KR101561343B1 - 정전기 제거 및 더스트 제거 장치 - Google Patents

정전기 제거 및 더스트 제거 장치 Download PDF

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Abstract

정전기 제거 및 더스트 제거 장치는 대형 용기 및 이 대형 용기 내에 배치된 소형 용기를 포함한다. 상기 대형 용기는 상단부와 하단부가 개방되고 더스트를 상방향으로 흡입하여 배출시킨다. 상기 소형 용기는 중공 원통형 또는 절두원추형으로, 이 소형 용기 내에서 사이클론 및 토네이도가 생성되는 구성이다. 또한, 정전기 제거 및 더스트 제거 장치는 상기 소형 용기에 주입되거나 또는 도입되는 이온들을 생성시키기 위해 상기 소형 용기 내에 배치된 이온 생성기, 및 상기 소형 용기 내에 사이클론과 토네이도를 생성시키기 위해 상기 소형 용기 내로 건조 압축 공기를 주입시키기 위해 상기 소형 용기 상에 형성된 건조 압축 공기 주입구를 구비한다

Description

정전기 제거 및 더스트 제거 장치{STATIC ELIMINATING AND DUST REMOVING APPARATUS}
본 발명은 가공물(work)에 부착된 더스트(dust)와 같은 부착물을 가공물로부터 분리하고, 더스트로부터 정전기를 제거함에 따라 더스트가 가공물로부터 제거되는, 정전기 제거 및 더스트 제거 장치에 관한 것이다.
일본 공개특허공보 제2010-088751호에 개시된 종래 기술에 있어서는, 용기가 이동 가공물 위에 배치되며, 이온들을 포함하는 압축 공기가 사이클론과 부압(negative pressure)을 생성시키기 위해 상기 용기 내로 주입되어, 더스트를 가공물로부터 분리시킨다. 따라서, 비접촉 상태에서 더스트가 가공물로부터 분리된다.
일본 공개특허공보 제2010-088751호
상기 종래 기술에서는 20 미크론(micron)보다 더 큰 크기의 더스트를 가공물로부터 제거할 수 있지만, 약 1 미크론 크기의 초미세 입자의 더스트는 가공물로부터 제거할 수 없다.
따라서, 본 발명의 목적은 약 1 미크론 크기의 초미세 입자의 더스트를 가공물로부터 제거할 수 있는 정전기 제거 및 더스트 제거 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해, 상방향으로 더스트를 흡입하고 더스트를 배출시키기 위한 개방된 하단부(opened bottom portion) 및 개방된 상단부를 구비하는 대형 용기, 상기 대형 용기 내에 제공된 중공 원통형 또는 절두원추형으로, 그 내에서 사이클론 또는 토네이도가 생성되도록 구성되는 소형 용기, 및 이온들을 공급하기 위해 상기 소형 용기 위에 또는 소형 용기 내에 배치된 적어도 하나의 이온 생성기를 포함하며, 상기 소형 용기에는 상기 소형 용기 내에 사이클론과 토네이도를 생성시키기 위해 거기를 통해 상기 소형 용기 내로 압축 공기가 주입되는 압축 공기 주입구가 설치되는, 정전기 제거 및 더스트 제거 장치를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 정전기 제거 및 더스트 제거 장치는 하기의 특징들을 갖는다.
싸이클론의 공기 스트림의 속도를 강화시킴으로써 더스트가 효과적으로 제거될 수 있다.
소형 용기를 가공물에 접근시킴으로써 더스트가 효과적으로 제거될 수 있다.
가공물로부터 제거된 더스트가 효과적으로 수집될 수 있다.
더스트 제거 효율은 더스트를 공급하고 소형 용기로 다시 수집시킴으로써 강화된다.
소형 용기로부터 떨어져 가공물에 부착된 더스트가 제거될 수 있다.
흡입력은 가공물을 소형 용기를 향하여 이동시키도록 강화된다.
공기 이온들을 형성시키기 위해 방전침(discharge needle)들로부터 방출된 전기장이 차단될 수 있다.
이동 방향에서의 가공물의 대향 가장자리들로부터의 더스트 제거가 효과적으로 이루어질 수 있다.
더스트는 정전기력(electrostatic force)을 사용하는 것에 의해 제거될 수 있다.
본 발명에 따르면, 정전기 및 초미세 입자의 더스트는 비접촉 상태로 가공물로부터 제거될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 정전기 제거 및 더스트 제거 장치의 일 실시예를 전체적으로 도시하는 개략 단면도이다.
도 2는 정전기 제거 및 더스트 제거 장치에서 사용된 소형 용기의 제2 실시예를 도시하는 단면도이다.
도 3은 정전기 제거 및 더스트 제거 장치에 사용된 소형 용기를 도시하는 확대 단면도이다.
도 4는 정전기 제거 및 더스트 제거 장치에 사용된 초음파 생성기의 제3 실시예의 기능을 설명하는 도면이다.
도 5는 정전기 제거 및 더스트 제거 장치에서 사용된 소형 용기에서 생성된 사이클론과 토네이도를 설명하는 도면이다.
도 6은 정전기 제거 및 더스트 제거 장치에서 사용된 소형 용기 내에 배치된 초음파 생성기의 기능을 설명하는 도면이다.
도 7은 정전기 제거 및 더스트 제거 장치에 사용된 소형 용기의 전면에 배치된 건조기의 제4 실시예를 포함하는 정전기 제거 및 더스트 제거 장치를 설명하는 도면이다.
도 8a와 도 8b는 방전침의 제5 실시예의 배치를 설명하는 도면이다.
도 9는 청정 건조 공기의 체적을 조정하기 위한 밸브의 제6 실시예를 설명하는 도면이다.
도 10a 내지 도 10c는 주입구의 제7 실시예의 배치를 설명하는 도면이다.
도 11은 가공물에 대하여 대향 위치에 있는 소형 용기의 배치를 설명하는 도면이다.
도 12는 소형 용기의 제9 실시예의 하단부에 제공된 날개형의 스커트부를 도시하는 도면이다.
도 13은 더스트 수집 메커니즘의 제10 실시예를 도시하는 도면이다.
도 14는 더스트가 외부로 누출되는 것을 방지하기 위한 구성의 제11 실시예를 도시하는 도면이다.
도 15는 수집된 더스트를 재활용하기 위한 메커니즘의 제12 실시예를 도시하는 도면이다.
도 16a와 도 16b는 소형 용기와 가공물 사이의 거리를 연장시키기 위한 구성의 제13 실시예를 설명하는 도면이다.
도 17은 소형 용기 내의 부압을 강화시키기 위한 구성의 제14 실시예를 도시하는 도면이다.
도 18은 전기장을 차단시키기 위한 구성의 제15 실시예를 도시하는 도면이다.
도 19a와 도 19b는 이동 방향에서의 가공물의 양쪽 가장자리들에서 생성된 현상을 설명하는 도면이다.
도 20은 더스트를 가공물로부터 제거하기 위한 정전기 제거 및 더스트 제거 장치의 제16 실시예의 배치를 도시하는 도면이다.
도 21은 가장자리 처리 클리너의 제17 실시예를 도시하는 도면이다.
도 22a와 도 22b는 소형 용기의 제18 실시예의 배치 및 적용된 이온 극성들을 도시하는 도면이다.
본 발명의 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면들을 참조한 본 발명의 하기의 상세한 설명에서 설명될 것이다.
본 발명에 따른 정전기 제거 및 더스트 제거 장치는 대형 용기 및 이 대형 용기 내에 배치된 소형 용기를 포함한다. 대형 용기는 상방향으로 더스트를 흡입하여 배출시키기 위해 상단부 및 하단부가 개방된다. 소형 용기는 중공 원통형 또는 절두원추형 구조이며, 이 소형 용기 내에서 사이클론 및 토네이도가 생성되는 구성이다. 또한, 정전기 제거 및 더스트 제거 장치는 소형 용기 내에 주입되거나 또는 도입되는 이온들을 생성시키기 위해 상기 소형 용기 내에 배치된 이온 생성기, 및 상기 소형 용기 내에서 사이클론(사이클론 스트림) 및 토네이도(토네이도 스트림)을 생성시키기 위해 건조 압축 공기를 소형 용기 내로 주입시키기 위해 상기 소형 용기 상에 형성된 건조 압축 공기 주입구를 구비한다. 초음파 생성기들은, 더스트를 가공물로부터 분리시키도록 더스트에 진동을 부여하기 위해 상기 소형 용기 내부 또는 외부에 배치되는 것이 바람직하다.
제1 실시예는 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1에 있어서, 대형 크기의 하우징(12)은 수평 방향으로 이동하는 가공물(20) 위에 배치되어 있다. 하우징(12)에는 그의 상부에 원통형 공급구(12a)가 설치되어 있다. 하우징(12)보다 작은 직경의 대형 용기(14)는 하우징(12) 내에 배치되고 그리고 가공물(20) 위에 위치되어 있다. 따라서, 유동 경로(12b)가 하우징(12)과 대형 용기(14) 사이에 형성되며, 청정 건조 공기는 도시되지 않은 청정 건조 공기 공급원으로부터 공급구(12a)를 통하여 유동 경로(12b) 내로 공급되고 그리고 하우징의 하부에서 하우징(12)으로부터 배출된다. 가공물은 필름, 시트, 플레이트, 유리, 천, 종이 등을 포함한다.
대형 용기(14)는 그 안에 유동 경로(14b)가 형성되는 원통형 배출구(14a)가 그의 상부에 설치되어 있다. 배출구(14a)는 도시되지 않은 흡입 공급원과 연결된다. 대형 용기(14)보다 작은 직경의 소형 용기(16)는 대형 용기(14) 내에 배치되고 그리고 가공물(20) 위에 위치된다. 따라서, 유동 경로(14c)는 대형 용기(14)와 소형 용기(16) 사이에 형성된다.
소형 용기(16)는 중공 원통형 또는 절두원추형이다. 절두원추형의 소형 용기는 도 1에 도시되어 있다. 사이클론 및 토네이도를 생성시키는 사이클론 챔버는 소형 용기(16) 내에 형성되어 있다. 전술한 챔버는 사이클론과 토네이도 양쪽을 생성시키지만, 이 챔버를 주로 사이클론 챔버로서 언급한다. 소형 용기(16)에는, 이온 생성기의 방전침(22)들을 지지하고, 이 방전침들 위의 필터(24)를 추가로 지지하는 중공 원통형의 부재(25)가 소형 용기의 상부에 일체로 형성되어 있다. 공기는 대형 용기(14)로부터 필터(24) 내로 주입되는 것으로 도시되어 있으며, 이 공기는 하우징(12)으로부터, 또는 도시되지 않은 외부로부터 주입될 수 있다.
청정 건조 압축 공기 공급원(도시되지 않음)으로부터 소형 용기(16) 내로 청정 건조 압축 공기를 분배시키기 위해 분배기(distributor)(18)가 대형 용기(14)와 소형 용기(16) 사이에서 수직 방향으로 배치되어 있다. 분배기(18)는 몸체(18a), 중공 원통형 부재(18b) 및 복수의 관(18c)을 포함한다.
압축 공기는 소형 용기(16)의 주입구(17)를 통하여 내벽을 따라, 또는 내벽의 접선 방향으로 소형 용기(16)의 상부들 내로 주입되거나 또는 공급된다. 그 결과, 내벽을 따라 나선형 원을 이루고 동시에 하방향으로 이동되는 사이클론이 생성된다. 사이크론의 생성과 병행하여, 소형 용기 내에 부(-)압이 생성되며, 그 결과 소형 용기의 중앙에서 나선형 원을 이루고 동시에 상방향으로 이동되는 토네이도가 생성된다. 도 1에 있어서, ⊙,
Figure 112015037621302-pat00001
, 화살표를 갖는
Figure 112015037621302-pat00002
및 화살표를 갖는 ⊙는 공기의 방향들을 나타낸다.
초음파를 생성시키고 이 초음파를 가공물 상에 때리기 위한 초음파 생성기(26)는 소형 용기(16) 내에 설치되어 있으며, 격자형 접지(28)는 소형 용기(16)의 상부에 제공되어 있다.
지금부터, 정전기 제거 및 더스트 제거 장치의 작동을 설명한다.
1) 압축 공기는 압축 공기 주입구(17)를 통해 그의 상부에서 중공 원통형 또는 절두원추형의 소형 용기(16) 내로 주입된다. 공기가 내벽의 접선 방향으로 주입될 때, 소형 용기 내에 사이클론이 생성된다.
2) 사이클론은 원을 이루면서 하방향으로 이동되고 소형 용기의 하단부에서 수평 방향으로 취출된다.
3) 사이클론에 의해, 사이클론과 함께 원을 이루는 하방향 공기 스트림이 생성된다.
4) 부압이 소형 용기 내에 생성되며, 그 결과 소형 용기의 하부로부터 부(-)압을 향하여 원을 이루는 토네이도가 생성된다.
5) 한편, 이온 생성기에 의해 생성된 이온들은 부압에 의해 소형 용기 내에 공급된다.
6) 더스트(50)가 부착된 가공물(20)이 장치에 접근할 때, 더스트는 이온들을 포함하는 수평 방향의 사이클론에 의해 취출된다.
7) 이와 동시에, 초음파 진동기에 의해 방출된 초음파는 가공물과 더스트가 뛰어오르거나 또는 상하로 이동되도록 한다.
8) 더스트가 가공물 위로 약간 부유될 때, 즉, 가공물로부터 분리될 때, 가공물과 더스트 사이로 이온들이 통과된다. 그 결과, 더스트의 정전기는 상쇄되고 가공물과 더스트 사이의 견인력(attraction power)이 제거된다.
9) 소형 용기의 중앙부에 도달하는 더스트는 토네이도에 의해 생성된 부압에 의해 흡입되어 용기 내에서 높게 날린다.
10) 날아오른 더스트로부터 정전기가 완전하게 제거됨에 따라 견인력이 사라진다.
11) 더스트는 이온들을 포함하는 수평 방향의 사이클론에 의해 다시 취출된다.
12) 소형 용기로부터 배출되는 더스트는 대형 용기와 소형 용기 사이의 유동 경로(14b)를 통해 흡입되어 수집된다.
13) 부압을 극복하는 더스트의 일부가 외부로 누출되는 것을 방지하기 위해 청정 건조 공기가 대형 용기 둘레로 공급된다.
제2 실시예
후술하는 실시예들에 있어서는, 도면들을 참조하여 설명할 것이며, 이 도면들에 있어서의 변경된 구조들은 도면과 설명을 간략화하기 위한 것이다. 제2 실시예를 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2에 있어서, 소형 용기(16)에는 그 하단부에 스커트부(16c)가 설치되어 있다. 스커트부는 더스트 제거 성능을 강화시키기 위해 수평 방향으로의 사이클론의 긴 취출을 지원한다.
이온 생성기는 도 3을 참조하여 추가적으로 설명한다. 이온 생성기의 방전침(22)들의 코로나 방전에 의해 생성된 이온들은 소형 용기(16) 내의 부압에 의해 형 용기(16) 내로 흡입된다. 필터(24)는 외부로부터 더스트가 진입하는 것을 방지하기 위해 이온 챔버(16b) 위에 배치되어 있다.
제3 실시예
제3 실시예를 도 4를 참조하여 설명한다. 제1 실시예와는 다르게, 도 4는 소형 용기의 외부에 배치된 초음파 진동기들을 도시한다. 초음파 진동기(26)들은 소형 용기의 하단부로부터 소형 용기의 내부를 향하여 초음파들을 방출한다. 이 경우에, 가공물에 대한 초음파의 입사각은 45°± 30°범위 내인 것이 바람직하다. 초음파는 소형 용기의 내벽의 대다수의 부분들로부터의 반사에 의해 소형 용기 내에 정상파(standing wave)를 생성시키며, 이에 따라 더스트는 큰 에너지로 상하로 뛰게 된다. 초음파의 주파수는 다양한 크기의 더스트를 뛰어오르게 하여 청소시킬 수 있는 것이 바람직하다.
소형 용기(16) 내에서 생성되는 사이클론과 토네이도를 추가로 설명한다. 도 5는 용기(16) 내에서 하방향으로 이동하는 사이클론, 상방향으로 이동하는 토네이도 및 상하방향으로 이동하지 않는 사이클론을 도시한다. 소형 용기의 벽에 대하여 접선 방향으로 그의 상부에서 소형 용기 내로 공기가 주입될 때, 소형 용기 내에 사이클론이 생성된다. 사이클론은 하방향으로 이동하면서 내벽 표면을 따라 나선 선회하며, 최종적으로 소형 용기의 개방된 하단부에서 외부로 배출된다.
사이클론에 의해, 소형 용기 내부의 공기는 원을 이루며 하방향으로의 이동을 개시한다. 그 결과, 소형 용기의 상부에 부압이 생성된다. 부압은 소형 용기의 하부로부터 공기를 흡입시킨다. 사이클론의 순환에 따라, 나선형의 토네이도가 생성되고 강한 상방향 선회 공기가 생성된다.
제1 실시예를 도 6을 참조하여 추가로 설명한다. 도 6은 소형 용기 내에 배치된 초음파 진동기를 도시한다. 전술한 바와 같이, 소형 용기의 벽에 대하여 접선 방향으로 그의 상부에서 소형 용기 내로 공기가 주입될 때, 소형 용기 내에 사이클론이 생성된다. 사이클론은 하방향으로 이동하면서 내벽 표면을 따라 나선 선회하며, 최종적으로 소형 용기의 개방된 하단부에서 외부로 배출된다. 사이클론에 의해, 소형 용기 내부의 공기는 원을 이루며 하방향으로의 이동을 개시한다. 그 결과, 소형 용기의 상부에 부압이 생성된다. 부압은 소형 용기의 하부로부터 공기를 흡입시킨다. 사이클론의 순환에 따라, 나선형의 토네이도가 생성되고 강한 상방향 선회 공기가 생성된다.
한편, 소형 용기의 내벽을 따라 하방향으로 이동하는 사이클론과 중심축에 대하여 상방향으로 이동하는 토네이도 사이의 계면에서는 상하방향으로 이동되지 않은 부동의 선회 공기가 생성된다. 초음파 진동기들은 이 계면에 위치되는 것이 바람직하다. 이 위치에서, 초음파 진동기들은 사이클론과 토네이도에 의한 영향을 받지 않으며, 더스트를 가까운 거리로 상하로 뛰어오르게 할 수 있다.
제4 실시예
제4 실시예를 도 7을 참조하여 설명한다. 도 7은 사전 처리를 위해 배치된 건조 컵(drying cup)을 도시한다. 더스트가 제거될 때 습기의 문제점이 존재한다. 이 문제점을 해결하기 위해, 사전 처리를 위한 건조 단계가 준비된다. 건조 단계에서 사용되는 컵(40)은 소형 용기와 동일한 구조인 것이 바람직하지만, 이 컵은 비용을 절감시키도록 건조에 직접 관련이 없는 초음파 생성기와 이온 생성기들을 설치하지 않는 구성인 것이 바람직하다. 더스트 건조 및 제거의 두 개의 단계에 의해, 고성능의 정전기 제거 및 더스트 제거 장치가 얻어질 수 있다.
제5 실시예
제5 실시예를 도 8a와 도 8b를 참조하여 설명한다. 제1 실시예에 있어서는 방전침(22)들이 소형 용기(16) 위 및 그의 외부에 배치되어 있지만, 이 실시예에 있어서는 방전침(22)들은 소형 용기의 측벽 또는 상부 벽에 부착되어 있다. 도 8a는 방전침(22)들이 소형 용기의 측벽에 부착된 것을 도시하며, 도 8b는 방전침(22)들이 소형 용기의 상부 벽에 부착된 것을 도시한다.
제6 실시예
제6 실시예를 도 9를 참조하여 설명한다. 이 실시예에 있어서는, 공급된 청정 건조 공기의 체적을 조정하기 위해 밸브(52)가 이온 챔버(16b) 내에 설치되어 있다.
제7 실시예
제7 실시예를 도 10a 내지 도 10c를 참조하여 설명한다. 제1 실시예에 있어서는 주입구(17)(17a)들이 소형 용기의 내벽의 상단부에 설치되어 있지만, 이 실시예에 있어서는 주입구(17b) 및/또는 주입구(17c)들은 소형 용기의 하단부 및/또는 벽의 하부에 설치되어 있다. 주입구(17a), 주입구(17b) 또는 주입구(17c)를 통하여 소형 용기 내로 주입된 공기는 하방향으로 이동하면서 소형 용기의 내벽을 따라 선회된다. 하방향으로 선회되는 공기는, 소형 용기 내의 공기가 원을 일으키도록 소형 용기 내의 하방향 공기 스트림 또는 사이클론을 포함한다. 사이클론은 소형 용기의 중앙 상부에 부압을 생성시킨다. 부압이 상승되기 시작할 때, 상방향 선회 공기 스트림인 토네이도가 유도되고, 그 결과 공기가 소형 용기의 하단부 개구부로부터 흡입된다. 따라서, 가공물로부터 제거된 더스트가 상방향으로 상승된다. 도 10a와 도 10b는 상단부에 있는 주입구(17a)와 하단부에 있는 주입구(17b)의 조합을 도시하며, 도 10c는 상단부에 있는 주입구(17a)와 벽의 하부에 있는 주입구(17c)의 조합을 도시한다. 주입구(17a, 17b, 17c)들의 조합은 도시되어 있지 않다.
하단부에 있는 주입구(17b) 또는 벽의 하부에 있는 주입구(17c)를 통해 주입된 공기 스트림은, 내벽을 따라 유동하는 공기 스트림의 거리가 짧기 때문에, 상단부에 있는 주입구(17a) 내로 주입된 공기 스트림과 비교하여 벽에 대한 마찰이 적다. 따라서, 공기 스트림의 속도의 손실이 적기 때문에, 더스트 제거 효과를 강화시키기 위해 더스트 제거를 고속으로 할 수 있다.
제8 실시예
제8 실시예를 도 11을 참조하여 설명한다. 실시예에 있어서, 소형 용기(16)는 가공물(20)의 대향 측면들, 즉 가공물의 전면측과 배면측에 배치되어 있다. 대향 배치된 소형 용기들은 소형 용기의 개구부들 둘레로 사이클론을 함께 취출시키기 때문에, 가공물은 대향 측면들로부터의 사이클론에 의해 밀려진다. 따라서, 가공물과 소형 용기들 중 하나의 용기 사이의 거리는 소형 용기들 사이의 거리보다 덜 제한된다. 따라서, 양쪽 사이클론의 체적들이 동일하게 선택되는 경우, 가공물과 소형 용기 사이의 거리는 사이클론의 체적이 증가하여도 일정하게 유지된다. 그 결과, 더스트 제거 성능이 강화된다.
제9 실시예
제9 실시예를 도 12를 참조하여 설명한다. 도 12는 소형 용기 또는 컵의 하단부에 설치된 스커트부를 설명하는 도면이다. 도 2에 도시된 제2 실시예에서는, 소형 용기의 하단부에 스커트부가 설치되어 있지만, 제9 실시예에서의 스커트부(16c)는 그의 전방 가장자리가 상방향으로 만곡되는 날개형의 스커트부(16d)로 변형되어 있다. 날개형 스커트부(16d)는 소형 용기로부터 수평 방향으로 취출된 공기 스트림과 이 공기 스트림에 포함된 더스트를 상승시킨다. 상승된 더스트(50)는 소형 용기의 외부에 배치된 대형 용기(도 1 참조) 내의 진공 흡입에 의해 쉽게 수집될 수 있다.
제10 실시예
제10 실시예를 도 13을 참조하여 설명한다. 도 13은 수집 메커니즘을 도시한다. 수집 메커니즘(60)은 소형 용기(16) 둘레에 동심으로 배치되어 있다. 수집 메커니즘(60)은 그의 내부에는 가벼운 더스트 수집부를 구비하고 그의 외부에는 무거운 더스트 수집부를 구비한다. 사이클론에 의해 가공물로부터 떨어지는 더스트(50)는 날개형 스커트부를 따라 상승되며 선회 동안의 부압에 의해 수집 메커니즘 내로 흡입된다. 더스트가 수집 메커니즘의 내벽을 따라 선회되기 때문에, 무거운 더스트(50a)는 원심력에 의해 내벽을 따라 상승되고, 그 후 무거운 더스트 수집부를 통해 수집된다. 무거운 더스트는 중력에 의해 떨어지고 가공물에 다시 부착되기 때문에, 더스트가 가공물에 재부착되는 것을 방지하기 위해 강한 부압이 사용된다. 한편, 가벼운 더스트(50b)는 중력을 적게 발생시키고 이에 따라 공기 내에서 부유하기 때문에, 무거운 더스트 수집기(60a)의 내부에 배치된 가벼운 더스트 수집기(60b)를 통하여 약한 부압에 의해 쉽게 수집될 수 있다.
제11 실시예
제11 실시예를 도 14를 참조하여 설명한다. 도 14는 배리어 공기(barrier air)의 사용을 도시한다. 공기 방출부(62)는, 더스트를 포함하는 사이클론을 차단시키고, 사이클론이 소형 용기의 하단부로부터 취출되어 더스트 수집 메커니즘 외부로 누출되는 것을 방지하도록 더스트 수집 메커니즘의 최하부를 향하여 공기를 취출시키거나 또는 방출시키기 위해 설치되어 있다.
제12 실시예
제12 실시예를 도 15를 참조하여 설명한다. 도 15는 수집 더스트 재활용 메커니즘을 도시한다. 더스트를 가공물로부터 분리시키기 위해, 분리된 더스트의 일부는 소형 용기로 복귀되고 가공물에 부착된 더스트를 때리기 위해 사이클론에 다시 투입된다. 그런 경우에는, 무거운 더스트가 가장 효과적이다. 즉, 무거운 더스트(50a)의 일부는 무거운 더스트 수집부(60a)로부터 복귀관(64)을 통하여 소형 용기(16)로 복귀된다.
제13 실시예
제13 실시예를 도 16a와 도 16b를 참조하여 설명한다. 도 16a와 도 16b는 가공물과 소형 용기의 최하부 사이의 거리가 연장되어 있는 것을 도시한다. 도 16a는 비교를 위해 실시예 1의 주입구(17)에서의 공기의 수평 입사를 도시하며, 도 16b는 실시예 13에서의 경사진 입사(입사각: θ)를 도시한다. 도 16b는 가공물(20)과 소형 용기 사이의 거리를 연장시키기 위한 메커니즘을 도시한다. 소형 용기의 상부로부터 취출된 사이클론은 소형 용기의 벽을 따라 하강된다. 소형 용기의 하부로부터 취출된 사이클론의 방향은 하방향 유동의 속도에 따른다. 하방향 유동의 속도가 빠를 때, 소형 용기와 가공물 사이의 거리는 연장되며, 이는 사이클론이 하방향으로 더 수직 성분을 갖기 때문이다. 따라서, 소형 용기로부터 떨어져 있는 가공물로부터의 더스트 제거가 실시될 수 있다.
제14 실시예
제14 실시예를 도 17을 참조하여 설명한다. 도 17은 부압의 강화를 도시한다. 사이클론은 소형 용기 내에 부압을 생성시키며, 이 부압은 토네이도를 포함한다. 부압은 토네이도를 강화시키도록 강화되어야 한다. 이를 위해, 소형 용기의 상부 내로 주입된 공기의 입사각(θ)을 크게 한다. 부압을 강화시키기 위한 다른 방식에서는, 소형 용기 내의 공기는 다른 진공 공급원에 의해 그의 최상부에서 흡입된다. 따라서, 가공물(20)은 강하게 흡입되며 사이클론은 넓게 확장되지 않으며, 가공물과 소형 용기 사이의 거리가 연장될 수 있다.
제15 실시예
제15 실시예를 도 18을 참조하여 설명한다. 도 18은 전기장을 차단시키기 위한 메커니즘을 도시한다. 공기 이온들을 생성시키기 위해 소형 용기에 설치된 방전침(22)들로부터 방출된 전기장을 차단시키기 위해, 접지 전극(68)이 방전침(22)들 아래에 설치되어 있다. 방전침(22)들로부터 나오는 전속선(electric flux line)은 접지 전극 아래의 구역에 전기장이 생기는 것을 방지하기 위해 접지 전극(68)에서 종단된다.
제16 실시예
제16 실시예를 도 19a, 도 19b 및 도 20을 참조하여 설명한다. 도 19a와 도 19b는 이동 방향에서의 가공물의 양쪽 가장자리들에서 발생하는 현상을 도시한다. 도 19a는 가공물의 전면으로부터의 더스트의 제거를 도시하는 사시도이며, 도 19b는 단면도이다. 도 19b의 단면도로부터, 사이클론 공기 스트림은 가공물의 양쪽 가장자리들의 배면 둘레로 진행되는 것을 알 수 있다. 사이클론은 가공물의 전면으로부터 제거된 더스트를 포함하기 때문에, 더스트는 가공물의 배면에 부착될 것이다.
도 20은 가공물의 대향 가장자리들에 있는 더스트를 완전하게 제거하기 위해 가공물의 양 측면에 배치된 정전기 제거 및 더스트 제거 장치를 도시한다. 이 경우에는, 전면측 소형 용기에서의 사이클론 공기 스트림의 선회 방향은, 한 방향에서 보았을 때, 후면측 소형 용기에서의 사이클론 공기 스트림의 선회 방향과 동일하다. 즉, 전면측 소형 용기에서의 사이클론 공기 스트림의 선회 방향은, 각 용기의 배면에서 보았을 때, 후면측 소형 용기에서의 사이클론 공기 스트림의 선회 방향에 대향된다. 제16 실시예에서의 정전기 제거 및 더스트 제거 장치에 있어서, 소형 용기는 가공물의 이동 방향에 수직으로 배치되고 그리고/또는 도시되지 않은 다수의 열로 배치될 수 있다.
제17 실시예
도 21은 가공물의 하나의 표면으로부터 더스트를 제거하기 위한 처리 방법을 도시한다. 하나의 표면을 처리하는 경우에는, 가장자리 처리 크리너(72)는 가공물의 전면으로부터의 더스트가 가공물의 배면으로 부착되는 것을 방지하기 위해 가공물의 배면측 아래의 양쪽 가장자리들에 설치되어 있다. 그 경우에, 배면 가장자리 처리 클리너들의 각각의 사이클론 공기 스트림의 선회 방향은, 한 방향에서 보았을 때, 전방측에서의 사이클론 공기 스트림의 방향과 동일하다.
제18 실시예
도 22a와 도 22b는 정전기 인력(electrostatic attraction)을 사용하는 더스트 제거 방법을 도시한다. 도 22a는 공기 이온의 반대 극성을 차례로 적용하는 방법을 도시한다. 도 22b는 최종 스테이지에서의 +/-의 양쪽 극성을 적용하는 방법을 도시한다. 가공물의 이동 방향에 있어서, 제1 소형 용기는 하나의 극성의 공기 이온으로 충전되며, 다음의 소형 용기는 제1 소형 용기의 극성에 반대되는 극성의 공기 이온으로 충전된다. 가공물이 반대 극성의 정전하를 갖는 경우에는, 최종 소형 용기는 정전하를 상쇄시키기 위해 +/-의 양쪽 극성으로 충전된다.
가공물이 절연체인 경우에는, 공기 이온이 가공물에 적용될 때, 가공물의 대전 상태(charge state)는 변하지 않는다. 더스트의 제거 정도는 더스트 표면 상의 전하의 극성에 따른다. 즉, 더스트는 공기 이온의 극성들의 양쪽에 의해 쉽게 제거되기 때문에, 더스트는 + 및 - 극성의 양쪽을 교대로 적용할 때 + 및 - 극성을 적용하는 것에 의해 쉽게 제거된다. 한편, 가공물이 전도체인 경우에는, 공기 이온이 적용된 경우에, 가공물의 표면에 정전 유도(static induction)가 발생되고, 공기 이온에 반대되는 전하의 극성이 출현된다. 전하의 극성은 더스트를 상승시키는 기능을 갖기 때문에, 더스트는 + 및 - 극성의 양쪽을 교대로 적용할 때 + 및 - 극성을 적용하는 것에 의해 쉽게 제거된다.
더스트의 유전율이 큰 경우에, 더스트의 표면은 적용된 공기 이온에 의해 정전기를 가지며, 그 결과 더스트의 대향 표면은 반대로 대전되는 극성을 유도한다. 반대 극성의 정전기가 이미 대전된 정전기를 강화시키거나 또는 상쇄시키는 것에 상관없이 더스트는 쉽게 제거된다. 따라서, 앞선 단계에서 하나의 극성의 공기 이온이 적용된 후, 후속 단계에서 반대 극성의 공기 이온이 적용되는 경우, 정전기는 양쪽 단계들에 의해 상쇄되며, 그 때 더스트가 제거된다. 더스트의 유전율이 작은 경우에 더스트의 배면 상의 전하는 변하지 않는다. 공기 이온의 양쪽 극성은 가공물에 부착된 더스트의 인력을 상쇄시키기 때문에, 그때 더스트가 제거된다. 이 방식으로, 양쪽 경우에 있어서, 더스트는 어느 때나 교대로 + 및 - 극성의 이온들을 적용하는 것에 의해 쉽게 제거된다. 이 시기에서의 사이클론과 토네이도의 더스트 제거 처리는 더스트를 제거하기 위한 성능을 강화시킨다.
다양한 변경 및 변형들이 본 발명의 원리의 전술한 설명으로부터 창안될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 이러한 모든 변경 및 변형들은 첨부하는 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 기술사상과 범위 내에서 고려될 수 있다.
12: 하우징
14: 대형 용기
16: 소형 용기
17: 주입구
18: 분배기
20: 가공물
22: 방전침
24: 필터
26: 초음파 진동기
40: 건조 컵
50: 더스트
52: 밸브
60: 수집 메커니즘
62: 공기 방출부

Claims (15)

  1. 더스트를 상방향으로 흡입하여 배출시키기 위한 개방된 하단부 및 개방된 상단부를 구비하는 대형 용기;
    상기 대형 용기 내부에 배치된 중공 원통형 또는 절두원추형으로, 내부에서 사이클론 및 토네이도가 생성되도록 구성되는 소형 용기; 및
    이온들을 공급하기 위해 상기 소형 용기 내부 또는 소형 용기 상부에 배치된 적어도 하나의 이온 생성기를 포함하며,
    상기 소형 용기에는 상기 소형 용기 내부로 압축 공기를 주입시키는 압축 공기 주입구들이 설치되며, 이에 의해 상기 소형 용기 내부에 사이클론 및 토네이도를 생성시키며,
    상기 압축 공기 주입구들 중의 하나는 상기 소형 용기의 상단부 근방에 설치되며, 또한 또 한쪽의 압축 공기 주입구가 상기 소형 용기의 하단부 근방 및/또는 상기 소형 용기의 하부 근방의 위치에 구비되는, 정전기 제거 및 더스트 제거 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    더스트를 가공물로부터 분리시키도록 상기 가공물에 부착된 상기 더스트에 진동을 부여하기 위해 상기 소형 용기의 내부 또는 외부에 배치된 적어도 하나의 초음파 생성기를 더 포함하는, 정전기 제거 및 더스트 제거 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 사이클론은 상기 소형 용기의 내벽을 따라 원을 이루도록 생성되며, 더스트를 가공물로부터 제거하기 위해 수평 방향으로 상기 소형 용기의 하단부로부터 배출되는 공기 스트림을 유도하는, 정전기 제거 및 더스트 제거 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 토네이도는 더스트를 가공물로부터 상방향으로 흡입하기 위해 상기 소형 용기 내의 중앙 위치에서 생성되는, 정전기 제거 및 더스트 제거 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 소형 용기 내의 부압을 조정하기 위한 밸브가 상기 소형 용기의 상부에 설치되는, 정전기 제거 및 더스트 제거 장치.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 소형 용기들은 가공물에 대하여 대향 배치되는, 정전기 제거 및 더스트 제거 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 소형 용기에는 완만한 원호를 갖는 날개형 하단부가 설치되는, 정전기 제거 및 더스트 제거 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    제거된 더스트를 수집하기 위해 상기 소형 용기의 외부에 배치된 더스트 수집 메커니즘을 포함하는, 정전기 제거 및 더스트 제거 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 더스트 수집 메커니즘에는 무거운 더스트와 가벼운 더스트를 개별적으로 수집하기 위한 원심 분리기가 설치되는, 정전기 제거 및 더스트 제거 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 수집된 더스트가 상기 더스트 수집 메커니즘의 외부로 누출되는 것을 방지하기 위해 공기 스트림이 공급되는, 정전기 제거 및 더스트 제거 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 수집된 더스트의 일부는 상기 소형 용기로 복귀되는, 정전기 제거 및 더스트 제거 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 압축 공기 주입구들을 통해 주입된 공기의 방향은 수평 방향 또는 대각선으로 하방향인, 정전기 제거 및 더스트 제거 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    부압을 강화시키기 위해 상기 소형 용기의 상부를 통해 진공 흡입이 실시되는, 정전기 제거 및 더스트 제거 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    하나 또는 그 이상의 소형 용기들은 가공물의 이동 방향에 대하여 수직으로 배치되며, 상기 정전기 제거 및 더스트 제거 장치가 상기 가공물의 폭을 지나 연장되는 경우에, 전면측 소형 용기와 후면측 소형 용기는 상기 가공물의 양쪽 가장자리들에 대하여 대향 배치되며, 상기 전면측 소형 용기 내의 사이클론 공기 스트림의 선회 방향은 후면측 소형 용기 내의 사이클론의 선회 방향과 동일한, 정전기 제거 및 더스트 제거 장치.
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