KR20010070779A - 엘씨디기판 세정용 장방형 노즐장치 - Google Patents

Abstract

엘씨디기판 세정용 장방형 노즐 장치는 세정액이 유입되는 유입구의 단면적을 작게하고 그 하부에 저수조 및 다공판을 형성하여 이를 통과한 세정액이 균일압력을 지닌 층류로 변환되도록 하고, 세정액의 흐름에 수직방향으로 유선형 기구를 설치하고 그 내부에 구멍을 내어 볼트로 체결함으로써 고압의 세정액에 의하여 노즐 간극에 작용되는 힘이 볼트의 체결력에 의하여 보상되므로 장방형 노즐간극의 탄성변형을 방지하여 균일한 분류를 얻을 수 있으며, 장방형 노즐을 대칭 및 연속배치함으로써 분류의 충돌을 이용하여 두 장방형 노즐이 접하는 부분에 와류를 형성하여 세정기능을 강화한다.

Description

엘씨디기판 세정용 장방형 노즐장치{Rectangular nozzle apparatus for cleaning glass substarte for liquid crystal display}

본 발명은 엘씨디 (LCD)기판 세정용 장방형 노즐장치에 관한 것으로, 특히, 세정액의 분사량을 기존의 노즐보다 소량 사용하며 또한 상기 노즐에서 세정액을 균일하게 분사하여 엘씨디 기판의 세정 효과를 향상시키도록 한 엘씨디 기판 세정용 장방형 노즐장치에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 엘씨디기판 세정용 장방형 노즐장치를 나타내는 도면으로서, 도시하는 바와 같이 일반적인 엘씨디기판 세정용 장방형 노즐장치는 단면적이 큰 유입구(10)와 단면적이 작은 분사노즐(20)로 구성되어 있다. 질량보존법칙에 의하여 계(System)에 유입된 세정액의 유량 Qs는 계를 통하여 유출되는 유량 Qo와 동일하여야 하며, 이때 유량은 유체가 통과하는 단면적과 그 유체의 속도에 비례하게 된다.

따라서, 개방형 분사노즐의 단면적 Ao는 세정액의 유입단면적 As에 비하여 매우 작으므로 세정액이 분사노즐에서 분출될 때 속도는 매우 빠르게 되며, 유입구와 분사노즐 사이에서는 단면적 Am이 비교적 크기 때문에 세정액의 속도는 비교적 낮게 된다. 그러므로, 에너지손실을 무시하고 위치에너지가 동일하다고 가정하면 세정액이 보유한 압력에너지와 속도에너지의 합은 베르누이 방정식(Bernoulli equation)에 의하여 항상 일정하여야 하므로 유입구와 분사노즐 사이에 존재하는 세정액의 압력 Pm은 매우 높게 된다.

한편, 유체에 작용되는 압력은 작용력에 비례하고 작용면적에 반비례한다는 파스칼(Pascal)의 원리에 의하여 Pm이 개방형 노즐간극 h에 미치는 힘 Fm은 매우 크게 되며, 이 힘에 의하여 기존의 개방형 분사노즐의 간극이 탄성적으로 변형되어 표준편차 10% 정도에서 타원형으로 된다. 따라서 개방형 노즐의 간극 h를 dh만큼 축소시킬 경우 세정액의 압력에너지가 노즐간극에 미치는 힘에 의하여 탄성변형이 발생되어 분출분류의 균일화가 달성될 수 없기 때문에 노즐간극 h의 최소화에 제약을 받는다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 노즐 내측 상부로 유입된 난류의 세정액을 층류로 변환하는 수단을 구비함으로써 저유량, 고균질의 엘씨디기판 세정용 장방형 노즐 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 노즐간극의 탄성변형을 보상하기 위한 수단을 구비하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 엘씨디기판 세정용 장방형 노즐 장치의 연속사용과 수평면에 대한 대칭배열에 의하여 세정기능을 강화하는 것이다.

도 1은 일반적인 엘씨디기판 세정용 노즐장치를 나타내는 도면.

도 2(a)는 본 발명의 제1실시예에 따른 엘씨디기판 세정용 장방형 노즐장치를 나타내는 도면, 도 2(b)는 도 2(a)의 부분 확대도.

도 3(a)는 본 발명의 제2실시예에 따른 엘씨디기판 세정용 장방형 노즐장치를 나타내는 도면, 도 3(b)는 도 3(a)의 부분 확대도.

도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 엘씨디기판 세정용 장방형 노즐장치를 나타내는 도면.

도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 엘씨디기판 세정용 장방형 노즐장치를 나타내는 도면.

도 6은 본 발명의 제5실시예에 따른 엘씨디기판 세정용 장방형 노즐장치를 나타내는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20 ----- 분사노즐 30 ----- 유입구

40 ----- 저수조 50 ----- 다공판

60, 70 ----- 유선형 체결기구 100 ----- 유리기판

상기한 본 발명의 일목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 엘씨디기판 세정용 장방형 노즐 장치는 세정액이 유입되는 유입구의 단면적을 작게하고 그 하부에 저수조 및 다공판을 형성하여 이를 통과한 세정액이 균일압력을 지닌 층류로 변환되도록 한다.

상기한 본 발명의 일목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 엘씨디기판 세정용 장방형 노즐 장치는, 세정액의 흐름에 수직방향으로 유선형 기구를 설치하고 그 내부에 구멍을 내어 볼트로 체결함으로써 고압의 세정액에 의하여 노즐 간극 에 작용되는 힘이 볼트의 체결력에 의하여 보상되므로 장방형 노즐간극의 탄성변형을 방지하여 균일한 분류를 얻을 수 있다.

상기한 본 발명의 일목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 엘씨디기판 세정용 장방형 노즐 장치는, 장방형 노즐을 대칭 및 연속배치함으로써 분류의 충돌을 이용하여 두 장방형 노즐이 접하는 부분에 와류를 형성하여 세정기능을 강화한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

(실시예1)

도 2의 (a) 및 (b)에 나타낸 것처럼 난류상태의 세정액을 단면적이 작은 유입구(30)를 통하여 유량 Qs와 유압 Ps로 공급한다. 질량보존법칙에 의하여 유입구(30)에 공급된 유량 Qs는 저수조(40)에서의 유량과 동일하여야 한다. 또 유체가 일정 단면을 통과할 때 유량은 단면적과 그 단면을 통과하는 유체의 속도에 비례하므로 유입구(30)에서 고속으로 분출된 세정액은 단면적이 Ar로 확대된 저수조(40)에서 Vr의 저속으로 변환된다.

또한, 유체의 손실을 무시하고 위치에너지가 동일하다고 가정하면 베르누이 방정식 즉 유체의 속도에너지와 압력에너는 항상 일정하여야 하므로 저수조(40)에서 저속의 세정액은 고압이 된다. 또한 저수조(40)의 하부에는 다공판(50)을 설치하여 저수조(40)에서 세정액이 균일하게 압축되도록 한다.

따라서 다공판(50)을 통과한 후 세정액은 균일압력을 지닌 층류로 변환된다.

(실시예2)

도 3의 (a)에 나타내듯이, 상기 제1실시예에 따라 다공판(50)을 통과한 세정액은 다시 면적이 Am으로 급팽창되기 때문에 속도 Vm은 작게 된다. 따라서 베르누이 방정식에 의하여 속도에너지의 감소에 따라 압력에너지가 급증하여 고압의 층류가 생성된다. 그러나 다공판(50)에 의하여 형성된 층류는 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이, 세정액은 유선형 체결기구(60)를 통과하면서 박리가 시작되고, 하류에 와동이 형성된다. 이 주류가 합류되고 와동이 사라지는 거리 b에 대하여는 유선형기구의 크기 a와 유선형기구 사이의 간격 d가 중요한 인자가 된다.

따라서, 본 실시예에서는 유선형기구 사이의 간격 d를 유선형기구의 크기 a의 3~5배로 하여 주류가 장방형 분사노즐에 도달되기 전에 다시 합류되도록 구성하였다.

(실시예3)

다공판(50)의 하부에 생성된 고압 Pm은 파스칼(Pascal)의 원리, 즉 단위면적에 작용하는 압력은 힘에 비례하기 때문에 장방형 노즐간극 h에는 힘 Fm이 작용된다. 이 힘에 의한 장방형 노즐간극의 탄성변형을 보상하기 위하여 도 4에 나타낸 것처럼 세정액의 흐름에 수직방향으로 유선형 체결기구(70)를 설치하고 그 내부에구멍을 내어 볼트로 체결한다. 따라서 고압의 세정액에 의하여 노즐 간극 h에 작용되는 힘 Fm은 볼트의 체결력에 의하여 보상되므로 장방형 노즐간극의 탄성변형은 극히 미비하게 된다. 따라서, 세정액이 장방형 노즐에서 균일하게 분사되며, 볼트의 체결력이 일정하게 유지되기 때문에 장방형노즐의 길이 L이 극대화 되어도 장방형 노즐 끝에서 탄성변형이 발생하지 않으므로 언제나 균일한 분류를 얻을 수 있다.

결과적으로 본 실시예에 따라 동일 유량을 공급하고 노즐간극 h를 1/2로 줄일 경우 세정액의 유속은 2배로 빨라지고 속도에너지는 4배로 증대되기 때문에 세정력도 4배로 증대된다. 또한, 동일 압력으로 세정액을 공급하고 노즐간극 h를 1/2로 줄일 경우 세정력을 그대로 유지하면서 유량을 1/2로 감소시킬 수 있다 .

(실시예4)

도 5에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에서는 노즐에서 분사되는 세정액의 속도에너지를 이용하여 유리기판(100)의 상하면에 강한 충돌력에 유발시켜 유리기판(100)의 상면과 하면을 동시에 세정할 수 있도록 구현하였다. 장방형 노즐 분사구(20)의 좁은 단면에서 분출된 세정액은 질량보존법칙에 의하여 고속의 분류가 되며, 이 고속의 분류가 유리기판(100)의 상하면과 충돌하여 높은 충돌력에 의하여 강한 세정이 이루어진다. 또한 대칭적으로 배치된 상부 및 하부의 장방형 노즐의 분사각을 요구사항에 맞추어 적절하게 변화시키면 속도에너지와 충돌에너지를 모두 활용할 수 있다.

다시말해, 장방형 노즐의 분사구(20)에서 세정액이 경사지게 분출되면 세정액이 보유한 충돌에너지는 감소하지만 에너지 보존법칙에 의하여 속도에너지는 높게 된다. 이 시스템을 건조용으로 사용할 경우, 높은 속도에너지에 의하여 이전 세정단계에서 유리기판에 잔존하는 세정액을 용이하게 건조 시킬 수 있다.

본 실시예에 따른 도 5의 각 부분 구성은 도 4에 기초한 것이며, 단지 도 4에 나타낸 장방형 노즐장치를 대칭적으로 구현한 것이므로 각 부호에 대한 설명 및 작용은 생략한다.

(실시예5)

도 6에 나타낸 바와 같이, 장방형 노즐의 대칭 배치와 분류의 충돌에너지를 이용하여 유리기판(100)의 상면과 하면을 동시에 세정할 수 있으며, 장방형 노즐을 연속하여 사용함으로써 각각의 노즐 분사구(20)에서 분출되는 세정액이 서로 다른 방향에서 동일한 힘으로 유리기판(100)의 일직선에서 충돌하여 충돌 영역을 형성하게 된다. 이 때, 두 흐름의 충돌부 상부 즉 두 장방형 노즐이 접하는 부분에 와류의 형성이 용이하도록 와류형성영역을 마련한다.

와류의 형성에 의하여 세정액과 유리기판(100) 사이의 표면 마찰저항이 증가되고, 이 힘에 의하여 세정력이 증대된다. 따라서, 장방형 노즐을 연속하여 사용함으로써 각각의 장방형 노즐에 의하여 2개의 세정영역이 형성되며, 두 세정액의 충돌에 의하여 추가적인 세정영역이 생성되므로 세정액의 감소 효과를 적극적으로 이용할 수 있게 된다.

본 실시예에 따른 도 6의 각 부분 구성은 도 4 및 도 5에 기초한 것이며, 단지 도 5에 나타낸 장방형 노즐장치를 연속적으로 구현한 것이므로 각 부호에 대한 설명 및 작용은 생략한다.

본 발명의 엘씨디 기판 세정용 장방형 노즐장치에 따르면, 세정액의 분사량을 기존의 노즐보다 소량 사용하며 또한 상기 노즐의 하부 끝단에서 세정액의 분사형상을 균일하게 하여 엘씨디 기판의 세정효과를 향상시키는 것이 가능하게 된다.

Claims (3)

1. 세정액이 유입되는 유입구와 유리기판에 세정액을 공급하는 장방형 분사노즐로 이루어진 엘씨디기판 세정용 장방형 노즐장치에 있어서,

   상기 세정액이 유입되는 유입구의 단면적을 작게하고 그 하부에 저수조 및 다공판을 형성하여 이를 통과한 세정액이 균일압력을 지닌 층류로 변환되도록 하고, 세정액의 흐름에 수직방향으로 유선형 기구를 설치하여 상기 분사노즐을 체결함으로써 장방형 분사노즐 간극의 탄성변형을 방지하도록 구성됨을 특징으로 하는 엘씨디기판 세정용 장방형 노즐장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 장방형 노즐을 유리기판에 대하여 상하 대칭으로 배치한 것을 특징으로 하는 엘씨디기판 세정용 장방형 노즐장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 장방형 노즐을 유리기판에 대하여 상하 대칭으로 평면상에서 연속적으로 배치한 것을 특징으로 하는 엘씨디기판 세정용 장방형 노즐장치.