TWI685279B - 電漿裝置 - Google Patents

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TWI685279B
TWI685279B TW108113263A TW108113263A TWI685279B TW I685279 B TWI685279 B TW I685279B TW 108113263 A TW108113263 A TW 108113263A TW 108113263 A TW108113263 A TW 108113263A TW I685279 B TWI685279 B TW I685279B
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徐逸明
王朝俊
李安仁
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Abstract

一種電漿裝置。此電漿裝置包含外殼、內電極、旋轉構件、延伸管座、噴嘴、以及磁浮馬達。外殼具有容置空間，其中容置空間具有彼此相對之第一開口與第二開口。內電極設於外殼之容置空間中且鄰近於第一開口。旋轉構件可旋轉地設於外殼之外側面外，其中旋轉構件具有至少一溝槽沿著外殼之外側面延伸，且旋轉構件包含數個磁性元件。延伸管座與旋轉構件接合且鄰近第二開口。噴嘴設於延伸管座上且與外殼之第二開口相對。磁浮馬達設於外殼上且位於旋轉構件之溝槽中，其中此磁浮馬達鄰近磁性元件。

Description

電漿裝置
本發明是有關於一種電漿裝置，且特別是有關於一種具旋轉噴嘴之電漿裝置。
為因應工業化的生產需求，有時需對產品或組件的表面進行大面積的電漿處理。有鑑於此，目前發展出一些電漿技術，其大氣電漿裝置中的電漿噴嘴可相對於電漿裝置之軸心歪斜一角度，且電漿噴嘴可繞此軸心進行圓周式旋轉，藉此可使電漿噴射面積增大，進而可達到大面積的電漿處理效果。
這樣的大氣電漿裝置的旋轉需藉由馬達連結轉動皮帶輪，以帶動大氣電漿裝置的管狀電極以及電漿噴嘴旋轉，藉此使電漿噴嘴之噴口相對於大氣電漿裝置的外殼做圓周式旋轉。然而，這樣的大氣電漿裝置長期使用下會導致皮帶鬆弛，需不定期更換皮帶才能維持裝置的運作。此外，此大氣電漿裝置的體積大，會造成裝置無法輕量化，且裝置成本也隨之提高。
因此，本發明之一目的就是在提供一種電漿裝置，其利用磁浮馬達與旋轉構件之間所產生的磁斥力，來帶動旋轉構件，再利用旋轉構件來帶動噴嘴旋轉，故可達到大面積的電漿處理效果。
本發明之另一目的是在提供一種電漿裝置，其旋轉構件利用對磁浮馬達之磁斥力來產生旋轉的方式不僅可大幅降低旋轉構件的磨耗，更可抑制電漿裝置因旋轉構件的轉動所產生的震動，而可降低電漿裝置運轉所產生的噪音，並可提升磁浮馬達運轉的穩定度。
本發明之又一目的是在提供一種電漿裝置，其可改善習知透過馬達帶動皮帶輪轉動來進一步帶動噴嘴旋轉技術中，皮帶因長久使用而易疲乏需常更換的問題，進而可提升產線的生產率。
本發明之再一目的是在提供一種電漿裝置，其磁浮馬達與旋轉構件可安裝於電漿裝置中，因此可有效節省電漿裝置的體積，並可減少電漿裝置的裝置複雜性，而可延長電漿裝置的使用壽命，並可降低成本和簡化電漿裝置的組裝。
根據本發明之上述目的，提出一種電漿裝置。此電漿裝置包含外殼、內電極、旋轉構件、延伸管座、噴嘴、以及磁浮馬達。外殼具有容置空間，其中容置空間具有彼此相對之第一開口與第二開口。內電極設於外殼之容置空間中且鄰近於第一開口。旋轉構件可旋轉地設於外殼之外側面外，其中旋轉構件具有至少一溝槽沿著外殼之外側面延伸， 且旋轉構件包含數個磁性元件。延伸管座與旋轉構件接合且鄰近第二開口。噴嘴設於延伸管座上且與外殼之第二開口相對。磁浮馬達設於外殼上且位於旋轉構件之溝槽中，其中此磁浮馬達鄰近磁性元件。
依據本發明之一實施例，上述之旋轉構件係一環形結構，且上述至少一溝槽係一環形溝槽，旋轉構件與溝槽均環設於外殼之外側面外。
依據本發明之一實施例，上述之至少一溝槽係環形溝槽，上述之磁性元件以相同間隔方式圍設於外殼之外側面外。
依據本發明之一實施例，上述之電漿裝置更包含分氣塊設於外殼之容置空間中且鄰近第一開口，其中內電極穿設於此分氣塊中，且分氣塊具有數個氣孔。
依據本發明之一實施例，上述每個氣孔之延伸方向相對於外殼之軸心傾斜。
依據本發明之一實施例，上述之噴嘴之噴口的延伸方向相對於外殼之軸心傾斜。
依據本發明之一實施例，上述之電漿裝置更包含至少一軸承，其中旋轉構件透過此至少一軸承與外殼之外側面連結。
100‧‧‧電漿裝置
110‧‧‧外殼
110a‧‧‧內側面
110b‧‧‧外側面
112‧‧‧容置空間
112a‧‧‧第一開口
112b‧‧‧第二開口
114‧‧‧軸心
120‧‧‧內電極
130‧‧‧旋轉構件
130a‧‧‧底面
132‧‧‧溝槽
134‧‧‧磁性元件
140‧‧‧延伸管座
142‧‧‧通道
142a‧‧‧第一通道部
142b‧‧‧第二通道部
150‧‧‧噴嘴
152‧‧‧噴口
160‧‧‧磁浮馬達
162‧‧‧連結部
164‧‧‧線圈部
170‧‧‧分氣塊
172‧‧‧氣孔
174‧‧‧頂部
174a‧‧‧底面
176‧‧‧側牆
180‧‧‧軸承
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：〔圖1〕係繪示依照本發明之一實施方式的一種電漿裝置的剖面示意圖。
有鑑於傳統大氣電漿裝置需利用皮帶輪來帶動噴嘴旋轉，而長期使用下皮帶會鬆弛需定期更換，且傳統噴嘴可旋轉之大氣電漿裝置的體積大且成本高。因此，本發明在此提出一種電漿裝置，其利用磁浮馬達與旋轉構件之間所產生的磁斥力來帶動旋轉構件，進而帶動噴嘴旋轉，故可在降低旋轉構件的磨耗、以及抑制電漿裝置因旋轉構件的轉動所產生的震動與噪音下，提供大面積的電漿處理效果。此外，磁浮馬達與旋轉構件可安裝於電漿裝置中，因此可有效縮減電漿裝置的整體體積，並可降低電漿裝置的複雜性，而可延長電漿裝置的使用壽命，進而可降低成本和簡化電漿裝置的組裝。
請參照圖1，其係繪示依照本發明之一實施方式的一種電漿裝置的剖面示意圖。此實施方式之電漿裝置100可為大氣電漿裝置。在一些實施例中，電漿裝置100主要可包含外殼110、內電極120、旋轉構件130、延伸管座140、噴嘴150、以及磁浮馬達160。外殼110為一中空殼體，且具有容置空間112。外殼110具有彼此想對之內側面110a與外側面110b。容置空間112具有第一開口112a與112b分別 位於容置空間112的相對二側，因而第一開口112a與第二開口112b彼此相對。舉例而言，外殼110可為複合結構，而可例如包含導電本體與絕緣內襯，其中絕緣內襯覆蓋在導電本體之內側面上。外殼110可具有軸心114，其中外殼110可相對於其軸心114對稱。
內電極120設置在外殼110的容置空間112中，且鄰近容置空間112的第一開口112a。舉例而言，內電極120可為管狀電極。內電極120與外殼110接合。在一些示範例子中，電漿裝置100更可選擇性地包含分氣塊170。分氣塊170設於外殼110之容置空間112中，且鄰近容置空間112的第一開口112a。舉例而言，分氣塊170可固定在外殼110之內側面110a上，而內電極120可穿設於分氣塊170中，因此內電極120可透過分氣塊170而與外殼110接合。
分氣塊170具有數個氣孔172。在一些示範例子中，如圖1所示，分氣塊170可包含頂部174與側牆176，其中側牆176可呈環狀並接合在頂部174之底面174a的外緣。分氣塊170之剖面可呈類ㄇ字型。藉由這樣的設計，有利於內電極120設置於分氣塊170中。每個氣孔172貫穿分氣塊170之頂部174，且這些氣孔172可例如以相同間隔的方式排列並環設於內電極120之外圍。在一些示範例子中，每個氣孔172之延伸方向並非平行於外殼110的軸心114，而是相對於外殼110的軸心114傾斜一角度，例如約45度。透過使氣孔172相對於外殼110的軸心114傾斜一角度的方 式，反應氣體流經氣孔172後可產生渦漩效果，而可增強電漿強度。
旋轉構件130可旋轉地設於外殼110的外側面110b外。旋轉構件130可例如以外殼110之軸心114為旋轉軸而在外殼110之外側面110b外旋轉。在一些實施例中，旋轉構件130可為環形結構，並環設在外殼110的外側面110b外。在另一些實施例中，旋轉構件130亦可由數個長條狀結構所組成，其中這些長條狀結構呈環狀排列而圍設在外殼110的至少部分之外側面110b外。這些長條狀結構彼此之間可具有間隔，或者可緊密接合而成一環形結構。在一些示範例子中，電漿裝置100更包含至少一軸承180。軸承180連結在外殼110之外側面110b與旋轉構件130之間，藉此旋轉構件130可透過軸承180而與外殼110之外側面110b連結並在外殼110之外側面110b外旋轉。
旋轉構件130具有至少一溝槽132。溝槽132沿著外殼110的外側面110b延伸，即溝槽132之延伸方向可例如平行外殼110的外側面110b。舉例而言，在旋轉構件130為環繞著外殼110之外側面110b的一個環形結構的實施例中，旋轉構件130具有單一個溝槽132，即單一環形的溝槽132，此環形的溝槽132環繞於外殼110之外側面110b外。另一方面，在旋轉構件130係由環設在外殼110的至少部分之外側面110b外的數個長條狀結構所構成的實施例中，旋轉構件130具有數個溝槽132分別對應設於這些長條狀結構 中。在這樣的例子中，這些溝槽132圍設在外殼110之至少部分之外側面110b外。
請繼續參照圖1，旋轉構件130更包含數個磁性元件134。這些磁性元件134可設置在溝槽132之一側或二側的旋轉構件130中。舉例而言，當旋轉構件130為環繞著外殼110之外側面110b的環形結構，且旋轉構件130具有環繞於外殼110之外側面110b外的單一個環形溝槽132時，旋轉構件130包含數個磁性元件134以例如相同間隔方式排列在溝槽132之一側或二側的旋轉構件130中。而當旋轉構件130係由圍設在外殼110的部分外側面110b外的數個長條狀結構所構成，且旋轉構件130包含數個溝槽132分別對應設於這些長條狀結構中時，旋轉構件130的數個磁性元件134分別對應設在這些溝槽132之一側或二側的長條狀結構中，且這些磁性元件134之間具有間隔。
延伸管座140與旋轉構件130接合，且鄰近外殼110之容置空間112的第二開口112b。如圖1所示，延伸管座140可例如接合在旋轉構件130之底面130a。延伸管座140具有通道142，其中此通道142與外殼110之容置空間112連通。舉例而言，延伸管座140之通道142可具有互相連通的第一通道部142a與第二通道部142b，其中第一通道部142a介於外殼110之容置空間112與第二通道部142b之間。第一通道部142a從容置空間112的第二開口112b朝第二通道部142b漸縮，第二通道部142b則可具有實質相同的尺寸。由於延伸管座140與旋轉構件130接合，因此旋轉構 件130繞著外殼110的軸心114旋轉時，可帶動延伸管座140繞著外殼110的軸心114轉動。
噴嘴150設於延伸管座140上，且與容置空間112的第二開口112b相對，即延伸管座140接合在噴嘴150與外殼110之間。噴嘴150具有噴口152，其中噴口152貫穿噴嘴150且與延伸管座140之通道142的第二通道部142b連通。噴口152之延伸方向可例如實質平行於外殼110的軸心114。在一些示範例子中，如圖1所示，噴口152之延伸方向相對於外殼110之軸心114傾斜一角度。由於噴嘴150與延伸管座140接合，因此當延伸管座140被旋轉構件130帶動而繞著外殼110的軸心114旋轉時，可進一步帶動噴嘴150繞著外殼110的軸心114轉動。因此，在噴口152之延伸方向相對於外殼110之軸心114傾斜的例子中，因噴口152的傾斜配合噴嘴150的旋轉，可擴大電漿裝置100的電漿處理面積。
磁浮馬達160設於外殼110上，即磁浮馬達160與外殼110之外側面110b接合。而且，磁浮馬達160位於旋轉構件130的溝槽132中。舉例而言，如圖1所示，磁浮馬達160主要可包含連結部162與線圈部164，其中線圈部164接合於連結部162之底部，且連結部162與外殼110之外側面110b接合，線圈部164則延伸在旋轉構件130的溝槽132中。此外，磁浮馬達160之線圈部164鄰近於旋轉構件130之磁性元件134。
對磁浮馬達160通電後，磁浮馬達160之線圈部164與旋轉構件130中的磁性元件134之間會產生磁場，進而在線圈部164與磁性元件134之間產生磁性互斥力。藉此，可使磁浮馬達160與旋轉構件130之間無接觸，而且旋轉構件130可以外殼110的軸心114為旋轉軸並順著其磁性元件134所產生的磁力線方向旋轉。旋轉構件130的旋轉可帶動延伸管座140以外殼110的軸心114為旋轉軸轉動，延伸管座140可進一步帶動噴嘴150，而使噴嘴150可同樣以外殼110的軸心114為旋轉軸來旋轉。利用噴嘴150的旋轉，電漿裝置100可提供大面積的電漿處理效果。此外，由於旋轉構件130與磁浮馬達160之間具有磁性互斥力而彼此並無接觸，且旋轉構件130係利用磁力的驅動來轉動，這樣的設計除了能將旋轉構件130的磨耗降低之外，也可抑制旋轉構件130轉動時所造成的震動並降低運轉噪音。
電漿裝置100於運作時，工作氣體從外殼110之容置空間112的第一開口112a進入後，通過分氣塊170的氣孔172後可以漩流方式進入容置空間112位於分氣塊170之頂部174下方的部分，再沿著內電極120之外側面朝下方流動而形成氣流。此時，內電極120與外殼110因電壓的施加而產生電弧。電弧可將工作氣體的氣流予以離子化，而使工作氣體產生活化反應，進而形成電漿。電漿通過延伸管座140之通道142，而從被旋轉構件130帶動旋轉之噴嘴150的噴口152噴出。因此，電漿裝置100可增大電漿噴射面積，進而可達到大面積的電漿表面處理效果。
由上述之實施方式可知，本發明之一優點就是因為本發明之電漿裝置利用磁浮馬達與旋轉構件之間所產生的磁斥力，來帶動旋轉構件，再利用旋轉構件來帶動噴嘴旋轉，因此可達到大面積的電漿處理效果。
由上述之實施方式可知，本發明之另一優點就是因為本發明之電漿裝置的旋轉構件利用對磁浮馬達之磁斥力來產生旋轉的方式不僅可大幅降低旋轉構件的磨耗，更可抑制電漿裝置因旋轉構件的轉動所產生的震動，而可降低電漿裝置運轉所產生的噪音，並可提升磁浮馬達運轉的穩定度。
由上述之實施方式可知，本發明之又一優點就是因為本發明之電漿裝置可改善習知透過馬達帶動皮帶輪轉動來進一步帶動噴嘴旋轉技術中，皮帶因長久使用而易疲乏需常更換的問題，進而可提升產線的生產率。
由上述之實施方式可知，本發明之再一優點就是因為本發明之電漿裝置的磁浮馬達與旋轉構件可安裝於既有電漿裝置中，因此可有效節省電漿裝置的體積，並可減少電漿裝置的裝置複雜性，而可延長電漿裝置的使用壽命，並可降低成本和簡化電漿裝置的組裝。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何在此技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧電漿裝置
110‧‧‧外殼
110a‧‧‧內側面
110b‧‧‧外側面
112‧‧‧容置空間
112a‧‧‧第一開口
112b‧‧‧第二開口
114‧‧‧軸心
120‧‧‧內電極
130‧‧‧旋轉構件
130a‧‧‧底面
132‧‧‧溝槽
134‧‧‧磁性元件
140‧‧‧延伸管座
142‧‧‧通道
142a‧‧‧第一通道部
142b‧‧‧第二通道部
150‧‧‧噴嘴
152‧‧‧噴口
160‧‧‧磁浮馬達
162‧‧‧連結部
164‧‧‧線圈部
170‧‧‧分氣塊
172‧‧‧氣孔
174‧‧‧頂部
174a‧‧‧底面
176‧‧‧側牆
180‧‧‧軸承

Claims (7)

  1. 一種電漿裝置，包含：一外殼，具有一容置空間，其中該容置空間具有彼此相對之一第一開口與一第二開口；一內電極，設於該容置空間中且鄰近於該第一開口；一旋轉構件，可旋轉地設於該外殼之一外側面外，其中該旋轉構件具有至少一溝槽沿著該外殼之該外側面延伸，且該旋轉構件包含複數個磁性元件；一延伸管座，與該旋轉構件接合且鄰近該第二開口；一噴嘴，設於該延伸管座上且與該第二開口相對；以及一磁浮馬達，設於該外殼上且位於該旋轉構件之該至少一溝槽中，其中該磁浮馬達鄰近該些磁性元件。
  2. 如申請專利範圍第1項之電漿裝置，其中該旋轉構件係一環形結構，且該至少一溝槽係一環形溝槽，該旋轉構件與該至少一溝槽均環設於該外殼之該外側面外。
  3. 如申請專利範圍第1項之電漿裝置，其中該些磁性元件以相同間隔方式圍設於該外殼之該外側面外。
  4. 如申請專利範圍第1項之電漿裝置，更包含一分氣塊，設於該容置空間中且鄰近該第一開口，其中該內電極穿設於該分氣塊中，且該分氣塊具有複數個氣孔。
  5. 如申請專利範圍第4項之電漿裝置，其中每一該些氣孔之延伸方向相對於該外殼之一軸心傾斜。
  6. 如申請專利範圍第1項之電漿裝置，其中該噴嘴之一噴口的延伸方向相對於該外殼之一軸心傾斜。
  7. 如申請專利範圍第1項之電漿裝置，更包含至少一軸承，其中該旋轉構件透過該至少一軸承與該外殼之該外側面連結。
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