KR101698559B1 - 유동교란체를 구비하는 세정케미칼 회수장치 및 이를 포함하는 스팟크리너 시스템 - Google Patents

유동교란체를 구비하는 세정케미칼 회수장치 및 이를 포함하는 스팟크리너 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 유동교란체를 구비하는 세정케미칼 회수장치 및 이를 이를 포함하는 스팟크리너 시스템은,
세정케미칼이 저장되는 저장탱크, 상기 저장탱크로부터 세정케미칼이 공급되어 세정대상물이 세정되는 세정챔버, 상기 세정대상물(10)의 세정에 사용된 세정케미칼이 수용되어 기화된 세정케미칼을 액화시키는 세정케미칼 회수장치, 상기 세정챔버에 존재하는 기화된 세정케미칼을 흡입하여 상기 세정케미칼 회수장치로 불어 넣으며, 상기 세정케미칼 회수장치에서 회수되고 남은 기체를 상기 세정챔버로 불어 넣는 링블로어를 포함하고,
상기 세정케미칼 회수장치는 세정대상물의 세정에 사용된 세정케미칼이 포집되는 수용공간이 형성된 바디, 상기 바디에 구비되며, 상기 수용공간의 분위기를 상기 세정케미칼의 액화점 이하의 온도로 유지시켜 상기 수용공간에 포집된 기화된 세정케미칼을 응축시키는 응축튜브, 상기 수용공간에 알갱이형태로 구비되어 상기 기화된 세정케미칼을 난류 유동시켜 상기 기화된 세정케미칼의 체류시간을 증가시키는 복수개의 유동교란체, 상기 액화된 세정케미칼을 상기 수용공간의 외부로 배출하는 드레인파이프를 포함한다

Description

유동교란체를 구비하는 세정케미칼 회수장치 및 이를 포함하는 스팟크리너 시스템{CLEANING CHEMICAL RECOVERY APPARATUS COMPRISING FLOW DISTURBANCE OBJECTS AND SPOT CLEANER SYSTEM INCLUDING THE SAME}
본 발명은 세정케미칼 회수장치 및 이를 포함하는 스팟크리너 시스템 에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 세정대상물의 세정에 사용되는 휘발성이 높은 세정케미칼의 회수율을 높여 세정케미칼의 낭비를 최소화할 수 있는 유동교란체를 구비하는 세정케미칼 회수장치 및 이를 포함하는 스팟크리너 시스템에 관한 것이다.
카메라 등에 사용되는 렌즈의 표면에 먼지 등의 이물질이 부착되면 렌즈 모듈을 투과하는 광에 의해 촬영되는 화상은 이물질에 의해 투과하는 빛의 양이 줄어들어 촬영된 화상의 전체가 어두워지거나 이물질의 그림자가 나타날 수 있다.
따라서, 렌즈 제조공정에는 렌즈 표면에 부착된 렌즈의 세정작업이 필수적으로 포함되며, 이러한 세정작업은 통상적으로 에어 블로우 또는 세정케미칼을 이용하여 이루어진다.
세정작업에 사용되는 세정케미칼은 일반적으로 강한 휘발성을 가지고 있기 때문에 세정 작업 중에 많은 양의 세정케미칼이 기화되어 낭비되는 문제점이 있다.
또한, 기화로 인해 낭비되는 세정케미칼으로 인해 세정작업의 비용이 상승하며, 결국 렌즈 제조 비용이 상승하는 문제점이 있다.
KR 10-1562206 B1
본 발명은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 카메라 등에 사용되는 렌즈 등의 세정대상물의 세정에 사용되는 휘발성이 높은 세정케미칼의 회수율을 높여 세정케미칼의 낭비를 최소화할 수 있는 유동교란체를 구비하는 세정케미칼 회수장치 및 이를 포함하는 스팟크리너 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 유동교란체를 구비하는 세정케미칼 회수장치는,
세정대상물의 세정에 사용된 세정케미칼이 포집되는 수용공간이 형성된 바디, 상기 바디에 구비되며, 상기 수용공간의 분위기를 상기 세정케미칼의 액화점 이하의 온도로 유지시켜 상기 수용공간에 포집된 기화된 세정케미칼을 응축시키는 응축튜브, 상기 수용공간에 알갱이형태로 구비되어 상기 기화된 세정케미칼을 난류 유동시켜 상기 기화된 세정케미칼의 체류시간을 증가시키는 복수개의 유동교란체, 상기 액화된 세정케미칼을 상기 수용공간의 외부로 배출하는 드레인파이프를 포함한다.
그리고 상기 유동교란체는, 구형체로서, 복수개의 유동교란체 사이에 공극을 형성하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 유동교란체는, 상기 수용공간에 빽빽이 충전되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 유동교란체는 금속재질인 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 유동교란체는 상기 응축튜브에 접촉되는 것을 특징으로 한다.
유동교란체를 구비하는 세정케미칼 회수장치를 포함하는 스팟크리너 시스템은,
세정케미칼이 저장되는 저장탱크, 상기 저장탱크로부터 세정케미칼이 공급되어 세정대상물이 세정되는 세정챔버, 상기 세정대상물의 세정에 사용된 세정케미칼이 수용되어 기화된 세정케미칼을 액화시키는 세정케미칼 회수장치, 상기 세정챔버에 존재하는 기화된 세정케미칼을 흡입하여 상기 세정케미칼 회수장치로 불어 넣으며, 상기 세정케미칼 회수장치에서 회수되고 남은 기체를 상기 세정챔버로 불어 넣는 링블로어를 포함한다.
그리고 상기 세정챔버의 하부에는, 상기 세정챔버의 세정에 사용된 세정케미칼을 상기 세정챔버로부터 배출시켜 상기 세정케미칼 회수장치로 이동시키는 배출파이프 및 상기 세정케미칼 회수장치에서 회수되고 남은 기체를 상기 세정챔버로 공급하는 공급파이프가 로 대향하게 구비된다.
그리고 상기 배출파이프는 상기 링블로어의 흡기 방향에 대해 상기 링블로어와 세정케미칼 회수장치를 직렬로 연결하며, 상기 공급파이프는 상기 링블로어의 배기 방향에 대해 상기 링블로어와 세정케미칼 회수장치를 직렬로 연결하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유동교란체를 구비하는 세정케미칼 회수장치 및 이를 포함하는 스팟크리너 시스템은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 기화된 세정케미칼의 세정케미칼 회수장치에서 체류시간을 증가시킴으로써 기화된 세정케미칼의 포집량을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
둘째, 기화된 세정케미칼을 시스템 외부로 방출되지 않고 순환됨에 따라 세정케미칼 회수율을 극대화 할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 세정대상물의 세정 작업 중에 발생하는 기화된 세정케미칼을 응축시켜 저장탱크로 환원시킴으로써 세정액의 낭비를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
넷째, 기화된 세정케미칼을 응축시켜 환원시킴으로써 세정케미칼의 낭비가 최소화됨으로써, 세정 비용 및 세정 대상물의 제조단가를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 스팟 크리너 시스템의 설계도;
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 세정케미칼 회수장치의 사시도;
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 세정케미칼 회수장치의 분해도;
도4는 본 발명의 제1실시예에 따른 세정챔버의 하부를 나타낸 측면도와 부분상세도이다.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1의 본 발명의 제1실시예에 따른 스팟 크리너 시스템의 설계도를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 스팟 크리너 시스템(100)의 전체적인 구성에 대해 설명한다.
세정챔버(110)는 세정대상물(10)이 유입되어 세정이 이루어지는 공간을 제공하는 구성요소이다. 이러한 세정챔버(110)는 세정대상물(10)의 세정이 이루어질 수 있는 것이라면 어떠한 구성으로 이루어져도 무방하다. 일 예로, 세정챔버(110)의 내부에는 복수의 샤워노즐(113)이 구비되어 샤워노즐(113)에서 고압으로 세정케미칼을 분사하여 세정대상물(10)을 세정할 수 있다. 이때, 세정챔버(110)에서 세정대상물(10)을 세정하기 위한 세정케미칼로는 수소화불화에테르(Hydrofluorocarbon; HFE Chemical)이 사용될 수 있다.
저장탱크(120)는 내부에 세정케미칼을 저장하고, 세정챔버(110)에서 세정이 이루어지는 경우 세정챔버(110) 내부로 세정케미칼을 공급하는 장치이다. 이러한 저장탱크(120)의 형상 및 크기 등은 사용양태 및 스팟 크리너 시스템(100)의 설치 장소 등을 고려하여 다양한 형상 및 크기로 이루어질 수 있다.
분리조(130)는 세정액이 분사되어 세정 대상물의 세척이 이루어지는 세정챔버(110) 및 저장탱크(120)와 연결되도록 구비된다. 이러한 분리조(130)는 세정대상물(10)의 세정을 위하여 분사된 세정케미칼 중 기화되지 않고 액체인 채로 흘러 내리는 세정케미칼을 환원시켜 수분 및 불순물 등과 세정케미칼을 분리하여 분리가 완료된 세정케미칼을 저장탱크(200)로 환원시키는 장치이다.
분리조(130)는 세정케미칼에서 수분 및 불순물을 분리시켜 순수한 세정케미칼을 분리할 수 있는 장치라면 어떠한 장치를 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 물분리조를 사용하는 것이 좋다.
세정챔버(110) 내에서 기화된 세정케미칼은 하기할 링블로어(140)에 의해 강제 흡입되며, 배출파이프(111)를 통해 세정챔버(110)에서 배출되어 세정케미칼 회수장치(150)로 보내진다.
링블로어(140)는 세정챔버(110)에 존재하는 기화된 세정케미칼을 강제 흡입하여 하기할 세정케미칼 회수장치(150)로 불어 넣으며, 세정케미칼 회수장치(150)에서 회수되고 남은 기체를 세정챔버(110)로 불어 넣는다. 이러한 목적을 달성할 수 있는 것이라면 링블로어(140) 외에 어떠한 송풍장치를 사용하여도 무방하다.
세정케미칼 회수장치(150)는 세정챔버(110)와 연결되어 세정챔버(110) 내에서 기화된 세정케미칼을 흡입하여 내부에 수용함으로써, 기화된 세정케미칼을 액화시켜 저장탱크(120)로 환원시키는 장치이다. 이러한 회수장치(150)의 구성은 도 2 및 도3에서 상세하게 설명하도록 한다.
회수장치(150)에서 액화되고 남은 기체는 다시 링블로어(140)에 의해 흡입되어 공급파이프(112)를 통해 세정챔버(110)로 재공급된다. 액화되지 않고 남은 기체를 외부로 유출되지 않도록 시스템(100) 내에서 순환시킴으로써, 액화되지 못한 세정케미칼을 순환 과정에서 회수하여 세정케미칼의 회수율을 높일 수 있다.
세정챔버(110)에 구비되는 배출파이프(111) 및 공급파이프(112)와 링블로어(140)는 도 4에서 상세하게 설명하도록 한다.
이하, 도 2 및 도3의 본 발명의 제1실시예에 따른 세정케미칼 회수장치의 사시도 및 분해도를 통해서 세정케미칼 회수장치(150)를 상세하게 설명한다.
바디(151)의 내부에는 수용공간이 형성되어 수용공간에는 세정챔버(110)에서 세정대상물(10)의 세정에 사용된 세정케미칼이 포집된다.
바디(151)의 수용공간에는 응축튜브(152)가 구비된다. 응축튜브(152)의 내부에는 냉각수가 유동하여 수용공간의 분위기를 세정케미칼의 액화점 이하의 온도로 유지시킨다. 수용공간의 분위기가 액화점 이하로 유지됨에 따라, 수용공간에 포집된 기화된 세정케미칼은 응축된다.
응축튜브(152)는 칠러(160)와 연결된다. 칠러(160)는 응축튜브(152)를 유동하는 냉각수의 온도를 지속적으로 낮춰주기 위한 장치로서, 이러한 목적을 달성할 수 있는 것이라면 어떠한 장치를 사용하여도 무방하다. 일반적으로, 공업용수 등을 공급하는 곳에서는 냉수를 공급하기 용이하지 않은 사용환경이 일반적이기 때문에 이와 같이, 냉각수의 온도를 지속적으로 낮춰주기 위한 장치를 필요로 한다.
바디(151)의 수용공간에는 하나 이상의 격벽(153)이 구비된다. 격벽(153)에는 복수개의 홀이 형성되어 격벽 사이를 기체가 관통할 수 있다. 격벽(153)은 수용공간에 포집된 기화된 세정케미칼의 체류시간을 증가시킨다.
유동교란체(155)는 바디의 수용공간에 구비되는 복수개의 알갱이이다. 유동교란체(155)는 수용공간에 포집된 기화된 세정케미칼을 난류 유동시켜 기화된 세정케미칼의 체류시간을 증가시킨다. 기화된 세정케미칼이 수용공간에서 체류하는 동안, 수용공간 내의 분위기에 의해 응축되므로, 미처 응축되지 못한 기화된 세정케미칼이 유동교란체(155)에 의한 난류로 인해 수용공간을 빠져나가지 않고 체류하며 응축됨으로써 세정케미칼 회수율이 극대화된다.
유동교란체(155)는 다양한 형상의 알갱이가 될 수 있으며, 구형체인 것이 바람직하다. 유동교란체(155)의 형상을 알갱이라고 표현하였으나, 크기가 곡물의 낱알과 같이 작은 것만 의미하는 것은 아니며, 자갈 정도의 크기(지름 5cm가량) 또는 사람의 손바닥 정도의 크기(지름 15cm가량)가 될 수 있고, 필요에 따라 그 이상의 크기일 수 있다. 또한 수용공간에 채워지는 유동교란체(155)들이 모두 같은 형상이어야 하는 것은 아니다.
즉, 유동교란체(155)가 공극을 형성하여, 형성된 공극을 통해 기체가 통과할 수 있고, 유동교란체(155)의 표면이 형성한 난반사면을 통해 수용공간에 포집된 기화된 세정케미칼을 난류 유동시킬 수 있으면 충분하다.
복수개의 유동교란체(155)는 수용공간에 빽빽이 충전된다. 빽빽하다는 충전된다는 것은 더 이상의 유동교란체(155)가 수용공간에 채워질 수 없을 만큼 채운다는 의미이지, 수용공간 내에서 기체가 유동할 틈이 없을 만큼 완전히 들어찼다는 의미가 아니다. 유동교란체(155)가 빽빽이 충전되면 난류 형성 구간이 증가하여 세정케미칼의 체류시간이 증가한다.
유동교란체(155)는 금속재질인 것이 바람직하다. 특히 금속에 있어서, 열전도율이 높은 것이 바람직하다. 그리고 유동교란체(155)의 표면온도는 액화점 이하인 것이 바람직하다. 유동교란체(155)와 접촉한 기화된 세정케미칼은 유동교란체(155)와 열교환을 통해 응축됨으로써 세정케미칼 회수율이 극대화된다.
유동교란체(155)는 응축튜브(152)에 접촉되어 세정케미칼에서 흡수한 열을 응축튜브(152)로 전달하는 것이 바람직하다. 즉, 유동교란체(155)가 세정케미칼로부터 흡수한 열을 응축튜브(155)로 전달하는 과정에서 수용공간에 포집된 기체를 통해 전달되는 것보다, 유동교란체(155)간의 접촉에 의해 응축튜브(152)로 전달되는 것이 바람직하다.
바디(151)에서 응축된 세정케미칼은 바디(151)의 하부에 구비된 드레인파이프(156)를 통해 수용공간의 외부로 배출된다. 드레인파이프(156)는 분리조(130)로 연결되고, 분리조(130)에서 응축된 기체 중 순수한 세정케미칼만을 분리하여 저장탱크(120)로 환원한다.
한편, 바디(151)의 외벽은 대기보다 차갑기 때문에 외벽에 수증기가 응결될 수 있는데, 이를 모아 배출하는 응결액배출파이프(157)가 더 구비될 수 있다.
회수장치(150)에서 응축되지 않고 남은 기체는 링블로어(140)에 의해 흡입되어 세정챔버(110)의 하부에 구비된 공급파이프(112)를 통해 다시 세정챔버(110)로 보내진다.
도 4의 본 발명의 제1실시예에 따른 세정챔버의 하부를 나타낸 측면도와 부분상세도를 통해 세정챔버(110)에서 기화된 세정케미칼이 순환되는 구성을 살펴본다.
배출파이프(111)와 공급파이프(112)는 세정챔버(110)의 하부에 서로 대향하게 구비된다. 일반적으로 세정케미칼 분자는 대기 중의 기체분자보다 무겁기 때문에, 세정에 사용된 세정케미칼이 배출되는 배출파이프(110)는 세정챔버(110)의 하부에 구비되는 것이 바람직하다.
세정케미칼로 사용되는 HFE는 휘발성이 강하므로 세정챔버(110)가 개방되는 기화된 HFE가 시스템 외부로 방출되기 때문에, 세정챔버(110)의 내부는 대기압 또는 세정챔버(110)가 구비된 클린룸(Clean Room)보다 저압인 상태여야 한다.
배출파이프(111)를 통해 세정챔버(110) 내의 세정에 사용된 세정케미칼이 링블로어(140)의 강한 흡입력으로 배출되고, 공급파이프(112)를 통해 세정챔버(110)의 하부로 회수장치(150)에서 회수되고 남은 기체가 강하게 공급되면, 세정챔버(110)의 하부 공간에는 기체의 강한 흐름이 발생하면서 세정챔버(110)의 다른 공간보다 압력이 감소한다. 그렇기 때문에, 세정챔버(110)에 존재하는 유체가 세정챔버(110)의 하부로 이동하여 배출파이프(112)로 흐르게 된다.
세정챔버(110)의 하부에는 칠러(160)와 연결되는 냉각수공급파이프(114)을 구비하여 배기되는 동안 세정에 사용된 세정케미칼이 액화되도록 할 수 있다.
배출파이프(111)로 배출되지 않은 유체 중 액체 상태의 세정케미칼은 세정챔버(110)의 하부에 구비되는 드레인파이프(115)에 의해 배출되어 세정챔버(110)의 외부로 배출된다. 드레인파이프(115)는 분리조(130)로 연결되고, 분리조(130)에서 응축된 기체 중 순수한 세정케미칼만을 분리하여 저장탱크(120)로 환원한다.
배출파이프(111)는 세정챔버(110)와 세정케미칼 회수장치(150)를 연결하고, 링블로어(140)는 흡기 방향에 대해 세정캠버(110)와 세정케미칼 회수장치(150)의 연결에 대해 직렬로 세정케미칼 회수장치(150)와 연결되며, 링블로어(140)의 배기방향에 대해 세정챔버(110)의 공급파이프(112)와 다시 직렬로 연결된다. 이에 링블로어(140)에 의해 세정케미칼이 세정챔버(110)와 세정케미칼 회수장치(150)를 순환하는 구조를 이루게 되어 세정케미칼이 시스템의 외부로 유출되지 않고 세정케미칼의 회수율을 극대화 할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
시스템의 구성
10: 세정대상물;
100: 스팟 크리너 시스템;
110: 세정챔버, 120: 저장탱크;
130: 분리조, 140: 링블로어;
150: 세정케미칼 회수장치, 160: 칠러;
세정챔버의 세부 구성
111: 배출파이프, 112: 공급파이프;
113: 샤워노즐, 114: 냉각수공급파이프;
115: 드레인파이프;
세정케미칼 회수장치의 세부 구성
151: 바디, 152: 응축튜브;
153: 격벽, 154: 냉각수공급파이프;
155: 유동교란체, 156: 드레인파이프;
157: 응결액배출파이프.

Claims (8)

  1. 세정케미칼이 저장되는 저장탱크;
    상기 저장탱크로부터 세정케미칼을 공급받아 세정대상물을 세정하는 세정챔버;
    상기 세정대상물의 세정에 사용된 세정케미칼이 수용되어 기화된 세정케미칼을 액화시키는 세정케미칼 회수장치;
    상기 세정챔버에 존재하는 기화된 세정케미칼을 흡입하여 상기 세정케미칼 회수장치로 불어 넣으며, 상기 세정케미칼 회수장치에서 회수되고 남은 기체를 상기 세정챔버로 불어 넣는 링블로어; 및
    상기 세정챔버 및 상기 세정케미칼 회수장치로부터 액화된 세정케미칼을 공급받아 수분 및 불순물을 분리하고, 상기 수분 및 불순물이 분리된 세정케미칼을 상기 저장탱크로 공급하는 분리조;를 포함하며,
    상기 세정케미칼 회수장치는
    세정대상물의 세정에 사용된 세정케미칼이 포집되는 수용공간이 형성된 바디, 상기 바디에 구비되며 상기 수용공간의 분위기를 상기 세정케미칼의 액화점 이하의 온도로 유지시켜 상기 수용공간에 포집된 기화된 세정케미칼을 응축시키는 응축튜브, 상기 수용공간에 알갱이형태로 구비되어 상기 기화된 세정케미칼을 난류 유동시켜 상기 기화된 세정케미칼의 체류시간을 증가시키는 복수개의 유동교란체 및 상기 액화된 세정케미칼을 상기 분리조로 배출하는 드레인파이프를 포함하는 스팟 크리너 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 유동교란체는,
    구형체로서, 복수개의 유동교란체 사이에 공극을 형성하는 것을 특징으로 하는 유동교란체를 구비하는 스팟 크리너 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 유동교란체는,
    상기 수용공간에 빽빽이 충전되는 것을 특징으로 하는 유동교란체를 구비하는 스팟 크리너 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 유동교란체는 금속재질인 것을 특징으로 하는 유동교란체를 구비하는 스팟 크리너 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 유동교란체는 상기 응축튜브에 접촉되는 것을 특징으로 하는 유동교란체를 구비하는 스팟 크리너 시스템.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 세정챔버의 하부에는,
    상기 세정챔버의 세정에 사용된 세정케미칼을 상기 세정챔버로부터 배출시켜 상기 세정케미칼 회수장치로 이동시키는 배출파이프; 및
    상기 세정케미칼 회수장치에서 회수되고 남은 기체를 상기 세정챔버로 공급하는 공급파이프;
    가 서로 대향하게 구비되는 것을 특징으로 하는 스팟 크리너 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 배출파이프는 상기 링블로어의 흡기 방향에 대해 상기 링블로어와 제 1항에 따르는 세정케미칼 회수장치를 직렬로 연결하며, 상기 공급파이프는 상기 링블로어의 배기 방향에 대해 상기 링블로어와 제 1항에 따르는 세정케미칼 회수장치를 직렬로 연결하는 것을 특징으로 하는 스팟 크리너 시스템.
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