过滤单元及包含其的镀覆装置的制作方法

本发明涉及一种过滤单元及包含其的镀覆装置。

背景技术：

特此标明，此部分中记述的内容仅单纯用于提供对于本发明的背景信息，并不构成已公开的现有技术。

真空蒸镀为在真空氛围下通过各种方法来对固体的涂覆物质加热蒸发而转化为蒸汽，并将其喷射于钢板等被镀覆体而形成薄膜的技术，主要根据加热方法来对涂覆方法进行分类。

具代表性的真空蒸镀方法有热蒸镀法(thermalevaporation)、电子束蒸镀法(electronbeamevaporation)以及电磁悬浮蒸镀法(electro-magneticlevitationevaporation)。

这些真空蒸镀法中，决定涂覆速度的是涂覆物质的蒸汽压力及加热温度。由于蒸汽压力是物质的固有特性，无法任意控制，因此为了提高涂覆速度需要提高涂覆物质的加热温度。

为了提高涂覆物质的加热温度需要提高电阻加热器，电子束或电磁感应圈的电力。由此，随着涂覆物质及坩埚的温度上升，以熔汤形状盛装在坩埚中的涂覆物质将蒸发，同时发生沸腾。

如果熔汤沸腾，则因气泡而使熔汤的表面不稳定，气球破裂，同时涂覆物质的凝块被放出，并被涂覆于试片的表面上。这种现象被命名粗大粒子或飞溅(splash)，这将成为降低涂覆表面的质量的主要原因。

即，为了高速涂覆，需要高温加热涂覆物质，但是熔汤的沸腾将引起粗大粒子的放出，这会降低涂覆表面的质量，因此高速涂覆存在局限性。

作为对这些粗大粒子进行分离并去除的技术的一个例子，有将过滤单元安装在蒸汽产生部和蒸汽喷出口之间的技术。

即，根据粗大粒子和镀覆蒸汽的比重差，通过蒸汽喷出口只排出镀覆蒸汽并供给。

然而，如上所述从过滤单元的内部排出镀覆蒸汽时镀覆蒸汽仍然进行旋转流动，因此将产生镀覆蒸汽的密度差。

由此，将从过滤单元排出的镀覆蒸汽喷射于钢板等被镀覆体时发生涂覆均匀度下降的问题。

因此，需要对用于解决前述的问题的过滤单元及包含其的镀覆装置进行研究。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于，提供一种过滤单元及包含其的镀覆装置，所述过滤单元能够供给粗大粒子得到分离的镀覆蒸汽，同时降低镀覆蒸汽的旋转流动，从而供给均匀密度的镀覆蒸汽。

(二)技术方案

根据本发明的一个实施例的过滤单元可以包括：旋风主体部件，流体从一侧方向流入，且内部截面设置成圆形形状，以形成所述流体的旋转流动；以及排出部件，所述排出部件设置于所述旋风主体部件的中央的上端部，并且至少一部分截面形成为非圆形，以降低旋转流动并排出所述流体。

并且，根据本发明的一个实施例的过滤单元的所述排出部件的特征在于，与所述旋风主体部件结合的下端部可以形成为圆形截面，排出所述流体的上端部可以形成为非圆形截面。

并且，根据本发明的一个实施例的过滤单元的所述排出部件的特征在于，排出所述流体的上端部可以形成为椭圆形截面。

并且，根据本发明的一个实施例的过滤单元的所述排出部件的特征在于，截面可以是椭圆形缸体形状。

并且，根据本发明的一个实施例的过滤单元的所述排出部件的特征在于，其所形成的截面的椭圆形中，短轴长度可以为长轴长度的0.2～0.8倍。

并且，根据本发明的一个实施例的过滤单元的所述排出部件的特征为，可以包括：软管部，所述软管部设置于所述旋风主体部件的中央的上端部，截面为圆形，并且由柔性(flexible)材料形成；以及夹持部，所述夹持部与所述软管部的外表面相接，对所述软管部的一部分施加压力，使得所述软管部的至少一部分截面形成为非圆形。

并且，根据本发明的一个实施例的过滤单元的所述夹持部可以包括：结合轴，所述结合轴结合于所述旋风主体部件，并且设置成与软管部呈水平方向；一对摆动指，所述一对摆动指的一端部与所述结合轴销结合，并且设置于所述软管部的外部面的两侧；以及驱动电机，所述驱动电机固定于所述旋风主体部件，并且与以不同方向形成螺纹的所述摆动指的另一端部的螺纹槽形成螺纹结合。

并且，根据本发明的一个实施例的过滤单元的所述摆动指的特征在于，可以设置成与软管部相接的中央部形成为曲面。

并且，根据本发明的其他实施例的镀覆装置可以包括：上述过滤单元；坩埚单元，所述坩埚单元与所述过滤单元相连接，向所述过滤单元供给作为流体的镀覆蒸汽；以及喷嘴单元，所述喷嘴单元与所述过滤单元的排出部件相连接，并且将从所述过滤单元排出的镀覆蒸汽喷射于钢板。

(三)有益效果

本发明的过滤单元及包含其的镀覆装置具有以下效果：能够供给分离粗大粒子的镀覆蒸汽，同时降低镀覆蒸汽的旋转流动，从而提供均匀密度的镀覆蒸汽。

由此，能够将去除粗大粒子的镀覆蒸汽以均匀分布的形式喷射于钢板，从而能够生产涂覆均匀度优异的涂覆钢板。

但是，本发明的多种且有益的优点和效果并不限定于上述内容，可在说明本发明的具体实施例的过程中更容易理解。

附图说明

图1为示出本发明的镀覆装置的立体图。

图2和图3为示出本发明的过滤单元的排出部件的立体图。

图4为示出本发明的过滤单元的排出部件包括软管部和夹持部的实施例的平面图。

图5为示出本发明的过滤单元的排出部件包括软管部和夹持部的实施例的侧视图。

图6为对从本发明的过滤单元排出的镀覆蒸汽的均匀密度的效果进行比较并示出的图表。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的具体实施例进行详细说明。但是，本发明的思想并不限定于所给出的实施例，理解本发明的思想的本领域技术人员在相同的思想范围内可通过增加、变更、删除其他组件等容易提出退步的其他发明或包含在本发明的思想范围内的其他实施例，而这些也应包含在本发明的思想范围内。

并且，对于各实施例的附图中所示的相同思想范围内的功能相同的组件，将使用相同的附图标记进行说明。

本发明的过滤单元100及包含其的镀覆装置的前体是通过流体旋转的离心力来分离加热用于高速镀覆等的金属固体或液体的镀覆物质的过程中产生的粗大粒子。

并且，本发明的过滤单元100及包含其的镀覆装置，能够通过减缓分离粗大粒子的镀覆蒸汽保持旋转流动时可能发生的镀覆蒸汽的密度的偏差，从而供给均匀密度的镀覆蒸汽。

由此，能够将去除粗大粒子的镀覆蒸汽并以均匀分布的形式喷射于向钢板s，从而能够生产涂覆均匀度优异的涂覆钢板s。

具体而言，图1为示出本发明的镀覆装置的立体图，图6为对从本发明的过滤单元100排出的镀覆蒸汽的均匀密度的效果进行比较并示出的图表。

参照图1和图6，根据本发明的其他实施例的镀覆装置可以包括：过滤单元100；坩埚单元200，所述坩埚单元200与所述过滤单元100相连接，向所述过滤单元100供给作为流体的镀覆蒸汽；以及喷嘴单元300，所述喷嘴单元300与所述过滤单元100的排出部件120相连接，并且将从所述过滤单元100排出的镀覆蒸汽喷射于钢板s。

所述坩埚单元200起到形成用于镀覆于钢板s的镀覆蒸汽的作用。

为此，向所述坩埚单元200需要向其内部提供金属固体或液体的镀覆物质，并且能够加热所述镀覆物质的加热工具。其中，所述加热工具可以是电阻加热器、电子束或电磁感应圈上施加电力的器具。但是，并不限定于这些实施例，只要能够对所述镀覆物质进行加热而形成镀覆蒸汽，则可以为本发明的坩埚单元200具有的加热工具。

另外，所述坩埚单元200可以将过滤单元100作为介质，向所述喷嘴单元300供给镀覆蒸汽，并对钢板s等被镀覆体喷射所述镀覆蒸汽，由此执行涂覆。

所述喷嘴单元300起到的作用在于，以所述过滤单元100为介质从坩埚单元200收到镀覆蒸汽后，将镀覆蒸汽喷射于钢板s等的被镀覆体。

尤其，由于所述喷嘴单元300以过滤单元100为介质从坩埚单元200收到镀覆蒸汽，因此收到去除粗大粒子且均匀密度的镀覆蒸汽。

由此，所述喷嘴单元300能够对所述钢板s喷射均匀密度的镀覆蒸汽，从而能够提高对于所述钢板s的涂覆均匀度。

这些效果可以在图6的图表进行确认。即，图6中对利用传统的圆形排出管并以过滤单元100为介质收到镀覆蒸汽的情况以及利用如本发明所示的椭圆形的排出部件120并以过滤单元100为介质收到镀覆蒸汽的情况进行比较并示出。

其中，镀覆金属使用了900k锌(zn)、900k镁(mg)、900k锌镁混合金属(zn-mg)、800k锌镁混合金属(zn-mg)。

另外，通过以下方式判断了均匀密度的镀覆蒸汽的喷射效果，即利用喷射镀覆蒸汽的钢板s中的镀层的最大厚度减去最小厚度，并将其除以平均值得到的偏差值来进行判断。所述钢板s使用了具有约1600mm的宽度的钢板s。

根据以这种条件进行实验的结果，可以确认相比于使用圆形的排除管的现有技术，使用椭圆形的排出部件120的本发明的镀覆装置的钢板s的宽度方向的镀覆蒸汽的最大偏差约降低1/3～1/2左右。

所述过滤单元100起到分离镀覆蒸汽等的流体的粗大粒子且排出均匀密度的流体的作用。为此，所述过滤单元100可以包括旋风主体部件110和排出部件120。

即，根据本发明的一实施例的过滤单元可以包括：旋风主体部件110，流体从一侧方向流入且内部截面设置成圆形形状，从而形成所述流体的旋转流动；以及排出部件120，设置在所述旋风主体部件110中央的上端部，并且至少一部分截面形成为非圆形，以降低旋转流动并排出所述流体。

其中，所述旋风主体部件110诱导对于流体的离心力，从而根据比重差分离掺杂在流体中的粗大粒子，并且所述排出部件120只排出分离粗大粒子的流体，同时降低流体的旋转流动并排出，从而在排出截面上能够排出均匀密度的流体。

所述旋风主体部件110起到将流入的镀覆蒸汽等流体的流动转换为旋转流动，并通过离心力分离出粗大粒子的作用。

为此，优选地，所述旋风主体部件110配置成流体从一侧方向流入，并且截面形状为圆形。

如上所述，流体从所述旋风主体部件110的一侧方向流入后，将沿着所述旋风主体部件110的内壁部分移动并转变为旋转流动。由此，通过赋予所述流体的离心力，比重比较大的粗大粒子被推向外侧，而只有比重比较小的镀覆蒸汽等流体聚集到所述旋风主体部件110的中间部分。

其中，被推向外侧的粗大粒子的速度因与所述旋风主体部件110的内壁部分的摩擦而变慢，由此，粗大粒子会因重力聚集到所述旋风主体部件110的下部，从而能够与镀覆蒸汽分离。

另一方面，由于镀覆蒸汽的速度不会变慢并且进行自传，因此将产生升力并上升到与重力相反方向的上部，由此与粗大粒子相反地向所述旋风主体部件110的上部排出。

另外，只有聚集到中间的镀覆蒸汽等流体通过设置于所述旋风主体部件110中央的上端部的排出部件120传递到喷嘴单元300等外部结构。

所述排出部件120起到只将在所述旋风主体部件110中分离粗大粒子的镀覆蒸汽等流体排出到外部的作用。

为此，所述排出部件120设置于所述旋风主体部件110中央的上端部，从而只将聚集到所述旋风主体部件110的中央部的镀覆蒸汽等流体排出到外部。

尤其，所述排出部件120的截面不是圆形，而是被配置为非圆形，从而能够降低所述镀覆蒸汽等流体的旋转流动。

这是因为，如果所述镀覆蒸汽等流体保持旋转流动，则以通过所述排出部件120排出的排出截面作为标准进行判断时，防止排出的流体密度不均衡。

如果所述流体保持旋转流动，相比所述排出截面的中央部，流体将密集于所述排出截面的外围，从而密度上升，另一方面，所述排出截面的中央部的密度相对降低，从而发生密度不均衡。

然而，本发明的所述排出部件120的排出截面形成为非圆形，降低所述流体的旋转流动，从而能够降低所述排出截面的流体密度的不均衡。

其中，非圆形的形状可以为四边形、三角形等多边形，但是为了最大限度地防止涡流的发生引起的镀覆蒸汽的凝聚，优选为椭圆形。对此，后面将参照图2或图3进行详细说明。

图2为示出本发明的过滤单元100的排出部件120的立体图，其示出只有排出部件120的上端部为椭圆形的实施例。

参照图2，根据本发明的一实施例的过滤单元100的所述排出部件120的特征在于，与所述旋风主体部件110结合的下端部形成为圆形截面，排出所述流体的上端部形成为非圆形截面。

如上所述，本发明的所述排出部件120的上端部的排出截面形成为非圆形，降低了所述流体的旋转流动，从而能够降低对于所述排出截面的流体密度的不均衡。

尤其，所述排出部件120的下端部形成为圆形截面，作为排出末端的上端部形成为非圆形截面，从而能够降低逐步进行的旋转流动。

由此，防止了旋转流动的突然降低引起的涡流的发生以及排出流体的停滞，从而能够防止镀覆蒸汽等的凝聚。

其中，非圆形的形状可以为四边形、三角形等多边形，但是为了最大限度地防止涡流的发生引起的镀覆蒸汽的凝聚，优选为椭圆形。

即，根据本发明的一个实施例的过滤单元100的所述排出部件120的特征在于，排出所述流体的上端部形成为椭圆形截面。

其中，当所述排出部件120的上端部呈角形时，流动将停滞于边角部分，并且边角部分之间的平坦部分的流动比较快，从而会发生由流动差引起的涡流。因此，优选将所述排出部件120的上端部形成为椭圆形。

图3为示出本发明的过滤单元100的排出部件120的立体图，其示出将排出部件120配置成椭圆形的缸体形状的实施例。

参照图3，根据本发明的一个实施例的过滤单元100的所述排出部件120的特征在于，截面配置成椭圆形缸体形状。

由此，当降低流体的旋转流动时，为了降低旋转流动而确保流体的适应时间(或距离)，从而能够稳定地去除通过排出部件120的上端部排出的流体的旋转流动。

其中，根据本发明的一个实施例的过滤单元100的所述排出部件120的特征在于，其所形成的截面的椭圆形中，短轴l1长度为长轴l2的长度的0.2～0.8倍。

其中，就数值范围的上限值而言，如果超过该上限值，则与圆形截面的情况相比旋转流动的降低效果甚微，从而没有限定为椭圆形的意义，就下限值而言，如果小于该下限值，则突然降低旋转流动，从而会发生镀覆蒸汽等的凝聚问题，因此不优选。

图4为示出本发明的过滤单元100的排出部件120包括软管部121和夹持部122的实施例的平面图，图5为示出本发明的过滤单元100的排出部件120包括软管部121和夹持部122的实施例的侧视图。

参照图4及图5，根据本发明的一个实施例的过滤单元100的所述排出部件120的特征为，可以包括：软管部121，所述软管部121设置于所述旋风主体部件110中央的上端部，截面为圆形，并且由柔性(flexible)材料形成；以及夹持部122，所述夹持部122与所述软管部121的外表面相接，对所述软管部121的一部分施加压力，以使所述软管部121的至少一部分截面形成为非圆形。

如上所述，所述排出部件120为了形成非圆形的截面而包括软管部121和夹持部122。

然而，所述排出部件120包括软管部121和夹持部122并形成非圆形的截面仅仅是一个实施例，所述排出部件120也可以是形成为非圆形截面的不变形的刚体(rigidbody)。

所述软管部121起到连接所述风主体部件110和外部的喷嘴单元300等的作用。

尤其，当所述夹持部122对所述软管部121外表面施加压力时，形成非圆形截面，从而形状将变形，以降低从所述旋风主体部件110流入的镀覆蒸汽等流体的旋转流动。

为此，所述软管部121可以由柔性(flexible)材料形成。例如，可以为橡胶材质的材料，也可以为在高温下刚性降低的金属材质、塑料材质。或者，可以为内侧由耐高温的陶瓷材质形成，外侧由诱导形状变形的毛料材质形成。

所述夹持部122起到通过对所述软管部121施加压力来诱导软管部121的截面形成非圆形的作用。为此，所述夹持部122可以包括结合轴122a、摆动指122b以及驱动电机122c。

即，根据本发明的一个实施例的过滤单元100的所述夹持部122可以包括：结合轴122a，所述结合轴122a结合于所述旋风主体部件110，并且设置成与软管部121呈水平方向；一对摆动指122b，所述一对摆动指122b的一端部与所述结合轴122a销结合，并且设置于所述软管部121的外部面的两侧；以及驱动电机122c，所述驱动电机122c固定于所述旋风主体部件110，并且与以不同方向形成螺纹的所述摆动指122b的另一端部的螺纹槽螺纹结合。

如上所述，一对所述摆动指122b邻接设置于所述软管部121的外表面，并且设置成能够以所述结合轴122a为中心摆动。

另外，如果所述驱动电机122c向正方向旋转，则所述摆动指122b将收紧，如果所述驱动电机122c向逆方向旋转，则所述摆动指122b将远离。

此时，当所述摆动指122b收紧时，所述摆动指122b将向所述软管部121的外表面施加压力，使得所述软管部121的截面形成为非圆形。

尤其，当将所述摆动指122b与所述软管部121相接的形状形成为曲面时，被所述摆动指122b施加压力的所述软管部121的截面将从圆形变形为椭圆形。

即，根据本发明的一个实施例的过滤单元100的所述摆动指122b的特征在于，设置成与所述软管部121相接的中央部形成为曲面。

其中，为了使所述软管部121的施加压力的部分的截面形成椭圆形，更具体地所述中央部优选形成为曲面，使得当一对所述摆动指122b相互紧贴时中央形成椭圆形的孔。