2* λ表示的距离布置,其中η是从I到12范围内的自然数,并且λ是由所述多个高频发生器产生的高频的波长。
[0016] 在一个示例性实施例中,所述高频加热装置还可以包括将所述高频发生器产生的高频反射向所述基板的反射器。
[0017] 所述反射器可以包括在所述多个高频发生器中彼此隔开的高频发生器之间形成间隔物的第一反射部。
[0018] 所述反射器可以包括布置在所述高频发生器的左侧和/或右侧的第二反射部。
[0019] 所述反射器可以包括布置在所述基板的上方和/或下方的第三反射部,所述第三反射部的主平面面对所述基板的主平面。
[0020] 所述反射器可以具有多个孔。
[0021] 根据本发明的实施例,可以增大基板的温度上升速率,并改善高频加热装置的能效。
[0022] 另外,由于反射器对高频波进行反射,因此可以防止各高频发生器所产生的高频波彼此干扰,从而防止基板被集中的电场局部加热,并提高高频加热效率。
[0023] 此外,由于在基板的整个区域上方形成均匀的电场,因此基板的整个区域可以得到均匀加热。
[0024] 本发明的方法和设备具有其它特征和优点,这些特征的优点从合并于此并且在以下具体实施方式中一起用于解释本发明特定原理的附图中变得明显,或者更详细地记载在这些附图中。
附图说明
[0025]图1A和图1B是在使用具有相关技术的多个高频发生器的高频加热装置对平板玻璃进行加热之后测量的平板玻璃的电场分布分析和温度分布分析的图片。
[0026] 图2Α和图2Β是示意性示出根据本发明实施例的高频加热装置的俯视图和侧视图;
[0027] 图3Α和图3Β是示意性示出根据本发明另一实施例的高频加热装置的俯视图和侧视图;
[0028] 图4是示出根据本发明其它实施例的高频加热装置的示意性俯视图;
[0029] 图5是示出根据本发明其它实施例的高频加热装置的示意性侧视图;
[0030] 图6是示出根据本发明实施例的反射器的示意性配置图;
[0031] 图7A和图SB是使用根据本发明实施例的高频加热装置对一片玻璃进行加热之后测量的电场分布分析和温度分布分析的图片;并且
[0032] 图8是示出在平板玻璃被载入根据本发明实施例的高频加热装置中之后测量的平板玻璃的表面温度的图。
具体实施方式
[0033] 现在将详细参考根据本发明的高频加热装置,使得本发明所属领域的普通技术人员能够容易地实施本发明,其中本发明的实施例示于附图中,并且在以下进行描述。
[0034] 贯穿整篇文档都会对附图进行参考,在所有不同的附图中使用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。在本发明的以下描述中,当合并于此的已知功能和部件会使本发明的主题不清楚时将省略其详细描述。
[0035] 另外,在以下描述中,将从前面到后面的方向定义为基板被加载的方向,并且将从左到右的方向定义为与基板被加载的方向交叉的方向。
[0036] 图2A和图2B是示意性示出根据本发明实施例的高频加热装置的俯视图和侧视图;
[0037] 参见图2,根据该实施例的高频加热装置的特征在于,从高频发生器到基板100的距离为η/2*λ,其中n是从I到6范围内的自然数,并且λ是高频发生器所产生的高频波的波长。
[0038] 高频发生器200产生高频波,并且使用高频波使基板100内部的离子产生振动,从而对基板100进行加热。高频发生器200可以产生从0.98GHz到6.0GHz优选从2.4GHz到5.8GHz范围的高频波。
[0039] 基板100是需由高频发生器200加热的基板,并且可以实现为具有各种厚度的平板玻璃。
[0040] 从高频发生器200到基板100的距离①可以是η/2* λ,其中η是从I到6范围内的自然数。优选的,该距离是入。
[0041] 另外,为了将基板100加热到高温或对基板100进行快速加热,根据本发明的高频加热装置可以包括多个高频发生器200 (210、220、230)。
[0042] 在此情形下,高频发生器210、220和230中相邻高频发生器之间的距离是η/2* λ,其中η是从I到12范围内的自然数。优选的,该距离是2λ。
[0043] 这里,多个高频发生器210、220和230可以在从前面到后面的方向上布置为一行。
[0044] 当从高频发生器200到基板100的距离和/或相邻高频发生器210、220和230之间的距离以上述方式控制时,可以使用高频加热装置提高对基板进行高频加热的效率。另夕卜,当提供多个高频发生器210、220和230时,可以防止各高频发生器产生的高频彼此干扰,从而防止基板由于电场的集中而被局部加热。
[0045] 图3Α和图3Β是示意性示出根据本发明另一实施例的高频加热装置的俯视图和侧视图,并且图4是示出根据本发明其它实施例的高频加热装置的示意性俯视图。
[0046] 参见图3Α、图3Β和图4,根据本发明的高频加热装置还可以包括将高频发生器所产生的高频波反射向基板的反射器300。
[0047] 反射器300可以由能够反射高频波的导电金属制成。
[0048] 反射器300可以被布置为使得其从前面和后面以及从左侧和右侧围绕高频发生器200,或者可以被布置在基板100上方或下方的相应位置处。在以此方式布置反射器300时,可以更有效地反射高频发生器200所产生的高频波。
[0049] 由于反射器300通过向基板100反射高频发生器200所产生的高频波而建立多次散射,因此可以通过在基板100的整个表面上形成均匀的电场对基板100的整个表面,包括角部,进行均匀加热。另外,可以增大基板100的温度上升速率,并改善高频加热装置的能效。
[0050] 另外,当根据本发明的高频加热装置包括多个高频发生器时,反射器300可以将多个高频发生器210、220和230隔成各自包括至少一个高频发生器的高频发生器组。
[0051] 反射器300可以包括在彼此隔开的高频发生器210、220和230之间形成间隔物的第一反射部311和312。
[0052] 这里,第一反射部311和312可以在从前面到后面的方向上形成彼此隔开的高频发生器210、220和230之间的间隔物。第一反射部311和312可以被配置为使得它们在从左到右的方向上延伸。
[0053] 在此情形下,为了有效地防止各高频发生器210、220和230所产生的高频波之间的任何干扰,优选的是,从高频发生器210、220和230中的每一个到第一反射部311和312中的相应反射部之间的距离①是η/2*λ,其中n是从I到12的自然数,并且λ是高频发生器所产生的高频波的波长。更优选的,该距离是2λ。
[0054] 另外,从基板100到第一反射部311和312的距离②可以是4cm,优选是2cm。
[0055] 另外,在以多行布置多个高频发生器240、250和260时,第一反射部311和312可以隔开高频发生器240、250和260的多个行。这里,高频发生器240、205和260的多个行可以在从左到右的方向上形成。
[0056] 以此方式,第一反射部311和312可以分别形成在高频发生器240、250和260的相邻行之间。第一反射部311和312防止各行所产生的高频波彼此干扰,从而防止电场被集中,使得基板100不会被集中的电场局部加热。
[0057] 根据该实施例的反射器300可以包括布置在高频发生器200左侧和/右侧的反射部 321 和 322。
[0058] 当根据该实施例的高频加热装置包括布置为至少一行的多个高频发生器240、250和260时,第二反射部321和322可以布置在高频发生器行的左侧和/或右侧。
[0059] 另外,第二反射部321和322可以在从前面到后面的方向上延伸。
[0060] 为了有效地反射多个高频发生器200所产生的高频波,优选的是,从高频发生器200到第二反射器321或322的距离③是2 λ或更小。
[0061] 另外,如图5所示,根据该实施例的反射器300可以包括布置在基板100上方和/或下方的第三反射部331,以更有效地反射高频波。第三反射部331被形成为使得其主平面面对基板100的主平面。
[0062] 从第三反射部331到基板100的距离可以是η/2* λ,其中η是从I到6范围内的自然数。优选的,该距离是λ。
[0063] 另外,如图6所示,为了促进空气对流,从而提高加热效率,根据本发明的反射器300可以具有多个孔。孔的直径可以是3_或更小,以便防止高频波通过这些孔泄漏到反射器300的外部而不被反射。优选的,孔的直径可以是2_。
[0064] 图7A和图7B是使用根据本发明实施例的包括两行高频发生器和反射器的高频加热装置对一片玻璃进行加热之后测量的电场分布分析和温度分布分析的图片。如图7A和图7B所示,可以理解,当使用具有两行高频发生器的高频加热装置对玻璃进行加热时,反射器防止高频发生器的各行所产生的高频波彼此干扰,使得电场分布可以保持与具有一行高频发生器的高频加热装置的电场分布相等,并且可以对基板进行均匀加热。
[0065] 图8是示出在宽度为1600_的平板玻璃被运送到根据本发明实施例的包括多行高频发生器以及反射器的高频加热装置中并被加热到650°C之后,所测量的平板玻璃的表面温度的图。
[0066] 如图8所示,可以理解,使用根据本发明的高频加热装置,平板玻璃被极均匀地加热,使其表面温度分布为700 °C ± 10°C。
[0067] 另外,除高频发生器之外,根据本发明的高频加热装置还可以包括对基板进行加热的加热器(未示出)。
[0068] 加热器(未示出)通过经由电阻产生热从外到内对基板进行加热,并且高频发生器使用高频波使基板内部的离子产生振动,并使用得到的摩擦热对基板的内部和外部进行加热。以此方式,可以对基板进行更有效的加热。
[0069] 已结合特定实施例的附图呈现了本发明具体示例性实施例的前述描述。这些实施例并不意图穷举,也不意图将本发明限定为所公开的精确形式,并且显而易见的是,鉴于以上教导,对本领域普通技术人员来说可以进行诸多修改和改变。
[0070] 因此,本发明的范围不限于前述实施例,而是由所附的权利要求及其等同物来限定。

Claims (16)

1.一种高频加热装置,包括产生高频以对基板进行加热的多个高频发生器,其中从所述基板到所述高频发生器的距离是η/2*λ,其中n是从I到6范围内的自然数,并且λ是由所述高频发生器产生的高频的波长;以及 将所述多个高频发生器所产生的高频反射向所述基板的反射器,其中所述反射器将所述多个高频发生器分隔成各自包括所述多个高频发生器中的至少一个高频发生器的组,其中所述反射器包括在所述多个高频发生器中的彼此隔开的高频发生器之间形成间隔物的第一反射部,并且其中从所述基板到所述第一反射部的距离是4cm或更小。
2.根据权利要求1所述的高频加热装置,其中所述多个高频发生器分别以η/2* λ表示的距离布置,其中η是从I到12范围内的自然数。
3.—种高频加热装置,包括产生高频以对基板进行加热的多个高频发生器,其中所述多个高频发生器以η/2* λ表示的距离布置,其中η是从I到12范围内的自然数,并且λ是由所述多个高频发生器产生的高频的波长;以及 将所述多个高频发生器所产生的高频反射向所述基板的反射器,其中所述反射器将所述多个高频发生器分隔成各自包括所述多个高频发生器中的至少一个高频发生器的组,其中所述反射器包括在所述多个高频发生器中的彼此隔开的高频发生器之间形成间隔物的第一反射部,其中从所述基板到所述第一反射部的距离是4cm或更小。
4.根据权利要求1或3所述的高频加热装置,其中所述第一反射部在从前面到后面的方向上在所述多个高频发生器中的彼此隔开的高频发生器之间形成间隔物,所述从前面到后面的方向是所述基板被运送的方向。
5.根据权利要求1或3所述的高频加热装置,其中 所述多个高频发生器被布置为多行,并且 所述第一反射部分隔高频发生器的行。
6.根据权利要求1或3所述的高频加热装置,其中从所述多个高频发生器中的每个高频发生器到所述第一反射部的距离是η/2* λ,其中η是从I到12范围内的自然数,并且λ是所述多个高频发生器中的每个高频发生器所产生的高频的波长。
7.根据权利要求1或3所述的高频加热装置,其中所述反射器包括被布置在所述高频发生器的左侧和/或右侧的第二反射部,从左侧到右侧的方向与所述基板被运送的方向交叉。
8.根据权利要求7所述的高频加热装置,其中从所述高频发生器到所述第二反射部的距离是2λ或更小,其中λ是所述高频发生器所产生的高频的波长。
9.根据权利要求1或3所述的高频加热装置,其中 所述多个高频发生器被布置为至少一行,并且 所述反射器包括被布置在所述多个高频发生器的行的左侧和/或右侧的第二反射部,从左侧到右侧的方向与所述基板被运送的方向交叉。
10.根据权利要求9所述的高频加热装置,其中从所述多个高频发生器中的每个高频发生器到所述第二反射部的距离是2λ或更小,其中λ是所述多个高频发生器所产生的高频的波长。
11.根据权利要求1或3所述的高频加热装置,其中所述反射器包括被布置在所述基板上方和/或下方的第三反射部,所述第三反射部的主平面面对所述基板的主平面。
12.根据权利要求11所述的高频加热装置,其中从所述第三反射部到所述基板的距离是η/2*λ,其中n是从I到6范围内的自然数,并且λ是所述高频发生器所产生的高频的波长。
13.根据权利要求1或3所述的高频加热装置,其中所述反射器从前面、后面、左侧和右侧围绕所述高频发生器,从前面到后面的方向是所述基板被运送的方向,并且从左侧到右侧的方向是与所述基板被运送的方向交叉的方向。
14.根据权利要求1或3所述的高频加热装置,其中所述反射器被布置在所述基板上方和下方的相应位置处。
15.根据权利要求1或3所述的高频加热装置,其中所述反射器具有多个孔。
16.根据权利要求15所述的高频加热装置,其中所述孔的直径是3mm或更小。
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