KR101637053B1 - 전극 세척 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

전극은 경로를 따라 에지 방향으로 이송된다. 상기 전극은 전극의 바닥 주연부 에지에 의해 지지될 수 있고, 대체로 수직하게 유지될 수 있다. 복수의 세척 노즐은 상기 경로의 대향하는 측면 상에서 상기 경로에 인접하여 배치된다. 상기 노즐로부터의 세척 스프레이는 상기 전극의 측면에 충돌하도록 지향된다. 상기 노즐은, 상기 세척 스프레이가 상기 전극의 바닥부에 앞서 상부에 충돌하도록, 기울어진 노즐 어레이를 형성하기 위해 선형으로 배열될 수 있다. 헹굼 또는 사전 세척을 위한 별도의 구역이 세척 챔버 내에 제공될 수 있다. 사용된 물은 수집되어 재활용될 수 있다.

Description

전극 세척 방법 및 시스템{ELECTRODE WASHING METHOD AND SYSTEM}

본 명세서는 일반적으로 금속의 정제 또는 획득에 보통 사용되는 전극 세척을 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.

이어지는 단락은 단락에서 논의되는 내용이 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자의 지식의 일부이거나 또는 종래 기술인 것으로 용인되는 것은 아니다.

미국특허 제4,566,951호(노르베르크(Norberg))는, 금속의 전해질 정제에서 얻어지고 전해조로부터 막대 또는 러그(lug)에 매달린 그룹에서 들어 올려지는 캐소드 및/또는 애노드 플레이트를 세정하기 위한 방법을 개시하고, 이후에 상기 플레이트들은 세척 작동을 연속적으로 통과함으로써 세척된다.

미국특허 제5,567,285호(시트헤스 메넨데스(Sitges Menendez))는 캐소드로부터 전기증착층을 제거하기 위한 것으로, 캐소드 수용 영역, 캐소드 세척 장치 및 추출 장치를 구비하는 캐소드 처리 영역 및 전기증착층이 제거된 캐소드를 보관하기 위한 보관 영역을 포함하는 설비를 개시한다.

미국특허공개공보 제20070151580호(살라만카(Salamanca))는 산업용 및 전기야금 공정에서 캐소드를 세척하는 로봇 시스템 및 방법을 개시한다.

본 명세서의 일 태양에서, 제1 측면, 제2 측면 및 주연부 에지를 포함하는 전극을 세척하는 방법은, 경로의 대향하는 측면에서 상기 경로에 인접하여 복수의 세척 노즐을 제공하는 단계, 상기 경로를 따라 상기 전극을 에지 방향으로 이송하는 단계 및 상기 전극이 상기 경로를 따라 이송되는 동안 상기 노즐로부터 세척 스프레이를 상기 전극의 제1 측면 및 제2 측면에 충돌하도록 지향시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기 전극은 바닥 주연부 에지를 지지함으로써 이송될 수 있다. 상기 방법은 상기 전극이 상기 경로를 따라 이송되는 동안 상기 전극을 대체로 수직하게 유지하도록 상기 전극을 안내하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 세척 스프레이는 상기 경로에 대체로 수직하게 지향될 수 있다. 상기 복수의 세척 노즐 중 두 개 이상은 상기 세척 스프레이를 상기 전극의 제1 측면 전체를 가로질러 실질적으로 수직하게 지행될 수 있다. 상기 세척 스프레이는 상기 전극이 상기 경로를 따라 이송되는 동안 상기 제1 측면의 바닥부에 앞서 상기 제1 측면의 상부에 충돌할 수 있다.

상기 방법은 세척 구역을 실질적으로 밀폐하는 단계 및 상기 전극이 에지 방향으로 각각 상기 세척 구역으로 들어오고 나가게 하는 입구 및 출구를 밀봉하는 메커니즘을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 세척 구역을 주위 압력에 대해 음압으로 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 방법은 상기 세척 노즐로부터 하류로 상기 경로에 인접하여 하나 이상의 헹굼 노즐을 제공하는 단계 및 상기 전극이 상기 경로를 따라 이송되는 동안 상기 전극을 헹구기 위해 상기 하나 이상의 노즐로부터 헹굼 스프레이를 지향시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 방법은 상기 세척 스프레이와 관련된 세척 구역 및 상기 헹굼 스프레이와 관련된 헹굼 구역을 실질적으로 개별적으로 밀폐하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 세척 구역 및 헹굼 구역을 주위 압력에 대해 음압으로 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 방법은 상기 하나 이상의 헹굼 노즐 아래로부터 헹굼 폐수를 수집하는 단계 및 상기 헹굼 폐수의 적어도 일부를 상기 세척 스프레이용으로 상기 세척 노즐에 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 방법은, 상기 세척 노즐로부터 상류로 상기 경로에 인접하고, 가열수 소스에 연결되는 하나 이상의 사전 세척 노즐을 제공하는 단계 및 세척 전에 상기 전극의 온도를 주위 온도보다 높게 증가시키고 상기 전극을 적시기 위해 상기 하나 이상의 사전 세척 노즐로부터 사전 세척 스프레이를 상기 전극 위로 지향시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 방법은 상기 세척 노즐 아래로부터 폐수를 수집하는 단계 및 상기 폐수의 적어도 일부를 상기 사전 세척 스프레이용으로 상기 하나 이상의 사전 세척 노즐로 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 방법은 상기 전극을 건조시키기 위해 상기 전극을 공기 유동에 두는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 명세서의 일 태양에서, 전극을 세척하는 방법은 상기 전극을 경로를 따라 에지 방향으로 이송하는 단계, 상기 경로에 인접하여 하나 이상의 세척 노즐을 제공하는 단계, 상기 전극을 세척하기 위해 상기 전극이 상기 경로를 따라 이송되는 동안 상기 세척 노즐로부터 세척 스프레이를 상기 전극 위로 지향시키는 단계, 상기 경로에 인접하여 하나 이상의 헹굼 노즐을 제공하는 단계 및 상기 전극이 상기 경로를 따라 이송되는 동안 상기 전극을 헹구기 위해 상기 세척 노즐로부터 헹굼 스프레이를 상기 전극 위로 지향시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기 방법은 상기 세척 스프레이에 사용하기 위해 상기 헹굼 스프레이 액의 적어도 일부를 수집하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 이송 단계 이전에, 상기 경로에 인접하고 가열수 소스에 연결되는 하나 이상의 사전 세척 노즐을 제공하는 단계 및 세척 이전에 상기 전극의 온도를 증가시키고 상기 전극을 적시기 위해 상기 사전 세척 노즐로부터 사전 세척 스프레이를 상기 전극 위로 지향시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 사전 세척 스프레이에 사용하기 위해 상기 세척 스프레이 액의 적어도 일부를 수집하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 헹굼 스프레이를 지향시키는 단계에 이어서, 상기 전극을 건조시키기 위해 상기 전극을 공기 유동에 두는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 명세서의 일 태양에서, 각각의 전극이 제1 측면, 제2 측면 및 주연부 에지를 포함하는 상기 전극을 세척하는 시스템은 상기 전극을 경로를 따라 에지 방향으로 이송하기 위한 컨베이어 및 상기 경로의 대향하는 측면에서 상기 경로에 인접하여 배치되는 복수의 세척 노즐을 포함할 수 있고, 상기 세척 노즐은 상기 전극이 상기 경로를 따라 이송되는 동안 상기 전극에 충돌시키기 위해 상기 경로를 향해 지향된다.

상기 컨베이어는 각 전극의 바닥 주연부 에지를 지지하기 위한 컨베이어 벨트를 포함할 수 있다. 상기 컨베이어 벨트는 각 전극의 바닥 주연부 에지를 지지하고 대체로 상기 컨베이어 벨트 위에서 상기 전극을 유지하기 위한 하나 이상의 지지 클리트를 포함할 수 있다. 상기 컨베이어 벨트는, 상기 경로를 따라 상기 전극을 가압하도록 상기 전극의 배면 주연부 에지와 결합하기 위한 하나 이상의 안전 멈춤부를 포함할 수 있다.

상기 시스템은 상기 경로의 양 측면 상에서 측방향으로 배열되는 복수의 가이드 레일을 더 포함할 수 있다. 상기 가이드 레일은 상기 전극이 상기 경로를 따라 이송되는 동안 상기 전극을 대체로 수직하게 유지시킬 수 있다.

상기 세척 노즐은 각각 상기 경로에 대체로 수직하게 지향될 수 있다. 상기 복수의 세척 노즐 중 두 개 이상은 노즐 어레이를 형성하도록 선형으로 배열될 수 있다. 상기 노즐 어레이는 상기 세척 스프레이를 상기 전극의 제1 측면 전체를 가로질러 실질적으로 수직하게 지향되도록 구성될 수 있다. 상기 노즐 어레이는, 상기 전극이 상기 경로를 따라 이송되는 동안 상기 세척 스프레이가 상기 제1 측면의 바닥부에 앞서 상기 제1 측면의 상부에 충돌하도록, 기울어질 수 있다.

상기 시스템은 상기 세척 노즐과 관련된 세척 구역을 밀폐하는 인클로저를 더 포함할 수 있다. 상기 인클로저는 실링 메커니즘을 갖는 입구 및 출구를 구비할 수 있다.

상기 시스템은 상기 경로에 인접하여 배치되는 하나 이상의 헹굼 노즐을 더 포함할 수 있다. 상기 하나 이상의 헹굼 노즐은 상기 전극이 상기 경로를 따라 상기 세척 노즐로부터 하류로 이송되는 동안 상기 전극을 헹구기 위해 상기 경로를 향해 지향될 수 있다.

상기 시스템은 상기 하나 이상의 세척 노즐과 관련된 세척 구역 및 상기 하나 이상의 헹굼 노즐과 관련된 헹굼 구역을 실질적으로 개별적으로 밀폐하는 인클로저를 더 포함할 수 있다. 상기 세척 구역 및 헹굼 구역은 격벽에 의해 분리될 수 있다.

상기 시스템은 상기 하나 이상의 헹굼 노즐 아래에 위치되는 헹굼 저장소를 더 포함할 수 있다. 상기 헹굼 저장소는 헹굼 폐수를 상기 세척 노즐로 제공하기 위해 상기 세척 노즐에 연결된다.

상기 시스템은 상기 경로에 인접하여 배치되는 하나 이상의 사전 세척 노즐을 더 포함할 수 있다. 상기 하나 이상의 사전 세척 노즐은 상기 전극이 상기 경로를 따라 상기 세척 노즐로부터 하류로 이송되는 동안 상기 전극을 적시기 위해 상기 경로를 향해 지향될 수 있다. 세척 전에 상기 사전 세척 스프레이가 전극 온도를 주위 온도보다 높게 증가시키도록, 상기 하나 이상의 사전 세척 노즐은 가열수 소스에 연결될 수 있다.

상기 시스템은 상기 세척 노즐 아래에 위치되는 세척 저장소를 더 포함할 수 있다. 상기 세척 저장소는 상기 세척 폐수의 적어도 일부를 상기 사전 세척 스프레이용으로 상기 사전 세척 노즐로 제공하기 위해 상기 사전 세척 노즐에 연결될 수 있다.

상기 시스템은 상기 인클로저 내의 공간을 주위 압력에 대해 음압으로 유지하도록 구성되는 배기 시스템을 더 포함할 수 있다.

상기 시스템은 상기 전극을 건조시키기 위해 상기 인클로저의 출구에 위치되는 건조 시스템을 더 포함할 수 있다. 상기 건조 시스템은 상기 전극의 경로의 대향하는 측면 상에서 대체로 수직하게 신장된 한 쌍의 플레넘을 포함할 수 있다. 각각의 상기 플레넘은 상기 전극의 측면을 따라 공기를 인출하기 위해 수직하게 신장된 길이 방향 슬롯을 포함할 수 있다. 상기 플레넘은 상기 공기를 배출하기 위해 상기 배기 시스템에 연결될 수 있다. 상기 건조 시스템은 또한 신장형 통로 사이에서 상기 전극이 에지 방향으로 이송되게 하는 크기를 갖는 상기 신장형 통로를 포함할 수 있다. 상기 건조 시스템은 상기 전극 주위에서 공기 유동을 최소화하기 위한 실링 메커니즘을 더 포함할 수 있어 상기 인클로저를 상기 건조 시스템에 대해 거의 밀봉되게 유지한다.

전술한 상기 시스템 중 두 개가 결합함에 있어서, 별개의 전극 라인을 세척하기 위해 평행하게 배치될 수 있다.

본 출원인이 교시하는 상기 특징 및 다른 특징이 여기에서 서술된다.

본 발명을 더욱 잘 이해하고, 본 발명이 어떻게 효과에 이르게 되는지 더욱 명확하게 나타내기 위해, 이제 수반되는 도면을 예시로서 참조할 것이다.

도 1은 전극 세척 시스템의 사시도이다.
도 2 내지 도 4는 상기 전극 세척 시스템의 근접 사시도이다.
도 5는 상기 전극 세척 시스템의 부분 사시도이다.
도 6은 상기 전극 세척 시스템의 근접 부분 사시도이다.
도 7은 상기 전극 세척 시스템의 부분 측면도이다.
도 8은 상기 전극 세척 시스템의 부분 단면도이다.
도 9는 상기 전극 세척 시스템의 부분 평면도이다.
도 10은 순서도이다.
도 11은 상기 전극 세척 시스템의 근접 부분 사시도이다.
도 12는 상기 전극 세척 시스템의 근접 부분 단면도이다.
도 13은 상기 전극 세척 시스템의 근접 부분 사시도이다.
도 14는 상기 전극 세척 시스템의 근접 부분 사시도이다.
도 15는 상기 전극 세척 시스템의 근접 배면 사시도이다.

각각의 청구되는 발명의 실시예를 제공하기 위해 다양한 장치 또는 공정이 아래에서 서술될 것이다. 아래에서 서술되는 어떠한 실시예도 청구되는 발명을 제한하지 않고, 청구되는 발명은 아래에서 서술되지 않는 공정 또는 장치를 포함할 수 있다. 청구되는 발명은 아래에서 서술되는 어느 하나의 장치 또는 공정의 특징을 모두 구비하는 장치 또는 공정, 또는 아래에서 서술되는 다수 또는 모든 장치에 공통되는 특징에 제한되지 않는다. 아래에서 서술되는 장치 또는 공정은 청구되는 발명의 일 실시예가 아닐 수 있다. 출원인, 발명자 또는 소유자는 본 문헌에서 청구되지 않는 후술하는 장치 또는 공정에 개시된 어떠한 발명도 가질 수 있는 모든 권리, 예를 들어 계속 출원에서 이러한 발명을 청구하고 본 문헌에서의 기재에 의해 이러한 발명을 포기하거나 권리를 요구하지 않거나 또는 공중에 기부하는 권리를 보유한다.

금속의 전해 정련은 일반적으로 캐소드 및 정련될 미정련 금속으로 이루어진 애노드를 함께 적절한 전해조에 배치하는 단계를 포함한다. 애노드와 캐소드 사이의 전압의 인가는 미정련 금속을 산화시키고, 순수 금속 이온을 용액으로 이동시키며 전기분해에 의해 전해조를 통하여 캐소드 쪽으로 이동하게 한다. 상기 순수 금속 이온은 보통 매우 높은 순도의 정련 금속으로 캐소드 상에 증착된다. 대다수의 불순물은 뒤에 전해조에 남는다.

금속의 전해 채취는 일반적으로 캐소드 및 정련될 금속과 상이한 금속으로 이루어진 애노드를 함께 적절한 전해조에 배치하는 단계를 포함한다. 정련될 금속은 (예컨대, 용제 추출 공정 및 침출로 마련된) 가용성 형태로 전해조에 첨가된다. 애노드와 캐소드 사이의 전압의 인가는 상기 금속을 용액으로부터 이동시키고 높은 순도의 정련 금속으로 캐소드 상에 증착시킨다.

일반적으로 유사한 전해 전지 장치가 전해 채취 및 전해 정련에 사용된다. 전해 채취를 위해, 원하는 금속, 예를 들어 구리가 용액 내에 있는 용액이 제공된다. 이후 구리 또는 원하는 금속이 캐소드 상에 증착되도록 전기 분해가 사용된다. 전해 정련에서, 이미 회수된 금속, 예를 들어 또 다시 구리가 애노드로 제공되고, 전기 분해에 의해 용액으로 이동하고 다음에 캐소드 상에 증착하게 되며, 전해 정련 작동은 용액에서 다른 원치 않는 금속 및 다른 물질 또는 그 밖의 캐소드 상에 증착되지 않는 것들을 남기는 동안 캐소드 상에 원하는 구리의 증착을 조장하기 위해 설정된 상태를 갖는다. 어느 경우에도, 정련 금속의 적절한 두께가 캐소드 표면 상에 증착된 이후에 캐소드가 전해조로부터 제거된다. 영구 캐소드(permanent cathode)를 위해, 이후 증착층이 이어지는 스트리핑(stripping) 단계에서 분리될 수 있다.

전해조로부터의 잔류 오염물질은 캐소드가 전해조로부터 제거되면 캐소드 표면 상에 남을 수 있다. 이러한 표면 불순물은 예를 들어, 유기물 또는 비유기 염, 금속의 화합물 및 불순물을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 표면 불순물은 캐소드 상에서 건조될 수 있고, 구리 증착 제품의 순도 및 대응하는 가치를 현저히 저하시킬 수 있다. 예를 들어, "황산구리(bluestone)"(구리 황산염)와 같은 표면 불순물의 존재는 용인되는 레벨인 "A" 등급보다 높은 구리 증착 제품의 유황 레벨을 야기할 수 있다. 따라서, 표면 불순물의 존재를 제거하거나 적어도 감소시키기 위해 캐소드를 전해조로부터 제거된 이후에 세척하는 것이 바람직하다.

출원인의 교시는 전극 세척 방법 및 시스템에 관한 것이다. 전극은, 예를 들어 캐소드일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 캐소드는 경로를 따라 에지 방향으로 이송될 수 있다. 세척 노즐은 경로에 인접하여 제공될 수 있고, 세척 스프레이를 캐소드 표면에 충돌하도록 지향될 수 있다. 하나 이상의 세척 구역이 제공될 수 있고, 선택적인 헹굼 구역 또는 사전 세척 구역이 포함될 수 있다. 상기 방법 및 시스템은 우수한 세척 품질을 달성할 수 있다.

도 1을 참조하면, 전극 세척 시스템이 일반적으로 도면 부호 100으로 도시된다.

도면에 도시된 바와 같이, 상기 시스템(100)은 복수의 캐소드(102)와 함께 사용되는 것으로 도시된다. 캐소드(102)는, 제1 및 제2 측면을 갖고 주연부 에지를 형성하는 대체로 평면의 증착 플레이트를 구비하는 일반적인 영구 캐소드 조립체 형태를 가질 수 있다. 상기 증착 플레이트는 상대적으로 높은 인장 강도와 우수한 내식성을 갖는 전기 전도성 물질로 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기 증착 플레이트는 316L 스테인리스 스틸 또는 "2B" 마감되고 양호한 내식성을 갖는 다른 합금으로 형성될 수 있다. 또한, 각 캐소드(102)는 상기 증착 플레이트에 전기적으로 결합되는 전기 전도성 행거 바(hanger bar)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 행거 바는 구리로 형성될 수 있다. 행거 바는 전해조 내에서 증착 플레이트를 지지하고, 전원과 증착 플레이트 사이에서 전기 유동을 위한 경로를 제공한다. 다른 전극 구성도 세척 시스템(100)과 호환되고 가능하며, 출원인이 도시된 특정 캐소드(102)로 본 발명의 사상을 제한하려는 것은 아니다.

캐소드(102)는 인피드 로봇(in-feed robot)(104)을 사용하여 시스템(100)으로 진입될 수 있다. 캐소드(102)는 컨베이어 또는 정지 랙(stationary rack)(도시되지 않음)에 의해 인피드 로봇(104)에 공급될 수 있다. 캐소드(102)는 아웃피드 로봇(out-feed robot)(106)을 사용하여 시스템(100)으로부터 배출될 수 있다. 로봇(104, 106)은 각각의 캐소드(102)를 원하는 대로 회전시키고 배치하도록 구성될 수 있다. 로봇(104, 106)은 기성품 모델, 예를 들어 파눅(FANUC^TM) M-410iB 계열의 로봇(캐나다 온타리오 미시소거의 파눅 로보틱스 캐나다 엘티디.)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

로봇(104, 106)이 도시되었지만, 캐소드(102)를 상기 시스템(100)으로 로딩 또는 언로딩하기 위해 다른 어떠한 적절한 수단이 실행될 수 있다. 로봇(104, 106)은, 상당한 질량을 가질 수 있는 캐소드(102)의 정확한 픽업(pickup) 및 배치를 가능하게 할 수 있기 때문에, 캐소드(102)의 조작에 있어 매력적이다.

상기 시스템(100)은 단일 파일 경로(single file path)에서 A 방향을 따라 각각의 캐소드(102)를 에지 방향으로 이송하기 위한 하나 이상의 컨베이어(108)를 포함한다. 하나 이상의 컨베이어(108)는 세척 챔버(110)를 통해 각각의 캐소드(102)를 에지 방향으로 이송한다. 각각의 캐소드(102)의 측면은 각 캐소드(102)가 상기 경로를 따라 이송되는 동안 A 방향과 대체로 평행하게 유지될 수 있다. 또한, 각 캐소드(102)는 각 캐소드(102)가 상기 경로를 따라 이송되는 동안 대체로 수직하게 유지될 수 있다.

도시된 바와 같이, 몇몇 실시예에서, 인피드 로봇(104)은 캐소드(102)를 두 개의 컨베이어 라인(108a, 108b) 상에 배치시킨다. 복수의 컨베이어 라인(108)의 사용은 다수의 세척 라인을 제공하여 시스템(100)의 산출 용량을 증가시킨다. 컨베이어 라인(108a, 108b)은 로봇(104, 106) 사이에서 대체로 평행하게 작동한다. 인피드 로봇(104)은 엇갈리게 배열하는 방식으로 캐소드(102)를 배치할 수 있어, 오직 하나의 인피드 로봇(104)만이 캐소드(102)를 교호적인 방식으로 컨베이어 라인(108a, 108b)에 공급하는데 필요할 수 있고, 유사하게 오직 하나의 아웃피드 로봇(106)만이 컨베이어 라인(108a, 108b)으로부터 캐소드(102)를 교호적인 방식으로 언로드하는데 필요할 수 있다. 컨베이어 라인(108a, 108b)은 독립적으로 그리고 단속적으로 작동될 수 있어, 로봇(104, 106)은 캐소드(102)를 정지된 위치로부터 픽업하고 배치시킬 수 있다.

컨베이어 라인(108a, 108b)의 간격은 컨베이어, 스프레이 노즐 및 관련 하드웨어에 필요한 공간에 의해 결정될 수 있다. 통로는 세척 챔버(110)의 중앙부 아래에 제공될 수 있어, 컨베이어 라인(108a, 108b), 스프레이 노즐, 관련 하드웨어 등의 수동 정비 및 검사를 가능하게 할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 세척 시스템(100)은 밀폐될 수 있다. 하지만, 일부 환경에서는 밀폐하지 않고 캐소드를 세척하는 것이 가능할 수 있기 때문에, 세척 시스템(100)을 밀폐하는 것은 선택적이다.

도시된 바와 같이, 몇몇 실시예에서, 세척 챔버(110)는 두 개 이상의 구역 또는 별개의 챔버, 예를 들어 세척 구역(110a) 및 헹굼 구역(110b)을 포함할 수 있다. 선택적으로, 세척 구역 및 헹굼 구역(110a, 110b)은, 오버스프레이(overspray)를 함유하고 세척 구역과 헹굼 구역(110a, 110b) 사이에서 오염을 최소화하기 위해 실질적으로 개별적으로 밀폐될 수 있다. 도시된 예시에서, 격벽(112)은 세척 구역 및 헹굼 구역(110a, 110b)을 실질적으로 분리할 수 있다. 하나의 세척 구역(110a) 및 하나의 헹굼 구역(110b)이 도시되었지만, 복수의 세척 구역 및 헹굼 구역도 가능하고, 선택적으로 각 구역은 고유한 인클로저(enclosure)를 가질 수 있다. 게다가, 세척 구역(110a)은 사전 세척 단계(아래에서 서술됨)를 포함할 수 있다.

상기 시스템(100)은 세척 챔버(110) 내로부터 공기를 배출하기 위한 배기 시스템(114)을 포함할 수 있다. 배기 시스템(114)은 세척 챔버(110)를 외부 주위 대기압에 비해 음압(negative pressure)으로 유지하도록 구성될 수 있다. 음압은 상기 시스템(100) 내에서 수증기 및 열의 유지를 도와준다.

몇몇 실시예에서, 캐소드(102)는 바닥 주연부 에지를 지지함으로써 이송될 수 있다. 상기 시스템(100)을 통해 캐소드(102)를 이송하기 위한 다른 수단도 가능하다. 예를 들어, 캐소드(102)는 상부 컨베이어 후크 시스템(도시되지 않음)에 의해 이송될 수 있고, 각 캐소드(102)는 상기 시스템(100)을 통해 이동함에 따라 각 캐소드의 행거 바에 의해 유지되며 자유롭게 매달릴 수 있게 된다. 하지만, 각 캐소드(102)의 바닥 주연부 에지를 지지함으로써, 캐소드 모판(mother blank)으로부터의 돌발적인 캐소드 증착 이탈 문제 및 세척 챔버(110) 내에서 컨베이어 수단과의 가능한 간섭이 일반적으로 회피될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 컨베이어(108)는, 세척 챔버(110)를 통해 각각의 캐소드(102)를 이송하기 위하여, 구동 시스템(116)에 의해 일단부에서 구동될 수 있는 순환 컨베이어 벨트 형태를 가질 수 있다.

도 2를 참조하면, 컨베이어 라인(108)은 컨베이어 벨트(118)를 포함할 수 있다. 컨베이어 벨트(118)는 복수의 벨트 링크(118a)로 형성될 수 있다. 벨트 링크(118a)는, 강성 플라스틱과 같이 상대적으로 강하고 내식성 및 내온성 물질로 형성될 수 있다. 벨트 링크(118a)는 링키지(linkage) 사이에서 스테인리스 스틸 핀을 사용하여 결합되어 컨베이어 벨트(118)를 형성할 수 있다. 벨트 링크(118a)는 슬라이더 베드(slider bed)(120)를 둘러쌀 수 있고, 이격된 구동 톱니들(122) 사이에서 구동 시스템(116)에 의해 구동될 수 있다. 컨베이어 벨트(118)는 세척 챔버(110)를 통해 캐소드(102)를 이송하기 위해 구동 톱니들(122) 사이에서 구동될 수 있다. 슬라이더 베드(120)는 내식성 물질, 예를 들어 스테인리스 스틸로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 슬라이더 베드(120)는 컨베이어 벨트(118)로부터 배수되는 물을 처리할 수 있도록 하는 컷아웃 배수부(cutout drain portions)(124)를 포함할 수 있다.

캐소드(102)는 인피드 로봇(104)에 의해 하나 이상의 지지 클리트(cleat)(126) 상에 배치된다. 지지 클리트(126)는 간격을 두고 컨베이어 벨트(118)를 따라 단단히 고정된다. 지지 클리트(126)는 내식성 물질, 예를 들어 스테인리스 스틸로 형성될 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. 지지 클리트(126)는, 캐소드(102)와 컨베이어 벨트(118) 및 지지 클리트(126) 사이의 접촉점을 최소화하여 캐소드(102)의 바닥 에지의 우수한 세척을 제공하도록, 컨베이어 벨트(118) 위에서 캐소드(102)를 유지하도록 구성될 수 있다.

안전 멈춤부(128)가 컨베이어 벨트(118) 상에서 각각의 캐소드(102) 뒤에 인접하게 배치될 수 있다. 안전 멈춤부(128)는 간격을 두고 이격되어 컨베이어 벨트(118)를 따라 단단히 고정될 수 있다. 안전 멈춤부(128)는 내식성 물질, 예를 들어 스테인리스 스틸로 형성될 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. 안전 멈춤부(128)가 캐소드(102)와 반드시 접촉할 필요는 없지만 캐소드(102) 바로 뒤에 있도록, 각각의 캐소드(102)가 컨베이어 벨트(118) 상에 배치될 수 있다. 안전 멈춤부(128)는 캐소드(102)의 배면 주연부 에지를 결합하는 역할을 할 수 있고, 캐소드(102)가 상기 경로를 따라 이송되는 동안 걸리게 되면, 예를 들어 가이드 레일(아래에서 서술됨) 상에서 걸리면, 상기 경로를 따라 캐소드(102)를 가압하는 역할을 할 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 세척 챔버(110)의 입구는 신장형 통로(130)일 수 있다. 상기 통로(130)는 캐소드(102)가 사이에서 에지 방향으로 이송될 수 있게 하는 크기를 가질 수 있다. 상기 통로(130)는, 캐소드 주위에서 공기 유동을 최소화하여 외부 주위 공기에 대해 세척 챔버(110)가 거의 밀봉되게 유지하도록, 실링 메커니즘(132)을 포함할 수 있다. 세척이 주위 온도보다 높은 온도에서 수행되면, 세척 챔버(110)를 외부 주위 공기에 대해 거의 밀봉되도록 유지하는 것은 상기 시스템(100) 내에서 열 에너지의 유지를 도와준다. 몇몇 실시예에서, 실링 메커니즘(132)은 결합 브리슬(bristle) 또는 대향 고무 플랩(flap)의 형태를 가질 수 있다.

유사하게, 세척 및 헹굼 구역(110a, 110b)이 격벽(112)에 의해 실질적으로 개별적으로 밀폐되는 예시에서, 신장형 통로(도시되지 않음)가 캐소드(102)를 세척 구역(110a)으로부터 헹굼 구역(110b)으로 에지 방향으로 통과시키게 하는 격벽(112)에 제공될 수 있다. 신장형 통로는 또한 캐소드(102) 주위에서 공기 유동을 최소화하여 세척 및 헹굼 스프레이 액의 혼합을 감소시키도록, 실링 메커니즘을 포함할 수 있다.

도 5 내지 도 9를 참조하면, 시스템(100)을 더욱 상세히 나타내기 위해 세척 챔버(110)를 형성하는 인클로저가 제거되었다. 캐소드(102)가 경로를 따라 이송되는 동안, 캐소드(102)를 대체로 수직하게 유지하기 위해 복수의 가이드 레일(134)이 경로의 어느 한 쪽에 측방향으로 배열될 수 있다. 가이드 레일(134)과 같은 내부 부품은, 세척 챔버(110) 내에서 상대적으로 부식 환경을 견디도록, 내식성 물질, 예를 들어 플라스틱 또는 스테인리스 스틸로 형성될 수 있다.

선택적으로, 캐소드(102)는 캐소드(102)가 통로(130)를 통해 세척 챔버(110)에 진입하는 즉시 상대적으로 저압수로 사전 세척될 수 있다. 사전 세척 단계에서, 세척 챔버(110) 입구에 인접한 하나 이상의 사전 세척 노즐(136)로부터 캐소드(102)에 물이 지향될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 각각의 사전 세척 노즐(136)은 예를 들어, 135도의 분사 각도를 갖는 대체로 팬(fan) 형상일 수 있다. 캐소드(102)가 경로를 따라 이송되는 동안, 각각의 사전 세척 노즐(136)은 물을 각각의 캐소드(102)를 가로질러 수평 방향으로 지향될 수 있다.

일 태양에서는, 세척 전에 표면 불순물의 용해를 시작하기 위해 사전 세척 스프레이가 캐소드(102)의 표면을 적신다. 캐소드(102)가 세척 챔버(110)로 진입함에 따라, 캐소드는 주위 환경으로부터 들어오기 때문에 상대적으로 차가울 수 있다. 예를 들어, 인피드 로봇(106)에 의해 시스템(100)으로 들어오는 캐소드(102)는 대략 0 내지 20℃일 수 있다. 다른 태양에서, 사전 세척 스프레이는 캐소드(102)가 보다 높은 온도를 갖게 하는데 사용될 수 있다. 세척하는 동안 표면 불순물이 충분히 용해되고 제거될 수 있도록 캐소드가 상승된 온도, 예컨대 대략 60 내지 80℃에서 연속적으로 세척되는 것은 이로울 수 있다.

복수의 세척 노즐(138)은 경로의 대향하는 측면에서 경로에 인접하여 제공된다. 세척 노즐(138)은, 캐소드(102)가 경로를 따라 이송되는 동안, 세척 스프레이를 각각의 캐소드(102)의 측면에 충돌하게 지향되도록 구성된다. 각각의 캐소드(101)를 에지 방향으로 이송하는 것은 각 세척 노즐(138)을 충분히 가까운 거리에서 각 캐소드(102)의 표면에 대체로 수직하게 향하게 할 수 있고, 캐소드(102)의 각각의 측면의 실질적인 전체 표면에서 캐소드(102)의 측면으로부터 불순물 또는 오염을 제거하기에 효과적인 충돌을 지향할 수 있게 한다. 세척 노즐(138)은 균일한 세척을 보증하기 위해 캐소드(102)로부터 거의 동일한 거리를 유지될 수 있고, 세척 노즐(138)은 캐소드(102)의 양 측면 상에서 대체로 거울 상일 수 있다.

몇몇 실시예에서, 각 캐소드(102)가 세척 노즐(138)을 지나갈 때 각 세척 노즐(138)의 세척 스프레이가 인접한 세척 노즐(138)의 스프레이와 중첩되어 세척 스프레이 패턴이 캐소드(102)의 일 측면을 가로지르는 전체 수직 스트립(strip)을 덮도록, 세척 노즐(138)이 캐소드(102)에 대해 배치될 수 있다. 따라서, 캐소드(102) 중 하나가 세척 노즐(138)을 수평으로 지나 이동하는 동안, 캐소드(102)의 전체 측면이 세척될 것이다. 이와 달리, 세척 스프레이가 캐소드(102)의 일 측면 전체를 가로질러 실질적으로 수직하게 지향되도록 세척 노즐이 이동될 수도 있다.

복수의 세척 노즐(138) 중 두 개 이상은 노즐 어레이(140)를 형성하도록 선형적으로 배열될 수 있다. 세척 노즐(138)은 각 세척 노즐(138)의 세척 스프레이가 인접한 세척 노즐(138)의 스프레이와 중첩되도록 노즐 어레이(140)에서 배열될 수 있어, 캐소드(102)가 경로를 따라 이송되는 동안 세척 스프레이가 캐소드(102)의 전체 측면을 가로질러 실질적으로 수직하게 지향될 수 있다.

도시된 바와 같이, 캐소드가 경로를 따라 이송되는 동안 세척 스프레이가 제1 측면의 바닥부에 앞서 제1 측면의 상부에 충돌하도록, 노즐 어레이(140)는 A 방향에 반대되는 방향으로 기울어질 수 있다. A 방향과 반대 방향으로의 노즐 어레이(140)의 경사는 캐소드(102)가 에지 방향으로 지나가는 동안 노즐 어레이(140)로부터의 스프레이가 캐소드(102) 표면의 표면을 닦아내는 역할을 하는 "스퀴지(squeegee)" 효과를 제공한다. 게다가, 캐소드(102)가 이송될 때 캐소드(102)의 표면으로의 완전한 충돌을 보증하기 위하여, 복합적인 각도를 제공하기 위해 각각의 세척 노즐(138)은 또한 A 방향과 반대 방향으로 약간 뒤쪽으로 기울어질 수 있다. 특정 각도는 캐소드(102)가 세척 챔버를 통해 이송되는 속도에 최적화되고 조정될 수 있다. 복합적인 각도는 캐소드(102)의 표면으로 완전히 충돌할 수 있게 한다.

도시된 바와 같이, 복수의 노즐 어레이(140)는 세척 구역(110a) 내에서 연속하여 제공될 수 있다. 물 분배는 대체로 캐소드(102)의 경로 위에 배치되는 헤더(142)에 의해 노즐 어레이(140)로 제공될 수 있다. 헤더(142)는 각각의 노즐 어레이(140)를 통해 각 세척 노즐(138)로 물 공급을 제공하는 피그테일(pigtail)을 포함할 수 있다. 각각의 세척 노즐(138)은 예를 들어 60psi의 수압으로 분사할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 일례로, 세척 노즐(138)로의 물 유량은 대략 2분의 체류 시간에서 캐소드당 1분에 거의 200리터로 유지될 수 있으나, 다양한 다른 유량, 체류 시간 및 압력도 가능하다.

선택적인 헹굼 구역(110b) 내에서, 하나 이상의 헹굼 노즐 어레이(140a)가 제공될 수 있다. 물 분배는 헹굼 구역(110b)에서 대체로 캐소드(102)의 경로 위에 배치되는 헤더(142a)에 의해 노즐 어레이(140a)로 제공될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 노즐 어레이(140a)를 헹구기 위해 제공되는 물은 정제수, 예를 들어 탈이온수일 수 있다. 헹굼 노즐 어레이(140a)에 제공되는 물은 또한 가열될 수 있다. 헹굼 폐수는 헹굼 노즐 어레이(140a) 주위의 캐소드(102) 아래로 수집될 수 있고, 헹굼 폐수의 적어도 일부는 계속적으로 희석되고 세척 노즐 어레이(140)로 공급되는 세척수의 부분적인 주입을 수행하기 위해 제공될 수 있다.

사전 세척수, 세척수 및 헹굼수의 적어도 부분적인 재사용 및 연속적인 순환과 동시에 사전 세척수, 세척수 및 헹굼수 소스의 부분적 주입이 있을 수 있고, 따라서 물은 보존될 수 있고, 시스템(100)의 상이한 구역에서 원하는 레벨의 물 순도가 유지될 수 있다. 도 10은 시스템(100) 내에서 가능한 물 분배 경로를 나타내는 순서도이다. 물의 단일 유동 분배 네트워크를 유지하는 것은 시스템(100) 내에서 열 에너지의 보존을 도와, 챔버(110) 내부를 원하는 상승된 온도로 유지하기 위해 필요한 에너지 양을 최소화시킨다.

몇몇 실시예에서, 헹굼 폐수는 수집될 수 있고, 헹굼 폐수의 적어도 일부는 세척 노즐 어레이(140)에 공급하기 위해 지시될 수 있다. 선택적으로, 헹굼 폐수의 다른 부분은 헹굼 노즐 어레이(140a)에 공급되도록 지시될 수 있어 새로운 헹굼수와 혼합될 수 있다. 하지만, 상대적으로 순수한 헹굼수의 유동을 유지하기 위해, 헹굼 목적의 헹굼수를 재활용하는 것은 바람직하지 않을 수 있다.

유사하게, 몇몇 실시예에서는, 세척 노즐 어레이(140) 주위의 캐소드(102) 아래로부터 수집되는 세척 폐수의 일부가 수집되어 세척 노즐(140)로 공급되도록 지시될 수 있고, 선택적으로 헹굼 폐수와 혼합될 수 있다. 세척 폐수의 다른 부분은 계속적으로 제거될 수 있고, 공지의 폐수 처리 방법에 따라 처리될 수 있다. 수집된 폐수의 또 다른 부분은 사전 세척 노즐(136)로 공급되도록 지시될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 사전 세척 폐수는 사전 세척 노즐(136) 주위의 캐소드(102) 아래로부터 수집될 수 있다. 사전 세척 폐수의 일부는 사전 세척 노즐(136)로 다시 공급되도록 지시될 수 있다. 사전 세척 폐수의 다른 부분은 계속적으로 제거될 수 있고 공지의 폐수 처리 방법에 따라 처리될 수 있다.

도 9를 참조하면, 정비 및 청소를 용이하게 하기 위해 그레이팅(grating)(144) 또는 다른 적합한 개방 표면이 컨베이어(108a, 108b) 사이에 제공될 수 있다. 사전 세척, 세척 및 헹굼 단계로부터 사용된 폐수를 수집하기 위해 하나 이상의 저장소(146)가 그레이팅(144) 아래에 제공될 수 있다. 세척 저장소(146)는 캐소드(102)에 충돌하고 그레이팅(144)을 통해 내려온 세척 폐수를 수집한다. 세척 폐수는 공지의 폐수 처리 기술에 의해 처리되거나 세척 노즐(138)로 되돌아감에 따라 재활용될 수 있다.

도시된 예시에서, 특히 도 7을 참조하면, 저장소(146)는 사전 세척 노즐(136) 바로 아래에 위치된 사전 세척 구역(146a), 세척 노즐 어레이(140) 아래에 위치된 세척 구역(146b) 및 헹굼 노즐 어레이(140a) 바로 아래에 위치된 헹굼 구역(146c)을 포함할 수 있다. 저장소(146)는 각각의 구역들(146a, 146b, 146c)을 분리하는 일련의 디바이더(divider) 또는 배플(baffle)(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 각각의 구역(146a, 146b, 146c)에서 공정수는 탱크에 의해 포획될 수 있고, 배플은 각각의 구역(146a, 146b, 146c) 사이에서 물을 분배하기 위해 각각의 구역(146a, 146b, 146c) 사이에서 하부 유동을 제공할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 헹굼 노즐 어레이(140a)에 제공되는 정제수는 가열수(heated water)일 수 있다. 이에 따라, 저장소(146)를 가로질러 온도 구배가 존재할 수 있고, 헹굼 구역(146c)에서의 물은 사전 세척 구역(146a)에서의 물보다 대체로 높은 온도를 갖는다. 물 사용을 보존하고 유동 균형을 제공하기 위해, 헹굼 노즐 어레이(140a)에 제공되는 물의 유동은 사전 세척 노즐(136)의 유동과 거의 일치할 수 있어, 캐소드(102)를 헹구는 동안 사용되는 모든 물은 그 다음에 사전 세척 단계동안 하류(downstream)(캐소드(102)의 이동에 대하여 상류(upstream))에서 활용될 수 있다. 각각의 구역(146a, 146b, 146c)에서의 물의 유동은 유동 균형이 거의 유지되는 것을 보증하기 위해 감시될 수 있다. 게다가, 헹굼 노즐 어레이(140a)를 위해 제공되는 정제 투입수의 유량은 사전 세척 저장소(146a)를 빠져나가는 공정수의 폐수 처리 유량과 거의 일치할 수 있다.

하나 이상의 사전 세척 노즐(136)은 가열수 소스에 연결될 수 있어, 캐소드(102)가 세척 챔버(110)로 들어가기에 바람직한 온도로 상승될 수 있다. 이와 달리, 몇몇 실시예에서는, 헹굼 노즐 어레이(140a)에 제공되는 정제수가 가열수일 수 있고, 전술한 바와 같이, 하나 이상의 사전 세척 노즐(136)에 세척 단계 및 선택적인 헹굼 단계 하류로부터 수집되고 재활용되는 물이 공급될 수 있기 때문에, 별도의 열원이 필요치 않다. 따라서, 사전 세척수는 이미 캐소드(102)의 온도를 상승시키기 위해 충분히 데워질 수 있다.

도 11 내지 도 14를 참조하면, 세척 챔버(110)의 출구에 건조 시스템(148)이 제공될 수 있다. 건조 시스템(148)의 입구는 신장형 통로(150)일 수 있다. 상기 통로(150)는 통로(130)와 유사할 수 있고, 캐소드(102)가 통로 사이에서 에지 방향으로 이송되도록 하는 크기를 갖는다. 또한, 상기 통로(150)는, 캐소드 주위에서 공기 유동을 최소화하여 세척 챔버(110)를 건조 시스템(148)에 대하여 거의 밀봉되게 유지시키는 실링 메커니즘(152)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 실링 메커니즘(152)은 맞물리는 브리슬 또는 대향하는 고무 플랩의 형태를 가질 수 있다. 건조 시스템(148)의 출구는 신장형 통로(154)일 수 있다.

건조 시스템(148)은 캐소드(102)의 표면을 실질적으로 건조시키기 위해, 캐소드(102)가 세척 챔버(110)를 빠져나감에 따라 캐소드(102)의 양면을 둘러싸는 공기의 급격한 움직임을 제공하도록 구성된다. 건조 시스템(148)은 헹굼 단계 이후에 캐소드(102)의 상대적으로 높은 온도의 이점을 갖는다. 예를 들어, 캐소드 표면은 헹굼 단계 이후에 60℃와 80℃ 사이일 수 있다.

건조 시스템(148)은 캐소드(102)의 경로의 대향하는 측면 상에서 대체로 수직하게 신장된 한 쌍의 플레넘(plenum)(156)을 포함할 수 있다. 외부 주위 압력에 대한 세척 챔버(110)의 음압은 외부 공기가 상기 통로(154)로 들어오게 하고, 캐소드(102)의 어느 한 측면 상에 제공되는 갭(158)과 나란히 유동하게 한다. 공기는 갭(158)과 나란히 유동하고, 상기 통로(150)에 인접하여 제공되는 수직하게 신장된 길이 방향 슬롯(160)으로 인출된다. 상기 슬롯(160)은 공기를 각각 하나의 플레넘(156)으로 공급한다. 플레넘(156)은 배기 덕트(160)에 연결된다. 배기 덕트(160)는 캐소드(102)를 건조시키는데 사용되는 공기를 독립적으로 배출시킬 수 있고, 또는 배기 덕트(160)는 캐소드(102)를 건조시키는데 사용되는 공기가 세척 챔버(110) 내측으로부터의 다른 공기와 함께 배출되도록 배기 시스템(114)에 연결될 수 있다.

도 15를 참조하면, 캐소드(102)가 상기 통로(154)로부터 나타날 때, 중량/정렬 메커니즘(164)이 시작되어 각각의 캐소드를 픽업하고, 아웃피드 로봇(106)(도 15에 도시되지 않음)에 의해 이송되는 캐소드를 건네줄 수 있다. 몇몇 예시에서, 상기 메커니즘(164)은 수평 방향으로 이격된 두 개의 아암을 제어하는 피스톤을 포함할 수 있다. 상기 아암은 각각의 캐소드(102)의 행거 바를 캐소드 중 하나에 결합시키도록 구성되고, 아웃피드 로봇(106)에 의해 픽업되는 캐소드(102)를 정확히 배치시킨다. 선택적으로, 상기 메커니즘(164)은 캐소드(102) 중량 측정을 위한 로드 셀(load cell)을 포함할 수 있다. 캐소드(102)가 영구 캐소드인 예시에서, 상기 메커니즘(164)에 의해 측정되는 중량은 대략적인 채취 구리 중량을 계산하는데 사용될 수 있다. 게다가, 상기 메커니즘(164)은 "스마트 스트립(smart strip)" 기능을 가능하게 하는 컴퓨터와 결합될 수 있다. 스마트 스트립은 영구 캐소드 모판으로부터 구리 증착을 벗겨내기 위해 이어지는 스트리핑 작동 동안 필요한 가요성을 결정하는 중량 정보의 사용을 참조한다. 스트리핑, 적층, 스트래핑(strapping), 중량 측정 및 마킹(marking)과 같은 이어지는 캐소드 공정 단계는 별도의 후속 작동에서 제공될 수 있다.

여기에 개시된 전극 세척 방법 및 시스템은 특히 영구 캐소드 상에 제조되는 캐소드 제품의 세척을 언급하고 있지만, 여기에서 개시된 방법 및 시스템은 스타터 시트(starter sheet) 상에서 제조되는 캐소드를 세척하기 위해 사용될 수 있다. 여기에서 개시된 방법 및 시스템은 또한 소비되는 애노드를 세척하기 위해 사용될 수 있다. 게다가, 여기에서 개시된 방법 및 시스템은, 어떠한 잔류 증착 물질도 제거하기 위해, 플레이트화되지 않은 영구 캐소드 시트 모판(즉, 스트리핑 작동 이후이지만 다른 플레이팅 작동 이전임)을 세척하는데 사용될 수 있다. 이러한 예시에서, 상기 방법 및 시스템은 고압, 예를 들어 40,000psi(2,760bar)의 세척 스프레이를 발생시키도록 구성되는 노즐을 포함할 수 있다.

하나 이상의 발명의 특정 실시예가 수반되는 도면을 참조하여 여기에서 상세히 서술되었지만, 각기 청구되는 발명은 이들 특정 실시예에 제한되지 않고, 부가되는 청구범위에서 한정되는 바와 같이 발명의 범위 또는 사상을 벗어나지 않으면서 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있는 것으로 이해될 것이다.

Claims (39)

1. 제1 측면, 제2 측면 및 주연부 에지를 포함하는 영구 캐소드 조립체를 세척하는 방법이며,
   인클로저 내에 세척 구역을 밀폐하는 단계,
   경로의 대향하는 측면에서 상기 세척 구역 내 상기 경로에 인접하여 복수의 세척 노즐을 배치하는 단계,
   상기 경로를 따라 상기 영구 캐소드 조립체를 에지 방향으로 이송하는 단계,
   상기 영구 캐소드 조립체가 상기 경로를 따라 이송되는 동안 상기 노즐로부터 세척 스프레이를 상기 영구 캐소드 조립체의 제1 측면 및 제2 측면에 충돌하도록 지향시키는 단계,
   상기 영구 캐소드 조립체가 인클로저를 떠난 후에, 상기 영구 캐소드 조립체를 건조시키기 위해 상기 영구 캐소드 조립체를 공기 유동에 두는 단계,
   상기 영구 캐소드 조립체를 건조시키기 위해 사용되는 공기를 상기 영구 캐소드 조립체를 건조시키기 위해 사용되는 제1 및 제2 측면들 주위로부터 인출하는 단계, 및
   주위 압력에 대해 음압으로 세척 구역을 유지하여 음압이 세척 구역 내의 수증기 및 열 에너지의 보유를 돕도록 하는 단계를 포함하는 영구 캐소드 조립체 세척 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 영구 캐소드 조립체는 각각의 영구 캐소드 조립체의 바닥 주연부 에지를 지지함으로써 이송되는 영구 캐소드 조립체 세척 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 영구 캐소드 조립체가 상기 경로를 따라 이송되는 동안 상기 영구 캐소드 조립체를 상향으로 유지하도록 각각의 영구 캐소드 조립체를 안내하는 단계를 더 포함하는 영구 캐소드 조립체 세척 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 세척 스프레이는 상기 경로에 수직하게 지향되는 영구 캐소드 조립체 세척 방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 세척 노즐 중 두 개 이상은 상기 세척 스프레이를 상기 영구 캐소드 조립체의 제1 측면 전체를 가로질러 수직하게 지향시키고, 상기 세척 스프레이는 상기 영구 캐소드 조립체가 상기 경로를 따라 이송되는 동안 상기 제1 측면의 바닥부에 앞서 상기 제1 측면의 상부에 충돌하는 영구 캐소드 조립체 세척 방법.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 영구 캐소드 조립체가 에지 방향으로 각각 상기 세척 구역으로 들어오고 나가게 하는 인클로저의 입구 및 출구를 밀봉하기 위한 기구를 제공하는 단계를 더 포함하는 영구 캐소드 조립체 세척 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 세척 노즐로부터 하류로 상기 경로에 인접하여 하나 이상의 헹굼 노즐을 제공하는 단계 및
   상기 영구 캐소드 조립체가 상기 경로를 따라 이송되는 동안 상기 영구 캐소드 조립체를 헹구기 위해 상기 하나 이상의 헹굼 노즐로부터 헹굼 스프레이를 지향시키는 단계를 더 포함하는 영구 캐소드 조립체 세척 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 세척 스프레이와 관련된 세척 구역 및 상기 헹굼 스프레이와 관련된 헹굼 구역을 개별적으로 밀폐하는 단계를 더 포함하는 영구 캐소드 조립체 세척 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 헹굼 구역을 주위 압력에 대해 음압으로 유지하는 단계를 더 포함하는 영구 캐소드 조립체 세척 방법.
10. 제7항에 있어서, 상기 하나 이상의 헹굼 노즐 아래로부터 헹굼 폐수를 수집하는 단계 및
    상기 헹굼 폐수의 적어도 일부를 상기 세척 스프레이용으로 상기 세척 노즐에 제공하는 단계를 더 포함하는 영구 캐소드 조립체 세척 방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 세척 노즐로부터 상류로 상기 경로에 인접하고, 가열수 소스에 연결되는 하나 이상의 사전 세척 노즐을 제공하는 단계 및
    세척 전에 상기 영구 캐소드 조립체의 온도를 주위 온도보다 높게 증가시키고 상기 영구 캐소드 조립체를 적시기 위해, 상기 하나 이상의 사전 세척 노즐로부터 사전 세척 스프레이를 상기 영구 캐소드 조립체 위로 지향시키는 단계를 더 포함하는 영구 캐소드 조립체 세척 방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 세척 노즐 아래로부터 폐수를 수집하는 단계 및
    상기 폐수의 적어도 일부를 상기 사전 세척 스프레이용으로 상기 하나 이상의 사전 세척 노즐로 제공하는 단계를 더 포함하는 영구 캐소드 조립체 세척 방법.
13. 영구 캐소드 조립체를 세척하는 장치이며,
    각각의 상기 영구 캐소드 조립체는 제1 측면, 제2 측면 및 주연부 에지를 포함하고,
    상기 장치는,
    영구 캐소드 조립체를 위한 입구 및 출구를 가지며 작업 구역을 밀폐시키는 인클로저와,
    상기 인클로저 내의 공간을 대기압에 대해 음압으로 유지하기 위해 상기 인클로저에 연결된 배기 장치와,
    상기 영구 캐소드 조립체를 경로를 따라 에지 방향으로 이송하기 위한 컨베이어와,
    상기 경로의 대향하는 측면에서 상기 경로에 인접하여 배치되는 복수의 세척 노즐을 포함하고,
    상기 세척 노즐은 상기 영구 캐소드 조립체가 상기 경로를 따라 이송되는 동안 상기 영구 캐소드 조립체에 충돌시키기 위해 상기 경로를 향해 지향되고,
    인클로저의 출구에서는, 영구 캐소드 조립체가 인클로저 밖으로 지나가는 동안에 공기가 인클로저 내의 음압에 의해 인클로저 내로 빨아 들여져서 영구 캐소드 조립체 위를 지나가게 되어 열과 수증기를 보유하게 되는,
    영구 캐소드 조립체 세척 장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 컨베이어는 각 영구 캐소드 조립체의 바닥 주연부 에지를 지지하기 위한 컨베이어 벨트를 포함하는 영구 캐소드 조립체 세척 장치.
15. 제14항에 있어서, 상기 컨베이어 벨트는 각 영구 캐소드 조립체의 바닥 주연부 에지를 지지하고 상기 컨베이어 벨트 위에서 상기 영구 캐소드 조립체를 유지하기 위한 하나 이상의 지지 클리트를 포함하는 영구 캐소드 조립체 세척 장치.
16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 컨베이어 벨트는, 상기 경로를 따라 상기 영구 캐소드 조립체를 가압하도록 상기 영구 캐소드 조립체의 배면 주연부 에지와 결합하기 위한 하나 이상의 안전 멈춤부를 포함하는 영구 캐소드 조립체 세척 장치.
17. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경로의 양 측면 상에서 측방향으로 배열되는 복수의 가이드 레일을 더 포함하고, 상기 가이드 레일은 상기 영구 캐소드 조립체가 상기 경로를 따라 이송되는 동안 상기 영구 캐소드 조립체를 수직으로 유지시키는 영구 캐소드 조립체 세척 장치.
18. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세척 노즐은 각각 상기 경로에 수직하게 지향되는 영구 캐소드 조립체 세척 장치.
19. 제18항에 있어서, 상기 복수의 세척 노즐 중 두 개 이상은 노즐 어레이를 형성하도록 선형으로 배열되고, 상기 노즐 어레이는 세척 스프레이를 상기 영구 캐소드 조립체의 제1 측면 전체를 가로질러 수직하게 지향되도록 구성되며, 상기 노즐 어레이는 상기 영구 캐소드 조립체가 상기 경로를 따라 이송되는 동안 상기 세척 스프레이가 상기 제1 측면의 바닥부에 앞서 상기 제1 측면의 상부에 충돌하도록 기울어진 영구 캐소드 조립체 세척 장치.
20. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인클로저는 실링 기구를 갖는 입구 및 출구를 구비하는 영구 캐소드 조립체 세척 장치.
21. 제20항에 있어서, 상기 경로에 인접하여 배치되는 하나 이상의 헹굼 노즐을 더 포함하고, 상기 하나 이상의 헹굼 노즐은 상기 영구 캐소드 조립체가 상기 경로를 따라 상기 세척 노즐로부터 하류로 이송되는 동안 상기 영구 캐소드 조립체를 헹구기 위해 상기 경로를 향해 지향되는 영구 캐소드 조립체 세척 장치.
22. 제21항에 있어서, 상기 인클로저는 상기 하나 이상의 세척 노즐과 관련된 세척 구역 및 상기 하나 이상의 헹굼 노즐과 관련된 헹굼 구역을 개별적으로 밀폐하고, 상기 세척 구역 및 헹굼 구역은 격벽에 의해 분리되는 영구 캐소드 조립체 세척 장치.
23. 제21항에 있어서, 상기 하나 이상의 헹굼 노즐 아래에 위치되는 헹굼 저장소를 더 포함하고, 상기 헹굼 저장소는 헹굼 폐수를 상기 세척 노즐로 제공하기 위해 상기 세척 노즐에 연결되는 영구 캐소드 조립체 세척 장치.
24. 제23항에 있어서, 상기 경로에 인접하여 배치되는 하나 이상의 사전 세척 노즐을 더 포함하고, 상기 하나 이상의 사전 세척 노즐은 상기 영구 캐소드 조립체가 상기 경로를 따라 상기 세척 노즐로부터 하류로 이송되는 동안 상기 영구 캐소드 조립체를 적시기 위해 상기 경로를 향해 지향되는 영구 캐소드 조립체 세척 장치.
25. 제24항에 있어서, 세척 전에 상기 사전 세척 스프레이가 영구 캐소드 조립체 온도를 주위 온도보다 높게 증가시키도록, 상기 하나 이상의 사전 세척 노즐은 가열수 소스에 연결되는 영구 캐소드 조립체 세척 장치.
26. 제25항에 있어서, 상기 세척 노즐 아래에 위치되는 세척 저장소를 더 포함하고, 상기 세척 저장소는 세척 폐수의 적어도 일부를 상기 사전 세척 스프레이용으로 상기 사전 세척 노즐로 제공하기 위해 상기 사전 세척 노즐에 연결되는 영구 캐소드 조립체 세척 장치.
27. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 영구 캐소드 조립체를 건조시키기 위해 상기 인클로저의 출구에 위치되는 건조 장치를 더 포함하는 영구 캐소드 조립체 세척 장치.
28. 제27항에 있어서, 상기 건조 장치는 상기 영구 캐소드 조립체의 경로의 대향하는 측면 상에서 상향으로 신장된 한 쌍의 플레넘을 포함하고, 각각의 상기 플레넘은 상기 영구 캐소드 조립체의 측면을 따라 공기를 인출하기 위해 수직하게 신장된 길이 방향 슬롯을 포함하며, 상기 플레넘은 상기 공기를 배출하기 위해 상기 배기 장치에 연결되는 영구 캐소드 조립체 세척 장치.
29. 제28항에 있어서, 상기 건조 장치는 신장형 통로 사이에서 상기 영구 캐소드 조립체가 에지 방향으로 이송되게 하는 크기를 갖는 상기 신장형 통로를 포함하고, 상기 건조 장치는 상기 영구 캐소드 조립체 주위에서 공기 유동을 최소화하기 위한 실링 기구를 더 포함하는 영구 캐소드 조립체 세척 장치.
30. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 영구 캐소드 조립체 세척 장치 중 두 개의 영구 캐소드 조립체 세척 장치의 조합체이며, 상기 두 개의 장치는 별개의 영구 캐소드 조립체 라인을 세척하기 위해 평행하게 배치되는 조합체.
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