KR100987400B1 - 노즐 어레인지먼트 - Google Patents

Abstract

노즐 어레인지먼트는 인쇄회로기판의 수평 작업처리량(horizontal throughput)을 가진 아연도금 시스템(galvanisation system)을 위한 플로우 노즐로 적합한 것으로 기술된다. 상기 노즐은 인쇄회로기판과 같은 워크피스를 처리하기 위한 처리 유체를 공급하기 위한 적어도 하나의 유체 공급 오프닝을 가진 수직 하우징(2) 및 상기 처리 유체를 방출하기 위하여 바람직하게는 다수의 홈이 파인 유체 전달 오프닝을 포함한다. 하우징(2)에서 유체 채널(5)은 유체 공급 오프닝에서 유체 전달 오프닝으로 처리유체를 공급하기 위하여 형성된다. 유체 전달 오프닝(8)에서 처리 유체의 가능한 한 가장 균일한 속도를 달성하기 위하여, (a) 처리유체를 위한 유체 채널(5)의 작업처리량은 유체 공급 오프닝에서 하우징의 수직 방향으로 갈수록 연속적으로 감소되고, 또는, (b) 상기 유체 전달 오프닝(8)에서 유체가 전달되기 전에 저장챔버가 제공된다.

노즐 어레인지먼트, 처리 유체, 수송, 유체 공급 오프닝, 유체 전달 오프닝, 유체 채널

Description

노즐 어레인지먼트{Nozzle Arrangement}

본 발명은 처리유체를 사용하는 워크피스(work piece)의 처리 또는 처리유체(treatment fluid)를 가진 해당 처리조(treatment bath)의 플러딩(flooding)에 적용될 수 있는 노즐 어레인지먼트에 관한 것이다. 보다 상세하게 본 발명은, 예를 들어, 인쇄회로기판(printed-circuit board)의 웨트-화학적 처리(wet-chemical treatment)를 위한 연속 시스템(continuous system)에서 적용될 수 있는 플로우 노즐 어레인지먼트에 관한 것이다.

상기 언급된 타입의 노즐 어레인지먼트는 널리 알려져 있다. 그러므로, 예를 들어, 이러한 노즐 어레인지먼트는 관통하는 인쇄회로기판의 가장 빠르면서 더욱 적절한 처리를 수행하기 위하여, 인쇄회로기판의 웨트-화학적 처리를 위한 연속 시스템에서 사용되고 있다. 이러한 목적을 위하여 종래기술에서, 인쇄회로기판의 표면을 따라 처리유체가 일정하고 고르게 교환되도록 하기 위하여, 해당 처리유체가 인쇄회로기판의 표면으로 분사되거나 그로부터 흡수되는, 인쇄회로기판의 흐름방향에 대하여 관통할 뿐 아니라 대각선으로 지나가는 인쇄회로기판이 있는 레벨 (level)의 위 및/또는 아래에서 그와 같은 다양한 노즐 어레인지먼트가 배치된다.

이 점에 대하여 EP 1 187 515 A2에서 복수개의 다른 노즐 어레인지먼트가 제시되어 있다. 여기에서는 본질적으로 다양한 노즐 형태를 가지고 있는 라운드 튜브가 사용된다. 그러므로, 이러한 노즐 어레인지먼트는, 예를 들어, 대각선으로 배치된 슬롯 노즐(slot nozzle), 일렬로 서로의 옆에 배치된 라운드 노즐(round nozzle) 또는 서로의 옆에 배치되고 축방향으로 뻗어있는 다수의 슬롯 노즐도 포함할 수 있다.

또한, DE 37 08 529 A1은 각각의 매개물(medium) 유량(flow quantity) 및 분사압력(spray pressure)이 해당하는 노즐의 다양한 슬롯 폭(width)에 의해 적정될 수 있는 슬롯 노즐의 사용을 제시하고 있다.

DE 35 28 575 A1에서는, 수직으로 관통하는 인쇄회로기판에서 보어 홀(bore hole)의 세정, 활성화 및/또는 금속화(metalization)를 위하여, 흐름의 방향에 비스듬하게 관통하는 레벨(level)의 아래에서 노즐이 사용되고, 여기에서 정상 파동(constant wave)의 형태인 유체 처리 수단은 관통하는 각 인쇄회로기판의 아래쪽으로 전달된다. 노즐은 노즐 하우징의 상단 부분에 배치되고, 입구 노즐(inlet nozzle)을 가진 프리-챔버(pre-chamber)를 포함하는데, 상기 프리-챔버는 쉐도우 마스크(shadow mask)에 의해 노즐 내부구역의 상단부분으로부터 차례로 분리되어 있다. 노즐쪽으로 유체처리 수단의 흐름 분배는 쉐도우 마스크의 도움으로 인하여 수행된다. 실질적인 (슬롯) 노즐 앞에 노즐의 내부구역은 유체처리 수단의 흐름을 고르게 증진시키기 위한 프리-챔버로 사용된다.

EP 0 280 078 B1은 특히 인쇄회로기판에서, 해당하는 처리유체를 사용하여 워크피스 세정(cleaning) 또는 화학물 처리(chemical treatment)를 위한 노즐 어레인지먼트를 밝히고 있다. 노즐 어레인지먼트는 하부의 어드미션 박스(admission box) 및 하우징 박스(housing box)를 포함하는데, 처리유체는 하부의 어드미션 박스를 통해서 하우징 박스 바닥내의 보어 홀(bore hole)을 지나 하우징 박스 내부로 들어가게 된다. 하우징 박스는 중앙의 분리벽(separating wall)과 함께 그 위에 나열된 두 개의 천공 레벨(perforation level) 및 두 개의 슬롯을 가지고 있는데, 이는 처리유체가 두 슬롯까지 흐를 수 있게 하고, 두 슬롯을 통해서 두 개의 균일하고 사인곡선적인 서지 웨이브 프로화일(even, sinusoidal surge wave profile)을 형성하게 하며, 워크피스는, 보다 상세하게는 인쇄회로기판의 보어 홀, 관통하여, 벤투리 효과(Venturi effect)에 의한 집중적인 물질 이동(mass transfer)을 확실하게 한다.

종래의 플로우 노즐 어레인지먼트(flow nozzle arrangement)에서, 최대 유량이 입구를 지나기 때문에 이곳에서의 흐름의 속도가 최대이다. 각각의 개별 노즐 오프닝을 통해서만 처리유체의 일부분이 방출되므로, 입구로부터의 거리가 증가함에 따라 유속은 떨어진다. 존재하는 정압(static pressure)과는 별도로, 이는 노즐 오프닝에서 뱅킹-업 압력(banking-up pressure) 및 고르지 않은 유속(flow speed)을 유발한다. 수반되는 결과는 방출된 처리유체의 양이 불균일하다는 것이다.

그러므로, 본 발명의 목적은 노즐의 수직방향으로 처리유체의 광범위하게 균일한 유속 및 유량을 획득할 수 있는, 처리유체(treatment fluid)를 방출하기 위한 노즐 어레인지먼트를 제공하는데 있다. 상기 언급된 타입의 시스템에서 가능한 한 최소의 공간을 사용하기 위하여, 바람직하게 충족시키는 그 이상의 필요조건은 노즐 부분(section)의 높은 수준의 조밀도(compactness)이다. 이와는 별도로, 구성요소(component)의 수 및 생산 단가(production cost)는 적어야 한다. 또한, 분사(spray) 또는 플로우 지오메트리(flow geometry) 및 분사 방향은 모든 방출 오프닝(discharge opening)에서 동일한 것이 바람직하다.

상기 목적은 청구항 5의 특징을 가진 노즐 어레인지먼트 또는 청구항 1의 특징을 가진 노즐 어레인지먼트에 따른 본 발명에 의해 달성된다. 종속항(sub-claim) 각각은 본 발명의 바람직하고 유용한 구현예를 한정한다.

본 발명에 따른 노즐 어레인지먼트는 처리유체의 공급을 위한 적어도 하나의 유체 공급 오프닝 및 처리할 워크피스로 처리유체를 방출하기 위해 하우징내에 형성된 적어도 하나의 유체 전달 오프닝을 포함하는 연장된 하우징(elongated housing)을 가진다. 하우징에서 유체 채널은 처리유체를 공급하기 위하여 유체 공급 오프닝에서 적어도 하나의 유체 전달 오프닝까지 형성되어 있다. 한 전달 오프닝의 미니멈(minimum)은 홈이 파일 수 있거나, 고른 간격을 가지고 서로의 뒤에 배치된 일렬의 라운드 보어 홀으로 고안될 수도 있다.

본 발명의 첫번째 구현예에 따라, 유체 채널 섹션(section)은 유체 공급 오프닝에서 하우징의 수직방향으로 감소하는데, 유체 채널 섹션의 지속적인 감소는 수직방향 및 한 유체 전달 오프닝의 최소량에 따라 제공될 수 있다. 유체 공급 오프닝 또는 최대의 유량이 관통하는 유체 입구로부터의 거리에 대한 유체 채널의 흐름 섹션을 이와 같이 적응(adaptation)시킴으로써, 노즐 어레인지먼트의 전체 길이에 따른 유속의 균형(balancing)이 획득되어, 적어도 하나의 유체전달 오프닝도 획득될 수 있는 것이다.

수직 삽입물은 수직 방향으로 동일한 섹션을 가진 하우징에서 제공될 수 있고, 이 중 하나의 섹션이 유체 공급 오프닝에서 수직방향으로 감소하므로, 수직 삽입물은 유체 채널의 섹션에 따라 감소한다. 상기 삽입물은 모든 유체 전달 오프닝이 동일한 길이의 유체 채널을 가지는 방식으로 유체 전달 오프닝과 연관지어 배치하는 것이 바람직하다.

그러나, 그와 동시에 하우징 벽(housing wall)의 두께가 유체 공급 오프닝에서 하우징의 수직방향으로 하나 혹은 그 이상의 지점에서 증가하는 것도 가능하다.

예를 들어, 노즐 어레인지먼트의 내부에서 삽입물은 다수의 개별 섹션 및 세그먼트(segment)를 포함할 수 있다. 이들은 여과기(displacer) 또는 천공체(perforated body)일 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 필요한 길이에 따라 달라지는 섹션을 가진 노즐 어레인지먼트당 60 파트(part) 또는 달라지는 내부 지름을 가진 디스크(disc)에 대한 60 파트는 일렬로 배치된다. 각각의 섹션은 접착 또는 용접될 수 있거나, 혹은 타이 로드(tie rod) 또는 스테프닝 멤버(stiffening member)와 결합될 수 있다. 유체에 대한 섹션을 가로지르는 흐름은 노즐 어레인지먼트의 말단으로 들어가는 유체가 있는 첫번째 세그먼트부터, 각 섹션마다 그 곳에서 끊임없이 감소한다. 예를 들어, 섹션 중 하나가 전달 오프닝을 가진다면, 섹션내의 저장 챔버는 원뿔형이 아닌 원통형일 수 있다. 이로 인해 스텝화된 유체 채널(stepped fluid channel)은 매우 낮은 생산단가를 가지게 된다.

본 발명의 두 번째 구현예에 따르면, 유체 채널은 하우징의 수직방향으로 서로로부터 분리된 여러개의 분배 오프닝을 통해 커뮤니케이션하고 있고, 유체 채널은 길이가 다르다. 이들 분배 오프닝의 길이는 유체 공급 오프닝에서 시작되도록 하우징의 수직방향으로 갈수록 점점 변형되고, 그 후에 마찬가지로, 노즐 또는 유체 전달 오프닝에서 노즐 어레인지먼트의 전체 길이에 걸쳐 처리유체의 유속(speed of flow)의 균형이 이루어질 수 있다. 보어 홀 또는 분배 오프닝의 달라지는 길이로 인하여 흐름저항(flow resistance)이 달라져서 유속의 균형이 이루어진다.

상기 언급된 분배 오프닝은 모두 동일한 지름을 가질 수 있다. 그러나 유사하게, 분배 오프닝이 달라지는 지름을 가지도록 고안된다고 생각할 수도 있다. 지름상 변화에 대한 결정적인 요인은 공급채널에서 달라지는 유속 및 이와 관련하여 달라지는 전체의 압력 조건이다.

그러므로,또 다른 변형(variant)에 따르면, 분배 오프닝은 유체 전달에서 달라지는 지름을 가지고, 동일한 지름을 가지는 카운터싱킹과 함께 제공되는 것으로 제시되고 있다. 카운터싱킹의 지름이 동일하도록 선택되었다면, 그 다음에는 부피 흐름(volume flow) 및 전달 속도(delivery speed)에 있어서 한층 더한 균일함이 발생한다.

상기 분배 오프닝은 해당하는 보어 홀의 형태로 상기 언급된 타입의 삽입물내에 형성된다. 삽입물은 하우징에서 U자 모양의 스테프닝 멤버의 도움으로 보유될 수 있다.

제트(jet)는 흐르는 유체의 동력(dynamic force)을 통하여, 유체 전달 오프닝에서 오프닝 채널의 모서리(angle)로 전달되는 것이 아니라, 처리유체의 흐름 방향으로 비스듬하게 전달된다. 전달 채널의 길이가 증가함에 따라, 상기 효과는 감소한다. 이는 마찬가지로 민감한 처리 제품에 대하여 균일하지 않은 처리 결과를 야기한다.

그러므로, 저장 챔버가 적어도 하나의 유체 전달 오프닝과 유체 채널 사이에서, 예를 들어, 상기 언급된 삽입물에 해당하는 밀링(milling) 또는 리세스(recess)의 형태로 제공된다면, 이는 압력을 한층 더 분배하고 동력을 감소시키게 된다. 분배 오프닝은 전달된 유체의 제트가 유체 전달 오프닝이 배치된 벽에 부딛쳐서 바운드되는 방식으로 바람직한 구현예에서 배치된다. 그 다음, 제트는 일단 유체 전달 오프닝에 의해 다시 빗나가게 되면, 처리 제품 또는 워크피스에 반하여 흐르기 전에, 대각선으로 빗나가 제조된(milled-out) 삽입물의 벽에 부딛쳐서 바운드된다.

유체 전달 오프닝 또는 처리유체를 위한 입구는 하우징의 수직 부분상에 배치될 수 있다. 물론, 이러한 유체 전달 오프닝이 어떤 방법으로든 하우징의 중심 섹션(section)에 배치된다고 생각할 수도 있다.

유체 전달 오프닝은 동일한 디멘젼(dimension) 또는 다른 디멘젼 모두 가질 수 있는 하우징의 수직방향으로 간격을 두고 배치된 몇개의 슬롯 형태인 것이 바람직하다. 특히, 유체 전달 오프닝이 서로에 대해 파생된 몇 줄의 슬롯 형태로 고안되고, 각각은 하우징의 수직 방향으로 뻗어 있다면, 이는 특히 유리하다. 그러나, 파생된 슬롯의 열(row)대신에 보어 홀의 열이 사용될 수도 있다. 두 경우 모두 처리 제품에 대해 균일한 흐름이 발생한다.

유체 전달 오프닝 및 처리 제품으로부터의 거리가 동일하다는 것도 중요하다. 이는 노즐 어레인지먼트가 처리 유체의 증진(build-up) 또는 제트 압력(jet pressure)하에서 구부러지는 것을 방지한다. 제조공정에 의한 변형(deformation) 및 고온(예를 들어, 웰딩(welding)에 의해 야기되는 것들)도 방지할 수 있다. 요구되는 안정성(stability)은 특히 노즐 어레인지먼트 상에 또는 그 내부에 수직으로 배치된 금속 스테프닝 멤버를 가짐으로써 보장될 수 있다.

다른 구현예에서, 하우징의 한 측면(side)에서 유체를 견고하게 덮는 리드(fluid-tight lid) 또는 커버링(covering)이 하우징과 함께 유체 전달 오프닝을 규정짓는 하우징 상에 배치되어, 본 발명에 따른 노즐 어레인지먼트가 유체 채널의 양방향으로 연속적으로 감소하는 섹션을 가지는 것이 바람직할 수도 있다. 본 구현예에 따르면, 유체 전달 오프닝은 특히 간격을 두고 노즐의 수직방향으로 배치된 다수의 슬롯을 포함하고, 노즐 어레인지먼트의 폭 방향과 같은 수직방향으로 뻗어 있어서 유체 전달 오프닝은 노즐 어레인지먼트 상에 양방향으로 배치되어 있다. 그래서, 각 슬롯 또는 연결 채널은 한쪽 말단에서 하우징의 유체 채널과 커뮤니케이션하고, 다른 말단에서는 두 유체 전달 오프닝 각각으로 흘러 들어간다.

본 구현예는 특히 처리 유체 또는 처리 매개물을 가진 처리조의 전체적으로 균일한 플러딩에 잘 부합하는 것이다. 환경으로부터 흡수되는 물질(substance)(예를 들어, 공기로부터의 산소)의 위험이 있는 특정 공정에서, 플러딩은 처리유체의 표면적을 증가시키는 볼텍스(vortex) 또는 제트(jet)를 형성하기 않으면서 가능한 한 빨리 수행되어야 한다. 상기 목적은 노즐 어레인지먼트의 전체 길이에 걸쳐 균일하고 느린 속도로 상기 언급된 구현예에 따른 노즐 어레인지먼트를 사용함으로써 달성될 수 있다.

주어진 마지막 구현예는 그 이전에 언급된 구현예의 특징과 조합될 수 있다. 물론 주어진 마지막 구현예는 저장 챔버의 생성(creation) 또는 분배 오프닝의 사용 등에 관해 상기 언급된 특징없이 구성될 수도 있다.

본 발명에 따른 노즐 어레인지먼트는 인쇄회로기판의 수평 작업처리량을 사용하는 웨트-화학적 처리에서 플로우 노즐로 사용되도록 적용시키는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명은 물론 상기 바람직한 적용의 범위에 제한되는 것은 아니다. 본 발명은 워크피스가 처리 유체의 노즐 어레인지먼트에서, 예를 들어 웨크피스의 세정 또는 웨트 화학적 처리 등과 같은 것을 위하여, 그에 대한 흐름을 가져야만 하는 곳이나, 이러한 종류의 처리유체를 가진 처리조의 가능한 한 가장 균일한 플러딩이 가능해야하는 곳이라면 어디서나 사용될 수 있다. 그러므로, 본 발명은 처리유체의 가능한 한 가장 균일한 방출이 필요한 곳에서 가장 보편적인 형태로 사용될 수 있다.

도 1은 도 4에 도시된 교선(line of intersection) B-B'에 따른 부분적인 섹션을 따라, 간단한 형태로 표현한 본 발명에 따른 노즐 어레인지먼트의 측면도(side view)를 나타낸 것이다.

도 2는 도 4에 도시된 교선 B-B'에 따른 부분적인 섹션을 따라, 도 1에 대한 대안으로 제시된 본 발명에 따른 노즐 어레인지먼트의 측면도를 나타낸 것이다.

도 3은 도 4에 도시된 교선 B-B'에 따른 부분적인 섹션을 따라, 압력 분배를 위한 부수적인 저장 챔버를 가진 바람직한 구현예에 제시된 본 발명에 따른 노즐 어레인지먼트의 측면도를 나타낸 것이다.

도 4는 도 3에 도시된 교선 A-A'에 다른 부분적인 섹션을 따라, 도 3에 도시된 노즐 어레인지먼트의 평면도(top view)를 나타낸 것이다.

도 5는 도 3 및 도 4에 도시된 삽입물(insert) 뿐만 아니라 노즐 어레인지먼트에서 상기 삽입물을 보유하기 위한 스테프닝 멤버(stiffening member)의 측면도를 나타낸 것이다.

도 6은 도 4에 도시된 교선 B-B'에 따른 부분적인 섹션을 따라, 도 3 또는 도 4에 대한 대안적인 디자인에서 제시된 본 발명에 따른 노즐 어레인지먼트의 측면도를 나타낸 것이다.

도 7은 도 3에 도시된 교선 C-C'에 따라서 도 3의 노즐 어레인지먼트의 횡단면도(cross-sectional view)를 나타낸 것이다.

도 8은 다른 구현예에 따라 부분적인 섹션의 형태로 제시된 본 발명에 따른 노즐 어레인지먼트의 측면도를 나타낸 것이다.

도 9는 부분적인 섹션에 대하여 도 8에 도시된 노즐 어레인지먼트의 평면도를 나타낸 것이고, 및

도 10은 도 8에 도시된 교선 C-C을 따라서 도 8 및 도 9에 나타난 노즐 어레인지먼트의 단면도(sectional view)를 나타낸 것이다.

도 1에 도시된 노즐 어레인지먼트는, 특히, 인쇄회로기판의 수평 작업처리량(horizontal throughput)을 가진 아연도금 시스템(galvanisation system)을 위한 플로우 노즐로 적합한 것으로, 본질적으로 평행육면체 모양을 가진 하우징(2)을 포함한다. 하우징의 유체 공급 오프닝에 결합된 접속 슬리브(connecting sleeve)(1)는 상기 하우징(2)의 후면(rear face)에서 처리유체를 공급하기 위하여 배치된다. 처리될 워크피스 또는 서로로부터 파생된 슬롯 혹은 보어 홀의 처리 제품열(treatment product row)은 반대쪽에 배치된 하우징(2)의 후부 측면(side face)에서 처리유체용 전달 오프닝(8)을 형성하도록 배열된다. 도시된 실시예에서, 모든 홈이 파인 전달 오프닝 또는 보어 홀(8)은 동일한 디멘젼 및 그에 적합하게 동일한 길이 및 폭 또는 지름을 가진다. 그러나, 달라지는 디멘젼은 기정된 분사(spray) 또는 흐름 픽처(flow picture)을 생성하기 위하여 선택될 수도 있다.

하우징(2)의 내부에서, 플라스틱으로 제조된 것이 바람직한 쐐기(wedge) 모양의 삽입물(3)은 특수 강철(special steel), 티타늄(titanium), 니오브(niobium) 또는 유사물과 같이 사용된 화학물질(chemical)에 저항성을 가진 금속(metal)으로 제조된 상기 삽입물(3)을 안정화시키기 위하여, U자 모양인 스테프닝 멤버와 함께 배치된다.

하기에 더욱 상세히 설명하는 바와 같이, 삽입물(3)의 목적은 유체 채널에서 유속을 균형잡는 것이고, 그로 인해 노즐 어레인지먼트의 전체 길이에 걸쳐서 처리유체를 고르게 분배하는 것이다.

도 1에 나타난 바와 같이, 보다 상세하게, 삽입물(3)은 수직방향으로 원뿔형태로 뻗어있어서, 접속 슬리브(connection sleeve)(1)에 인접하여 배치된 삽입물의 말단에서 가장 작은 두께를 가지고, 반대편 말단에서 가장 큰 두께를 가진다. 삽입물(3)과 스테프닝 멤버(4) 사이에는 처리유체용 유체 채널(5)로 사용되는 빈 공간(hollow space)이 있다. 이러한 유체 채널(5)의 흐름 섹션은 접속 슬리브(1)에 결합된 말단에서 최대이고, 반대편 말단으로 갈수록 연속적으로 감소하여 그곳에서는 흐름섹션(flow secton)이 최소가 된다.

노즐 어레인지먼트는 처리 제품(treatment product)의 반대쪽 표면상에서와 그의 길이를 따라서, 관통하는 홀(through hole)의 형태로 고르게 분포된 연결 오프닝(8)을 가지는 것이 바람직하다. 도시된 보어 홀의 공간(space)에서 홈이 파인 전달 오프닝도 사용될 수 있다.

도 1에 나타난 바와 같이, 이들 전달 오프닝(8)의 길이는 노즐 어레인지먼트 전체 길이에 걸쳐서 동일하다. 처리유체는 화살표 방향대로 접속 슬리브(1)를 통해 유체 채널(5)로 들어가서 전달 오프닝(8)까지 수직방향으로 노즐 어레인지먼트를 관통한다.

쇄기 모양의 삽입물(3)로 인해 유체 채널(5)의 모든 지점(point)에서 유속은 동일하고 모든 전달 오프닝(8)은 동일한 디멘젼을 가지기 때문에, 매우 균일한 스프레이 픽처가 야기된다.

도 2에 따르면, 쇄기 모양의 삽입물은 노즐 어레인지먼트의 상단에 배치된다. 전달 오프닝(8)은 하우징(2) 내에 있으며, 동일하게 삽입물(3) 내에도 있다. 이는 전달 채널이 달라지는 길이를 가지게 하고, 전달 오프닝이 동일한 지름을 가지게 한다. 전달 채널의 달라지는 길이는 스프레이 픽처(spray picture)의 균형을 한층 더 강화하는데 사용될 수도 있다. 유체 입구(fluid inlet)로부터 가장 먼 거리에서, 보다 긴 보어 홀 내에는 말단으로 향해 증가된 흐름 저항(flow resistance)이 존재하고, 이는 흐름 조건의 균형을 한층 더 강화하기 위하여 제공한다.

도 3에 나타난 바와 같이, 삽입물(3) 내에는 밀링(milling) 또는 리세스(recess)가 있고, 분배 오프닝(7)은 서로에 대해 간격을 두고 삽입물(3)의 수직방향으로 형성되어 있다. 삽입물(3) 상에서 밀링 또는 리세스는 삽입물(3)의 분배 오프닝(7)과 하우징(2)내에 형성된 홈이 파인 전달 오프닝(8)(도 3에 나타나 있지 않음) 사이에 생기고, 처리유체용 저장 챔버(6)은 압력을 더욱 더 분배하기 위하여 제공된다. 각 분배 오프닝(7)에서 방사된 유체 제트(fluid jet)는 처음에 하우징 벽을 향해 방사되고, 이곳에서 삽입물(3)의 벽에 대해 대각선 아래쪽으로 향하게 된 다음, 방향이 더 바뀌고, 홈이 파인 전달 오프닝(8)에서 처리 제품(10) 상으로 방사된다.

도 7은 도 3에 도시된 섹션 C-C'에 따른 노즐 어레인지먼트를 더욱 자세히 나타낸 것이다.

분배 오프닝(7)은 쇄기 모양의 삽입물(3)에 의해 달라지는 길이를 가진다. 길이상의 이러한 차이점이 문제점(troublesome)을 야기하므로, 보어 홀은 흐름 조건을 조정하기 위하여 (도 3에 도시된) 상세도 D에 따라 달리지는 길이를 가진 카운터싱킹(9)과 함께 제공될 수 있다.

공급 오프닝에서 저장 챔버(6)와 커뮤니케이션하는 노즐 어레인지먼트의 반대쪽 말단까지 연속적으로 감소하는 유체 채널(5)과 전달 오프닝(8)(예를 들어, 일렬의 슬롯들)에서 전달되기 전 유체흐름의 다수의 편차의 조합은 동일량의 유체가 각 슬롯으로부터 동일한 방출속도로 나오는 것을 보장한다.

도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 스테프닝 멤버(4)는 삽입물(3)의 전체 길이를 따라 이어져 있다. 스테프닝 멤버의 외부 말단에서 삽입물(3)의 두께는 스테프닝 멤버의 벽 두께에 의해 증가한다. 이는 노즐 어레인지먼트의 하우징(2) 내부에서 유채채널(5) 상의 견고한 밀봉을 보장한다(도 3에서도 볼 수 있음). 삽입물(3)은 그의 상단을 따라서 동일한 양에 의해 더 두꺼워져서, 도 7에 나타난 바와 같은 U자 모양의 스테프닝 멤버(4) 상에 단단하게 놓여있다. 그러나, 하우징(2)의 외부상에 U자 모양의 스테프닝 멤버를 두는 것도 가능하다. 삽입물(3)의 추가되는 두께는 이러한 말단까지 분배될 수 있다. 예를 들어, 스테프닝 멤버는 스크류(screw)를 통해 하우징까지 확보된다. 그러나, 스크류는 유체 채널(5)로 튀어나와서는 안된다.

도 3 내지 도 7에 도시된 실시예에서와 같이, 출구 오프닝(outlet opening)(8)에서 처리유체의 균일한 유속은 이론적으로 두 가지 방법(measure)에 의해 획득된다. 첫째로, 처리유체를 위한 작업처리량 섹션(section)은 대각선으로 뻗어있는 삽입물(3)때문에 접속 슬리브(1)에서 노즐 어레인지먼트의 말단까지, 노즐 어레인지먼트의 내부인 유체 채널(5)의 내부에서 연속적으로 감소한다. 둘째로, 분배 오프닝(7)은 처리유체를 처리제품으로 바로 운반하지 않는다. 대신 처리유체를 두번 우회시킨 다음, 유체 전달 오프닝(8)을 통해 본 실시예의 일렬의 슬롯으로 우회시킨다.

분배 오프닝(7)의 흐름 저항은 분배 오프닝의 길이가 증가하기 때문에 연속적으로 증가한다. 이것이 유체 분배에 어떠한 영향도 끼치지 않도록 하기 위하여, 도 2, 3 및 5에 도시된 삽입물(3)의 경사(inclination)는 다소 매끈한 것을 선택하여, 노즐 어레인지먼트의 말단에 갭(gap)이 여전히 존재하게 하는 것이 바람직하다. 도 3의 실시예에서, 말단의 갭 높이는 대략 4mm이다.

유체 채널(5) 섹션만의 감소는 될 수 있는 한 불충분한 압력 균등화만을 야기시킬 수 있고 제트가 대각선으로 나오기 때문에, 두 가지 방법[부가적인 저장 챔버 내의 경사지거나 또는 가늘어진 삽입물 및 유체 편차(fluid deviation)]의 조합은 최상의 결과를 이끈다. 이러한 조합과 함께 전달 오프닝(8)은 동일한 폭 또는 지름을 모두 가지는 것이 바람직하므로, 단위시간당 동일한 부피의 유체가 모든 전달 오프닝에서 흐른다.

도 6은 저장 챔버(6)를 가진 노즐 어레인지먼트의 또 다른 실시예를 나타낸 것이다. 여기에는 두 개의 삽입물(3, 3')이 존재한다. 이미 설명한 바와 같이 삽입 물 3은 쇄기 모양이고, 노즐 어레인지먼트의 바닥 섹션에 고정되어 있다. 노즐 어레인지먼트의 상단 부분(part)에서 삽입물 3'는 그의 전체 길이에 걸쳐서 동일한 섹션을 가지고 있다. 삽입물 3'에는 분배 보어 홀(7)이 있다. 이들은 모두 동일한 길이를 가진다. 따라서, 쇄기 모양의 유체 채널은 도 2, 3 및 5에 도시된 것보다 말단에서 더 경사가 급하다.

그럼에도 불구하고, 상기 기술된 두 가지 방법 중 하나만을 채택함으로써, 특정 적용(application)에 있어서 처리유체가 전달 오프닝(8)까지 충분하게 균일한 속도를 가지도록 하는 것이 가능할 수도 있다.

물론, 본 발명의 기본원리에서 벋어나지 않고, 도면에 도시된 실시예에 대한 대다수의 변형도 생각할 수 있다. 요컨대, 예를 들어, 접속 슬리브(1)는 노즐 어레인지먼트의 하우징(2)의 중간으로 이동될 수 있으므로, 처리유체의 공급이 중앙적으로 일어난다.

이러한 변형과 함께, 중앙의 접속 슬리브(1)에서 하우징의 양쪽 말단으로, 즉 양방향으로, 하우징(2)의 내부에 있는 유체 채널(5)의 작업처리량 섹션은 감소할 것이고, 중앙의 접속 슬리브(1)에서 양쪽 말단까지에 해당하는 삽입물(3)의 두께는 폭(width)상에서 증가할 것이므로, 삽입물(3)내의 분배 오프닝(7)의 길이도 양방향으로 증가한다.

더욱이, 도시된 실시예에서, 연속적으로 감소하는 유체 채널(5)의 작업처리량 섹션은 삽입물의 폭 증가하는 것을 통해서만 수행된다. 물론, 유체 채널(5)의 여러 측면(side face)은 하우징(2)의 수직방향으로 갈수록 점점 더 넓어진다고 생 각할 수도 있다. 이의 상단에서 압력 분배를 위하여 저장 챔버(6)로 분배하는 것이 가능할 수 있다.

유속의 균일함을 증진시키기 위하여, 홈이 파인 전달 오프닝(8)은 다른 폭을 가질 수도 있는데, 상기 폭은 입구 슬리브(1)으로부터 특히 하우징(2)의 수직방향으로 갈수록 감소할 수 있다. 이는 일반적으로 처리 제품에 다양한 결과를 유발할 수 있는 달라지는 부피 흐름(volume flow)을 야기한다.

도시된 실시예에도 불구하고, 노즐 어레인지먼트의 말단에 대한 전체 압력은 그곳에서 최대이므로, 연속적으로 증가하는 흐름 저항을 생성하기 위하여, 특히, 분배 오프닝(7)의 지름이 연속적으로 감소하는 것도 생각할 수 있어서, 도시된 실시예와 상관없이 분배 오프닝(7)은 달라지는 지름을 가지도록 고안될 수도 있다.

유체 채널(5)에 인접한 분배 오프닝(7)의 측면에서, 보다 큰 지름을 가진 카운터싱킹(9)이 제공될 수 있다(도 3). 하우징(2)의 수직방향으로 갈수록 흐름 저항이 연속적으로 증가할 수 있도록 하기 위하여, 상기 카운터싱킹은 다른 깊이, 특히 하우징(2)의 수직방향으로 갈수록 연속적으로 증가하는 깊이를 가져야 한다.

도면에 도시된 스테프닝 멤버(4)를 사용하여 분배하는 것이 가능할 수도 있다. 삽입물(3) 및 하우징(2)이 일체성형(single piece)으로 제조된다고 생각할 수도 있다. 마지막으로, 도시된 실시예와 함께 대다수의 전달 오프닝(8)은 사실상 하우징(2)의 수직방향으로 간격을 두고 제공되고, 특히 서로에 대해 오프셋을 가진채로 배열된 두 줄의 스롯에서 균일하게 위치하고 배열되는 것으로 언급될 수 있지만, 원칙적으로 노즐 어레인지먼트의 적절하고 만족스런 운용성(operability)은 특히 간단하게 수직 전달 오프닝(8)으로, 예를 들어 하우징(2)의 수직방향으로 뻗은 홈이 파인 전달 오프닝(8)만으로 보장될 수도 있다.

도 8 내지 도10은 본 발명에 실시예에 따른 또 다른 노즐 어레인지먼트를 도시한 것으로, 도 8은 부분적인 섹션상에서의 노즐 어레인지먼트의 측면도이고, 도 9는 부분적인 섹션에서의 노즐 어레인지먼트의 평면도이고, 도 10은 도 8에 나타난 교선 C-C에 따른 노즐 어레인지먼트의 단면도이다.

도 8 내지 도 10에 나타난 노즐 어레인지먼트는 처리유체를 사용하는 처리조의 균일한 플러딩에 특히 잘 부합되는 실시예에 관한 것이다. 공기에서 유래한 산소와 같은, 주변환경으로부터 흡수되는 재료의 위험이 존재하는 특정 공정에서, 상기 플러딩은 처리유체의 표면적을 증가시킬 수 있는 볼텍스 또는 제트의 형성없이 가능한 한에서 수행되어야만 한다. 도 8 내지 도 10에 도시된 노즐 어레인지먼트는 노즐 어레인지먼트 전체의 효과적인 길이에 걸쳐서 균일하고 느린 속도에 의해 이를 성취한다.

상기 기술한 구현예와 같이, 도 8 내지 도 10에 도시된 노즐 어레인지먼트는 접속 슬리브(1) 및 본질적으로 수직인 평행육면체 하우징(2)을 포함하고, 삽입물(3)이 그 안에 고정되어 있고, 이는 노즐 어레인지먼트 또는 하우징(2)의 수직방향으로 갈수록 연속적으로 감소하는 섹션과 함께 유체 채널(5)을 한정짓는다. 이와 관련(connection)하여, 삽입물(3)이 양방향으로 유체 채널(5)의 섹션을 감소시키는 것은 특히 도 9에서 볼 수 있고, 유체 채널(5)의 섹션은 접속 슬리브(1)에서 노즐 어레인지먼트의 말단까지 연속적으로 균일하게 감소하므로, 유체 채널(5) 그 자체 에서는 대략 동일한 처리유체의 속도가 항상 존재한다.

하우징(2)의 한 측면에서, 유체를 견고하게 덮는 리드(fluid-tight lid) 또는 커버링(11)은 웰딩(welding) 또는 접착(gluing)과 같은 적절한 접합 방법(jointing method)를 사용하여 하우징 상에 배치된다. 도 8 및 도 9에서 볼 수 있는 바와 같이, 밑면(underside)에서 커버링(11)은 노즐 어레인지먼트의 수직방향으로 비스듬하게 뻗은 다수의 연결 채널 또는 슬롯을 가지고, 이는 노즐 어레인지먼트 전체의 효과적인 길이에 걸쳐서 균일하게 일정 간격을 유지하고 있다. 이들은 처리유체를 위한 유체 전달 오프닝(8)에서부터 하우징과 함께 리드(11)를 배열한다.

이러한 구현예와 함께 도 10에서 볼 수 있는 바와 같이, 리드(11)에 형성된 스롯을 경유하여 유체 채널(5)로부터 노즐 어레인지먼트의 접속 슬리브(1)를 지나 공급된 처리 유체는 노즐 어레인지먼트 또는 하우징(2)에서 양방향으로 제공된 유체 전달 오프닝(8)에서 전달될 수 있다.

물론, 도 8 내지 도 10에 도시된 노즐 어레인지먼트는 도 1 내지 도 7을 사용하여 상기 기술된 노즐 어레인지먼트의 특징과 조합될 수도 있다.

모든 구현예에서, 본 발명에 따른 노즐 어레인지먼트의 기재(description)는 노즐 어레인지먼트에서 처리 제품으로 처리유체를 수송하는 것에 관여한다. 처리제품에서 노즐 어레인지먼트로 처리 유체를 흡수하기 위해 상기와 동일한 방식으로 노즐 어레인지먼트가 작용한다. 처리동안, 분해 산물(decomposition products)이 생기거나 고체 물질(solid matter)이 사용된다면, 이러한 형태의 전해물 수송 (electrolyte transport)가 특히 유리하다. 처리 유체를 노즐 어레인지먼트로 흡수함으로써, 분배 산물 또는 고체물질이 비말동반(entrainment)되어서, 가능한 한 빨리 고체 물질을 제거하는 필터(filter) 또는 재생 유닛(regeneration unit)에 도달한다. 그러므로, 이 물질에 의한 처리 결과들을 사용한 간섭(interference)은 실질적으로 배제된다.

참고 리스트

1. 접속 슬리브(connecting sleeve)

2. 하우징(housing)

3. 삽입물(insert)

4. 스테프닝 멤버(stiffening member)

5. 유체 채널(fluid channel)

6. 저장 챔버(storage chamber)

7. 분배 오프닝(distribution opening)(분배 보어 홀(distribution bore holes))

8. 유체 전달 오프닝(fluid delivery opening)

9. 카운터싱킹(countersinking)

10. 처리제품(treatment product)

11. 리드(lid)
12. 연결 채널(connecting channel)

Claims (34)

1. 처리유체를 공급하기 위한 적어도 하나의 유체 공급 오프닝 및 상기 처리유체를 방출하기 위해 하우징(2)내에 형성된 적어도 하나의 유체 전달 오프닝(8)을 가진 수직 하우징(2)을 포함하는 처리유체 방출용 노즐 어레인지먼트에 있어서,

   상기 유체 공급 오프닝으로부터 적어도 하나의 유체 전달 오프닝(8)까지 상기 처리유체를 공급하기 위하여 상기 하우징(2)내에 유체 채널(5)이 형성되어 있고, 유체 채널 섹션(5)은 유체 공급 오프닝으로부터 하우징(2)의 수직 방향으로 갈수록 좁아지고,

   상기 하우징은 플라스틱으로 제조되고, 노즐 어레인지먼트 또는 그 내부에 금속으로 만들어지고 노즐 어레인지먼트의 수직 방향으로 확장되는 적어도 하나의 스테프닝 멤버(4)가 제공되고,

   상기 노즐 어레인지먼트 내부에 서로에 대하여 수직방향으로 간격을 두고 있는 복수의 전달 오프닝(7)이 형성되어 있는 수직 삽입물(3, 3')이 형성되어서, 분배 오프닝(7)을 통하여 유체 채널(5)로부터 적어도 하나의 유체 전달 오프닝(8)까지 상기 처리 유체를 공급하기 위하여, 상기 삽입물(3, 3')에 의해 규정된 유체 채널(5)이 분배 오프닝을 통하여 적어도 하나의 유체 전달 오프닝(8)과 커뮤니케이션하며,

   상기 유체 분배 오프닝은 적어도 하나의 유체 전달 오프닝(8)과 동일한 방향으로 확장되는 것을 특징으로 하는 노즐 어레인지먼트.
2. 제1항에 있어서, 상기 유체 채널(5) 섹션은 유체 공급 오프닝에서 하우징(2)의 수직방향으로 갈수록 연속적으로 좁아지는 것을 특징으로 하는 노즐 어레인지먼트.
3. 제1항에 있어서, 상기 삽입물(3, 3')의 분배 오프닝(7)은 하우징(2)내에서 유체 전달 오프닝(8)과 만나게 배치되는 것을 특징으로 하는 노즐 어레인지먼트.
4. 제1항에 있어서, 상기 유체 채널(5) 섹션은 유체 공급 오프닝에서 하우징(2)의 수직방향으로 갈수록 다수의 측면으로부터 좁아지는 것을 특징으로 하는 노즐 어레인지먼트.
5. 제1항에 있어서, 상기 모든 분배 오프닝(7)은 동일한 지름을 가지는 것을 특징으로 하는 노즐 어레인지먼트.
6. 제1항에 있어서, 상기 분배 오프닝(7)의 길이는 유체 공급 오프닝에서 상기 하우징(2)의 수직방향으로 갈수록 증가하는 것을 특징으로 하는 노즐 어레인지먼트.
7. 제1항에 있어서, 상기 분배 오프닝(7)의 길이는 유체 공급 오프닝에서 상기 하우징(2)의 수직방향으로 갈수록 동일한 것을 특징으로 하는 노즐 어레인지먼트.
8. 제1항에 있어서, 상기 분배 오프닝(7)은 달라지는 지름을 가지는 것을 특징으로 하는 노즐 어레인지먼트.
9. 제8항에 있어서, 분배 오프닝(7)의 지름은 유체 공급 오프닝에서 상기 하우징(2)의 수직방향으로 갈수록 감소하는 것을 특징으로 하는 노즐 어레인지먼트.
10. 제1항에 있어서, 상기 분배 오프닝(7)이 유체 채널(5)로 향한 측면에 카운터싱킹(9)과 함께 제공되는 것을 특징으로 하는 노즐 어레인지먼트.
11. 제10항에 있어서, 상기 분배 오프닝(7)의 카운터싱킹(9)은 다른 깊이를 가지는 것을 특징으로 하는 노즐 어레인지먼트.
12. 제11항에 있어서, 상기 분배 오프닝(7)의 카운터싱킹(countersinking)(9)의 깊이는 유체 공급 오프닝에서 하우징(2)의 수직방향으로 갈수록 증가하는 것을 특징으로 하는 노즐 어레인지먼트.
13. 제1항에 있어서, 상기 하우징(2)은 외관상 평행육면체이고, 상기 스테프닝 멤버(4)는 U자 모양인 것을 특징으로 하는 노즐 어레인지먼트.
14. 제1항에 있어서, 저장 챔버(6)가 압력 분배를 위하여 적어도 하나의 유체 전달 오프닝(8) 바로 앞인, 적어도 하나의 유체 전달 오프닝(8)과 유체 채널(5) 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 노즐 어레인지먼트.
15. 제14항에 있어서, 상기 저장 챔버(6)은 적어도 하나의 유체 전달 오프닝(8)으로 향한 분배 오프닝(7)의 측면상의 수직 삽입물(3, 3') 내에 제공되는 리세스의 형태인 것을 특징으로 하는 노즐 어레인지먼트.
16. 제15항에 있어서, 처리유체가 적어도 두 가지 방향상의 변화가 일어난 다음에만 저장 챔버를 통해 유체 전달 오프닝(8) 밖으로 흘러나오는 방식으로, 상기 모든 분배 오프닝(7)이 적어도 하나의 유체 전달 오프닝까지 오프셋에서 공간적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 노즐 어레인지먼트.
17. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 상기 유체 공급 오프닝은 하우징(2)의 수직 말단에 제공되는 것을 특징으로 하는 노즐 어레인지먼트.
18. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 상기 유체 공급 오프닝은 하우징(2)의 중간 섹션에 제공되는 것을 특징으로 하는 노즐 어레인지먼트.
19. 제1항에 있어서, 상기 하우징(2)은 하우징(2)의 수직방향으로 서로에 대해 간격을 둔 복수의 유체 전달 오프닝(8)을 가지는 것을 특징으로 하는 노즐 어레인지먼트.
20. 제19항에 있어서, 상기 유체 전달 오프닝(8)은 홈이 있거나 원형인 것을 특징으로 하는 노즐 어레인지먼트.
21. 제19항에 있어서, 상기 유체 전달 오프닝(8)은 동일한 디멘젼을 가지는 것을 특징으로 하는 노즐 어레인지먼트.
22. 제19항에 있어서, 상기 유체 전달 오프닝(8)은 유체 공급 오프닝으로부터 하우징(2)의 길이에 걸쳐 감소하는 폭 또는 하우징(2)의 길이에 걸쳐 감소하는 지름을 가지는 것을 특징으로 하는 노즐 어레인지먼트.
23. 제19항에 있어서, 상기 유체 전달 오프닝(8)은 홈이 있고, 하우징(2)에서 서로로부터 다수의 일렬 오프셋 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 노즐 어레인지먼트.
24. 제1항에 있어서, 상기 하우징(2)내에서 서로로부터 간격을 두고 가로방향으로 뻗어있는 다수의 연결 채널은 하우징의 수직방향으로 간격을 두고 하우징(2)내에 형성되어 있고, 한 말단에서는 하우징(2)내의 유체 채널(5)과 다른 말단에서는 적어도 하나의 유체 전달 오프닝(8)과 커뮤니케이션하는 것을 특징으로 하는 노즐 어레인지먼트.
25. 제24항에 있어서, 상기 연결 채널은 하우징(2) 상에 위치하고 있는 커버(11) 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 노즐 어레인지먼트.
26. 제25항에 있어서, 상기 커버(11)는 하우징(2)에서 유체로 견고하게 밀봉되어 위치하는 것을 특징으로 하는 노즐 어레인지먼트.
27. 제24항에 있어서, 상기 연결 채널은 하우징(2)의 수직방향으로 갈수록 고르게 위치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 노즐 어레인지먼트.
28. 제24항에 있어서, 상기 연결 채널은 하우징(2)의 전체 길이에 걸쳐 분배되는 것을 특징으로 하는 노즐 어레인지먼트.
29. 제24항에 있어서, 각 연결 채널은 하우징(2)의 수직방향을 가로지르는 일직선으로 뻗어있는 것을 특징으로 하는 노즐 어레인지먼트.
30. 제24항에 있어서, 각 연결 채널은 하우징(2)의 어느 한 측면에서 유체 전달 오프닝(8) 중 어느 하나의 내부로 전개되는 것을 특징으로 하는 노즐 어레인지먼트.
31. 제24항에 있어서, 그의 수직방향으로 원뿔형인 부가적인 수직 삽입물(3)이 하우징(2)내에 배치되고, 분배 오프닝(7) 및 유체 채널(5)을 가지는 수직 삽입물(3')과 함께 한정하는 것을 특징으로 하는 노즐 어레인지먼트.
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