KR101352617B1 - 인쇄회로기판 절단장비용 복합 집진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인쇄회로기판 절단장비에서 발생한 분진을 집진하기 위하여 상기 절단장비에 연결하여 사용하는 복합 집진장치를 개시한다. 본 발명에 따른 복합 집진장치는 케이스 내부의 제1공간에 설치되고 흡입구에 연결되는 외통과 상기 외통의 상단을 관통하여 상기 외통의 내부까지 연장된 내통을 구비하는 사이클론 집진기; 상기 제1공간의 일측에 형성된 상기 제2공간과 상기 제3공간을 구분하는 격벽에 형성된 관통홀에 설치되는 필터를 포함한다.
본 발명에 따르면, 하나의 집진장치의 내부에서 사이클론 집진과 필터 집진이 순차적으로 이루어지므로 집진효율을 크게 향상시킬 수 있다. 또한 사이클론 집진기와 필터 사이의 압력손실을 최소화하여 전력소비를 크게 줄일 수 있다. 또한 집진장치 내부의 압력을 감시하여 필터를 청소함으로써 필터의 여과효율을 높이고 사용수명을 크게 늘일 수 있다.

Description

인쇄회로기판 절단장비용 복합 집진장치{Complex dust collector for cutting apparatus of printed circuit board}

본 발명은 집진장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 인쇄회로기판(PCB) 등을 절단하는 기판절단장비에 연결하여 사용하는 복합 집진장치에 관한 것이다.

일반적으로 전자기기나 가전기기의 구동에 필요한 각종 부품은 수지 재질의 판에 도전성 패턴이 형성된 인쇄회로기판(PCB)에 실장된다.

그런데 부품실장 공정은 하나의 인쇄회로기판을 대상으로 진행되는 경우는 드물고, 생산성을 높이기 위하여 동일 패턴의 유닛이 다수 구비된 어레이(array) 기판(이하 '기판'이라 한다)에 부품을 실장하고, 마지막에 기판을 개별 유닛으로 분리하는 방식으로 진행되는 경우가 대부분이다.

이와 같이 기판을 개별유닛으로 분리할 때 사용되는 장비가 기판절단장비이다. 기판절단장비는 라우터(router)라고도 하며, 커팅툴(cutting tool)을 이용하여 기판을 개별유닛으로 절단한다.

한편 기판을 절단할 때는 대량의 분진이 발생하며 이를 완전히 제거하지 않으면 기판에 실장된 부품에 침착되어 제품불량의 원인으로 작용할 수 있다. 따라서 대부분의 기판절단장비의 내부에는 분진제거장치가 설치된다.

분진제거장치는 기판절단 과정에서 발생한 분진을 흡입하여 기판절단장비의 외부로 배출시키는 역할을 하며, 기판절단장비의 외부에는 배출된 분진을 집진하기 위한 별도의 집진장치가 연결된다.

기판절단장비용 집진장치에는 주로 필터가 사용되는데, 필터는 미세분진을 제거하는데 효과적이지만 이물질이나 분진의 침착으로 인해 여과효율이 저하되고 사용수명이 짧은 문제가 있다.

최근에는 이런 문제를 해결하기 위하여 필터를 이용하는 여과식 집진장치의 선단에 사이클론 집진기를 별도로 연결하고 사이클론 집진기의 토출구와 여과식 집진장치의 흡입구를 호스로 연결하여 사용하는 방법이 소개되기도 하였다. 그러나 사이클론 집진기와 여과식 집진장치를 별개로 설치해야 하므로 넓은 설치면적이 필요하고 유지관리가 불편한 단점이 있다. 또한 사이클론 집진기와 여과식 집진장치의 거리가 멀기 때문에 압력손실을 감안하여 고용량 모터를 사용해야 하므로 전력소비량이 증가하는 문제가 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기판절단장비에서 배출되는 분진을 보다 효과적으로 제거할 수 있는 집진장치를 제공하는데 그 목적이 있다. 또한 하나의 집진장치에서 사이클론 방식의 집진과 필터를 이용한 집진이 복합적으로 이루어지도록 함으로써 필터의 사용수명을 늘리고 여과효율을 높이는데 그 목적이 있다. 또한 사이클론 집진기와 여과식 집진장치를 일체로 컴팩트하게 제작함으로써 사이클론과 필터 사이의 거리를 줄여 압력손실을 방지하고 소비전력을 절감하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 인쇄회로기판 절단장비에서 발생한 분진을 집진하기 위하여 상기 절단장비에 연결하여 사용하는 집진장치에 있어서, 내부에 격벽에 의해 서로 분리된 제1공간, 제2공간 및 제3공간을 포함하고, 상기 제2공간과 상기 제3공간은 상기 제1공간의 일측에 배치되는 케이스; 상기 제1공간에 설치되며, 상기 케이스에 장착된 흡입구에 연결되는 외통과 상기 외통의 상단을 관통하여 상기 외통의 내부까지 연장된 내통을 구비하는 사이클론 집진기; 상기 제2공간과 상기 제3공간을 구분하는 격벽에 형성된 관통홀에 설치된 필터; 상기 제2공간 또는 상기 제3공간에 설치된 필터청소수단; 상기 제1공간의 하부에 위치하고. 상기 외통의 하단을 통해 상기 외통의 내부공간과 연통된 제1집진함; 상기 제2공간의 하부에 설치되고 상기 제2공간과 연통하는 제2집진함; 흡입압력을 제공하는 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 집진장치를 제공한다.

본 발명에 따른 복합 집진장치는, 공기유동경로를 기준으로 상기 필터의 상류에서의 압력을 검출하는 제1 압력검출수단; 상기 필터의 하류에서의 압력을 검출하는 제2 압력검출수단; 상기 제1 압력검출수단과 상기 제2 압력검출수단의 측정값을 이용하여 상기 필터청소수단의 동작을 제어하는 장치제어부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 하나의 집진장치의 내부에서 사이클론 집진과 필터를 이용한 여과 집진이 순차적으로 이루어지므로 집진효율을 크게 향상시킬 수 있다. 또한 사이클론 집진기와 필터 사이의 압력손실을 최소화하여 전력소비를 크게 줄일 수 있다. 또한 집진장치 내부의 압력을 감시하여 자동으로 필터를 청소함으로써 필터의 여과효율을 높이고 사용수명을 크게 늘일 수 있고, 유지관리의 편의성을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 집진장치의 정면도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 집진장치의 도어가 열린 상태를 나타낸 정면도
도 3은 필터청소수단의 설치구조를 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 집진장치의 동작을 나타낸 도면

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 집진장치(100)의 도어를 생략한 정면도이고, 도 2는 도어(10,20)를 포함한 정면도이다.

도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 집진장치(100)는 케이스(109)의 내부공간이 격벽(101,102,103)에 의해 다수의 공간(S1,S2,S3,S4)으로 분할된다.

제1격벽(101)은 수평방향으로 설치되어 케이스(109)의 내부를 상하로 분할한다. 제2격벽(102)은 수직방향으로 설치되어 제1격벽(104)의 하부공간을 다시 좌우로 분할하며, 이를 위해 제2격벽(102)의 상단은 제1격벽(104)의 저면에 연결되며 하단은 케이스(109)의 저면에 연결된다. 또한 제3격벽(103)은 수평방향으로 설치되어 제2격벽(102)의 도면상 좌측공간을 다시 상하로 분할한다.

이하에서는 설명의 편의를 위하여 제2격벽(102)의 우측공간을 제1공간(S1), 제3격벽(103)의 하부공간을 제2공간(S2), 제3격벽(103)의 상부공간을 제3공간(S3), 제1격벽(104)의 상부공간을 제4공간(S4)이라 칭하기로 한다.

제1공간(S1)의 내부에는 사이클론 집진기(110)가 설치되고, 사이클론 집진기(110)의 하부에는 제1집진함(161)이 설치된다. 사이클론 집진기(110)는 외통(111)과 내통(112)을 포함하며, 외통(112)은 상부가 일정한 직경으로 이루어지고 하부가 아래로 갈수록 직경이 작아지며 상단이 밀폐된 원통 형상이다. 내통(112)은 외통(111)의 상단에서 외통(111)의 내부로 관통하여 설치되며 하단이 외통(111)의 중간 정도에 위치한다. 외통(111)의 측면에는 케이스(109)를 관통하는 흡입구(191)의 일단이 연결되고, 흡입구(191)의 타단은 케이스(109)의 외부로 돌출되어 호스를 통해 미도시된 기판절단장비에 연결된다.

제1공간(S1)은 바닥면에 의해 제1집진함(161)과 격리되며, 사이클론 집진기(110)의 외통(111)은 하단이 제1공간(S1)의 바닥면에 고정되고, 외통(111)의 내부공간은 상기 바닥면에 형성된 관통홀(117)을 통해 하부의 제1집진함(161)과 연통된다.

제2공간(S2)의 내부에는 필터(120)가 하나 이상 설치된다. 필터(120)는 상부로 개구된 세로방향의 중공부를 구비하고 중공부의 주변에 여과재가 방사형으로 장착된 카트리지 필터인 것이 바람직하다. 상기 필터(120)는 상단이 제3격벽(103)에 고정되며, 필터(120)의 중공부는 제3격벽(103)에 형성된 관통홀(106)을 통해 제3공간(S3)과 연통된다.

제2공간(S2)의 하부에는 필터(120)에 의해 걸러진 미세분진을 수집하는 제2집진함(162)이 설치되며, 제2공간(S2)과 제2집진함(162)은 서로 연통된다.

제3공간(S3)의 내부에는 필터청소수단이 설치된다. 필터청소수단은 도 3에 자세히 나타낸 바와 같이, 압축공기탱크(141), 상기 압축공기탱크(141)에 연결되고 그 출구가 필터(120)의 중공부를 향하도록 배치된 분사관(142), 압축공기탱크(141)와 분사관(142)의 사이에 설치된 분사조절기(140)를 포함한다. 분사관(142)은 필터(120)와 동수로 설치된다. 분사조절기(140)는 분사관(142)의 통로를 개폐하는 것으로서 장치제어부(미도시)에 의해 동작한다.

제4공간(S4)에는 흡입압력을 제공하는 블로우어모터(130)가 설치되며, 블로우어모터(130)는 제1격벽(101)에 형성된 관통홀(107)을 통해 공기를 흡입하여 토출구(192)를 통해 외부로 배출한다.

상기 다수의 공간 중에서 제1공간(S1)과 제2공간(S2)은 제2격벽(102)에 의해 서로 완전히 격리되며, 제2공간(S2)과 제3공간(S2)도 서로 완전히 격리된다. 따라서 도 2에 나타낸 바와 같이 제1 내지 제3공간(S1,S2,S3)의 전면을 커버하는 도어(20)의 내측에는 각 공간을 외부 및 서로에 대해 밀폐할 수 있도록 패킹(30)이 설치되는 것이 바람직하다. 제4공간(S4)의 전면을 커버하는 도어(10)에도 외부와 밀폐하는 패킹(30)이 설치되어야 한다.

한편 제1공간(S1)과 제2공간(S2)을 구획하는 제2격벽(102)에는 관통홀(105)이 형성되며, 사이클론 집진기(110)를 통과한 공기는 관통홀(105)을 통해 제2공간(S2)으로 이동한다. 본 발명의 실시예에서는 내통(112)의 상단과 제2공간(S2)을 호스로 연결하지 않고, 일단은 제1격벽(104)의 저면에 위치하고 타단은 제2격벽(102)의 측면에서 상기 관통홀(107)과 연통하는 제1 관체(151)를 이용하여 공기유로를 형성하였다. 내통(112)의 상단에서 제1관체(151)의 일단까지의 짧은 구간은 도시된 바와 같이 호스(114)로 연결할 수 있고, 내통(112)의 상단을 직접 제1관체(151)에 연결할 수도 있다. 이와 같이 제1관체(151)를 격벽에 설치하여 공기유동경로로 사용하면 호스 설치에 소요되는 공간을 최소화하고, 유동경로를 줄임으로써 압력손실을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한 제2격벽(102)의 제2공간(S2)쪽 측면에도 유입된 공기를 측방으로 분산시키는 제2관체(152)를 설치하는 것이 바람직하다. 제2격벽(102)의 관통홀(105)을 통과한 공기가 직접 필터(120)에 분사되면 필터의 손상이 초래될 수 있고 필터의 일측에 분진이 과도하게 침착될 수 있기 때문이다.

상기 제1, 제2관체(151,152)는 완전한 관 형상일 수도 있고, 일측이 개구되어 'ㄷ'자 형의 단면을 가지는 것으로서 격벽에 결합되어 유동경로를 형성하는 것일 수도 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 집진장치(100)는 필터(120)의 청소를 자동으로 수행하는 점에 특징이 있다. 이를 위하여 본 발명의 실시예에서는 도시되지 않은 장치제어부에 제1압력센서와 제2압력센서를 각각 설치하고, 제1압력센서에는 일단이 제2공간(S2)의 내부에 위치하는 제1압력검출관(171)의 타단을 연결하며, 제2압력센서에는 일단이 제3공간(S3)의 내부에 위치하는 제2압력검출관(172)의 타단을 연결한다. 도 3의 도면부호 174는 제2압력검출관(172)으로 미세분진이 유입되는 것을 막는 필터 등의 차단수단이다.

제1압력센서는 공기유동경로를 기준으로 필터(120)의 상류지점에서의 압력을 검출할 수 있고, 제2압력센서는 필터(120)의 하류지점에서 블로우어모터(130)에 의해 발생하는 흡입압력을 검출할 수 있다.

제1압력센서와 제2압력센서의 압력차는 작은 것이 바람직하며, 필터(120)에 미세분진이 많이 침착할수록 제1압력센서와 제2압력센서의 압력차는 커지게 된다.

따라서 장치제어부는 제1압력센서와 제2압력센서에서 검출된 압력의 차이를 설정값과 대비하고, 압력차가 허용범위를 벗어나면 필터(120)에 미세분진이 많이 침착된 것으로 판단하여 분사조절기(140)를 제어하여 압축공기탱크(141)의 압축공기를 분사구(142)를 통해 필터(120)의 중공부의 내부로 분사하여 필터에 침착된 미세분진을 제거한다.

이하에서는 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 집진장치(100)의 동작을 설명한다.

먼저 외부의 기판절단장비가 인쇄회로기판 절단작업을 개시하면, 집진장치(100)의 블로우어모터(130)를 자동 또는 수동으로 동작시켜서 흡입압력을 발생시킨다.

이 상태에서 기판절단장비에서 기판을 절단할 때 발생한 분진은 분진제거장치를 통해 기판절단장비의 외부로 배출되며, 배출된 분진은 집진장치(100)의 흡입구(191)를 통해 제1공간(S1)에 설치된 사이클론 집진기(110)의 내부로 유입된다.

유입된 공기는 사이클론 집진기(110)의 내부에서 내통(112)을 중심으로 회전하면서 하강하고, 이 과정에서 비교적 무거운 입자는 원심력에 의해 외통(111)의 내면을 따라 회전하다가 폭이 좁은 하부로 이동하면서 중력에 의해 하부의 제1집진함(161)으로 집진된다.

제1집진함(161)으로 집진되지 않는 미세분진을 포함한 공기는 내통(112) 을 통해 제1관체(151)의 내부로 유입되고, 이어서 제2격벽(102)의 관통홀(105)을 거쳐 제2공간(S)으로 유입된다.

제2공간(S)으로 유입된 공기에 포함된 미세분진은 필터(120)에 의해 걸러지며, 필터(120)에 침착되지 않은 미세분진은 하부의 제2 집진함(162)으로 수집된다.

필터(120)를 통과한 청정공기는 제3공간(S3)과 제4공간(S4)을 거쳐 토출구(192)를 통해 배출된다.

한편 장치제어부는 제1압력센서와 제2압력센서를 통해 필터(120) 전후의 압력을 검출하고, 압력차가 허용범위를 초과하면 분사조절기(140)를 제어하여 제3공간(S3)에 설치된 분사구(142)를 통해 필터(120)의 중공부의 내부로 압축공기를 분사하여 필터(120)에 침착된 미세분진을 제거한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고 다양한 형태로 변형 또는 수정될 수 있다.

예를 들어 본 발명의 집진장치(100)에서는 필터(120) 전후의 압력차를 이용하여 필터청소시기를 판단하였으나, 압력센서를 사용하지 않고 설정된 주기마다 분사조절기(140)를 제어하여 필터(120)를 청소할 수도 있다.

또한 이상에서는 압력센서를 장치제어부의 기판에 실장하고 압력센서에 연결되는 제1, 제2 압력검출관(171,172)의 단부를 제2공간(S2)과 제3공간(S3)에 위치시켰으나, 측정위치에 압력센서를 직접 설치한 후 장치제어부가 압력센서로부터 측정값을 수신하여 필터청소시기를 판단할 수도 있다.

또한 블로우어모터(130)를 대신하여 다른 종류의 모터가 사용될 수도 있다.

또한 제2공간(S2)에 설치되는 필터(120)는 다른 종류의 필터로 대체될 수도 있다. 다만 기판절단과정에서 발생하는 대량의 미세분진을 제거하고 필터청소를 효과적으로 수행하기 위해서는 도시된 바와 같이 내부에 중공부를 갖는 카트리지형 필터를 사용하는 것이 바람직하다.

또한 필터청소수단은 전술한 바와 같이 제3공간(S2)에서 필터(120) 내부의 중공부로 압축공기를 분사하는 수단인 것이 바람직하지만, 경우에 따라서는 제2공간(S2)에서, 즉 필터(120)의 외부에서 압축공기를 분사하여 침착된 분진을 제거할 수도 있다.

이와 같이 본 발명은 다양한 형태로 변형 또는 수정될 수 있으며, 변형 또는 수정된 실시예도 후술하는 특허청구범위에 포함된 본 발명의 기술적 사상을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속함은 당연하다 할 것이다.

10, 20: 도어 30: 패킹
100: 기판절단장비 101, 102, 103: 제1, 제2, 제3 격벽
110: 사이클론 집진기 120: 필터
130: 블로우어모터 140: 분사조절기
141: 압축공기탱크 142: 분사구
161, 162: 제1, 제2집진함 171, 172: 제1, 제2 압력검출관
S1, S2, S3, S4: 제1, 제2, 제3, 제4공간

Claims (3)

1. 인쇄회로기판 절단장비에서 발생한 분진을 집진하기 위하여 상기 절단장비에 연결하여 사용하는 집진장치에 있어서,
   내부에 격벽에 의해 서로 분리된 제1공간, 제2공간 및 제3공간을 포함하고, 상기 제2공간과 상기 제3공간은 상기 제1공간의 일측에 배치되는 케이스;
   상기 제1공간에 설치되며, 상기 케이스에 장착된 흡입구에 연결되는 외통과 상기 외통의 상단을 관통하여 상기 외통의 내부까지 연장된 내통을 구비하는 사이클론 집진기;
   상기 제2공간과 상기 제3공간을 구분하는 격벽에 형성된 관통홀에 설치되는 필터;
   상기 제2공간 또는 상기 제3공간에 설치되어 상기 필터를 청소하는 필터청소수단;
   상기 제1공간의 하부에 위치하고. 상기 외통의 하단을 통해 상기 외통의 내부공간과 연통된 제1집진함;
   상기 제2공간의 하부에 설치되고 상기 제2공간과 연통하는 제2집진함;
   흡입압력을 제공하는 모터
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 집진장치
2. 제1항에 있어서,
   공기유동경로를 기준으로 상기 필터의 상류에서의 압력을 검출하는 제1 압력검출수단;
   상기 필터의 하류에서의 압력을 검출하는 제2 압력검출수단;
   상기 제1 압력검출수단과 상기 제2 압력검출수단의 측정값을 이용하여 상기 필터청소수단의 동작을 제어하는 장치제어부
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 집진장치
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 사이클론 집진기의 상기 내통과 상기 제2공간을 연통시키기 위한 관체를 포함하며,
   상기 관체는 상기 제1공간과 상기 제2공간을 분리하는 격벽과 상기 제1공간의 천정면에 장착되어 공기유동경로를 제공하고, 일단은 상기 제1공간과 상기 제2공간을 분리하는 격벽에 형성된 관통홀과 연통하고, 타단은 상기 내통과 연통하는 것을 특징으로 하는 복합 집진장치

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