CN220818083U - 气体加热器和镀膜设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了气体加热器和镀膜设备。气体加热器包括气体容器和加热组件。气体容器具有加热腔，气体容器的两端分别设置有与加热腔连通的进气口和出气口。加热组件包括加热管道和导热片，加热管道固定设置于加热腔内，加热管道内穿设有加热件；导热片设置于加热腔内并螺旋设置于加热管道外周。通过上述方式，本申请能够提高被加热气体的洁净度，保证镀膜质量。

Description

气体加热器和镀膜设备

技术领域

本申请涉及真空镀膜技术领域，特别是涉及气体加热器。

背景技术

在真空镀膜中，通常需要在真空镀膜设备中通入各种气相材料以满足镀膜工艺的不同工况需求，由于温度在镀膜的过程中对于镀膜的质量和效果具有重要影响，因此通常在通入真空镀膜设备时还需要对气相材料进行加热。相关技术中，通常通过加热棒与气相材料直接接触的方式进行加热，这种方式加热件会对气相材料造成污染，造成镀膜质量下降。

实用新型内容

本申请的实施例提供气体加热器和镀膜设备，能够提高加热后的气体的洁净度。

第一方面，本申请实施例提供一种气体加热器。气体加热器包括气体容器和加热组件。气体容器具有加热腔，气体容器的两端分别设置有与加热腔连通的进气口和出气口。加热组件包括加热管道和导热片，加热管道固定设置于加热腔内，加热管道内穿设有加热件；导热片设置于加热腔内并螺旋设置于加热管道外周。

可选地，气体容器包括一端设有开口的壳体和设于开口处的盖体，壳体与盖体围设形成加热腔；进气口设置于壳体远离盖体的一端，出气口设置于盖体。

可选地，加热管道一端与盖体连接，另一端悬空设置于加热腔内；加热管道与盖体连接的一端开口设置，另一端封闭设置，盖体设置有与加热管道开口对应的通孔，加热件通过通孔伸入加热管道内。

可选地，加热管道与盖体一体成型设置，盖体与壳体可拆卸设置。

可选地，气体加热器包括多个盖体和加热组件，每一盖体和加热组件构成一替换组件，每一替换组件中相邻导热片之间的间距不同。

可选地，加热件呈棒状设置，加热件沿着加热管道的内壁周向均匀间隔设置。

可选地，进气口和出气口在盖体上的投影错位设置。

可选地，加热管道远离盖体一端与壳体远离盖体的侧壁间隔设置。

可选地，加热管道与壳体远离盖体的侧壁之间设置有固定装置，固定装置与加热管道连接。

可选地，相邻导热片之间的间距为30-50mm。

可选地，导热片与气体容器的侧壁间隔设置，导热片的径向长度与气体容器的直径的比例在0.7-0.98之间。

可选地，气体加热器还包括安装于气体容器的温度控制装置和/或压力保护装置。

第二方面，本申请实施例提供一种镀膜设备。镀膜设备包括反应腔体和至少一个与反应腔体连通的进气管路，进气管路串联设置上述的气体加热器。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，通过将加热管道固定设置于加热腔内，加热管道内穿设有加热件，以及导热片设置于加热腔内并螺旋设置于加热管道外周，可使加热件的热量能够传导至加热管道。加热管道的热量能够传导至外周螺旋设置的导热片中。导热片一方面能够将热量传递至流经加热腔内的气体，另一方面能够限制加热腔内的气体流动，增加气体的停留时间，以对气体进行充分加热。且由于加热件设置在加热管道内，并不与气体直接接触，从而能够避免加热件与被加热气体的相互影响，不仅提高被加热气体的洁净度，从而保证镀膜质量，而且可以降低加热件定期清洗或更换的频率，从而降低生产成本。

附图说明

图1是本申请镀膜设备的结构示意图；

图2是本申请气体加热器的结构示意图；

图3是图2所示气体加热器另一角度的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请提供一种真空镀膜设备1。镀膜设备1包括反应腔体20和至少一个与反应腔体20连通的进气管路，进气管路串联设置气体加热器10。通过串联气体加热器10，能够使气体从进气管路进入到反应腔体20前被加热，从而满足镀膜的工艺条件。

结合图1，以两个进气管路为例对镀膜设备1进行举例介绍，真空镀膜设备1包括反应腔体20、第一进气管路31、第二进气管路32和排气管路40。反应腔体20的内部能够容纳基材以及用于镀膜工艺处理。在反应腔体110内的基材能够与气相材料反应从而在基材表面形成膜层。第一进气管路31与反应腔体20连通，第二进气管路32与反应腔体20连通。第一进气管路31和第二进气管路32用于将镀膜工艺所需的气相材料从气源通入到反应腔体20内。排气管路40能够将反应腔体20内的气体排出，从而实现气相材料的排气或者将反应腔体20内的气压降低至预设值。其中，第一进气管路31串联设置有气体加热器10，气体加热器10能够对流经其内部的气体进行加热，例如可以对惰性保护气进行加热，从而使惰性保护气通入反应腔体20内之后能够对基材进行加热。可选地，第二进气管路32也可以串联设置有气体加热器10，气体加热器10也能够对流经其内部的气体进行加热，例如可以对工艺气体进行加热，从而使通入反应腔体20内的工艺气体具有一定温度，防止影响反应腔体20内的工艺处理温度，保证镀膜质量。

下面对气体加热器10的具体结构做出示例性介绍。

参阅图2和图3，本申请实施例提供一种气体加热器10。气体加热器10包括气体容器11和加热组件12。气体容器11具有加热腔110，加热腔110能够容置需要加热的气体以及承载加热组件12。气体容器11的两端分别设置有与加热腔110连通的进气口1111和出气口1121，需要加热的气体能够从进气口1111进入加热腔110，加热后的气体能够从出气口1121从加热腔110排出。

在一些实施例中，加热组件12包括加热管道122和导热片121，加热管道122固定设置于加热腔110内，加热管道122内穿设有加热件123，加热件123可以例如是加热丝或者加热棒等，在此不做具体限定，加热件123能够与电源连接，从而将电能转换为热能。需要指出的是，加热管道122本身不具有产生热量的功能，加热管道122可以传导加热件123产生的热量。

现有技术中，加热棒以直接接触的方式对气相材料进行加热，由于加热棒本身发热的温度较高，其表面会产生粉尘或者脱落物等，且在使用过程中，加热棒还可能与空气等带有粉尘颗粒的气体接触，从而导致加热棒表面附着有杂质，并进而在对气相材料进行加热时污染气相材料，影响气相材料的洁净度，因此还需要定期对加热棒进行清洗。

本申请的加热管道122可以将加热腔110和加热件123进行空间上的隔离，避免加热件123与加热腔110内的气体直接接触，从而不仅可防止其对气相材料造成污染。同时，还可降低加热件123的清洗频率。加热管道122能够将加热件123产生的热量传导至加热腔110和导热片121上。导热片121设置于加热腔110内并螺旋设置于加热管道122外周，其中，导热片121可以具有多个沿着加热管道122的外周螺旋线间隔设置，导热片121也可以本身是螺旋结构设置于加热管道122外周，在此不做具体限定。导热片121与气体有着较大的接触面积，能够快速地将热量传递至加热腔110内的气体。导热片121还能够对反应腔内的气体流动起到限制作用，从而使气体能够充分被加热。

在一些实施例中，气体容器11包括一端设有开口的壳体111和设于开口处的盖体112。盖体112可以例如是法兰等连接件，在此不做具体限定。盖体112能够将壳体111盖设密封，从而与壳体111围设形成上述的加热腔110，用于容置加热组件12。气体容器11设置壳体111和盖体112使得在装配的过程中，能够将加热组件12装配进入壳体111内部后，再盖设盖体112，有利于气体加热器10的装配。其中，进气口1111设置于壳体111远离盖体112的一端，出气口1121设置于盖体112，如此设置，气体加热器10的一端用于进气，而另一端用于出气，气体能够以较长的路径在加热腔110内流动，有利于气体的充分加热。

在一些实施例中，进气口1111和出气口1121在盖体112上的投影错位设置。如此设置，能够避免进气口1111和出气口1121在同一直线上，从而使气体在加热腔110内的流动路径变长，以进一步保证气体的加热效果。

在一些实施例中，加热管道122一端与盖体112连接，另一端悬空设置于加热腔110内。如此设置，加热管道122和盖体112与壳体111的装配能够同时进行，也即能够将盖体112和加热管道122一体夹取装配于壳体111，方便气体加热器10的装配和拆卸。其中，加热管道122与盖体112连接的一端开口设置。盖体112设置有与加热管道122开口对应的通孔，如此，开口设置的加热管道122并不会与加热腔110连通，而是与外界连通，且加热管道122开口设置的一端能够供加热件123伸入。加热件123通过通孔伸入加热管道122内，通孔处可以设置管道盖或者法兰等部件，将其封堵，并且为加热件123的安装提供机械支撑。加热管道122的另一端封闭设置，以保证加热管道122的内部不与加热腔110连通，避免加热管道122内的粉尘进入加热腔110_，同时避免气体加热件123产生相互作用，减少二者彼此之间的影响。

在一些实施例中，加热管道122与盖体112一体成型设置，盖体112与壳体111可拆卸设置。如此设置，盖体112连通加热管道122能够作为一个整体被拆卸，从而便于对加热腔110内以及加热管道122进行分别清洗。并且，盖体112连通加热管道122拆卸后可以更换不同规格的加热组件12伸入到加热腔110内，从而使气体加热器10能够根据不同的工艺条件对不同流速的气体进行不同程度的加热。

在一些实施例中，气体加热器10包括多个盖体112和加热组件12，每一盖体112和加热组件12构成一替换组件，每一替换组件中相邻导热片121之间的间距不同，从而形成不同规格的加热组件。需要说明的是，在进行镀膜的过程当中，由于气体的密度和流速以及镀膜的工艺条件不同，所以单一规格的加热组件12无法满足多种加热需求。通过将盖体112和加热组件12组成替换组件，并且在每个气体加热器10配备多个替换组件，从而使得在实际的生产过程当中能够根据生产需求的不同，从而更换不同的替换组件，以满足不同工况，扩展适用范围。

在一些实施例中，加热件123呈棒状设置，延伸方向与加热管道122的长度方向一致。加热件123沿着加热管道122的内壁周向均匀间隔设置，如此加热件123更加靠近加热管道122的内壁，使得加热件123传导至加热管道122的热传导的效率更高，并且能够避免加热件123集中设置，从而降低热量过于集中导致的安全问题。

在一些实施例中，加热管道122远离盖体112一端与壳体111远离盖体112的侧壁间隔设置，如此能够在加热管道122靠近进气口1111的一侧形成一定的空间，使得进气口1111进入的气体能够先行在该空间内存储，并且在加热腔110的径向方向上扩散，有利于对气体的充分加热。

在一些实施例中，加热管道122与壳体111远离盖体112的侧壁之间设置有固定装置，固定装置与加热管道122连接。固定装置能够将加热管道122悬空的一端固定，从而使加热管道122在加热腔110内不再是“悬臂梁”结构，提高了加热管道122的安装稳定性，从而有效减少了因为加热管道122刚度不足导致导热件与加热腔110的内壁碰撞接触，提高了设备的使用寿命。

在一些实施例中，相邻导热片121之间的间距为30-50mm。由于导热片121螺旋设置于加热管道122的外周。所以相邻导热片121之间的间距为30-50mm也即螺距为30-50mm，具体可以例如是35mm、40mm或者47mm。若相邻导热片121之间的间距大于50mm，则导热片121的分布过于稀疏，一方面与气体的接触面积过小，另一方面对气体流动的限制也过小，会导致气体无法被充分加热。若相邻导热片121之间的间距小于30mm，则导热片121的分布过于密集，会导致气体的流动阻力过大，无法对气体进行有效加热和输出，从而无法提供足够的气体流量或者提高所需温度的气体。

在一些实施例中，导热片121与气体容器11的侧壁间隔设置，换言之，导热片121并不会将加热腔110内径向的空间完全遮挡，进入加热腔110内的气体既可以从导热片121中螺旋状的缝隙进行流动，也可以在加热件123与加热腔110侧壁之间的缝隙流动，如此设置能够使气流加热器具有合适的气流阻力。导热片121的径向长度(参阅图2中的L)与气体容器11的直径的比例在0.7-0.98之间，例如0.78、0.83或者0.92等。其中，导热片121的径向长度是指导热片121在气体容器11直径方向上的长度。在一些实施例中，导热片121的径向长度是指导热片121在盖体112的投影的直径或者长度。若该比例小于0.7则导热件与加热腔110的侧壁之间的空隙过大，气流会过多地从缝隙中直接流向出气口1121，导致气体加热不充分。若该比例大于0.98则会导致导热件与加热腔110的侧壁之间的空隙过小，会导致气流阻力过大，无法满足气体流量需求，且容易造成气压过大，引发安全问题。

在一些实施例中，气体加热器10还包括安装于气体容器11的温度控制装置和/或压力保护装置。具体地，气体容器11上可以在盖体112上或者壳体111上预留多个接口，接口能够与温度控制装置、压力保护装置或者机械泄压阀连接，从而对加热腔110内的气体压力、温度等进行监测和调整，保证生产安全。

在一些实施例中，气体容器11的外周还设置有保温层，保温层可以是有机隔热保温材料、无机隔热保温材料或金属类隔热保温材料，以防止热散失，造成加热温度波动。

综上所述，通过设置加热件123设置在加热管道122内，能够使加热件123的热量能够传导至加热管道122。加热管道122的热量能够传导至外周螺旋设置的导热片121中。导热片121一方面能够将热量传递至加热腔110内的气体，另一方面能够限制加热腔110内的气体流动，以对气体进行充分加热。由于加热件123设置在加热管道122内，并不与气体直接接触，所以加热件123与被加热气体不会受到相互的影响，不仅气体加热器10加热的气体洁净度因此提高，保证了镀膜质量，而且可以有效降低加热件的清洗频率，使生产成本降低，并可提高生产效率。

以上仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (13)

1.一种气体加热器，其特征在于，包括：

气体容器，具有加热腔，所述气体容器的两端分别设置有与所述加热腔连通的进气口和出气口；

加热组件，所述加热组件包括加热管道和导热片，所述加热管道固定设置于所述加热腔内，所述加热管道内穿设有加热件；所述导热片设置于所述加热腔内并螺旋设置于所述加热管道外周。

2.根据权利要求1所述的气体加热器，其特征在于：

所述气体容器包括一端设有开口的壳体和设于所述开口处的盖体，所述壳体与所述盖体围设形成所述加热腔；所述进气口设置于所述壳体远离所述盖体的一端，所述出气口设置于所述盖体。

3.根据权利要求2所述的气体加热器，其特征在于：

所述加热管道一端与所述盖体连接，另一端悬空设置于所述加热腔内；所述加热管道与所述盖体连接的一端开口设置，另一端封闭设置，所述盖体设置有与所述加热管道开口对应的通孔，所述加热件通过所述通孔伸入所述加热管道内。

4.根据权利要求3所述的气体加热器，其特征在于：

所述加热管道与所述盖体一体成型设置，所述盖体与所述壳体可拆卸设置。

5.根据权利要求4所述的气体加热器，其特征在于：

所述气体加热器包括多个所述盖体和所述加热组件，每一所述盖体和所述加热组件构成一替换组件，每一所述替换组件中相邻所述导热片之间的间距不同。

6.根据权利要求3所述的气体加热器，其特征在于：

所述加热件呈棒状设置，所述加热件沿着所述加热管道的内壁周向均匀间隔设置。

7.根据权利要求2所述的气体加热器，其特征在于：

所述进气口和所述出气口在所述盖体上的投影错位设置。

8.根据权利要求2所述的气体加热器，其特征在于：

所述加热管道远离所述盖体一端与所述壳体远离所述盖体的侧壁间隔设置。

9.根据权利要求8所述的气体加热器，其特征在于：

所述加热管道与所述壳体远离所述盖体的侧壁之间设置有固定装置，所述固定装置与所述加热管道连接。

10.根据权利要求1所述的气体加热器，其特征在于：

相邻所述导热片之间的间距为30-50mm。

11.根据权利要求1所述的气体加热器，其特征在于：

所述导热片与所述气体容器的侧壁间隔设置，所述导热片的径向长度与所述气体容器的直径的比例在0.7-0.98之间。

12.根据权利要求1所述的气体加热器，其特征在于：

所述气体加热器还包括安装于所述气体容器的温度控制装置和/或压力保护装置。

13.一种镀膜设备，其特征在于，包括：

反应腔体和至少一个与所述反应腔体连通的进气管路，所述进气管路串联设置如权利要求1-12任一项所述气体加热器。