KR100885590B1 - 부착물 제거 장치 - Google Patents

Abstract

금속판이나 수지판 등의 판 형상 부재와 분사 노즐과의 이격 거리를 작게 하여 상기 판 형상 부재 상의 부착물을 효율적으로 제거하고, 또한 고속 압연 혹은 고속 반송되는 판 형상 부재의 부착물의 제거에도 대응할 수 있는 부착물 제거 장치이며, 하나 이상의 분사구(101)가 형성된 노즐체(100)의 상기 분사구(101)로부터 압축 기체를 분사시킴으로써 상기 판 형상 부재(T)에 부착된 부착물을 제거하는 부착물 제거 장치를 상기 노즐체(100)가 상기 판 형상 부재(T)의 상기 표면(T1, T2)에 대략 수직인 방향(W1)으로 이동 가능하게 지지되도록 구성한다.

분사구, 노즐체, 슬라이드 바아, 전자기 밸브, 제어기, 에어 필터

Description

부착물 제거 장치{DEPOSIT REMOVING DEVICE}

본 발명은 판 형상 부재에 부착한 압연유 등의 오일 성분이나 판 형상 부재를 세정하기 위한 세정액 등의 액체 등의 부착물을 제거하는 부착물 제거 장치에 관한 것으로, 특히 상기 판 형상 부재에 압축 공기를 블로잉하여 상기 부착물을 제거하는 부착물 제거 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 압연기에 의해 금속판이나 수지판 등의 판 형상 부재를 압연하는 경우에는 워크롤(압연롤)이나 이 워크롤에 의해 압연되는 판 형상 부재의 냉각, 또는 압연 효율의 향상 등을 위해 상기 워크롤과 상기 판 형상 부재와의 압연 접촉부에 압연유를 공급하고 있다. 또한, 판 형상 부재의 표면의 오염이나 산화막 등을 세정할 필요가 있는 경우에는, 상기 판 형상 부재를 세정제가 수용된 세정조에 통과시키고 있다.

이와 같이 압연 후의 판 형상 부재에는 상기 압연유나 세정제가 부착하므로, 상기 판 형상 부재를 권취 장치 등으로 권취하기 전에 상기 압연유나 세정제를 제거할 필요가 있다. 이는 압연유 등이 부착된 상태에서 판 형상 부재가 권취되면, 권취된 판 형상 부재간의 접촉면의 마찰 계수가 작아지고, 판 형상 부재가 그 폭 방향으로 옆으로 미끄러져 권취 장치에 충돌하거나, 판 형상 부재 자체가 파단하는 등의 문제가 생길 우려가 있기 때문이다. 또한, 압연유의 제거가 불충분한 상태로 권취된 판 형상 부재(압연 코일)를 다음 공정에서 어닐링시키면 어닐링 불균일이 발생하여 제품의 품질을 저하시키는 문제도 있다. 또한, 세정제가 부착된 상태로 판 형상 부재가 보관되면, 그 세정제에 의해 판 형상 부재가 부식되는 문제도 생길 수 있다.

종래, 상기 압연유나 세정제를 제거하는 수법이 다수 제안되어 있다. 예를 들어, 강철제의 롤러쌍, 고무 등의 탄성체로 표면이 피복된 고무 와이퍼 또는 고무 롤러쌍, 또는 부직포 등의 다공질재로 표면이 피복된 다공질 롤러쌍 등에 의해 상기 판 형상 부재에 부착된 압연유나 세정제를 닦아내거나 혹은 짜내는 수법이 공지이다. 또한, 특허문헌 1 및 2에 기재된 바와 같이, 분사 노즐로부터 판 형상 부재를 향해 압축 에어(압축 공기)를 분사시킴으로써 압연유 혹은 세정제 등의 부착물을 불어날리는 수법도 공지이다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 평10-8276호 공보

특허문헌 2 : 일본 특허 공개 평10-146611호 공보

그러나, 상기 고무 와이퍼 또는 각 롤러쌍을 이용하여 부착물을 제거하는 상기한 수법은 상기 롤러쌍과 판 형상 부재를 접촉시키는 것이므로, 판 형상 부재 표면에 스크래치 등의 접촉 손상이 생길 우려가 있다. 특히, 고무 롤러쌍이나 철강 롤러쌍을 이용한 경우에는, 상기 판 형상 부재에 대한 압력이 높아질수록 제거 효과가 향상되지만, 그 반면, 접촉 손상이 발생하기 쉬워지는 문제가 있다. 이와 같은 문제는 판 형상 부재가 얇을수록 중대화되고, 때로는 판 형상 부재를 파단시키 는 데 이르는 경우도 있다.

또한, 상기 다공질 롤러를 이용한 경우에는 상기 고무 와이퍼, 고무 롤러쌍 또는 철강 롤러쌍에 비해 어느 정도 접촉 손상은 경감되지만, 롤러 표면의 구멍 막힘에 의해 부착물의 제거 효과가 저하될 뿐만 아니라, 구멍 막힘을 해소하기 위한 유지 보수 작업을 행해야만 하는 번거로움이 있다.

한편, 상기 특허문헌 1, 2에 기재된 수법은 접촉하지 않고 부착물을 제거하는 것이므로 상기 접촉 손상 등의 문제가 생기는 일은 없다. 그러나, 분사 노즐과 압연판 표면은 수 ㎜ 내지 수십 ㎜ 정도의 거리를 두고 배치되어 있으므로, 에어의 분사 에너지(분사압)가 분산되어 충분한 부착물 제거 효과를 얻을 수 없는 문제가 있다.

물론, 상기 분사 노즐에 공급하는 압축 에어의 압축압을 보다 고압으로 설정하면 부착물의 제거 효과를 높일 수 있지만, 압축 공기를 생성하는 압축기나 압축 공기를 저장하는 공기조 등이 대형화되고, 또는 에어 배관 등의 고내압화가 강요되어 경제적, 실용적으로 보아 바람직하지 않다.

분사 노즐을 판 형상 부재 표면에 최대한 근접할 수 있으면 에어의 분사 에너지의 분산을 방지하여 효율적으로 부착물을 제거할 수 있지만, 상기 분사 노즐을 판 형상 부재 표면에 지나치게 근접시키면, 압연시에 생기는 진동이나 판 형상 부재의 반송시에 생기는 진동, 또는 판 형상 부재의 휨 등에 의해 상기 분사 노즐과 판 형상 부재가 접촉하여 상기 판 형상 부재를 손상시킬 우려가 있다. 그로 인해, 종래에는 상기 분사 노즐을 상기 압연판 표면으로부터 수 ㎜ 이하에 근접하는 것은 곤란하였다.

또한, 압연 속도(반송 속도)가 고속화(약 800 m/분 이상)되고 있는 최근에 있어서는, 상술한 어느 제거 수법을 이용하였다고 해도 고속 압연, 고속 반송되는 판 형상 부재의 부착물을 효율적이고, 게다가 효과적으로 제거할 수 없다.

그래서, 본 발명은 상기 사정이 비추어 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 점은, 압연된 금속판 등의 판 형상 부재와 분사 노즐과의 이격 거리를 작게 하여 상기 판 형상 부재 상의 부착물을 효율적으로 제거하고, 또한 고속 압연, 고속 반송되는 판 형상 부재의 부착물의 제거에도 대응할 수 있는 부착물 제거 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명은 분사구가 형성된 노즐체의 상기 분사구로부터 압축 기체를 분사시킴으로써 판 형상 부재에 부착된 부착물을 제거하는 부착물 제거 장치에 적용되는 것이며, 상기 노즐체가 상기 판 형상 부재의 표면에 대략 수직인 방향으로 이동 가능하게 지지되도록 구성되어 있다. 노즐체를 판 형상 부재의 기복에 추종시켜 이동시키고, 노즐체를 판 형상 부재로부터 항상 대략 일정한 간격 이격된 상태로 유지하는 것이 가능해지는 것이다.

도1은 본 발명의 실시 형태에 관한 부착물 제거 장치의 공기 제어 시스템의 개략을 설명하는 회로도이다.

도2는 부착물 제거 장치의 노즐체 길이 방향의 종단면 개략도이다.

도3은 도2의 노즐체의 A 화살표도이다.

도4는 도2의 노즐체의 변형예를 나타내는 바닥면 개략도이다.

도5는 노즐체에 작용하는 힘과, 이격 거리와의 관계를 나타내는 도면이다.

도6은 이격 거리(d)가 거리(d₀)일 때의 분사구의 근방의 압력 분포를 나타내는 도면이다.

도7은 이격 거리(d)가 거리(d₁)(＞ d₀)일 때의 분사구 근방의 압력 분포를 나타내는 도면이다.

도8은 이격 거리(d)가 거리(d₂)(＜ d₀)일 때의 분사구 근방의 압력 분포를 나타내는 도면이다.

도9는 이격 거리와 부착물 제거 효과와의 관계를 설명하는 모식도이다.

도10은 이격 거리와 부착물 제거 효과와의 관계를 설명하는 측면 개략도이다.

도11은 본 발명의 제1 실시예에 관한 부착물 제거 장치의 노즐체의 길이 방향의 종단면 개략도이다.

도12는 도11에 도시하는 노즐체의 B 화살표도이다.

도13은 본 발명의 제2 실시예에 관한 부착물 제거 장치의 노즐체를 설명하는 모식도이다.

도14는 도13의 부착물 제거 장치의 노즐체의 단면 개략도이다.

도15는 본 발명의 제3 실시예에 관한 부착물 제거 장치의 개략 구성을 도시 하는 블럭도이다.

도16은 본 발명의 제4 실시예에 관한 부착물 제거 장치의 노즐체를 설명하는 모식도이다.

도17은 본 발명의 제5 실시예에 관한 부착물 제거 장치의 개략 구성을 도시하는 회로도이다.

이하 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태 및 실시예에 대해 설명하고, 본 발명의 이해에 이바지한다. 또, 이하의 실시 형태 및 실시예는 본 발명을 구체화한 일례이며, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 성격의 것은 아니다.

우선 본 발명은, 분사구가 형성된 노즐체의 상기 분사구로부터 압축 기체를 분사시킴으로써 판 형상 부재에 부착된 부착물을 제거하는 부착물 제거 장치에 적용되는 것이며, 상기 노즐체가 상기 판 형상 부재의 표면에 대략 수직인 방향으로 이동 가능하게 지지되도록 구성되어 있다.

이와 같이 구성됨으로써, 상기 노즐체를 상기 판 형상 부재로부터 항상 대략 일정 간격 이격한 위치를 유지한 상태 그대로 부유시키는 것이 가능해진다. 예를 들어, 상기 노즐체가 상기 판 형상 부재의 상면측에 위치하는 경우에는 상기 판 형상 부재로부터 대략 일정한 간격을 유지한 상태 그대로 상기 노즐체가 부유하게 된다. 이에 의해, 상기 판 형상 부재에 발생한 진동이나 판 형상 부재의 휨 등의 변형에 의해 상기 판 형상 부재의 표면이 상하 이동한 경우라도 그 상하에 추종하여 상기 노즐체가 상하 이동하므로, 상기 판 형상 부재의 표면으로부터 상기 노즐체까 지의 이격 거리가 항상 대략 일정하게 유지된다. 그 결과, 상기 판 형상 부재와 상기 노즐체와의 거리를 수 ㎜ 이하, 구체적으로는 0.1 ㎜ 정도로 설정하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 종래는 수 ㎜ 정도의 이격 거리를 마련하고 있었으므로 비교적 고압의 압축 기체를 공급하지 않으면 충분한 부착물 제거 효과를 얻을 수 없었지만, 본 발명에 따르면 상기 이격 거리를 더욱 협소하게 함으로써, 종래보다도 압력이 낮은 압축 기체를 이용하여 종래와 동등 혹은 그 이상의 부착물 제거 효과를 얻을 수 있다. 특히 상기 분사구가 복수인 경우에는, 압축 기체의 분사압에 의한 상기 노즐체로의 복수의 작용력이 밸런스 좋게 균형적이기 때문에, 그 밸런스에 의해 보다 안정적으로 상기 노즐체를 상기 판 형상 부재로부터 항상 대략 일정 간격 이격한 위치를 유지한 상태 그대로 부유시키는 것이 가능해진다.

또한, 상기 판 형상 부재와 상기 노즐체와의 거리를 작게 함으로써 상기 판 형상 부재에 분사되는 압축 기체의 분사압이 높아지므로, 압연 속도가 고속화된 압연기에 의해 압연된 판 형상 부재, 즉 고속 반송된 판 형상 부재의 부착물을 제거하는 것도 가능해진다.

여기서, 상기 분사구의 총면적이 노즐체의 대향면 면적의 3분의 2 미만이 되도록 상기 분사구가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이것은 상기 노즐체를 압축 공기의 분사압에 의해 부상시켜 그 위치에서 안정 유지시키기 위해 가장 바람직한 조건이며, 본 출원의 발명자에 의한 실험 등의 결과로부터 발견된 것이다.

또한, 상기 노즐체의 대향면에 형성된 분사구는 예를 들어 상기 판 형상 부재의 반송 방향 및 상기 노즐체의 이동 방향과 대략 직교하는 방향으로 간격을 두 고 배열되어 있는 것을 고려할 수 있다.

또한, 상기 노즐체의 대향면에 상기 판 형상 부재의 반송 방향 및 상기 노즐체의 이동 방향과 대략 직교하는 방향으로 긴 개구부를 갖는 평면 노즐이 설치되어 있으면, 상기 판 형상 부재의 폭 방향 전체 영역에 압축 기체를 균등하게 방사하는 것이 가능해진다.

또한, 압축 기체의 분사에 의해 상기 노즐체를 상기 판 형상 부재로부터 용이하게 이격시키기 위해서도, 상기 노즐체를 구성하는 주요 부재는 플라스틱 소재 등의 경량 재질인 것이 바람직하다.

또한, 상기 판 형상 부재의 상면측 및 하면측의 어느 쪽의 표면에 있어서의 부착물도 제거 가능하게 하기 위해 상기 노즐체는 상기 판 형상 부재의 상면측 및 하면측의 어느 한쪽 또는 양방에 설치되어 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 노즐체를 탄성적으로 지지하도록 구성하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 상기 노즐체가 상기 판 형상 부재의 하면측에 설치된 경우에는 압축 기체의 분사압과 상기 판 형상 부재를 향해 작용하는 탄성 압박력의 밸런스에 의해 상기 노즐체를 상기 판 형상 부재로부터 항상 대략 일정 간격만큼 이격한 상태로 유지하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 판 형상 부재의 상하면 양방에 설치된 노즐체가 탄성적으로 지지되도록 구성하면, 예를 들어 상기 판 형상 부재가 급격하게 상하 변동하였을 때라도 상기 노즐체의 상하 방향으로의 오버 슈트나 언더 슈트, 혹은 헌팅 등을 방지하는 것이 가능해진다.

본 발명의 어느 태양에서는, 상기 대향면에 함몰 형상의 기체 저장부를 설치하고, 상기 노즐체에 상기 기체 저장부의 내부와 상기 노즐체의 외부를 연통시키는 연통 구멍을 형성하고 있다. 이와 같은 태양에서는, 판 형상 부재에 압축 기체가 분사되어, 이 기체가 상기 판 형상 부재에 반사되어 상기 대향면에 충돌하였을 때, 상기 분사구로부터 분사된 압축 기체가 상기 기체 저장부의 내부에도 쌓이고, 상기 기체 저장부의 내부의 기체가 상기 연통 구멍을 통해 상기 노즐체의 외부로 유도된다. 따라서, 압축 기체의 분사에 의해 박리된 부착물이 상기 기체 저장부에 체류하고, 이 체류한 공기를 외부로 배출하는 것이 가능해진다. 이 결과, 특히, 상기 부착물이 상기 대향면에 부착되기 쉬운 재질, 예를 들어 오일 혹은 오일을 포함하는 먼지 등의 점성을 갖는 것이었다고 해도, 상기 대향면에 충돌하여 상기 대향면에 부착하는 것을 확실하게 방지하여, 분사구의 막힘이나 판 형상 부재에의 부착물의 재부착을 경감시킬 수 있다.

이 경우, 상기 연통 구멍으로부터 상기 공기 저장부 내의 기체를 흡인하는 흡인 수단을 마련해 두면, 부착물을 포함하는 기체의 배출을 효율적으로 행할 수 있다.

또한, 상기 연통 구멍으로부터 배출된 기체 내에 포함되는 부착물을 분리 회수하는 부착물 분리 회수 수단이 구비되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 상기 연통 구멍으로부터 배출된 부착물이 대기 중에 분산되지 않게 되므로, 인체 혹은 환경에 친화적인 부착물 제거 장치가 실현된다. 또한, 배출된 부착물이 상기 판 형상 부재에 흔들려 떨어져 재부착하는 것도 방지할 수 있다.

게다가 또한, 상기 부착물 분리 회수 수단이 부착물을 포함하는 기체로부터 액상 부착물만을 분리 회수하는 것인 것을 생각할 수 있다. 상기 액상 부착물이 오일이나 세정액 등과 같이 재이용 가능한 것인 경우에는 그것만을 회수하여 재이용할 수 있다.

본 발명의 다른 태양은, 상기 노즐체와 연결되어 상기 노즐체를 상기 판 형상 부재의 표면에 대략 수직인 방향으로 이동시키는 구동 수단과, 상기 노즐체에 공급되는 압축 기체가 미리 정해진 규정 압력 미만이 된 경우에, 상기 구동 수단을 구동 제어함으로써 상기 노즐체를 상기 판 형상 부재로부터 이격하는 방향으로 이동시키는 구동 제어 수단을 구비하는 것이다. 이에 의해, 예를 들어 압축 공기조나 압축 공기를 공급하는 펌프 등의 고장 등이 원인으로, 압축 공기의 압력이 규정 압력 미만이 되고, 상기 노즐체를 부유(부상)시킬 만큼의 충분한 압축 공기가 공급되지 않게 된 경우라도, 상기 노즐체가 낙하하여 상기 판 형상 부재에 충돌하기 전에 이 판 형상 부재로부터 강제적으로 이격되므로, 상기 충돌에 의한 판 형상 부재의 손상이 방지된다.

그러면, 도1의 회로도를 이용하여 본 발명의 실시 형태에 관한 부착물 제거 장치(X)의 공기 제어 시스템 및 개략적인 구성에 대해 설명한다.

본 부착물 제거 장치(X)는, 예를 들어 압연기 등에 의해 압연된 금속제 혹은 비금속제의 판 형상 부재(T)에 부착된 압연유나 세정제 등의 액체나 칩 등의 부착물을 제거하는 장치이며, 도1에 도시한 바와 같이 공기압원(5)으로부터 공급된 압축 공기(압축 기체의 일례)를 상기 판 형상 부재(T)의 표면에 분사시키는 노즐 체(100)와, 상기 노즐체(100)와 상기 공기압원(5)을 배관 접속하는 관로(6)에 개재 설치된 전자기 밸브(2)와, 상기 전자기 밸브(2)의 하류측 관로(6)에 개재 설치된 감압 밸브(3)와, 상기 감압 밸브(3)의 하류측에 개재 설치된 에어 필터(4)와, 상기 전자기 밸브(2)를 여자/소자하여 압축 공기의 경로(통풍로)를 절환하는 제어를 행하는 제어기(1)를 구비하고 있다. 또, 본 실시 형태에서는 압축 기체로서 압축 공기를 이용한 예에 대해 설명하지만, 부식성이 낮은 질소 가스 등을 이용해도 상관없다. 또한, 본 부착물 제거 장치(X)는 상기 압연기에 의해 압연된 판 형상 부재에 한정되지 않고, 모든 판 형상 부재에도 적용될 수 있다.

상기 제어기(1)는 시퀀서 등의 제어 유닛 등을 구비하여 구성되어 있고, 예를 들어 외부로부터 스타트 신호가 입력된 것을 검지하면, 상기 전자기 밸브(2)를 여자하여 이 전자기 밸브(2)를 폐쇄 위치부터 개방 위치로 절환한다. 상기 전자기 밸브(2)를 통해 공급된 압축 공기는 감압 밸브(3)에 의해 미리 정해진 일정 압력으로 감압되고, 드레인이 부착된 에어 필터(4)에 의해 수증기나 먼지 등이 제거된 후에 상기 노즐체(100)에 공급된다.

계속해서, 도2 내지 도4의 모식도를 이용하여 상기 노즐체(100)에 대해 설명한다. 여기에 도2는 상기 노즐체(100)의 길이 방향(도2의 좌우측 방향)의 종단면 개략도이고, 도3은 도2의 노즐체(100)의 A 화살표도, 도4는 도2의 노즐 본체(100)의 변형예이다. 도면 중에 있어서 부호를 부여하지 않은 화살표는 압축 공기의 흐름을 나타낸다.

상기 노즐체(100)는 도2에 도시한 바와 같이 판 형상 부재(T)의 상면측에 배 치되어 있다. 이 노즐체(100)는 플라스틱 소재 등의 경량 부재로 형성되어 있고, 상기 판 형상 부재(T)의 폭 방향으로 긴 대략 직육면체 형상을 하고 있다.

상기 노즐체(100)의 상기 판 형상 부재(T)의 상면(상방측 표면)(T1)에 대향하는 대향면(102)에는 4개의 분사구(101)가 형성되어 있다. 이 4개의 분사구(101)는 상기 노즐체(100)의 이동 방향(W1)(도2 참조) 및 상기 판 형상 부재(T)의 반송 방향(W2)(도3 참조)과 대략 직교하는 방향(W3)(도3 참조)으로 간격을 두고 배열(도시한 예에서는 동일한 간격)되어 있다. 또, 상기 분사구(101)는 4개에 한정되지 않고, 적어도 1 이상의 분사구(101)가 형성되어 있으면 된다.

상기 대향면(102)에는 상기 분사구(101)로부터 분사된 압축 공기를 상기 판 형상 부재(T)의 반송 방향(W2)의 상류측으로 유도하고, 박리된 부착물을 상기 반송 방향(W2)의 상류측으로 불어날리기 위해, 상기 판 형상 부재(T)의 반송 방향(W2)에 평행한 복수의 홈(106)(본 실시 형태에서는 5개의 홈)이 소정 간격을 두고 형성되어 있다. 이 홈(106)의 상기 판 형상 부재(T)의 반송 방향(W2) 상류측의 일단부(106a)는 끝이 넓어지는 형상으로 형성되어 있고, 상기 반송 방향(W2)측의 측면으로 개방되어 있다.

또, 상기 반송 방향(W2)에 평행하게 형성된 상기 홈(106)에서는 박리된 부착물이 다시 상기 판 형상 부재(T) 상에 부착될 가능성이 있다. 그로 인해 상기 홈(106)과는 달리, 도4에 도시한 바와 같이 상기 반송 방향(W2)에 대해 상기 판 형상 부재(T)의 폭 방향 외측으로 경사각이 부여된 홈(206)을 상기 대향면(102)에 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같은 홈(206)이 형성되고 있으면, 상기 홈(206)을 흐르는 압축 공기와 함께 박리된 부착물이 상기 판 형상 부재(T)의 폭 방향 외측으로 불어날리므로, 부착물의 제거 효율이 향상될 수 있다.

상기 노즐체(100)의 상기 대향면(102)의 반대 면(103)에는 상기 공기압원(5)(도1)으로부터 공급되어 상기 감압 밸브(4)에 의해 소정압으로 감압된 압축 공기의 공급구(104)가 형성되어 있다. 이 공급구(104)는 상기 각 분사구(101)를 내부에서 연통하는 연통로(105)에 연통하고 있다. 따라서, 이 공급구(104)에 압축 공기가 공급되면, 상기 연통로(105)를 통해 상기 각 분사구(101)로부터 상기 판 형상 부재(T)의 상면(T1)으로 압축 공기가 분사된다.

또한, 상기 노즐체(100)의 상기 면(103)에는 슬라이드 바아(111)가 기립 설치되어 있고, 또한 그 상방에는 상기 슬라이드 바아(111)를 수직 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 지지하는 슬라이드 가이드(112)가 적절하게 설치되어 있다. 이 슬라이드 바아(111) 및 슬라이드 가이드(112)[이하, 이들을 총칭하여 슬라이드 기구(110)라 함]는 상기 노즐체(100)를 상기 판 형상 부재(T)의 상면(T1)에 대략 수직인 방향(W1)으로 이동 가능하게 지지하는 수단의 일례이다. 물론, 상기 슬라이드 기구(110)에 한정되지 않고, 예를 들어 일단부가 고정된 코일 스프링 등의 탄성 부재에 의해 상기 노즐체(100)를 상방으로부터 현수한 상태에서 지지하는 기구(도16 참조)나 상기 노즐체(100)의 길이 방향의 측방으로부터 걸쳐진 판 스프링 등의 탄성 부재로 상기 노즐체(100)를 지지하는 기구 등을 이용하여 상기 노즐체(100)를 상기 대략 수직 방향(W1)으로 이동 가능하게 탄성 지지하는 것이라도 좋다.

여기서, 상술한 바와 같이 구성된 노즐체(100)에 압축 공기가 공급된 경우의 상기 노즐체(100)의 동작에 대해 설명한다. 상기 공급구(104)로부터 압축 공기가 공급되면, 공급된 압축 공기는 상기 연통로(105)를 통해 각 분사구(101)로부터 분사된다(도2 참조). 상기 분사구(101)로부터 분사된 압축 공기는 그 압축압이 한번에 해방되어 상기 판 형상 부재(T)의 상면(T1)을 향해 대략 방사 형상으로 뿜어내어진다(도3 참조).

또한, 상기 판 형상 부재(T)에 뿜어내어진 압축 공기의 압력은 상기 판 형상 부재(T)의 상면(T1)에 뿜어내어진 후에, 상기 노즐체(100)를 상기 판 형상 부재(T)로부터 이격시키려고 하는 힘, 즉 상기 노즐체(100)를 이동 방향(W1)의 상방으로 밀어 올리려고 하는 압상력(boosting force)이 되어 상기 노즐체(100)에 작용한다. 이와 같이, 상기 노즐체(100)에 상기 압상력이 작용함으로써 상기 노즐체(100)가 상기 판 형상 부재(T)로부터 부상하게 된다. 상기 압상력에 의해 상기 노즐체(100)가 부상하면, 상기 노즐체(100)의 대향면(102)과 상기 판 형상 부재(T) 사이에는 간극(d)이 생긴다. 이 간극(d)에는 상기 노즐체(100)로부터 분사된 공기압에 의한 공기압층이 형성되고, 이에 의해 상기 노즐체(100)가 상기 판 형상 부재(T)로부터 거리(d)만큼 이격된 위치에서 부유한다. 또, 본 실시 형태에서는 압축 공기의 공급시에 있어서, 후술하는 원리에 의해 상기 노즐체(100)를 상기 판 형상 부재(T)의 상면(T1)으로부터 거리(d₀)만큼 부상시키고 그 위치에서 상기 노즐체(100)가 부유하도록 감압 밸브(3)에 의한 압축 공기의 압축압이 조정되어 있다.

이와 같이 하여 뿜어내어진 압축 공기의 분사압에 의해 상기 노즐체(100)가 부유되는 동시에, 상기 판 형상 부재(T)의 상면(T1) 상에 부착된 압연유나 세정제 등의 액체, 칩, 오염물 등의 부착물이 박리된다. 또한, 분사된 압축 공기는 상기 홈(106)을 따라 상기 판 형상 부재(T)의 반송 방향(W2)의 상류측으로 흐르게 되므로, 박리된 부착물은 이 흐름을 타고 상기 노즐체(100)와 상기 판 형상 부재(T)의 상면(T1)과의 간극을 통해 상기 반송 방향(W2)의 상류측으로 불어날려진다.

여기서, 상기 노즐체(100)에 작용하는 힘(F)[종축, 이하, 작용력(F)이라 함]과, 상기 노즐체(100) 및 상기 판 형상 부재(T)의 상면(T1) 사이의 이격 거리(d)(횡축)와의 관계에 대해 도5 및 도6 내지 도8을 이용하여 설명한다. 여기에, 도5는 상기 작용력(F)과 상기 이격 거리(d)와의 관계를 나타내는 도면이고, 도6 내지 도8은 분사구(101)의 근방의 압력 분포를 나타내는 도면이며, 도6은 이격 거리(d)가 거리(d₀)일 때의 압력 분포, 도7은 이격 거리(d)가 거리(d₁)(＞ d₀)일 때의 압력 분포, 도8는 이격 거리(d)가 거리(d₂)(＜ d₀)일 때의 압력 분포를 나타낸다. 또, 여기서는, 상기 작용력(F)에는 압축 공기의 분사압에 의해 상기 노즐체(100)를 이동 방향(W1)의 상방으로 밀어 올리려고 하는 압상력과, 후술하는 바와 같이 상기 노즐체(100)를 상기 판 형상 부재(T)에 흡착시키려고 하는 흡착력이 포함되는 것으로 하고, 상기 노즐체(100)의 중량을 무시하여 설명한다.

도5에 나타내는 그래프로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 상기 이격 거리(d)가 상기 거리(d₀)일 때에는 상기 작용력(F)은 0이 된다. 이 때, 도6에 도시한 바와 같이 압축 공기의 분사압에 의해 상기 노즐체(100)를 밀어 올리려고 하는 압상 압(P₁)의 적분치(즉, 압상력)와, 상기 노즐체(100)를 상기 판 형상 부재(T)로 흡착시키려고 하는 흡착압(P₂)의 적분치(즉, 흡착력)가 밸런스 좋게 균형적인 관계가 유지됨으로써 상기 거리(d₀) 떨어진 위치에서 상기 노즐체(100)가 부유하고 있는 상태에 있다. 또, 상기 흡착압(P₂)은 상기 노즐체(100)와 상기 판 형상 부재(T)와의 간극으로부터 압축 공기가 흘러나올 때에 생기는 부압이고, 이 부압에 의해 상기 흡착력이 생긴다.

여기서, 상기 판 형상 부재(T)의 압연시 혹은 반송시에 발생하는 진동 등에 의해 상기 판 형상 부재(T)의 상면(T1)이 하부 방향으로 이동하여 상기 이격 거리(d)가 거리(d₀)보다 큰 거리(d₁)(＞ d₀)가 된 경우에는, 상기 이격 거리(d)의 공간 내에 있어서의 압축 공기의 흐름을 방해하려고 하는 저항이 작아져 압축 공기가 빠지기 쉬워져 흘러나오는 공기의 유속이 증가한다. 그로 인해, 도7에 도시한 바와 같이 상기 흡착압(P₂)이 커져 상기 흡착력이 상기 압상력에 이겨, 이 흡착력에 의해 상기 노즐체(100)가 하방으로 이동하고, 이격 거리(d)가 거리(d₁)로부터 거리(d₀)로 줄어든다. 따라서, 상기 판 형상 부재(T)의 상면(T1)이 하부 방향으로 이동한 경우에도, 바로 상기 노즐체(100)는 상기 균형 상태로 복원되어 상기 거리(d₀) 떨어진 위치에서 부유하게 된다.

한편, 상기 이격 거리(d)가 거리(d₀)보다 작은 거리(d₂)(＜ d₀)가 된 경우에 는, 상술과는 반대로, 상기 이격 거리(d)의 공간 내에 있어서의 압축 공기의 흐름을 방해하려고 하는 저항이 커지고, 압축 공기가 빠지기 어려워져 흘러나오는 공기의 유속이 감소한다. 그로 인해, 도8에 도시한 바와 같이 상기 흡착압(P₂)이 작아져 상기 압상력이 상기 흡착력에 이기므로, 이 압상력에 의해 상기 노즐체(100)가 상방으로 이동하여 이격 거리(d)가 거리(d₂)로부터 거리(d₀)로 확대된다. 따라서, 이 경우에도 바로 상기 노즐체(100)는 상기 균형 상태로 복원된다.

이와 같이, 본 부착물 제거 장치(X)에 있어서는, 상기 판 형상 부재(T)의 상면(T1)이 상하 이동한 경우라도 그 상하에 추종하여 상기 노즐체(100)가 상하 이동하므로, 상기 판 형상 부재(T)의 상면(T1)으로부터 상기 노즐체(100)까지의 이격 거리(d)가 항상 대략 일정하게 유지되게 된다. 즉, 가령 상기 판 형상 부재(T)가 진동한 경우라도 항상 일정한 이격 거리(d)가 유지되므로, 상기 이격 거리(d)를 한없이 0에 가까운 거리(d₀)(예를 들어 0.1 ㎜)로 설정하였다 해도 노즐체(100)가 상기 판 형상 부재(T)에 접촉하는 일은 없고, 그로 인해 상기 판 형상 부재(T)가 손상되는 일도 없다.

여기서, 상기 판 형상 부재(T)가 급격하게 상하 변동한 경우에는, 이 상하 변동에 추종하여 상기 노즐체(100)도 급격하게 상하 변동하므로, 상기 노즐체(100)가 상하 방향으로 오버 슈트 또는 언더 슈트를 일으킬 우려가 있다. 또한, 이 오버 슈트 및 언더 슈트가 주기적으로 일어나 상기 노즐체(100)가 헌팅할 우려도 있다. 따라서, 노즐체(100)는 상기 오버 슈트나 헌팅 등을 방지하기 위해 스프링 등 의 탄성 부재에 의해 탄성적으로 지지하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 상기 슬라이드 바아(111)에 나사 스프링(helical spring)을 개재시키는 수법이나, 오일 댐퍼 등의 완충 부재로 구성된 슬라이드 바아(111)를 이용하는 수법 등을 생각할 수 있다.

그런데, 상기 노즐체(100)의 대향면(102)에 형성된 상기 분사구(101)의 개구 면적 및 상기 대향면(102)의 면적은 상기 노즐체(100)를 부상시키는 데 있어서 중요한 요소가 된다. 그 이유를 도6 내지 도8을 이용하여 이하에 설명한다. 또, 여기에서도 편의상 상기 노즐체(100)의 중량을 무시하고 설명한다.

도7에 도시한 바와 같이 이격 거리(d)가 커지면, 상술한 바와 같이 상기 이격 거리(d)의 공간 내에 있어서의 압축 공기의 흐름을 방해하려고 하는 저항이 작아져 외부로 흘러나오는 압축 공기의 유량이 증가한다. 그로 인해, 상기 노즐체(100)의 대향면(102)[특히 상기 분사구(101)의 주변 부분]에 대해 상기 흡착압(P₂)(부압)이 발생한다. 이 흡착압(P₂)은 상기 노즐체(100)를 상기 판 형상 부재(T)에 흡착시키도록 하는 힘이 되어 작용한다. 여기서, 압축 공기의 분사압에 의해 상기 노즐체(100)를 밀어 올리려고 하는 압상압(P₁)(＞ 0), 상기 흡착압(P₂)(＜ 0), 모든 분사구(101)의 개구 면적의 합계치를 S₁, 상기 노즐체(100)의 대향면(102)에 있어서의 상기 흡착압(P₂)이 작용하는 면적의 합계치를 S₂라 하면, (P₁ × S₁) + (P₂ × S₂) ＜ 0의 조건을 만족시키는 경우에는, 노즐체(100)를 상방으로 밀어 올리려고 하는 압상력보다도 상기 판 형상 부재(T)에 흡착하려고 하는 흡착력이 크기 때문에 상기 노즐체(100)는 하방으로 내려지게 된다. 따라서, 이격 거리(d)의 크기에 관계없이, 거리(d₀)를 유지한 상태에서 상기 노즐체(100)를 부유시키기 위해서는, P₁ × S₁ ＞ P₂ × S₂의 조건을 만족하면 충분하다고 생각된다. 여기서, 분사압(P₁)과 흡착압(P₂)은 상관 관계에 있으므로, 상기 조건을 만족시키기 위해서는 면적(S₁ 및 S₂)을 변동치로서 잡아 상기 조건을 충족시키도록 하면 된다.

한편, 판 형상 부재(T)의 부착물은 상기 노즐체(100)의 대향면(102)을 흐르는 압축 공기에 의해 제거되므로, 상기 면적(S₂)을 면적(S₁)에 비해 매우 작게 하면 부착물이 제거되기 어려워져 제거 효과가 저하되게 된다.

그래서, 본 출원의 발명자는 노즐체(100)를 상기 거리(d₀)를 유지한 상태에서 부유시키는 조건과, 상기 제거 효과를 높이기 위한 조건의 양쪽을 만족하는 조건으로서,

S₁ ＜ 2S₂ …(1)

가 최적이라는 것을 실험, 연구를 반복하여 행함으로써 발견하고 있다. 여기서, 상기 노즐체(100)의 대향면(102)의 면적을 S라 하면, 이 면적(S)은, S ≒ S₁ + S₂와 근사할 수 있으므로, 상기 식(1)은 이하와 같이 변형할 수 있다.

3S₁ ＜ 2S …(2)

즉, 상기 분사구(101) 각각의 개구부의 면적의 합계치가 상기 대향면(102)의 면적의 약 3분의 2 미만이 되도록 상기 분사구(101)가 형성되어 있으면, 압축 공기의 압력에 영향을 미치지 않고 상기 압상력과 상기 흡착력의 밸런스가 취하기 쉬워지고, 상기 노즐체(100)를 판 형상 부재(T)의 진동 등에 추종하여 안정적으로 부유시키는 동시에, 충분한 제거 효과를 얻을 수 있다.

그런데, 본 실시 형태에서는 상기 거리(d₀)가 비교적 0에 가까운 0.1 ㎜가 되도록 노즐체(100)에 공급되는 압축 공기압이 조정되어 있다. 이와 같이, 이격 거리(d)를 0에 가까운 값으로 설정하는 이유를 이하에 서술한다.

도9 및 도10에 도시한 바와 같이, 판 형상 부재(T)의 상면(T1)에 대해 수직 방향으로 압축 공기가 뿜어내어져 상기 압축 공기가 상기 판 형상 부재(T)에 충돌하는 범위의 면적(도9 및 도10 중 파선으로 둘러싸인 면적)을 W, 상기 판 형상 부재(T)에 압축 공기가 충돌할 때까지의 압축 공기의 유속[이격 거리(d)에 있어서의 평균 유속]을 V라 하면, WV²의 값이 클수록 판 형상 부재(T)의 상면(T1) 상의 부착물을 제거하는 힘이 크다고 생각된다. 여기서, 상기 노즐체(100)의 분사구(101)로부터 분사되는 압축 공기의 유량을 Q라 하면, Q ≒ WV와 근사할 수 있으므로,

WV² ≒ QV …(3)

으로 나타낼 수 있다. 여기서, 분사되는 유량(Q)이 일정한 경우에는, 상기 식(3) 으로부터 유속(V)이 클수록 부착물을 제거하는 힘이 크다는 것은 용이하게 이해할 수 있다.

일반적으로, 노즐체(100)의 분사구(101)로부터 압축 공기가 분사되면, 그 압축압이 해방되어 압축 공기가 방사 형상으로 불어 내어지므로, 유속(V)은 분사구(101)로부터 멀어짐에 따라 저하된다. 또한, 상기 이격 거리(d)의 공간에 개재하는 대기도 저항이 되어 유속(V)을 저하시키는 요인이 된다. 따라서, 유량(Q)이 일정한 경우에는, 이격 거리(d)가 작을수록 상기 유속(V)은 커지므로, 상기 부착물을 제거하는 힘이 커진다. 이와 같은 이유에 의해, 본 실시 형태에서는 상기 거리(d₀)가 비교적 0에 가까운 값 0.1 ㎜가 되도록 노즐체(100)에 공급되는 압축 공기압을 설정하고 있다.

(제1 실시예)

다음에, 도11 및 도12를 이용하여 본 발명의 제1 실시예에 관한 부착물 제거 장치(X1)에 대해 설명한다. 도11은 상기 노즐체(100a)의 길이 방향(도11의 좌우 방향)의 종단부면 개략도이고, 도12는 도11에 도시하는 노즐체(100a)의 B 화살표도이다. 또, 상술한 실시 형태의 구성 요소와 동일한 구성 요소에 대해서는 상술한 실시 형태와 동일 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다.

본 실시예에 있어서의 부착물 제거 장치(X1)가 상기 실시 형태에 있어서의 부착물 제거 장치(X)에 있어서 구체화되어 있는 점은, 도11, 특히 도12에 나타난 바와 같이 판 형상 부재(T)의 상면(T1)에 대향하는 대향면(102)에 홈(107)이 마련 된 노즐체(100a)를 이용하는 점에 있다. 도11 중에는 상기 노즐체(100)에 형성된 홈(106)(도2 내지 도4 참조)은 도면에 도시하지 않았지만, 상기 노즐체(100a)는 상기 홈(106)이 형성된 것이라도 상관없다.

도11에 도시한 바와 같이, 상기 홈(107)은 상기 판 형상 부재(T)의 반송 방향(W2)(도12 참조)에 직교하는 방향으로 4개의 분사구(101) 각각을 연통하도록 형성되어 있다. 이에 의해 예를 들어 상기 분사구(101)가 소수라도 4개의 분사구(101)로부터 분사된 압축 공기를 상기 판 형상 부재(T)의 상면(T1)의 폭 방향 전체 영역에 균등하게 분사시키는 것이 가능해진다.

(제2 실시예)

계속해서, 도13 및 도14를 이용하여 본 발명의 제2 실시예에 관한 부착물 제거 장치(X2)에 대해 설명한다.

본 실시예에서는, 도13에 도시되는 노즐체(100b)가 이용된다. 상기 부착물 제거 장치(X2)가 구비하는 노즐체(100b)는 그 대향면(102)에 판 형상 부재(T)의 반송 방향(W2)(도13 참조) 및 노즐체(100b)의 이동 방향(W1)(도14 참조)과 대략 직교하는 방향(W3)을 따라 간격을 두고 배치된 4개 분사구(101)가 형성되어 있고, 또한 상기 4개 분사구를 1세트로 하는 분사구열(101a)과 대략 같은 분사구열(101b)이 소정 간격을 두고 상기 방향(W2)의 하류측에 나란히 배치되어 있다. 이들과 같은 상기 분사구열(101a, 101b)이 나란히 배치됨으로써, 상기 분사구열(101a)에서는 제거할 수 없었던 부착물이 상기 판 형상 부재(T)에 잔존한 경우에도, 상기 판 형상 부재(T)의 반송 방향(W2) 하류측에 배열된 상기 분사구열(101b)에 의해 부착물의 제 거 처리가 행해지므로, 부착물의 제거 효과가 보다 한층 향상될 수 있다. 또, 본 실시예에서는 상기한 바와 같이 2열의 분사구열(101a, 101b)이 형성된 노즐체(100b)에 대해 예시하였지만, 특히 2열에 한정되는 일은 없다.

또한, 상기 노즐체(100b)에는 상기 판 형상 부재(T)의 반송 방향(W2) 및 상기 노즐체(100b)의 이동 방향(W1)과 대략 직교하는 방향(W3)으로 긴 개구부를 갖는 평면 노즐(108)이 형성되어 있다. 이 평면 노즐(108)은 도시 생략한 연통로를 통해 연통로(105)와 접속되어, 공급구(104)로부터의 압축 공기를 공급하고 있다. 이와 같은 평면 노즐(108)이 형성됨으로써, 압축 공기를 상기 판 형상 부재(T)의 상면(T1)의 폭 방향 전체 영역에 균등하게 분사시키는 것이 가능해진다. 또, 평면 노즐(108)에 대해서는, 토출량 확보 등의 목적을 위해 다른 공기 공급원을 접속해도 좋다.

여기서, 상술한 분사구(101)는 모두 상기 노즐체(100, 100a) 등을 그 이동 방향(W1)으로 이동시키기 위해 상기 판 형상 부재(T)에 대해 대략 수직으로 압축 공기를 분사하도록 형성되어 있다. 그러나, 상기 판 형상 부재(T)에 수직으로 분사된 압축 공기는 오직 부착물을 박리하도록 작용하지만, 박리한 부착물을 판 형상 부재(T)의 반송 방향(W2) 상류측으로 불어날리는 작용은 적다. 물론, 상기 부착물 제거 장치(X2)에는 상기 분사구(101)로부터 분사된 압축 공기를 상기 판 형상 부재(T)의 반송 방향 상류측으로 유도하는 홈(106)이 형성되어 있지만, 이 홈(106)을 흐르는 공기류는 상기 분사구(101)로부터 분사된 압축 공기의 일부를 이용한 것이므로, 박리된 부착물을 반송 방향(W2) 상류측으로 불어날리는 작용은 별로 크지 않 다. 또한, 분사한 압축 공기의 일부가 상기 홈(106)을 흐르기 때문에 부착물을 박리시키는 힘이 저감되기도 한다. 그로 인해, 본 실시예에서는, 도14에 도시한 바와 같이 상기 판 형상 부재(T)의 반송 방향 상류측에 압축 공기를 분사시키기 위해, 상기 평면 노즐(108)에 경사각이 부여되어 있다.

또한, 도14에 도시한 바와 같이 상기 노즐체(100b)에는 상기 분사구(101)로부터 분사되고, 상기 대향면(102)과 상기 판 형상 부재(T) 사이의 공간을 흐르는 공기를 체류시키는 공기 저장부(109a)(기체 저장부의 일례에 상당)가 방향(W3)을 따라 길게 형성되어 있다. 이는, 박리된 부착물을 효율적으로 제거하므로, 상기 대향면(102)측에 박리된 부착물을 갖는 공기를 저장하기 위한 것이다. 또한, 상기 대향면(102)과는 반대의 면(103)측에는 상기 공기 저장부(109a) 내의 공기를 외부로 방출하기 위해, 상기 공기 저장부(109a)를 외부로 유도하는 공기 방출 구멍(air release hole)(109b)(연통 구멍의 일례에 상당)이 형성되어 있다.

본 실시 형태에서는, 상기 대향면(102)에 함몰 형상의 기체 저장부(109a)를 설치하고, 상기 노즐체(100b)에 상기 기체 저장부(109a)의 내부와 상기 노즐체(100b)의 외부를 연통시키는 공기 방출 구멍(109b)을 형성하고 있다. 이로 인해 본 실시 형태에서는, 판 형상 부재(T)에 압축 공기가 분사되고, 이 기체가 상기 판 형상 부재(T)에 반사하여 상기 대향면(102)에 충돌하였을 때, 상기 분사구(101)로부터 분사된 압축 공기가 상기 기체 저장부(109a)의 내부에도 저장되고, 상기 기체 저장부(109a)의 내부의 기체가 상기 공기 방출 구멍(109b)을 통해 상기 노즐체(100b)의 외부로 유도된다. 따라서, 압축 공기의 분사에 의해 박리된 부착물이 상기 기체 저장부(109a)에 체류하고, 이 체류된 공기를 외부로 배출하는 것이 가능해진다. 이 결과, 특히, 상기 부착물이 상기 대향면(102)에 부착되기 쉬운 재질, 예를 들어 오일 또는 오일을 포함하는 먼지 등의 점성을 갖는 것이었다고 해도, 그 부착물이 상기 대향면(102)에 충돌하여 상기 대향면(102)에 부착하는 것을 확실하게 방지하여 분사구(101)의 막힘이나 판 형상 부재(T)에의 부착물의 재부착을 경감시킬 수 있다.

또, 상기 공기 방출 구멍(109b)에 배관이나 가요성 호스 등으로 접속된 블로어 팬(흡기 수단의 일례에 상당)을 배치해도 좋다. 상기 블로어 팬을 구동시켜 상기 공기 방출 구멍(109b)으로부터 상기 공기 저장부(109a) 내의 공기를 흡인하도록 하면, 부착물을 포함하는 공기를 보다 효율적으로 배출하는 것이 가능해진다.

(제3 실시예)

다음에, 도15의 블럭도를 이용하여, 본 발명의 제3 실시예에 대해 설명한다. 본 실시예에 관한 부착물 제거 장치(X3)는 노즐체(100b)(제2 실시예, 도13 참조)에 마련된 상기 공기 방출 구멍(109b)과, 흡기 수단의 일례인 블로어(121)를 접속하는 관로에, 상기 공기 방출 구멍(190b)으로부터 배출된 공기 내에 포함되는 액상 혹은 이슬 형상의 압연유(액상 부착물의 일례)를 공기와 분리하여 장치 밖에 설치된 오일 탱크(130) 등에 회수하는 오일 분리기(120)(부착물 분리 회수 수단의 일례)와, 분리된 압연유를 오일 탱크(130)에 유도하는 이젝터(122)를 구비하여 구성되어 있다. 또, 본 부착물 제거 장치(X3)의 다른 구성 요소에 대해서는 상술한 제2 실시예에 관한 부착물 제거 장치(X2)의 구성과 동일하므로, 여기서는 다른 구성 요소의 설명을 생략한다.

상기 오일 분리기(120)로서는 다양한 것을 생각할 수 있지만, 여기서는 공기로부터 압연유만을 분리하는 오일 필터(120a)가 내부에 배치되고, 상기 오일 필터(120a)에 의해 분리된 압연유를 저장하는 드레인 구멍(120c)이 형성된 드레인층(120b)을 갖는 장치를 예시한다.

상기 이젝터(122)는 상기 드레인 구멍(120c)에 연결되어 있고, 외부로부터 공급되는 압축 공기를 상기 이젝터(122)에서 환류시킴으로써, 상기 이젝터(122) 내부에서 생기는 부압을 이용하여 상기 드레인층(120b)으로부터 압연유를 흡인하여 오일 탱크(130)로 유도하는 것이다. 상기 블로어(121)의 운전 중에는, 상기 오일 분리기(120)에서는 노즐체(100b)로부터 오일 필터(120a)를 통해 블로어(121)로 빠지는 유로를 따라 공기가 흐르므로, 그 공기류에 의해 생기는 부압이 원인이 되어 상기 드레인층(120b)의 압연유가 상기 드레인 구멍(120c)으로부터 배출되기 어려워지지만, 본 부착물 제거 장치(X3)에는 상기 이젝터(122)가 설치되어 있기 때문에, 상기 블로어(121)의 운전 중이라도 상기 압연유를 강제적으로 배출시키는 것이 가능해진다.

이와 같이 구성된 본 부착물 제거 장치(X3)에서는, 상기 공기 방출 구멍(190b)으로부터 배출된 공기가 상기 오일 분리기(120)에 송입되면, 상기 오일 필터(120a)에 의해 압연유가 분리된다. 그리고, 압연유가 분리된 공기는 상기 블로어(121)에 의해 상기 오일 분리기(120)로부터 빨아내어 외부로 배출된다. 한편, 상기 오일 필터(120a)에 의해 분리된 압연유는 상기 드레인층(120b)에 저장된다. 그리고, 상기 드레인층(120b)에 저장된 압연유는 상기 이젝터(122)에 의해 상기 드레인 구멍(120c)으로부터 빨아내어 상기 오일 탱크(130)를 향해 배출된다.

또, 상기 이젝터(122)에 압축 공기를 상시 공급하면, 드레인층(120b)의 압연유가 모두 배출된 경우에는 상기 드레인 구멍(120c)으로부터 공기가 배출되게 되어 압연유의 분리 효율이 저하될 뿐만 아니라, 블로어(121)가 고부하가 될 우려가 있다. 그로 인해, 간헐적으로, 즉 소정 시간마다 상기 이젝터(122)로 압축 공기를 공급하는 것이 바람직하다. 혹은, 상기 드레인층(120b)에 플로우 스위치 등을 설치해 두고, 소정의 압연유가 저장된 것을 나타내는 상기 플로우 스위치로부터의 출력 신호를 받은 것을 조건으로, 압축 공기 절환 밸브 등을 동작시켜 소정 시간만큼 압축 공기를 공급하도록 해도 상관없다.

이와 같이, 본 부착물 제거 장치(X3)에서는 공기와 압연유가 분리되어 압연유가 오일 탱크(130)에 회수되므로, 압연유를 포함하는 공기가 대기 중에 방출되지 않게 되어, 인체 혹은 환경에 미치는 해를 제거하는 것이 가능해진다. 배출된 압연유가 회수되므로, 압연유의 재이용이 가능해진다.

본 실시예에서는, 압연유를 분리하여 회수하는 예에 대해 서술하였지만, 예를 들어 압연유 이외의 액상의 부착물을 분리 회수하는 경우에도, 본 실시예에 관한 부착물 제거 장치(X3)를 적용하는 것이 가능하다.

또한, 상기 오일 필터 대신에 먼지 등의 고형의 부착물을 배출된 공기로부터 분리하는 도시하지 않은 에어 필터를 설치하면, 액상 부착물에 한정되지 않고, 고형의 부착물도 분리 회수하는 것이 가능해진다.

(제4 실시예)

다음에, 도16을 이용하여 본 발명의 제4 실시예에 대해 설명한다. 본 실시예에 관한 부착물 제거 장치(X4)에는 상기 판 형상 부재(T)의 상면(T1)측뿐만 아니라, 하면(T2)측에도 상술한 실시 형태에 있어서의 노즐체(100)가 설치되어 있다. 여기서, 상기 노즐체(100)가 상기 판 형상 부재(T)의 하면(T2)측에 설치된 경우에는, 상기 상면(T1)측에 설치한 경우와는 역방향으로 압축 공기를 분사시키도록 상기 노즐체(100)를 배치해야만 한다. 그로 인해, 이 경우에는 도16에 도시된 바와 같이 상기 노즐체(100)가 그 자중에 의해 하방으로 이동하는 것을 방지하는 동시에, 상기 노즐체(100)를 판 형상 부재(T)의 하면(T2)에 대략 수직인 방향(W1)으로 이동 가능하게 지지하므로, 상기 노즐체(100)를 나사 스프링 등의 탄성 부재(113)에 의해 탄성적으로 지지하고 있다. 이와 같이 구성됨으로써, 상기 판 형상 부재(T)의 양면에 있어서의 부착물을 제거하는 것이 가능해질 뿐만 아니라, 상기 노즐체(100)의 상하 방향으로의 오버 슈트나 언더 슈트, 혹은 헌팅을 방지하는 것이 가능해진다.

(제5 실시예)

여기서 설명하는 본 발명의 제5 실시예에 관한 부착물 제거 장치(X5)는 노즐체(100)의 부양력을 유지하도록 구성되어 있다.

구체적으로는, 도17의 회로도에 도시한 바와 같이 상기한 감압 밸브(3), 에어 필터(4), 제어기(1) 및 노즐체(100)에 부가하여, 미리 정해진 작동 압력치(규정 압력치)로 설정된 압력 스위치(7)와, 압축 공기가 공급됨으로써 작동하는 실린 더(140)(구동 수단의 일례)를 구비하여 구성되어 있다. 또한, 상술한 실시 형태 및 실시예의 구성과는 달리, 상기 전자기 밸브(2) 대신에 3방 절환 가능한 3방 전자기 밸브(2a)가 이용되고 있다.

상기 실린더(140)는 내부에 스프링 등의 탄성 부재(140a)와 피스톤(140b)을 구비한 단동식의 실린더(single-acting cylinder)이며, 소정의 압력[적어도 상기 탄성 부재(140a)에 의한 압박력 이상의 힘을 피스톤(140b)에 작용시킬 수 있는 공기 압력] 이상의 압축 공기가 공기 공급실(140d)에 공급되면, 상기 탄성 부재(140a)의 압력 방향과는 반대의 방향[상기 탄성 부재(140a)를 압축시키는 방향]으로 상기 피스톤(140b)이 작동하는 것이다. 이 실린더(140)는, 상기 피스톤(140b)이 연직 방향으로 작동하고, 또한 압축 공기의 공급에 의해 상기 피스톤(140b)이 상부 방향으로 작동하도록 지지 부재(141)에 설치되어 있다.

또한, 상기 피스톤(140b)의 하방으로 신장하는 피스톤 축(140c)은 상기한 탄성 부재(113)(도16 참조)를 통해 상기 노즐체(100)를 지지하는 지지 부재(142)에 연결되어 있다. 이와 같이 연결됨으로써, 상기 피스톤(140b)이 작동하면, 상기 노즐체(100)가 판 형상 부재(T)의 표면에 대략 수직인 방향으로 들어 올려지게 된다.

상기 전자기 밸브(2a)는 하나의 입력 포트와 2개의 출력 포트를 갖는 3방 전자기 밸브이며, 입력 포트(P1)는 공기압원(5)에 배관 접속되어 있다. 한편, 2개의 출력 포트 중, 소자됨으로써 공기압원(5)과 연통하는 포트(P2)는 상기 실린더(140)의 공기 공급실(140d)에 배관 접속되어 있고, 여자됨으로써 공기압원(5)과 연통하는 포트(P3)는 상기 감압 밸브(3)에 배관 접속되어 있다.

상기 압력 스위치(7)는 상기 노즐체(100)에 공급되는 압축 공기가 미리 정해진 규정 압력 미만이 된 경우에 검출 신호를 제어기(1)에 송신한다. 또, 상기 규정 압력은 노즐체(100)를 부상시키는 데 최저한 필요한 압력이다.

이와 같이 구성된 본 부착물 제거 장치(X5)에서는 압축 공기가 공급됨으로써 상기 노즐체(100)가 부유(부상)하고 있는 가운데에, 상기 압력 스위치(7)로부터 상기 제어기(1)로 검출 신호가 출력되면, 상기 3방 전자기 밸브(2a)가 상기 제어기(1)에 의해 소자된다. 이에 의해, 상기 3방 전자기 밸브(2a)가 작동하여 출력 포트(P3)가 폐쇄되고, 그리고 출력 포트(P2)가 개방된다. 그 후, 상기 출력 포트(P2)를 통해 압축 공기가 상기 공기 공급실(140d)에 공급된다. 또, 상술한 바와 같이 상기 3방 전자기 밸브(2a)를 제어하는 상기 제어기(1)가 구동 제어 수단에 상당한다.

상기 실린더(140)에서는 상기 공기 공급실(140d)에 압축 공기가 공급되면, 피스톤(140b)이 상방으로 이동하고, 상기 노즐체(100)가 상기 피스톤(140b)의 이동에 수반하여 상방으로 들어 올려진다.

이와 같이, 노즐체(100)로 공급되는 압축 공기의 압력이 규정 압력 미만이 된 경우에는, 상기 노즐체(100)가 상기 실린더(140)에 의해 들어 올려지므로, 상기 노즐체(100)의 낙하에 의한 상기 판 형상 부재(T)의 손상이 방지된다.

또, 이 제5 실시예에서는 판 형상 부재(T)의 상면측에 노즐체(100)가 배치된 경우에 대해 설명하였지만, 물론, 상술한 제4 실시예에서 설명한 바와 같이 상기 판 형상 부재(T)의 하면측에 노즐체(100)가 배치된 경우에도 마찬가지로 적용하는 것이 가능하다. 또, 이 경우에는 피스톤(140b)이 작동함으로써 상기 판 형상 부재(T)의 하면으로부터 하방으로 노즐체(100)를 내리도록 상기 실린더(140)가 배치된다.

또한, 본 실시예에서는 구동 수단으로서 단동식 실린더(140)를 이용한 예에 대해 나타냈지만, 예를 들어 복동식 실린더를 이용하는 예라도 상관없다.

이상 설명한 바와 같이, 하나 이상의 분사구가 형성된 노즐체의 상기 분사구로부터 압축 기체를 분사시킴으로써 상기 판 형상 부재에 부착된 부착물을 제거하는 부착물 제거 장치에 적용되는 것이며, 상기 노즐체가 상기 판 형상 부재의 표면에 대략 수직인 방향으로 이동 가능하게 지지되도록 구성되어 있으므로, 상기 노즐체를 상기 판 형상 부재로부터 항상 대략 일정 간격 이격된 위치를 유지한 상태 그대로 부유시키는 것이 가능해진다. 이에 의해, 상기 판 형상 부재에 발생한 진동이나 판 형상 부재의 휨 등의 변형에 의해 상기 판 형상 부재의 표면이 상하 이동한 경우라도 그 상하에 추종하여 상기 노즐체가 상하 이동하므로, 상기 판 형상 부재의 표면으로부터 상기 노즐체까지의 이격 거리가 항상 대략 일정하게 유지된다. 그로 인해, 상기 판 형상 부재와 상기 노즐체와의 거리를 수 ㎜ 이하, 구체적으로는 0.1 ㎜ 정도로 설정하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 종래는 수 ㎜ 정도의 이격 거리를 마련하고 있었으므로 비교적 고압의 압축 기체를 공급하지 않으면 충분한 부착물 제거 효과를 얻을 수 없었지만, 본 발명에 따르면 상기 이격 거리를 더욱 협소하게 함으로써, 종래보다도 압력이 낮은 압축 기체를 이용하여 종래와 동등 또는 그 이상의 부착물 제거 효과를 얻을 수 있다. 특히 상기 분사구가 복수인 경 우에는, 압축 기체의 분사압에 의한 상기 노즐체에의 복수의 작용력이 밸런스 좋게 균형적이기 때문에, 그 밸런스에 의해 보다 안정적으로 상기 노즐체를 상기 판 형상 부재로부터 항상 대략 일정한 간격 이격된 위치를 유지한 상태 그대로 부유시키는 것이 가능해진다.

또한, 상기 판 형상 부재와 상기 노즐체와의 거리를 짧게 함으로써 상기 판 형상 부재에 분사되는 압축 기체의 분사압이 높아지므로, 압연 속도가 고속화된 압연기에 의해 압연된 판 형상 부재, 즉 고속 반송된 판 형상 부재의 부착물을 제거하는 것도 가능해진다.

또한, 상기 노즐체의 상기 대향면에 함몰 형상의 기체 저장부가 설치되고, 상기 노즐체에 상기 연통 구멍이 형성되어 있으므로, 상기 기체 저장부 내의 부착물을 포함하는 기체가 외부로 배출되어 분사구의 막힘이나 판 형상 부재에의 부착물의 재부착을 경감시킬 수 있다.

또한, 흡인 수단에 의해 기체 저장부 내의 기체가 강제적으로 흡인 배출되므로, 부착물을 포함하는 기체를 효율적으로 배출할 수 있다.

또한, 상기 부착물 분리 회수 수단이 마련되어 있으므로, 상기 연통 구멍으로부터 배출된 부착물이 대기 중에 분산되지 않게 되어, 인체 혹은 환경에 친화적인 부착물 제거 장치가 실현된다. 또한, 배출된 부착물의 상기 판 형상 부재에의 재부착도 방지할 수 있다.

또한, 상기 부착물 분리 수단은 부착물을 포함하는 기체로부터 액상 부착물만을 분리 회수하는 것이므로, 상기 액상 부착물이 오일이나 세정액 등과 같이 재 이용 가능한 것인 경우에는 그것만을 회수하여 재이용하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 구동 수단 및 상기 구동 제어 수단이 마련되어 있으므로, 상기 노즐체가 상기 판 형상 부재에 충돌하기 전에 강제적으로 이격하고, 그 결과, 판 형상 부재의 손상이 방지된다.

본 발명은 압연기에 의해 금속판이나 수지판 등의 판 형상 부재를 제조할 때에, 압연 후의 판 형상 부재에 부착된 압연유나 세정제를 제거하는 기술로서 산업상 적절하게 이용된다.

Claims (12)

1. 판 형상 부재의 표면에 대향하는 대향면에 1개 이상의 분사구가 형성된 노즐체와 상기 노즐체로의 압축 공기의 압축압을 조정하는 감압 밸브를 구비하고, 상기 노즐체의 상기 분사구로부터 압축 기체를 분사시킴으로써 상기 판 형상 부재에 부착된 부착물을 제거하는 부착물 제거 장치이며,

   상기 노즐체가 상기 판 형상 부재의 표면에 수직인 방향으로 이동 가능하게 지지되어 이루어지는 동시에, 상기 분사구로부터 분사되어 상기 판 형상 부재에 분사된 압축 공기의 압상력에 의해 상기 노즐체가 상기 판 형상 부재로부터 소정량 부상하도록 상기 분사구의 총 면적과 상기 대향면의 면적과의 비율 및 상기 감압 밸브에 의한 압축압이 설정되고,

   상기 노즐체와 연결되어 상기 노즐체를 상기 판 형상 부재의 표면에 수직인 방향으로 이동시키는 구동 수단과,

   상기 노즐체에 공급되는 압축 공기가 미리 정해진 규정 압력 미만이 된 경우에, 상기 구동 수단을 구동 제어함으로써 상기 노즐체를 상기 판 형상 부재로부터 이격하는 방향으로 이동시키는 구동 제어 수단을 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 부착물 제거 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 분사구의 총면적이 상기 대향면의 면적의 3분의 2 미만이 되도록 상기 분사구가 형성되어 이루어지는 부착물 제거 장치.
3. 제1항에 있어서, 복수의 상기 분사구가 상기 판 형상 부재의 반송 방향 및 상기 노즐체의 이동 방향과 직교하는 방향으로 간격을 두고 배열되어 이루어지는 부착물 제거 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 대향면에 상기 판 형상 부재의 반송 방향 및 상기 노즐체의 이동 방향과 직교하는 방향으로 긴 개구를 갖는 평면 노즐이 설치되어 이루어지는 부착물 제거 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 노즐체를 구성하는 주요 부재가 플라스틱 소재로 이루 어지는 부착물 제거 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 노즐체가 상기 판 형상 부재의 상면측 및 하면측의 적어도 한쪽에 설치되어 이루어지는 부착물 제거 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 노즐체를 탄성적으로 지지하여 이루어지는 부착물 제거 장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 대향면에 함몰 형상의 기체 저장부가 설치되고,

   상기 노즐체에 상기 기체 저장부의 내부와 상기 노즐체의 외부를 연통시키는 연통 구멍이 형성되어 이루어지는 부착물 제거 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 연통 구멍을 통해 상기 기체 저장부 내의 기체를 흡인하는 흡인 수단을 더 구비하여 이루어지는 부착물 제거 장치.
10. 제8항에 있어서, 상기 연통 구멍으로부터 배출된 기체 내에 포함되는 부착물을 분리 회수하는 부착물 분리 회수 수단을 더 구비하여 이루어지는 부착물 제거 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 부착물 분리 회수 수단이 부착물을 포함하는 기체로 부터 액상 부착물만을 분리 회수하는 것인 부착물 제거 장치.
12. 삭제

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