KR100662241B1 - Dry type cleaning apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 건식 세정장치 일실시예의 구성도이다.1 is a block diagram of an embodiment of a dry cleaning apparatus according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 건식 세정장치의 분사 노즐 일실시예의 분해 사시도이다.Figure 2 is an exploded perspective view of one embodiment of the spray nozzle of the dry cleaning apparatus according to the present invention.
도 3은 도 2에 도시한 분사 노즐의 횡단면도이다.3 is a cross-sectional view of the spray nozzle shown in FIG. 2.
도 4는 도 2에 도시한 분사 노즐의 종단면도이다.4 is a longitudinal cross-sectional view of the spray nozzle shown in FIG. 2.
도 5는 상기 드라이아이스 생성부의 확대 단면도이다.5 is an enlarged cross-sectional view of the dry ice generator.
도 6은 본 발명에 따른 건식 세정장치의 분사 노즐 최종분사관의 다른 실시 구성도이다.6 is another embodiment of the injection nozzle final injection pipe of the dry cleaning device according to the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10:봄베 20:압력게이지10: bomb 20: pressure gauge
30:흡착제 첨가부 40:정화부30: adsorbent added part 40: purifying part
50:에어액츄에이터 밸브 60:마이크로 미터링 밸브50: Air actuator valve 60: Micrometering valve
71:레귤레이터 72:솔레노이드 밸브71: regulator 72: solenoid valve
73:이온화부 74:분기관73: ionization part 74: branch pipe
100:혼합챔버 200:분사부100: mixing chamber 200: injection unit
본 발명은 건식 세정장치에 관한 것으로, 특히 승화성 고체입자를 세정대상물의 표면에 분사하여 그 세정대상물의 표면을 세정하는 건식 세정장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dry cleaning apparatus, and more particularly, to a dry cleaning apparatus for spraying sublimable solid particles onto a surface of a cleaning object to clean the surface of the cleaning object.
최근, 드라이 아이스로 대표되는 승화성 고체입자를 이용한 건식세정은 결점 없이 세정대상물의 표면을 세정하는 기술들이 개발되고 있다. 이러한 종래기술의 예로 미국특허 제4,806,171호를 들 수 있다. 이 미국특허 제4,806,171호에는 기상의 탄산가스와 액상의 탄산을 포함하는 혼합물을 다단계의 챔버를 통해 단열 팽창시켜, 대략 46% 정도의 드라이아이스 입자를 만들고, 그 입자를 벤츄리관를 통해 가속하여 분사하는 방식이 기재되어 있다.Recently, techniques for dry cleaning using sublimable solid particles represented by dry ice have been developed to clean the surface of a cleaning object without defects. An example of such a prior art is US Pat. No. 4,806,171. This U.S. Patent No. 4,806,171 adiabatically expands a mixture comprising gaseous carbon dioxide and liquid carbonic acid through a multi-stage chamber to produce approximately 46% dry ice particles, and accelerates and injects the particles through a venturi tube. The manner is described.
그러나, 상기 미국특허 제4,806,171호에 기재된 노즐은 가스 상태의 탄산 가스와 액상의 탄산 액적을 포함하는 혼합물을 단열 팽창시키고, 벤츄리관을 통과하면서 드라이 아이스 입자가 생성되도록 하고 있어, 드라이 아이스 입자로의 고체전환율이 낮은 문제점이 있었다.However, the nozzle described in U.S. Patent No. 4,806,171 thermally expands the mixture containing gaseous carbon dioxide and liquid carbonic acid droplets, and allows dry ice particles to be produced while passing through a venturi tube. There was a problem of low solid conversion.
즉, 낮은 고체전환율로 인하여 충분한 드라이 아이스 입자를 생성시키기 위해서는 상대적으로 많은 양의 탄산가스를 사용해야 하는 문제점이 있었다.That is, there is a problem in that a relatively large amount of carbon dioxide gas should be used to generate sufficient dry ice particles due to the low solid conversion rate.
아울러 상기 드라이아이스입자의 생성에 필요한 이산화탄소 가스에는 유분이 포함되어 있으며, 이러한 유분이 포함된 이산화탄소를 이용한 드라이아이스입자는 세정대상물의 표면에 충돌 후 승화될 때 유분이 잔류하게 되어, 그 세정대상물이 재오염되는 문제점이 있었다.In addition, the carbon dioxide gas required to generate the dry ice particles includes oil, and the dry ice particles using the carbon dioxide containing such oil remain when the oil sublimates after colliding with the surface of the object to be cleaned. There was a problem of recontamination.
상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 건식 세정 후 세정대상물이 다시 오염되거나 정전기에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있는 건식 세정장치를 제공함에 다른 목적이 있다. In view of the above problems, the present invention has another object to provide a dry cleaning apparatus which can prevent the cleaning object from being contaminated again or damaged by static electricity after dry cleaning.
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상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 건식세정장치는, 봄베에서 공급되는 이산화탄소를 정화하는 정화장치부와, 상기 정화장치부에서 정화된 이산화탄소의 공급량을 제어하는 미세조정밸브와, 캐리어가스를 이온화하여 노즐에 공급하는 이온화부를 포함한다.Dry cleaning apparatus according to the present invention for achieving the above object, the purification unit for purifying the carbon dioxide supplied from the bomb, the fine adjustment valve for controlling the supply amount of the carbon dioxide purified from the purifier unit, and ionizing the carrier gas And an ionization unit to supply the nozzle.
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이와 같이 구성된 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명 하면 다음과 같다.When described in detail with reference to the accompanying drawings an embodiment of the present invention configured as described as follows.
도 1은 본 발명에 따른 건식 세정장치 일실시예의 구성도이다.1 is a block diagram of an embodiment of a dry cleaning apparatus according to the present invention.
이를 참조하면, 본 발명에 따른 건식 세정장치는 액화 이산화탄소를 저장하고, 기체 이산화탄소를 공급하는 봄베(10)와, 그 봄베(10)에서 출력되는 이산화탄소의 압력을 측정하는 압력게이지(20)와, 상기 이산화탄소에 흡착제를 첨가하는 흡착제 첨가부(30)와, 이산화탄소가 흡착된 흡착제를 필터링하는 정화부(40)와, 노즐에 공급되는 이산화탄소의 양을 조절하는 에어액츄에이터 밸브(50) 및 마이크로 미터링 밸브(60)와, 캐리어 가스를 공급하는 레귤레이터(71) 및 솔레노이드 밸브(72)와, 상기 캐리어 가스를 이온화하여 노즐에 공급하는 이온화부(73)와, 상기 이온화된 캐리어 가스의 일부를 결로방지용 가스로 사용할 수 있도록 캐리어 가스 공급관으로부터 분기된 분기관(74)을 포함하여 구성된다.Referring to this, the dry cleaning apparatus according to the present invention includes a
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 건식 세정장치의 구성 및 작용을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of the dry cleaning apparatus according to the present invention configured as described above in more detail.
먼저, 봄베(10)에는 액화된 이산화탄소가 저장되어 있으며, 다수이 봄베(10)를 설치하여 이산화탄소의 사용량 증가에 따른 봄베의 교체 주기를 연장할 수 있다.First, the liquefied carbon dioxide is stored in the
상기 봄베(10)에서 유출되는 이산화탄소는 기상 또는 액상일 수 있다. 상기 이산화탄소의 유출 정도는 압력게이지(20)에서 측정될 수 있다.Carbon dioxide flowing out of the
그 다음, 흡착제 첨가부(30)에서는 이산화탄소에 흡착제를 첨가한다. 이는 일반 공업용 이산화탄소가스 내에는 1~5ppm의 유분이 포함되어 있으며, 이 유분을 흡착하여 제거하기 위한 것이다.Next, the
이와 같이 이산화탄소 내에서 흡착제에 의해 흡착된 유분은 그 흡착제와 함께 정화부(40)에서 필터링되어 제거된다.In this way, the oil adsorbed by the adsorbent in the carbon dioxide is filtered out by the
그 다음, 에어 액츄에이터 밸브(50)는 상기 정화된 이산화탄소를 노즐(80)측으로 이송되는 것을 제어하며, 마이크로 미터링 밸브(60)는 상기 노즐(80)에 공급되는 캐리어 가스의 유량을 제어한다.The
상기 에어 액츄에이터 밸브(50)를 사용하는 이유는 전기식 밸브를 사용하는 경우 이산화탄소가 대전되는 문제가 발생할 수 있어 이를 방지하기 위한 것이다.The reason for using the
또한, 마이크로 미터링 밸브(60)는 고압의 이산화탄소와 저압의 캐리어 가스가 적절하게 믹싱될 수 있도록 이산화탄소의 압력을 제어하는 것이며, Cv(coefficient value)가 0.004 이내의 것을 사용한다.In addition, the
상기의 설명은 이산화탄소가 노즐(80)에 유입되는 경로에 대한 것이며, 이와는 별도의 경로를 통해 캐리어 가스가 유입된다. 캐리어 가스는 질소가스 또는 정화된 공기(CDA, Clean Dry Air)를 사용할 수 있다.The above description is about a path through which carbon dioxide enters the
상기 캐리어 가스는 레귤레이터(71) 및 솔레노이드 밸브(72)를 통해 이온화부(73)에 유입된다. 건식 세정장치에 사용하는 기체들은 건조한 것이기 때문에 배관 등과의 마찰에 의하여 정전기가 발생하기 쉬우며, 정전기가 발생된 경우 정밀 반도체 부품을 세정할 때 그 부품을 수만 V로 대전시킬 수 있어 정밀 반도체 부품에 이상이 생길 수 있다. The carrier gas flows into the
이를 방지하기 위하여 이온화부(73)에서는 플라즈마 등을 이용하여 캐리어 가스를 이온화시킨다. 이와 같은 캐리어 가스의 이온화에 의해 배관과 캐리어 가스의 사이에는 정전기가 발생되지 않는다.In order to prevent this, the
이와 같이 이온화된 캐리어 가스는 노즐(80)로 유입되어 승화성고체입자의 분사를 돕는 역할을 함과 아울러 분기관(74)을 통해 분기되어 노즐(80)의 표면에 결로가 발생하는 것을 방지하게 된다.The ionized carrier gas flows into the
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 고체 세정장치는 이산화탄소에 포함된 유분을 제거하여 세정대상물이 2차 오염되는 것을 방지하며, 캐리어 가스를 이온화하여 사용함으로써 정전기의 발생을 방지하여 세정대상물이 정전기에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다.As described above, the solid cleaning apparatus according to the present invention removes the oil contained in the carbon dioxide to prevent secondary contamination of the cleaning object and prevents the generation of static electricity by ionizing the carrier gas so that the cleaning object is prevented by static electricity. The damage can be prevented.
이하에서는 본 발명에 따른 건식 세정장치에 적용되는 분사노즐의 실시예의 구성과 그 작용을 상세히 설명한다.Hereinafter will be described in detail the configuration and operation of the embodiment of the injection nozzle applied to the dry cleaning apparatus according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 건식 세정장치에 사용되는 건식 세정장치의 분사 노즐 일실시예의 분해 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시한 분사 노즐의 횡단면도이고, 도 4는 도 2에 도시한 분사 노즐의 종단면도이다.Figure 2 is an exploded perspective view of one embodiment of the spray nozzle of the dry cleaning apparatus used in the dry cleaning apparatus according to the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view of the spray nozzle shown in Figure 2, Figure 4 is a spray nozzle shown in Figure 2 Is a longitudinal cross-sectional view of.
이를 참조하면 본 발명에 따른 세정용 분사 노즐의 일실시예는 공급되어진 이산화탄소를 단열 팽창시켜 드라이아이스를 생성하고, 그 드라이아이스와 캐리어 가스를 혼합하는 혼합챔버(100)와, 상기 혼합챔버(100)에서 캐리어 가스에 의해 운반되는 드라이아이스의 입경을 증가시킴과 아울러 그 드라이아이스의 경도를 증가 시켜 분사하는 분사부(200)를 포함한다.Referring to this, one embodiment of the cleaning spray nozzle according to the present invention generates a dry ice by adiabatic expansion of the supplied carbon dioxide, the
상기 혼합챔버(100)는 액체 이산화탄소가 유입되는 유입구(111)를 포함하는 이산화탄소 유입부(110)와, 상기 이산화탄소 유입부(110)를 통해 유입된 액체 이산화탄소를 단열팽창시켜 미세한 드라이아이스입자를 생성하는 드라이아이스 생성부(130)와, 상기 드라이아이스 생성부(130)의 외측에 위치하여 캐리어 가스가 유입되는 캐리어 가스 유입부(120)와, 상기 드라이아이스 생성부(130)를 통해 생성된 드라이아이스를 캐리어 가스와 혼합하여 유출시키는 혼합부(140)를 포함한다.The
상기 분사부(200)는 캐리어 가스에 의해 운반되는 드라이아이스를 버퍼링하여 균일하게 분사될 수 있도록 하는 버퍼부(220)와, 상기 버퍼부(220)를 통해 균일하게 된 드라이아이스와 캐리어 가스를 단열 팽창시켜, 드라이 아이스 입자의 입경을 증가시키고, 그 경도를 증가시켜 세정대상물에 분사하는 최종분사부(230)와, 상기 버퍼부(220) 및 최종분사부(230)의 외측에 소정 거리 이격된 상태로 밀폐되며, 결로 방지용 가스 유입구(211) 및 결로 방지용 가스 유출구(212)를 구비하여 결로 방지용 가스가 상기 버퍼부(220) 및 최종분사부(230)의 외경에서 흐르도록 하여 결로가 발생하는 것을 방지하는 결로 방지 기재(210)를 포함하여 구성된다.The
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 건식 세정 장치의 노즐의 구조 및 그 작용을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the structure and operation of the nozzle of the dry cleaning device according to the present invention configured as described above will be described in more detail.
먼저, 이산화탄소 공급부(110)는 구비된 이산화탄소 공급구(111)를 통해 유입되는 이산화탄소를 드라이아이스 생성부(130)로 공급한다.First, the carbon
도 5는 상기 드라이아이스 생성부(130)의 확대 단면도이다. 5 is an enlarged cross-sectional view of the
이를 참조하면, 드라이아이스 생성부(130)는 이산화탄소 공급부(110)로부터 유입되는 이산화탄소를 가압하는 미세 오리피스(131)와, 상기 미세 오리피스(131)를 통과한 이산화탄소를 단열팽창시켜 드라이아이스 입자를 생성하는 단열팽창관(132)을 포함하여 구성된다.Referring to this, the
상기 미세 오리피스(131)의 직경은 0.1 내지 0.35mm인 것이 바람직하며, 그 길이는 0.2 내지 0.5mm로 하며, 상기 단열팽창관(132)의 직경은 약 1.2 내지 1.5mm로 하고, 그 단열팽창관(132)의 길이를 40 내지 45mm로 한다.The diameter of the
이와 같은 미세 오리피스(131)와 단열팽창관(132)의 직경 및 길이의 제한은 단열팽창을 극대화하여 드라이아이스 입자의 고체 전환율을 높이기 위한 것이다.The limitation of the diameter and length of the
또한, 단열팽창관(132)의 길이의 한정은 그 길이가 너무 긴 경우 입자의 성장이 과도하게 되어 드라이아이스 입자에 의해 노즐이 막히는 현상이 발생할 수 있으며, 길이가 너무 짧으면 드라이아이스 입자의 성장이 미숙하여 분사 상태의 세정력이 저하되기 때문이다.In addition, the limitation of the length of the
상기와 같이 드라이아이스 생성부(130)에서 생성된 드라이아이스는 혼합부(140)에서 캐리어 가스와 혼합된다.As described above, the dry ice generated in the
이때, 캐리어 가스는 이온화된 질소가스 또는 이온화된 정화된 CDA를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 혼합부(140)의 형상은 드라이아이스 생성부(130)의 출구측에서 직경이 점차로 줄어드는 경사면(141)이 마련되어 캐리어 가스의 유속이 증가하는 형상이며, 이에 따라 상기 드라이아이스 생성부(130)에서 생성된 드라이아이스의 유출이 원활하게 된다.At this time, the carrier gas is preferably ionized nitrogen gas or ionized purified CDA. The
또한, 상기와 같은 경사면(141)의 설치에 의하여 캐리어 가스의 와류발생을 방지할 수 있다.In addition, vortex generation of the carrier gas can be prevented by installing the
상기 캐리어 가스와 혼합된 드라이아이스는 버퍼부(220)로 유입된다.Dry ice mixed with the carrier gas flows into the
상기 버퍼부(220)의 형상은 직경이 상기 혼합부(140)의 출력부분에 비하여 더 큰 3 내지 4mm이고, 길이가 50 내지 100mm인 관의 형상이며, 중앙에는 하나 또는 둘 이상의 버퍼 핀(221)이 마련되어 있다.The shape of the
상기 버퍼부(220)는 드라이아이스 입자와 캐리어 가스가 분사될 때 입자의 균일성을 유지할 수 있도록 하는 역할을 한다.The
그 다음, 상기 버퍼부(220)의 드라이아이스 입자는 캐리어 가스에 의해 최종분사관(230)을 통해 캐리어 가스에 의해 운반되는 드라이아이스 입자의 입경이 증가하며, 그 입자의 경도도 높아지게 된다.Then, the dry ice particles of the
상기 최종분사관(230)의 구조는 버퍼부(220)의 드라이아이스가 캐리어가스에 의해 유입되는 유입관(231)과, 상기 유입관(231)을 통해 유입된 드라이아이스 및 캐리어가스를 가압하는 오리피스(232)와, 상기 오리피스(232)를 통과한 드라이아이스를 단열팽창시키고, 세정대상물에 분사하는 분사구(233)를 포함하여 구성된다.The
이때, 분사각도는 예각인 45도 내지 60도의 범위에서 분사되도록 한다.At this time, the injection angle is to be injected in the range of 45 degrees to 60 degrees acute angle.
상기 유입관(231)의 오리피스(232)와 연결되는 부분의 형상은 직경이 점차 감소하는 형태이며, 이는 와류의 발생을 방지할 수 있는 구조이다. 상기 오리피스(232)의 직경은 1 내지 1.5mm가 적당하다.The shape of the portion connected to the
상기 최종분사관(230)과 버퍼부(220)의 외측에는 결로 방지기재(210)가 마련 되어 있으며, 그 결로 방지기재(210)는 상기 최종분사관(230), 버퍼부(220)의 표면에 결로방지용 가스가 흐르도록 하여 결로가 발생하는 것을 방지한다.The
상기 결로방지용 가스는 상기 캐리어 가스를 분기하여 사용할 수 있다.The condensation preventing gas may be used by branching the carrier gas.
도 6은 본 발명에 따른 건식 세정장치의 분사 노즐 최종분사관(230)의 다른 실시 구성도이다.6 is another embodiment of the injection nozzle
이를 참조하면, 본 발명에 따른 건식 세정장치의 분사 노즐 최종분사관(230)은 오리피스를 가지지 않는 슬릿(234)일 수 있다.Referring to this, the injection nozzle
상기 도 3과 도 4에 도시된 최종분사관(230)의 형태는 오리피스(232)에서 가압된 드라이아이스가 분사구에서 단열팽창되어 그 드라이아이스 입자의 입경이 증가하는 것이고, 상기 도 6에 도시한 슬릿 형태의 최종분사관(230)은 슬릿(234)에서 가압된 드라이아이스가 외부로 분사되면서 단열팽창되어 드라이아이스 입자의 입경을 증가시킴과 아울러 그 경도를 증가시키는 작용을 한다.3 and 4 has a shape of the
상기 슬릿형의 최종분사관(230)의 슬릿(234) 크기는 1mmX12mm가 적당하다.The
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예들을 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예들에 한정되지 않으며 본 발명의 개념을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능하다.The present invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and has ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the concept of the present invention. Various changes and modifications are possible by the user.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 건식 세정장치는 이산화탄소에 포함된 유분을 흡착 및 제거하여 세정시 세정대상물을 2차 오염시키는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.As described above, the dry cleaning apparatus according to the present invention has an effect of preventing adsorption and removal of oil contained in carbon dioxide to prevent secondary contamination of the cleaning object.
또한, 본 발명에 따른 건식 세정장치는 캐리어 가스와 이산화탄소의 공급압력차이를 감안하여 이산화탄소의 공급압력을 조절하도록 하여, 그 공급압력차이에 의한 이산화탄소와 캐리어 가스의 혼합률 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, the dry cleaning apparatus according to the present invention is to adjust the supply pressure of the carbon dioxide in consideration of the supply pressure difference between the carrier gas and carbon dioxide, the effect of preventing the reduction of the mixing ratio of carbon dioxide and carrier gas by the supply pressure difference. There is.
아울러 본 발명에 따른 건식 세정장치는 캐리어 가스를 이온화하여 캐리어 가스에 정전기가 발생하는 것을 방지하여, 세정대상물이 손상되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, the dry cleaning apparatus according to the present invention has the effect of preventing the cleaning object from being damaged by ionizing the carrier gas to prevent static electricity from being generated in the carrier gas.
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