DE102023119602A1 - Plasma generating device and method for monitoring the flow path - Google Patents
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Abstract
Ziel ist es, eine geeignete Plasmabehandlung in einer Plasmaerzeugungsvorrichtung durchzuführen, die in der Lage ist, eine Plasmabehandlung mit jedem von mehreren Plasmaköpfen durchzuführen. Es wird eine Plasmaerzeugungsvorrichtung bereitgestellt, die Folgendes umfasst: einen Hauptströmungsweg, der mit einer Versorgungseinrichtung verbunden ist, die konfiguriert ist ein Prozessgas zuzuführen; mehrere Zweigströmungswege, die von dem Hauptströmungsweg abzweigen; einen Plasmakopf, dem das Prozessgas von jedem der mehreren Zweigströmungswege zugeführt wird; ein Wechselventil, das in jedem der mehreren Zweigströmungswege angeordnet und konfiguriert ist eine Strömungsrate des Prozessgases zu ändern, das durch jeden Zweigströmungsweg strömt; und eine Druckerfassungseinheit, die in jedem der mehreren Zweigströmungswege angeordnet und konfiguriert ist einen Druck des Prozessgases zu erfassen, das durch jeden Zweigströmungsweg strömt.The aim is to carry out a suitable plasma treatment in a plasma generating device capable of carrying out a plasma treatment with each of a plurality of plasma heads. A plasma generating device is provided, comprising: a main flow path connected to a supply device configured to supply a process gas; a plurality of branch flow paths branching off from the main flow path; a plasma head to which the process gas is supplied from each of the plurality of branch flow paths; a shuttle valve disposed in each of the plurality of branch flow paths and configured to change a flow rate of the process gas flowing through each branch flow path; and a pressure detection unit disposed in each of the plurality of branch flow paths and configured to detect a pressure of the process gas flowing through each branch flow path.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Plasmaerzeugungsvorrichtung, die ein zugeführtes Prozessgas in Plasma umwandelt, und dergleichen.The present disclosure relates to a plasma generating device that converts a supplied process gas into plasma, and the like.
Stand der TechnikState of the art
Die nachstehend beschriebene Patentliteratur beschreibt ein Verfahren zur Umwandlung eines zugeführten Prozessgases in Plasma.The patent literature described below describes a method for converting a supplied process gas into plasma.
PatentliteraturPatent literature
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Patentliteratur 1:
WO 2019/224937 WO 2019/224937 -
Patentliteratur 2:
WO 2018/185836 WO 2018/185836 -
Patentliteratur 3:
JP-T-2015-515381 JP-T-2015-515381 -
Patentliteratur 4:
JP-A-2006-089849 JP-A-2006-089849
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Technisches ProblemTechnical problem
In einer Plasmaerzeugungsvorrichtung, die ein zugeführtes Prozessgas in Plasma umwandelt, ist ein Plasmakopf mit jedem von mehreren Zweigströmungswegen verbunden, die von einem Hauptströmungsweg abzweigen, und die Plasmabehandlung wird von jedem der mehreren Plasmaköpfe durchgeführt. Ziel der vorliegenden Beschreibung ist es, eine geeignete Plasmabehandlung in einer Plasmaerzeugungsvorrichtung durchzuführen, die in der Lage ist, die Plasmabehandlung mit jedem der mehreren Plasmaköpfe durchzuführen.In a plasma generating device that converts a supplied process gas into plasma, a plasma head is connected to each of a plurality of branch flow paths branched from a main flow path, and plasma treatment is performed by each of the plurality of plasma heads. The aim of the present description is to carry out a suitable plasma treatment in a plasma generating device capable of carrying out the plasma treatment with each of the plurality of plasma heads.
Lösung des Problemsthe solution of the problem
Um das oben beschriebene Ziel zu erreichen, offenbart die vorliegende Beschreibung eine Plasmaerzeugungsvorrichtung, die Folgendes umfasst: einen Hauptströmungsweg, der mit einer Zuführungsvorrichtung verbunden ist, die konfiguriert ist ein Prozessgas zuzuführen; mehrere Zweigströmungswege, die von dem Hauptströmungsweg abzweigen; einen Plasmakopf, dem das Prozessgas von jedem der mehreren Zweigströmungswege zugeführt wird; ein Wechselventil, das in jedem der mehreren Zweigströmungswege angeordnet und konfiguriert ist eine Strömungsrate des Prozessgases, das durch jeden Zweigströmungsweg strömt, zu ändern; und eine Druckerfassungseinheit, die in jedem der mehreren Zweigströmungswege angeordnet und konfiguriert ist einen Druck des Prozessgases, das durch jeden Zweigströmungsweg strömt, zu erfassen, und dergleichen.In order to achieve the object described above, the present specification discloses a plasma generating device comprising: a main flow path connected to a supply device configured to supply a process gas; a plurality of branch flow paths branching off from the main flow path; a plasma head to which the process gas is supplied from each of the plurality of branch flow paths; a shuttle valve disposed in each of the plurality of branch flow paths and configured to change a flow rate of the process gas flowing through each branch flow path; and a pressure detection unit disposed in each of the plurality of branch flow paths and configured to detect a pressure of the process gas flowing through each branch flow path, and the like.
Vorteilhafter Effekt der ErfindungAdvantageous effect of the invention
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, die Plasmabehandlung in der Plasmaerzeugungsvorrichtung in geeigneter Weise durchzuführen, indem der Druck des Prozessgases, das durch jeden der mehreren Zweigströmungswege strömt, erfasst wird.According to the present disclosure, it is possible to appropriately perform the plasma treatment in the plasma generating device by detecting the pressure of the process gas flowing through each of the plurality of branch flow paths.
Kurze Beschreibung der FigurenShort description of the characters
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1 ist eine schematische Darstellung einer Plasmavorrichtung.1 is a schematic representation of a plasma device. -
2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Plasmakopf zeigt.2 is a perspective view showing a plasma head. -
3 ist eine Querschnittsansicht des Plasmakopfes von2 .3 is a cross-sectional view of the plasma head of2 . -
4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des Plasmakopfes.4 is an enlarged cross-sectional view of the plasma head. -
5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des Plasmakopfes.5 is an enlarged cross-sectional view of the plasma head. -
6 ist eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Gasversorgungsabschnitts.6 is a schematic representation of a conventional gas supply section. -
7 ist eine schematische Darstellung eines konventionellen Gasversorgungsabschnitts.7 is a schematic representation of a conventional gas supply section. -
8 ist eine schematische Darstellung eines Gasversorgungsabschnitts, der in der Plasmavorrichtung von1 angeordnet ist.8th is a schematic representation of a gas supply section included in the plasma device of1 is arranged.
Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments
Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren im Detail beschrieben.Exemplary embodiments of the present invention are described in detail below with reference to the figures.
Wie in
Das Steuergerät 15 wird hauptsächlich von einem Computer konfiguriert und steuert die Plasmavorrichtung 10 auf integrierte Weise. Das Steuergerät 15 umfasst einen Stromversorgungsabschnitt 15A, der den Plasmakopf 11 mit Strom versorgt, und einen Gasversorgungsabschnitt 15B, der den Plasmakopf 11 mit Gas versorgt. Der Stromversorgungsabschnitt 15A ist über ein Stromkabel (nicht dargestellt) mit dem Plasmakopf 11 verbunden. Der Stromversorgungsabschnitt 15A ändert die an die Elektrode 30 des Plasmakopfes 11 anzulegende Spannung (siehe
Darüber hinaus ist der Gasversorgungsabschnitt 15B über ein Gasrohr 19 mit dem Plasmakopf 11 verbunden. Der Gasversorgungsabschnitt 15B versorgt den Plasmakopf 11 auf der Grundlage der Steuerung durch das Steuergerät 15 mit einem Reaktionsgas, das später noch beschrieben wird. Das Steuergerät 15 steuert den Gasversorgungsabschnitt 15B und regelt die Gasmenge, die dem Plasmakopf 11 vom Gasversorgungsabschnitt 15B zugeführt wird, oder ähnliches. Dadurch arbeitet der Roboter 13 auf der Grundlage der Steuerung des Steuergeräts 15 und gibt ein Plasmagas vom Plasmakopf 11 auf ein auf einem Tisch 17 platziertes Behandlungszielobjekt W ab.In addition, the
Darüber hinaus umfasst das Steuergerät 15 einen Bedienbereich 15C mit einem Berührungsfeld und verschiedenen Schaltern. Das Steuergerät 15 zeigt verschiedene Einstellbildschirme, Betriebszustände (z.B. einen Gasversorgungszustand und ähnliches) und ähnliches auf dem Berührungsfeld des Bedienbereichs 15C an. Darüber hinaus empfängt das Steuergerät 15 verschiedene Arten von Informationen, die durch die Bedienung des Bedienbereichs 15C eingegeben werden.In addition, the
Wie in den
Wie in den
Darüber hinaus hat die Halterbefestigung 26 eine ringförmige Form und ist fest an der Innenseite des Gehäuses 20 unterhalb des internen Kabels 22 angebracht. In einer inneren Umfangsfläche der ringförmigen Halterungsbefestigung 26 ist eine Schraubennut ausgebildet, und die innere Umfangsfläche der Halterungsbefestigung 26 dient als Schraubenloch. Ferner sind in einem äußeren Randabschnitt der Halterungsbefestigung 26 mehrere Durchgangslöcher 38 ausgebildet, die in einer Richtung von oben nach unten verlaufen.Furthermore, the
Darüber hinaus ist der Elektrodenhalter 28 aus einem Metallmaterial gefertigt und hat eine allgemein zylindrische Form. Der Elektrodenhalter 28 hat jedoch eine Form, die sich nach unten verjüngt, und in der Mitte einer oberen Endfläche des Elektrodenhalters 28 ist ein vorstehender Abschnitt 40 ausgebildet. An einer äußeren Umfangsfläche des vorstehenden Abschnitts 40 sind Schraubengewinde ausgebildet. Daher wird der vorstehende Abschnitt 40 des Elektrodenhalters 28 in die innere Umfangsfläche, die als Schraubenloch der Halterungsbefestigung 26 fungiert, eingeführt und eingeschraubt, so dass der Elektrodenhalter 28 abnehmbar an der Halterungsbefestigung 26 befestigt ist.Furthermore, the
Außerdem hat eine innere Umfangsfläche des Elektrodenhalters 28 eine gestufte Form. Ein oberer Teil der inneren Umfangsfläche des Elektrodenhalters 28 ist eine erste innere Umfangsfläche 50 mit einem kleinen Durchmesser, und ein unterer Teil der inneren Umfangsfläche des Elektrodenhalters 28, der sich von der ersten inneren Umfangsfläche 50 fortsetzt, ist eine zweite innere Umfangsfläche 52 mit einem größeren Durchmesser als die erste innere Umfangsfläche 50. Ein unterer Endabschnitt des lötfreien Anschlusses 56 ist in die erste innere Umfangsfläche 50 eingesetzt. Der Außendurchmesser des unteren Endabschnitts des lötfreien Anschlusses 56 ist etwas kleiner als der Innendurchmesser der ersten inneren Umfangsfläche 50 des Elektrodenhalters 28. Daher ist der lötfreie Anschluss 56 an der ersten inneren Umfangsfläche 50 des Elektrodenhalters 28 durch einen Hohlbolzen 58 befestigt. Insbesondere ist ein seitliches Loch 60, das sich in radialer Richtung erstreckt, an einem oberen Endabschnitt des Elektrodenhalters 28 ausgebildet, und das seitliche Loch 60 steht mit der ersten inneren Umfangsfläche 50 in Verbindung. Dann wird der Hohlbolzen 58 in das seitliche Loch 60 geschraubt, so dass der lötfreie Anschluss 56 an der ersten inneren Umfangsfläche 50 des Elektrodenhalters 28 befestigt wird. Die Tiefenabmessung des seitlichen Lochs 60 ist größer als die Längenabmessung des Hohlbolzens 58. Daher ist der Hohlbolzen 58 in dem seitlichen Loch 60 in einem Zustand versenkt, in dem er in dem seitlichen Loch 60 eingeschraubt ist, und ist nicht von der Oberfläche des Elektrodenhalters 28 nach außen hin sichtbar. Darüber hinaus erstreckt sich der lötfreie Anschluss 56 von einem oberen Ende der ersten inneren Umfangsfläche 50 des Elektrodenhalters 28 nach oben. Der lötfreie Anschluss 56, der sich von der ersten inneren Umfangsfläche 50 des Elektrodenhalters 28 nach oben erstreckt, und das interne Kabel 22 sind durch einen Leiter 62 verbunden.In addition, an inner peripheral surface of the
Außerdem hat die Elektrode 30 eine runde Stabform, und der Außendurchmesser der Elektrode 30 ist etwas kleiner als der Innendurchmesser der zweiten inneren Umfangsfläche 52 des Elektrodenhalters 28. Die Elektrode 30 wird in die zweite innere Umfangsfläche 52 des Elektrodenhalters 28 eingeführt, und die Elektrode 30 wird an der zweiten inneren Umfangsfläche 52 des Elektrodenhalters 28 durch einen Hohlbolzen 66 befestigt. Insbesondere ist eine seitliche Öffnung 68, die sich in radialer Richtung erstreckt, an einem unteren Endabschnitt des Elektrodenhalters 28 ausgebildet, und die seitliche Öffnung 68 steht mit der zweiten inneren Umfangsfläche 52 in Verbindung. Dann wird der Hohlbolzen 66 in die seitliche Öffnung 68 geschraubt, so dass die Elektrode 30 an der zweiten inneren Umfangsfläche 52 des Elektrodenhalters 28 befestigt wird. Die Tiefenabmessung der seitlichen Öffnung 68 ist größer als die Längenabmessung des Hohlbolzens 66. Daher ist der Hohlbolzen 66 in der seitlichen Öffnung 68 in einem Zustand versenkt, in dem er in die seitliche Öffnung 68 eingeschraubt ist, und ist von der Oberfläche des Elektrodenhalters 28 nicht nach außen hin sichtbar. Darüber hinaus ist die Elektrode 30 an der zweiten inneren Umfangsfläche 52 in einem Zustand befestigt, in dem ein unteres Ende, d.h. ein distales Ende der Elektrode 30, um einen vorbestimmten Betrag (z.B. 3 bis 5 mm) aus dem unteren Ende des Elektrodenhalters 28 herausragt.In addition, the
Darüber hinaus ist der Gasversorgungsabschnitt 15B über das Gasrohr 19 mit dem Spalt 36 zwischen der inneren Umfangsfläche des Kabelhalters 24 und der äußeren Umfangsfläche des internen Kabels 22 verbunden (siehe
Als Reaktionsgas (Gasart) kann Sauerstoff (O2) verwendet werden. Der Gasversorgungsabschnitt 15B lässt beispielsweise ein Mischgas aus Sauerstoff und Stickstoff (N2) (z.B. trockene Luft) über das Gasrohr 19 in den Spalt 36 zwischen der inneren Umfangsfläche des Kabelhalters 24 und der äußeren Umfangsfläche des internen Kabels 22 strömen (siehe
Darüber hinaus wird vom Stromversorgungsabschnitt 15A des Steuergeräts 15 eine Spannung an die Elektrode 30 angelegt, die sich vom unteren Ende des Elektrodenhalters 28 aus erstreckt. Insbesondere wird Strom vom Stromversorgungsabschnitt 15A des Steuergeräts 15 über das Stromkabel an das interne Kabel 22 des Plasmakopfs 11 und an den Leiter 62 und den lötfreien Anschluss 56 geliefert. Dann fließt der an den lötfreien Anschluss 56 gelieferte Strom über den Elektrodenhalter 28 zur Elektrode 30. Auf diese Weise wird eine Spannung an die Elektrode 30 angelegt, wenn diese mit Strom versorgt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird durch das Anlegen der Spannung an die Elektrode 30 ein Pseudo-Lichtbogen A am distalen Ende der Elektrode 30 erzeugt, wie in
Bei einer solchen Struktur wird im Plasmakopf 11 ein Plasmagas durch eine Entladung zwischen dem distalen Ende der Elektrode 30 und dem distalen Ende der Düse 32 erzeugt und aus einer am distalen Ende der Düse 32 gebildeten Öffnung 32A ausgestoßen. Dann wird das Plasmagas aus der Öffnung 32A der Düse 32 ausgestoßen, so dass das Zielobjekt W einer Plasmabearbeitung unterzogen wird. Darüber hinaus ist in der oben beschriebenen Plasmavorrichtung 10 ein Plasmakopf 11 mit dem Steuergerät 15 verbunden, es können jedoch auch mehrere Plasmaköpfe 11 mit dem Steuergerät 15 verbunden sein. Wie oben beschrieben, wird in einem Fall, in dem mehrere Plasmaköpfe 11 mit dem Steuergerät 15 verbunden sind, das Reaktionsgas vom Steuergerät 15 zu jedem der mehreren Plasmaköpfe 11 geleitet. Bei der herkömmlichen Technik besteht jedoch das Problem, dass in einem Fall, in dem z.B. ein Bruch, eine Auslassung oder ähnliches in einem Strömungsweg für die Zufuhr des Reaktionsgases zu einem Plasmakopf 11 von mehreren Plasmaköpfen 11 aufgetreten ist, die Plasmabehandlung nicht nur in einem Plasmakopf 11, sondern auch in allen anderen Plasmaköpfen 11 nicht durchgeführt werden kann.With such a structure, in the
Wie in
Darüber hinaus ist der Regler 106 im Hauptströmungsweg 120 angeordnet, und das Manometer 108 ist im Hauptströmungsweg 120 auf der stromabwärtigen Seite des Reglers 106 angeordnet. Die Festdrossel 110 ist im Zweigströmungsweg 122 angeordnet, der vom Hauptströmungsweg 120 abzweigt, und das Ein/Aus-Ventil 114 ist im Zweigströmungsweg 122 auf der stromabwärtigen Seite der Festdrossel 110 angeordnet. Ferner ist die Festdrossel 112 in einem anderen Zweigströmungsweg 124 angeordnet, und das Ein/Aus-Ventil 116 ist im Zweigströmungsweg 124 auf der stromabwärtigen Seite der Festdrossel 112 angeordnet. Die Festdrosseln 110 und 112 drosseln die Durchflussmenge des durch die Zweigströmungswege 122 und 124 strömenden Reaktionsgases fest auf eine vorgegebene Durchflussmenge.In addition, the
Im Gasversorgungsabschnitt 100, der eine solche Struktur aufweist, nimmt beispielsweise in einem Fall, in dem ein Bruch, eine Unterbrechung oder ähnliches im Zweigströmungsweg 122 aufgetreten ist, die Zufuhrmenge des Reaktionsgases, das dem Plasmakopf 11a aus dem Zweigströmungsweg 122 zugeführt werden soll, aufgrund der Leckage des Reaktionsgases aus dem Zweigströmungsweg 122 ab, so dass die Plasmabehandlung im Plasmakopf 11a nicht ordnungsgemäß durchgeführt werden kann. Da zu diesem Zeitpunkt die Durchflussrate des durch den Zweigströmungsweg 124 strömenden Reaktionsgases aufgrund der Leckage des Reaktionsgases aus dem Zweigströmungsweg 122 ebenfalls abnimmt und die Zufuhrmenge des vom Zweigströmungsweg 124 zum Plasmakopf 11b zuzuführenden Reaktionsgases sinkt, kann die Plasmabehandlung auch im Plasmakopf 11b nicht angemessen durchgeführt werden. Wie oben beschrieben, besteht die Sorge, dass die Plasmabehandlung nicht nur im Plasmakopf 11a, der mit dem Zweigströmungsweg 122 verbunden ist, in dem ein Bruch oder ähnliches aufgetreten ist, sondern auch im Plasmakopf 11b, der mit dem normalen Zweigströmungsweg 124 verbunden ist, nicht angemessen durchgeführt werden kann.In the
Da das Reaktionsgas aus dem Zweigströmungsweg 122 entweicht, sinkt der Druck des Reaktionsgases im Hauptströmungsweg 120 und der Erfassungswert des im Hauptströmungsweg 120 angeordneten Manometer 108 nimmt ab. Daher kann der Bediener das Auftreten einer Anomalie im Gasströmungsweg 104 an der Abnahme des Erfassungswertes des Manometer 108 erkennen. Jedoch kann der Bediener nur durch die Abnahme des Erfassungswertes des Manometer 108 im Hauptströmungsweg 120 erkennen, ob eine Anomalie im Hauptströmungsweg 120, im Zweigströmungsweg 122 und im Zweigströmungsweg 124, die den Gasströmungsweg 104 bilden, aufgetreten ist. Daher wird beispielsweise in einem Fall, in dem der Erfassungswert des Manometer 108 auf einen Schwellenwert oder weniger sinkt, die Zufuhr des Reaktionsgases von der Versorgungseinrichtung 102 gestoppt, so dass die von zwei Plasmaköpfen 11 durchgeführte Plasmabehandlung gestoppt wird. Wie oben beschrieben, besteht die Sorge, dass die Plasmabehandlung nicht nur im Plasmakopf 11a, der mit dem Zweigströmungsweg 122 verbunden ist, in dem ein Bruch oder ähnliches aufgetreten ist, sondern auch im Plasmakopf 11b, der mit dem normalen Zweigströmungsweg 124 verbunden ist, unterbrochen werden kann. Darüber hinaus ist es zwar notwendig, einen Teil des Gasströmungswegs 104 zu reparieren, in dem ein Bruch oder ähnliches aufgetreten ist, nachdem die von zwei Plasmaköpfen 11 durchgeführte Plasmabehandlung gestoppt wurde, aber es ist notwendig, den gesamten Gasströmungsweg 104 zu überprüfen, um den Teil des Gasströmungswegs 104 zu bestimmen, in dem ein Bruch oder ähnliches aufgetreten ist. Daher dauert es lange, den Teil des Gasströmungswegs 104 zu bestimmen, in dem ein Bruch oder ähnliches aufgetreten ist, so dass die Plasmabehandlung nicht sofort wieder aufgenommen werden kann.Since the reaction gas escapes from the
Darüber hinaus besteht auch in dem in
Selbst in einem Gasversorgungsabschnitt 130, der eine solche Struktur aufweist, besteht das Problem, dass beispielsweise in einem Fall, in dem ein Bruch oder ähnliches im Zweigströmungsweg 122 aufgetreten ist, die Plasmabehandlung nicht nur im Plasmakopf 11a, der mit dem Zweigströmungsweg 122 verbunden ist, wo ein Bruch oder ähnliches aufgetreten ist, sondern auch im Plasmakopf 11b, der mit dem normalen Zweigströmungsweg 124 verbunden ist, nicht angemessen durchgeführt werden kann. Darüber hinaus ist es selbst in einem Fall, in dem das Auftreten einer Anomalie im Gasströmungsweg 104 anhand der Abnahme des Erfassungswerts des im Hauptströmungsweg 120 angeordneten Manometer 108 erkannt wird, notwendig, die von zwei Plasmaköpfen 11 durchgeführte Plasmabehandlung zu stoppen. Ferner dauert es auch im Gasversorgungsabschnitt 130 nur mit der Abnahme des Erfassungswerts des Manometer 108, der im Hauptströmungsweg 120 angeordnet ist, eine lange Zeit, um den Teil des Gasströmungswegs 104 zu spezifizieren, wo ein Bruch oder ähnliches aufgetreten ist, so dass die Plasmabehandlung nicht sofort wieder gestartet werden kann.Even in a
In dieser Hinsicht, umfasst, wie in
Im Gasversorgungsabschnitt 15B, der eine solche Struktur aufweist, nimmt beispielsweise in einem Fall, in dem ein Bruch, eine Auslassung oder ähnliches im Zweigströmungsweg 122 aufgetreten ist, die Zufuhrmenge des Reaktionsgases, das dem Plasmakopf 11a vom Zweigströmungsweg 122 zugeführt werden soll, wegen der Leckage des Reaktionsgases aus dem Zweigströmungsweg 122 ab, so dass die Plasmabehandlung im Plasmakopf 11a nicht ordnungsgemäß durchgeführt werden kann. Da das Reaktionsgas aus dem Zweigströmungsweg 122 entweicht, sinkt zu diesem Zeitpunkt der Druck des Reaktionsgases im Zweigströmungsweg 122, so dass der Erfassungswert des im Zweigströmungsweg 122 angeordneten Manometer 158 abnimmt. Daher kann der Bediener das Auftreten einer Anomalie im Zweigströmungsweg 122 an der Abnahme des Erfassungswertes des Manometer 158 erkennen. Wenn der Erkennungswert des Manometer 158 auf einen Schwellenwert oder weniger sinkt, wird beispielsweise das Ein-Aus-Ventil 154 im Zweigströmungsweg 122 geschlossen. Damit wird die Zufuhr des Reaktionsgases aus dem Zweigströmungsweg 122 zum Plasmakopf 11a gestoppt und die Plasmabehandlung im Plasmakopf 11a wird beendet.In the
Da jedoch das Ein-Aus-Ventil 154 geschlossen ist, verringert sich die Durchflussmenge des Reaktionsgases im Hauptströmungsweg 120 und im Zweigströmungsweg 124 auch dann nicht, wenn das Reaktionsgas aus dem Zweigströmungsweg 122 entweicht. Daher wird die Zufuhrmenge des Reaktionsgases aus dem Zweigströmungsweg 124 zum Plasmakopf 11b aufrechterhalten, und die Plasmabehandlung im Plasmakopf 11b wird kontinuierlich durchgeführt. Wie oben beschrieben, sind das Manometer 158 und 160 in zwei Zweigströmungswegen 122 bzw. 124 angeordnet, so dass die Plasmabehandlung im Plasmakopf 11a, der mit dem Zweigströmungsweg 122 verbunden ist, nicht durchgeführt werden kann, wenn ein Bruch oder ähnliches aufgetreten ist, aber die Plasmabehandlung im Plasmakopf 11b, der mit dem normalen Zweigströmungsweg 124 verbunden ist, fortgesetzt werden kann. Da außerdem das Auftreten einer Anomalie im Zweigströmungsweg 122 anhand der Abnahme des Erfassungswerts des im Zweigströmungsweg 122 angeordneten Manometer 158 erkannt wird, ist es möglich, den Teil des Gasströmungswegs 104, in dem ein Bruch oder ähnliches aufgetreten ist, leicht zu bestimmen, so dass die Plasmabehandlung im Plasmakopf 11a sofort wieder aufgenommen werden kann.However, since the on-off
Im Übrigen ist die Plasmavorrichtung 10 ein Beispiel für eine Plasmaerzeugungsvorrichtung. Die Plasmaköpfe 11a und 11b sind Beispiele für den Plasmakopf. Die Versorgungseinrichtung 102 ist ein Beispiel für die Versorgungseinrichtung. Der Hauptströmungsweg 120 ist ein Beispiel für den Hauptströmungsweg. Die Zweigströmungswege 122 und 124 sind Beispiele für den Zweigströmungsweg. Die Regler 150 und 152 sind Beispiele für den Regler. Die Ein-Aus-Ventile 154 und 156 sind Beispiele für das Wechselventil. Die Manometer 158 und 160 sind Beispiele für eine Druckerfassungseinheit. Die Festdrosseln 162 und 164 sind Beispiele für die Drossel.Incidentally, the
Die vorliegende Ausführungsform, die zuvor beschrieben wurde, bietet die folgenden Effekte.The present embodiment described above offers the following effects.
Die Plasmavorrichtung 10 umfasst einen Hauptströmungsweg 120, der mit der Versorgungseinrichtung 102 verbunden ist, die ein Reaktionsgas zuführt, mehrere Zweigströmungswege 122 und 124, die von dem Hauptströmungsweg abzweigen, einen Plasmakopf 11, dem das Reaktionsgas von jedem der mehreren Zweigströmungswege zugeführt wird, und Ein-Aus-Ventile 154 und 156, die die Durchflussmenge des durch die mehreren Zweigströmungswege strömenden Reaktionsgases verändern. In den mehrfach verzweigten Strömungswegen sind jeweils Manometer 158 und 160 angeordnet, die den Druck des durch die verzweigten Strömungswege strömenden Reaktionsgases erfassen. Infolgedessen wird beispielsweise in einem Fall, in dem ein Bruch oder ähnliches im Zweigströmungsweg 122 aufgetreten ist, die Anomalie des Zweigströmungswegs 122 vom Manometer 158, der im Zweigströmungsweg 122 angeordnet ist, erkannt, und das Ein-Aus-Ventil 154 wird geschlossen, so dass nur die durch den Plasmakopf 11a durchgeführte Plasmabehandlung angehalten wird und die durch den Plasmakopf 11b durchgeführte Plasmabehandlung kontinuierlich durchgeführt werden kann. Da das Auftreten einer Anomalie im Zweigströmungsweg 122 durch das im Zweigströmungsweg 122 angeordnete Manometer 158 erkannt wird, ist es außerdem möglich, den Teil des Gasströmungswegs 104, in dem ein Bruch oder ähnliches aufgetreten ist, leicht zu bestimmen, so dass die Plasmabehandlung im Plasmakopf 11a sofort wieder gestartet werden kann.The
Im obigen Beispiel sind die Manometer 158 und 160 auf der stromaufwärtigen Seite der Festdrosseln 162 und 164 in den Zweigströmungswegen 122 und 124 angeordnet. Daher ist es selbst mit einem Manometer mit geringer Empfindlichkeit möglich, das Auftreten einer Anomalie in den Zweigströmungswegen 122 und 124 zu erkennen. Das heißt, da die Festdrosseln 162 und 164 die Durchflussmenge des durch die Zweigströmungswege 122 und 124 strömenden Reaktionsgases drosseln, ist die Durchflussmenge des durch die stromabwärtige Seite der Festdrosseln 162 und 164 strömenden Reaktionsgases kleiner als die Durchflussmenge des durch die stromaufwärtige Seite der Festdrosseln 162 und 164 strömenden Reaktionsgases. Um den Druck des Reaktionsgases mit einer kleinen Durchflussmenge auf der stromabwärtigen Seite der Festdrosseln 162 und 164 zu erfassen, ist es daher notwendig, ein Manometer mit einer hohen Empfindlichkeit auf der stromabwärtigen Seite der Festdrosseln 162 und 164 anzuordnen. Andererseits ist es in einem Fall, in dem die Manometer 158 und 160 auf der stromaufwärtigen Seite der Festdrosseln 162 und 164 angeordnet sind, möglich, das Auftreten einer Anomalie in den Zweigströmungsweges 122 und 124 sogar mit einem Manometer mit einer geringen Empfindlichkeit zu erkennen, da die Strömungsrate des Reaktionsgases groß ist.In the above example, the pressure gauges 158 and 160 are located on the upstream side of the fixed
Außerdem sind im obigen Beispiel die Manometer 158 und 160 auf der stromabwärtigen Seite der Ein-Aus-Ventile 154 und 156 angeordnet. Dadurch ist es möglich, das Auftreten einer Anomalie in den Zweigströmungswegen 122 und 124 mit dem Manometer angemessen zu erkennen. Das heißt, auf der stromaufwärtigen Seite der Ein-Aus-Ventile 154 und 156 wird durch das Öffnen und Schließen der Ein-Aus-Ventile ein Druckstoß erzeugt. Daher besteht die Sorge, dass in einem Fall, in dem die Manometer auf der stromaufwärtigen Seite der Ein/Aus-Ventile 154 und 156 angeordnet sind, die Manometer das Auftreten einer Anomalie in den Zweigströmungswegen 122 und 124 aufgrund des Druckstoßes nicht angemessen erfassen können. In Anbetracht dieser Tatsache sind die Manometer 158 und 160 auf der stromabwärtigen Seite der Ein-Aus-Ventile 154 und 156 angeordnet, so dass es möglich ist, das Auftreten einer Anomalie in den Zweigströmungswegen 122 und 124 mit den Manometern angemessen zu erfassen.Furthermore, in the above example, the pressure gauges 158 and 160 are arranged on the downstream side of the on-off
Außerdem sind im obigen Beispiel die Regler 150 und 152 in mehreren Zweigströmungswegen 122 bzw. 124 angeordnet. Dadurch kann die Durchflussrate des Reaktionsgases, das durch jeden der mehreren Zweigdurchflusswege 122 und 124 strömt, individuell konstant gehalten werden.Additionally, in the example above,
Ferner wird im obigen Beispiel der Druck des durch mehrere Zweigströmungswege 122 und 124 strömenden Reaktionsgases von den Manometern 158 und 160 erfasst, wodurch mehrere Zweigströmungswege 122 bzw. 124 überwacht werden. Infolgedessen wird beispielsweise in einem Fall, in dem ein Bruch oder ähnliches im Zweigströmungsweg 122 aufgetreten ist, die Anomalie des Zweigströmungswegs 122 durch das im Zweigströmungsweg 122 angeordnete Manometer 158 erkannt, und das Ein-Aus-Ventil 154 wird geschlossen, so dass nur die durch den Plasmakopf 11a durchgeführte Plasmabehandlung angehalten wird und die durch den Plasmakopf 11b durchgeführte Plasmabehandlung kontinuierlich durchgeführt werden kann. Da das Auftreten einer Anomalie im Zweigströmungsweg 122 durch das im Zweigströmungsweg 122 angeordnete Manometer 158 erkannt wird, ist es außerdem möglich, den Teil des Gasströmungswegs 104, in dem ein Bruch oder ähnliches aufgetreten ist, leicht zu bestimmen, so dass die Plasmabehandlung im Plasmakopf 11a sofort wieder gestartet werden kann.Further, in the above example, the pressure of the reaction gas flowing through a plurality of
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt und kann in verschiedenen Aspekten implementiert werden, wobei verschiedene Änderungen und Verbesserungen basierend auf dem Wissen von Fachleuten vorgenommen werden. Insbesondere wird beispielsweise im obigen Beispiel der Druck des Reaktionsgases durch die Manometer 158 und 160 erfasst, der Druck des Reaktionsgases kann jedoch auch durch ein Vakuummessgerät oder dergleichen erfasst werden. Das heißt, das Manometer misst einen Druck von atmosphärischem Druck oder mehr, und das Vakuummeter misst einen Druck von atmosphärischem Druck oder weniger. Solange der Druck des Reaktionsgases erfasst werden kann, können daher verschiedene Druckerfassungseinheiten eingesetzt werden. Als Druckmessverfahren gibt es ein Messverfahren, bei dem der Druck am Messpunkt über eine Leitung zum Messgerät geleitet wird, und ein Verfahren, bei dem ein Drucksensor am Messpunkt platziert wird, um den Druck mit einem elektrischen Signal zu erfassen. Die erstere Messmethode eignet sich für die Messung des Mittelwerts der Zeit, da die Reaktion auf die Zeit schlecht ist. Andererseits eignet sich das letztgenannte Messverfahren zur Messung einer Variationskomponente des Drucks. Darüber hinaus gibt es als Druckmessverfahren ein Verfahren zum Ausbalancieren mit einem bekannten Gewicht, ein Verfahren zur Messung der elastischen Verformung und ein Verfahren zur Nutzung eines durch Druck veränderten physikalischen Phänomens. Konkret gibt es ein Flüssigkeitssäulen-Manometer, ein Ringmanometer und ein Ausgleichsgewichts-Manometer als Druckerfassungseinheit für das Verfahren zum Ausbalancieren mit einem bekannten Gewicht. Darüber hinaus gibt es als Druckerfassungseinheit der Methode zur Messung der elastischen Verformung ein Bourdon-Rohr-Manometer, ein Aneroid-Druckmessgerät, eine Membran-Detektionseinheit und eine Balg-Detektionseinheit. Darüber hinaus gibt es als Druckerkennungseinheit des Verfahrens zur Nutzung eines durch Druck veränderten physikalischen Phänomens eine Erkennungseinheit, die dazu konfiguriert ist, eine Dichteänderung mit einem optischen Interferenzverfahren zu messen und einen statischen Druck zusammen mit Temperaturdaten abzuschätzen, und eine Erkennungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie gleichzeitig Dichte und Temperatur durch ein Fluoreszenzverfahren oder ein Infrarotabsorptionsspektrum misst.The present disclosure is not limited to the above embodiment and may be implemented in various aspects making various changes and improvements based on the knowledge of those skilled in the art. Specifically, for example, in the above example, the pressure of the reaction gas is detected by the pressure gauges 158 and 160, but the pressure of the reaction gas may also be detected by a vacuum gauge or the like. That is, the pressure gauge measures a pressure of atmospheric pressure or more, and the vacuum gauge measures a pressure of atmospheric pressure or less. Therefore, as long as the pressure of the reaction gas can be detected, various pressure detection units can be used. As a pressure measurement method, there is a measuring method in which the pressure at the measuring point is passed to the measuring device via a line, and a method in which a pressure sensor is placed at the measuring point in order to record the pressure with an electrical signal. The former measurement method is suitable for measuring the average of time because the response to time is poor. On the other hand, the latter measuring method is suitable for measuring a variation component of the pressure. In addition, as the pressure measuring method, there are a method of balancing with a known weight, a method of measuring elastic deformation, and a method of using a physical phenomenon changed by pressure. Specifically, there are a liquid column pressure gauge, a ring pressure gauge and a balance weight pressure gauge as a pressure detection unit for the method of balancing with a known weight. In addition, as the pressure detection unit of the elastic deformation measurement method, there are a Bourdon tube pressure gauge, an aneroid pressure gauge, a membrane detection unit and a bellows detection unit. Furthermore, as a pressure detection unit of the method for utilizing a physical phenomenon changed by pressure, there is a detection unit configured to measure a density change with an optical interference method and estimate a static pressure together with temperature data, and a detection unit configured to that it simultaneously measures density and temperature using a fluorescence process or an infrared absorption spectrum.
Darüber hinaus sind im obigen Beispiel Manometer 158 und 160 in zwei Zweigströmungswegen 122 bzw. 124 angeordnet, aber ein Differenzdruckmesser, der einen Differenzdruck zwischen Innendrücken zweier Zweigströmungswege 122 und 124 misst, kann in jedem der beiden Zweigströmungswege 122 und 124 angeordnet sein. Das heißt, ein Manometer, der einen Differenzdruck zwischen dem Innendruck des Zweigströmungswegs 122 und dem Innendruck des Zweigströmungswegs 124 erfasst, kann in einem Zustand angeordnet sein, in dem er mit dem Zweigströmungsweg 122 und dem Zweigströmungsweg 124 verbunden ist. Selbst mit der Erkennung des Differenzdrucks zwischen dem Innendruck des Zweigströmungswegs 122 und dem Innendruck des Zweigströmungswegs 124 ist es auch möglich, das Auftreten einer Anomalie im Gasversorgungsabschnitt 15B zu bestimmen und festzustellen, ob die Anomalie entweder im Zweigströmungsweg 122 oder im Zweigströmungsweg 124 aufgetreten ist.Furthermore, in the above example,
Darüber hinaus werden im obigen Beispiel Festdrosseln 162 und 164 verwendet, die die Strömungsrate des Reaktionsgases fest auf eine vorgegebene Strömungsrate drosseln, es kann jedoch auch eine variable Drossel verwendet werden, die die Strömungsrate des Reaktionsgases auf einen beliebigen Betrag ändern kann. In einem Fall, in dem die variable Drossel auf diese Weise eingesetzt wird, müssen die in den Zweigströmungswegen 122 und 124 angeordneten variablen Drosseln lediglich die Strömungsrate des Reaktionsgases, das durch die Zweigströmungswege 122 und 124 strömt, auf eine vorbestimmte Strömungsrate drosseln.In addition, in the above example, fixed
Darüber hinaus sind im obigen Beispiel die Manometer 158 und 160 auf der stromaufwärtigen Seite der Festdrosseln 162 und 164 angeordnet, die Manometer 158 und 160 können jedoch auf der stromabwärtigen Seite der Festdrosseln 162 und 164 angeordnet sein. In einem solchen Fall ist es beispielsweise durch Erhöhen der Empfindlichkeit des Manometer möglich, das Auftreten einer Anomalie in den Zweigströmungswegen 122 und 124 mit dem Manometer angemessen zu erkennen .Furthermore, in the above example, the pressure gauges 158 and 160 are arranged on the upstream side of the fixed
Darüber hinaus sind im obigen Beispiel die Manometer 158 und 160 auf der stromabwärtigen Seite der Ein-Aus-Ventile 154 und 156 angeordnet, können jedoch auch auf der stromaufwärtigen Seite der Ein-Aus-Ventile 154 und 156 angeordnet sein. In einem solchen Fall ist es beispielsweise durch Berücksichtigung des Druckstoßes möglich, das Auftreten einer Anomalie in den Zweigströmungswegen 122 und 124 mit dem Manometer angemessen zu erkennen.Furthermore, in the above example, the pressure gauges 158 and 160 are disposed on the downstream side of the on-off
Darüber hinaus sind im obigen Beispiel die Regler 150 und 152 in mehreren Zweigströmungswegen 122 bzw. 124 angeordnet, der Regler kann jedoch auch im Hauptströmungsweg 120 angeordnet sein. In einem solchen Fall kann die Durchflussrate des Reaktionsgases, das durch jeden der mehreren Zweigströmungswege 122 und 124 strömt, konstant gemacht werden, wenn auch nicht einzeln.Additionally, in the example above,
Darüber hinaus sind im obigen Beispiel Ein-Aus-Ventile 154 und 156 in mehreren Zweigströmungswegen 122 bzw. 124 angeordnet, aber ein Massendurchflussmesser, der die Gasströmungsrate anpassen kann, kann in jedem der mehreren Zweigströmungswege 122 und 124 angeordnet sein. In einem solchen Fall müssen beispielsweise Festdrosseln 162 und 164, die in mehreren Zweigströmungswegen 122 bzw. 124 angeordnet sind, nicht angeordnet werden.Furthermore, in the above example, on-off
Darüber hinaus sind im obigen Beispiel Plasmaköpfe 11, Ein-Aus-Ventile 154 und 156, Manometer 158 und 160 und dergleichen in zwei Zweigströmungswegen 122 bzw. 124 angeordnet, aber ein Plasmakopf, ein Ein-Aus-Ventil, ein Druckmesser und dergleichen können in jedem von drei oder mehr Zweigströmungswegen angeordnet sein.Furthermore, in the above example, plasma heads 11, on-off
Darüber hinaus wird im obigen Beispiel eine Entladung zwischen dem distalen Ende der Elektrode 30 und dem distalen Ende des Gehäuses 20 erzeugt, um das Reaktionsgas in Plasma umzuwandeln. Das heißt, die Entladung wird durch eine einzelne Elektrode 30 erzeugt. Andererseits kann eine Entladung zwischen mehreren Elektroden erzeugt werden.Furthermore, in the above example, a discharge is generated between the distal end of the
Es ist zu beachten, dass sich der Inhalt der vorliegenden Offenbarung nicht auf die in den Ansprüchen beschriebenen Abhängigkeitsbeziehungen beschränkt. Beispielsweise offenbart die vorliegende Beschreibung auch eine technische Idee, bei der „die Plasmaerzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 1“ in Anspruch 3 in „die Plasmaerzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2“ geändert wird.It should be noted that the content of the present disclosure is not limited to the dependency relationships described in the claims. For example, the present description also discloses a technical idea in which “the plasma generating device according to
ReferenzzeichenlisteReference character list
10: Plasmavorrichtung (Plasmaerzeugungsvorrichtung), 11: Plasmakopf, 102: Versorgungseinrichtung, 120: Hauptströmungsweg, 122: Zweigströmungsweg, 124: Zweigströmungsweg, 150: Regler, 152: Regler, 154: Ein-Aus-Ventil (Wechselventil), 156: Ein-Aus-Ventil (Wechselventil), 158: Manometer (Druckerfassungseinheit), 160: Manometer, 162: Festdrossel (Drossel), 164: Festdrossel10: plasma device (plasma generating device), 11: plasma head, 102: supply device, 120: main flow path, 122: branch flow path, 124: branch flow path, 150: regulator, 152: regulator, 154: on-off valve (changeover valve), 156: on-off Off valve (shuttle valve), 158: pressure gauge (pressure detection unit), 160: pressure gauge, 162: fixed throttle (throttle), 164: fixed throttle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- WO 2018185836 [0002]WO 2018185836 [0002]
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