KR102624353B1

KR102624353B1 - 이오나이저

Info

Publication number: KR102624353B1
Application number: KR1020180120224A
Authority: KR
Inventors: 타카시 야스오카; 스구루 콘노; 겐 츠치야
Original assignee: 에스엠시 가부시키가이샤
Priority date: 2017-10-19
Filing date: 2018-10-10
Publication date: 2024-01-12
Also published as: TW201924490A; US11075505B2; TWI798258B; JP2019075349A; EP3474396B1; KR20190044000A; EP3474396A1; CN109687295A; US20190123519A1; JP6960582B2; CN109687295B

Abstract

(과제) 압축 공기의 적은 소비량으로 이온을 효율 좋게 제전 대상을 향해서 반송할 수 있도록 한다.
(해결 수단) 방전침(4)과, 상기 방전침(4)을 유지하는 방전침 홀더(31)와, 제전 대상을 향해서 이온 반송용의 공기를 분사하는 반송 공기 분사 기구(32)를 갖고, 상기 반송 공기 분사 기구(32)는 상기 방전침 홀더(31)에 인접하는 위치에 배치되어 있고, 구동 공기 분출구(48)를 갖는 구동 노즐(45)과, 상기 구동 노즐(45)의 전방에 외기 흡입 간극(51)을 통해 배치된 디퓨저(46)를 갖고, 상기 디퓨저(46)의 내부에 반송 공기 유통 구멍(52)이 상기 구동 공기 분출구(48)와 동축을 이루도록 형성됨과 아울러, 상기 반송 공기 유통 구멍(52)의 전단에 상기 반송 공기를 분사하기 위한 반송 공기 분사구(53)가 형성되어 있다.

Description

이오나이저{IONIZER}

본 발명은 정전기에 의해 대전한 제전(除電) 대상의 제전에 사용하는 이오나이저에 관한 것이다.

정전기에 의해 대전한 제전 대상으로부터 정전기를 제거할(제전할) 경우, 이오나이저가 사용된다. 이 이오나이저는 고전압의 인가에 의해 코로나 방전을 발생시켜 이온을 발생시키는 방전침을 구비하고 있고, 이 방전침으로부터 발생한 이온을 노즐로부터 분사되는 공기류에 실어서 제전 대상에 블로잉함으로써 정전기를 중화하는 것이다. 교류(AC) 방식의 이오나이저는 1개의 방전침을 갖고 있고, 이 1개의 방전침에 교류 고전압을 인가함으로써 정 및 부의 이온을 교대로 발생시키도록 구성되고, 직류(DC) 방식의 이오나이저는 2개의 방전침을 갖고 있고, 2개의 방전침 중 한쪽의 방전침에 정의 직류 고전압을 인가함으로써 정의 이온을 발생시키고, 다른 쪽의 방전침에 부의 직류 고전압을 인가함으로써 부의 이온을 발생시키도록 구성되어 있다.

종래의 이오나이저에 있어서는 상기 방전침에서 발생한 이온을 공기류에 의해 효율 좋게 제전 대상까지 반송하기 위해서, 예를 들면 특허문헌 1~3에 개시되어 있는 바와 같이 이온의 반송에 적합한 유량 및 유속의 공기류를 발생시키기 위한 각종 고안이 실시되어 있다.

특허문헌 1에서는 노즐에 방전 전극이 수용된 이온 생성실과, 이 이온 생성실을 둘러싸는 4개의 공기 통과 구멍을 형성하고, 상기 공기 통과 구멍으로부터 노즐의 전방을 향해서 공기를 방출함으로써 상기 이온 생성실로부터 노즐의 전방으로 방출된 이온을 상기 공기 통과 구멍으로부터의 공기류에 실어서 광범위로 날리도록 하고 있다.

그러나 이 제 1 공지예에서는 4개의 공기 통과 구멍을 통해 압축 공기를 분사하도록 하고 있기 때문에 상기 압축 공기의 유량 및 유속을 증대시켜서 제전 능력을 높이기 위해서는 상기 압축 공기의 공급압을 높이거나 또는 상기 공기 통과 구멍의 구멍 지름을 크게 할 필요가 있으며, 그 결과 압축 공기의 소비량이 많아진다는 문제가 있다.

또한, 특허문헌 2에서는 방전 전극이 수용된 수용 구멍을 둘러싸도록 4개의 분출구를 형성하고, 상기 분출구로부터 상기 수용 구멍이 개구하는 공기 증폭실 내에 압축 공기를 분사하고, 이 압축 공기를 상기 방전 전극으로부터 발생하는 이온과 함께 상기 공기 증폭실에 통하는 방출 구멍을 통해 분사하도록 하고 있으며, 그때 상기 공기 증폭실에 형성한 공기 도입 구멍으로부터 외기를 흡인해서 도입하고, 이 외기도 함께 분사함으로써 상기 방출 구멍으로부터 분사하는 공기의 유량을 증대하도록 하고 있다.

그러나 이 제 2 공지예에 있어서도 다수의 분출구로부터 압축 공기를 분사하도록 하고 있기 때문에 압축 공기의 소비량이 많아진다. 또한, 방전 전극의 침 끝에 근접하는 위치에서 상기 분출구로부터 압축 공기를 일부의 압축 공기가 침 끝을 따라 흐르도록 분사하고 있기 때문에 상기 침 끝의 근방을 고속으로 흐르는 공기의 유량이 증대하고, 이 고속의 공기류가 이온의 발생에 악영향을 끼칠 우려가 있다.

또한, 특허문헌 3에 있어서는 방전 전극이 수용된 폐쇄 공간으로 이루어지는 이온 생성실의 선단에 지름이 좁혀진 공기 방출구를 형성하고, 이 공기 방출구에 가늘고 긴 분사 튜브를 접속하고, 이 분사 튜브 내에 공기 송출관으로부터 공기를 고속으로 분출시킴으로써 상기 분사 튜브의 내부를 부압으로 하여 상기 이온 생성실 내의 이온 공기를 상기 분사 튜브의 내부에 인입(引入)하고, 인입한 이온 공기를 상기 분사 튜브의 선단으로부터 외부로 출사하도록 하고 있다. 그때 상기 이온 생성실에는 공기 유입구로부터 외기가 유입하도록 되어 있다.

그러나 이 제 3 공지예의 경우에는 방전 전극으로부터 발생한 이온이 이온 생성실의 벽면이나 분사 튜브의 내면 등에 접촉해서 부착하기 쉬울 뿐만 아니라 발생한 이온 전부가 소경의 상기 분사 튜브 내에 집속된 상태로 인입되기 때문에 정, 부의 이온이 접촉해서 중화되기 쉬워 이온의 감소에 의해 제전 효율의 저하를 초래할 우려가 있다.

일본 특허공개 2004-228069호 공보 일본 특허공개 2012-54088호 공보 일본 특허공개 2004-95271호 공보

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 이루어진 것이며, 그 기술적 과제는 압축 공기의 적은 소비량으로 이온을 효율 좋게 제전 대상을 향해서 반송할 수 있도록 하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명에 의한 이오나이저는 고전압의 인가에 의해 코로나 방전을 발생시켜 이온을 발생시키는 방전침과, 상기 방전침을 유지하는 방전침 홀더와, 제전 대상을 향해서 이온 반송용의 공기를 분사하는 반송 공기 분사 기구를 갖고 있다.

상기 방전침 홀더는 방전침 수용실과, 상기 방전침 수용실의 기단부에 통하는 보조 공기 유입구, 및 상기 방전침 수용실의 전단부에 외부 공간에 직접 연통하도록 개구하는 보조 공기 유출구를 갖고, 상기 방전침 수용실의 내부에 상기 방전침이 침 끝을 상기 보조 공기 유출구로부터 외부 공간으로 면하게 한 자세로 수용되고, 상기 방전침의 외주와 상기 방전침 수용실 및 보조 공기 유출구의 내주 사이에 상기 보조 공기 유입구로부터 상기 보조 공기 유출구로 이르는 보조 공기 유통 간극이 형성되어 있으며, 상기 반송 공기 분사 기구는 기단의 구동 공기 도입구 및 선단의 구동 공기 분출구를 갖는 구동 노즐과, 상기 구동 노즐의 전방에 외기 흡입 간극을 통해 배치된 디퓨저를 갖고 있고, 상기 방전침 홀더에 인접하는 위치에 배치되어 있으며, 상기 디퓨저의 내부에 상기 구동 공기 분출구보다 대경의 반송 공기 유통 구멍이 상기 구동 공기 분출구와 동축을 이루도록 형성되고, 상기 반송 공기 유통 구멍의 전단에 상기 반송 공기를 분사하기 위한 반송 공기 분사구가 형성되어 있다.

본 발명에 있어서는 상기 반송 공기 분사 기구의 구동 노즐 및 디퓨저가 상기 방전침의 중심을 통과하는 방전침 축선과는 상이한 위치이며, 상기 방전침 축선에 평행한 노즐 축선을 따라 배치되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 외기 흡인 간극은 상기 노즐 축선과 직교하는 모든 방향에서 상기 외부 공간에 직접 연통하고, 상기 반송 공기 분사구는 상기 외부 공간에 직접 개구하고 있어도 좋다.

본 발명에 있어서, 상기 방전침은 교류 고전압의 인가에 의해 정 및 부의 이온을 교대로 발생시키는 교류용의 방전침이며, 1개의 방전침에 대하여 1개 또는 2개의 반송 공기 분사 기구가 배치되어 있어도 좋고, 또는 상기 방전침은 직류 고전압의 인가에 의해 정 또는 부의 이온을 발생시키는 직류용의 방전침이며, 정, 부 한 쌍의 방전침에 대하여 1개의 반송 공기 분사 기구가 배치되어 있어도 좋다.

본 발명에 있어서, 바람직하게는 각각 형성되어 서로 결합된 제 1 부재 및 제 2 부재를 갖고, 상기 제 1 부재에 상기 방전침 홀더와 구동 노즐이 설치됨과 아울러, 상기 방전침이 유지되어 상기 제 2 부재에 상기 디퓨저가 설치되어 있는 것이다.

또한, 상기 제 1 부재 및 제 2 부재와 방전침에 의해 방전침 카트리지가 형성되고, 상기 방전침 카트리지가 이오나이저의 보디에 착탈 가능하게 부착되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 보디는 복수의 보디 블록을 직렬이며 또한 증감 가능하게 연결함으로써 형성되어 있고, 각 보디 블록에 상기 방전침 카트리지가 부착되어 있어도 좋다.

본 발명에 의하면 구동 노즐과 디퓨저를 갖는 반송 공기 분사 기구를 설치함으로써 상기 반송 공기 분사 기구의 이젝터 효과에 의해 이온 반송용의 공기를 증량한 상태로 제전 대상을 향해서 고속으로 분사할 수 있고, 이 결과 소량의 공기 소비량에 의해 이온을 효율 좋게 제전 대상을 향해서 반송할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 이오나이저의 측면도이다.
도 2는 이오나이저 본체를 폭 방향의 중앙 위치에서 길이 방향으로 절단한 단면도이다.
도 3은 도 2의 요부 확대도이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선을 따른 단면도이다.
도 5(a)~도 5(c)는 디퓨저에 있어서의 반송 공기 유통 구멍의 구멍형상의 변형예를 나타내는 요부 단면도이다.
도 6은 방전침 카트리지를 비스듬히 위로부터 본 사시도이다.
도 7은 방전침 카트리지를 비스듬히 아래로부터 본 사시도이다.
도 8은 도 6의 방전침 카트리지의 분해 사시도이다.
도 9는 풍속의 해석 결과를 나타내는 선도이다.
도 10은 본 발명에 의한 이오나이저의 다른 실시형태를 나타내는 요부 단면도이다.

도 1 및 도 2에는 본 발명에 의한 이오나이저(1)의 일실시형태가 나타내어져 있다. 이 이오나이저(1)는 반도체 웨이퍼나 액정 유리 등의 각종 워크(W)의 처리 공정에 있어서, 정전기로 대전한 상기 워크(W)의 제전에 사용하는 것이며, 교류 고전압의 인가에 의해 코로나 방전을 발생시켜 이온을 발생시키는 방전침(4)을 구비한 이오나이저 본체(2)와, 이오나이저 전체를 조작하는 조작반(3)을 갖고 있다.

상기 조작반(3)은 교류 고전압 회로를 내장하는 제 1 조작반(3a)과, 각종 조작 버튼(6)이나 램프(7), 표시부(8) 등을 구비한 제 2 조작반(3b)을 갖고 있고, 상기 제 2 조작반(3b)은 상기 제 1 조작반(3a)의 측면에 부착되어 있으며, 상기 조작반(3)은 상기 제 1 조작반(3a)으로부터 연장되는 코드(9)이며, 상기 이오나이저 본체(2)에 전기적으로 접속되어 있다.

상기 이오나이저 본체(2)는 보디 축선(L)을 따라 가늘고 긴 형태를 한 바 타입의 것이며, 보디(10)를 갖고 있다. 상기 보디(10)는 복수의 보디 블록(11a~11e)을 상기 보디 축선(L)을 따라 직렬이며 또한 증감 가능하게 연결함으로써 형성되어 있으며, 상기 보디(10)의 내부에 상기 보디 축선(L)을 따라 연장되는 공기 공급 유로(12)가 형성되어 있다. 또한, 상기 복수의 보디 블록(11a~11e)의 각각에는 상기 방전침(4)을 구비한 1개의 방전침 카트리지(13)가 착탈 가능하게 부착되어 있다. 도시한 예에서는 5개의 보디 블록(11a~11e)으로 상기 보디(10)가 형성되어 있다.

상기 5개의 보디 블록(11a~11e) 중 이오나이저 본체(2)의 가장 기단측(도면의 우측)에 위치하는 제 1 보디 블록(11a)의 구조는 그 밖의 제 2~제 5 보디 블록(11b~11e)의 구조와 약간 상위하고 있으며, 상기 제 2~제 5 보디 블록(11b~11e)의 구조는 서로 동일 구조이다. 이하, 각 보디 블록의 구조에 대해서 설명한다.

상기 제 1 보디 블록(11a)은 상기 방전침 카트리지(13)를 부착하기 위한 오목상의 카트리지 부착부(15)를 하면에 갖고, 상기 제 1 보디 블록(11a)의 내부를 상기 보디 축선(L)을 따라 상기 제 1 보디 블록(11a)의 기단으로부터 선단까지 유로 구멍(12a)이 관통하고 있다. 상기 유로 구멍(12a)은 상기 공기 공급 유로(12)의 일부를 형성하는 것이다.

상기 제 1 보디 블록(11a)의 기단부에는 관조인트(17)를 부착하기 위한 조인트 부착 구멍(16)이 상기 유로 구멍(12a)의 단부에 연통하도록 형성되고, 상기 조인트 부착 구멍(16)에 부착된 상기 관조인트(17)에 압축 공기원(18)에 연통하는 배관 튜브(19)가 접속되도록 되어 있다. 또한, 상기 제 1 보디 블록(11a)의 기단부에는 코드 접속부(20)가 형성되고, 상기 코드 접속부(20)에 상기 조작반(3)으로부터의 코드(9)가 접속되어 있다.

또한, 상기 제 1 보디 블록(11a)의 선단부에는 도 3으로부터도 알 수 있는 바와 같이 인접하는 제 2 보디 블록(11b)의 한 쌍의 록킹부(25)에 탄력적으로 록킹하는 한 쌍의 탄성 록킹편(21)과, 인접하는 제 2 보디 블록(11b)의 접속 구멍(26)에 실링 부재(23)를 통해 기밀하게 감합하는 접속관부(22)와, 상기 탄성 록킹편(21)에 의한 연결 부분을 하면측으로부터 덮어 가리는 차폐판(24)이 형성되어 있다. 상기 접속관부(22)는 상기 유로 구멍(12a)을 인접하는 제 2 보디 블록(11b)의 유로 구멍(12a)에 연통시키는 것이다.

한편, 상기 제 2~제 5 보디 블록(11b~11e)은 각각의 기단부에 상기 제 1 보디 블록(11a)의 기단부에 형성되어 있는 상기 조인트 부착 구멍(16) 및 코드 접속부(20) 대신에 상기 조인트부(25) 및 접속 구멍(26)이 형성되어 있는 점과, 보디 축선(L) 방향의 길이가 제 1 보디 블록(11a)의 같은 방향 길이보다 약간 짧다는 점이 상기 제 1 보디 블록(11a)과 상위하고 있을 뿐이며, 그 이외에는 실질적으로 상기 제 1 보디 블록(11a)과 동일 구성을 갖는 것이다. 따라서, 이들 제 2~제 5 보디 블록(11b~11e)에 대해서는 상기 제 1 보디 블록(11a)과 동일 구성 부분에 상기 제 1 보디 블록(11a)에 붙인 부호와 동일 부호를 붙여서 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 상기 제 5 보디 블록(11e)의 선단에는 상기 공기 공급 유로(12)의 선단을 막는 엔드 블록(27)이 부착되어 있다. 이 엔드 블록(27)은 상기 제 5 보디 블록(11e)의 접속관부(22)가 실링 부재(23)를 통해 기밀하게 감합하는 접속 구멍(28)을 갖고 있고, 상기 접속 구멍(28)의 선단의 개구부는 플러그(29)로 기밀하게 막아져 있다. 도면 중의 부호 30이 붙여진 부재는 상기 보디(10)의 상면과 측면을 덮는 커버이다. 이렇게 해서 연결된 상기 제 1~제 5 보디 블록(11a~11e)은 그들의 내부를 통과하는 연결 로드(14)(도 4 참조)에 의해 연결 상태로 유지되어 있다.

또한, 이하의 설명에 있어서, 상기 제 1~제 5 보디 블록(11a~11e)을 서로 구별할 필요가 없을 때에는 그들을 간단히 「보디 블록(11)」이라고 부르는 것으로 한다.

이어서, 상기 방전침 카트리지(13)에 대해서 설명한다. 상기 방전침 카트리지(13)는 도 3~도 8로부터도 명백한 바와 같이 상기 방전침(4)과, 상기 방전침(4)을 유지하는 방전침 홀더(31)와, 제전 대상인 워크(W)를 향해서 반송 공기를 분사하는 반송 공기 분사 기구(32)를 갖고 있다.

상기 방전침(4)은 금속으로 이루어지는 대경의 기단 부착부(33)와, 상기 기단 부착부(33)의 선단으로부터 연장되는 금속제의 방전침 본체(34)를 갖고, 상기 방전침 본체(34)의 선단에 점차 테이퍼를 이루는 원뿔상의 방전부(34a)가 형성되고, 상기 방전침(4)에 교류 고전압이 인가되면 상기 방전부(34a)가 코로나 방전을 발생시켜 정 및 부의 이온을 교대로 발생시키는 것이다.

또한, 상기 방전침(4)은 상기 방전침 카트리지(13)를 보디 블록(11)에 부착하면 상기 보디 블록(11)에 설치된 단자(35)를 통해 도전 부재(36)에 접촉하고, 상기 도전 부재(36)를 통해 상기 코드(9)에 접속됨으로써 상기 제 1 조작반(3a)의 교류 고전압 회로에 접속되도록 되어 있으며, 상기 도전 부재(36)는 제 1~제 5 보디 블록(11a~11e)에 각각 설치되어 있고, 상기 보디 블록(11a~11e)을 순차 접속하면 순차 전기적으로 접속되도록 구성되어 있다.

상기 방전침 홀더(31)는 상기 방전침(4)이 수용된 구멍형상의 방전침 수용실(37)을 갖고 있다. 이 방전침 수용실(37)은 상기 보디 축선(L)에 직교하는 제 1 축선(L1)을 따르도록 연장되어 있고, 기단측의 대경부(37a)와, 상기 대경부(37a)의 선단에 연속되는 소경부(37b)를 갖고, 상기 소경부(37b)의 내경은 상기 대경부(37a)의 내경보다 작다. 또한, 상기 대경부(37a)에는 상기 보디 블록(11)의 공기 공급 유로(12)에 통하는 보조 공기 유입구(38)가 형성되고, 상기 소경부(37b)의 선단에는 보조 공기 유출구(39)가 외부 공간(40)에 직접 연통하도록 개구하고 있다. 상기 소경부(37b)는 노즐상을 한 통부(41)의 선단 부분에 형성되어 상기 통부(41)의 전단에 상기 보조 공기 유출구(39)가 개구하고 있다.

그리고 상기 방전침 수용실(37)의 내부에 상기 방전침(4)이 상기 제 1 축선(L1)을 따라 기단 부착부(33)를 상기 대경부(37a) 내에 수용함과 아울러, 상기 방전침 본체(34)를 상기 대경부(37a)로부터 소경부(37b)에 걸치도록 배치한 상태이며, 침 끝(34b)을 상기 보조 공기 유출구(39)로부터 외부 공간(40)으로 조금 돌출시킨 자세로 수용되어 있다. 따라서, 상기 제 1 축선은 상기 방전침(4)의 중심을 통과하는 방전침 축선이라고 할 수도 있다.

상기 방전침(4)의 외주와 상기 대경부(37a) 및 소경부(37b)의 내주 사이에는 상기 보조 공기 유입구(38)로부터 보조 공기 유출구(39)로 이르는 보조 공기 유통 간극(42)이 형성되어 있다. 상기 보조 공기 유통 간극(42)은 상기 방전침(4)의 기단 부착부(33)와 상기 대경부(37a) 사이 및 상기 방전침 본체(34)와 상기 소경부(37b) 사이이며, 각각 좁혀져 있다. 이것 때문에 상기 공기 공급 유로(12)로부터 상기 보조 공기 유통 간극(42) 내로 유입하는 공기의 유량은 소량이며, 상기 보조 공기 유출구(39)로부터 상기 방전침(14)의 침 끝(34b)을 따라 외부로 유출되는 공기의 유량도 소량이다. 이 결과, 상기 방전침(4)의 침 끝(34b)의 주변에서 공기의 유량 및 압력이 상승하는 것에 의한 이온 발생 효율의 저하가 방지됨과 동시에 미소한 공기의 흐름에 의해 방전침(4)의 방전부(34a)에 오염물이 부착되는 것이 방지된다.

상기 방전침(4)의 침 끝(34b)은 반드시 상기 보조 공기 유출구(39)로부터 외부 공간(40)으로 돌출되어 있을 필요는 없고, 상기 보조 공기 유출구(39)의 개구단과 동일 평면상에 위치하고 있거나 또는 상기 개구단보다 약간 후퇴한 위치에 있어도 좋다. 요컨대, 상기 침 끝(34b)은 상기 보조 공기 유출구(39)로부터 상기 외부 공간(40)에 면하도록 배치되어 있으면 좋은 것이다.

상기 반송 공기 분사 기구(32)는 구동 노즐(45)과 디퓨저(46)를 갖고, 상기 구동 노즐(45)과 디퓨저(46)가 상기 방전침 홀더(31)의 방전침 수용실(37)과 인접하는 위치에 상기 제 1 축선(L1)에 평행한 제 2 축선(L2)을 따라 배치되어 있다. 이 제 2 축선(L2)은 노즐 축선(L2)으로 바꿔 말할 수 있다.

상기 구동 노즐(45)은 기단에 구동 공기 도입구(47a)를 갖는 구동 공기 유통 구멍(47)과, 상기 구동 공기 유통 구멍(47)의 선단에 연속되는 구동 공기 분출구(48)를 갖고 있으며, 상기 구동 공기 분출구(48)의 구멍 지름은 상기 구동 공기 유통 구멍(47)의 구멍 지름보다 소경이다. 또한, 상기 구동 공기 도입구(47a)는 상기 보디 블록(11)의 공기 공급 유로(12)에 연통하고 있다.

상기 디퓨저(46)는 원기둥상을 이루고 있고, 상기 구동 노즐(45)의 전방에 외기 흡입 간극(51)을 통해 배치되어 있으며, 상기 디퓨저(46)의 내부에는 상기 구동 공기 분출구(48)와 동축을 이루는 위치에 상기 구동 공기 분출구(48)보다 대경의 반송 공기 유통 구멍(52)이 형성되고, 상기 반송 공기 유통 구멍(52)의 전단에 상기 반송 공기를 분사하기 위한 반송 공기 분사구(53)가 형성되어 있다.

상기 반송 공기 유통 구멍(52)은 도 3에 나타내는 예에서는 상기 반송 공기 유통 구멍(52)의 전체 길이에 걸쳐 일정한 내경을 갖는 것 같은 형태로 형성되어 있지만, 상기 반송 공기 유통 구멍(52)의 형상은 도 5(a)에 나타내는 바와 같이 기단부(52a)가 밖여닫이상의 원뿔면을 이루는 형상이어도, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이 기단부(52a)와 전단부(52b)가 각각 밖여닫이상의 원뿔면을 이루고, 중간부(52c)가 일정한 내경을 갖는 것 같은 형상이어도 좋고, 또는 도 5(c)에 나타내는 바와 같이 기단부(52a)가 밖여닫이상의 원뿔면을 이루고, 상기 기단부(52a)로부터 상기 반송 공기 분사구(53)로 이르기까지의 부분(52d)이 전체적으로 점차 끝이 넓어지는 것을 이루는 것 같은 형상이어도 좋다. 이 경우, 상기 끝이 넓어지는 것을 이루는 부분(52d)의 내면은 상기 반송 공기 분사구(53)를 향해서 직선상을 이루고 있어도, 구멍의 내측을 향해서 볼록형을 한 곡면을 이루고 있어도 상관 없다.

상기 외기 흡입 간극(51)이 형성되어 있는 위치는 상기 보조 공기 유출구(39)의 개구단 및 상기 방전침(4)의 침 끝(34b)보다 후방이며, 또한 상기 반송 공기 분사구(53)가 형성되어 있는 위치는 상기 보조 공기 유출구(39)의 개구단 및 방전침(4)의 침 끝(34b)보다 전방이다. 그리고 상기 외기 흡입 간극(51) 및 반송 공기 분사구(53)는, 예를 들면 구멍과 같이 단면적이 좁혀짐으로써 압력 손실이 커지고 있는 제한 유로를 통하는 일 없이 상기 외부 공간(40)에 직접 연통하고 있다. 즉, 상기 외기 흡입 간극(51)은 상기 제 2 축선(L2)과 직교하는 모든 방향(디퓨저(46)의 전체 둘레)에서 상기 외부 공간(40)에 직접 연통하고, 상기 반송 공기 분사구(53)는 상기 외부 공간(40)에 직접 개구하고 있다.

상기 반송 공기 분사 기구(32)는 이젝터로서의 기능을 갖는 것이며, 상기 구동 노즐(45)의 구동 공기 분출구(48)로부터 상기 디퓨저(46)의 반송 공기 유통 구멍(52) 내에 상기 공기 공급 유로(12)로부터 공급된 구동 공기가 고속으로 블로잉되면 상기 반송 공기 유통 구멍(52) 내가 부압 상태가 되기 때문에 외부 공간(40)의 공기가 상기 외기 흡입 간극(51)을 통해 상기 반송 공기 유통 구멍(52) 내에 흡인되어 상기 구동 노즐(45)로부터의 구동 공기와 함께 상기 반송 공기 분사구(53)로부터 분사된다.

상기 방전침 홀더(31) 및 반송 공기 분사 기구(32)의 구조를 간단하며 또한 합리적으로 하기 위해서 도 6~도 8로부터 명백한 바와 같이 상기 방전침 카트리지(13)는 합성 수지에 의해 각각 형성된 제 1 부재(61)와 제 2 부재(62)를 서로 결합함으로써 형성되어 있으며, 상기 제 1 부재(61)에 상기 방전침 홀더(31)와 구동 노즐(45)이 일체로 형성됨과 아울러, 상기 방전침(4)이 유지되어 상기 제 2 부재(62)에 상기 디퓨저(46)가 일체로 형성되어 있다.

상기 합성 수지로서는 PBT 수지(폴리부틸렌테레프탈레이트 수지)나 ABS 수지(아크릴로니트릴·부타디엔·스티렌 공중합 수지) 등을 사용할 수 있다.

상기 제 1 부재(61)는 원기둥형을 한 주동(主胴)부(63)와, 상기 주동부(63)의 직경 방향의 양측면에 형성된 한 쌍의 록킹 돌출부(64, 64)와, 상기 주동부(63)의 상단으로부터 상기 제 1 축선(L1)을 따라 상방으로 연장되는 원기둥부(65)와, 상기 주동부(63)의 하단부에 형성된 대략 타원형의 플랜지부(66)와, 상기 플랜지부(66)의 하면에 연속되는 コ자형의 프레임부(67)와, 상기 프레임부(67)의 내측 공간과 상기 플랜지부(66)의 상부 공간을 연통시키는 노치부(68)를 구비하고 있다.

상기 원기둥부(65)의 외경은 상기 주동부(63)의 외경보다 작고, 상기 플랜지부(66)의 단축 방향의 지름은 상기 주동부(63)의 외경보다 크다. 또한, 상기 록킹 돌출부(64)는 상기 주동부(63)의 원주 방향으로 점차 경사져 있으며, 그 경사의 방향은 오른나사의 나사산과 동일 방향이다. 또한, 상기 주동부(63)의 외주에는 환상의 메인 실링 부재(69)가 부착되고, 상기 방전침(4)의 상단부의 상기 원기둥부(65)로부터 상방으로 돌출되는 부분에 O링(70)이 부착되어 있다.

그리고 상기 원기둥부(65) 및 주동부(63)의 내부에 상기 방전침 수용실(37)이 형성됨과 아울러, 상기 원기둥부(65)의 측면에 상기 보조 공기 유입구(38)가 형성되고, 상기 통부(41)의 선단은 상기 프레임부(67)의 내부까지 연장되어 있다. 또한, 상기 주동부(63)의 내부의 상기 방전침 수용실(37)에 인접하는 위치에 상기 구동 노즐(45)의 구동 공기 유통 구멍(47)이 형성되고, 상기 주동부(63)의 상면에 상기 구동 공기 도입구(47a)가 개구하고 있다.

한편, 상기 제 2 부재(62)는 직사각형 프레임상을 한 본체부(71)와, 상기 본체부(71)가 상대하는 한 쌍의 프레임변(71a, 71a)으로부터 상기 제 1 축선(L1)과 평행하게 기립한 한 쌍의 판상부(72)를 갖고 있고, 상기 본체부(71)의 다른 한 쌍의 프레임변(71b, 71b)의 한쪽에 상기 디퓨저(46)가 상기 제 2 축선(L2)을 따라 일체로 형성되어 있다.

그리고 상기 제 2 부재(62)가 상기 제 1 부재(61)의 프레임부(67) 내에 삽입되어 고정됨으로써 상기 방전침 카트리지(13)가 조립되어 있다. 이때 상기 제 1 부재(61)와 제 2 부재(62)의 고정은 상기 제 2 부재(62)의 본체부(71)의 외면에 형성한 작은 록킹 돌기를 상기 제 1 부재(61)의 프레임부(67)의 내면에 파고들게 하여 록킹시킴으로써 행해져 있다.

이렇게 해서 형성된 상기 방전침 카트리지(13)는 상기 보디 블록(11)에 형성된 상기 카트리지 부착부(15) 내에 감합시킴으로써 상기 보디 블록(11)에 부착되어 있다. 그 부착은 상기 방전침 카트리지(13)를 제 1 축선(L1)의 둘레로 도 3에 나타내는 방향과는 90˚ 다른 방향으로 해서 상기 카트리지 부착부(15) 내에 삽입한 후 시계 방향으로 90˚ 회전시켜서 도 3에 나타내는 방향을 향함으로써 행한다. 그렇게 하면 도 4에 나타내는 바와 같이 상기 한 쌍의 록킹 돌출부(64, 64)가 상기 카트리지 부착부(15)의 내벽의 상대하는 위치에 형성된 한 쌍의 록킹 단차벽(73, 73)에 록킹하기 위해 상기 방전침 카트리지(13)가 상기 보디 블록(11)에 고정 상태로 부착된다. 이때 상기 플랜지부(66)가 상기 보디 블록(11)의 하면에 접촉함과 아울러, 상기 플랜지부(66)의 상면의 돌기(74)가 상기 보디 블록(11)의 하면의 오목부(75)에 감합함으로써 상기 방전침 카트리지(13)가 그 방향으로 위치 결정된다.

이렇게 해서 상기 방전침 카트리지(13)가 상기 보디 블록(11)에 부착되면 상기 방전침(4)에 장착된 O링(70)은 상기 원기둥부(65)의 상단면(65a)과 카트리지 부착부(15)의 상벽면(15a) 사이에 압축된 상태로 개재함으로써 상기 방전침 수용실(37)을 상기 공기 공급 유로(12)로부터 차단하고, 상기 메인 실링 부재(69)는 상기 주동부(63)의 외주와 카트리지 부착부(15)의 내주 사이를 실링한다. 또한, 상기 원기둥부(65)의 측면의 상기 보조 공기 유입구(38) 및 상기 주동부(63)의 상면의 상기 구동 공기 도입구(47a)는 상기 공기 공급 유로(12)에 연통한다.

또한, 상기 방전침 카트리지(13)를 상기 보디 블록(11)으로부터 분리할 때에는 상기 방전침 카트리지(13)를 반시계 방향으로 90˚ 회전시켜서 상기 록킹 돌출부(64)를 상기 록킹 단차벽(73)으로부터 이탈시키면 좋다.

상기 구성을 갖는 이오나이저(1)를 사용해서 워크(W)를 제전할 때에는 상기 조작반(3)을 조작함으로써 이오나이저 본체(2)의 각 방전침(4)에 교류 고전압을 인가함과 아울러, 공기 공급 유로(12)에 압축 공기원(18)으로부터 압축 공기를 공급한다. 그렇게 하면 상기 방전침(4)의 선단의 방전부(34a)에 코로나 방전이 발생하고, 공기의 분자가 이온화됨으로써 정 및 부의 이온이 교대로 발생하고, 발생한 이온은 상기 방전침(4)의 침 끝(34b)이 면하는 외부 공간(40)에 방출된다.

또한, 상기 공기 공급 유로(12)에 공급된 공기는 상기 방전침 홀더(31)의 보조 공기 유입구(38)로부터 상기 방전침 수용실(37) 내에 유량 제한된 상태로 유입함과 아울러, 상기 반송 공기 분사 기구(32)의 구동 공기 도입구(47a)로부터 상기 구동 공기 유통 구멍(47) 내에 유입한다.

상기 방전침 수용실(37) 내에 유입한 공기는 상기 방전침 본체(34)의 둘레의 보조 공기 유통 간극(42)을 통해 외부 공간(40)에 소량씩 유출하고, 이 공기의 흐름에 의해 상기 방전침 본체(34)에 있어서의 방전부(34a)의 외주에 쓰레기가 부착되는 것이 방지된다.

한편, 상기 구동 공기 도입구(47a)로부터 구동 공기 유통 구멍(47) 내로 유입한 공기는 상기 구동 공기 분출구(48)로부터 상기 반송 공기 유통 구멍(52) 내로 고속으로 블로잉된다. 그렇게 하면 상기 반송 공기 유통 구멍(52)의 내부는 부압 상태가 되기 때문에 외부 공간(40)의 공기가 상기 외기 흡입 간극(51)을 통해 상기 반송 공기 유통 구멍(52) 내에 흡인되어 상기 구동 노즐(45)로부터의 구동 공기와 함께 상기 반송 공기 분사구(53)로부터 워크(W)를 향해서 분사된다. 이 반송 공기의 분사에 의해 상기 방전침(4)에 의해 발생하여 외부 공간(40)으로 방출된 이온이 상기 외부 공간(40)의 공기와 함께 상기 반송 공기의 분류에 말려들어 워크(W)를 향해 반송되고, 상기 워크(W)에 도달함으로써 상기 워크(W)의 제전이 행해진다.

이때 상기 반송 공기 분사구(53)로부터 분사되는 공기의 양은 상기 구동 공기에 비해 증량되어 있으며, 그 증량에 의해 풍속도 빨라지기 때문에 상기 이온을 포함하는 공기류가 워크(W)에 도달하는 시간도 빨라진다. 그 결과, 소량의 공기 소비량에 의해 이온을 효율 좋게 제전 대상을 향해서 반송하는 것이 가능해지고, 이오나이저(1)의 성능 지표인 감쇠 시간(정전기 대전량을 90% 저감할 때까지의 시간)을 단축할 수 있다.

또한, 컴퓨터를 사용한 풍속의 해석 결과에 의하면 상기 반송 공기 분사 기구(32)로서 본 실시형태와 같이 디퓨저를 설치함으로써 이젝터 기능을 갖게 한 것을 사용했을 경우와, 종래와 같이 디퓨저가 없는 것(이젝터 기능을 갖고 있지 않은 것)을 사용했을 경우에서는 도 9에 나타내는 바와 같이 동일 소비 유량의 조건에서 이젝터 기능을 갖는 것을 사용한 경우의 편이 풍속이 빨라진다는 것이 확인되어 있다.

또한, 상기 실시형태에서는 상기 반송 공기 분사 기구(32)가 1세트만 설치되어 있지만, 이 반송 공기 분사 기구(32)는 상기 방전침(4)의 둘레에 등간격으로 복수 세트 설치할 수도 있다. 예를 들면, 상기 반송 공기 분사 기구(32)를 2세트 설치할 경우에는 도 3에 노즐 축선(L2')에서 나타내는 위치, 즉 방전침(4)을 사이에 두고 상기 반송 공기 분사 기구(32)와는 좌우 반대측의 위치에 다른 1세트의 반송 공기 분사 기구를 배치할 수 있다. 즉, 방전침(4)을 사이에 두고 서로 좌우 대칭의 위치에 반송 공기 분사 기구를 1세트씩 배치하면 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는 상기 보조 공기 유출구(39)의 개구단 및 방전침(4)의 침 끝(34b)이 상기 외기 흡입 간극(51)과 반송 공기 분사구(53) 사이의 위치에 배치되어 있지만, 상기 보조 공기 유출구(39)의 개구단 및 방전침(4)의 침 끝(34b)은 상기 외기 흡입 간극(51)과 동등 위치이거나 또는 그것보다 후방 위치에 배치되어 있어도, 또는 상기 반송 공기 분사구(53)와 동등 위치이거나 또는 그것보다 전방 위치에 배치되어 있어도 좋다.

또한, 상기 실시형태의 이오나이저(1)는 AC 방식이기 때문에 상기 방전침 카트리지(13)가 방전침(4)을 1개 구비하고 있지만, 본 발명은 방전침 카트리지가 2개의 방전침을 구비한 DC 방식의 이오나이저에도 적용할 수 있다. 이 경우, 예를 들면 도 10에 나타내는 방전침 카트리지(13A)와 같이 정극 및 부극의 2개의 방전침(4a, 4b)의 중간 위치에 구동 노즐(45) 및 디퓨저(46)를 구비한 1세트의 반송 공기 분사 기구(32)를 배치할 수 있다. 이 방전침 카트리지(13A)의 그 밖의 구성은 도 3의 방전침 카트리지(13)와 실질적으로 동일하기 때문에 주요한 동일 구성 부분에 도 3에 사용한 부호와 같은 부호를 붙여서 그 설명은 생략한다.

1: 이오나이저 4, 4a, 4b: 방전침
10: 보디 11a, 11b, 11c, 11d, 11e: 보디 블록
13, 13A: 방전침 카트리지 31: 방전침 홀더
32: 반송 공기 분사 기구 34b: 침 끝
37: 방전침 수용실 38: 보조 공기 유입구
39: 보조 공기 유출구 40: 외부 공간
42: 보조 공기 유통 간극 45: 구동 노즐
46: 디퓨저 47a: 구동 공기 도입구
48: 구동 공기 분출구 51: 외기 흡입 간극
52: 반송 공기 유통 구멍 53: 반송 공기 분사구
61: 제 1 부재 62: 제 2 부재
Ll: 방전침 축선(제 1 축선) L2: 노즐 축선(제 2 축선)
W: 워크(제전 대상)

Claims

고전압의 인가에 의해 코로나 방전을 발생시켜 이온을 발생시키는 방전침과, 상기 방전침을 유지하는 방전침 홀더와, 제전 대상을 향해서 이온 반송용의 공기를 분사하는 반송 공기 분사 기구를 갖고,
상기 방전침 홀더는 방전침 수용실과, 상기 방전침 수용실의 기단부에 통하는 보조 공기 유입구 및 상기 방전침 수용실의 전단부에 외부 공간에 직접 연통하도록 개구하는 보조 공기 유출구를 갖고, 상기 방전침 수용실의 내부에 상기 방전침이 침 끝을 상기 보조 공기 유출구로부터 외부 공간으로 면하게 한 자세로 수용되고, 상기 방전침의 외주와 상기 방전침 수용실 및 보조 공기 유출구의 내주 사이에 상기 보조 공기 유입구로부터 상기 보조 공기 유출구로 이르는 보조 공기 유통 간극이 형성되어 있으며,
상기 반송 공기 분사 기구는 기단의 구동 공기 도입구 및 선단의 구동 공기 분출구를 갖는 구동 노즐과, 상기 구동 노즐의 전방에 외기 흡입 간극을 통해 배치된 디퓨저를 갖고 있고, 상기 방전침 홀더에 인접하는 위치에 배치되어 있으며, 상기 디퓨저의 내부에 상기 구동 공기 분출구보다 대경인 반송 공기 유통 구멍이 상기 구동 공기 분출구와 동축을 이루도록 형성되어 상기 반송 공기 유통 구멍의 전단에 상기 반송 공기를 분사하기 위한 반송 공기 분사구가 형성되어 있고,
상기 반송 공기 분사 기구의 구동 노즐 및 디퓨저는 상기 방전침의 중심을 통과하는 방전침 축선과는 상이한 위치이며, 상기 방전침 축선에 평행한 노즐 축선을 따라 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 이오나이저.
제 1 항에 있어서,
상기 외기 흡입 간극은 상기 노즐 축선과 직교하는 모든 방향에서 상기 외부 공간에 직접 연통하고, 상기 반송 공기 분사구는 상기 외부 공간에 직접 개구하고 있는 것을 특징으로 하는 이오나이저.
제 1 항에 있어서,
상기 방전침은 교류 고전압의 인가에 의해 정 및 부의 이온을 교대로 발생시키는 교류용의 방전침이며, 1개의 방전침에 대하여 1개 또는 2개의 반송 공기 분사 기구가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 이오나이저.
제 1 항에 있어서,
상기 방전침은 직류 고전압의 인가에 의해 정 또는 부의 이온을 발생시키는 직류용의 방전침이며, 정, 부 한 쌍의 방전침에 대하여 1개의 반송 공기 분사 기구가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 이오나이저.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
각각 형성되어 서로 결합된 제 1 부재 및 제 2 부재를 갖고, 상기 제 1 부재에 상기 방전침 홀더와 구동 노즐이 설치됨과 아울러, 상기 방전침이 유지되고, 상기 제 2 부재에 상기 디퓨저가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 이오나이저.
제 5 항에 있어서,
상기 제 1 부재 및 제 2 부재와 방전침에 의해 방전침 카트리지가 형성되고, 상기 방전침 카트리지가 이오나이저의 보디에 착탈 가능하게 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 이오나이저.
제 6 항에 있어서,
상기 보디는 복수의 보디 블록을 직렬이며 또한 증감 가능하게 연결함으로써 형성되고, 각 보디 블록에 상기 방전침 카트리지가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 이오나이저.
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