(57)【要約】【課題】  実際に必要とするだけの電力量を利用可能にするという問題に対処することにある。【解決手段】  本発明は、同じ消費電力または異なる消費電力を有する幾つかの電気エネルギ消費体の構成に関する。一般に、必ずしも全ての消費体に同時に電気エネルギを供給する必要がないため（例えばメンテナンス作業のためある消費体は作動していないことがある）、相互接続可能な幾つかのモジュールからなるモジュラエネルギ供給システムが設けられ、これにより各消費体には、必要とする電力を小型ユニットから供給することが可能になる。
2006514527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ個のうちのｍ個（ｍ＜ｎ）の電気エネルギ消費体が同時に電気エネルギの供給を受ける、ｎ個の電気エネルギ消費体の構成において、
ａ）ｋ個のエネルギモジュール（１６〜３５）からなるモジュラエネルギ源（１００）と、
ｂ）コントローラ（３６）とを有し、該コントローラ（３６）は、１つの消費体（１〜１５）が必要とする電力を受けるのに要する数のモジュラエネルギ源（１６〜３５）を、前記１つの消費体（１〜１５）に接続することを特徴とする構成。
【請求項２】
前記消費体（１〜１５）がスパッタ装置であり、該スパッタ装置の各カソードはこれ自体のアークマネージメントを有していることを特徴とする請求項１記載の構成。
【請求項３】
電気エネルギはＤＣ電流で実現されることを特徴とする請求項１記載の構成。
【請求項４】
電気エネルギはＡＣ電流で実現されることを特徴とする請求項１記載の構成。
【請求項５】
電気エネルギはパルス型ＤＣ電流で実現されることを特徴とする請求項１記載の構成。
【請求項６】
前記各カソードにはこれ自体の順応ネットワークが設けられていることを特徴とする請求項１、２および４のいずれか１項記載の構成。
【請求項７】
前記消費体（１〜１５）はスパッタ装置であり、各スパッタ装置は２つのカソードを有し、両カソードには１つの極反転ユニットが割当てられることを特徴とする請求項１記載の構成。
【請求項８】
前記消費体（１〜１５）はスパッタ装置であり、各スパッタ装置は２つのカソードを有し、一方のカソードはＡＣ電圧の１つの極に接続され、他方のカソードは前記ＡＣ電圧の他方の極に接続されることを特徴とする請求項１記載の構成。
【請求項９】
前記各カソードにはパルス発生器が割当てられることを特徴とする請求項５記載の構成。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求の範囲の請求項１の前提部に記載の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
工業施設では、しばしば幾つかの電気設備が必要とされるが、必ずしもこれらの全ての電気設備が同時に作動しているものではない。
【０００３】
例えば、コーティング施設は、しばしば、例えばガラス上に異なるコーティングを塗装するための幾つかのスパッタ装置を有している。この施設では、各スパッタ装置は装置自体のエネルギ源を有し、このエネルギ源はＤＣエネルギ源またはＡＣエネルギ源とすることができる。
【０００４】
スパッタ装置を作動する電力はいろいろで、１５ｋＷであることも、１８０ｋＷであることもある。例えば、１５基のスパッタ装置の所要電力が、１８０ｋＷ（ＡＣ）、３０ｋＷ（ＤＣ）、７５ｋＷ（ＤＣ）、３０ｋＷ（ＤＣ）、３０ｋＷ（ＤＣ）、１２０ｋＷ（ＤＣ）、１２０ｋＷ（ＡＣ）、１２０ｋＷ（ＡＣ）、７５ｋＷ（ＤＣ）、１２０ｋＷ（ＤＣ）、３０ｋＷ（ＤＣ）、３０ｋＷ（ＤＣ）、１２０ｋＷ（ＤＣ）、１２０ｋＷ（ＡＣ）１２０ｋＷ（ＡＣ）であると仮定すると、合計６６０ｋＷのＡＣ電力および合計６６０ｋＷのＤＣ電力を供給すべきであることが計算される。現在、電力１ｋＷ当りの電力供給コストは約７００．００ユーロであるため、合計電力供給コストは９２４，０００.００ユーロとなる。
【０００５】
実際には全てのスパッタ装置が同時に作動することはないので、全部で１３２０ｋＷのうち、比較的少ないｋＷ数の電力が要求されるに過ぎない。従って、合計３００ｋＷのＤＣ電力もあれば充分である。
【０００６】
幾つかのターゲット電極を有し、各ターゲット電極にはそれ自体の電源から給電される構成のスパッタ装置は既知である（下記特許文献１の図１参照）。これらのエネルギ源のうちの１つは、パルス型電源を対応電極に接続する構成のパルスコントローラにより制御される。このスパッタ装置では、エネルギ源の節約は行なわれない。
【０００７】
複数の電子装置を有するコンピュータシステムによるパワー・シェアリングも知られている（下記特許文献２参照）。このパワー・シェアリング技術では、幾つかのバッテリ作動型装置をサポートするだけでなく、ホルスターが設けられた通信装置をもサポートするベルトが設けられている。また、バスバーまたはパワーバスも設けられており、これらを介して装置が互いに接続されている。非使用時には、このような装置は、このパワーバーを介して、これらのバッテリ電力を他の装置に出力できる。ここでは、特定装置に適合した種々のパワーユニットの特定の組合せはなされない。
【０００８】
既知のエネルギ消費管理システムでは、例えば風力発電、ソーラエネルギ発電、ガス発電等の幾つかのエネルギ発生器が互いにリンクされている（下記特許文献３参照）。しかしながら、エネルギ発生器の選択は、電力消費の観点で行なわれるのではなく、利用可能性の観点で行なわれている。
【０００９】
また、異なる電圧を必要とする電子システム用電源のインテリジェント制御も知られている（下記特許文献４参照）。電子回路が電源に接続される場合には、制御はこの回路の存在を確認して、対応電力を要求する。幾つかの電子回路が付加される場合には、コントローラは全ての電子回路をその要求について試験し、電力競合（power conflict）の存否を決定する。競合が存在する場合には、コントローラは、競合が解消されるまで電子回路への給電は行なわない。いかなる競合も存在しない場合には、コントローラは、電源に命令を伝送することにより、所要電力に従って、接続された電子回路に給電する。全ての電子回路は、パワーバスを介して幾つかの電圧源に接続される。
【００１０】
最後に、電力産業では、カップリングラインを介して幾つかのネットワークを接続し、エネルギ発生をエネルギ消費により良く適合させることも知られている（例えば、下記非特許文献１参照）。この相互接続された電力産業を通じて、エネルギ消費の局所的な変動（例えば時間のずれによる東部から西部への変動）または発電機によるエネルギ変動（例えば風力発電所およびソーラ発電所の場合のエネルギ変動）を補償できる。
【００１１】
【特許文献１】米国特許第４ ９０２ ３９４号明細書
【特許文献２】米国特許第５ ９１４ ５８５号明細書
【特許文献３】欧州特許ＥＰ １ ２６３ １０８ Ａ１号明細書
【特許文献４】米国特許第６ ４４８ ６７２ Ｂ１号明細書
【非特許文献１】Buchhold/Happold著「Elektrische Kraftwerke und Netze」（第４版、第５２３頁以降）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って本発明は、実際に必要とするだけの電力量を利用可能にするという問題に対処するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記問題は、特許請求の範囲の請求項１記載の特徴により解決される。
【００１４】
従って本発明は、電気エネルギの幾つかの消費体（consumers）（電力要求量が同じ消費体もあれば、異なる消費体もある）の構成に関する。一般に、必ずしも全ての消費体が同時的に電気エネルギの供給を必要とする訳ではなく、例えばある消費体はメンテナンス作業のため作動していないことがあるため、相互接続できる幾つかのモジュールからなるモジュラエネルギ供給システムが設けられる。このため、各消費体は、必要な出力をもつ小型ユニットからの供給を受けることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により得られる長所は、特に、高価な電気エネルギ供給による出費を節約できることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面に示す本発明の一実施形態について更に詳細に説明する。
【００１７】
図１には幾つかのスパッタ装置１〜１５がボックスで概略的に示されており、これらのスパッタ装置は、例えば施設（hall）上で互いに前後に配置されている。例えばコーティングすべきガラスディスクをこれらのスパッタ装置１〜１５に通すことにより、ガラスディスクには１つまたは幾つかの層が設けられる。ボックス内には、これらのスパッタ装置１〜１５の特定の電気接続電力並びにスパッタリングすべきターゲットの材料が示されている。スパッタリングされる材料により基板上に形成される層が、スパッタ装置１〜１５の右側に隣接して示されている。
【００１８】
慣用のスパッタ装置では、各装置は、各場合に必要とされる電力を利用可能にする個々の装置自体の電流源を有している。
【００１９】
本発明によれば、全てのスパッタ装置１〜１５の電力は、モジュラエネルギ源１００により作られる。モジュラエネルギ源１００は、例えば２０個の個々のエネルギ源１６〜３５からなり、この例では、各エネルギ源は１５ｋＷのＤＣ電源である。ここでは、必ずしも全てのスパッタ装置１〜１５が同時に作動する訳ではなく、一定時点では例えばスパッタ装置５、７、１０および１３のみが作動するものと仮定する。これらの装置は、合計で３００ｋＷを必要とする。これらの３００ｋＷは、個々のエネルギ源１６〜３５を適当に相互接続することにより作ることができる（例えば、２０×１５ｋＷ＝３００ｋＷ）。ここでは、相互接続はコントローラ３６により行なわれ、コントローラ３６は、制御ラインおよびスイッチ３７〜６７を介して、幾つかの個々のエネルギ源１６〜３５を互いにリンクする。
【００２０】
スパッタ装置５は３０ｋＷを必要とするため、例えば個々のエネルギ源１９と２３との相互接続またはエネルギ源１８と１９との相互接続等で充分である。
【００２１】
スパッタ装置５がスイッチ・オンされると、ライン７０を介してのコントローラ３６へのレポート・バックがなされ、コントローラ３６には、次に、スパッタ装置５が３０ｋＷを利用できるようにしなければならないことが通知される。次にコントローラ３６は、例えば制御コマンドにより、ライン７１およびスイッチ４３を介して２つの個々のエネルギ源１９と２３とをリンクさせる。ライン７１が制御／エネルギラインとして機能する場合には、相互接続された電力がコントローラ３６によりループ化され、かつライン７０を介してスパッタ装置５に供給される。
【００２２】
前述したように、図１に示す構成のスパッタ電圧の調整が分散的に行なわれる。すなわち、各スパッタ装置はそれ自体のレギュレーションを有し、その仕事は、特にアーキングを防止することである。従って、いわゆるアークマネージメントは、個々のスパッタ装置１〜１５またはこれらのカソードに関連した状態を維持している。ＡＣ電流作動の場合には、各カソードに順応ネットワーク（adaptation network）を割当てなくてはならない。スパッタカソードがパルス型ＤＣにより作動される場合には、各カソードも、これ自体のアークマネージメントに加えて、パルス発生器に接続される。２つのカソードが使用される場合には、１つの極反転ユニットが両カソードに割当てられる。
【００２３】
図２には、２つの個々のエネルギ源１９、２３のスイッチング回路が、再び２極型として示されている。この場合にも、スパッタ装置５に３０ｋＷを供給しなければならないことは明白である。この目的のため、２つの個々のエネルギ源１９、２３は、スイッチ８０、８１または８２、８３を介して供給ライン８４、８５に接続されている。制御ライン８６〜８９および供給ライン８４、８５は、単一ケーブル内に支持してコントローラ３６に導くことができる。しかしながら、両ライン形式を別々に支持することもできる。
【００２４】
アークマネージメント、順応ネットワーク、およびパルス作動に必要な回路は、カソードに直接またはカソードの近くに配置することができる。
【００２５】
本発明はかなりのコスト節約を可能にする。合計で３００ｋＷのみの電力の使用を可能にするので、今や、電源のコストは、９２４，０００．００ユーロではなく僅かに２１０，０００．００ユーロで済む。個々のエネルギモジュール間のリンケージ回路はコスト有効性をもって作ることができるため、合計コストはかなり低減される。これにより、常に、別の調整ユニットおよび／または順応ユニットを依然としてスパッタ装置の各カソードに割当てなくてはならないため、電源の合計節約は、慣用技術に比べて約３０〜４０％となる。
【００２６】
本発明によれば、真空装置の多くのカソードを、所望の態様で電源１６〜３５に接続できる。しかしながら、単一または少数のカソードを備えた幾つかの真空装置をモジュラエネルギ源１００に接続できる。
【００２７】
スパッタ装置１〜１５は、これらの全てに同じ出力データをもたせることができることは理解されよう。例えば、製造施設内に同じ形式の多くのコーティング装置が配置される場合、および例えばメンテナンスまたは変更のためある装置が作動されず、このため実際のキャパシティ利用度が約８０％である場合には、必要電力は、モジュラ構造の電源１００により、作動している装置に切換えられる。この場合、休止状態にある装置は、電源には接続されない。
【００２８】
以上、スパッタ装置に関する実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明はあらゆるコーティング装置、更にはあらゆる電力消費体に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】モジュラエネルギ源の基本構成を示す図面である。
【図２】供給ラインへのエネルギ供給源の２極スイッチング回路を示す図面である。
【符号の説明】
【００３０】
１〜１５  スパッタ装置
１６〜３５  エネルギ源（電源）
３６  コントローラ
３７〜６７  スイッチ
８０〜８３  スイッチ
８４、８５  供給ライン
８６〜８９  制御ライン
【図１】
2006514527.tif 000003
【図２】
2006514527.tif 000004
【国際調査報告】
2006514527.tif 000005
2006514527.tif 000006
2006514527.tif 000007
2006514527.tif 000008
2006514527.tif 000009
2006514527.tif 000010