KR20060056215A - 기화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기화될 물질을 담은 기화 도가니를 구비한 기화 장치에 관한 것이다. 기화 도가니 둘레에는 기화 튜브가 배치되고, 기화 튜브의 길이 방향으로 적어도 두 개의 가열 회선들을 포함하며, 가열 회선들은 공간적으로 차례로 배치되고 전기적으로 분리되어 제어가능하다. 각 가열 회선들은 적어도 두 개의 가열 서브회선들을 포함하며, 그 중 하나는 기화 튜브의 일측면에, 다른 하나는 기화 튜브의 다른 측면에 배치된다. 상기 기화 튜브에는 자신의 가열 회선을 가지는 상단부가 구비된다.

Description

기화 장치{Arrangement for Vaporizing Materials}

도 1은 기화기 설치를 위한 직물 코팅 설비의 부분도,

도 2는 부분적으로 오픈된 기화기의 사시도,

도 3은 기화기 일면에 있는 세개의 가열 서브회선의 도면,

도 4는 도 3에 따른 기화기의 단면도이다.

본 발명은 청구항 1항의 전제부에 따른 장치에 관한 것이다.

진공 코팅 기술에서 예를 들어 금속 등의 물질을 기화하고 기판에 물질 코팅을 제공하기 위해서 기화기가 필요하다. 기판은 필름, 직물(web)과 이와 유사한 것들을 포함할 수 있다(cf. DE 195 27 604 A1, DE 43 10 085 A1, DE 42 23 568 C1, DE 42 03 632 C2, DE 102 24 908 A1). 대체로, 기화기는 기화될 물질을 수용하는 기화 도가니를 포함한다. 상기 기화 도가니 상부에는 길이 방향으로 홈이 파인 금속으로 형성된 노즐바가 구비될 수 있다. 슬롯에 의해 형성된 노즐 개구는 기화 도 가니에서 나오는 기화 물질이 노즐의 개구 바로 앞에 위치한 기판에 균일하게 침전되도록 한다. 여기서 가열 요소가 코일을 가열한다(DE 38 17 513 C2). 기화 그릇 또는 도가니 내의 물질을 가열하기 위한 가열 요소로서, 도가니 둘레에 꼬불꼬불한 밴드를 형성하는 슬롯이 구비된 흑연 포일(graphite foil)을 사용할 수 있다(WO 00/46418).

진공 기화 설비를 위한 다른 증기 침전 장치에서는 전기 가열 로드가 가열 요소로서 제공된다(DE 198 43 818 A1).

높은 진공 코팅 설비에 대하여는, 물질이 고전류에 의하여 기화되고, 상기 고전류를 발생시키기 위하여 적어도 하나의 변압기와 1차 권선 및 2차 권선이 제공되며, 상기 2차 권선은 기화될 물질 또는 가열되는 도가니에 연결되는 것이 더 알려져 있다(DE 42 09 334 C2, US 2 664 853).

최근에는, 전류 흐름에 의해 가열되고 그로부터 금속이 기화되는 도가니들의 기화율을 조절하는 장치가 알려져 있다(DE 44 04 550). 이 장치에서 도가니의 전기저항과 도가니에 담긴 기화될 금속의 전기저항으로 구성된 합산 저항이 특정 수치로 조절된다.

대부분의 종래의 기화기는 기화기 성능의 조절력이 약한 하나의 가열회선만을 가지고 있다. 또한, 소모품으로서 노즐 바는 작동 중 변형되는데, 이는 노즐 바의 교환에 있어 사전변형을 필요로한다.

본 발명의 목적은 기화기 성능의 조절력을 향상시키는데 있다.

이러한 목적은 청구항 1의 특징부에 의해 달성될 수 있다.

본 발명은 따라서 기화될 물질을 담은 기화 도가니를 구비한 기화장치에 관한 것이다. 기화 도가니 둘레에는 기화 튜브가 배치되고, 기화 튜브의 길이 방향으로 적어도 두 개의 가열 회선들을 포함하며, 가열 회선들은 공간적으로 차례로 배치되고 전기적으로 분리되어 제어가능하다. 각 가열 회선들은 적어도 두 개의 가열 서브회선들을 포함하며, 그 중 하나는 기화 튜브의 일측면에, 다른 하나는 기화 튜브의 다른 측면에 배치된다. 상기 기화 튜브에는 자신의 가열 회선을 가지는 상단부가 구비된다.

본 발명의 장점은 노즐 바가 오작동할 가능성이 거의 없으며, 노즐 바의 교환이 단순하다. 또한, 기화 튜브는 길이 방향으로 보다 균일하게 가열된다. 기화기 성능은 보다 만족스럽게 조절 가능하고, 전류를 전달하는 가열 코일은 바람직하지 못한 플라즈마를 형성하지 않는다.

본 발명의 실시예가 도면에 도시되어 있으며, 이하에서는 이에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 직물 코팅 설비의 일부분을 도시하고 있다. 이 부분은 기화기 설치 위치를 형성하며, 세 개의 벽(1,2,3)으로 구성된다. 벽 1과 3은 평행하게 뻗어 있는 반면, 벽 2는 바닥을 형성한다. 상기 세 개의 벽(1,2,3)으로 된 설치 위치의 상 부에는 파트 4가 배치되며, 이 파트(4) 위로 설비의 작동 중 직물 또는 필름을 가이드하는 실린더가 이동한다. 따라서 상기 파트(4)의 표면은 실린더(도시되지 않음)에 적합하게 아치형으로 형성된다.

벽(1, 3)과 바닥 받침대 사이에 기화기가 삽입되나, 이는 도 2에는 도시하지 않았다.

도 2에 도시된 기화기(5)에서는, 측면 덮개(6)가 접혀 있어 기화 튜브(7)의 일측면이 드러나 보인다. 기화 튜브(7)의 노출된 측면에 두 개의 가열 서브회선(8,9)이 포함됨을 알 수 있다. 이들 가열 서브회선은 기화 튜브(7)의 맞은 편에 위치한 두 개의 다른 가열 서브회선들(도 2에 도시되지 않음)에 대응한다. 가열 서브회선(8)은 기화 튜브(7) 맞은편의 보이지 않는 가열 서브회선과 제1 가열 회선을 형성하며, 반면 가열 서브회선(9)은 맞은편의 보이지 않는 가열 서브회선과 제2 가열 회선을 형성한다. 가열회선의 가열 서브회선들은 전기적으로 병렬로 연결된다. 가열 서브회선은 차례로 하나 또는 그 이상의 가열 전도선을 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 가열 서브회선(8,9)은 각각 두 개의 가열 전도선을 가진다.

제3 가열 회선(10)이 기화 튜브(7)의 상단부(11)에 위치된다.

가열 전도체들의 배열이 도 3의 개략도에 보다 상세하게 도시되어 있다.

이 도 3에서 전면 가열 서브회선(8)과 후면 가열 서브회선(9)을 볼 수 있다. 도 2와 달리, 명료화를 위해 각 가열 서브회선들(8,9)은 하나의 가열 전도선만을 포함한다. 가열 전도체(49)는 점화 단자(12)에서 출발하여 가열 전도체 단편(13-17)을 경유하여 접지점(18)에 이어진다.

본래 안 보이는 맞은편에 놓인 가열 전도체(19) 또한 점화 단자(12)에서 출발하고 이어서 기화 튜브(7) 뒤에 가려진다. 이 가열 전도체는 이어서 가열 전도체 단편(20)으로 다시 나타나며 접지점(21)에서 종결된다. 그와 같이 하여 제1 가열 회선은 폐쇄 회로가 된다.

제2 가열 회선은 뒤쪽 가열 서브회선(9)과 기화 튜브(7)의 다른 면에 있는 거의 보이지 않는 가열 서브회선으로 구성된다. 가열 서브회선(9)은 점화 단자(22)에서 출발하여 가열 전도체 단편(23 내지 28)을 경유하여 접지점(29)으로 연결된다. 거의 보이지 않는 가열 서브회선도 점화 단자(22)에서 출발하여 가열 전도체 단편(30,31)을 경유하여 기화 튜브(7) 뒤로 이어지며, 이어서 가열 전도체(32,33)로서 다시 나타나, 접지점(34)에 연결된다.

제3 가열 회선(10)은 기화 튜브(7)의 상단부(11)에 위치된다. 이는 점화 단자(40)에 연결되는 가열 전도체 단편들(35 내지 37)을 가지고 가열 전도체 단편(37)에 평행한 제1 가열 전도체를 포함하며, 상단부(11) 뒤쪽에는 환원 가열 전도체 단편이 구비되고, 이는 가열 전도체 단편(38)을 경유하여 접지점(39)에 연결된다.

가열 전도체 단편(41 내지 43)과 상단부(11) 뒤에 있어 보이지 않는 환원 가열 전도체 단편으로 이루어진 제2 가열 전도체가 동일한 점화 단자(40)에 연결되며, 이는 가열 전도체 단편(44)을 통하여 접지점(39)에 연결된다.

가열 회선(10)의 구성요소인 제3 가열 전도체도 점화 단자(40)에 연결되며, 가열 전도체 단편(45,48)을 통하여 접지점(39)에 연결된다. 여기서 가열 전도체 단 편(48)은 상단부(11)의 뒤에 뻗쳐있는 가열 전도체 단편의 일부분이다. 72,73,74는 단자선을 표시하며, 70은 기저판, 71은 절연판을 나타낸다.

가열 회선(10)를 구성하는 모든 세 가지 가열 전도체들은 전기적으로 병렬적 연결된다.

상기한 바와 같이, 도 2에 도시된 가열 서브회선은 도 3에 따른 가열 서브회선 보다 2배나 많은 가열 전도체를 포함한다.

도 4에는 기화 튜브(7)와 도 3에 따른 상단부(11)의 A-A단면의 확대도가 도시되어 있다. 여기에는 제1 가열 회선의 가열 전도체 단편(15,14,13,17)이 명확히 나타나 있다.

가열 전도체 단편(37,43,47,53 내지 55)는 제3 가열 회선를 구성한다. 가열 전도체 단편 53과 37 사이에는 노즐(60)을 가진 노즐 바(59)가 배치된다. 이 노즐(60)을 통하여 기화된 물질이 롤러(62,63)에 의해 이동되는 직물(61) 위에 코팅된다.

제2 가열 회선은 도 4에 도시되어 있지 않다.

기화 튜브(7)에는 기화될 물질(57)을 담은 도가니가 위치된다.

기화 튜브(7)의 상부에는 길이방향 슬롯(64)이 제공된다.

기화 튜브(7)와 상단부(11)는 절연을 위해 얇은 판으로 둘러싸일 수 있다.

직물(61) 코팅은 기화 튜브(7) 내의 도가니(56)에 담긴 물질(57)이 가열되고 기화되어 슬롯(64)과 노즐(60)을 통하여 직물(61)에 도달함으로써 형성된다.

결과적으로, 본 발명은 세 개 또는 그 이상의 조절가능한 가열 회선들을 제 공한다. 하나의 가열 회선은 기화 튜브의 온도와는 무관하게 노즐 바에 필요한 온도를 보장해준다. 적어도 두 개의 다른 조절가능한 가열 회선들이 기화 튜브에서 온도의 길이방향 분배를 위해 제공된다.

사용되는 가열 전도체들은 소위 자켓(jacket) 가열 전도체이며, 이는 전기적으로 충분히 전도성이 높은 철심과 이를 둘러싸는 절연층 및 이 절연층을 둘러싸는 금속 껍질로 구성된다. 각 가열 회선들은 복수의 가열 전도체로 구성된다.

본 발명의 장점은 노즐바가 고장나는 경향이 거의 없으며, 노즐바의 교환이 단순하다. 뿐만 아니라 기화 튜브는 세로 방향에서 보다 일정하게 가열될 수 있다. 기화기 작동은 보다 훨씬 규칙적이고 전류를 전달하는 가열 코일은 부적합한 플라즈마를 형성하지 않는다.

Claims (9)

1. 기화될 물질(57)을 담은 기화 도가니(56)를 구비한 기화 장치에 있어서,

   기화 도가니(56)를 둘러싸고, 적어도 두 개의 가열 회선을 포함하는 기화 튜브(7)를 포함하며, 상기 가열 회선들은 공간적으로 차례로 배치되고 전기적으로 분리되어 제어가능한 것을 특징으로 하는 기화장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 각 가열 회선은 기화 튜브(7)에 대하여 서로 반대편에 설치되는 적어도 두 개의 가열 서브회선들(8;9)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기화장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 기화 튜브(7)는 자신의 가열 회선(10)을 포함하는 상단부(11)가 구비되는 것을 특징으로 하는 기화장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 기화 튜브(7)는 기화될 물질(57)의 높이 상부에 개구(64)를 갖는 것을 특징으로 하는 기화장치.
5. 제3항에 있어서,

   상기 상단부(11)의 상부 영역에 슬롯(60)을 가진 노즐 바(59)가 제공되는 것을 특징으로 하는 기화장치.
6. 제2항에 있어서,

   상기 가열 서브회선들(8,9)은 기화 튜브(7)의 외부에 꼬불꼬불한 형태로 배치되는 가열 전도체들(13 내지 16; 24 내지 28)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기화장치.
7. 제3항에 있어서,

   상기 상단부(11)의 가열 회선(10)은, 상단부(11)의 일면에서 연장되고 이어서 상단부(11)의 다른 일면으로 구부러지며 상단부(11)의 상기 다른 일면에 가열 전도체(53 내지 55)로서 돌아오는 복수의 가열 전도체들(37,43,47)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기화장치.
8. 제1항에 있어서,

   상기 기화 튜브(7)의 상부에는 롤러(62,63)위에서 이동되는 직물이 제공되는 것을 특징으로 하는 기화장치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 노즐 바(59)는 상기 직물(61)과 기화 튜브(7)의 개구(64) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 기화장치.

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