JP3241201U - 気相反応粉体表面被覆機のキャビティ壁構造 - Google Patents

Abstract

気相反応粉体表面被覆機のキャビティ壁構造であって、粉体の表面被覆技術の分野に関する。キャビティ壁構造は、粉体を収容可能なインナーバレル（９）を収容するためのものであって、ガス供給装置（１２）及び排気装置（２）に連通し、インナーバレル（９）を回転駆動する駆動装置（１０）にも接続され、キャビティ壁構造は、インナーバレル（９）を収容するためのキャビティ（８）を有する内壁（５）と、内壁（５）の外側に配置され、内壁（５）を包むための外壁（４）と、キャビティ（８）内の物質を加熱するために内壁（５）に配置された加熱部材（７）と、キャビティ（８）とガス供給装置（１２）を連通させるために内壁（５）に配置されたインレットパイプ（１１）と、キャビティ（８）と排気装置（２）を連通させるために内壁（５）に配置された排気パイプ（１）と、を含む。ガス供給装置（１２）が出力した反応ガスは、インレットパイプ（１１）を通ってキャビティ（８）内に入り、粉体表面で反応することができ、排気装置（２）は、排気パイプ（１）を介してキャビティ（８）から反応ガスを抽出し、キャビティ（８）内を真空にすることができる。

Description

本考案は、粉体の表面被覆の分野に関し、具体的には、気相反応粉体表面被覆機のキャビティ壁構造に関する。

粉体の表面被覆は、表面化学反応によって実現され、機械撹拌融合法、化学溶液反応法、及び気相反応法の３つの方法が一般的である。その中で、気相反応法は、主に原子層堆積法（ＡＬＤ）、化学気相堆積法（ＣＶＤ）、分子層堆積法（ＭＬＤ）を含む。粉体表面被覆機は、気相反応法による粉体の表面被覆を実現するための一般的な機器である。現在、表面被覆機は、固定されたキャビティ壁構造と、キャビティ壁構造の内部に回動可能に配置されたインナーバレルを反応装置として一般的に採用している。そして、ガス供給装置と排気装置をキャビティ壁構造のキャビティに連通させて反応ガスを搬送して抽出し、ガスをキャビティ内に進入させた後、インナーバレルの反応キャビティ内に自由拡散させて粉体表面で反応させて被覆層を形成する。しかし、既存のキャビティ壁構造は一般に構造が単一であり、機器のアップグレードに不利であり、粉体の表面被覆の効果を保証することができない。表面被覆機は、粉体の外部に適用されるだけでなく、部品、ベアリング、ねじなどの工作物、または薬剤粒子、または他の３Ｄ物体など、他の「被覆されるべき部品」にも適用され得ることが理解されるであろう。このことから、考案者は、従来の技術を研究した後、本出願を提出した。

本考案は、既存のキャビティ壁の機能が比較的単純であり、粉体の表面被覆効果を十分に確保できないという問題点を改善することを目的とした気相反応粉体表面被覆機のキャビティ壁構造を提供する。

上記の技術的課題を解決するために、本考案は、粉体を収容可能なインナーバレルを収容するためのものであって、ガス供給装置及び排気装置に連通し、インナーバレルを回転駆動するための駆動装置にも接続された気相反応粉体表面被覆機のキャビティ壁構造であって、
前記インナーバレルを収容するためのキャビティを有する内壁と、
前記内壁の外側に配置され、前記内壁を包むための外壁と、
前記内壁に配置され、前記キャビティ内の物質を加熱するための加熱部材と、
前記内壁に配置され、前記キャビティと前記ガス供給装置を連通させるためのインレットパイプと、
前記内壁に配置され、前記キャビティと前記排気装置を連通させるための排気パイプと、
を含み、
前記ガス供給装置が出力した反応ガスは、インレットパイプを通ってキャビティ内に入り、粉体表面で反応することができ、前記排気装置は、前記排気パイプを介してキャビティから反応ガスを抽出し、キャビティ内を真空にすることができる気相反応粉体表面被覆機のキャビティ壁構造を提供する。

さらなる最適化として、前記インレットパイプ及び前記排気パイプは、前記内壁と前記外壁の間または前記内壁の内面に配置されている。

さらなる最適化として、前記外壁と前記内壁の間に断熱用の真空層が設けられる。

さらなる最適化として、前記インレットパイプ及び前記排気パイプは、前記内壁と前記外壁の間に配置された場合、真空層内に位置し、一端が前記内壁を貫通して前記キャビティに連通し、他端が前記外壁を貫通して前記ガス供給装置及び前記排気装置にそれぞれ連通している。

さらなる最適化として、前記インレットパイプ及び前記排気パイプは、前記外壁を貫通する一端にそれぞれバルブが設けられる。

さらなる最適化として、前記加熱部材は、抵抗線ヒータまたは赤外線ヒータであり、前記内壁の内面に配置される。

さらなる最適化として、前記駆動装置は、軸線に沿って第１ガス通路が設けられた回転軸を含み、前記キャビティ構造は、前記内壁及び前記外壁に配置され、前記回転軸の外周に取り付けられたスリーブと、前記回転軸と前記スリーブの間に配置されたシールとを含み、前記スリーブには、前記回転軸を取り付けるための第２ガス通路が設けられ、前記回転軸には、第１ガス通路と第２ガス通路を連通するための通気孔が設けられる。

さらなる最適化として、前記インレットパイプは、前記内壁と前記外壁の間に配置され、一端がガス供給装置に連通し、他端が前記第２ガス通路に連通している。

さらなる最適化として、前記内壁及び前記外壁には、対応する位置に、前記インナーバレルを出し入れするための開口部が設けられ、前記キャビティ壁構造は、前記開口部に配置され、前記開口部を封止するためのドアパネルをさらに含む。

さらなる最適化として、前記内壁（５）及び前記外壁（４）の材質は、ステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム、タングステン、モリブデン、炭化ケイ素、アルミナのいずれかである。

上記の技術的解決手段を採用することにより、本考案は、以下の技術的効果を得ることができる。
本考案のキャビティ壁構造は、二重のキャビティ壁構造を採用している。インレットパイプは、内壁と外壁の間に取り付けることも可能であり、内壁の内側に取り付けることも可能であり、キャビティ内の清潔さを良好に確保することができ、粉体表面被覆機の取り付けとメンテナンスを大幅に容易にするとともに、真空層を内蔵するか、または、外層を保温層として設置することで、キャビティ壁構造の内部の温度が外部に伝達することを良好に防止することができ、熱量の損失を減らすとともにキャビティ壁構造の内部の温度の制御をより精確にし、粉体の表面被覆の効果を大幅に向上させ、非常に良好な実用的な意義を有している。

本考案の実施形態の技術的解決策をより明確に説明するために、以下、実施形態において使用する必要がある図面について簡単に説明するが、以下の図面は、本考案の特定の実施形態のみを示しているので、範囲を限定するものとみなされるべきではなく、当業者は、創造的な労力を払うことなく、これらの図面から他の関連する図面を得ることができることを理解されたい。
本考案の一実施形態であるキャビティ壁構造とその外部装置とを組み合わせた構造概略図である。 本考案の一実施形態であるキャビティ壁構造（インレットパイプ、排気パイプを内壁の内面に配置）の構造概略図である。 本考案の一実施形態であるキャビティ壁構造（インレットパイプ、排気パイプが内壁と外壁の間に配置されている）の構造概略図である。 本考案の一実施形態であるキャビティ壁構造（インレットパイプが内壁と外壁の間に配置され、回転軸内の第１ガス通路に連通する）の構造概略図である。

本考案の実施形態の目的、技術的解決策及び利点をより明確にするために、以下、本考案の実施形態における技術的態様を、添付の図面を参照して明確かつ完全に説明するが、説明された実施形態は、すべてではなく、本考案の一部の実施形態であることは明らかである。本考案の実施形態に基づいて、当業者が創作的な労働を行わないことを前提として取得した他のすべての実施形態は、本考案の保護の対象となる。したがって、以下の図面に提示された本考案の実施形態の詳細な説明は、保護を要求する本考案の範囲を制限することを意図したものではなく、本考案の選定された実施形態のみを示すものである。本考案の実施形態に基づいて、当業者が創作的な労働を行わないことを前提として取得した他のすべての実施形態は、本考案の保護の範囲に属する。

本考案の明細書において、「中心」、「縦」、「横」、「長さ」、「幅」、「厚さ」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「反時計回り」などの用語によって示される方位または位置関係は、図面に示される方位または位置関係に基づいていることが理解されるべきであり、本考案の説明を容易にし、説明を簡略化するためだけのものであって、指定された装置または要素が特定の向きを有し、特定の向きで構成され、動作しなければならないことを示し若しくは暗示するものではなく、本考案を限定するものと理解することはできない。

さらに、「第１」、「第２」という用語は、説明の目的にのみ使用されるものであって、相対的な重要性を示し若しくは暗示したり、示された技術的特徴の数を暗示したりするものとは理解されない。したがって、「第１」、「第２」に限定される特徴は、明示的または暗黙的に１つまたは複数の当該特徴を含んでもよい。本考案の説明において、「複数」とは、別段の明示的かつ具体的な限定がない限り、２以上を意味する。

本考案において、「取り付け」、「相互接続」、「接続」、「固定」などの用語は、別段の明示的な規定及び限定がない限り、一般的に理解されるものとする。例えば、固定接続であってもよいし、取り外し可能な接続、または一体化された接続であってもよく、機械的接続であってもよいし、電気的接続であってもよく、直接接続してもよいし、中間媒体を介して間接的に接続してもよいし、２つの要素内部の連通または２つの要素の相互作用関係であってもよい。当業者であれば、本考案における上記の用語の具体的な意味は、状況に応じて理解することができる。

本考案において、別段の明示的な規定及び限定がない限り、第１特徴が第２特徴の「上」または「下」にあることは、第１及び第２特徴の直接接触を含んでもよく、または第１及び第２特徴が直接接触するのではなく、それらの間の追加の特徴を介して接触することを含んでもよい。さらに、第１特徴が第２特徴の「上」、「上方」、及び「上面」にあることは、第１特徴が第２特徴の直上及び斜め上にあることを含むか、または単に第１特徴が第２特徴よりもレベルの高さが高いことを示す。第１特徴が第２特徴の「下」、「下方」及び「下面」にあることは、第１特徴が第２特徴の直下及び斜め下にあることを含むか、または単に第１特徴のレベルの高さが第２特徴よりも低いことを示す。

以下、添付の図面と特定の実施形態に関連して、本考案をさらに詳細に説明する。
図１～図４に示すように、本実施形態では、気相反応粉体表面被覆機のキャビティ壁構造は、粉体を収容するインナーバレル９を収容するためのものであって、ガス供給装置１２と排気装置２とに連通し、インナーバレル９を回動駆動する駆動装置１０にも接続されている。駆動装置１０は、キャビティ壁構造に配置された回転軸１８と、キャビティ壁構造の外側に配置され、回転軸１８を回転駆動する駆動アセンブリを含む。回転軸１８は、キャビティ壁構造の内部から貫通し、キャビティ壁構造のキャビティ壁上に回転可能に配置されている。インナーバレル９は、回転軸１８の端部に配置され、回転軸１８と同軸に配置されている。

図１～図２に示すように、本実施形態では、キャビティ壁構造は、
キャビティ８が設けられた内壁５と、内壁５の外側に配置され、内壁５を包むための外壁４と、内壁５に配置され、キャビティ８内の温度を制御するための加熱部材７と、内壁５に配置され、キャビティ８とガス供給装置１２を連通させるためのインレットパイプ１１と、内壁５に配置され、キャビティ８と排気装置２を連通するための排気パイプ１を含む。ここで、内壁５の材質は、ステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム、タングステン、モリブデン、炭化珪素、アルミナのいずれかである。キャビティ８はインナーバレル９を収容し、インナーバレル９に粉体の表面被覆プロセスを行うために使用可能な空間を形成し、回転軸１８をキャビティ壁構造の外側から内壁５及び外壁４を貫通してキャビティ８内に突き出し、インナーバレル９を回転軸１８の端部に同軸的に配置し、回転軸１８と共に回転させる。

具体的には、ガス供給装置１２は、第１種の反応ガスを出力し、インレットパイプ１１を介して第１種の反応ガスをキャビティ８内に導入し、粉体表面に化学吸着または反応を生じさせる。次に、第２種のガス供給装置１２は、不活性ガスを出力して第１種の反応ガス及び第１反応副生成物を、排気パイプ１を介してキャビティ８内から排出し、及び／又は、排気装置２を用いて第１種の反応ガス及び第１反応副生成物を、排気パイプ１を介してキャビティ８から抽出し、キャビティ８内を一定の真空度にする。そして、ガス供給装置１２は、第２種の反応ガスを出力し、インレットパイプ１１を介して、第２種の反応ガスをキャビティ８内に導入し、粉体の表面で第１種の反応ガスと反応して被覆層を形成し、最後に第２種の反応ガスと第２反応副生成物をキャビティ８から抽出し、その間に回転軸１８がインナーバレル９を回転させて粉体間を分散させることができ、粉体の表面が全て２種類の反応ガスに接触することが保証され、被覆層が均一で安定していることが保証される。同時に、加熱部材７は、キャビティ８内の温度を良好に制御することができ、第１反応ガスと第２反応ガスとを最適な温度で反応させ、反応効率と反応品質を大幅に向上させる。別の実施形態では、第１反応ガス及び第２反応ガスは、液体蒸気であってもよい。

図２に示すように、本実施形態では、ガス供給ダクト及び排気ダクトの両方は、内壁５の内面に配置されている。図３に示すように、別の実施形態では、ガス供給ダクト及び排気ダクトの両方は、内壁５と外壁４の間に配置されている。インレットパイプ１１及び排気パイプ１は、一端が内壁５を貫通してキャビティ８に連通し、他端が外壁４を貫通してガス供給装置１２及び排気装置２に連通し、外壁４を貫通する一端にバルブ３がそれぞれ設けられている。キャビティ壁構造は二重のキャビティ壁機構を採用し、インレットパイプ１１を内壁５と外壁４の間にも内壁５の内側にも設置することができ、キャビティ８内の清潔さを良好に確保し、粉体表面被覆機の設置とメンテナンスを大幅に容易にすることができる。

図４に示すように、さらに別の実施形態では、駆動装置１０は、軸線に沿って第１ガス通路１４が設けられた回転軸１８を含み、キャビティ壁構造は、内壁５及び外壁４に配置され、回転軸１８の外周に取り付けられたスリーブ１３と、回転軸１８とスリーブ１３の間に配置されたシール１７とを含み、スリーブ１３には、回転軸１８を取り付けるために第２ガス通路１６が設けられ、回転軸１８には、第１ガス通路１４と第２ガス通路１６を連通させるための通気孔１５が設けられている。インレットパイプ１１は、内壁５と外壁４の間に配置され、一端がガス供給装置１２に連通し、他端が第２ガス通路１６に連通している。インレットパイプ１１とインナーバレル９内の反応キャビティを連通させつつ、キャビティ８内の清潔さを確保し、使用時のインナーバレル９の分解・組立を大幅に容易にして、実用的に有利である。

本実施形態では、外壁４の材質は、ステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム、タングステン、モリブデン、炭化珪素、アルミナのいずれかであり、外壁４と内壁５の間には断熱用の真空層６が設けられている。真空層６は、プロセスの必要性を満たすことも、断熱作用を実現することもできる。二重キャビティ壁の設計は、キャビティ壁構造の外部への熱伝達を減少させることができ、エネルギーを節約するだけでなく、加熱部材７がキャビティ８内の温度をより正確に制御することを保証している。別の実施形態では、内壁５と外壁４の間に真空層６が設けられておらず、外壁４の材質は断熱材である。具体的には、加熱部材７は、抵抗線ヒータまたは赤外線ヒータであり、加熱部材７が赤外線ヒータである場合には、内壁５の内面に配置されている。加熱部材７が抵抗線である場合には、内壁５の内面に配置してもよいし、内壁５の外面に配置してもよいし、内壁５の中間に配置してもよい。

本実施形態では、内壁５及び外壁４には、インナーバレル９を出し入れするための開口部が対応する位置に設けられており、キャビティ壁構造は、開口部に配置され、開口部を封止するためのドアパネルをさらに含む。

当業者は通常、固体の蒸気、反応ガスまたは反応液体蒸気を前駆体と呼ぶ。

上記は、本考案の好ましい実施形態に過ぎず、本考案を限定するものではなく、本考案は、当業者にとって様々な変更及び変更を有することができる。本考案の精神及び原則の範囲内で行われるいかなる補正、同等の置換、改良などはすべて、本考案の保護の範囲内に含まれるべきである。

１－排気パイプ；２－排気装置；３－バルブ；４－外壁；５－内壁；６－真空層；７－加熱部材；８－キャビティ；９－インナーバレル；１０―駆動装置；１１－インレットパイプ；１２－ガス供給装置；１３－スリーブ；１４－第１ガス通路；１５－通気孔；１６－第２ガス通路；１７－シール；１８－回転軸。

Claims (10)

1. 粉体を収容可能なインナーバレル（９）を収容するためのものであって、ガス供給装置（１２）及び排気装置（２）に連通し、前記インナーバレル（９）を回転駆動する駆動装置（１０）にも接続された気相反応粉体表面被覆機のキャビティ壁構造であって、
   前記インナーバレル（９）を収容するためのキャビティ（８）を有する内壁（５）と、
   前記内壁（５）の外側に配置され、前記内壁（５）を包むための外壁（４）と、
   前記内壁（５）に配置され、前記キャビティ（８）内の物質を加熱するための加熱部材（７）と、
   前記内壁（５）に配置され、前記キャビティ（８）と前記ガス供給装置（１２）を連通させるためのインレットパイプ（１１）と、
   前記内壁（５）に配置され、前記キャビティ（８）と前記排気装置（２）を連通させるための排気パイプ（１）と、
   を含み、
   前記ガス供給装置（１２）が出力した反応ガスは、インレットパイプ（１１）を通ってキャビティ（８）内に入り、粉体表面で反応することができ、前記排気装置（２）は、前記排気パイプ（１）を介してキャビティ（８）から反応ガスを抽出し、キャビティ（８）内を真空にすることができる、ことを特徴とする気相反応粉体表面被覆機のキャビティ壁構造。
2. 前記インレットパイプ（１１）及び前記排気パイプ（１）は、前記内壁（５）と前記外壁（４）の間または前記内壁（５）の内面に配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の気相反応粉体表面被覆機のキャビティ壁構造。
3. 前記外壁（４）と前記内壁（５）の間には、断熱用の真空層（６）が設けられている、ことを特徴とする請求項２に記載の気相反応粉体表面被覆機のキャビティ壁構造。
4. 前記インレットパイプ（１１）及び前記排気パイプ（１）は、前記内壁（５）と前記外壁（４）の間に配置された場合、前記真空層（６）内に位置し、一端が前記内壁（５）を貫通して前記キャビティ（８）に連通し、他端が前記外壁（４）を貫通して前記ガス供給装置（１２）及び排気装置（２）にそれぞれ連通している、ことを特徴とする請求項３に記載の気相反応粉体表面被覆機のキャビティ壁構造。
5. 前記インレットパイプ（１１）及び前記排気パイプ（１）は、前記外壁（４）を貫通する一端にそれぞれバルブ（３）が設けられている、ことを特徴とする請求項４に記載の気相反応粉体表面被覆機のキャビティ壁構造。
6. 前記加熱部材（７）は、抵抗線ヒータまたは赤外線ヒータであり、前記内壁（５）の内面に配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の気相反応粉体表面被覆機のキャビティ壁構造。
7. 前記駆動装置（１０）は、軸線に沿って第１ガス通路（１４）が設けられた回転軸（１８）を含み、前記キャビティ壁構造は、前記内壁（５）及び前記外壁（４）に配置され、前記回転軸（１８）の外周に取り付けられたスリーブ（１３）と、前記回転軸（１８）と前記スリーブ（１３）の間に配置されたシール（１７）とを含み、前記スリーブ（１３）は、前記回転軸（１８）を取り付けるための第２ガス通路（１６）が設けられ、前記回転軸（１８）には、第１ガス通路（１４）と第２ガス通路（１６）を連通させる通気孔（１５）が設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の気相反応粉体表面被覆機のキャビティ壁構造。
8. 前記インレットパイプ（１１）は、前記内壁（５）と前記外壁（４）の間に配置され、一端が前記ガス供給装置（１２）に連通し、他端が前記第２ガス通路（１６）に連通している、ことを特徴とする請求項７に記載の気相反応粉体表面被覆機のキャビティ壁構造。
9. 前記内壁（５）及び前記外壁（４）は、対応する位置に、前記インナーバレル（９）を出し入れするための開口部が設けられ、前記キャビティ壁構造は、前記開口部に配置され、前記開口部を封止するためのドアパネルをさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載の気相反応粉体表面被覆機のキャビティ壁構造。
10. 前記内壁（５）及び前記外壁（４）の材質は、ステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム、タングステン、モリブデン、炭化ケイ素、アルミナのいずれかである、ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の気相反応粉体表面被覆機のキャビティ壁構造。

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