特開 2024-109084 被覆管コーティング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024109084

(43)【公開日】2024-08-13

(54)【発明の名称】被覆管コーティング装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/32 20060101AFI20240805BHJP

   C23C 14/14 20060101ALI20240805BHJP

【ＦＩ】

C23C14/32 Z

C23C14/14 D

【審査請求】有

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024009888

(22)【出願日】2024-01-26

(31)【優先権主張番号】10-2023-0013236

(32)【優先日】2023-01-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(71)【出願人】

【識別番号】597060645

【氏名又は名称】コリア アトミック エナジー リサーチ インスティテュート

【氏名又は名称原語表記】ＫＯＲＥＡ ＡＴＯＭＩＣ ＥＮＥＲＧＹ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】弁理士法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】金 鉉佶

(72)【発明者】

【氏名】金 成恩

(72)【発明者】

【氏名】洪 鐘大

(72)【発明者】

【氏名】呉 洪烈

【テーマコード（参考）】

4K029

【Ｆターム（参考）】

4K029AA02

4K029BA21

4K029CA03

4K029DD06

4K029JA01

4K029JA02

(57)【要約】      （修正有）

【課題】被覆管へのコーティング効率を上げ、長さ方向と円周方向にコーティング厚さに偏差が少なく、コーティング速度を向上させることができる、被覆管コーティング装置を提供する。
【解決手段】被覆管コーティング装置１０は、アークイオンプレーティングを利用したジルコニウム合金コーティング環境を作るチャンバー部１２、チャンバー部内に備えられてコーティング対象体である複数の被覆管２０が収容される回転支持部１００、そして回転支持部に収容された複数の被覆管に向かってチャンバー部に備えられ、アーキング現象により耐酸化物質が溶融して蒸発されながらイオン化されるターゲット部１４を含み、回転支持部は、複数の被覆管が回転支持される回転台を複数含み、複数の被覆管の回転速度が予め設定された速度で一定になるように回転台を支持し、複数の被覆管の長さ方向と円周方向にコーティング厚さを均一に維持するように回転台を支持する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

アークイオンプレーティングを利用したジルコニウム合金コーティング環境を作るチャンバー部、
前記チャンバー部内に備えられてコーティング対象体である複数の被覆管が収容される回転支持部、及び
前記回転支持部に収容された複数の被覆管に向かって前記チャンバー部に備えられ、アーキング現象により耐酸化物質が溶融して蒸発しながらイオン化されるターゲット部、を含み、
前記回転支持部は、
前記複数の被覆管が回転支持される回転台を複数含み、前記複数の被覆管の回転速度が予め設定された速度で一定になるように回転台を支持し、前記複数の被覆管の長さ方向と円周方向にコーティング厚さを均一に維持するように回転台を支持する被覆管コーティング装置。

【請求項2】

前記回転支持部は、
予め設定された第１サイズの下部を含み、高さ方向の第１中心軸結合で連結される上部を含み、円周方向に沿って装着空間を形成し、外力の伝達により回転する第１回転台、及び
前記第１回転台の円周方向に沿って複数備えられ、予め設定された第２サイズの下部を含み、高さ方向の第２中心軸結合で連結される上部を含み、複数の被覆管装着空間を形成し、前記第１回転台の回転に連動して回転する第２回転台、を含む、請求項１に記載の被覆管コーティング装置。

【請求項3】

前記第１回転台は、
下側に備えられて前記第１中心軸の下部を支持する第１１回転板、及び
前記第１１回転板の上側に備えられて前記第１中心軸の上部を支持する第１２回転板、を含む、請求項２に記載の被覆管コーティング装置。

【請求項4】

前記第１２回転板は円周方向に沿って予め設定された間隔で離隔形成されて、該当する軸が取り付けられるように軸取付溝を含む、請求項３に記載の被覆管コーティング装置。

【請求項5】

前記回転支持部は、
前記第１回転台の一側に備えられて前記第１回転台に伝達される回転駆動力を発生する駆動部をさらに含む、請求項２に記載の被覆管コーティング装置。

【請求項6】

前記回転支持部は、
前記駆動部と前記第１回転台との間、そして前記第１回転台と前記第２回転台との間に備えられて、前記駆動部の回転駆動力を伝達する動力伝達部をさらに含む、請求項５に記載の被覆管コーティング装置。

【請求項7】

前記動力伝達部は、
前記駆動部の回転速度を減速する第１ギヤ比を有し、前記第１回転台の下部で軸結合で連結される第１ギヤ部、
前記第１ギヤ部の回転速度を増速する第２ギヤ比を有し、前記第２回転台に軸結合で連結される第２ギヤ部、そして
前記第２ギヤ部の回転速度を減速する第３ギヤ比を有し、前記第２回転台で前記第２ギヤ部の周辺に軸結合で連結される第３ギヤ部、を含む、請求項６に記載の被覆管コーティング装置。

【請求項8】

前記第１ギヤ部は、
前記第１回転台の下部で下側に備えられて前記駆動部と直接連結される第１１ギヤ部、及び
前記第１１ギヤ部と同一形状を有し、前記第１回転台の下部で前記第１１ギヤ部の上側に備えられて前記第１１ギヤ部と同心軸に連結され、前記第２ギヤ部と直接連結される第１２ギヤ部、を含む、請求項７に記載の被覆管コーティング装置。

【請求項9】

前記第２ギヤ部は、
前記第２回転台の下部で下側に備えられて前記第１２ギヤ部と直接連結される第２１ギヤ部、及び
前記第２１ギヤ部の回転速度を減速するギヤ比を有し、前記第２回転台の上部で前記第２１ギヤ部の上側に備えられて、前記第２１ギヤ部と同心軸に連結され、前記第３ギヤ部と直接連結される第２２ギヤ部、を含む、請求項８に記載の被覆管コーティング装置。

【請求項10】

前記第３ギヤ部は該当する被覆管の下部に備えられる、請求項９に記載の被覆管コーティング装置。

【請求項11】

前記第２回転台は、
下側に備えられて前記第２中心軸の下部を支持する第２１回転板、及び
前記第２１回転板の上側に備えられて前記第２中心軸の上部を支持する第２２回転板、を含む、請求項２に記載の被覆管コーティング装置。

【請求項12】

前記第２２回転板は円周方向に沿って予め設定された間隔で離隔形成されて該当する被覆管が分離結合構造で装着されて取り付けられるように被覆管取付溝が備えられる、請求項１１に記載の被覆管コーティング装置。

【請求項13】

前記被覆管取付溝は、
前記第２２回転板の円周面で前記被覆管が挿入される開口部形状で備えられる流入溝、及び
前記第２２回転板の内側で前記流入溝に連結される位置に備えられて前記被覆管の外径が挿入されて安着した状態を支持する安着溝、を含む、請求項１２に記載の被覆管コーティング装置。

【請求項14】

前記ターゲット部は前記チャンバー部の高さ方向に沿って複数備えられる、請求項１に記載の被覆管コーティング装置。

【請求項15】

前記ターゲット部は前記チャンバー部内で前記回転支持部の円周方向を基準として複数配置される、請求項１に記載の被覆管コーティング装置。

【請求項16】

前記ターゲット部は前記回転支持部の円周方向を基準として互いに異なる高さになるように底面からジグザグの配列構造で配置される、請求項１５に記載の被覆管コーティング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

被覆管コーティング装置が提供される。

【背景技術】

【0002】

事故耐性燃料（Ａｃｃｉｄｅｎｔ Ｔｏｌｅｒａｎｔ Ｆｕｅｌ、ＡＴＦ）被覆管（ｃｌａｄｄｉｎｇ ｔｕｂｅｓ）は、原子力発電所の事故発生時、高温水蒸気環境下での水素生成量を低減させて水素爆発を防止する目的で研究、開発されてきた。ＡＴＦ被覆管は、従来の被覆管が有する耐腐食性、クリープ抵抗性、照射変形下での安定性、そして保管処分に関連した特性を含む極限環境下での多様な性能条件を満たし、耐酸化性の向上に重点を置いて開発されなければならない。ところで、経済性および早期の商用化を考慮して、世界的に従来のジルコニウム（Ｚｒ）合金被覆管の表面に耐酸化物質をコーティングする方法により、事故耐性被覆管の開発が行われている。

【0003】

このために、韓国原子力研究院では、従来のジルコニウム合金被覆管の表面に３Ｄプリンティング工程を適用して表面処理する方法と、アークイオンプレーティング（Ａｒｃ Ｉｏｎ Ｐｌａｔｉｎｇ、ＡＩＰ）技術を適用してコーティングする方法とが研究されている。ＡＩＰ方法は、商用ジルコニウム合金被覆管母材に損傷を与えずにＣｒおよびＣｒＡｌ合金をコーティングして耐酸化性を向上させる方法として選択されて商用化技術の開発が行われている。

【0004】

しかし、ジルコニウム合金被覆管にコーティング層を積層させるＡＩＰ工程は、ＡＩＰ装備に多量の被覆管を装入してコーティングするには限界がある。被覆管は直径が９．５ｃｍ、厚さが０．５７ｃｍ、そして長さが４ｍの諸元を持っている。ＡＩＰ装備内に被覆管をコーティングする時、被覆管を水平型と垂直型に配置する方法がある。水平型配置方法は、被覆管の自重による反り現象により、多量の被覆管をＡＩＰ装備内に装填する時に治具（ジグ）が複雑になり、互いに干渉が発生しない条件を構成することが容易ではない。そのために、韓国原子力研究院では、ＡＩＰ装備内に被覆管を垂直に配置する方法を用いて２０１４年からＣｒおよびＣｒＡｌ合金コーティングを行っている。しかし、ＡＩＰコーティングの時に一度に多量の被覆管をコーティングするには限界がある。

【0005】

関連先行文献として韓国公開特許第２０２０－０１２３６５６号公報は、「核燃料被覆管の被膜形成装置」を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】韓国公開特許第２０２０－０１２３６５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

一実施形態の目的は、アークイオンプレーティング（ＡＩＰ）装備に多量の被覆管を装入してコーティング効率を上げることができ、被覆管の長さ方向と円周方向にコーティング厚さに偏差が少なく、また単位時間当たりのコーティング速度を向上させることができる被覆管コーティング装置を提供することにある。

【0008】

前記課題以外にも具体的に言及されていない他の課題を達成するには、本発明による実施形態が使用され得る。

【課題を解決するための手段】

【0009】

一実施形態による被覆管コーティング装置は、アークイオンプレーティングを利用したジルコニウム合金コーティング環境を作るチャンバー部、チャンバー部内に備えられてコーティング対象体である複数の被覆管が収容される回転支持部、そして回転支持部に収容された複数の被覆管に向かってチャンバー部に備えられ、アーキング現象により耐酸化物質が溶融して蒸発しながらイオン化されるターゲット部を含み、回転支持部は、複数の被覆管が回転支持される回転台を複数含み、複数の被覆管の回転速度が予め設定された速度で一定になるように回転台を支持し、複数の被覆管の長さ方向と円周方向にコーティング厚さを均一に維持するように回転台を支持する。

【発明の効果】

【0010】

一実施形態によれば、アークイオンプレーティング（ＡＩＰ）装備を利用した金属コーティング膜の蒸着工程時、多量の被覆管を装入してコーティング効率を上げながら均質なコーティング層が形成され得る。

【0011】

また、一実施形態によれば、被覆管の長さ方向と円周方向にコーティング厚さを均一に維持しながら、単位時間当たりのコーティング速度が調節され得る。

【0012】

また、一実施形態によれば、核燃料用被覆管を経済的かつ優れた品質でコーティングする装置が提供され得る。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】一実施形態による被覆管コーティング装置を示した図面である。

【図2】一実施形態による回転支持部を示した図面である。

【図3】一実施形態による被覆管の分離結合構造を示した図面である。

【図4】一実施形態による被覆管のコーティング重畳領域を示した図面である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付した図面を参照して本発明の実施形態について本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。本発明は、多様な異なる形態で実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されない。図面において、本発明を明確に説明するために、説明上不要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一の図面符号を使用した。また広く知られている公知技術の場合、その具体的な説明は省略する。

【0015】

明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」という時、これは特に記載された場合をのぞき、他の構成要素を除外せず、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。

【0016】

以下、図面を参照して被覆管コーティング装置を詳細に説明する。
図１は一実施形態による被覆管コーティング装置を示した図面であり、図２は一実施形態による回転支持部を示した図面である。そして図３は一実施形態による被覆管の分離結合構造を示した図面であり、図４は一実施形態による被覆管のコーティング重畳領域を示した図面である。

【0017】

図１乃至図４を参照すれば、一実施形態による被覆管コーティング装置１０は、チャンバー部１２、回転支持部１００、そしてターゲット部１４を含む。被覆管コーティング装置１０は、アークイオンプレーティング（ＡＩＰ）装備に多数の被覆管２０を装入してコーティング効率を上げることができる。また、一実施形態によれば、被覆管２０の長さ方向と円周方向にコーティング厚さの偏差が少なく、また単位時間当たりのコーティング速度を増大することができる。

【0018】

チャンバー部１２はアークイオンプレーティングを利用したジルコニウム合金コーティング環境を作ることができる。チャンバー部１２は真空チャンバー部で形成され得る。図１を参照すれば、チャンバー部１２の内部にはターゲット部１４、ヒーター部１６、回転支持部１００、そしてコーティング対象体である被覆管２０が備えられ得る。チャンバー部１２内で、回転支持部１００に含まれる回転台と被覆管２０がそれぞれ回転する。ターゲット部１４を中心に接近してから離反する回転台の回転と同時に被覆管２０の全面がコーティングされるように被覆管２０の回転運動が維持され得る。回転支持部１００に装着可能な被覆管２０の個数が増加するため、被覆管２０の多量装着が実現され得る。

【0019】

回転支持部１００はチャンバー部１２内に備えられてコーティング対象体である複数の被覆管２０が収容され得る。回転支持部１００は複数の被覆管２０を回転支持する回転台を複数含むことができる。回転支持部１００は複数の被覆管２０の回転速度が予め設定された速度で一定になるように、複数の被覆管２０と回転台を支持する。また、回転支持部１００は複数の被覆管２０の長さ方向と円周方向にコーティング厚さを均一に維持するように、複数の被覆管２０と回転台を支持する。

【0020】

回転支持部１００は、第１回転台１１０、そして第２回転台１２０を含むことができる。

【0021】

第１回転台１１０は予め設定された第１サイズの円板形状で形成された下部を含む。また、第１回転台１１０は円板形状以外に多角形板形状など他の形状を有することができる。第１回転台１１０の上部は高さ方向の第１中心軸１１２結合で連結されて、円周方向に沿って装着空間を形成し、外力の伝達により第１回転台１１０が回転することができる。

【0022】

第１回転台１１０は、第１１回転板１１４、そして第１２回転板１１６を含むことができる。第１１回転板１１４は第１回転台１１０の下部に備えられて第１中心軸１１２の下部を支持することができる。第１２回転板１１６は第１回転台１１０の上部に備えられ、第１１回転板１１４の上に備えられて、第１中心軸１１２の上部を支持することができる。第１２回転板１１６は円周方向に沿って予め設定された間隔で離隔形成されて、該当する軸が取り付けられるように軸取付溝１１８を含むことができる。

【0023】

第２回転台１２０は、被覆管２０の装着と脱着が容易であり、被覆管２０の装着された状態を安定的に維持することができる円形の回転板を備える。また、第２回転台１２０は円板形状以外に多角形板形状など他の形状を有することができる。このような回転板に複数の被覆管２０が装着され得る。第２回転台１２０は複数備えられて、より多くの数量の被覆管２０が複数の第２回転台１２０のそれぞれに装着され得る。必要に応じて第２回転台１２０は回転支持部１００の空間に拡張配列され得る。このような場合、チャンバー部１２の内部直径に合うように回転支持部１００の空間の拡張が可能である。第２回転台１２０のサイズにより第２回転台１２０に装着可能な被覆管２０の個数が制限され得る。第２回転台１２０を板状に形成することによって、複数の被覆管２０が第２回転台１２０に装着され得る。１個の第２回転台１２０には円周方向に沿って少なくとも６個以上の被覆管２０が装着され得る。そして第２回転台１２０は複数備えられ、互いに隣接する第２回転台１２０の間に干渉がない範囲で第２回転台１２０の装着が可能な構造で形成され得る。

【0024】

第２回転台１２０は第１回転台１１０の円周方向に沿って複数備えられ、予め設定された第２サイズの下部を含む。第２回転台１２０の上部は高さ方向の第２中心軸１２２結合で連結されて複数の被覆管２０装着空間を形成し、第１回転台１１０の回転に連動して回転することができる。第１回転台１１０の第１サイズは第２回転台１２０の第２サイズよりも大きく形成され得る。

【0025】

第２回転台１２０は、第２１回転板１２４、そして第２２回転板１２６を含むことができる。第２１回転板１２４は第２回転台１２０の下部に備えられて第２中心軸１２２の下部を支持することができる。第２２回転板１２６は第２回転台１２０の上部に備えられ、第２１回転板１２４の上側に備えられて、第２中心軸１２２の上部を支持することができる。第２２回転板１２６は円周方向に沿って予め設定された間隔で離隔形成されて、該当する被覆管２０が分離結合構造で装着されて取り付けられるように被覆管取付溝１２８を含むことができる。

【0026】

被覆管取付溝１２８は、流入溝１２８ａと安着溝１２８ｂを含むことができる。流入溝１２８ａは第２２回転板１２６の円周面に位置し、被覆管２０が挿入される開口部形状を有する。安着溝１２８ｂは第２２回転板１２６の内側に位置し、流入溝１２８ａに連結される位置にあり、被覆管２０の外径が挿入されて安着した状態を支持することができる。

【0027】

第２２回転板１２６にロッド形状の被覆管２０が嵌合構造で分離結合されるように形成され得る。

【0028】

被覆管２０は第２２回転板１２６の被覆管取付溝１２８に分離結合され得る。そして被覆管２０は第２２回転板１２６の被覆管取付溝１２８に取り付けられた状態で上部と下部が別途の固定部１５０で結合され得る。固定部１５０は被覆管２０の上部と下部にそれぞれ嵌合構造で分離結合される固定キャップ形状で形成され得る。固定部１５０は被覆管２０の上部が挿入される第１固定溝１５２ａが備えられた第１固定キャップ１５２、そして被覆管２０の下部が挿入される第２固定溝１５４ａが備えられた第２固定キャップ１５４を含むことができる。第１固定溝１５２ａは円形の直線構造で形成され得る。第２固定溝１５４ａは予め設定された方向に傾斜した構造で形成され得る。被覆管２０の下部は第２固定溝１５４ａの傾斜構造に対応するように傾斜して形成され得る。このように被覆管２０の下部が傾斜した構造で形成され、傾斜した第２固定溝１５４ａの内部に挿入されることによって、被覆管２０自体の回転を防止することができる。被覆管２０の上部と第１固定溝１５２ａの内部は円形構造で形成され、被覆管２０の下部と第２固定溝１５４ａの内部は傾斜構造で形成されるため、被覆管２０の回転が防止され得る。

【0029】

第２回転台１２０に結合される第２中心軸１２２は第１２回転板１１６の軸取付溝１１８に分離結合され得る。そして第２中心軸１２２は第１２回転板１１６の軸取付溝１１８に取り付けられた状態で、上部と下部が別途の固定部で結合され得る。固定部は第２中心軸１２２の上部と下部にそれぞれ嵌合構造で分離結合される固定キャップ形状で形成され得る。固定部は、第２中心軸１２２の上部が挿入される第１固定溝が備えられた第１固定キャップ、そして第２中心軸１２２の下部が挿入される第２固定溝が備えられた第２固定キャップを含むことができる。第１固定溝は円形の直線構造で形成され得る。第２固定溝は予め設定された方向に傾斜した構造で形成され得る。第２中心軸１２２の下部は第２固定溝の傾斜構造に対応するように傾斜して形成され得る。このように第２中心軸１２２の下部が傾斜した構造で形成され、傾斜した第２固定溝の内部に挿入されることによって、第２中心軸１２２自体の回転を防止することができる。第２中心軸１２２の上部と第１固定溝の内部は円形構造で形成され、第２中心軸１２２の下部と第２固定溝の内部は傾斜構造で形成されるため、第２中心軸１２２の回転が防止され得る。

【0030】

ターゲット部１４は回転支持部１００に収容された複数の被覆管２０に向かってチャンバー部１２に備えられ、アーキング現象により耐酸化物質が溶融して蒸発しながらイオン化され得る。ここで、耐酸化物質は、ＣｒまたはＣｒ合金を含むことができる。Ｃｒ合金は、Ｃｒ－Ａｌを含むＣｒ系合金を含むことができる。ターゲット部１４はチャンバー部１２の高さ方向に沿って複数備えられ得る。例えば、ターゲット部１４はチャンバー部１２の前後左右の４面でそれぞれ高さ方向に沿って複数備えられ得る。また、チャンバー部１２内でターゲット部１４の配置を回転支持部１００の円周方向を基準として複数配置することができる。例えば、チャンバー部１２内でターゲット部１４の配置を回転支持部１００の円周方向を基準として９０度ずつ４列配置することができる。１列または２列のターゲット部配置を円周方向に９０度ずつ４列配置することによって、２列配置に比べてコーティング速度が２倍増加するようにすることによってコーティング速度を高めることができる。また、ターゲット部１４は円周方向に異なる高さになるように底面からジグザグおよび奇数（０、１８０度）と偶数（９０、２７０度）の配列構造を有することができる。ターゲット部１４は円周方向に複数配置されることによって、単位時間当たりのコーティング効率を向上させることができる。そしてターゲット部１４は底面から高さを異なるように配置（ジグザグ、奇数－偶数）することによって、長さ方向の厚さ偏差が最小化され得る。

【0031】

それぞれのターゲット部１４で被覆管２０にコーティングされる領域があるため、上下のターゲット部１４で発生または放射されるコーティング物質の重畳領域が１０％以上になるように配置することができる。互いに隣接するターゲット部１４とターゲット部１４との間の距離は被覆管２０にコーティングされる領域で１０％以上重なるように配置することができる。ターゲット部１４でそれぞれ被覆管２０にコーティングされる領域があるため、上下のターゲット部１４で発生されるコーティング物質の重畳領域が１０％以上になるように配置することによって、長さ４ｍの被覆管２０に長さ方向に均一な厚さのコーティング層を得ると共に、単位時間当たりのコーティング速度を高めることができる。

【0032】

回転支持部１００は、駆動部１３０、そして動力伝達部１４０をさらに含むことができる。

【0033】

駆動部１３０は第１回転台１１０の一側に備えられて第１回転台１１０に伝達される回転駆動力を発生することができる。駆動部１３０は回転速度を制御することができるモータを含むことができる。駆動部１３０の駆動軸には動力伝達部１４０に動力を伝達する駆動ギヤ１３０ａが備えられ得る。駆動部１３０の回転速度を制御することによって、被覆管２０の回転速度が制御され得る。例えば、駆動部１３０と被覆管２０の回転速度は一致するように制御することができる。そして駆動部１３０から発生した回転力を回転台に伝達する動力伝達部１４０のギヤ比を調節することによって、回転台の円周方向に沿って複数備えられた被覆管２０の回転速度が一定となり、連続的に回転することができる。駆動部１３０と連結される動力伝達部１４０、そして動力伝達部１４０と連結される被覆管２０の間に備えられるそれぞれのギヤ比を調節することで、駆動部１３０の回転速度と被覆管２０の回転速度が１：１になるように制御することができる。被覆管２０の回転速度が速ければコーティング効率が低下する。したがって、駆動部１３０の回転速度を調節して被覆管２０の回転速度を調節することによって、被覆管２０のコーティング効率を増大させることができる。このような理由により、被覆管２０の均一なコーティングが実現され得る。

【0034】

動力伝達部１４０は駆動部１３０と第１回転台１１０との間、そして第１回転台１１０と第２回転台１２０との間に備えられて駆動部１３０の回転駆動力を伝達することができる。動力伝達部１４０は、第１ギヤ部１４２、第２ギヤ部１４４、そして第３ギヤ部１４６を含むことができる。真空状態でコーティングが累積するため、回転台の駆動力伝達はギヤ部を優先的に使用することができる。そして被覆管２０の回転速度はそれぞれの位置で一定でなければならないため、回転直径の増加による回転速度の制御は減速ギヤを使用することができる。

【0035】

第１ギヤ部１４２は駆動部１３０の回転速度を減速する第１ギヤ比を有し、第１回転台１１０の下部で軸結合で連結され得る。第１ギヤ部１４２は、第１１ギヤ部１４２ａ、そして第１２ギヤ部１４２ｂを含むことができる。第１１ギヤ部１４２ａは第１回転台１１０の下部で下側に備えられて駆動部１３０と直接連結され得る。第１２ギヤ部１４２ｂは第１１ギヤ部１４２ａと同一形状を有し、第１回転台１１０の下部で第１１ギヤ部１４２ａの上側に備えられて第１１ギヤ部１４２ａと同心軸に連結され、第２ギヤ部１４４と直接連結され得る。

【0036】

第２ギヤ部１４４は第１ギヤ部１４２の回転速度を増速する第２ギヤ比を有し、第２回転台１２０に軸結合で連結され得る。第２ギヤ部１４４は、第２１ギヤ部１４４ａ、そして第２２ギヤ部１４４ｂを含むことができる。第２１ギヤ部１４４ａは第２回転台１２０の下部で下側に備えられて第１２ギヤ部１４２ｂと直接連結され得る。第２２ギヤ部１４４ｂは第２１ギヤ部１４４ａの回転速度を減速するギヤ比を有し、第２回転台１２０の上部で第２１ギヤ部１４４ａの上側に備えられて、第２１ギヤ部１４４ａと同心軸に連結され、第３ギヤ部１４６と直接連結され得る。

【0037】

第３ギヤ部１４６は第２ギヤ部１４４の回転速度を減速する第３ギヤ比を有し、第２回転台１２０で第２ギヤ部１４４の周辺に軸結合で連結され得る。第３ギヤ部１４６は該当する被覆管２０の下部に備えられ得る。

【0038】

前述のように駆動部１３０の回転により被覆管２０の回転は段階的に減速と増速の関係で連結され得る。駆動部１３０の１次回転、次に駆動部１３０と連結された第１回転台１１０の２次回転、次に第１回転台１１０と連結された第２回転台１２０の３次回転、次に第２回転台１２０に装着された被覆管２０の４次回転が、順次に行われ得る。

【0039】

ここで、全ての被覆管２０は、コーティング時にバイアス電圧（Ｂｉａｓ Ｖｏｌｔａｇｅ）が印加されるように回転台とギヤ部、そして被覆管２０が装着される部分に電気的接触が維持されなければならない。そして回転台は外部で被覆管２０を装填して嵌合方式で取付部分に一度に装着されるように形成され得る。被覆管２０は円周方向に全て均質にコーティングされるように回転しなければならない。被覆管２０は回転して円周方向に一定にターゲット部１４に向かうようにすることによって、均一な厚さのコーティングが実現され得る。駆動部１３０と動力伝達部１４０は被覆管２０の回転速度が一定であり、連続的に回転することができるギヤ部を維持するが、ただし、回転速度が制御されなければならない。被覆管２０の回転速度を制御するギヤ部を備えてそれぞれのギヤ比を調節することによって、被覆管２０の回転速度を連続的に一定に維持することができる。

【0040】

第１回転台１１０の回転中心軸である第１中心軸１１２から被覆管２０が離れた状態で装着される場合、相対的に被覆管２０の位置で第１回転台１１０の回転速度が増加するため、被覆管２０のコーティングが円滑に行われない。第１回転台１１０の直径が増加する場合、駆動部１３０で提供される回転速度に比べて回転量が増加することで、被覆管２０のコーティングが円滑に行われない。そのために、イオンが付着され得る時間が減少するため、コーティング膜が薄くなり、コーティング効率が減少することがある。

【0041】

これを解決するために、駆動部１３０と第１回転台１１０が第１ギヤ部１４２を介して連結され得る。駆動部１３０から離れる回転半径の増加による回転速度を減速させるために、第１回転台１１０を第１ギヤ比を有する第１ギヤ部１４２で連結する。この時、駆動部１３０と第１ギヤ部１４２の減速比は、第１回転台１１０の回転半径が増加すれば減速比を増加する方式を適用することができる。１次回転する駆動部１３０と連結された第１回転台１１０は第１ギヤ部１４２を介して減速されて２次回転する。

【0042】

第１回転台１１０と被覆管２０が多数装着された第２回転台１２０は、第２ギヤ部１４４を介して連結される。第１回転台１１０の回転速度に比べて第２回転台１２０の回転速度を増速させるために、第２ギヤ比を有する第２ギヤ部１４４で連結する。

【0043】

この時、第１ギヤ部１４２と第２ギヤ部１４４の増速比は第２回転台１２０の半径が増加すれば減少する方式を適用することができる。２次回転する第１回転台１１０と連結された第２回転台１２０は、第２ギヤ部１４４を介して増速して３次回転する。

【0044】

第２回転台１２０と被覆管２０は第３ギヤ部１４６を介して連結される。第２回転台１２０の回転速度に比べて被覆管２０の回転速度を増速させるために、第３ギヤ比を有する第３ギヤ部１４６で連結する。

【0045】

この時、第２ギヤ部１４４と第３ギヤ部１４６の増速比は第２回転台１２０で被覆管２０の回転半径が増加すれば減少する方式を適用することができる。３次回転する第２回転台１２０と連結された被覆管２０は第３ギヤ部１４６を介して増速されて４次回転する。

【0046】

被覆管２０が装着される第２回転台１２０がメイン支持台である第１回転台１１０の中間に位置する場合のように、被覆管２０の装着位置により変わる回転速度を合わせるために該当する減速ギヤを変更適用することができる。そして第２回転台１２０と被覆管２０がそれぞれ回転するように実現することができる。例えば、ターゲット部１４を中心に被覆管２０と接近してから離反する第２回転台１２０の回転と同時に、被覆管２０の全面が均一にコーティングされるように、被覆管２０の自転運動が実現され得る。

【0047】

前述のように、一実施形態による被覆管コーティング装置１０は、アークイオンプレーティング（ＡＩＰ）装備を利用した金属コーティング膜の蒸着工程時、多量の被覆管２０を装入してコーティング効率を上げながら均質なコーティング層を得ることができる。一実施形態は、アークイオンプレーティング（ＡＩＰ）装備に多量の被覆管２０を装入することができ、コーティング効率を上げることができる。そしてアークイオンプレーティング（ＡＩＰ）装備を利用した金属コーティング膜の蒸着工程時、多量の被覆管２０を容易に装入することができ、装入された複数の被覆管２０のコーティング効率を上げながら均質なコーティング層を提供することができる。アークイオンプレーティング（ＡＩＰ）方法が事故耐性燃料被覆管に耐酸化物質をコーティングすることに適した方法であるが、大量生産が難しければ製造費用が増加して価格競争力を確保することができない。したがって、一実施形態による被覆管コーティング装置１０は、アークイオンプレーティング装備のコーティング効率性を高めるために、チャンバー部１２の制限された空間内でジルコニウム合金被覆管にアークイオンプレーティング工程で耐酸化物質がコーティングされ得る。このような場合、被覆管２０の装入個数を増加させる回転支持部１００を形成し、被覆管２０の回転を制御することによって、被覆管２０の長さ方向と円周方向にコーティング厚さが均一に維持されながら、単位時間当たりのコーティング速度が調節され得る。

【0048】

アークイオンプレーティング工法を活用した事故耐性燃料被覆管の耐酸化物質の蒸着工程において、コーティング効率を増加させなければコーティングに投入される費用増加により経済性の確保が難しい。そこで、一実施形態では、ジルコニウム合金のアークイオンプレーティング技術を適用したコーティング技術の開発において、被覆管２０の装入量を増加させながら、コーティング層の均質度の向上だけでなく、コーティング速度も増加させることができる。現在、事故耐性燃料は、２０２５年以降に稼働する原子力発電所には事故耐性燃料を適用しなければならないというＥＵタクソノミーの基準により、将来全ての稼働する原子力発電所に適用しなければならない核心技術である。したがって、稼働する原子力発電所に事故耐性燃料被覆管の適用は不可避であり、一実施形態は、事故耐性燃料被覆管を経済的かつ優れた品質で製造することができる核心技術であって、稼働する原子力発電所の安全性向上だけでなく、技術保有による経済的効果が大きいと期待される。

【0049】

以上で本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、以下の特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属する。

【符号の説明】

【0050】

１０：被覆管コーティング装置
１２：チャンバー部
１４：ターゲット部
２０：被覆管
１００：回転支持部
１１０：第１回転台
１２０：第２回転台

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】