DE112015005010T5

DE112015005010T5 - Düseneinrichtung und Verarbeitungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112015005010T5
Application number: DE112015005010.8T
Authority: DE
Inventors: Masayuki Tanaka; Takahiro Terada; Shiguma KATO; Yusuke Suzuki
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2014-11-05
Filing date: 2015-09-09
Publication date: 2017-08-10
Also published as: JP6293643B2; JP2016087551A; TWI615201B; WO2016072152A1; KR20170032371A; US20170259278A1; US20190151864A1; KR101923838B1; US10220394B2; CN106794474A; TW201620615A; CN106794474B

Abstract

Eine Düseneinrichtung gemäß einer Ausführungsform weist eine erste Öffnung, mehrere zweite Öffnungen und einen ersten Kanalteil auf. Der erste Kanalteil weist wenigstens einen ersten Verzweigungsteil auf, der einen ersten Teil, der sich in einer ersten Richtung erstreckt, und mehrere zweite Teile aufweist, die mit einem ersten Ende des ersten Teils verbunden sind und sich jeweils in Richtungen erstrecken, welche die erste Richtung schneiden. Der erste Kanalteil verbindet die erste Öffnung und die zweiten Öffnungen und verzweigt sich durch den ersten Verzweigungsteil wenigstens einmal auf einem Weg, der sich von der ersten Öffnung zu den zweiten Öffnungen erstreckt. Die Weglängen und die Anzahlen der ersten Verzweigungsteile zwischen der ersten Öffnung und den jeweiligen zweiten Öffnungen sind gleich. Die Querschnittsfläche des ersten Endes des ersten Teils ist kleiner als die Querschnittsfläche eines zweiten Endes des ersten Teils.

Description

GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Düseneinrichtung und eine Verarbeitungsvorrichtung.
HINTERGRUND
Es sind Düsen bekannt, die ein Fluid aus mehreren Öffnungen abgeben oder in mehrere Öffnungen ansaugen. Solche Düsen transportieren beispielsweise ein Fluid, welches von einer einzigen Zufuhröffnung zugeführt wird, durch Kanäle, welche die Zufuhröffnung und mehrere Öffnungen verbinden, und geben dieses aus den Öffnungen ab.
ZITATLISTE
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2014-12239

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Von der Erfindung zu lösendes Problem Es ist wünschenswert, dass Strömungsraten des Fluids, das durch die Öffnungen tritt, gleichförmiger sind.
Ein Beispiel des von der vorliegenden Erfindung zu lösenden Problems besteht darin, eine Düseneinrichtung und eine Verarbeitungsvorrichtung bereitzustellen, die Strömungsraten eines Fluids, das durch Öffnungen tritt, gleichförmiger machen.
Mittel zum Lösen des Problems
Eine Düseneinrichtung gemäß einer Ausführungsform weist eine erste Öffnung, mehrere zweite Öffnungen und einen ersten Kanalteil auf. Der erste Kanalteil weist wenigstens einen ersten Verzweigungsteil auf, der einen ersten Teil, der sich in einer ersten Richtung erstreckt, und mehrere zweite Teile aufweist, die mit einem ersten Ende des ersten Teils verbunden sind und sich jeweils in Richtungen erstrecken, welche die erste Richtung schneiden, wobei der erste Kanalteil die erste Öffnung und die zweiten Öffnungen verbindet, sich durch den ersten Verzweigungsteil auf einem Weg, der sich von der ersten Öffnung zu den zweiten Öffnungen erstreckt, wenigstens einmal verzweigt und dieselbe Weglänge und dieselbe Anzahl von Verzweigungsteilen zwischen der ersten Öffnung und den zweiten Öffnungen aufweist. Die Querschnittsfläche des ersten Endes des ersten Teils ist kleiner als die Querschnittsfläche eines zweiten Endes des ersten Teils.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine graphische Darstellung, die eine Verarbeitungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform schematisch darstellt.
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Düseneinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
3 ist eine perspektivische Ansicht einer Form eines Verzweigungsteils gemäß der ersten Ausführungsform.
4 ist eine Draufsicht der Form des Verzweigungsteils gemäß der ersten Ausführungsform.
5 ist eine Draufsicht, die den Verzweigungsteil, durch den ein Inertgas strömt, gemäß der ersten Ausführungsform schematisch darstellt.
6 ist ein Diagramm, das einen Verzweigungsfehler bezüglich eines Verzweigungsteil-Breitenverhältnisses gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
7 ist eine Draufsicht der Form des Verzweigungsteils gemäß einer zweiten Ausführungsform.
8 ist ein Diagramm, das einen Verzweigungsfehler bezüglich eines Aspektverhältnisses gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
9 ist eine Draufsicht der Form des Verzweigungsteils gemäß einer dritten Ausführungsform.
10 ist eine Draufsicht einer Modifikation des Verzweigungsteils gemäß der dritten Ausführungsform.
11 ist eine Draufsicht der Form des Verzweigungsteils gemäß einer vierten Ausführungsform.
12 ist eine Draufsicht, welche die Düseneinrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform schematisch darstellt.
13 ist eine Schnittansicht, die einen ersten geneigten Teil und einen zweiten geneigten Teil gemäß der fünften Ausführungsform auf eine vergrößerte Weise darstellt.
14 ist eine perspektivische Ansicht der Düseneinrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform mit Bezug auf die 1 bis 5 beschrieben. Zur Spezifikation von Komponenten gemäß der vorliegenden Ausführungsform und zum Erläutern derselben können mehrere Ausdrücke verwendet werden. Dem steht die Nutzung anderer Ausdrücke, die hierin nicht verwendet werden, für die Komponenten und deren Erläuterung nicht entgegen. Ferner steht dem die Nutzung anderer Ausdrücke für Komponenten, die nicht anhand mehrerer Ausdrücke beschrieben sind, und deren Erläuterung nicht entgegen.
1 ist eine graphische Darstellung, die eine Verarbeitungsvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform schematisch darstellt. Die Verarbeitungsvorrichtung 10 ist eine Vorrichtung, die beispielsweise eine Laserstrahlbearbeitung durchführt. Die Verarbeitungsvorrichtung 10 ist darauf nicht beschränkt. Wie es in 1 dargestellt ist, weist die Verarbeitungsvorrichtung 10 eine Steuereinheit 11, einen Behälter 12, eine Pumpe 13, eine Verarbeitungskammer 14 und mehrere Düseneinrichtungen 15 auf. Der Behälter 12 ist ein Beispiel für eine Aufnahmeeinheit. Die Pumpe 13 ist ein Beispiel für eine Zufuhreinheit.
Die Steuereinheit 11 steuert die Pumpe 13 und andere Teile der Verarbeitungsvorrichtung 10. Der Behälter 12 nimmt ein Inertgas auf, wie etwa Argon. Das Inertgas ist ein Beispiel für ein Fluid. Das Fluid ist darauf nicht beschränkt und kann auch aus anderen Gasen und/oder Flüssigkeiten besten. Die Pumpe 13 wird von der Steuereinheit 11 gesteuert, um das Inertgas im Behälter 12 den Düseneinrichtungen 15 zuzuführen. Die Verarbeitungskammer 14 ist aus mehreren Wänden, beispielsweise auf eine luftdichte Weise gefertigt. 1 zeigt schematisch die Verarbeitungskammer 14 mittels einer Strich-Punkt-Punkt-Linie. Die Verarbeitungsvorrichtung 10 führt eine Laserstrahlbearbeitung an einem Werkstück, das in der Verarbeitungskammer 14 angeordnet ist, durch.
Die Düseneinrichtungen 15 sind in der Verarbeitungskammer 14 vorgesehen und auf eine Weise angeordnet, gemäß der diese ein Gestell, auf dem das Werkstück angeordnet ist, umgeben. Die Düseneinrichtungen 15 geben das Inertgas, das von der Pumpe 13 zugeführt wird, aus der Umgebung des Werkstücks zum Werkstück ab.
2 ist eine perspektivische Ansicht der Düseneinrichtung 15. Wie es in 2 dargestellt ist, weist die Düseneinrichtung 15 eine Basis 21, eine Zufuhröffnung 22, mehrere Abgabeöffnungen 23 und einen Kanal 24 auf. Die Zufuhröffnung 22 ist ein Beispiel für eine erste Öffnung. Die Abgabeöffnung 23 ist ein Beispiel für eine zweite Öffnung. Der Kanal 24 ist ein Beispiel für den ersten Kanalteil.
Die Basis 21 ist beispielsweise auf eine rechteckigparallelepiped-kastenförmige Weise ausgebildet. Somit kann die Festigkeit der Basis 21 heraufgesetzt werden. Die Form der Basis 21 ist darauf nicht beschränkt. Die Basis 21 weist eine erste Fläche 21a und eine zweite Fläche 21b auf. Die erste und die zweite Fläche 21a und 21b sind im Wesentlichen flach ausgebildet und stehen senkrecht aufeinander.
Wie es in den Zeichnungen dargestellt ist, sind in der vorliegenden Spezifikation eine X-Achse, eine Y-Achse und eine Z-Achse definiert. Die X-Achse, die Y-Achse und die Z-Achse stehen senkrecht aufeinander. Die X-Achse erstreckt sich entlang der Länge der Basis 21. Die Y-Achse erstreckt sich entlang der Tiefe (Breite) der Basis 21. Die Z-Achse erstreckt sich entlang der Dicke (Höhe) der Basis 21. Die Y-Achse steht senkrecht auf der ersten Fläche 21a der Basis 21. Die Z-Achse steht senkrecht auf der zweiten Fläche 21b der Basis 21.
Die Zufuhröffnung 22 ist in der ersten Fläche 21a der Basis 21 ausgebildet. Die Zufuhröffnung 22 ist mit der Pumpe 13 verbunden. Die Abgabeöffnungen 23 sind in der zweiten Fläche 21b der Basis 21 ausgebildet. Die Abgabeöffnungen 23 sind auf einer Linie in einer Richtung entlang der X-Achse angeordnet und kommunizieren mit dem Innenbereich der Verarbeitungskammer 14. Die Anordnung der Zufuhröffnung 22 und der Abgabeöffnungen 23 ist darauf nicht beschränkt.
Der Kanal 24 ist ein Strömungsdurchgang, der in der Basis 21 vorgesehen ist, um die Zufuhröffnung 22 und die Abgabeöffnungen 23 zu verbinden. In anderen Worten ist die Zufuhröffnung 22 an einem Ende des Kanals 24 vorgesehen und sind die Abgabeöffnungen 23 an den anderen Enden des Kanals 24 vorgesehen. Der Kanal 24 weist mehrere Verzweigungsteile 31 und mehrere Düsen 32 auf. Der Verzweigungsteil 31 ist ein Beispiel für einen ersten Verzweigungsteil.
Der Verzweigungsteil 31 ist ein Teil, der den Weg, der sich von der Zufuhröffnung 22 zu den Abgabeöffnungen 23 erstreckt, in mehrere (beispielsweise zwei) Zweige unterteilt. Die Verzweigungsteile 31 gemäß der vorliegenden Ausführungsform verzweigen den Weg, der sich von der Zufuhröffnung 22 zu den Abgabeöffnungen 23 erstreckt, dreistufig. In anderen Worten, der Kanal 24 verzweigt sich auf dem Weg, der sich von der Zufuhröffnung 22 zu den Abgabeöffnungen 23 erstreckt, dreimal. In der folgenden Beschreibung kann es vorkommen, dass der Verzweigungsteil 31 der ersten Stufe als Verzweigungsteil 31A bezeichnet wird, der Verzweigungsteil 31 der zweiten Stufe als Verzweigungsteil 31B bezeichnet wird und der Verzweigungsteil 31 der dritten Stufe als Verzweigungsteil 31C bezeichnet wird.
3 ist eine perspektivische Ansicht der Form des Verzweigungsteils 31. Wie es in 3 dargestellt ist, ist der Verzweigungsteil 31 gemäß der ersten Ausführungsform T-förmig ausgebildet. Der Verzweigungsteil 31 weist einen ersten Teil 41, zwei zweite Teile 42 und einen Verbindungsteil 43 auf. 3 stellt zur Erläuterung nicht nur einen einzigen Verzweigungsteil 31 dar, sondern auch den ersten und zweiten Teil 41 und 42 eines weiteren Verzweigungsteils 31, der mit dem Verzweigungsteil 31 verbunden ist.
Der erste Teil 41 erstreckt sich geradlinig in der Richtung entlang der Y-Achse. Die Richtung entlang der Y-Achse ist ein Beispiel für eine erste Richtung. Die ersten Teile 41 der jeweiligen Verzweigungsteile 31 erstrecken sich parallel zur Richtung entlang der Y-Achse.
Die zweiten Teile 42 sind durch den Verbindungsteil 43 mit einem ersten Ende 41a des ersten Teils 41 verbunden. Die zweiten Teil 42 erstrecken sich geradlinig von dem Verbindungsteil 43 jeweils in Richtungen entlang der X-Achse. In anderen Worten erstrecken sich die zweiten Teile 42 jeweils in Richtungen, welche die Y-Achse in 90 Grad schneiden. Die Richtung, welche die Y-Achse in 90 Grad schneidet, ist ein Beispiel für eine Richtung, welche die erste Richtung schneidet. Die beiden zweiten Teile 42 erstrecken sich spiegelsymmetrisch und rotationssymmetrisch bezüglich der Richtung, in der sich der erste Teil 41 erstreckt. Die zweiten Teile 42 sind darauf nicht beschränkt.
In dem Verzweigungsteil 31A der ersten Stufe ist ein zweites Ende 41b des ersten Teils 41 mit der Zufuhröffnung 22 verbunden. Das zweite Ende 41b des ersten Teils 41 liegt dem ersten Ende 41a gegenüber. Die zweiten Teile 42 des Verzweigungsteils 31A der ersten Stufe sind mit den jeweiligen zweiten Enden 41b der ersten Teile 41 der Verzweigungsteile 31B der zweiten Stufe durch Verbindungsstücke 44 verbunden. In anderen Worten sind der zweite Teil 42 des Verzweigungsteils 31A und das zweite Ende 41b des ersten Teils 41 des Verzweigungsteils 31B durch das Verbindungsstück 44 verbunden.
Die zweiten Teile 42 des Verzweigungsteils 31B der zweiten Stufe sind durch die Verbindungsstücke 44 jeweils mit den zweiten Enden 41b der ersten Teile 41 der Verzweigungsteile 31C der dritten Stufe verbunden. Wie es in 2 dargestellt ist, erstrecken sich die ersten Teile 41 der Verzweigungsteile 31C in einer Richtung entgegengesetzt zur Richtung, in der sich die ersten Teile 41 der Verzweigungsteile 33A und 31B erstrecken. Durch diese Struktur kann die Länge der Basis 21 in der Richtung entlang der Y-Achse verringert werden.
Die zweiten Teile 42 des Verzweigungsteils 31C der dritten Stufe sind durch die Verbindungsstücke 44 jeweils mit den Düsen 32 verbunden. In anderen Worten sind der zweite Teil 42 des Verzweigungsteils 31C und die Düse 32 durch das Verbindungsstück 44 verbunden. Die Düsen 32 erstrecken sich in der Richtung entlang der Z-Achse und verbinden die zweiten Teile 42 des Verzweigungsteils 31C und die entsprechenden Abgabeöffnungen 23.
Die Querschnittsflächen der ersten und zweiten Teile 41 und 42 des Verzweigungsteils 31B der zweiten Stufe sind kleiner als die der ersten und zweiten Teile 41 und 42 des Verzweigungsteils 31A der ersten Stufe. Die Querschnittsflächen der ersten und zweiten Teile 41 und 42 des Verzweigungsteils 31C der dritten Stufe sind kleiner als die der ersten und zweiten Teile 41 und 42 des Verzweigungsteils 31B der zweiten Stufe. Wie es oben beschrieben ist, verringert sich die Querschnittsfläche des Kanals 24 von der Zufuhröffnung 22 zu den Abgabeöffnungen 23.
Die Weglängen zwischen der Zufuhröffnung 22 und den jeweiligen Abgabeöffnungen 23 sind in dem Kanal 24 gleich. Gemäß der vorliegenden Spezifikation umfasst der Fall, in dem die Weglängen zwischen der Zufuhröffnung 22 und den jeweiligen Abgabeöffnungen 23 gleich sind, beispielsweise einen Fall, in dem ein Fehler, verursacht durch eine Maßtoleranz, in den Weglängen vorliegt.
Ferner sind in dem Kanal 24 gleichviele Verzweigungsteile 31 zwischen der Zufuhröffnung 22 und den jeweiligen Abgabeöffnungen 23 vorgesehen. In anderen Worten ist dieselbe Anzahl (drei in der vorliegenden Ausführungsform) von Verzweigungsteilen 31 in den Wegen vorgesehen, die sich von der Zufuhröffnung 22 zu den jeweiligen Abgabeöffnungen 23 erstrecken.
Ferner sind die Formen und Größen der Verzweigungsteile 31, die an den Stufen vorgesehen sind, gleich. In anderen Worten, zwei Verzweigungsteile 31B der zweiten Stufe weisen dieselbe Form und dieselbe Größe auf, und vier Verzweigungsteile 31C der dritten Stufe weisen dieselbe Form und dieselbe Größe auf.
Wie es oben beschrieben ist, sind die Weglängen und Strukturen der Wege, die sich zwischen der Zufuhröffnung 22 und den jeweiligen Abgabeöffnungen 23 erstrecken, gleich. Als Folge davon sind die Widerstände, die auf das Fluid wirken, das durch die Wege strömt, zwischen der Zufuhröffnung 22 und den jeweiligen Abgabeöffnungen 23 gleich (äquivalentes Strömungsvermögen).
Wie es in 3 dargestellt ist, weist der Kanal 24, der die Verzweigungsteile 31 aufweist, eine Querschnittsform im Wesentlichen eines länglichen bzw. gestreckten Kreises auf. Während die Querschnittsform des Kanals 24, dargestellt in 3, ein länglicher Kreis ist, der zwei parallele Seiten hat, die sich in der Richtung entlang der Z-Achse erstrecken, kann diese auch eine Ellipse sein. Die Querschnittsform des Kanals 24 ist darauf nicht beschränkt und kann auch eine andere Form aufweisen, wie etwa die eines Kreises, eines Rechtecks oder eines Quadrats.
Die Querschnittsform des ersten Teils 41 ist beispielsweise ein länglicher bzw. gestreckter Kreis, der sich in der Richtung entlang der Z-Achse erstreckt. In anderen Worten, die Querschnittsform des ersten Teils 41 weist eine Länge in der Richtung entlang der X-Achse auf, die kleiner als die in der Richtung entlang der Z-Richtung ist. Die Länge in der Richtung entlang der X-Achse ist ein Beispiel für eine Breite und ist die Länge in einer Richtung, in welcher der zweite Teil 42 eines anderen Verzweigungsteils 31, senkrecht zum ersten Teil 41, sich in einer Draufsicht in der Richtung erstreckt, in welcher sich der erste Teil 41 erstreckt (betrachtet in der Richtung der Y-Achse). Die Länge in der Richtung entlang der Z-Achse ist ein Beispiel für eine Länge in der zweiten Richtung und ist die Länge in einer Richtung senkrecht sowohl zur ersten Richtung (Richtung entlang der Y-Achse) als auch zur Richtung, in welcher sich der zweite Teil 42 erstreckt (Richtung in der X-Y-Ebene).
4 ist eine Draufsicht der Form des Verzweigungsteils 31. Wie es in 4 dargestellt ist, wird die Querschnittsfläche des ersten Teils 41 im Verlauf des ersten Teils 41 von dem zweiten Ende 41b zum ersten Ende 41a kleiner. In anderen Worten ist die Querschnittsfläche des ersten Endes 41a des ersten Teils 41 kleiner als die des zweiten Endes 41b des ersten Teils 41.
Eine Länge (Breite) L1 des ersten Endes 41a des ersten Teils 41 in der Richtung entlang der X-Achse ist kleiner als eine Länge (Breite) L2 des zweiten Endes 41b des ersten Teils 41 in der Richtung entlang der X-Achse. Die Länge L1 beträgt beispielsweise 80% der Länge L2 oder weniger. Die Länge L1 ist darauf nicht beschränkt.
5 ist eine Draufsicht, die den Verzweigungsteil 31, durch den ein Inertgas G strömt, schematisch darstellt. Die Pumpe 13 führt das Inertgas G der Zufuhröffnung 22 zu. Das Inertgas G strömt von der Zufuhröffnung 22 in den Kanal 24 und tritt durch mehrere Verzweigungsteile 31. Das Inertgas G wird durch die Verzweigungsteile 31A, 31B und 31C dreistufig verzweigt, tritt durch die Düsen 32 und wird aus den jeweiligen Abgabeöffnungen 23 ins Innere der Verarbeitungskammer 14 abgegeben.
Wie es in 5 dargestellt ist, tritt das Inertgas G, das durch den zweiten Teil 42 des Verzweigungsteils 31, der stromaufwärts vorgesehen ist, strömt, durch das Verbindungsstück 44 und strömt in den ersten Teil 41 des Verzweigungsteils 31, der stromabwärts vorgesehen ist. 5 stellt das Inertgas G, das durch den Verzweigungsteil 31 strömt, schematisch durch Pfeile dar.
Der zweite Teil 42 erstreckt sich in der Richtung entlang der X-Achse. Als Folge davon kommt das Inertgas G, das in den ersten Teil 41 strömt, durch eine Trägheitskraft näher zur Außenseite (linke Seite in 5) des ersten Teils 41, und strömt durch den ersten Teil 41. Die Außenseite des ersten Teils 41 ist die Seite, die von dem Verbindungsteil 43 des Verzweigungsteils 31, stromaufwärts vorgesehen, weiter entfernt ist. In anderen Worten, das Inertgas G in dem ersten Teil 41 wird in der Richtung entlang der X-Achse ungleichmäßig verteilt. Das Inertgas G in dem ersten Teil 41 wird in der Richtung entlang der Z-Achse im Wesentlichen gleichmäßig verteilt.
Wie es oben beschrieben ist, wird die Querschnittsfläche des ersten Teils 41 im Verlauf des ersten Teils 41 von dem zweiten Ende 41b zum ersten Ende 41a kleiner. Als Folge davon konvergiert das Inertgas G in dem ersten Teil 41 in der Mitte in der Richtung entlang der X-Achse, im Verlauf zum ersten Ende 41a. In anderen Worten verteilt sich das Inertgas G an dem ersten Ende 41a des ersten Teils 41 in der Richtung entlang der X-Achse gleichmäßiger als das Inertgas G an dem zweiten Ende 41b des ersten Teils 41.
Das Inertgas G wird von dem ersten Ende 41a des ersten Teils 41 über den Verbindungsteil 43 zu den zweiten Teilen 42 transportiert. Da das Inertgas G am ersten Ende 41a des ersten Teils 41 konvergiert, verzweigt sich das Inertgas G gleichmäßiger und strömt in die beiden zweiten Teile 42. In anderen Worten ist die Strömungsrate des Inertgases G, das in einen der zweiten Teile 42 strömt, im Wesentlichen gleich der des Inertgases G, das in den anderen der zweiten Teile 42 strömt.
6 ist ein Diagramm, das einen Verzweigungsfehler des Inertgases G, transportiert an die beiden zweiten Teile 42, relativ zum Verhältnis der Breiten des ersten Teils 41 zeigt. Die horizontale Achse in 6 kennzeichnet den prozentualen Anteil (Verzweigungsteil-Breitenverhältnis) der Länge L1 zur Länge L2. Die vertikale Achse in 6 kennzeichnet eine Tendenz (Verzweigungsfehler) des Inertgases G, das in die beiden zweiten Teile 42 strömt. Ein Verzweigungsfehler von 1% besagt, dass das Verhältnis der Strömungsraten des Inertgases G, das in die beiden zweiten Teile 42 strömt, 51:49 beträgt.
Wie es in 6 gezeigt ist, verringert sich der Verzweigungsfehler deutlich, wenn das Verzweigungsteil-Breitenverhältnis sich auf 80% oder weniger verringert. In anderen Worten, das Festlegen der Länge L1 auf 80% der Länge L2 oder weniger verringert wirksam den Verzweigungsfehler.
Die oben beschriebene Düseneinrichtung 15 wird beispielsweise mittels eines 3D-Druckers auf eine additive Weise hergestellt. Die Düseneinrichtung 15 kann aus verschiedenen Materialien gefertigt sein, wie etwa aus einem synthetischen Harz und Metall. Die Düseneinrichtung 15 ist aus einem Material gefertigt, das einen Widerstand bzw. Haltbarkeit bezüglich des Fluids (Inertgases G) aufweist, das von der Düseneinrichtung 15 zugeführt wird.
Der 3D-Drucker wiederholt beispielsweise die Ausbildung einer Schicht des Materials und Verfestigung der Schicht des Materials in der Richtung entlang der Z-Achse, wodurch die Düseneinrichtung 15 hergestellt wird. Der Kanal 24 kann während der additiven Herstellung der Schichten, welche die Düseneinrichtung 15 bilden, ausgeschnitten und ausgeformt werden. Während der additiven Herstellung der Schichten, welche die Düseneinrichtung 15 ausbilden, können beispielsweise Flächen des Kanals 24, die nicht nach unten gerichtet sind, ausgeschnitten und ausgeformt werden.
Die Düseneinrichtung 15 kann auch mittels eines anderen Verfahrens als der additiven Herstellung gefertigt werden. Die Düseneinrichtung 15 kann beispielsweise durch Verbinden mehrerer Elemente, die durch Schneiden ausgebildet werden, als entsprechende Teile des Kanals 24 hergestellt werden.
Bei der Verarbeitungsvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform sind die Weglängen und die Strukturen der Wege, die sich zwischen der Zufuhröffnung 22 und den jeweiligen Abgabeöffnungen 23 erstrecken, gleich. Als Folge davon werden die Strömungsraten des Inertgases G, das von den Abgabeöffnungen 23 abgegeben wird, vergleichmäßigt, ungeachtet der Strömungsrate des Inertgases G, das der Zufuhröffnung 22 zugeführt wird. In anderen Worten, es wird vermieden, dass die Verteilung der Strömungsraten des Inertgases G, das aus den Abgabeöffnungen 23 abgegeben wird, in Abhängigkeit der Strömungsrate des Inertgases G, das der Zufuhröffnung 22 zugeführt wird, variiert.
Die Querschnittsfläche des Kanals 24 wird im Verlauf des Kanals 24 von der Zufuhröffnung 22 zu den Abgabeöffnungen 23 kleiner. Diese Struktur verringert einen Druckverlust des Inertgases G, das durch den Kanal 24 strömt, und vergleichmäßigt die Strömungsraten des Inertgases G, das aus den Abgabeöffnungen 23 abgegeben wird.
Die Düseneinrichtung 15 wird mittels eines 3D-Druckers auf eine additive Weise hergestellt. Mit diesem Verfahren kann die Form des Kanals 24 flexibler bestimmt werden als in einem Fall, in dem der Kanal 24 durch Schneiden ausgebildet wird. Ferner können die Zufuhröffnung 22 und die Abgabeöffnungen 23 flexibler angeordnet werden.
Die Querschnittsfläche des ersten Endes 41a des ersten Teils 41 ist kleiner als die des zweiten Endes 41b des ersten Teils 41. Selbst wenn das Inertgas G, das von dem zweiten Teil 42 eines anderen Verzweigungsteils 31 in den ersten Teil 41 strömt, beispielsweise in dem ersten Teil 41 durch eine Trägheitskraft ungleichmäßig verteilt ist, sammelt sich das Inertgas G an dem ersten Ende 41a des ersten Teils 41, der eine kleinere Querschnittsfläche aufweist, und wird über den Verbindungsteil 43 an die zweiten Teile 42 transportiert. Als Folge davon wird das Inertgas G gleichförmiger an die zweiten Teile 42 transportiert. Somit werden die Strömungsraten des Inertgases G, das schließlich von den Abgabeöffnungen 23 abgegeben wird, vergleichmäßigt.
Das Inertgas G, das von dem zweiten Teil 42 eines anderen Verzweigungsteils 31 in den ersten Teil 41 strömt, verteilt sich aufgrund der Trägheitskraft in der Richtung, in der sich der zweite Teil 42 erstreckt (Richtung entlang der X-Achse), ungleichmäßig. Die Länge L1 des ersten Endes 41a des ersten Teils 41 ist kleiner als die Länge L2 des zweiten Endes 41b des ersten Teils 41. Die Längen L1 und L2 sind Längen in der Richtung, in welcher der zweite Teil 42 eines anderen Verzweigungsteils 31, senkrecht zum ersten Teil 41, sich erstreckt, in einer Draufsicht in der Richtung, in der sich der erste Teil 41 erstreckt. Diese Struktur eliminiert die ungleichmäßige Verteilung des Inertgases G, das von dem ersten Teil 41 an die zweiten Teilen 42 transportiert wird, wodurch das Inertgas G gleichförmiger an die zweiten Teile 42 transportiert wird.
Die Länge L1 des ersten Endes 41a des ersten Teils 41 beträgt 80% oder weniger der Länge L2 des zweiten Endes 41b des ersten Teils 41. Durch Festlegen der Länge L2 auf den oben beschriebenen Wert wird das Inertgas G gleichförmiger an die zweiten Teile 42 transportiert, wie es in 6 dargestellt ist.
In der Querschnittsform des ersten Teils 41 ist die Länge in der Richtung entlang der X-Achse (Länge in der Richtung, in welcher sich der zweite Teil 42 eines anderen Verzweigungsteils 31, senkrecht zum ersten Teil 41, erstreckt, in einer Draufsicht, in der Richtung, in der sich der erste Teil 41 erstreckt) kleiner als die Länge in der Richtung entlang der Z-Achse (Länge in der Richtung senkrecht sowohl zur Richtung entlang der Y-Achse als auch der Richtung, in der sich der zweite Teil 42 erstreckt). Diese Struktur vermindert im ersten Teil 41 eine ungleichmäßige Verteilung des Inertgases G, das von dem zweiten Teil 42 eines anderen Verzweigungsteils 31 durch das Verbindungsstück 44 in den ersten Teil 41 strömt, verursacht beispielsweise durch die Trägheitskraft, und transportiert das Inertgas G durch den Verbindungsteil 43 an die zweiten Teilen 42. Beispielsweise bei der additiven Herstellung, die von einem 3D-Drucker durchgeführt wird, kann diese Struktur einen größeren Teil auf der Fläche des Kanals 24 als einen Teil sicherstellen, der durch Schneiden geglättet werden kann. Ferner unterbindet diese Struktur, verglichen mit einer Struktur, in der die Länge in der Richtung entlang der X-Achse größer oder gleich als die in der Richtung entlang der Z-Achse ist, eine ungleichmäßige Verteilung des Inertgases G in dem ersten Teil 41 in der Richtung entlang der X-Achse.
Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform mit Bezug auf die 7 und 8 beschrieben. In den folgenden Beschreibungen von Ausführungsformen werden Komponenten, deren Funktionen denen der bereits beschriebenen Komponenten gleichen, mit denselben Bezugszeichen wie bei den bereits beschriebenen Komponenten bezeichnet, und eine Erläuterung derselben wird ausgelassen. Nicht alle Funktionen und Eigenschaften mancher Komponenten, die mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind, sind notwendigerweise identisch, vielmehr können die Komponenten verschiedene Funktionen und Eigenschaften in Abhängigkeit der Ausführungsformen aufweisen.
7 ist eine Draufsicht der Form des Verzweigungsteils 31 gemäß der zweiten Ausführungsform. Wie es in 7 dargestellt ist, ist die Länge L1 des ersten Endes 41a des ersten Teils 41 gemäß der zweiten Ausführungsform in der Richtung entlang der X-Achse gleich der Länge L2 des zweiten Endes 41b des ersten Teils 41 in der Richtung entlang der X-Achse. In 7 ist nur die Länge L2 eingezeichnet.
Eine Länge L3 des ersten Teils 41 vom ersten Ende 41a zum zweiten Ende 41b ist größer als die Längen L1 und L2 des ersten Teils 41 in der Richtung entlang der X-Achse. Die Länge L3 ist beispielsweise gleich oder größer als das Fünffache der Längen L1 und L2. Die Länge L3 ist darauf nicht beschränkt.
8 ist ein Diagramm, das einen Verzweigungsfehler des Inertgases G, transportiert an die beiden zweiten Teile 42, relativ zum Aspektverhältnis des ersten Teils 41 zeigt. Die horizontale Achse in 8 kennzeichnet das Verhältnis (Aspektverhältnis) der Länge L3 zu den Längen L1 und L2. Die vertikale Achse in 8 kennzeichnet eine Tendenz (Verzweigungsfehler) des Inertgases G, das in die beiden zweiten Teile 42 strömt.
Wie es in 8 dargestellt ist, verringert sich der Verzweigungsfehler, wenn das Aspektverhältnis auf 5 oder mehr steigt. In anderen Worten, das Festlegen der Länge L3 auf das Fünffache oder mehr der Längen L1 und L2 verringert den Verzweigungsfehler wirksam. Wenn das Aspektverhältnis auf 8 oder mehr zunimmt, verringert sich der Verzweigungsfehler weiter.
Bei der Verarbeitungsvorrichtung 10 gemäß der zweiten Ausführungsform beträgt die Länge L3 des ersten Teils 41 vom ersten Ende 41a zum zweiten Ende 41b das Fünffache oder mehr der Längen L1 und L2 des ersten Teils 41. Selbst wenn das Inertgas G, das vom zweiten Teil 42 eines anderen Verzweigungsteils 31 in den ersten Teil 41 strömt, beispielsweise durch eine Trägheitskraft in dem ersten Teil 41 ungleichmäßig verteilt wird, wird die ungleichmäßige Verteilung des Inertgases G im Wesentlichen aufgehoben, während das Inertgas G durch den ersten Teil 41 tritt. Das Inertgas G wird anschließend über den Verbindungsteil 43 an die zweiten Teile 42 transportiert. Als Folge davon wird, wie es in 8 dargestellt ist, das Inertgas G gleichförmiger an die zweiten Teile 42 transportiert. Somit werden die Strömungsraten des Inertgases G, das schließlich aus den Abgabeöffnungen 23 abgegeben wird, vergleichmäßigt.
Im Folgenden wird eine dritte Ausführungsform mit Bezug auf 9 beschrieben. 9 ist eine Draufsicht der Form des Verzweigungsteils 31 gemäß der dritten Ausführungsform. Wie es in 9 dargestellt ist, erstrecken sich die zweiten Teile 42 gemäß der dritten Ausführungsform vom Verbindungsteil 43 jeweils in Richtungen, welche die Y-Achse in einem Schnittwinkel θ schneiden. In anderen Worten erstrecken sich die beiden zweiten Teile 42 spiegelsymmetrisch und rotationssymmetrisch bezüglich der Richtung, in der sich der erste Teil 41 erstreckt. Die zweiten Teile 42 sind darauf nicht beschränkt.
Der Schnittwinkel θ ist beispielsweise kleiner als 90 Grad und größer als 0 Grad. Als Folge davon erstrecken sich die zweiten Teile 42 vom ersten Ende 41a, so dass diese sich dem zweiten Ende 41b des ersten Teils 41 in der Richtung entlang der Y-Achse nähern.
Bei der Verarbeitungsvorrichtung 10 gemäß der dritten Ausführungsform erstrecken sich die zweiten Teile 42 vom Verbindungsteil 43 jeweils in den Richtungen, welche die Y-Achse in dem Schnittwinkel θ schneiden. Der Schnittwinkel θ ist kleiner als 90 Grad. Mit dieser Struktur kann die Länge des gesamten Kanals 24 in der Richtung entlang der Y-Achse verringert werden, während die Länge L3 des ersten Teils 41 in der Richtung entlang der Y-Achse zunimmt. Als Folge davon kann die Düseneinrichtung 15 verkleinert werden.
Die Bewegungsrichtung des Inertgases G, das durch den ersten Teil 41 strömt, ist derjenigen des Inertgases G entgegengesetzt, das durch die zweiten Teile 42 in der Richtung entlang der Y-Achse strömt. Diese Struktur verringert die Trägheitskraft des Inertgases G an dem Verbindungsteil 43, wodurch das Inertgas G gleichmäßiger an die zweiten Teile 42 transportiert wird.
10 ist eine Draufsicht einer Modifikation des Verzweigungsteils 31 gemäß der dritten Ausführungsform. Wie es in 10 dargestellt ist, weisen die zweiten Teile 42 gemäß der vorliegenden Modifikation jeweils einen senkrechten Teil 42a und einen geneigten Teil 42b auf.
Die senkrechten Teile 42a erstrecken sich jeweils geradlinig in Richtungen entlang der X-Achse. In anderen Worten erstrecken sich die senkrechten Teile 42a jeweils in Richtungen, welche die Y-Achse in 90 Grad schneiden. Als Folge davon erstreckt sich auch die Innenfläche des Verbindungsteils 43, die dem ersten Ende 41a des ersten Teils 41 zugewandt ist, in den Richtungen, welche die Y-Achse in 90 Grad schneiden.
Die geneigten Teile 42b erstrecken sich von den senkrechten Teilen 42a jeweils in Richtungen, welche die Y-Achse in dem Schnittwinkel θ schneiden. Der Schnittwinkel θ ist kleiner als 90 Grad. Die beiden zweiten Teile 42, die jeweils den senkrechten Teil 42a und den geneigten Teil 42b aufweisen, erstrecken sich spiegelsymmetrisch und rotationssymmetrisch relativ zur Richtung, in der sich der erste Teil 41 erstreckt.
Die Innenfläche des Verbindungsteils 43, die dem ersten Ende 41 des ersten Teils 41 zugewandt ist, kann senkrecht auf der Richtung stehen, in welcher sich der erste Teil 41 erstreckt, wie der Verzweigungsteil 31, dargestellt in 10. Die zweiten Teile 42 können eine Form aufweisen, die wie die zweiten Teile 42, dargestellt in 10, gebogen sind.
Im Folgenden wird eine vierte Ausführungsform mit Bezug auf 11 beschrieben. 11 ist eine Draufsicht der Form des Verzweigungsteils 31 gemäß der vierten Ausführungsform. Wie es in 11 dargestellt ist, weist der Verzweigungsteil 31 einen Verteilungsteil 45 auf.
Der Verteilungsteil 45 ist an dem Verbindungsteil 43 an einer Position vorgesehen, die dem ersten Ende 41a des ersten Teils 41 zugewandt ist. Ein Teil des Verteilungsteils 45 kann an dem zweiten Teilen 42 vorgesehen sein.
Der Verteilungsteil 45 ist bezüglich des ersten Endes 41a des ersten Teils 41 ausgespart. In anderen Worten ist der Verteilungsteil 45 eine Aussparung, die vom ersten Ende 41a des ersten Teils 41 weg ausgebildet ist.
Das Inertgas G, das vom ersten Teil 41 in den Verbindungsteil 43 strömt, wird aufgrund der Trägheitskraft veranlasst, in den Verteilungsteil 45 zu treten, der als Aussparung vorliegt. Die Trägheitskraft wird in dem Verteilungsteil 45 verringert, und das Inertgas G wird an die beiden zweiten Teile 42 transportiert.
Bei der Verarbeitungsvorrichtung 10 gemäß der vierten Ausführungsform ist der Verteilungsteil 45 an dem Verbindungsteil 43 an einer Position vorgesehen, die dem ersten Ende 41a des ersten Teils 41 zugewandt ist, und bezüglich des ersten Endes 41a ausgespart. Der ausgesparte Verteilungsteil 45 empfängt das Inertgas G, das vom ersten Ende 41a des ersten Teils 41 in den Verbindungsteil 43 strömt, verringert dessen Kraft und transportiert das Inertgas G an die zweiten Teile 42. Als Folge davon kann das Inertgas G gleichmäßiger an die zweiten Teile 42 transportiert werden.
Der Verteilungsteil 45 kann bezüglich des ersten Endes 41a des ersten Teils 41 vorstehen. In diesem Fall teilt der vorstehende Verteilungsteil 45 die Strömung des Inertgases G, das von dem ersten Ende 41a des ersten Teils 41 in den Verbindungsteil 43 strömt, und führt dieses an die beiden zweiten Teile 42. Als Folge davon kann der Verteilungsteil 45 das Inertgas G gleichmäßiger an die zweiten Teile 42 transportieren.
Im Folgenden wird eine fünfte Ausführungsform mit Bezug auf die 12 und 13 beschrieben. 12 ist eine Draufsicht, welche die Düseneinrichtung 15 gemäß der fünften Ausführungsform schematisch darstellt. Wie es in 12 dargestellt ist, weist die Düseneinrichtung 15 gemäß der fünften Ausführungsform auf: eine erste Zufuhröffnung 61, mehrere erste Abgabeöffnungen 62, einen ersten Kanalteil 63, eine zweite Zufuhröffnung 64, mehrere zweite Abgabeöffnungen 65 und einen zweiten Kanalteil 66. Die erste Zufuhröffnung 61 ist ein Beispiel für die erste Öffnung. Die erste Abgabeöffnung 62 ist ein Beispiel für die zweite Öffnung. Die zweite Zufuhröffnung 64 ist ein Beispiel für eine dritte Öffnung. Die zweite Abgabeöffnung 65 ist ein Beispiel für eine vierte Öffnung.
Die erste Zufuhröffnung 61, die ersten Abgabeöffnungen 62, der erste Kanalteil 63, die zweite Zufuhröffnung 64, die zweiten Abgabeöffnungen 65 und der zweite Kanalteil 66 sind an der Basis 61 vorgesehen. Die ersten Abgabeöffnungen 62 und die zweiten Abgabeöffnungen 65 sind an einer einzigen Fläche 21c der Basis 21 vorgesehen. Der ersten Kanalteil 63 und der zweite Kanalteil 66 sind in der Basis 62 vorgesehen.
Die erste Zufuhröffnung 61 und die zweite Zufuhröffnung 64 sind mit der Pumpe 13 verbunden. Die Steuereinheit 11 steuert die Pumpe 13, wodurch das Inertgas G selektiv zur ersten Zufuhröffnung 61 oder zweiten Zufuhröffnung 64 zugeführt wird.
Der erste Kanalteil 63 ist ein Strömungsdurchgang, der die erste Zufuhröffnung 61 und die ersten Abgabeöffnungen 62 verbindet. In anderen Worten ist die erste Zufuhröffnung 61 an einem Ende des ersten Kanalteils 63 vorgesehen und sind die ersten Abgabeöffnungen 62 an den anderen Enden des ersten Kanalteils 63 vorgesehen. Der erste Kanalteil 63 weist mehrere Verzweigungsteile 31 und mehrere erste Düsenteile 71 auf. Der Verzweigungsteil 31 des ersten Kanalteils 63 ist ein Beispiel für den ersten Verzweigungsteil.
Wie bei dem Verzweigungsteil 31 gemäß der ersten Ausführungsform, ist der Verzweigungsteil 31 des ersten Kanalteils 63 ein Teil, der den Weg, der sich von der ersten Zufuhröffnung 61 zu den ersten Abgabeöffnungen 62 erstreckt, in zwei Zweige aufteilt. Die Verzweigungsteile 31 gemäß der vorliegenden Ausführungsform verzweigen den Weg, der sich von der ersten Zufuhröffnung 61 zu den ersten Abgabeöffnungen 62 erstreckt, zweistufig. In anderen Worten verzweigt sich der erste Kanalteil 63 auf dem Weg, der sich von der ersten Zufuhröffnung 61 zu den ersten Abgabeöffnungen 62 erstreckt, zweimal.
Der zweite Kanalteil 66 ist ein Strömungsdurchgang, der die zweite Zufuhröffnung 64 und die zweiten Abgabeöffnungen 65 verbindet. In anderen Worten ist die zweite Zufuhröffnung 64 an einem Ende des zweiten Kanalteils 66 vorgesehen und sind die zweiten Abgabeöffnungen 65 an den anderen Enden des zweiten Kanalteils 66 vorgesehen. Der zweite Kanalteil 66 weist mehrere Verzweigungsteile 31 und mehrere zweite Düsenteile 72 auf. Der Verzweigungsteil 31 des zweiten Kanalteils 66 ist ein Beispiel für einen zweiten Verzweigungsteil.
Wie bei dem Verzweigungsteil 31 gemäß der ersten Ausführungsform ist der Verzweigungsteil 31 des zweiten Kanalteils 66 ein Teil, der den Weg, der sich von der zweiten Zufuhröffnung 64 zu den zweiten Abgabeöffnungen 65 erstreckt, in zwei Zweige teilt. Die Verzweigungsteile 31 gemäß der vorliegenden Ausführungsform verzweigen den Weg, der sich von der zweiten Zufuhröffnung 64 zu den zweiten Abgabeöffnungen 65 erstreckt, zweistufig. In anderen Worten verzweigt sich der zweite Kanalteil 66 auf dem Weg, der sich von der zweiten Zufuhröffnung 64 zu den zweiten Abgabeöffnungen 65 erstreckt, zweimal.
Wie bei der ersten Ausführungsform weisen der Verzweigungsteil 31 des ersten Kanalteils 63 und der Verzweigungsteil 31 des zweiten Kanalteils 66 jeweils den ersten Teil 41, die zweiten Teile 42 und den Verbindungsteil 43 auf. Der erste Teil 41 des zweiten Kanalteils 66 ist ein Beispiel für einen dritten Teil. Der zweite Teil 42 des zweiten Kanalteils 66 ist ein Beispiel für einen vierten Teil. Wie bei der ersten Ausführungsform erstreckt sich der erste Teil 41 geradlinig in der Richtung entlang der Y-Achse.
Wie bei der ersten Ausführungsform sind die Teile 42 durch den Verbindungsteil 43 mit dem ersten Ende 41a des ersten Teils 41 verbunden. Die zweiten Teile 42 erstrecken sich geradlinig von dem Verbindungsteil 43 jeweils in der Richtung entlang der X-Achse. In anderen Worten erstrecken sich die zweiten Teile 42 jeweils in Richtungen, welche die Y-Achse in 90 Grad schneiden.
Die Weglängen zwischen der ersten Zufuhröffnung 61 und den jeweiligen ersten Abgabeöffnungen 62 sind in dem ersten Kanalteil 63 gleich. Ferner sind gleichviele Verzweigungsteile 31 zwischen der ersten Zufuhröffnung 61 und den jeweiligen ersten Abgabeöffnungen 62 in dem ersten Kanalteil 63 vorgesehen. Ferner sind die Formen und Größen der Verzweigungsteile 31, die an den Stufen vorgesehen sind, gleich. Wie es oben beschrieben ist, sind die Weglängen und die Strukturen der Wege, die sich zwischen der ersten Zufuhröffnung 61 und den jeweiligen ersten Abgabeöffnungen 62 erstrecken, gleich. Als Folge davon sind die Widerstände gleich, die auf das Fluid wirken, das durch die Wege strömt, die sich zwischen der ersten Zufuhröffnung 61 und den jeweiligen ersten Abgabeöffnungen 62 erstrecken (äquivalentes Strömungsvermögen).
Gleichermaßen sind die Weglängen zwischen der zweiten Zufuhröffnung 64 und den jeweiligen zweiten Abgabeöffnungen 65 in dem zweiten Kanalteil 66 gleich. Ferner sind gleichviele Verzweigungsteile 31 zwischen der zweiten Zufuhröffnung 64 und den jeweiligen zweiten Abgabeöffnungen 65 in dem zweiten Kanalteil 66 vorgesehen. Ferner sind die Formen und Größen der Verzweigungsteile, die an den Stufen vorgesehen sind, gleich. Wie es oben beschrieben ist, sind die Weglängen und die Strukturen der Wege, die sich zwischen der zweiten Zufuhröffnung 64 und den jeweiligen zweiten Abgabeöffnungen 65 erstrecken, gleich. Als Folge davon sind die Widerstände gleich, die auf das Fluid wirken, das durch die Wege strömt, die sich zwischen der zweiten Zufuhröffnung 64 und den jeweiligen zweiten Abgabeöffnungen 65 erstrecken (äquivalentes Strömungsvermögen).
Die Weglänge zwischen der ersten Zufuhröffnung 61 und den ersten Abgabeöffnungen 62 in dem ersten Kanalteil 63 ist gleich der zwischen der zweiten Zufuhröffnung 64 und den zweiten Abgabeöffnungen 65 in dem zweiten Kanalteil 66. Die Größen der ersten und zweiten Teile 41 und 42 der Verzweigungsteile 31 in dem ersten Kanalteil 63 können sich von denen der ersten und zweiten Teile 41 und 42 der Verzweigungsteile 31 in dem zweiten Kanalteil 66 unterscheiden.
Die ersten Düsenteile 71 verbinden die zweiten Teile 42 der Verzweigungsteile 31, die den ersten Abgabeöffnungen 62 am nächsten liegen, mit den entsprechenden ersten Abgabeöffnungen 62 auf dem Weg, der sich von der ersten Zufuhröffnung 61 zu den ersten Abgabeöffnungen 62 erstreckt. Die ersten Düsenteile 71 weisen jeweils einen ersten geneigten Teil 71a auf, der mit der ersten Abgabeöffnung 62 verbunden ist und sich auf eine geneigte Weise relativ zur Y-Achse erstreckt. Der erste geneigte Teil 71a erstreckt sich beispielsweise schräg nach rechtsoben in 12.
Die zweiten Düsenteile 72 verbinden die zweiten Teile 42 der Verzweigungsteile 31, die den zweiten Abgabeöffnungen 65 am nächsten liegen, mit den entsprechenden zweiten Abgabeöffnungen 65 auf dem Weg, der sich von der zweiten Zufuhröffnung 64 zu den zweiten Abgabeöffnungen 65 erstreckt. Die zweiten Düsenteile 72 weisen jeweils einen geneigten Teil 72a auf, der mit der zweiten Abgabeöffnung 65 verbunden ist und sich auf eine geneigte Weise relativ zur Y-Achse erstreckt. Der zweite geneigte Teil 72a erstreckt sich beispielsweise schräg nach linksoben in 12.
13 ist eine Schnittansicht, die den ersten geneigten Teil 71a und den zweiten geneigten Teil 72a auf eine vergrößerte Weise zeigt. Wie es in 13 dargestellt ist, sind der erste geneigte Teil 71a des ersten Düsenteils 71 und der zweite geneigte Teil 72a des zweiten Düsenteils 72 auf eine sich schneidende Weise verbunden. Der erste geneigte Teil 71a und der zweite geneigte Teil 72a können sich in 90 Grad, wie es in 13 dargestellt ist, oder in einem anderen Winkel schneiden.
Der erste geneigte Teil 71a des ersten Düsenteils 71 weist einen ersten Teil des kleinen Durchmessers 75 auf. Der erste Teil des kleinen Durchmessers 75 ist an einer Position vorgesehen, die näher an (stromaufwärts von) der ersten Zufuhröffnung 61 positioniert ist als ein Teil, der mit dem zweiten geneigten Teil 72a verbunden ist, auf dem Weg, der sich von der ersten Zufuhröffnung 61 zur ersten Abgabeöffnung 62 erstreckt. Der erste Teil des kleinen Durchmessers 75 ist beispielsweise benachbart zu dem Teil vorgesehen, der mit dem zweiten geneigten Teil 72a in dem ersten geneigten Teil 71a verbunden ist.
Der erste Teil des kleinen Durchmessers 75 ist ein Teil, in dem sich die Querschnittsfläche des ersten Düsenteils 71 verringert. In anderen Worten, die Querschnittsfläche des ersten Teils des kleinen Durchmessers 75 ist kleiner als die der anderen Teile des ersten Düsenteils 71. Der erste Teil des kleinen Durchmessers 75 ist beispielsweise von einer Wand ausgebildet, die von der Innenfläche des ersten Düsenteils 71 vorsteht.
Der zweite geneigte Teil 72a des zweiten Düsenteils 72 weist einen zweiten Teil des kleinen Durchmessers 76 auf. Der zweite Teil des kleinen Durchmessers 76 ist an einer Position vorgesehen, die näher an (stromaufwärts von) der zweiten Zufuhröffnung 64 liegt als ein Teil, der mit dem ersten geneigten Teil 71a verbunden ist, auf dem Weg, der sich von der zweiten Zufuhröffnung 64 zur zweiten Abgabeöffnung 65 erstreckt. Der zweite Teil des kleinen Durchmessers 76 ist beispielsweise benachbart zu dem Teil vorgesehen, der mit dem ersten geneigten Teil 71a in dem zweiten geneigten Teil 72a verbunden ist.
Der zweite Teil des kleinen Durchmessers 76 ist ein Teil, in dem sich die Querschnittsfläche des zweiten Düsenteils 72 verringert. In anderen Worten ist die Querschnittsfläche des zweiten Durchmesserteils 76 kleiner als die der anderen Teile des zweiten Düsenteils 72. Der zweite Teil des kleinen Durchmessers 76 ist beispielsweise von einer Wand ausgebildet, die von der Innenfläche des zweiten Düsenteils 72 vorsteht.
Wenn die Pumpe 13 das Inertgas G zur ersten Düsenöffnung 61 in der oben beschriebenen Düseneinrichtung 15 zuführt, tritt das Inertgas G beispielsweise durch die Verzweigungsteile 31. Das Inertgas G verzweigt sich durch die Verzweigungsteile 31 zweimal und strömt in die ersten Düsenteile 71.
In dem ersten Teil des kleinen Durchmessers 75 verringert sich die Querschnittsfläche des ersten Düsenteils 71. Indem das Inertgas G durch den ersten Teil des kleinen Durchmessers 75 tritt, erhöht sich dessen Strömungsgeschwindigkeit. Das beschleunigte Inertgas G tritt durch den Teil, der mit dem zweiten geneigten Teil 72a verbunden ist, und wird aus der ersten Abgabeöffnung 62 abgegeben, die am Ende des ersten Düsenteils 71 positioniert ist.
Auch wenn die Pumpe 13 das Inertgas G zur zweiten Zufuhröffnung 64 zuführt, wird derselbe Zustand, wie oben beschrieben, erzeugt. Insbesondere erhöht sich die Strömungsgeschwindigkeit des Inertgases G, indem dieses durch den zweiten Teil des kleinen Durchmessers 76 tritt. Das beschleunigte Inertgas G tritt durch den Teil, der mit dem ersten geneigten Teil 71a verbunden ist, und wird aus der zweiten Abgabeöffnung 65 abgegeben, die am Ende des zweiten Düsenteils 72 positioniert ist. Die Richtung, in der das Inertgas G aus der zweiten Abgabeöffnung 65 abgegeben wird, unterscheidet sich von der Richtung, in der das Inertgas G aus der ersten Abgabeöffnung 62 abgegeben wird.
Bei der Verarbeitungsvorrichtung 10 gemäß der fünften Ausführungsform weisen die ersten Düsenteile 71 jeweils den ersten Teil des kleinen Durchmessers 75 auf. Der erste Teil des kleinen Durchmessers 75 ist an einer Position vorgesehen, die näher an der ersten Zufuhröffnung 61 liegt als der Teil, der mit dem zweiten Düsenteil 72 verbunden ist, auf dem Weg, der sich von der ersten Zufuhröffnung 61 zur ersten Abgabeöffnung 62 erstreckt. Der erste Teil des kleinen Durchmessers 75 ist ein Teil, in dem die Querschnittsfläche des ersten Düsenteils 71 abnimmt. Mit dieser Struktur erhöht sich die Strömungsgeschwindigkeit des Inertgases G, das durch den ersten Düsenteil 71 tritt und sich zur ersten Abgabeöffnung 62 bewegt, indem dieses durch den ersten Teil des kleinen Durchmessers 75 tritt. Als Folge davon erhöht sich die Wahrscheinlichkeit, dass das Inertgas G sich geradewegs zur ersten Abgabeöffnung 62 bewegt. Diese Struktur unterdrückt somit, dass das Inertgas G im ersten Düsenteil 71 in den zweiten Düsenteil 72 eintritt. Diese Struktur unterdrückt ferner, dass das Inertgas G im zweiten Düsenteil 72 in den ersten Düsenteil 71 eintritt.
Das Inertgas G in der Pumpe 13 gemäß der fünften Ausführungsform wird selektiv der ersten Zufuhröffnung 61 oder der zweiten Zufuhröffnung 64 zugeführt. Die Verarbeitungsvorrichtung 10 kann ein Schaltventil aufweisen, welches das Inertgas G der ersten Zufuhröffnung 61 oder der zweiten Zufuhröffnung 64 zuführen kann.
Während sich die Kanäle 24, 63 und 66 gemäß den obigen Ausführungsformen in der X-Y-Ebene erstrecken, sind diese darauf nicht beschränkt. Beispielsweise können zwei oder mehr Kanäle, die sich in der X-Y-Ebene erstrecken, in der Richtung entlang der Z-Achse schichtartig angeordnet sein und miteinander verbunden sein, um als eine mehrstufige Struktur zu fungieren. Als Folge davon kann die Düseneinrichtung 15 in der X-Y-Ebene verkleinert werden.
Im Folgenden wird eine sechste Ausführungsform mit Bezug auf 14 beschrieben. 14 ist eine perspektivische Ansicht der Düseneinrichtung 15 gemäß der sechsten Ausführungsform. Wie es in 14 dargestellt ist, weist die Düseneinrichtung 15 gemäß der sechsten Ausführungsform die Zufuhröffnung 22, vier Abgabeöffnungen 23 und den Kanal 24 auf.
In dem Kanal 24 gemäß der sechsten Ausführungsform weist der Verzweigungsteil 31 den ersten Teil 41, vier zweite Teile 42 und den Verbindungsteil 43 auf. In anderen Worten teilt der Verzweigungsteil 31 gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Weg, der sich von der Zufuhröffnung 22 zu den Abgabeöffnungen 23 erstreckt, in vier Zweige. Der erste Teil 41 erstreckt sich geradlinig in der Richtung entlang der Y-Achse.
Der Verbindungsteil 43 verbindet die vier zweiten Teile 42 mit dem ersten Ende 41a des ersten Teils 41. Zwei der vier zweiten Teile 42 erstrecken sich geradlinig von dem Verbindungsteil 43 jeweils in Richtungen entlang der X-Achse. Auf der anderen Seite erstrecken sich die anderen beiden zweiten Teile 42 geradlinig von dem Verbindungsteil 43 jeweils in Richtungen entlang der Z-Achse.
Wie es oben beschrieben ist, erstrecken sich die vier zweiten Teile 42 jeweils in Richtungen, welche die Y-Achse in 90 Grad schneiden. Die vier zweiten Teile 42 erstrecken sich jeweils in Richtungen, die sich in 90 Grad schneiden. In anderen Worten erstrecken sich die beiden zweiten Teile 42 rotationssymmetrisch bezüglich der Richtung, in der sich der erste Teil 41 erstreckt. Die vier zweiten Teile 42 sind durch vier Verbindungsstücke 44 und vier Düsen 32 mit den entsprechenden Abgabeöffnungen 23 verbunden.
Bei der Verarbeitungsvorrichtung 10 gemäß der sechsten Ausführungsform erstreckt sich der Kanal 24 in einer Richtung dreidimensional, und die vier zweiten Teile 42 erstrecken sich jeweils in den Richtungen, welche die Y-Achse in 90 Grad schneiden. Wie es oben beschrieben ist, können sich drei oder mehr zweite Teile 42 von dem ersten Ende 41a des ersten Teils 41 erstrecken.
Die Winkel (Verzweigungswinkel θd), in denen sich die zweiten Teile 42 schneiden, können sich voneinander unterscheiden, solange die Winkel (Schnittwinkel θ), in denen die zweiten Teile 42 die Richtung schneiden, in der sich der erste Teil 41 erstreckt, gleich sind. In anderen Worten können die Winkel (Verzweigungswinkel 8d), in denen sich die zweiten Teile 42 in der X-Z-Ebene in 14 schneiden, unterschiedlich sein.
Die Querschnittsfläche des ersten Endes des ersten Teils gemäß wenigstens einer der obigen Ausführungsformen ist kleiner als die des zweiten Endes des ersten Teils. Diese Struktur vergleichmäßigt die Strömungsraten des Fluids, das durch die zweiten Öffnungen tritt.
Während bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, wurden diese Ausführungsformen lediglich anhand von Beispielen dargelegt, und es ist nicht beabsichtigt, dass diese den Gegenstand der Erfindung beschränken. Die hierin beschriebenen neuen Ausführungsformen können auf vielerlei andere Art und Weise realisiert werden. Verschiedene Weglassungen, Ersetzungen und Änderungen können durchgeführt werden, ohne sich vom Wesen der Erfindung zu entfernen. Die Ausführungsformen und Modifikationen derselben sind in den beigefügten Ansprüchen und deren Äquivalente enthalten und fallen in den Gegenstand und das Wesen der Erfindung.
In den obigen Ausführungsformen wird beispielsweise das Inertgas G, das als ein Beispiel für das Fluid dient, von der Zufuhröffnung 22, die als ein Beispiel für die erste Öffnung dient, zugeführt und aus den Abgabeöffnungen 23, die als ein Beispiel für die zweiten Öffnungen dienen, abgegeben. Das Fluid, allerdings, kann auch in die zweiten Öffnungen angesaugt werden und aus der ersten Öffnung abgegeben werden.

Claims

Düseneinrichtung, die aufweist: eine erste Öffnung; mehrere zweite Öffnungen; und einen ersten Kanalteil, der wenigstens einen ersten Verzweigungsteil aufweist, der einen ersten Teil, der sich in einer ersten Richtung erstreckt, und mehrere zweite Teile aufweist, die mit einem ersten Ende des ersten Teils verbunden sind und sich jeweils in Richtungen erstrecken, welche die erste Richtung schneiden, wobei der erste Kanalteil die erste Öffnung und die zweiten Öffnungen verbindet, sich durch den ersten Verzweigungsteil auf einem Weg, der sich von der ersten Öffnung zu den zweiten Öffnungen erstreckt, wenigstens einmal verzweigt und dieselbe Weglänge und dieselbe Anzahl von ersten Verzweigungsteilen zwischen der ersten Öffnung und den zweiten Öffnungen aufweist, wobei die Querschnittsfläche des ersten Endes des ersten Teils kleiner als die Querschnittsfläche eines zweiten Endes des ersten Teils ist.
Düseneinrichtung nach Anspruch 1, bei der das zweite Ende des ersten Teils des ersten Verzweigungsteils mit einem zweiten Teil eines weiteren ersten Verzweigungsteils verbunden ist, die Breite des ersten Endes und des zweiten Endes des ersten Teils eine Länge in einer Richtung ist, in welcher sich der zweite Teil des weiteren ersten Verzweigungsteils, senkrecht zum ersten Teil, erstreckt, in einer Draufsicht in einer Richtung, in der sich der erste Teil erstreckt, und die Breite des ersten Endes des ersten Teils kleiner als die Breite des zweiten Endes des ersten Teils ist.
Düseneinrichtung nach Anspruch 2, bei der die Breite des ersten Endes des ersten Teils 80% oder weniger der Breite des zweiten Endes des ersten Teils beträgt.
Düseneinrichtung, die aufweist: eine erste Öffnung; mehrere zweite Öffnungen; und einen ersten Kanalteil, der wenigstens einen ersten Verzweigungsteil aufweist, der einen ersten Teil, der sich in einer ersten Richtung erstreckt, und mehrere zweite Teile aufweist, die mit einem ersten Ende des ersten Teils verbunden sind und sich jeweils in Richtungen erstrecken, welche die erste Richtung schneiden, wobei der erste Kanalteil die erste Öffnung und die zweiten Öffnungen verbindet, sich durch den ersten Verzweigungsteil auf einem Weg, der sich von der ersten Öffnung zu den zweiten Öffnungen erstreckt, wenigstens einmal verzweigt und dieselbe Weglänge und dieselbe Anzahl von ersten Verzweigungsteilen zwischen der ersten Öffnung und den zweiten Öffnungen aufweist, wobei die Breite des ersten Teils eine Länge in einer Richtung ist, in der sich ein zweiter Teil eines weiteren ersten Verzweigungsteils, senkrecht zum ersten Teil, erstreckt, in einer Draufsicht in einer Richtung, in der sich der erste Teil erstreckt, und eine Länge vom ersten Ende zu einem zweiten Ende des ersten Teils gleich oder größer als das Fünffache der Breite des ersten Teils ist.
Düseneinrichtung, die aufweist: eine erste Öffnung; mehrere zweite Öffnungen; und einen ersten Kanalteil, der wenigstens einen ersten Verzweigungsteil aufweist, der einen ersten Teil, der sich in einer ersten Richtung erstreckt, mehrere zweite Teile, die sich jeweils in Richtungen erstrecken, welche die erste Richtung schneiden, einen Verbindungsteil, der ein erstes Ende des ersten Teils und die zweiten Teile verbindet, und einen Verteilungsteil aufweist, der an dem Verbindungsteil an einer Position vorgesehen ist, die dem ersten Ende des ersten Teils zugewandt ist, und bezüglich des ersten Endes vorsteht oder ausgespart ist, wobei der erste Kanalteil die erste Öffnung und die zweiten Öffnungen verbindet, sich durch den ersten Verzweigungsteil auf einem Weg, der sich von der ersten Öffnung zu den zweiten Öffnungen erstreckt, wenigstens einmal verzweigt und dieselbe Länge und dieselbe Anzahl von ersten Verzweigungsteilen zwischen der ersten Öffnung und den zweiten Öffnungen aufweist.
Düseneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Querschnittsform des ersten Teils eine Länge in der Richtung aufweist, in welcher sich der zweite Teil des weiteren ersten Verzweigungsteils, senkrecht zum ersten Teil, erstreckt, in einer Draufsicht in der Richtung, in der sich der erste Teil erstreckt, die kleiner als eine Länge derselben in einer zweiten Richtung ist, die sowohl senkrecht auf der ersten Richtung als auch der Richtung, in der sich der zweite Teil erstreckt, steht.
Düseneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die ferner aufweist: eine dritte Öffnung; mehrere vierte Öffnungen; und einen zweiten Kanalteil, der wenigstens einen zweiten Verzweigungsteil aufweist, der einen dritten Teil, der sich in der ersten Richtung erstreckt, und mehrere vierte Teile aufweist, die mit einem ersten Ende des dritten Teils verbunden sind und sich jeweils in Richtungen erstrecken, welche die erste Richtung schneiden, wobei der zweite Kanalteil die dritte Öffnung und die vierten Öffnungen verbindet, sich durch den zweiten Verzweigungsteil auf einem Weg, der sich von der dritten Öffnung zu den vierten Öffnungen erstreckt, wenigstens einmal verzweigt und dieselbe Weglänge und dieselbe Anzahl von zweiten Verzweigungsteilen zwischen der dritten Öffnung und den vierten Öffnungen aufweist, wobei der erste Kanalteil ferner erste Düsenteile aufweist, welche die zweiten Teile des ersten Verzweigungsteils, der den zweiten Öffnungen am nächsten liegt, mit den entsprechenden zweiten Öffnungen verbinden, auf dem Weg, der sich von der ersten Öffnung zu den zweiten Öffnungen erstreckt, der zweite Kanalteil ferner zweite Düsenteile aufweist, welche die vierten Teile des zweiten Verzweigungsteils, der den vierten Öffnungen am nächsten liegt, mit den entsprechenden vierten Öffnungen verbinden, auf dem Weg, der sich von der dritten Öffnung zu den vierten Öffnungen erstreckt, und wobei diese mit den ersten Düsenteilen auf eine sich schneidende Weise verbunden sind, die ersten Düsenteile jeweils einen ersten Teil des kleinen Durchmessers aufweisen, der an einer Position vorgesehen ist, die näher an der ersten Öffnung liegt als ein Teil, der mit den zweiten Düsenteilen verbunden ist, auf dem Weg, der sich von der ersten Öffnung zu den zweiten Öffnungen erstreckt, und der in den ersten Düsenteilen eine kleinere Querschnittsfläche aufweist, und die zweiten Düsenteile jeweils einen zweiten Teil des kleinen Durchmessers aufweisen, der an einer Position vorgesehen ist, die näher an der dritten Öffnung liegt als ein Teil, der mit den ersten Düsenteilen verbunden ist, auf dem Weg, der sich von der dritten Öffnung zu den vierten Öffnungen erstreckt, und der in den zweiten Düsenteilen eine kleinere Querschnittsfläche aufweist.
Düseneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die zweiten Teile sich in Richtungen erstrecken, welche die erste Richtung in einem Winkel von weniger als 90° schneiden.
Verarbeitungsvorrichtung, die aufweist: die Düseneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8; eine Aufnahmeeinheit, die eingerichtet ist, um ein Fluid aufzunehmen; und eine Zufuhreinheit, die eingerichtet ist, um das Fluid in der Aufnahmeeinheit der ersten Öffnung zuzuführen.