KR100756640B1 - 고체 분사노즐 및 대용량 고체 분사노즐 - Google Patents

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KR100756640B1
KR100756640B1 KR1020060064529A KR20060064529A KR100756640B1 KR 100756640 B1 KR100756640 B1 KR 100756640B1 KR 1020060064529 A KR1020060064529 A KR 1020060064529A KR 20060064529 A KR20060064529 A KR 20060064529A KR 100756640 B1 KR100756640 B1 KR 100756640B1
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박종수
윤철남
김세호
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주식회사 케이씨텍
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    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
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Abstract

본 발명은 고체 분사노즐 및 대용량 고체 분사노즐에 관한 것으로, 이산화탄소가스가 유입이송되는 제1통로가 형성되고 상기 제1통로로 유입된 이산화탄소가스를 상변화시켜 고체입자로 토출하는 마이크로튜브와, 상기 마이크로튜브가 삽입되는 제2통로가 형성되되 상기 마이크로튜브가 상기 제2통로와 상호 소정간격 이격되어 그 이격된 사이로 캐리어가스가 유입이송되는 공급부와, 상기 공급부와 소통결합되어 상기 제1통로 및 상기 제2통로에서 공급된 고체입자 및 캐리어가스를 혼합하여 분사하는 노즐본체를 포함하는 고체 분사노즐 및 대용량 고체 분사노즐을 제공한다. 본 발명에 의하면, 마이크로튜브를 이용하므로 미세홀가공 및 오리피스 가공작업을 생략가능하여 제작편의성이 향상되어 경제적이라는 효과가 있다.
승화성, 고체입자, 이산화탄소, 캐리어가스, 분사노즐

Description

고체 분사노즐 및 대용량 고체 분사노즐{Solid particles injecting nozzle and solid particles injecting high capacity nozzle}
도 1은 종래 고체 분사노즐의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고체 분사노즐을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시한 고체 분사노즐의 단면상태도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 대용량 고체 분사노즐을 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시한 대용량 고체 분사노즐의 측면상태도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 고체 분사노즐 및 대용량 고체 분사노즐을 이용하여 분사되는 고체입자의 크기를 도시한 그래프이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100; 고체 분사노즐 110 : 마이크로튜브
111 : 제1통로 120 : 공급부
121: 제2통로 130 : 노즐본체
131 : 확산부 132 : 축소확대부
133 : 분쇄기재 140 : 결속기재
200 : 대용량 고체 분사노즐 210 : 마이크로튜브
220 : 제1공급부 221 : 제1버퍼블럭
230 : 노즐본체 231 : 혼합부
232 : 벤츄리부 233 : 분사부
234 : 슬릿 240 : 제2공급부
241 : 제2버퍼블럭 250 : 결속블럭
본 발명은 고체 분사노즐 및 대용량 고체 분사노즐에 관한 것으로, 특히 승화성 고체입자를 세정대상물의 표면에 분사하여 건식 세정을 수행하는 고체 분사노즐 및 대용량 고체 분사노즐에 관한 것이다.
일반적으로 반도체나 평판디스플레이(FPD; flat panel display)의 제조공정 중에는 공정 중 발생되는 파티클 등의 이물질제거를 위하여 습식 세정공정이나 건식 세정공정 등이 수행된다.
이러한 건식 세정공정의 일례로는, 이산화탄소(CO2)가스의 상변화에 의해 생겨난 승화성 고체입자(또는 드라이아이스 스노우)를 세정대상물의 표면에 고속 충돌시켜 발생하는 충돌에너지에 의해 이물질 또는 파티클을 제거하는 드라이아이스 세정방식이 제안된 바 있다.
상기 드라이아이스 세정방식은 세정대상물의 표면에 손상을 입히지 않고도 승화성 고체입자가 표면으로 부터 세정대상물의 오염물을 제거하고 승화되어 잔여물을 남기지 않으므로 친환경적이고, 일반적으로 습식세정방식에 비해 미세세정이 가능하여 오염입자를 제거하기 어려운 부분도 세정할 수 있다는 다양한 장점이 있다.
이처럼, 드라이아이스 세정방식이 적용된 건식 세정장치는 이산화탄소가스를 공급받아 오리피스에 통과시켜 승화성 고체입자를 생성하고, 생성된 고체입자를 질소가스(N2 gas)나 정화된 공기(CDA; Clean Dry Air)와 같은 캐리어가스(또는 불활성가스)와 혼합 및 가속하며, 고체입자와 벤츄리부에 통과시켜 성장시킨 후 세정대상물에 표면에 분사하는 고체 분사노즐을 포함한다.
도 1은 종래 고체 분사노즐의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 종래 고체 분사노즐은 일단부에 승화성 고체입자가 분사되는 분사구(11)가 형성되는 노즐본체(10)와, 상기 노즐본체(10)의 내부로 이산화탄소가스를 공급하는 제1유입관(20)과, 상기 노즐본체(10) 내부로 캐리어가스를 공급하는 제2유입관(30)을 포함한다.
상기 제1유입관(20)은 외측으로 노출된 단부가 액체상의 이산화탄소가스를 공급하는 이산화탄소가스 공급원(미도시)과 연결되어 상기 이산화탄소가스 공급원에서 공급되는 이산화탄소가스를 노즐본체(10) 내부로 공급하되, 노즐본체(10) 내부에 위치하는 대향측 단부에 오리피스(21)가 형성되어 상기 오리피스(21)를 통과하는 이산화탄소가스가 단열팽창에 의해 상변화를 일으켜 노즐본체(10) 내부에 승 화성 고체입자를 생성하여 토출한다.
이와 같이, 제1유입관(20)에 의해 생성된 고체입자는 제2유입관(30)을 통하여 노즐본체(10) 내부로 공급되는 캐리어가스와 혼합되는 동시에 가속되어 노즐본체(10) 내부에 형성된 벤츄리부(12)를 통과하며 성장하고, 최종적으로 노즐본체(10)의 분사구(11)를 거쳐 세정대상물에 가속분사된다.
한편, 종래 고체 분사노즐은 세정매체인 이산화탄소가스를 유입하는 제1유입관 및 그의 단부에 형성된 오리피스가 노즐성능을 좌우하는 핵심요소이다.
즉, 종래 승화성 고체 분사노즐은 가공정밀도 및 직진도가 떨어지는 제1유입관이나 오리피스가 채용되면 고체입자가 제대로 생성되지 않거나 갑작스런 팽창에 의해 눈막힘현상이 발생되므로, 제1유입관 및 오리피스는 그 내경의 가공정밀도 및 직진도가 높은 수준까지 요구된다.
따라서, 제1유입관은 정밀가공에 유리한 것으로 알려진 레이져가공 또는 슈퍼드릴 또는 방전가공에 의해 제작된다.
그러나, 제1유입관은 상기한 가공방법에 의해 요구되는 수준까지 가공되려면 제작비용 및 기간에 있어서 상당히 불리하다는 단점이 있었다.
이처럼, 제1유입관은 홀가공에 있어서 정밀도 및 직진도가 충족되지 못하면 눈막힘현상이 발생되거나 이산화탄소가스에서 고체입자의 생성율이 저하되는 문제점이 있었다.
그리고, 제1유입관은 노즐본체와 결속되는 부위에서 결로가 발생하는 문제점이 있었다. 이에, 제1유입관이 노즐본체와 결속되는 부위에 별도의 커버를 설치하 여 결로발생을 억제하였으나, 이는 장치의 크기를 증가시키는 단점이 있었다.
더욱이, 종래 고체 분사노즐은 단일모듈이므로 분사할 수 있는 승화성 고체입자의 양(量)이 제한적이므로 점점 더 대형화 되고 있는 기판에 대하여 충분히 대응하기에는 부족하다는 단점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명은, 가공이 용이하면서도 고체입자의 생성을 정밀하게 제어할 수 있는 고체 분사노즐을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 가공이 용이하면서도 고체입자의 생성을 정밀하게 제어할 수 있는 대용량 고체 분사노즐을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이산화탄소가스가 유입이송되는 제1통로가 형성되고 상기 제1통로로 유입된 이산화탄소가스를 상변화시켜 고체입자로 토출하는 마이크로튜브와, 상기 마이크로튜브가 삽입되는 제2통로가 형성되되 상기 마이크로튜브가 상기 제2통로와 상호 소정간격 이격되어 그 이격된 사이로 캐리어가스가 유입이송되는 공급부와, 상기 공급부와 소통결합되어 상기 제1통로 및 상기 제2통로에서 공급된 고체입자 및 캐리어가스를 혼합하여 분사하는 노즐본체를 포함한다.
또한 본 발명은, 이산화탄소가스를 유입받아 고체입자로 상변화시켜 토출하며 병렬배치되는 복수의 마이크로튜브와, 상기 각 마이크로튜브의 일단부와 소통결합되어 상기 각 마이크로튜브에 이산화탄소가스를 공급하는 제1공급부와, 상기 각 마이크로튜브의 타단부와 소통결합되어 상기 마이크로튜브에서 토출되는 고체입자를 공급받아 캐리어가스와 혼합하여 분사하는 노즐본체와, 상기 노즐본체에 캐리어가스를 공급하는 제2공급부를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고체 분사노즐을 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시한 고체 분사노즐의 단면상태도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고체 분사노즐(100)은 이산화탄소(CO2)가스가 유입이송되는 제1통로(111)가 형성되고 상기 제1통로(111)의 일단부로 유입된 이산화탄소가스를 고체입자로 상변화시켜 타단부로 토출하는 마이크로튜브(110)와, 상기 마이크로튜브(110)가 삽입되는 제2통로(121)가 형성되되 상기 마이크로튜브(110)가 상기 제2통로(121)와 상호 소정간격 이격되어 그 이격된 사이로 캐리어가스(Carrier gas)가 유입이송되는 공급부(120)와, 상기 공급부(120)와 소통결합되어 상기 제1통로(111) 및 상기 제2통로(121)에서 공급된 고체입자 및 캐리어가스를 혼합하여 분사하는 노즐본체(130)와, 상기 마이크로 튜브(110)가 관통결합되는 관통공(141) 및 캐리어가스가 통과되는 적어도 하나 이상의 소통공(142)이 형성되며 상기 마이크로튜브(110)를 상기 제2통로(121)의 벽면에서 소정간격 이격하여 고정설치하는 결속기재(140)를 포함한다.
상기 마이크로튜브(110; micro tube)는 그 내부에 25㎛에서 1000㎛ 이내의 미세홀이 기가공되어 제1통로(111)를 형성한다.
상기 제1통로(111)는 미세할 뿐만 아니라 전체 길이에 대하여 정밀가공된 것으로, 가공공차가 극히 양호하여 일반 산업계에서 미세 및 정밀 유량제어가 필요로 하는 분야에 널리 사용되고 있다.
이러한, 마이크로튜브(110)는 이산화탄소가스 공급원(미도시)과 연결되며, 상기 이산화탄소가스 공급원에서 공급된 이산화탄소가스가 제1통로(111)로 유입이송된다.
이에, 상기 이산화탄소가스 공급원으로 부터 유입된 액체상의 이산화탄소가스는 마이크로튜브(110)를 통과하면서 단열팽창하여 미세한 플레이크(flake)상의 승화성 고체입자 예컨데, 드라이아이스 스노우로 상변화되어 토출된다.
일반적으로, 상온 약 20℃에서 압축된 액체상의 이산화탄소가스는 200psi에서 1000psi의 비교적 높은 압력상태이고, 이러한 이산화탄소가스가 약 80psi(lb/in²; pound per square inch)에서 150psi 이내의 압력범위 영역에 들어오면 적정 비율의 고체상과 기체상으로 상변화된다.
즉, 고압 액체상의 이산화탄소가스가 상기 압력범위 내로 들어오면 온도 및 압력이 강하되면서 단열팽창하여 상변화를 일으키는 것으로, 이때 토출되는 고체상 으로의 상변화 전환율은 약 50%이다.
이와 같이, 마이크로튜브(110)는 액체상의 이산화탄소가스를 유입이송하는 한편 승화성 고체입자로 상변화시켜 노즐본체(130)에 공급하는 구성부품으로, 상술한 종래 고체 분사노즐의 제1유입관 및 오리피스의 역할을 함께 수행하므로, 별도의 미세홀가공 및 오리피스 가공작업을 생략가능하다는 장점이 있다.
그리고, 마이크로튜브(110)는 상술한 바와 같이 제1통로(111)의 직경이 25㎛에서 1000㎛ 이내의 것을 사용할 수 있으나, 일례로 평판디스플레이 세정에 적합한 50㎛에서 200㎛ 이내의 고체입자를 눈막힘 등을 방지하며 고체상으로 적정 전환율을 가지도록 상변화시키려면 제1통로(111)의 직경이 200㎛에서 500㎛ 이내의 것을 채용하는 것이 가장 바람직하다.
도 6은 마이크로튜브(110)의 제1통로(111) 직경이 200㎛에서 500㎛ 이내의 것을 채용할시 분사되는 고체입자의 크기 분포를 나타낸 그래프이다.
도 6을 참조하면, 제1통로(111) 직경이 200㎛에서 500㎛ 이내의 범위에 속하는 마이크로튜브(110)를 채용하면, 도시된 바와 같이 대부분 50㎛에서 200㎛ 이내의 범위에 속하는 고체입자를 획득할 수 있다.
일례로, 평판디스플레이에 형성된 코팅막 또는 접착제를 제거가능하여 평판디스플레이의 재생(rework)에 적합한 200㎛에서 1000㎛ 이내의 고체입자를 눈막힘 등을 방지하며 고체상으로 적정 전환율을 가지도록 상변화시키려면 제1통로(111)의 직경이 500㎛에서 750㎛ 이내의 것을 채용하는 것이 가장 바람직하다.
도 7은 마이크로튜브(110)의 제1통로(111) 직경이 500㎛에서 750㎛ 이내의 것을 채용할시 분사되는 고체입자의 크기 분포를 나타낸 그래프이다.
도 7을 참조하면, 제1통로(111) 직경이 500㎛에서 750㎛ 이내의 범위에 속하는 마이크로튜브(110)를 채용하면, 도시된 바와 같이 대부분 200㎛에서 1000㎛ 이내의 범위에 속하는 고체입자를 획득할 수 있다.
이처럼, 본 발명의 일실시예에 따른 고체 분사노즐(100)은 직경별로 제공되는 마이크로튜브(110)를 교체장착하는 것으로, 이산화탄소가스의 정밀한 유량제어가 가능하므로 최종 분사되는 고체입자의 크기를 세정대상물의 종류 및 정밀세정 정도에 따라 조절하는 것이 가능하다는 장점이 있다.
상기 공급부(120)는 그 내부에 관통형성되는 제2통로(121)에 마이크로튜브(110)가 삽입되되, 마이크로튜브(110)가 상기 제2통로(121)와 상호 소정간격 이격설치되어 그 이격된 사이로 캐리어가스가 유입이송된다.
이처럼, 마이크로튜브(110)는 공급부(120) 내부에 삽입설치되어 대기중에 노출되지 않으므로 결로현상이 방지되는 장점이 있다.
그리고, 공급부(120)는 캐리어가스 공급원(미도시)과 연결되며, 상기 캐리어가스 공급원에서 공급된 질소(N2) 또는 건조공기(CDA; Clean Dry Air)와 같은 캐리어가스가 제2통로(121)로 유입이송된다.
일례로, 공급부(120)는 결속기재(140)를 매개로 노즐본체(130)와 결합되며, 상기 결속기재(140)에 의해 상기 마이크로튜브(110)가 제2통로(121)에서 소정간격 이격하여 고정설치된다.
즉, 결속기재(140)는 마이크로튜브(110)가 공급부(120) 내에서 내벽과 일정 간격 이격하여 설치될 수 있도록 하는 한편 진동하지 않고 견고하게 고정설치될 수 있도록 하는 구성부품이다.
구체적으로, 결속기재(140)는 공급부(120)와 노즐본체(130)의 사이에 설치되되, 마이크로튜브(110)가 관통결합되는 관통공(141) 및 캐리어가스가 통과되는 적어도 하나 이상의 소통공(142)이 형성되어 마이크로튜브(110)를 제2통로(121)의 벽면에서 소정간격 이격하여 고정설치시킨다.
따라서, 공급부(120)는 마이크로튜브(110)의 제1통로(111)에서 토출되는 고체입자와 제2통로(121)에서 토출되는 캐리어가스를 노즐본체(130)로 공급한다.
특히, 제2통로(121)에서 토출되는 캐리어가스는 결속기재(140)의 제2통로(121)보다 더 작은 직경의 소통공(142)을 통과하여 노즐본체(130)로 공급되므로 더욱 가속공급될 수 있다는 장점이 있다.
상기 노즐본체(130)는 결속기재(140)에 의해 공급부(120)와 소통결합되어 제1통로(111) 및 제2통로(121)에서 토출되는 고체입자 및 캐리어가스를 공급받는다.
한편, 상기에서는 결속기재(140)는 공급부(120)와 노즐본체(130)의 사이에 설치되는 것을 예시하였으나, 일례로 결속기재(140)는 공급부(120)의 제2통로(121)에 설치하고 공급부(120)와 노즐본체(130)를 직렬결합하는 것도 고려해 볼 수 있다.
이러한, 결속기재(140)는 공급부(120)와 노즐본체(130)에 도 3에 도시된 바와같이 각각 나선결합될 수 있다.
따라서, 마이크로튜브(110)에서 노즐본체(130)로 토출된 고체입자는 공급 부(120)에서 노즐본체(130)로 공급되는 상대적으로 고속인 캐리어가스와 혼합 및 가속되어 함께 이송된다.
이러한, 노즐본체(130)는 캐리어가스와 혼합하여 가속유입되는 고체입자를 성장이송시키는 확산부(131)와, 상기 확산부(131)를 통과한 고체입자의 경도를 증가시키며 이송하는 축소확대부(132)와, 상기 축소확대부(132)를 통과한 고체입자를 가속분사하는 분사부(133)를 포함한다.
상기 확산부(131)는 노즐본체(130) 유체이송경로상의 초입에 형성되며, 유체이송경로를 따라 그 내경이 점진적으로 확대되는 구조로 형성되어 캐리어가스와 혼합되어 가속유입되는 고체입자를 성장이송시키는 구간이다.
상기 축소확대부(132)는 유체이송방향을 따라 그 내경이 축소확장을 반복하는 구조로 형성되어 이를 통과하는 고체입자가 축소확대를 반복하며 경도가 증가되는 구간이다.
이와같이, 확산부(131)와 축소확대부(132)를 통과한 고체입자는 분사부(133)를 통하여 외부로 가속분사된다.
상기의 구성에서, 마이크로튜브(110)는 그의 단부가 공급부(120)의 단부보다 더 돌출되는 것이 바람직하다.
즉, 공급부(120)의 제2통로(121)에서 토출되는 캐리어가스는 마이크로튜브(110)에서 토출되는 고체입자보다 상대적으로 더 고속이므로, 고체입자가 캐리어가스와 원활하게 혼합되어 가속되려면 캐리어가스 보다 유체이송방향의 전방에서 토출되어 캐리어가스에 의해 가속되어 함께 이송되는 방식이어야 한다.
상기의 구성에서, 노즐본체(130)는 고체입자가 분사전 분쇄통과되는 분쇄기재(134)를 더 포함하는 바람직하다.
즉, 노즐본체(130)에서 최종분사될 고체입자를 평면상에 다수의 메쉬(mesh)가 형성된 분쇄기재(133)에 통과시킴으로써 정밀세정에서 요구되는 크기로 분사시킬 수 있다.
이와 같이, 본 일실시예에 따른 고체 분사노즐(100)은 노즐본체(130)를 통과하여 성장 및 경도 증가된 고체입자가 캐리어가스와 함께 세정대상물에 가속분사되어 세정대상물 표면에 부착된 이물질이나 파티클 등을 제거할 수도 있고, 평판디스플레이 재생목적의 세정작업에 사용될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대용량 고체 분사노즐의 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시한 대용량 고체분사노즐의 측면상태도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대용량 고체 분사노즐(200)은 일단부로 유입된 이산화탄소가스를 고체입자로 상변화시켜 타단부로 토출하며 병렬배치되는 복수의 마이크로튜브(210)와, 상기 각 마이크로튜브(210)의 일단부와 소통결합되어 상기 각 마이크로튜브(210)에 이산화탄소가스를 공급하는 제1공급부(220)와, 상기 각 마이크로튜브(210)의 타단부와 소통결합되어 상기 마이크로튜브(210)에서 토출되는 고체입자를 공급받아 캐리어가스와 혼합하여 분사하는 노즐본체(230)와, 상기 노즐본체(230)에 캐리어가스를 공급하는 제2공급부(240)와, 상기 제1공급부(220)에서 공급된 이산화탄소가스를 상기 각 마이크로튜 브(210)에 균일하게 분산공급하는 제1버퍼블럭(221)과, 상기 제2공급부(240)에서 공급된 캐리어가스를 상기 노즐본체(230)에 균일하게 공급하는 제2버퍼블럭을 포함한다.
상기 마이크로튜브(210)는, 상기 도 2 및 도 3에 도시된 마이크로튜브(210)와 동일한 기능 및 작용을 하는 것으로, 일례로 마이크로튜브(210)는 폴리프로필렌(polypropylene) 등의 합성수지로 제작되어 화학적 및 열적 안정성이 뛰어나면서도 플렉서블(flexible)한 성질을 구비할 수 있고, 금속소재로도 제작될 수 있음은 물론이다.
이러한, 마이크로튜브(210)는 일단이 배관부속부품의 일종인 휘팅(fitting)에 의해 제1공급부(220)에 소통결합되고, 타단도 휘팅에 의해 노즐본체(230)에 소통결합된다.
따라서, 이산화탄소가스 공급원(미도시)에서 공급된 액체상의 이산화탄소는 제1공급부(220)와 마이크로튜브(210)를 통과하여 노즐본체(230)에 고체입자로 상변화되어 토출된다.
구체적으로, 마이크로튜브(210)는 노즐본체(230)와 결속블럭(250)에 의해 소통결합된다.
상기 결속블럭(250)은 그 내부에는 각 마이크로튜브(210)로 부터 토출된 고체입자가 집결되는 통공(251)이 설치되며, 상기 통공(251)이 노즐본체(230)의 유입공(235)과 소통되도록 저단부가 노즐본체(230)의 혼합부(231)에 일부 매입설치된다.
따라서, 각 마이크로튜브(210)에서 토출되는 모든 고체입자는 결속블럭(250)의 통공(251)과 혼합부(231)의 유입공(235)을 거쳐 노즐본체(230)로 공급된다.
상기의 구성에서, 제1공급부(220)는 각 마이크로튜브(210)에 액체상의 이산화탄소가 균일하게 분산공급되도록 이산화탄소가스를 유입받아 각 마이크로튜브(210)로 공급하는 제1버퍼블럭(221)이 각 마이크로튜브(210)의 일단부측으로 설치된다.
이러한, 제1버퍼블럭(221)은 후술할 제2버퍼블럭(241)의 배면에서 제1공급부(220)측으로 수평절곡되는 브라켓(B1)의 상면에 고정설치된다.
따라서, 제1공급부(220)에서 제1버퍼블럭(221)으로 공급된 이산화탄소가스는 제1버퍼블럭(221)의 내부에 형성된 공간으로 유입되어 일정압력을 유지한 상태로 각 마이크로튜브(210)로 균일하게 분산공급된다.
이와 같이, 노즐본체(230)는 마이크로튜브(210)에서 고체입자를 공급받는 한편 제2공급부(240)에서 캐리어가스를 공급받아 그 내부의 통로(236)에서 혼합한다.
상기의 구성에서, 제2공급부(240)는 노즐본체(230)에 캐리어가스가 균일하게 공급되도록 캐리어가스를 유입받아 혼합부(231)로 공급하는 제2버퍼블럭(241)이 혼합부(231)의 후방에 설치된다.
따라서, 제2공급부(240)에서 제2버퍼블럭(241)으로 공급된 캐리어가스는 제2버퍼블럭(241)의 내부에 형성된 공간으로 유입되어 일정압력을 유지한 상태로 노즐본체(230)의 혼합부(231)에 균일하게 공급된다.
상기 노즐본체(230)는 마이크로튜브(210)에서 공급되는 고체입자와 제2공급 부(240)에서 공급되는 캐리어가스가 혼합되는 혼합부(231)와, 상기 혼합부(231)와 소통결합하여 상기 혼합부(231)를 통과한 혼합물에 포함된 고체입자가 성장이송되는 벤츄리부(232)와, 상기 벤츄리부(232)와 소통결합하고 고체입자를 분사하는 슬릿(234)이 형성된 분사부(233)를 포함한다.
이러한 노즐몸체는 혼합부(231) 내부로 유입된 고체입자와 캐리어가스가 통로(236)를 따라 혼합 및 가속되고, 고체입자가 통로(236)를 따라 벤츄리부(232)로 유입되어 성장 및 경도증가하게 되며, 고체입자가 통로(236)를 따라 분사부(233)로 유입되어 캐리어가스와 함께 슬릿(234)을 통하여 세정대상물에 가속분사되어 세정대상물 표면에 부착된 이물질이나 파티클 등을 제거한다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 대용량 고체 분사노즐(200)은, 직경별로 제공되는 마이크로튜브(210)를 교체장착하는 것으로, 상기한 고체 분사노즐(100)에서와 같이 고체입자의 크기를 조절할 수 있음은 물론이다.
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.
상기한 바와 같이 본 발명은, 마이크로튜브를 이용하므로 미세홀가공 및 오리피스 가공작업을 생략가능하여 제작편의성이 향상되어 경제적이라는 효과가 있 다.
또한 본 발명은, 마이크로튜브가 공급부 내부에 삽입설치되므로 결로현상이 방지되는 효과가 있다.
또한 본 발명은, 마이크로튜브의 내경별로 이산탄소가스의 정밀한 유량제어가 가능하므로 세정대상물의 종류 및 정밀세정 정도에 따라 고체입자의 크기 조정이 용이하다는 효과가 있다.
또한 본 발명은, 복수의 마이크로튜브에 의한 정밀한 유량제어를 통하여 대용량 고품질의 고체입자를 생성하므로 노즐성능을 대폭 향상시키는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 이산화탄소가스가 유입이송되는 제1통로가 형성되고, 상기 제1통로로 유입된 이산화탄소가스를 상변화시켜 고체입자로 토출하는 마이크로튜브;
    상기 마이크로튜브가 삽입되는 제2통로가 형성되되, 상기 마이크로튜브가 상기 제2통로와 상호 소정간격 이격되어 그 이격된 사이로 캐리어가스가 유입이송되는 공급부; 및
    상기 공급부와 소통결합되어 상기 제1통로 및 상기 제2통로에서 공급된 고체입자 및 캐리어가스를 혼합하여 분사하는 노즐본체를 포함하는 고체 분사노즐.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로튜브가 관통결합되며, 캐리어가스가 통과되는 소통공이 형성되어 상기 마이크로튜브를 상기 제2통로의 벽면에서 소정간격 이격하여 고정설치하는 결속기재를 포함하는 고체 분사노즐.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1통로는, 직경이 200~750㎛인 것을 특징으로 하는 고체 분사노즐.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 노즐본체는,
    캐리어가스와 혼합하여 가속유입되는 고체입자를 성장이송시키는 확산부;
    상기 확산부를 통과한 고체입자의 경도를 증가시키며 이송하는 축소확대부; 및
    상기 축소확대부를 통과한 고체입자를 가속분사하는 분사부를 포함하는 고체 분사노즐.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 노즐본체는, 고체입자가 분사전 분쇄통과되는 분쇄기재를 더 포함하는 고체 분사노즐.
  6. 이산화탄소가스를 유입받아 고체입자로 상변화시켜 토출하며, 병렬배치되는 복수의 마이크로튜브;
    상기 각 마이크로튜브의 일단부와 소통결합되어 상기 각 마이크로튜브에 이산화탄소가스를 공급하는 제1공급부;
    상기 각 마이크로튜브의 타단부와 소통결합되어 상기 마이크로튜브에서 토출되는 고체입자를 공급받아 캐리어가스와 혼합하여 분사하는 노즐본체; 및
    상기 노즐본체에 캐리어가스를 공급하는 제2공급부를 포함하는 대용량 고체 분사노즐.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1공급부는,
    상기 각 마이크로튜브에 이산화탄소가스를 균일하게 분산공급하는 제1버퍼블럭을 더 포함하는 대용량 고체 분사노즐.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제2공급부는,
    상기 노즐본체에 캐리어가스를 균일하게 공급하는 제2버퍼블럭을 더 포함하는 대용량 고체 분사노즐.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 노즐본체는,
    상기 마이크로튜브에서 공급되는 고체입자와 상기 제2공급부에서 공급되는 캐리어가스가 혼합되는 혼합부;
    상기 혼합부와 소통결합하여 상기 혼합부를 통과한 혼합물에 포함된 고체입자가 성장이송되는 벤츄리부; 및
    상기 벤츄리부와 소통결합하고 고체입자를 가속분사하는 분사부를 포함하는 대용량 고체분사노즐.
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