KR102072554B1

KR102072554B1 - 노즐 세척장치

Info

Publication number: KR102072554B1
Application number: KR1020190103140A
Authority: KR
Inventors: 정인환; 류동렬
Original assignee: (주)비에스티코리아
Priority date: 2019-08-22
Filing date: 2019-08-22
Publication date: 2020-02-03

Abstract

본 발명은 노즐 세척장치에 관한 것으로, 일 실시예에 따르면, 피스톤을 상하 방향으로 구동하는 액추에이터; 상기 피스톤을 수용하는 수용공간을 갖는 실린더; 상기 실린더 수용공간에 세정액을 주입하는 제1 배관; 상기 제1 배관에 설치된 내화학 고압용의 제1 밸브 모듈; 기 실린더 수용공간에 압축공기를 주입하는 제2 배관; 및 상기 제2 배관에 설치된 내화학 고압용의 제2 밸브 모듈;을 포함하며, 상기 실린더의 하부에 세척대상인 피세척 노즐을 장착하고, 액추에이터에 의해 피스톤을 하방으로 구동함으로써 상기 수용공간 내의 세정액 또는 압축공기를 피세척 노즐에 고압으로 주입하도록 구성된 노즐 세척장치를 제공한다.

Description

노즐 세척장치 {Nozzle cleaning apparatus}

본 발명은 노즐 세척장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 인쇄회로기판(PCB) 제조시 사용되는 노즐을 세척하는 노즐 세척장치에 관한 것이다.

인쇄회로기판(PCB)을 제조할 때 기판 위에 소자를 부착하기 위해 본딩액을 본딩 노즐을 통해 기판에 분사하는 공정이 요구되며 또한 기판에 부착된 소자의 보호나 기판 표면의 보호를 위해 소정의 용액을 노즐을 통해 기판 표면에 분사하는 공정이 요구되기도 한다.

이러한 공정에서 사용된 노즐의 내부나 노즐 팁에는 본드나 각종 화학용액이 묻어 있으므로 공정이 끝나면 세척을 해야 하는데, 종래에는 작업자가 노즐 내부에 세척액을 직접 주입하여 세척하는 수작업이 많았다.

그러나 수작업으로 할 경우 작업자의 숙련도에 따라 노즐 세척이 완벽하지 않거나 세척 시간이 오래 걸려 작업 효율성이 떨어지고 또한 인체에 유해한 세정액을 사용하는 경우 작업 위험성이 높다는 문제도 있다.

특허문헌1: 한국 공개특허 제2006-0010316호 (2006년 2월 2일 공개) 특허문헌2: 한국 공개특허 제2015-0009878호 (2015년 1월 27일 공개) 특허문헌3: 한국 등록특허 제10-1619196호 (2016년 5월 10일 공고)

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 고압의 세정액을 노즐에 주입하여 노즐 내부의 본드나 이물질을 완벽하게 제거하고 건조할 수 있는 노즐 세척장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 노즐을 세척하는데 사용되는 노즐 세척장치로서, 피스톤을 상하 방향으로 구동하는 액추에이터; 상기 피스톤을 수용하는 수용공간을 갖는 실린더; 상기 실린더 수용공간에 세정액을 주입하는 제1 배관; 상기 제1 배관에 설치된 내화학 고압용의 제1 밸브 모듈; 기 실린더 수용공간에 압축공기를 주입하는 제2 배관; 및 상기 제2 배관에 설치된 내화학 고압용의 제2 밸브 모듈;을 포함하며, 상기 실린더의 하부에 세척대상인 피세척 노즐을 장착하고, 액추에이터에 의해 피스톤을 하방으로 구동함으로써 상기 수용공간 내의 세정액 또는 압축공기를 피세척 노즐에 고압으로 주입하도록 구성된 것을 특징으로 하는 노즐 세척장치를 제공한다.

종래에는 화학반응이 강한 세정액의 화학 반응으로 인해 화학반응이 강한 세정액을 고압으로 주입할 수 있는 노즐 세척기가 없었으나 본 발명의 실시예에 따른 노즐 세척장치는 미세한 노즐 내부에 있는 본드나 이물질을 고압의 세정액으로 분해하고 밀어내어 노즐을 세척할 수 있으므로 노즐 세척 공정을 자동화하고 효과적으로 노즐을 세척할 수 있는 이점이 있다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 세척장치의 사시도,
도2는 일 실시예에 따른 노즐 세척장치의 내부 구조를 도시한 사시도,
도3은 일 실시예에 따른 노즐 세척장치의 주요 구성요소를 도시한 도면,
도4는 세척대상인 노즐을 노즐 세척장치에 장착하는 구조를 설명하는 도면,
도5 및 도6은 일 실시예에 따른 세정액 및/또는 압축공기를 주입하는 주입장치를 설명하는 도면,
도7 및 도8은 일 실시예에 따른 밸브 모듈을 설명하는 도면,
도9는 일 실시예에 따른 볼 밸브를 설명하는 도면,
도10은 일 실시예에 따라 노즐을 세척하는 방법을 설명하는 도면이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서의 도면에 있어서, 구성요소들의 길이, 두께, 넓이 등의 수치는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장하여 표시될 수 있다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예를 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 세척장치(100)의 사시도, 도2는 노즐 세척장치의 내부 구조의 일부를 보여주는 사시도, 그리고 도3은 노즐 세척장치의 주요 구성요소를 도시한 도면이다.

도1을 참조하면, 일 실시예에 따른 노즐 세척장치(100)는 세정액 탱크(10), 압축공기 밸브(30), 세정액과 압축공기의 각각의 유로를 개폐하는 제1 및 제2 밸브 모듈(20,40), 액추에이터(50), 실린더(60) 등을 포함하며 이러한 구성요소들이 케이스(110) 내에 배치되어 구현될 수 있다.

케이스(110)는 대략 육면체 형상이지만 이에 한정되지 않는다. 케이스(110)의 전면에는 장치 제어를 위한 제어패널(120)이 위치할 수 있고, 제어패널(120)에는 예컨대 전원 버튼과 디스플레이 등이 배치될 수 있다. 케이스(110)의 내부에는 세척대상인 노즐(이하 "피세척 노즐"이라고도 함)(200)을 투입하여 세척하는 챔버(140) 공간이 형성되며 챔버(140) 내부로 피세척 노즐(200)을 투입하거나 꺼내기 위한 도어(130)가 챔버(140) 전면에 부착될 수 있다.

챔버(140)의 바닥면에는 피세척 노즐(200)로부터 분사되는 세정액이나 각종 이물질을 수용하는 회수용기(150)가 배치되며, 챔버(140)의 하나 이상의 측면이나 상부면에는 챔버(140) 내 공기를 외부로 배출하기 위한 팬(160)이 설치될 수 있다.

도2는 노즐 세척장치의 예시적인 내부 구조를 나타내며 도3은 주요 구성요소를 도식적으로 도시하였다. 도면을 참조하면, 세정액을 저장하는 세정액 탱크(10)와 외부로부터의 압축공기 공급을 온오프하는 압축공기 투입밸브(30)가 장치 상부에 설치된다.

일 실시예에서 노즐 세척장치는 레귤레이터(35)를 더 포함할 수 있다. 레귤레이터(35)는 압축공기의 압력을 일정하게 유지시키는 기능을 하는 부품으로, 예컨대 압축공기 투입밸브(30)의 상류나 하류측에 설치될 수 있다.

노즐 세척장치의 중앙부에는 액추에이터(50)와 실린더(60)가 배치된다. 액추에이터(50)는 피스톤을 상하 방향으로 구동하는 구동부로서 예컨대 전기 액추에이터로 구현될 수 있다. 액추에이터(50) 하부에는 피스톤을 수용하는 수용공간을 갖는 실린더(60)가 배치된다.

실린더(60)의 수용공간으로 세정액과 압축공기를 각각 공급하기 위해, 세정액 탱크(10)에서 실린더(60)까지 세정액을 이송하는 제1 배관(P11,P12)이 설치되고 압축공기 투입밸브(30)에서 실린더(60)까지 압축공기를 이송하는 제2 배관(P21,P22)이 설치된다. 또한 실린더(60)로 투입되는 세정액과 압축공기의 투입을 각각 개폐하기 위해 제1 밸브 모듈(20)과 제2 밸브 모듈(40)이 각각 제1 배관(P11,P12)과 제2 배관(P21,P22)에 설치된다.

실린더(60)의 하단부에는 매니폴드 블록(70)이 부착될 수 있고, 매니폴드 블록(70)의 하단부에 피세척 노즐(200)이 부착되어 세척될 수 있다. 일 실시예로서 도4에 도시한 것처럼, 일반적으로 노즐(200)은 노즐 본체(210)와 노즐 팁(220)으로 구성되는데, 피세척 노즐(200)의 본체(210)의 일부를 어댑터(80)를 통해 매니폴드 블록(70)에 부착될 수 있다. 어댑터(80)의 하부에는 노즐(200)을 끼워서 체결할 수 있도록 구성되고 상부에는 나사산(81)이 형성되어 매니폴드 블록(70)과 체결할 수 있도록 구성될 수 있다. 그러나 이러한 어댑터(80)는 예시적인 구성이며, 피세척 노즐(200)을 매니폴드 블록(70)에 탈착가능하게 부착하는 다양한 체결구조가 대안적으로 사용될 수 있음은 물론이다.

이러한 구성에 따르면, 매니폴드 블록(70)의 하부에 세척대상인 피세척 노즐(200)을 장착하고, 액추에이터(50)에 의해 피스톤을 하방으로 구동함으로써 실린더 수용공간 내의 세정액 또는 압축공기를 피세척 노즐(200)에 고압으로 주입하여 세척 동작을 실시할 수 있다.

이 때 일 실시예에서, 세정액을 예컨대 3 bar 내지 20 bar의 고압으로 피세척 노즐(200)에 주입하고 압축공기도 예컨대 2 bar 내지 8 bar의 고압으로 노즐(200)에 주입한다. 또한 일 실시예에서 세정액으로 아세톤이나 IPA(이소프로필알콜) 등의 화학약품을 사용하는데, 이러한 세정액은 고무나 플라스틱 등과 반응하는 성질이 있다. 따라서 본 발명의 노즐 세척장치에서는 제1 및 제2 밸브 모듈(20,40)로서 내화학 고압용 밸브를 고안하여 사용하며 이에 대해서는 도7 내지 도9를 참조하여 후술하기로 한다.

또한 제1 밸브 모듈(20)에서 실린더 수용공간으로 세정액을 공급하는 배관(P12)과 제2 밸브 모듈(40)에서 실린더 수용공간으로 압축공기를 공급하는 배관(P22)도 고압에 견딜 수 있도록 예컨대 동파이프 등의 금속재 파이프를 사용하여 구현하는 것이 바람직하다.

이제 도5와 도6을 참조하여 실린더(60)와 매니폴드 블록(70)의 구체적 구성 및 세정액과 압축공기를 주입하는 동작을 설명하기로 한다.

도5 및 도6은 일 실시예에 따른 실린더(60) 및 매니폴드 블록(70)의 단면을 도식적으로 나타내었다. 도면을 참조하면, 실린더(60)는 내부를 상하 방향으로 관통하는 수용공간(65)이 형성되어 있고 이 수용공간(65)의 상부에 액추에이터(50)의 피스톤(51)이 삽입되어 있다. 피스톤(51)은 피스톤 로드(510) 및 이보다 직경이 큰 피스톤 헤드(520)로 구성될 수 있으며, 액추에이터(50)의 동작에 의해 피스톤 헤드(520)가 실린더 수용공간(65) 내에서 상하로 움직일 수 있다. 예를 들어 도5는 피스톤 헤드(520)가 상방향으로 최대한 상승했을 때의 모습이고 도6은 피스톤 헤드(520)가 하방향으로 최대한 하강했을 때의 모습을 각각 나타낸다.

피스톤 헤드(520)의 직경은 실린 수용공간(65)의 내경과 동일하거나 약간 작게 설계되고, 피스톤 헤드(520)의 측면에 하나 이상의 오링(53)이 부착되어 있어서 실린더 수용공간(65)을 외부로부터 밀폐할 수 있다.

실린더 수용공간(65)은 세정액의 강한 압력 하에서도 밀폐성을 유지해야 하므로 오링(53)을 내화학 고압용 재질로 형성하는 것이 바람직하며, 예를 들어 일 실시예에서 오링(53)을 과불화 화합물(PFC)로 제조하거나 PFC가 코팅된 오링을 사용한다.

실린더(60)의 하부면에는 매니폴드 블록(70)이 부착된다. 일 실시예에서 매니폴드 블록(70)은 측면과 상부면을 각각 연통하는 제1 연통 영역(S1)과 제2 연통 영역(S2)을 포함한다. 세정액을 공급하는 제1 배관(P12)이 제1 연결부(71)를 통해 매니폴드 블록의 제1 연통 영역(S1)에 연결되어 제1 배관(P12)과 실린더 수용공간(65)이 연통된다. 압축공기를 공급하는 제2 배관(P22)은 제2 연결부(72)를 통해 매니폴드 블록의 제2 연통 영역(S2)에 연결됨으로써 제2 배관(P22)과 실린더 수용공간(65)이 연통된다.

또한 매니폴드 블록(70)에는 상부면과 하부면을 관통하는 관통 영역(S3)이 중심부에 형성되며, 관통 영역(S3)의 하단부에 어댑터(80)를 통해 피세척 노즐(200)이 탈착가능하게 결합된다. 바람직한 일 실시예에서 관통 영역(S3) 내부에는 관통 영역(S3)의 내경보다 더 작은 내경을 갖는 오리피스(75)가 형성된다. 오리피스(75)의 직경은 피세척 노즐(200)의 직경과 같거나 이보다는 큰 것이 바람직하다. 실린더 수용공간(65) 내에서 피스톤(51)이 위로 상승하며 세정액이나 압축공기를 수용공간(65) 내로 흡입하게 되는데, 오리피스(75)는 이 때 흡입되는 세정액이나 압축공기가 노즐(200)을 통해 외부로 배출되지 않고 수용공간(65)에 수용될 수 있도록 한다.

한편 도시한 실시예에서 실린더(60)와 매니폴드 블록(70) 사이에 필터망(90)이 추가로 설치될 수 있다. 필터망(90)은 미세입자나 불순물이 피세척 노즐(200)에 유입되는 것을 방지하기 위한 것으로, 예컨대 금속의 메쉬망으로 형성될 수 있다. 도시한 실시예의 경우 필터망(90)이 매니폴드 블록 중심의 관통 영역(S3)을 제외한 주변 영역을 필터링하도록 구성된다. 즉 필터망(90)의 중심부는 뚫려있고 주변부에 메쉬망이 형성되어 매니폴드 블록(70)의 제1 연통 영역(S1)과 제2 연통 영역(S2)으로 흐르는 세정액과 압축공기를 필터링하도록 구성될 수 있다.

상술한 본원발명의 구성에 따르면, 피세척 노즐(200)에 세정액을 주입하기 위해, 피스톤(51)을 상승시키며 매니폴드 블록(70)의 제1 연통 영역(S1)을 통해 세정액을 실린더 수용공간(65)에 흡입한 뒤 피스톤(51)을 하강시켜 실린더 수용공간(65) 내의 세정액을 피세척 노즐(200)에 고압으로 주입할 수 있다. 일 실시예에서 세정액을 피세척 노즐(200)에 주입할 때 수용공간(65)과 노즐(200) 내부에 인가되는 압력이 대략 3 bar 내지 20 bar이고 바람직하게는 대략 15 bar가 되도록 피스톤(51)을 가압할 수 있다.

도6은 피스톤(51)이 최대한 하강하여 세정액을 피세척 노즐(200)에 주입한 상태를 나타내는데, 이 때 피스톤(51)이 매니폴드 블록(70)의 상부면까지 완전히 하강하지 않고 피스톤의 최하점, 즉 피스톤 헤드(520)의 하부면과 매니폴드 블록(70)의 상부면 사이에 약간의 이격 공간이 존재할 정도까지 하강한다. 예를 들어 일 실시예에서 이 이격 공간의 높이가 대략 5mm 일 수 있다.

이와 같이 실린더 수용공간(65)에 약간의 이격 공간이 존재하는 상태에서 피세척 노즐(200)에 압축공기를 주입하는 동작이 수행될 수 있다. 일 실시예에서 제1 밸브 모듈(20)을 폐쇄하고 압축공기 밸브(30)와 제2 밸브 모듈(40)을 개방한 상태에서 고압의 압축공기를 제2 배관(P22)를 통해 실린더(60) 내의 상기 이격 공간으로 공급하고, 이에 따라 이격 공간으로 유입된 압축공기가 관통 영역(S3)을 거쳐 피세척 노즐(200)로 주입된다.

이 때 압축공기의 압력은 예컨대 레귤레이터(35) 등의 공기압 조절 수단에 의해 조절하여 공급할 수 있으며, 예를 들어 2 bar 내지 8 bar, 바람직하게는 6 bar 내지 8 bar의 압력으로 피세척 노즐(200)에 압축공기를 주입할 수 있다.

이제 도7 내지 도9를 참조하여 제1 및 제2 밸브 모듈(20,40)을 설명하기로 한다. 제1 밸브 모듈(20)과 제2 밸브 모듈(40)은 동일하게 구성될 수 있으므로 도면에서는 제1 밸브 모듈(20)을 도시하여 설명하기로 한다.

도7을 참조하면, 일 실시예에 따른 제1 밸브 모듈(20)은 볼 밸브(21), 스텝모터(22), 커플러(23), 회전판(24), 및 센서(25)로 구성될 수 있다.

볼 밸브(21)는 예컨대 도9에 도시한 것과 같은 내부 구조를 가지는데, 볼 밸브(21)의 본체(210) 내에 볼(215)이 회전 가능하게 배치되고 볼(215)에는 관통구(216)가 형성되어 있다. 볼(215)의 상부에 스템(stem)(217)이 결합되어 있으며, 스템(217)을 회전시켜 볼(215)의 관통구(216)가 본체(210)의 배관부(211,212)과 일직선이 되도록 정렬하면 밸브가 개방 상태가 되고, 스템(217)을 회전시켜 도9에 도시한 모습과 같이 볼(215)의 표면이 밸브 본체(210) 내에 설치된 링(ring) 형상의 시트(seat)(213)와 밀착하면 밸브가 폐쇄되도록 하는 구성을 가진다.

솔레노이드 밸브 등과 같이 유체 흐름을 개폐하는 일반적인 밸브는 본 발명에서와 같이 15 bar 이상의 고압하에서 내화학성을 갖지 못하기 때문에, 본 발명에서는 상술한 볼 밸브(21)를 채용하되 내화학 고압용으로 사용하기 위해 볼 밸브(215)를 감싸고 있는 시트(213)는 테프론 재질을 사용한다. 시트(213)의 경우 도9에서 볼(215)의 오른쪽 시트(213)에는 고압이 걸리지 않으므로 일반적인 재질의 시트를 사용해도 무방하지만 볼(215)의 왼쪽에는 고압이 걸리기 때문에 적어도 왼쪽 시트(213) 표면에는 테프론이 코팅된 시트를 사용하는 것이 바람직하다.

다시 도7을 참조하면, 스텝모터(22)의 구동축은 커플러(23)를 통해 볼 밸브(21)의 스템(도9의 217)에 결합되어 있다. 따라서 사용자가 스텝모터(22)를 제어하여 제1 배관(P11,P12) 사이를 개방하거나 폐쇄할 수 있다.

회전판(24)은 커플러(23)의 일 단부에 부착되어 커플러(23)와 함께 회전하도록 구성되고, 회전판(24)의 일 측면에 방사상 외측 방향으로 돌출부(241)가 형성되어 있다. 센서(25)는 예컨대 광센서이며, 도7에서와 같이 회전판(24)의 돌출부(241)가 센서(25)와 일렬로 정렬되면 센서(25)가 이를 감지하여 예컨대 볼 밸브(21)가 잠겨있다고 판단하고 도8에서와 같이 돌출부(241)가 센서(25)로부터 벗어나 있으면 볼 밸브(21)가 열려 있다고 판단할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 제1 및 제2 밸브 모듈(20,40)은 화학반응이 강한 세정액의 화학 반응을 견디면서도 고압에서 작동가능한 내화학 고압용의 자동 밸브를 구현할 수 있다.

이제 도10을 참조하여 일 실시예에 따른 노즐 세척 방법을 설명하기로 한다. 발명의 설명을 위해, 예를 들어 피세척 노즐(200)의 노즐팁(220) 내부에 PCB 본딩용 본드가 굳어져서 노즐팁을 막고 있다고 가정한다.

일 실시예에서 노즐 세척은 세정액을 이용한 노즐 세정 단계(도10에서 t1~t2까지)와 압축공기를 이용한 노즐 건조 단계(t3~t8)로 구성될 수 있다.

노즐 세정 단계를 시작하기 전에 피스톤(51)은 도6에 도시한 것처럼 하강한 상태에 있다. 이 상태에서, 도10의 0~t1의 시간동안, 제1 밸브 모듈(20)의 밸브(즉 볼 밸브(21))를 개방하고 제2 밸브 모듈(40)의 밸브를 폐쇄한 상태에서 피스톤(51)을 상승시킨다. 세정액 탱크(10)에서 실린더 수용공간(65)까지 제1 배관(P11,P12)이 연통하고 있으므로 세정액 탱크(10)의 세정액이 실린더 수용공간(65) 내로 흡입된다. 이 때 피세척 노즐(200)의 노즐팁(220)이 거의 막혀 있거나 완전히 막혀 있기 때문에, 피스톤(51)의 상승에 의해 제1 배관(P12)을 통해 세정액이 실린더 수용공간(65)에 유입된다.

그 후 제1 밸브 모듈(20)과 제2 밸브 모듈(40)의 밸브를 모두 폐쇄하고 시간(t1~t2) 동안 피스톤(51)을 하강시키며 실린더 수용공간(65) 내의 세정액을 피세척 노즐(200)에 고압으로 주입한다. 이 때 제1 배관(P12)을 따라 매니폴드 블록(70)의 제1 연통 영역(S1)부터 제1 밸브 모듈(20)의 밸브까지 및 매니폴드 블록(70)의 제2 연통 영역(S2)부터 제2 밸브 모듈(40)의 밸브까지 연통되어 있으므로, 피스톤(51)이 하강하는 최초 시점에는 세정액이 제1 배관(P12)과 제2 배관(P22)을 통해 각 밸브 모듈(20,40)의 밸브까지 채워질 수 있으나 그 이후부터는 세정액이 관통 영역(S3)을 통해 피세척 노즐(200)로만 주입되며 이 때 예컨대 12 bar 내지 18 bar의 고압이 노즐 내부에 걸리게 된다.

이와 같이 고압으로 소정 시간동안(예컨대 수십초 동안) 피스톤(51)을 하강시키며 고압의 세정액을 주입하면 노즐(200) 내부의 본드와 이물질을 노즐 외부로 배출하며 노즐을 세정할 수 있다.

피스톤(51)이 소정 거리동안 또는 도6에 도시한 위치까지 하강하며 노즐을 세정한 후, 도10의 t2 내지 t8의 시간 동안 노즐 건조 동작이 수행된다. 이를 위해 제1 밸브 모듈(20)의 밸브는 폐쇄하고 제2 밸브 모듈(40)의 밸브는 개방된 상태이며, 따라서 제2 배관(P22)을 통해 압축공기가 실린더(60)로 공급된다. 실린더(60)로 공급되는 압축공기는 실린더 수용공간(65)(즉, 피스톤(51) 하부면과 매니폴드 블록(70) 상부면 사이의 이격 공간)으로 유입된 후 관통 영역(S3)을 지나 피세척 노즐(200)에 고압으로 주입된다. 이 단계에서 예컨대 대략 2 bar 내지 8 bar의 압력으로 압축공기를 노즐(200)에 주입할 수 있다.

이 때 바람직한 일 실시예에서, 도10에 도시한 것처럼 노즐 건조 단계가 제1 소정시간 동안 제2 밸브 모듈(40)의 밸브를 개방하여 피세척 노즐에 압축공기를 주입하는 단계(t3~t4, t5~t6, t7~t8)와 제2 소정시간 제2 밸브 모듈(40)의 밸브를 폐쇄하여 압축공기 공급을 중단하는 단계(t4~t5, t6~t7)를 반복할 수 있다. 즉 피세척 노즐(200)에 압축공기를 한번에 다 주입하지 않고 복수회 나누어서 주입하는 것이다. 이와 같이 고압의 압축공기를 단속적으로 노즐(200)에 주입하도록 구성할 경우, 압축공기의 주입이 중단된 시간 동안(예컨대 t4~t5, t6~t7) 실린더 수용공간(65)과 매니폴드 블록(70)의 관통 영역(S3)에 잔존하고 있던 세정액이나 이물질이 중력에 의해 노즐(200)측으로 하강하여 모이게 되고, 이렇게 잔존 물질이 노즐(200)측으로 모인 상태에서 고압의 압축공기를 분사함으로써 실린더 수용공간(65)과 관통 영역(S3) 내에 잔여 이물질을 남기지 않고 모두 노즐(200)을 통해 배출할 수 있다.

일 실시예에서 이렇게 고압의 압축공기를 노즐에 주입하는 동작과 압축공기 주입을 중단하는 동작을 각각 대략 5초 내지 10초 동안 수행하되 압축공기 주입-중단을 대략 3회 내지 5회 반복하여 실행할 수 있고 이에 따라 노즐 건조 단계를 대략 1분 내외로 수행할 수 있다. 다만 노즐 세척에 소요되는 시간이나 각 동작을 수행하는 시간주기 및 반복 횟수는 구체적 실시 형태에 따라 달라질 수 있음은 물론이다.

이상과 같이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 명세서의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 수 있다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10: 세정액 탱크 20, 40: 밸브 모듈
30: 압축공기 밸브 50: 액추에이터
60: 실린더 70: 매니폴드 블록
80: 어댑터 100: 노즐 세척장치
200: 피세척 노즐

Claims

노즐을 세척하는데 사용되는 노즐 세척장치로서,
피스톤을 상하 방향으로 구동하는 액추에이터(50);
상기 피스톤을 수용하는 수용공간을 갖는 실린더(60);
상기 실린더 수용공간에 세정액을 주입하는 제1 배관;
상기 제1 배관에 설치된 내화학 고압용의 제1 밸브 모듈(20);
상기 실린더 수용공간에 압축공기를 주입하는 제2 배관;
상기 제2 배관에 설치된 내화학 고압용의 제2 밸브 모듈(40); 및
상기 실린더의 하단부에 결합되며 중앙에 상하방향의 관통 영역(S3)이 형성된 매니폴드 블록(70);을 포함하며,
상기 매니폴드 블록(70)이 상기 제1 배관과 상기 실린더 수용공간 사이를 연통시키는 제1 연통 영역(S1) 및 상기 제2 배관과 상기 실린더 수용공간 사이를 연통시키는 제2 연통 영역(S2)을 구비함으로써, 상기 제1 배관 및 제2 배관이 각각 상기 매니폴드 블록(70)에 결합되며,
상기 매니폴드 블록의 하부에 세척대상인 피세척 노즐을 장착하고, 액추에이터에 의해 피스톤을 하방으로 구동함으로써 상기 수용공간 내의 세정액 또는 압축공기를 피세척 노즐에 고압으로 주입하도록 구성된 것을 특징으로 하는 노즐 세척장치.
제 1 항에 있어서,
피세척 노즐이 상기 매니폴드 블록의 상기 관통 영역(S3)의 하단부에 탈착가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 노즐 세척장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 매니폴드 블록의 제1 연통 영역(S1)을 통해 세정액을 실린더 수용공간에 흡입한 뒤 피스톤을 하강시켜 실린더 수용공간 내의 세정액을 피세척 노즐에 고압으로 주입하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 노즐 세척장치.
제 1 항에 있어서,
상기 매니폴드 블록의 제2 연통 영역(S2)을 통해 압축공기를 실린더 수용공간에 흡입한 뒤 피스톤을 하강시켜 실린더 수용공간 내의 압축공기를 피세척 노즐에 고압으로 주입하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 노즐 세척장치.
제 1항에 있어서, 상기 제1 밸브 모듈(20)이,
볼 밸브(21);
스텝모터(22);
상기 볼 밸브의 볼에 연결된 스템과 상기 스텝모터의 구동축을 연결하는 커플러(23);
상기 커플러(23)와 함께 회전하는 회전판(24); 및
상기 회전판의 회전을 감지하는 센서(25);를 포함하는 것을 특징으로 하는 노즐 세척장치.
제 1 항에 있어서, 상기 피세척 노즐의 세척을 위해,
제1 밸브 모듈의 밸브를 개방하고 제2 밸브 모듈의 밸브를 폐쇄한 상태에서 상기 피스톤을 상승시켜 제1 배관을 통해 세정액을 실린더 수용공간에 흡입하는 단계;
제1 밸브 모듈의 밸브와 제2 밸브 모듈의 밸브를 모두 폐쇄한 상태에서 상기 피스톤을 하강시켜 실린더 수용공간 내의 세정액을 소정 시간 동안 피세척 노즐에 고압으로 주입하여 노즐을 세정하는 단계; 및
제1 밸브 모듈의 밸브를 폐쇄하고 제2 밸브 모듈의 밸브를 개방한 상태에서 제2 배관을 통해 공급되는 압축공기를 실린더 수용공간을 거쳐 피세척 노즐에 고압으로 주입하여 노즐을 건조하는 단계;를 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 노즐 세척장치.
제 7 항에 있어서, 상기 피세척 노즐을 건조하는 단계가,
제1 소정시간 동안 제2 밸브 모듈을 개방하여 피세척 노즐에 압축공기를 주입하는 단계와 제2 소정시간 동안 제2 밸브 모듈을 폐쇄하고 피세척 노즐 내의 세정액을 노즐을 통해 배출하는 단계를 복수회 반복하는 것을 특징으로 하는 노즐 세척장치.
제 8 항에 있어서,
상기 노즐 세정 단계에서 세정액을 피세척 노즐에 주입할 때 노즐 내에 인가되는 압력이 3 bar 내지 20 bar이고,
상기 노즐 건조 단계에서 압축공기를 피세척 노즐에 주입할 때 노즐 내에 인가되는 압력이 2 bar 내지 8 bar인 것을 특징으로 하는 노즐 세척장치.