KR101259776B1 - 에어 집진 장치 - Google Patents

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KR101259776B1
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요시후미 히로노
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미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤
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Abstract

<과제> 간단하고 또한 염가의 구성으로 기판 표면의 먼지를 제거할 수 있고, 또한 제거된 먼지를 효율 좋게 흡인하여 폐기할 수 있는 장치를 제공한다.
<해결 수단> 이 에어 집진 장치는, 기판 표면의 먼지를 에어에 의하여 제거하는 장치이고, 에어가 도입되는 에어 도입부(1)와 이젝터(ejector)부(2)와 배기부(3)를 구비하고 있다. 이젝터부(2)는 에어 도입부(1)로부터의 에어의 유속을 높여 워크 표면에 불어낸다. 배기부(3)는 이젝터부(2)로부터 불어내진 에어 및 그 주위의 에어를 흡입하여 배기한다. 그리고, 이젝터부(2)로부터 배기부(3)로 흐르는 에어의 이젝터 효과에 의하여 기판 표면의 기압을 주위의 대기압보다 낮게 한다.

Description

에어 집진 장치{AIR DUST COLLECTOR}
본 발명은, 에어 집진 장치, 특히, 기판 등의 워크(기계 가공의 분야에 있어서, 각종 공작 기계에 있어서의 가공 대상물을 가리키는 말) 표면의 먼지를 에어에 의하여 제거하는 에어 집진 장치에 관한 것이다.
태양 전지 등의 적층 기판에 있어서는, 유리 기판 상에 금속막이나 반도체막 등의 박막이 적층되어 있다. 그리고, 이들 박막에는, 절연 처리를 위하여 복수의 분리 홈이 형성된다. 이 분리 홈은, 레이저광을 이용한 레이저 헤드나, 다이아몬드 등의 칼끝을 이용한 메커니컬 툴에 의하여 형성된다.
이상과 같은 박막에 홈을 형성하였을 때에는, 기판 상에 제거된 막의 일부가 먼지 등의 이물로서 부착한다. 이와 같은 이물은, 불량품의 원인으로 되기 때문에 기판 상으로부터 제거할 필요가 있다.
종래, 이와 같은 기판 상의 먼지 등의 이물을 제거하는 장치로서, 예를 들어 특허 문헌 1에 나타나는 바와 같은 장치가 제공되어 있다. 이 특허 문헌 1에 나타난 장치는, 기판 등의 워크 표면에 압축 에어를 내뿜어, 이것에 의하여 워크 표면에 부착한 먼지를 제거하는 것이다.
구체적으로는, 특허 문헌 1에 나타난 장치는, 에어 세정 헤드와, 초음파 발진 제어부와, 2개의 초음파 발생기를 구비하고 있다. 에어 세정 헤드는, 압축 에어가 공급되는 가압 챔버와, 분출된 압축 에어를 먼지와 함께 흡인하는 부압 챔버를 가지고 있다. 가압 챔버에는 서로 연통(連通)하는 2개의 가압실이 설치되어 있고, 초음파 발생기는 이 2개의 가압실에 설치되어 있다. 또한, 2개의 가압실에는, 초음파 에어를 분출하는 1쌍의 분출 노즐이 설치되어 있다.
이와 같은 장치에서는, 1쌍의 분출 노즐로부터 워크 표면에 대하여 고속의 초음파 에어가 분출된다. 그리고, 부압 챔버에 설치된 먼지 흡인구로부터 부압실 내로 에어와 함께 먼지가 흡인된다.
일본국 공개특허공보 특개2003－200121호
특허 문헌 1에 나타난 장치에서는, 에어 세정 헤드에 더하여, 초음파 발생기나 초음파 발진 제어부가 필요하게 되어, 장치가 고가로 된다. 또한, 초음파 에어를 고속으로 워크 표면에 내뿜는 것에 의하여 워크 표면에 부착한 먼지를 제거할 수 있지만, 제거된 먼지를 효율적으로 부압실 내로 흡인하는 것은 곤란하다. 이 때문에, 제거된 먼지가 재차 워크 표면에 부착하여 버리는 경우가 있다.
본 발명의 과제는, 간단하고 또한 염가의 구성으로 워크 표면의 먼지를 제거할 수 있고, 또한 제거된 먼지를 효율 좋게 흡인하여 배기할 수 있는 장치를 제공하는 것에 있다.
청구항 1에 관련되는 에어 집진 장치는, 워크 표면의 먼지를 에어에 의하여 제거하는 에어 집진 장치이고, 에어가 도입되는 에어 도입부와, 이젝터(ejector)부와, 배기부를 구비하고 있다. 이젝터부는 에어 도입부로부터의 에어의 유속을 높여 워크 표면으로 불어낸다. 배기부는 이젝터부로부터 불어내진 에어 및 그 주위의 에어를 흡입하여 배기한다. 그리고, 이젝터부로부터 배기부로 흐르는 에어의 이젝터 효과에 의하여 워크 표면의 기압을 주위의 대기압보다 낮게 한다. 에어 도입부는 배기부를 사이에 두고 대향하여 배치된 1쌍의 에어 도입구를 가지고 있다. 또한, 이젝터부는, 1쌍의 조임부와, 1쌍의 에어 유출부를 가지고 있다. 1쌍의 조임부는, 1쌍의 에어 도입구의 에어 유로 하류 측에 배기부를 사이에 두고 대향하여 배치되고, 에어 도입구로부터의 에어의 유속을 높인다. 1쌍의 에어 유출부는 1쌍의 조임부의 에어 유로 하류 측에 배치되어 있다. 1쌍의 에어 유출부의 각각은, 워크 표면을 향하여 넓어지도록, 또한, 유출한 에어가 배기부를 향하여 흐르도록, 형성되어 있다.
이 장치에서는, 에어 도입부에 외부로부터 에어가 도입된다. 이 도입된 에어는, 이젝터부에 의하여 유속을 높여 워크 표면으로 분출된다. 이 때, 이젝터부로부터 배기부로 흐르는 에어에 의하여 이젝터 효과가 발생하여, 워크 표면 근방의 기압은 주위의 대기압보다 낮아진다. 이 때문에, 워크 표면에는, 이젝터부로부터의 에어와 함께 주위의 에어가 흘러들어, 이 에어의 흐름에 의하여 워크 표면의 먼지가 제거된다. 그리고, 워크 표면으로부터 제거된 먼지는, 에어와 함께 배기부로 흡입되고 배출된다.
여기에서는, 간단하고 또한 염가의 구성으로 워크 표면의 먼지를 제거할 수 있다. 또한, 종래 장치와 같이 고속의 에어를 워크 표면에 분사하는 경우에 비교하여, 효율 좋게 에어 및 먼지를 흡입하여 배기할 수 있다.
또한, 여기에서는, 대향하여 배치된 2개의 에어 도입구로부터 에어가 도입되고, 또한 2개의 에어 유출부로부터의 에어가 워크 표면으로 내뿜어진다. 그리고, 이들 사이에 배기부가 배치되어 있다. 따라서, 워크 표면에 효율 좋게 에어를 내뿜을 수 있고, 또한 효율 좋게 에어 및 먼지를 제거하여 배기할 수 있다.
청구항 2에 관련되는 에어 집진 장치는, 청구항 1의 장치에 있어서, 이젝터부는, 워크 표면의 기압을, 워크가 들려 올라가지 않을 정도의 부압으로 한다.
여기서, 이젝터 효과에 의하여 워크 표면 근방의 기압을 너무 내리면, 워크 표면이 테이블 등의 재치(載置, 물건의 위에 다른 것을 올리는 것)부로부터 들어 올려지는 경우가 있다. 그리고, 워크 표면이 들어 올려지면, 워크의 위치가 어긋나, 가공 오차의 원인이 된다.
그래서 이 청구항 2에 관련되는 발명에서는, 워크 표면의 부압의 정도가 조정되어 있다. 이 때문에, 워크가 들어 올려질 일은 없고, 워크의 위치 엇갈림에 의한 가공 오차를 피할 수 있다.
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청구항 4에 관련되는 에어 집진 장치는, 청구항 1의 장치에 있어서, 배기부는, 내부에 배기실이 설치되는 것과 함께 하단(下端)에 배기실에 연통하는 흡입구가 설치된 1쌍의 배기용 플레이트 부재를 가지고 있다. 또한, 이젝터부는, 각각 1쌍의 배기용 플레이트 부재의 외측에 장착되고, 1쌍의 배기용 플레이트 부재와의 사이에 조임부와 에어 유출부를 형성하는 1쌍의 이젝터용 플레이트 부재를 가지고 있다. 그리고, 1쌍의 배기용 플레이트 부재와 1쌍의 이젝터용 플레이트 부재와의 사이에 설치되고, 조임부의 에어 유로 단면적을 조정하기 위한 심(shim)을 더 구비하고 있다.
여기에서는, 간단한 구성에 의하여 이젝터부 및 배기부를 구성할 수 있고, 또한 조립 및 분해가 용이하다. 또한, 이젝터용 플레이트 부재와 배기용 플레이트 부재의 사이에 심을 설치하고 있기 때문에, 이 심에 의하여 이젝터부의 조임부의 에어 유로 단면적(조임지름)을 조절할 수 있어, 워크 표면의 에어의 기압을 용이하게 적절한 압력으로 할 수 있다.
이상과 같은 본 발명에서는, 간단하고 염가의 구성으로 워크 표면의 먼지를 제거할 수 있다. 또한, 제거된 먼지를 효율적으로 흡인하여 배기할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 에어 집진 장치의 외관 사시도.
도 2는 상기 에어 집진 장치의 단면도.
［전체 구성］
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 에어 집진 장치의 외관 사시도, 도 2는 그 단면도이다. 이 에어 집진 장치는, 예를 들어 태양 전지용 기판을 패터닝 처리할 때에, 기판 표면에 부착한 먼지를 제거하기 위하여 이용되는 장치이다.
이 장치는, 복수의 에어 도입부(1)와, 이젝터부(2)와, 배기부(3)를 구비하고 있다. 덧붙여, 배기부(3)는 대향하여 배치된 1쌍의 배기용 플레이트 부재(5)에 의하여 구성되어 있다. 또한, 이젝터부(2)는, 1쌍의 배기용 플레이트 부재(5)와 1쌍의 이젝터용 플레이트 부재(6)에 의하여 구성되어 있다. 1쌍의 이젝터용 플레이트 부재(6)는, 1쌍의 배기용 플레이트 부재(5)의 각각의 외측에 복수의 볼트(7)에 의하여 고정되어 있다. 각 플레이트 부재(5, 6)는, 도 1로부터 분명한 바와 같이, 일 방향으로 길게 연장되는 대상(帶狀)으로 형성되어 있다.
［에어 도입부］
에어 도입부(1)는, 복수의 공급 파이프(10)와, 복수의 공급 파이프(10)의 각각에 연결하여 설치된 1쌍의 도입 파이프(11)를 가지고 있다. 복수의 공급 파이프(10)에는, 도시하지 않는 압력 등의 에어 공급원이 연결되어 있다. 1쌍의 도입 파이프(11)는, 1개의 공급 파이프(10)로부터 분기하여 설치되어 있고, 그 선단(先端)에는 조인트(에어 도입구, 12)가 설치되어 있다. 각 조인트(12)는 1쌍의 이젝터용 플레이트 부재(6)에 장착되어 있다. 이와 같은 구성에 의하여, 배기부(3)의 양측으로부터 에어가 도입되도록 되어 있다.
［이젝터부］
이젝터부(2)는, 각각 배기부(3)를 사이에 두고 대향하도록 배치된, 1쌍의 에어 도입실(14)과, 1쌍의 조임부(15)와, 1쌍의 에어 유출부(16)를 가지고 있다. 이젝터부(2)는, 에어 도입부(1)로부터의 에어의 유속을 높여 기판(G)의 표면에 대하여 불어내는 부분이다. 이 이젝터부(2)로부터 배기부(3)를 향하는 에어의 흐름에 의하여 이젝터 효과를 얻을 수 있어, 기판 표면의 기압이 주위의 대기압보다 낮은 부압이 된다. 덧붙여, 기판 표면의 기압은, 기판(G)이 들려 올라가지 않을 정도의 부압이 되도록 제어되어 있다.
이젝터부(2)는, 배기부(3)를 사이에 두고 대칭으로 형성되어 있기 때문에, 이하에서는 일방(一方)만의 구성에 관하여 설명한다.
이젝터부(2)는, 배기용 플레이트 부재(5)와 이젝터용 플레이트 부재(6)에 의하여 구성되어 있다. 구체적으로는, 이젝터용 플레이트 부재(6)는, 배기용 플레이트 부재(5)와 대향하는 측면에, 에어 도입실(14)을 구성하는 상측 오목부와 에어 유출부(16)를 구성하는 하측 오목부를 가지고 있다.
상측 오목부는, 이젝터용 플레이트 부재(6)의 상부로부터 상하 방향의 중앙부 및 그 하방(下方)에 걸쳐 형성되어 있고, 상벽(14a)과 측벽(14b)과 상(上) 경사벽(14c)을 가지고 있다. 상벽(14a)은 수평으로 형성되어 있다. 측벽(14b)은 수직으로 형성되어 있고, 이 측벽(14b)에 에어 도입부(1)의 조인트(12)가 접속되어 있다. 상 경사벽(14c)은, 측벽(14b)의 하단으로부터 하방으로 더 연장되어 있고, 하방으로 감에 따라 배기용 플레이트 부재(5)에 가까워지도록 경사하고 있다.
하측 오목부는 이젝터용 플레이트 부재(6)의 하단부에 형성되어 있다. 이 하측 오목부는, 하(下) 경사벽(16a)과 측벽(16b)을 가지고 있고, 하방은 개방하고 있다. 하 경사벽(16a)은, 하측 오목부의 상부를 형성하고 있고, 배기용 플레이트 부재(5)로부터 멀어짐에 따라 상방(上方)으로 경사하고 있다. 또한, 배기용 플레이트 부재(5)에 있어서, 하측 오목부와 대향하는 부분은 하방으로 감에 따라 내측으로 경사하는 외(外) 경사부(5a)를 가지고 있다. 또한, 측벽(16b)은 수직으로 형성되어 있다. 이와 같은 하측 오목부와 배기용 플레이트 부재의 외 경사부(5a)에 의하여, 에어 유출부(16)가 구성되어 있다. 이와 같은 구성에 의하여, 후술하는 조임부(15)를 통과하여 에어 유출부(16)로 유입한 에어는, 외 경사부(5a)를 따라 내측으로 흐르고, 하 경사벽(16a)을 따라 외측으로 유출할 일은 없다. 따라서, 에어 유출부(16)로 유입한 에어가 에어 집진 장치의 외측으로 유출하는 것에 의한 먼지의 비산이 방지된다.
조임부(15)는, 상측 오목부(에어 도입실(14))와 하측 오목부(에어 유출부(16))의 사이에 형성되어 있다. 이 조임부(15)는, 이젝터용 플레이트 부재(6)의 내측 단면과, 배기용 플레이트 부재(5)의 외측 단면의 사이에 형성된 소정의 간극이며, 상하 방향으로 소정의 길이를 가지고 있다. 그리고, 에어 도입실(14)로부터 흘러 오는 에어가 이 조임부(15)를 통과하는 것에 의하여, 유속이 고속으로 되어, 에어 유출부(16)로부터 배기부(3)에 이르는 부분에 있어서 이젝터 효과가 발생하도록 되어 있다.
［배기부］
배기부(3)는 이젝터부(2)로부터의 에어 및 그 주위의 에어를 흡입하여 배기하는 것이다. 배기부(3)는, 전술과 같이, 대향하는 1쌍의 배기용 플레이트 부재(5)로부터 구성되어 있고, 1쌍의 배기용 플레이트 부재(5)의 사이에, 배기실(18)이 구성되어 있다. 그리고, 이 배기실(18)에는 복수의 배기 파이프(19)가 접속되어 있다. 복수의 배기 파이프(19)는, 도 1로부터 분명한 바와 같이, 긴쪽 방향을 따라 소정의 간격으로 배치되어 있다. 또한, 배기실(18)의 하단부에는, 배기용의 흡입구(20)가 형성되어 있다. 배기용 흡입구(20)의 하단에는, 하방으로 감에 따라 외측으로 넓어지도록 경사하는 1쌍의 내(內) 경사부(20a)가 형성되어 있다. 이 내 경사부(20a)에 의하여 외부로부터의 에어가 배기실(18)로 유입하기 쉬워져 있다.
［심］
이젝터용 플레이트 부재(6)와 배기용 플레이트 부재(5)의 사이의 상부에는, 심(22)이 삽입되어 있다. 심(22)의 두께나 매수를 조정하는 것에 의하여, 조임부(15)의 조임 직경, 즉 에어의 유로 단면적을 조정하는 것이 가능하다. 이 조임부(15)의 조임 직경과 에어 도입부(1)로 공급되는 에어의 압력을 조정하는 것에 의하여, 이젝터 효과에 의한 기판 표면의 부압이 조정되어, 본 장치의 하방에 배치된 기판(G)이 들어 올려지지 않도록 되어 있다.
［동작］
공급 파이프(10)를 통하여 에어 도입부(1)로부터 에어가 도입되면, 에어는 조인트(12)를 통하여 이젝터부(2)로 유입한다. 이젝터부(2)에 있어서는, 에어는 일단 에어 도입실(14)로 유입한 후, 조임부(15)를 통과하여 에어 유출부(16)로 흐른다. 이 때, 조임부(15)로부터 유출한 에어는 고속으로 되어, 기판 표면을 통과하여 배기부(3)의 흡입구(20)를 향하여 흐른다. 이와 같은 에어의 흐름에 의하여, 기판 표면은 그 주위의 대기압보다 낮은 부압이 된다. 이 부압과 에어의 점성에 의하여, 배기부(3)의 흡입구(20)로 흘러 드는 에어 흐름에 주위의 에어가 끌어 들여진다. 이와 같은 이젝터 효과에 의하여, 기판 표면에 부착하고 있는 먼지는, 에어와 함께 배기부(3)의 흡입구(20)로 끌어 들여져 배기부(3)의 배기실(18)로 유입한다. 그 다음은, 배기 파이프(19)를 통하여 외부로 배기된다.
［특징］
(1) 에어를 기판 표면에 내뿜어 먼지를 날려 버리는 것이 아니라, 이젝터 효과에 의하여 주위의 에어와 함께 먼지를 배기부(3)로 흡인하기 때문에, 효율 좋게 먼지의 제거 및 배기를 행할 수 있다.
(2) 심(22)에 의하여 이젝터부(2)의 조임부(15)의 조임 직경(에어 유로 단면적)을 간단하게 조정할 수 있기 때문에, 용이하게 최적인 이젝터 효과를 얻을 수 있다.
(3) 배기부(3)를 사이에 두고 이젝터부(2)의 에어 유출부(16)를 대향하여 배치하고 있기 때문에, 보다 효율 좋게 기판 표면의 먼지를 제거하여 배기할 수 있다.
(4) 각각 1쌍의 배기용 플레이트 부재(5) 및 이젝터용 플레이트 부재(6)에 의하여 장치의 주된 구성 부분을 실현할 수 있다. 따라서, 간단하고, 또한 염가로 장치를 실현할 수 있다. 또한, 분해, 조립이 용이하고, 메인터넌스 작업이 용이하게 된다.
［다른 실시예］
본 발명은 이상과 같은 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 범위를 일탈하는 것 없이 여러 가지의 변형 또는 수정이 가능하다.
에어 도입부나 이젝터부의 배치, 구성은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 에어 도입부 및 이젝터부를 배기부의 편(片)측에만 배치하여도 무방하다.
1: 에어 도입부
2: 이젝터부
3: 배기부
5: 배기용 플레이트 부재
6: 이젝터용 플레이트 부재
12: 조인트(에어 도입구)
14: 에어 도입실
15: 조임부
16: 에어 유출부
18: 배기실
22: 심

Claims (4)

  1. 워크 표면의 먼지를 에어에 의하여 제거하는 에어 집진 장치이고,
    에어가 도입되는 에어 도입부와,
    상기 에어 도입부로부터의 에어의 유속을 높여 워크 표면에 불어내는 이젝터(ejector)부와,
    상기 이젝터부로부터 불어내진 에어 및 그 주위의 에어를 흡입하여 배기하는 배기부
    를 구비하고,
    상기 이젝터부로부터 상기 배기부로 흐르는 에어의 이젝터 효과에 의하여 워크 표면의 기압을 주위의 대기압보다 낮게 하고,
    상기 에어 도입부는 상기 배기부를 사이에 두고 대향하여 배치된 1쌍의 에어 도입구를 가지고,
    상기 이젝터부는, 상기 1쌍의 에어 도입구의 에어 유로 하류 측에 상기 배기부를 사이에 두고 대향하여 배치되고 상기 에어 도입구로부터의 에어의 유속을 높이는 1쌍의 조임부와, 상기 1쌍의 조임부의 에어 유로 하류 측에 배치된 1쌍의 에어 유출부를 가지고,
    상기 1쌍의 에어 유출부의 각각은, 상기 워크 표면을 향하여 넓어지도록, 또한, 유출한 에어가 상기 배기부를 향하여 흐르도록, 형성되어 있는,
    에어 집진 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이젝터부는, 워크 표면의 기압을, 상기 워크가 들려 올라가지 않을 정도의 부압으로 하는, 에어 집진 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배기부는, 내부에 배기실이 설치되는 것과 함께 하단(下端)에 상기 배기실에 연통하는 흡입구가 설치된 1쌍의 배기용 플레이트 부재를 가지고,
    상기 이젝터부는, 각각 상기 1쌍의 배기용 플레이트 부재의 외측에 장착되고, 상기 1쌍의 배기용 플레이트 부재와의 사이에 상기 조임부와 상기 에어 유출부를 형성하는 1쌍의 이젝터용 플레이트 부재를 가지고,
    상기 1쌍의 배기용 플레이트 부재와 상기 1쌍의 이젝터용 플레이트 부재와의 사이에 설치되고, 상기 조임부의 에어 유로 단면적을 조정하기 위한 심(shim)을 더 구비한,
    에어 집진 장치.
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