DE602005000770T2

DE602005000770T2 - Verfahren und Einrichtung zum Recycling von Inertgasen

Info

Publication number: DE602005000770T2
Application number: DE602005000770T
Authority: DE
Inventors: Daniel Clark; Jeffrey Allen; Justin Mark Burrows
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 2004-08-12
Filing date: 2005-07-06
Publication date: 2007-07-12
Anticipated expiration: 2025-07-07
Also published as: ES2282979T3; US7465476B2; US20060032441A1; GB0417936D0; US20090071401A1; EP1626102A1; EP1626102B1; DE602005000770D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Recyceln oder zur Wiederverwendung eines Inertgases, das aus einer Materialabscheidungs-Prozesskammer abgezogen wird.
Materialabscheidungs-Prozesse, wie z.B. der geformte Metallauftrag (SMD) und der direkte Laser-Auftrag (DLD), werden in einer Inertgas-Atmosphäre ausgeführt, um eine Oxidation des abgeschiedenen Materials zu verhindern. Derartige Prozesse werden normalerweise in einer Kammer ausgeführt, beispielsweise mit einem kleinen inneren Überdruck, der das Inertgas zugeführt wird.
Üblicherweise wird das Inertgas der Kammer zugeführt und nach der Verwendung verworfen, so dass eine konstante Zuführung des Gases erforderlich ist. Dies ist wenig effizient, insbesondere dann, wenn Inertgase, die eine große spezifische Wärmekapazität haben, wie z.B. Helium, verwendet werden, weil diese aufwändig sein können.
Es würde daher wünschenswert sein, die Nachteile des bekannten Prozesses zu verringern.
Es ist bekannt, diese Nachteile durch Recyceln von Inertgas zu überwinden, das von Materialabscheidungs-Prozesskammern abgezogen wird. Die US-A-6113754, EP-A-0757918 und US-A-5897682 beschreiben unterschiedliche Materialabscheidungs-Kammern, in denen das Gas nach dem Abziehen gekühlt und dann zurück in die Prozesskammer umgewälzt wird.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Recyceln oder Wiederverwenden eines Inertgases geschaffen, das von einer Materialabscheidungs-Prozesskammer abgezogen wird, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:
Kühlen des abgezogenen Inertgases nach dem Abziehen zur Schaffung eines gekühlten Gases;
Umwälzen eines Teils des gekühlten Gases zur Kammer hin mit einer ersten Temperatur zur Verwendung als ein Kühlgas in dem Materialabscheidungs-Prozess; und
Umwälzen eines Teils des gekühlten Gases an die Kammer mit einer zweiten Temperatur zur Verwendung als ein Schutzgas in dem Materialabscheidungs-Prozess, wobei die zweite Temperatur höher als die erste Temperatur ist.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Recyceln oder Wiederverwenden eines Inertgases geschaffen, das von einer Materialabscheidungs-Prozesskammer abgezogen wird, wobei die Vorrichtung Einrichtungen zum Kühlen des abgezogenen Inertgases zur Lieferung eines gekühlten Gases, Einrichtungen zum Umwälzen eines Teils des gekühlten Gases an die Kammer mit einer ersten Temperatur zur Verwendung als ein Kühlgas in den Materialabscheidungs-Prozess und Einrichtungen zum Umwälzen eines Teils des gekühlten Gases an die Kammer mit einer zweiten Temperatur zur Verwendung als ein Schutzgas in dem Materialabscheidungs-Prozess umfasst, wobei die zweite Temperatur höher als die erste Temperatur ist.
Bevorzugte Merkmale der Erfindung sind in den beigefügten Ansprüchen definiert.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr lediglich in Form eines Beispiels und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine schematische Ansicht eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Recyceln von Inertgas gemäß der Erfindung ist; und
2 eine ausführliche Ansicht des Verfahrens und der Vorrichtung bei der Verwendung mit einem Materialabscheidungs-Prozess ist.
1 zeigt schematisch eine Materialabscheidungs-Prozesskammer 10, in der ein Materialabscheidungs-Prozess, der allgemein mit der Bezugsziffer 12 bezeichnet ist, ausgeführt wird. Die Kammer 10 weist die Form einer Gaskammer auf, der ein Inertgas zugeführt wird. Die Kammer 10 ist in großem Ausmaß abgedichtet, und Gas wird der Kammer 10 derart zugeführt, dass sich ein kleiner innerer Überdruck ergibt. Die Kammer 10 enthält eine minimale Menge an Sauerstoff und ergibt daher eine Inertgas-Atmosphäre 14, in der der Materialabscheidungs-Prozess 12 ausgeführt werden kann.
In 2 ist ein Beispiel eines Materialabscheidungs- oder Materialauftrag-Prozesses 12, der in der Kammer 10 ausgeführt wird, gezeigt. Der Materialabscheidungs-Prozess 12 ist ein konventioneller geformter Metallauftrag-(SMD) Prozess, bei dem eine Wärmequelle, beispielsweise ein Wolfram-Inertgas-(TIG) Brenner 16 zur Erzeugung eines Lichtbogens und zum Schmelzen eines Schweißdrahtes 18 verwendet wird. Beim Schmelzen wird der Schweißdraht 18 auf eine darunterliegende Materialschicht abgeschieden und verfestigt, um abgeschiedenes oder aufgetragenes Material 20 zu bilden. Es ist selbstverständlich zu erkennen, dass der Materialabscheidungs-Prozess 12 unter Verwendung irgendeiner geeigneten anderen Wärmequelle als dem TIG-Brenner 16 ausgeführt werden kann, die eine Inertgas-Atmosphäre erfordert. Techniken, wie z.B. die Laser- und Pulver- oder Draht-Abscheidung, Niederdruck-Elektronenstrahl-Abscheidung usw. können alternativ verwendet werden.
Um die Eigenschaften des abgeschiedenen oder aufgetragenen Materials 20 zu optimieren, ist es erforderlich, die Temperatur und Abkühlgeschwindigkeit zu kontrollieren, mit der der Abscheidungs-Prozess 12 ausgeführt wird. Ein Verfahren, mit dem die Temperatur und die Abkühlgeschwindigkeit kontrolliert werden kann, besteht in der Verwendung eines Inertgases. Die vorliegende Erfindung ergibt eine Vorrichtung zum Recyceln oder Wiederverwenden des Inertgases, das bei dem Materialabscheidungs-Prozess 12 verwendet wird, das es ermöglicht, dass die Gastemperatur sorgfältig kontrolliert und gesteuert wird, wie dies nunmehr beschrieben wird.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 ist zu erkennen, dass die Vorrichtung 22 ein in geschlossener Schleife arbeitendes System zum Pumpen von Inertgas von der Kammer 10 und zum Umwälzen des Inertgases in die Kammer 10 zurück umfasst. Die Vorrichtung 22 arbeitet vorzugsweise so, dass kontinuierlich Inertgas gepumpt und in die Kammer 10 umgewälzt wird. Die Vorrichtung 22 umfasst einen ersten Pfad 24, entlang dessen Gas von der Kammer 10 abgezogen und einer Gas-Reinigungsvorrichtung 26 zugeführt wird. Die Gas-Reinigungsvorrichtung 26 ist betreibbar, um das von der Kammer 10 abgezogene Gas dadurch zu reinigen, dass Sauerstoff und Feuchtigkeit entfernt wird, und sie kann andere Gase, wie Stickstoff und Wasserstoff entfernen. Irgendeine geeignete Gas-Reinigungsvorrichtung 26 kann verwendet werden, die beispielsweise eine Kombination von Heizeinrichtungen und Katalysatoren umfasst, um eine Reaktion des abgezogenen Gases hervorzurufen und damit das Gas zu reinigen.
Eine (nicht gezeigte) Entfeuchtungseinrichtung kann ebenfalls vorgesehen sein, um Feuchtigkeit aus dem abgezogenen Inertgas zu entfernen.
Beim Verlassen der Gas-Reinigungsvorrichtung 26 wird ein Teil des gereinigten Gases, der beispielsweise eine Temperatur in der Größenordnung von 20°C haben kann, entlang eines zweiten Pfades 28 an eine Einrichtung zum Kühlen des abgezogenen Gases in Form eines Gaskühlers oder einer Kühleinrichtung 30 geliefert. Die Gas-Kühleinrichtung 30 ist betreibbar, um das abgezogene Inertgas auf eine erste Temperatur zu kühlen, die beispielsweise in der Größenordnung von –160° C liegen kann. Einrichtungen in Form einer Pumpe 32 sind für das Umwälzen eines Teils des auf die erste Temperatur abgekühlten Gases in die Kammer 14 vorgesehen. Das Gas wird entlang eines thermisch isolierten Gasrohres 34 umgewälzt und in die Kammer 14 unter Verwendung eines Ventils 36 eingeleitet, das einen geeigneten niedrigen Koeffizienten der thermischen Ausdehnung hat.
Das mit der ersten Temperatur umgewälzte gekühlte Gas wird als ein Kühlgas in dem Materialabscheidungs-Prozess verwendet und ermöglicht es insbesondere, dass die Abkühlgeschwindigkeit des abgeschiedenen Materials 20 sorgfältig kontrolliert wird. Gemäß 2 schließt die Vorrichtung 22 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eine Gaslinse 38 ein, die beispielsweise eine keramische Gaslinse sein kann, um einen Strahl 40 des auf die erste Temperatur abgekühlten Gases direkt auf das abgeschiedene Material 20 zu lenken, um das abgeschiedene Material 20 zu kühlen. Abschirmeinrichtungen in Form einer Abschirmung oder Prallplatte 42 sind an dem Ende der Gaslinse 38 befestigt und zwischen dem Ende des TIG-Brenners 16 und dem Gasstrahl 40 angeordnet, um den von dem TIG-Brenner 16 gebildeten Lichtbogen gegenüber durch den Strahl 43 in der unmittelbaren Nähe des Lichtbogens hervorgerufene Turbulenzen und gegen die sehr niedrige erste Temperatur zu schützen, auf die das Gas abgekühlt ist. Wenn der Lichtbogen einer derartig niedrigen Temperatur ausgesetzt würde, so könnte dies das richtige Schmelzen des Schweißdrahtes 18 verhindern und somit die Materialabscheidung behindern.
Die Strömungsrate des den Gasstrahl 40 bildenden Gases ist veränderbar, um eine sorgfältige Steuerung der Abkühlgeschwindigkeit des abgeschiedenen Materials 20 zu ermöglichen. Obwohl lediglich ein Gasstrahl 40 gezeigt ist, ist es verständlich, dass irgendeine Anzahl von Gasstrahlen 40 entsprechend der speziellen Anwendung vorgesehen sein kann. In diesem Fall kann die Strömungsgeschwindigkeit jedes Gasstrahls 40 unabhängig verändert werden, um die Abkühlgeschwindigkeit des abgeschiedenen Materials 20 zu steuern.
Wenn eine Vielzahl von Gasstrahlen 40 vorgesehen ist, kann die Temperatur des durch jeden Strahl 40 gelieferten Gases unabhängig veränderbar sein, und zwar entweder als eine Alternative oder zusätzlich zu der Strömungsrate des Gases. Dies trägt weiter zu der Fähigkeit bei, die Abkühlgeschwindigkeit des abgeschiedenen Materials 20 zu kontrollieren.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 ist zu erkennen, dass die Vorrichtung 22 eine Gas-Mischvorrichtung in Form eines Gasmischers 42 einschließt. Ein Teil des nicht gekühlten Gases von der Gas-Reinigungsvorrichtung 26 wird entlang eines dritten Pfades 44 dem Gasmischer 42 zugeführt. In ähnlicher Weise wird ein Teil des Gases, der auf die erste Temperatur in der Gas-Kühleinrichtung 30 abgekühlt wurde, entlang eines vierten Pfades 46 von der Gas-Kühleinrichtung 30 in den Gasmischer 42 eingespeist. Das ungekühlte Gas von der Gas-Reinigungsvorrichtung 26 und das auf die erste Temperatur abgekühlte Gas werden in dem Gasmischer 42 gemischt, um auf diese Weise die Temperatur des abgekühlten Gases von der ersten Temperatur auf eine zweite Temperatur anzuheben, die höher als die erste Temperatur ist. Beispielsweise kann die zweite Temperatur in der Größenordnung von 15-20°C liegen.
Bei Verlassen des Gasmischers 42 wird das Gas mit der zweiten Temperatur in die Kammer 10 entlang eines fünften Pfades 48 umgewälzt. Der größte Teil des Gases mit der zweiten Temperatur wird dem TIG-Brenner 16 zugeführt, in dem es als ein Schutzgas mit dem Materialabscheidungs-Prozess 12 wirkt. Ein kleiner Anteil des Gases kann weiterhin direkt auf Ausrüstungen, wie z.B. eine Kamera 50 gerichtet werden, die sich in der Kammer 10 befinden, um die Ausrüstungen zu kühlen und Schäden an dieser zu verhindern.
In einem Ausführungsbeispiel kann das auf die erste Temperatur abgekühlte Gas zu der Kammer 10 entlang des Rohres 34 mit einer Volumen-Strömungsrate in der Größenordnung von beispielsweise zwischen 1000 und 2000 Litern pro Minute umgewälzt werden, während das Schutzgas mit der zweiten Temperatur zu der Kammer 10 entlang des fünften Pfades 48 mit einer Volumen-Strömungsrate in der Größenordnung von beispielsweise zwischen 15 und 100 Litern pro Minute umgewälzt werden kann. Es ist jedoch verständlich, dass irgendwelche geeigneten Strömungsraten ausgewählt werden können und von der Art des Prozesses, dem erforderlichen Ausmaß der Kühlung des abgezogenen Gases und der gewünschten Abkühlgeschwindigkeit des abgeschiedenen Materials 20 abhängen wird.
Wie dies erwähnt wurde, wird Gas der Kammer 10 derart zugeführt, dass sich ein kleiner innerer Überdruck ergibt, wodurch sichergestellt wird, dass irgendein Auslecken, das zwischen der Kammer 10 und der äußeren Atmosphäre auftreten kann, aus der Kammer 10 heraus und nicht in die Kammer 10 erfolgt. Die konstante Strömung von Gas um das eine geschlossene Schleife bildende System herum, und insbesondere das Abziehen des Gases aus der ersten Kammer 10 entlang des ersten Pfades 24 über eine Drosselstelle stellt sicher, dass ein Gegendruck im Inneren der Kammer erzeugt wird, wodurch die Kammer 10 auf einem Überdruck gehalten wird. In der dargestellten Ausführungsform wird das Gas aus der Kammer 10 über eine Drosselstelle abgezogen, die direkt in einer Seitenwand der Kammer 10 ausgebildet ist. In einer anderen Ausführungsform kann eine Seitenwand der Kammer 10 eine Vielzahl von Perforationen über ihre gesamte Fläche aufweisen, um auf diese Weise als ein Rückwärts-Diffusor zu wirken. Dies würde eine gleichförmige Strömung des Gases im Wesentlichen über den gesamten Querschnitt der Kammer 10 hinweg sicherstellen. Es würde immer noch erforderlich sein, eine Drosselstelle vor dem Abziehen des Gases entlang des ersten Pfades 24 vorzusehen, um den Gegendruck auszubilden und damit die Kammer 10 auf einem Überdruck zu halten.
Um eine Optimierung der Abkühlung des abgeschiedenen Materials 20 und des Abscheidungsprozess-Schutzgases zu ermöglichen, schließt die Vorrichtung 22 ein (nicht gezeigtes) Temperatur-Überwachungssystem ein. Das Temperatur-Überwachungssystem schließt Temperatursensoren ein, die zur Überwachung von zumindest ersten und zweiten Temperaturen betreibbar sind, und alternativ oder zusätzlich zur Überwachung der Temperatur des abgeschiedenen Materials 20 und der Lichtbogentemperatur des Materialabscheidungs-Prozesses 12. Das Temperatur-Überwachungssystem schließt eine Steuereinrichtung ein, die zur Einstellung des Ausmaßes der Abkühlung des abgezogenen Gases betreibbar ist, beispielsweise durch Ändern der Strömungsgeschwindigkeit des abgezogenen Gases durch den Gaskühler 30, um auf diese Weise die ersten und/oder zweiten Temperaturen zu ändern. Zusätzliche Einrichtungen können ebenfalls zur Änderung der Gastemperatur vorgesehen sein.
Die Vorrichtung 20 kann weiterhin ein Drucküberwachungssystem einschließen, um es zu ermöglichen, dass der Druck in der Kammer 10 sorgfältig überwacht und gesteuert wird.
Somit wird ein Verfahren und eine Vorrichtung 22 zum Wiederverwenden oder Recyceln eines Inertgases geschaffen, das von einer Materialabscheidungs-Kammer 10 abgezogen wird. Das Verfahren und die Vorrichtung stellen sicher, dass das in der Kammer 10 verwendete Gas kontinuierlich wiederaufbereitet und erneut verwendet wird, anstatt nach der Verwendung verworfen zu werden. Die Verwendung der Vorrichtung 22 ist daher insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Inertgas ein aufwändiges Gas ist, wie z.B. Helium. Dies ergibt sich aus der Tatsache, dass es bei den großen erforderlichen Volumen-Strömungsraten unwirtschaftlich ist, Helium zu verwenden und das Gas nach dem Gebrauch zu verwerfen. Das Verfahren und die Vorrichtung 22 kann jedoch auch zum Wiederverwenden irgendeines Inertgases oder irgendeiner Mischung von Inertgasen verwendet werden, beispielsweise einer Mischung von Argon und Helium.
Obwohl Ausführungsformen der Erfindung in den vorhergehenden Absätzen unter Bezugnahme auf verschiedene Beispiele beschrieben wurden, sollte es verständlich sein, dass verschiedene Modifikationen der angegebenen Beispiele ausgeführt werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie sie beansprucht ist. Beispielsweise kann die Vorrichtung zumindest zwei Gas-Kühleinrichtungen 30 umfassen, eine zum Kühlen eines Anteils des abgezogenen Gases auf eine erste Temperatur, und die andere zum Abkühlen eines Teils des abgezogenen Gases auf die zweite Temperatur. Unter diesen Umständen kann die Verwendung eines Gasmischers 42 unnötig sein.

Claims

Verfahren zum Recyceln eines Inertgases, das von einer Materialabscheidungs-Prozesskammer (10) abgezogen wird, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Kühlen des abgezogenen Inertgases nach dem Abziehen zur Schaffung eines gekühlten Gases; Umwälzen eines Teils des gekühlten Gases an die Kammer (10) mit einer ersten Temperatur zur Verwendung als ein Kühlgas bei dem Materialabscheidungs-Prozess; und Umwälzen eines Teils des gekühlten Gases an die Kammer (10) mit einer zweiten Temperatur zur Verwendung als ein Schutzgas in dem Materialabscheidungs-Prozess, wobei die zweite Temperatur höher als die erste Temperatur ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das abgezogene Gas unter Verwendung einer Gas-Kühleinrichtung (30) auf die erste Temperatur abgekühlt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren das Umwälzen eines Teils des gekühlten Gases mit der ersten Temperatur direkt von dem Gaskühler (30) an die Kammer (10) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Umwälzens des gekühlten Gases mit der ersten Temperatur das Lenken des gekühlten Gases in Richtung auf das während des Materialabscheidungs-Prozesses (12) abgeschiedene Material (20) umfasst, um das abgeschiedene Material (20) zu kühlen.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Lenkens des gekühlten Gases das Lenken von einem oder mehreren Strahlen (40) des abgekühlten Gases in Richtung auf das abgeschiedene Material umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Lenkens des gekühlten Gases die unabhängige Änderung der Strömungsgeschwindigkeit des oder jeden Strahls (40) des gekühlten Gases zur Steuerung der Kühlung des abgeschiedenen Materials (20) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl von Strahlen (40) des gekühlten Gases in Richtung auf das abgeschiedene Material (20) gelenkt wird, wobei der Schritt des Lenkens des gekühlten Gases die unabhängige Änderung der Temperatur jedes Gasstrahls (40) zur Steuerung der Kühlung des abgeschiedenen Materials (20) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Umwälzens des gekühlten Gases mit der zweiten Temperatur das Mischen eines Teils des auf die erste Temperatur abgekühlten Gases mit einem Teil des ungekühlten abgezogenen Gases umfasst, um die Temperatur des gemischten Gases auf die zweite Temperatur vor dem Umwälzen zu der Kammer (10) hin anzuheben.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Umwälzens des gekühlten Gases mit der zweiten Temperatur das Lenken des gekühlten Gases in Richtung auf eine zur Durchführung des Materialabscheidungs-Prozesses (12) verwendete Wärmequelle (16) umfasst, um als das Prozess-Schutzgas zu wirken.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Entfernung von Verunreinigungen aus dem abgezogenen Inertgas vor der Kühlung des abgezogenen Gases umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren das Umwälzen des gekühlten Gases mit der ersten Temperatur mit einer höheren Volumen-Strömungsrate als das gekühlte Gas mit der zweiten Temperatur umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren das kontinuierliche Kühlen des abgezogenen Gases und das Umwälzen des gekühlten Gases an die Kammer (10) zur Erzielung einer kontinuierlichen Wiederverwendung des Inertgases umfasst.
Vorrichtung (22) zum Recyceln eines Inertgases, das aus einer Materialabscheidungs-Prozesskammer (10) abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (22) Einrichtungen (30) zum Kühlen des abgezogenen Inertgases zur Schaffung eines gekühlten Gases, Einrichtungen (32, 34, 36) zum Umwälzen eines Teils des gekühlten Gases an die Kammer (10) mit einer ersten Temperatur zur Verwendung als ein Kühlgas in dem Materialabscheidungs-Prozess (12) und Einrichtungen (48) zum Umwälzen eines Teils des gekühlten Gases in die Kammer (10) mit einer zweiten Temperatur zur Verwendung als ein Schutzgas in dem Materialabscheidungs-Prozess (12) umfasst, wobei die zweite Temperatur höher als die erste Temperatur ist.
Vorrichtung (22) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zur Kühlung des abgezogenen Inertgases eine Gas-Kühleinrichtung (30) umfassen, die betreibbar sind, um das abgezogene Gas auf die erste Temperatur abzukühlen.
Vorrichtung (22) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zum Umwälzen des gekühlten Gases mit der ersten Temperatur eine Pumpeinrichtung (32) zum Umwälzen des gekühlten Gases direkt von der Gas-Kühleinrichtung (30) zu der Kammer (10) mit der ersten Temperatur umfassen.
Vorrichtung (22) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (48) zum Umwälzen des gekühlten Gases mit der zweiten Temperatur eine Gas-Mischeinrichtung (42) zum Mischen eines Teils des auf die erste Temperatur gekühlten Gases mit einem Teil des ungekühlten abgezogenen Gases zum Anheben der Temperatur des Gases auf die zweite Temperatur vor dem Umwälzen an die Kammer (10) umfassen.
Vorrichtung (22) nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin eine Gas-Reinigungsvorrichtung (26) umfasst, die zwischen der Kammer (10) und den Einrichtungen (30) zum Kühlen des abgezogenen Gases angeordnet ist, um Verunreinigungen aus dem abgezogenen Gas zu entfernen.
Vorrichtung (22) nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Einrichtungen (38, 40) zum Lenken des gekühlten Gases mit der ersten Temperatur auf das in dem Materialabscheidungs-Prozess (12) abgeschiedene Material (20) zum Kühlen des abgeschiedenen Materials (20) umfasst.
Vorrichtung (22) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Abschirmeinrichtungen (43) zwischen den Einrichtungen (38) zum Lenken des Gases und einer Wärmequelle (16) umfasst, die in dem Materialabscheidungs-Prozess (12) verwendet wird.
Vorrichtung (22) nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Überwachungssystem zur Überwachung der ersten und zweiten Temperaturen umfasst, wobei das Überwachungssystem eine Steuereinrichtung zum Einstellen der Umwälzgeschwindigkeit zur Kompensation von Temperaturänderungen umfasst.