KR20030063223A

KR20030063223A - 먼지제거장치

Info

Publication number: KR20030063223A
Application number: KR10-2003-0003938A
Authority: KR
Inventors: 이케다히데키; 츠카하라히데아키; 미야지마신지; 혼다세이이치; 이노마타에이지
Original assignee: 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2002-01-21
Filing date: 2003-01-21
Publication date: 2003-07-28
Also published as: JP2003211099A; DE10302127A1; CN1433914A; JP3579030B2; US7017226B2; CN1265990C; US20030145418A1

Abstract

본 발명에 따른 개량된 먼지제거장치는, 먼지 제거가 이루어져야 할 작업물의 표면에 실질적으로 평행하게 배치되는 회전 브러시; 회전 브러시의 상반부(上半部)의 외주를 커버하는 반(半)원통상의 후드로서, 상기 후드는 반원형상을 가지는 한 쌍의 대향측면과 전단 직선부 및 후단 직선부를 가지며; 후드에 연결되는 배출 닥트로서, 회전 브러시는 후드와 함께 작업물의 표면을 따라 이동하여 작업물의 표면으로부터 먼지를 제거하고 그 제거된 먼지는 배출 닥트로 유도되며; 회전브러시 근방의 작업물표면 영역을 향해, 후드의 전단 직선부를 따라 공기를 분사하는 전측 에어노즐 유닛; 및 회전브러시 근방의 작업물 표면의 또 다른 영역을 향해, 후드의 후단 직선부를 따라 공기를 분사하는 후측 에어노즐 유닛을 포함하는 구성을 가지며,

전측 에어노즐 유닛은 작업물 표면에 공기를 분사함으로써 회전브러시의 전방에 에어커튼을 형성하고, 게다가 전측 에어노즐 유닛이 회전브러시 근방의 작업물 표면에, 후드의 전단 직선부를 따라 공기를 분사하는 것에 의해, 작업물 표면에 부착된 먼지가 작업물 표면으로부터 쉽게 분리 가능한 유용한 발명이다.

Description

먼지제거장치{DUST REMOVAL APPARATUS}

본 발명은 작업물의 표면을 양호한 조건에서 도장하기 위하여, 도장(塗裝)공정 전에 작업물의 표면으로부터 외래의 티끌, 진애(塵埃), 린트(lint)등(이하에서는 먼지라고 함)의 먼지를 제거하기 위한 먼지제거장치에 관한 것이다.

자동차의 차체 표면을 도장(塗裝)하는 경우, 도장공정 전에 그 표면에 존재하는 먼지를 제거하지 않으면 도장하는 경우에 결함이 발생하게 된다. 이러한 결함을 방지하기 위해서, 차체 표면을 도장하기 전에 먼지제거장치를 통해 차체의 표면에 부착되어 있는 먼지를 제거해야 할 필요가 있다.

종래의 여러 먼지제거장치 가운데 하나가 일본 실용 공개공보 소62-132776호에 개시되어 있는데, 이하에서는 이에 대해 설명한다.

도 13은 상기 공보에 개시된 먼지제거장치(100)의 단면도이다. 개시된 먼지제거장치(100)에서, 먼지제거 브러시(101)의 상반부(上半部)는 후드(102)로 커버된다. 배출 닥트(exhaust duct, 103; 도 13에는 하나만 도시됨)는 후드(102)의 전단부에 연결되고, 부가 회전 브러시(104)는 배출 닥트(103)의 전방 하단부를 따라 그 근방에 설비되며, 에어 노즐(공기 분출 슬릿)유닛(105)은 후드(102)의 후말단 근방에 설비된다.

자동차의 차체 표면(106)으로부터 먼지(107)를 제거하기 위해, 먼지제거장치(100)는 화살표 "a"로 표시되는 전방으로 주행하면서, 먼지제거 브러시(101)를 화살표 "b"방향으로 회전시킨다. 또한, 먼지제거장치(100)는 부가 회전브러시(104)를 화살표 "c"방향으로 회전시키면서, 에어 노즐 유닛(105)이라는 수단을 사용하여 공기를 분사시켜, 이에 의해 차체 표면(106)에 부착되어 있는 먼지를 차체의 표면(106)으로부터 다소간 뜨게 하거나 분리시킨다. 이렇게 분리된 먼지(107)는 회전 제거브러시(101)를 통해 배출 닥트(103)로 유도된다.

동시에, 차체의 표면(106)은 회전 제거브러시(101)에 의해 닦이게 되어, 처음에 제거 브러시(101)에 의해 차체의 표면(106)으로부터 제거되지 못하고 남아 있던 먼지(107)가 차체의 표면(106)으로부터 분리되거나 또는 다소간 뜨게 되므로, 결국 새롭게 분리된 먼지(107)도 배출 닥트(103)로 유도된다. 이런 방식으로 차체의 표면(106)에 부착된 먼지(107)가 차체의 표면(106)으로부터 분리되어 배출 닥트(103)를 통해 배출 가능한 것이다.

에어노즐 유닛(105)으로부터 분사된 공기는 또한 차체의 표면(106)으로부터 분리된 먼지(107)가 제거브러시(101)의 외부로 새어 나가는 것을 방지한다. 이와 같은 방식으로, 먼지제거장치(107)는 차체의 표면(106)으로부터 먼지(107)를 제거하는 것이 가능하기 때문에, 차체의 표면의 도장 공정에서의 흠결을 방지할 수 있게 된다.

그러나, 먼지제거 브러시(101)와 부가 회전브러시(104)를 포함하는 종래의 먼지제거장치(100)에서는 두 개의 브러시(101, 104) 각각에 대한 구동수단이 요구된다. 그러한 두 개의 브러시(101, 104) 및 이에 따른 두 개의 구동수단을 요구하는 구성은 먼지제거장치(100)의 구조를 복잡하게 하고, 먼지제거장치(100)의 코스트를 증가시킨다.

또한, 먼지제거작업이 행해지게 되는 자동차의 차체의 표면(106)은, 대개 돌출 및 함몰(볼록면 및 오목면의)된 코너부 및 모서리부를 가진다. 따라서, 먼지제거장치(100)의 진행 중에 부가 회전브러시(104)가 차체의 표면(106)에 대해 깊이 함몰된 코너부에 닿게 되면, 먼지 제거장치(100)는 그 코너부에 구속되어 더 이상 진행하지 못하게 되고, 결국 차체의 표면(106)에 대해 깊이 함몰된 코너부에서는 먼지제거 브러시(101)에 의한 먼지 제거작업이 이루어지지 못하게 된다.

즉, 종래의 먼지제거장치(100)에서는, 두 개의 브러시(101, 104)가 확실하게 차체의 표면(106)에 접촉될 수 없으므로, 차체의 표면(106)으로부터 효과적으로 먼지(107)를 제거할 수 없게 된다.

도 13의 먼지제거장치(100)는 흡인력으로써 먼지(107)를 통과시켜 배출하기 위하여, 후드(102)에 연결되는 다수의 배출 닥트(103)를 가지고 있다. 예컨대, 배출 닥트(103)가 장착되는 방식의 통상 예가 도 14에 도시되어 있다.

도 14는 종래의 먼지제거장치(100)의 단면도로서, 소정의 간격으로 후드(102)에 연결되어 있는 배출 닥트(103)를 나타낸다. 이와 유사한 구조가 일본국 특허 공개공보 평-5-169038호에도 개시되어 있다. 후드(102) 내부, 즉 후드(102)에 의해 영역 지워지는 먼지 제거 공간에 존재하는 먼지(107)는 화살표 "d"의 방향으로 작용하는 흡인력에 의해 화살표가 나타내는 방향으로 인입된다.

그러나 도 14에 도시된 구조에 있어서는, 흡인력이 배출 닥트(103) 사이의 공간(108)에는 충분히 작용하기 어려우므로, 이 공간(108)에 놓인 먼지(107)는 배출 닥트(103)를 통해 배출되기 어렵다. 따라서, 그러한 먼지(107)는 회전 제거브러시(101)에 의해 다시 차체의 표면(106)에 다시 보내어져서, 차체의 표면(106)으로부터의 효율적인 먼지 제거를 심각하게 저해하는 요소가 된다.

전술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 간단한 구성으로써 작업물의 표면으로부터 효율적으로 먼지를 제거하는 것이 가능한 개선된 먼지제거장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 먼지제거장치의 사시도이고;

도 2는 도 1의 먼지제거장치의 측면도이고;

도 3은 도 2의 3-3선 단면도이고;

도 4는 본 발명 먼지제거장치가 작업물 표면으로부터 먼지를 제거하는 방식을 설명하는 설명도이고;

도 5는 전방 및 후측 에어노즐 유닛이 분사하는 공기에 의한 바람의 속도와 먼지 제거율 사이의 관계를 나타내는 그래프이고;

도 6은 본 발명 먼지제거장치의 측면도이고;

도 7a 및 7b는 먼지제거장치의 회전브러시의 회전에 의해 일어나는 바람의 속도 및 후측 에어노즐 유닛으로부터 분출되는 공기에 의해 생성되는 바람의 속도 사이의 관계를 나타내는 설명도이고;

도 8은 공기를 분사하는 후측 에어노즐 유닛에 의해 생성되는 바람의 속도 및 바람의 각도사이의 관계를 나타내는 그래프이고;

도 9는 공기를 분사하는 후측 에어노즐 유닛에 의해 생성되는 바람의 속도 및 바람의 각도 사이의 또 다른 관계를 나타내는 그래프이고;

도 10은 본 발명 먼지제거장치의 작용을 나타내는 단면도이고;

도 11a 및 11b는 회전 브러시를 덮는 후드 내부에 있는 먼지가 배출 닥트로 유도되는 방식을 설명하는 설명도이고;

도 12는 본 발명 먼지제거장치의 먼지 제거성능을 시험하기 위해 준비된 작업물의 사시도이고;

도 13은 먼지제거장치의 단면도이고;

도 14는 종래의 먼지제거장치의 단면도이다.

*도면의 주요부분의 설명*

10: 먼지제거장치 11: 작업물 표면

12: 회전브러시 15: 후드

15a: 후드 전단 직선부 15b: 후드 후단 직선부

20: 배출 닥트 35: 먼지

25: 전측 에어노즐 유닛 30: 후측 에어노즐 유닛

21: 테이퍼 연결부재

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다음을 포함하는 먼지제거장치를 제공한다: 먼지 제거가 이루어져야 할 작업물의 표면에 실질적으로 평행하게 배치되는 회전 브러시; 회전 브러시의 상반부(上半部)의 외주를 커버하는 반(半)원통상의 후드로서, 상기 후드는 반원형상을 가지는 한 쌍의 대향측면과 전단 직선부 및 후단 직선부를 가지며; 후드에 연결되는 배출 닥트로서, 회전 브러시는 후드와 함께 작업물의 표면을 따라 이동하여 작업물의 표면으로부터 먼지를 제거하고 그 제거된 먼지는 배출 닥트로 유도되며; 회전브러시 근방의 작업물표면 영역을 향해, 후드의 전단 직선부를 따라 공기를 분사하는 전측 에어노즐 유닛; 및 회전브러시 근방의 작업물 표면의 또 다른 영역을 향해, 후드의 후단 직선부를 따라 공기를 분사하는 후측 에어노즐 유닛을 포함하는 개선된 먼지 제거장치를 제공한다.

구체적인 실시예에서, 후측 에어노즐 유닛은 후드의 후단부에 고정되며, 전측 에어노즐 유닛은 후드의 전단부에 고정된다. 전측 에어노즐 유닛은 작업물의 표면에 공기를 분사함으로써 회전 브러시 전방에 에어커튼을 형성할 수 있다. 이렇게 형성되는 에어커튼은 먼지가 회전브러시의 전측 외부로 확산되는 것을 효율적으로 방지해준다. 그러므로, 종래의 먼지제거장치에서와 같이 후드의 바로 앞에 또 다른 회전브러시를 설비할 필요가 없다. 게다가, 전측 에어노즐 유닛이 회전브러시 근방의 작업물 표면에, 후드의 전단 직선부를 따라 공기를 분사하는 것에 의해, 작업물 표면에 부착된 먼지가 작업물 표면으로부터 분리되게 혹은 다소간 뜨게(float off)만들 수 있다. 이와 같이하여, 회전브러시에 의해 먼지가 현저히증가된 효율로 제거될 수 있다.

바람직하게는, 배출 닥트는 후드 근처의 일단에서 더 큰 단면적을 가지는 개구를 가지고 배출 닥트에 가까운 혹은 후드의 맞은편 근처의 타단에서 더 작은 단면적을 가지는 개구를 가지는 테이퍼 연결부재를 통해 후드에 연결되는 것이 좋다. 테이퍼 연결부재는 배출 닥트와 후드 사이에 개재되며, 후드 근처의 테이퍼 연결부재의 일단에 형성되는 개구의 단면적은 배출 닥트 쪽 근처의 테이퍼 연결부재의 타단에 형성되는 개구의 단면적보다 크다. 더 큰 단면적의 개구를 가지는 테이퍼 연결부재의 일단은 반원통상 후드에 의해 영역 지워진 먼지제거공간 쪽으로 열려 있어서, 후드 내부(즉 먼지제거 공간)에 떠다니는 먼지가 배출 닥트로 효율적으로 유도되게 한다.

바람직하게는, 회전브러시는 130∼170rpm범위의 속도로 회전되도록 설정되는 것이 좋다. 회전브러시의 회전수가 130rpm미만으로 설정되면, 회전브러시의 회전속도가 너무 작아 작업물 표면으로부터 먼지를 효과적으로 제거할 수 없게 된다. 따라서, 작업물 표면으로부터 효과적으로 먼지를 제거하기 위해 본 발명에서는 회전브러시의 회전수가 130rpm 또는 그 이상으로 설정된다. 반면에, 회전브러시의 회전수가 170rpm을 초과하게 되면 회전수가 170rpm인 경우에 비해 먼지 제거율이 실질적으로 증가하지 않으면서, 회전수가 170rpm인 경우에서 보다 그 소비되는 에너지만 증가하게 된다. 따라서, 만족스러운 먼지 제거율을 확보하면서 에너지 소비는 최소화하기 위해, 본 발명에서는 회전브러시의 최대 회전수는 170rpm인 것으로 설정된다.

본 발명의 실시예에서, 후측 에어노즐유닛은 약 20∼25도의 범위에서 수직선에 대해 후방으로 기울어진 방향으로 공기를 분사한다. 후측 에어노즐 유닛에 의해 분사되는 공기의 경사각이 20도 미만이면, 그 경사각은 너무 작아서 후측 에어노즐 유닛에 의해 분사되는 공기가 회전브러시의 회전에 의해 일어나는 바람을 적절하게 차단할 수 없게 된다. 그러므로, 회전브러시의 회전에 의해 일어나는 바람으로 인해, 작업물 표면으로부터 분리된 먼지가 확산하게 되고, 후측 에어노즐 유닛에 의해 분사된 공기를 통과하여 회전브러시의 외부로 새어나가게 되어 작업물 표면으로부터의 효율적인 먼지제거가 어려워진다. 그러므로, 회전브러시의 회전에 의해 일어나는 바람을 효과적으로 차단하고, 그를 통해 먼지의 확산을 방지함으로써 작업물 표면으로부터 효과적으로 먼지를 제거하기 위하여, 본 발명에서는 후측 에어노즐 유닛에 의해 분사되는 공기의 경사각이 20도 또는 그 이상으로 설정된다.

반면에, 후측 에어노즐에 의해 분사되는 공기의 경사각이 25도를 초과하면, 경사각이 너무 커서 후측 에어노즐에 의해 분사되는 공기가 회전브러시 쪽으로(회전축 혹은 허브 쪽으로) 너무 깊이 들어가게 되어 작업물 표면으로부터 분리된 먼지가 배출 닥트 내부로 유도되는 것이 어렵게 된다. 그러므로, 후측 에어노즐 유닛으로 분사되는 공기가 회전브러시 쪽으로 깊이 들어가는 것을 방지하여 후측 에어노즐 유닛으로 분사된 공기에 의해 먼지 입자가 배출 닥트로 효과적으로 유도되도록 하기 위해, 본 발명에서 후방에어노즐에 의해 분사되는 공기의 경사각은 25도 또는 그 이하로 설정된다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 먼지제거장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 먼지제거장치의 측면도이다.

먼지제거장치(10)는 작업물의 표면(11)에 통상적으로 평행하게 신장되는 회전축 또는 허브(13)를 따라 그 축상에 장착되는 회전브러시(12)를 포함하며, 회전브러시(12)는 먼지제거장치(10)의 전후방향에 대해 수직으로 신장하는 원통형 외곽(contour)을 가진다. 이하에서 설명되는 바와 같이, 회전브러시(12)는 전후방향으로 이동 가능하다. 회전브러시(12)의 상반부(12a)는 먼지제거공간을 구획하는 반원통상의 후드(15)로 커버된다. 후드(15)는 반원형상을 가지는 한 쌍의 대향측면을 가지며, 전단 직선부 및 후단 직선부(15a, 15b)를 가진다. 다수의 배출 닥트(20)는 이하에서 설명되는 방식으로 후드(15)에 연결되며, 먼지제거장치(10)는 후드(15)와 회전브러시(12)를 작업물 표면(11)을 따라 이동시킴으로써 작업물 표면(11)으로부터 먼지를 제거하도록 설계된다.

먼지제거장치(10)는 또한 후드(15)의 전단 직선부(15a)를 따라 설비되어, 회전브러시(12) 근방의 작업물 표면(11)을 향해 공기를 분사하는 전측 에어노즐 유닛(25), 및 후단 직선부(15b)를 따라 설비되어, 회전브러시(12) 근방의 다른 작업물 표면(11)을 향해 공기를 분사하는 후측 에어노즐 유닛(30)을 포함한다. 작업물 표면(11)이란 예를 들어 자동차의 차체 표면 등을 말한다.

회전브러시(12)는 후드(15)의 양단에 회전 가능하게 장착되는 회전축 또는 허브(13)의 외주면에 심어진 다수의 브러시 헤어(14)를 포함한다. 후드(15)에 회전축(13)을 장착하는 방법에 대해서는 도 3과 관련하여 상세하게 설명된다.

배출 닥트(20)의 일단은 테이퍼 연결부재(21)를 통해 후단 직선부(15b)의 근방에서 후드(15)에 연결되며, 그 타단은 유체 연통관(22)을 통하여 펌프(23)에 연결된다. 테이퍼 연결부재(21)는 다음과 같은 형상을 가지는데, 후드(15)에 연결되는 테이퍼 연결부재(21)의 일단(21a)은, 배출 닥트(20)에 연결되는 테이퍼 연결부재(21)의 타단(21b) 보다 큰 단면적을 가지는 개구부(大開口部)를 형성한다.

각각의 테이퍼 연결부재(21)가 후단 직선부(15b) 근방에서 후드(15)에 장착되므로, 테이퍼 연결부재(21)의 일단 즉 대개구부(21a)는 작업물 표면(11)에 상대적으로 가깝게 위치시킬 수 있다. 따라서, 작업물 표면(11)으로부터 분리된 먼지(35)는 회전브러시(12)에 의해 테이퍼 연결부재(21)의 대개구부(21a)로 효율적으로 유도된다. 그 결과, 먼지(35)는 각각의 테이퍼 연결부재(21)의 대개구부(21a)를 통하여 효율적으로 배출되므로, 먼지 제거율이 향상된다.

전측 에어노즐 유닛(25)은 공기공급관(27a)을 포함하는데, 공기공급관(27a)의 양 단부는 지지대(26, 도 1 및 도 2에는 하나만 도시됨)를 통하여 후드(15)의 전단 직선부(15a) 근방에서 평행하게 후드(15)에 부착된다. 다수의 전측 노즐(28, 도 1 및 도 2에는 가장 좌측에 있는 것만 도시됨)은 모두 공기공급관(27a)에 연결되어, 공기공급호스(27b)를 통해 공기공급원(29)에 차례로 연결된다.

후측 에어노즐 유닛(30)은 공기공급관(32a)을 포함하는데, 공기공급관(32a)의 양 단부는 지지대(31)를 통하여 후드(15)의 후단 직선부(15b) 근방에서 평행하게 후드(15)에 부착된다. 다수의 후측 노즐(33)은 모두 공기공급관(32a)에 연결되어, 공기공급호스(32b)를 통해 공기공급원(29)에 차례로 연결된다.

본 발명 먼지제거장치(10)에서, 회전브러시(12)는 구동기구(도시되지 않음)를 통하여 도 1의 화살표 ①의 방향으로 회전하면서, 반송기구(도시되지 않음)를 통해 화살표 ②로 표시된 바와 같이 작업물 표면(11)을 따라 전후방향으로 이송된다. 동시에 공기공급원(29)이 작동하여 전측 및 후측 에어노즐 유닛(25, 30)으로써 공기가 분사되도록 한다. 이와 같이, 먼지제거장치(10)는 회전브러시(12)라는 수단으로 작업물 표면(11)을 닦으면서, 전측 및 후측 에어노즐 유닛(25, 30)으로 작업물 표면(11)에 공기를 분사한다.

특히, 본 발명 먼지제거장치(10)에서는 후드(15)의 전단 직선부(15a)를 따라 설비되는 전측 에어노즐 유닛(25)이 작업물 표면(11)에 공기를 분사함으로써 에어커튼을 형성할 수 있다. 이렇게 형성된 에어커튼은 먼지가 회전브러시(12)의 전방 외부로 확산되어 나가는 것을 효율적으로 차단한다. 에어커튼 덕분에, 전술한 종래의 먼지제거장치에서와 같이 후드의 바로 앞에 또 다른 회전브러시를 설비할 필요가 없게 되므로, 먼지제거장치(10)의 구조를 현저히 단순화시킬 수 있다.

또한, 회전브러시(12) 근방의 작업물 표면(11)에 공기를 분사하는 전측 에어노즐 유닛(25)에 의해 작업물 표면(11)에 부착되어 있는 먼지(35)는, 회전브러시(12)에 의해 표면이 닦이기 전에 분리되거나 다소간 뜨게 된다. 이와 같이 하여 작업물 표면(11)상에 부착되어 있는 먼지(35)를 높은 효율로 제거할 수 있다.

도 3은 도 2의 3-3선 단면도로서, 반원형의 좌측 및 우측벽(15c, 15d)에 부착되는 베어링(16)과 회전브러시(12)의 회전축(13)을 나타내는데, 회전축(13)의 양단이 각각의 베어링(16)을 통해 후드(15)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 도 3에는 또한 회전축(13)의 외주에 심어지는 다수의 브러시 헤어(14)와 테이퍼 연결부재(21)를 통하여 그 일 단이 후단 직선부(15b)의 근방에서 후드(15)에 각각 연결되는 배출 닥트(20)가 도시된다. 회전축(13)은 구동수단(도시되지 않음)에 의해 도면에 화살표로 도시된 방향으로 회전 가능하다.

후드(15)의 후단부(15b, 편의상 후단 직선부와 같은 참조번호 사용)는 소정의 간격으로 형성된 세 개의 개구(18)를 가지며, 각 개구(18)는 테이퍼 연결부재(21)의 대개구부(21a)의 단면적 보다 작은 크기의 단면적을 가진다. 이들 개구(18)는 각각의 테이퍼 연결부재(21)의 대개구부로 커버되며, 배출 닥트(20)는 각각의 테이퍼 연결부재(21)의 작은 개구(21a)에 연결된다. 후드(15)에 인접한 대개구부(21a)의 개구 단면적이 소개구부(21b)의 개구 단면적보다 크기가 작기 때문에, 각각의 테이퍼 연결부재(21)는 공기통로의 단면적이 대개구부(21a)로부터 소개구부(21b)로 갈수록 점점 작아지는 테이퍼 형상을 가지게 된다.

이하에는 회전브러시(12)의 회전수와 회전브러시(12)의 회전에 따른 바람의 속도(풍속) 사이의 관계, 및 회전브러시(12)의 회전수와 먼지제거장치(10)의 먼지 제거율 사이의 관계가 도 4 및 표 1과 관련하여 설명된다.

도 4는 본 발명 먼지제거장치(10)가 작업물 표면(11)으로부터 먼지를 제거하는 방식을 설명하는 설명도이다. 회전브러시(12)가 화살표 ①의 방향으로 회전되면, 바람(혹은 풍속) V1이 작업물 표면(11)을 따라 생성된다. 그래서, 풍속 V1이 충분히 커지면, 먼지가 바람 V1로 인해 바람직하지 않게 확산될 수 있다. 그러므로, 풍속 V1은 최소화시키는 것이 바람직하다. 따라서, 먼지(35)의 효과적인 제거를 위해서는 회전브러시(12)의 회전수와 회전브러시(12)의 회전에 의한 바람의 속도와의 관계 및 회전브러시(12)의 회전수와 먼지 제거율 사이의 관계를 명확히 하는 것이 중요하다.

이하에서는 회전브러시(12)의 회전에 의한 풍속 V1과 먼지 제거율 사이의 관계를 비교예 1, 비교예 2 및 본 발명 실시예 1 내지 실시예 5의 실험결과에 기초하여 설명된다. 각각의 실험에서, 회전브러시(12)는 전측 에어노즐 유닛(25) 및 후측 에어노즐 유닛(30)이 작동하지 않는 상태에서 회전시킴으로써, 회전브러시(12)의 회전에 의해서만 얻어지는 먼지 제거율을 결정하였다.

표 1

	회전브러시의회전수(rpm)	먼지 제거율(%)	풍속 V1(m/s)	평가
비교예 1	110	30	0.4	x
실시예 1	130	40	0.6	O
실시예 2	140	40	0.8	O
실시예 3	150	40	1.5	O
실시예 4	160	45	1.6	O
실시예 5	170	50	1.7	O
비교예 2	180	50	1.9	x

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 비교예 1에서 회전브러시(12)는 110rpm(분당 회전수)의 속도로 회전되었다. 이 경우, 먼지(35)가 작업물 표면(11)으로부터 제거되는 먼지 제거율은 30%이고, 풍속 V1은 0.4m/s 이다.

실시예 1에서 회전브러시(12)는 130rpm(분당 회전수)의 속도로 회전되었다. 이 경우, 먼지 제거율은 40%이고, 풍속 V1은 0.6m/s 이다.

실시예 2에서 회전브러시(12)는 140rpm(분당 회전수)의 속도로 회전되었다.이 경우, 먼지 제거율은 40%이고, 풍속 V1은 0.8m/s 이다.

실시예 3에서 회전브러시(12)는 150rpm(분당 회전수)의 속도로 회전되었다. 이 경우, 먼지 제거율은 40%이고, 풍속 V1은 1.5m/s 이다.

실시예 4에서 회전브러시(12)는 160rpm(분당 회전수)의 속도로 회전되었다. 이 경우, 먼지 제거율은 45%이고, 풍속 V1은 1.6m/s 이다.

실시예 5에서 회전브러시(12)는 170rpm(분당 회전수)의 속도로 회전되었다. 이 경우 먼지 제거율은 50%이고, 풍속 V1은 1.7m/s 이다.

비교예 2에서 회전브러시(12)는 180rpm(분당 회전수)의 속도로 회전되었다. 이 경우, 먼지 제거율은 50%이고, 풍속 V1은 1.9m/s 이다.

비교예 1 및 실시예 1 내지 실시예 5의 실험 결과에 의한 평가는 먼지 제거율의 한계치(threshold value)를 40%로 설정하고, 먼지 제거율이 40% 또는 그 이상이면 "O"(만족스러움)로 하고, 먼지 제거율이 40% 미만이면 "X"(불만족스러움)로 한다. 그러므로, 비교예 1의 결과에 대한 평가는 "X"이며, 실시예 1 내지 실시예 5의 결과에 대한 평가는 "O"으로 나타난다.

먼지 제거율이 한계치인 40% 보다 크기 때문에, 비교예 2의 실험결과는 "O" 혹은 "만족스러움"으로 평가되어야 한다. 게다가, 실시예 5 및 비교예 2는 모두 먼지 제거율이 50%로 나타난다. 그러나, 비교예 2에서 회전브러시(12)의 회전수는 실시예 5의 그것보다 크기 때문에 더욱 많은 에너지가 소모된다. 즉 회전브러시(12)의 회전수가 170rpm 보다 크면, 먼지 제거율은 회전수가 170rpm인 경우에 비해 증가하지 않으며, 더욱 많은 에너지를 소모할 뿐이다. 이러한 이유에서 비교예 2의 결과에 대한 평가는 "X"로 표시한다.

표 1로부터, 회전브러시(12)의 회전수를 130rpm 또는 그 이상으로 설정하여야 먼지(35)가 효과적으로 제거된다는 것을 알 수 있다. 회전브러시(12)의 회전수가 130rpm 미만일 때는 회전브러시(12)의 회전속도가 너무 작아 작업물 표면(11)으로부터 먼지(35)를 효과적으로 제거할 수 없기 때문이다.

전술한 바와 같이 실시예 5 및 비교예 2에서는 먼지 제거율이 모두 50%로 나타나는데, 이로부터 회전브러시(12)의 회전수가 170rpm이상으로 증가되어도 먼지 제거율은 50%를 넘지 않는다는 것을 알 수 있다. 따라서, 회전브러시(12)의 회전에 필요한 에너지소모를 줄이기 위해서, 본 발명에서는 회전브러시(12)의 회전수가 170rpm 또는 그 이하로 제한된다.

상술한 이유로 인해, 본 발명에서는 회전브러시(12)의 회전수가 130∼170rpm으로 설정된다.

이하에서는 전측 및 후측 에어노즐 유닛(25, 30)이 공기를 분사함에 따라 발생하는 풍속 V2와 그 분출된 공기로써 작업물 표면(11)으로부터 먼지(35)를 불어내는 먼지 제거율과의 관계가 도 4 및 5를 참조하여 설명된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 전측 에어노즐 유닛(25)이 회전브러시(12) 근방의 작업물 표면(11)에 공기를 분사함에 의해 풍속 V2가 발생한다. 또한, 후측 에어노즐 유닛(30)이 회전브러시(12)의 다른 근방의 작업물 표면(11)에 공기를 분사함에 의해서도 풍속 V2가 발생한다. 이 경우에 있어, 회전브러시(12)는 170rpm의 속도로 회전된다.

도 5는 전측 에어노즐 유닛(25)과 후측 에어노즐 유닛(30)이 공기를 분사함에 의해 발생되는 풍속 V2와 먼지 제거율 사이의 관계를 나타내는 그래프이다. 이 그래프에서 먼지 제거율(%)은 수직축에, 풍속 V2(m/s)는 수평축에 나타낸다.

도 5에서 실선 g1은 나일론 및 면의 린트와 같은 먼지(35)가 작업물 표면(11)으로부터 제거되는 경우의 변화를 나타낸다. 실선 g1은 전측 에어노즐 유닛(25) 및 후측 에어노즐 유닛(30)으로부터 분출되는 공기에 의해 발생되는 풍속 V2가 3m/s일 때는 작업물 표면(11)으로부터의 먼지 제거율이 98%이며, 풍속 V2가 5m/s일 때는 먼지 제거율이 100%임을 나타낸다.

이점쇄선 g2는 도료(sealer) 분체 및 마모분과 같은 먼지(35)가 작업물 표면(11)으로부터 분리되는 경우의 변화를 나타낸다. 이때, 전측 에어노즐 유닛(25) 및 후측 에어노즐 유닛(30)으로부터 분출되는 공기에 의해 발생되는 풍속 V2가 3m/s일 때는 작업물 표면(11)으로부터의 먼지 제거율이 90%이며, 풍속 V2가 5m/s일 때는 먼지 제거율이 100%임을 나타낸다.

선 g1 및 g2로부터, 전측 에어노즐 유닛(25) 및 후측 에어노즐 유닛(30)으로부터 분출되는 공기에 의해 발생되는 풍속 V2가 5m/s로 되면, 나일론 및 면의 린트 또는 도료의 분체나 마모분과 같은 먼지를 작업물 표면(11)으로부터 효과적으로 제거 가능하다는 것을 알 수 있다. 그러므로, 전측 에어노즐 유닛(25) 및 후측 에어노즐 유닛(30)은 공기를 풍속 V2가 5m/s가 되도록 설정된다. 여기에서, 작업물 표면(11)으로부터 먼지(35)를 효과적으로 불어내기 위한 목적만을 고려한다면, 풍속 V2는 5m/s를 초과하여도 된다고 생각되지만, 만약 풍속 V2가 너무 크면 먼지(35)는바람직하지 않게 확산되어버리고 말 것이다. 따라서 본 실시예에서 풍속 V2의 상한은 5m/s로 설정된다.

다음으로, 전측 에어노즐 유닛(25) 및 후측 에어노즐 유닛(30)의 공기분사각에 관하여 도 6 및 7을 참조하여 설명된다.

도 6은 본 발명 먼지제거장치(10)의 측면도이다. 도시된 바와 같이, 회전브러시(12)가 화살표①의 방향으로 회전함에 따라 풍속 V1이 발생되며, 후측 에어노즐 유닛(30)이 공기를 분사함에 따라 풍속V2가 발생된다. 풍속 V1 및 풍속 V2를 합하면 풍속 V3이 된다. 풍속 V3은 도시된 바와 같이 수직선을 따라 하방으로 작용하는 것이 좋은데, 그 이유에 대해서는 이하에서 설명된다.

도 7a 및 7b는 본 발명 먼지제거장치의 회전브러시의 회전에 의해 발생되는 풍속 및 후측 에어노즐 유닛(30)으로부터 분출되는 공기에 의해 생성되는 풍속과의 관계를 나타내는 설명도이다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 후측 에어노즐 유닛(30)으로부터 분출되는 공기에 의해 생성되는 풍속 V2의 경사각 θ1(즉, 후측 에어노즐 유닛(30)으로부터 분출되는 공기의 경사각 θ1)이 너무 작으면, 풍속 V3는 회전브러시(12)의 외부로 작용한다. 그러므로, 풍속 V2의 경사각 θ1이 너무 작으면, 풍속 V2가 회전브러시(12)의 회전에 의해 생성되는 풍속 V1을 효과적으로 차단할 수 없다는 것을 알 수 있다. 이처럼 풍속 V2가 풍속 V1을 적절하게 차단할 수 없는 경우에, 작업물 표면(11)으로부터 다소가 분리되거나 뜨게 된 먼지(35)는 회전브러시(12)의 외부로 확산되어 버리고 말 것이며, 이는 작업물 표면(11)으로부터 먼지(35)를 효과적으로 제거하는 것을 어렵게 만든다.

도 7b에 도시된 바와 같이, 후측 에어노즐 유닛(30)으로부터 분출되는 공기에 의해 생성되는 풍속 V2의 경사각 θ1이 너무 크게 되면, 풍속 V3은 회전브러시(12)를 향해 내부로 작용하게 된다. 그러므로, 풍속 V2의 경사각 θ1이 너무 크게 되면, 공기가 회전브러시(12)를 향해(회전축을 향해) 깊이 침입하게 된다. 풍속 V2가 회전브러시(12)를 향해 침입하는 경우에, 작업물 표면(11)으로부터 분리된 먼지(35)는 풍속 V2로 인해 확산될 것이고, 이로 인해 효과적인 먼지(35)의 제거가 어렵게 된다.

전술한 바로부터, 풍속 V1과 풍속 V2의 합으로 되는 풍속 V3은 수직선을 따라 하방으로, 즉 수평면에 대한 풍속 V3의 각 φ가 90도가 되도록 하는 것으로써 먼지를 효과적으로 제거할 수 있다는 것을 알 수 있다.

여기에서 풍속 V2의 수평면에 대한 각도를 θ라 하면, 각도 φ와 경사각 θ사이에는 다음과 같은 관계가 성립한다.

φ= tan^-1{V2×sinθ/(V1-V2cosθ)}>90°………(1)

각 θ가 70°로 설정되고, 풍속 V1이 1.7m/s(표 1 참조)로 설정되고, 풍속 V2는 0.2∼6.2m/s 범위 내에서 변한다면, 풍속 V3의 수평면에 대한 각 φ는 도 8에 나타나는 바와 같이 변한다.

도 8은 후측 에어노즐 유닛(30)으로부터 분출되는 공기에 의해 생성되는 풍속 V2 및 풍속 V3의 각 φ사이의 관계를 나타내는데, 여기에서 수직축은 풍속 V3을 나타내며 수평축은 풍속 V2를 나타낸다.

변곡선 g3에 의해 나타내어지는 바와 같이, 풍속 V2가 4.8m/s이면 풍속 V3의각 φ은 89.3°이고, 풍속 V2가 5.0m/s이면 풍속 V3의 각 φ은 -89.9°이다. 각 φ가 89.3°이면, 풍속 V3은 도 7a에 도시된 바와 같이 양의 값을 가지며 실질적으로 연직방향으로 작용한다. 각 φ가 -89.9°이면, 풍속 V3은 도 7b에 도시된 바와 같이 음의 값을 가지며 실질적으로 연직방향으로 작용한다.

그러므로, 회전브러시(12)의 회전에 의해 발생하는 풍속 V1을 효과적으로 차단하기 위해서는, 후측 에어노즐 유닛(30)으로부터 분출되는 공기에 의해 발생하는 풍속 V2로써 후측 에어노즐 유닛(30)의 수평면에 대한 각도를 70°로, 그 때의 풍속 V2를 5m/s로 설정하는 것에 의해 가능하게 된다고 판단된다. 여기에서, 후측 에어노즐 유닛(30)에 의해 분출되는 공기의 수평선에 대한 각 θ와 경사각 θ1과의 관계는 θ= 90°- θ1로 표현 가능하므로, 후측 에어노즐 유닛(30)의 경사각 θ1은 20°로 된다.

도 9는 후측 에어노즐 유닛(30)으로부터 분출되는 공기에 의해 생성되는 풍속 V2 및 풍속 V3의 각 φ사이의 관계를 나타내는데, 여기에서 수직축은 풍속 V3을 나타내며 수평축은 풍속 V2를 나타낸다.

각 θ가 65°로 설정되고 풍속 V1이 1.7m/s(표 1 참조)로 설정되고 풍속 V2가 0.2∼6.2m/s 범위 내에서 변화되면, 풍속 V3의 수평면에 대한 각 φ는 도 9의 그래프로 표시되는 바와 같이 변화된다.

변곡선 g4에 의해 나타내어지는 바와 같이, 풍속 V2가 4.0m/s이면 풍속 V3의 각 φ은 89.8°이고, 풍속 V2가 4.2m/s이면 풍속 V3의 각 φ은 -88.9°이다. 각 φ가 89.8°이면, 풍속 V3은 도 7a에 도시된 바와 같이 양의 값을 가지며 실질적으로 연직방향으로 작용한다. 각 φ가 -88.9°이면, 풍속 V3은 도 7b에 도시된 바와 같이 음의 값을 가지며 실질적으로 연직방향으로 작용한다.

그러므로, 풍속 V2가 4.2m/s로 설정되는 경우에도, 회전브러시(12)의 회전에 의해 발생하는 풍속 V1을 효과적으로 차단하기 위해서, 후측 에어노즐 유닛(30)으로부터 분출되는 공기에 의해 발생하는 풍속 V2로 허용되고, 수평면에 대한 각 θ를 65°러, 즉 후측 에어노즐 유닛(30)으로부터 분출되는 공기의 경사각 θ1을 도 8의 경우에서 보다 5° 증가시킴으로써 가능하게 된다고 판단된다. 여기에서, 풍속 V2의 각 θ와 후측 에어노즐 유닛(30)의 경사각 θ1과의 관계는 θ= 90°- θ1로 표현 가능하므로, 후측 에어노즐 유닛(30)의 공기 분사의 경사각 θ1은 25°로 된다.

도 8의 그래프에 의해 나타내어지는 바와 같이, 후측 에어노즐 유닛(30)의 공기분사 경사각 θ1이 20°일 때, 후측 에어노즐 유닛(30)에 의해 분사되는 공기에 의해 생성되는 풍속 V2를 5.0m/s로 설정하기만 하면 된다. 또한, 도 9의 그래프에서 나타내어지는 바와 같이, 후측 에어노즐 유닛(30)의 공기분사 경사각 θ1이 25°일 때는 후측 에어노즐 유닛(30)에 의해 분사되는 공기에 의해 생성되는 풍속을 4.2m/s로 설정하기만 하면 된다.

도 5를 다시 참조해보면, 변곡선 g1 및 g2에 의하면, 작업물 표면(11)으로부터 먼지(35)를 100% 불어내기 위해서는 풍속 V2를 5.0m/s로 설정할 필요가 있지만, 풍속 V2가 4.2m/s로 낮아질 때도 작업물 표면(11)으로부터 거의 100%에 가깝게 불어낼 수 있다.

전술한 이유로부터, 본 발명의 먼지제거장치(10)에서 후측 에어노즐 유닛(30)의 공기분사는 수직축에 대하여 후방으로 20°∼25° 범위내에서 경사지게 된다.

즉, 회전브러시(12)의 회전에 의해 생성되는 풍속 V1을 효과적으로 차단하기 위해서는, 후측 에어노즐 유닛(30)의 경사각 θ1이 20° 미만이면, 풍속 V2는 5.0m/s보다 크게 설정되어야 한다. 그러나, V2가 5.0m/s를 초과하면, 속도가 너무 커서 먼지(35)가 회전브러시(12)의 외부로 바람직하지 않게 확산되어 버린다. 따라서, 먼지제거장치(10)는 먼지(35)의 바람직하지 않은 확산을 방지하기 위하여, 후측 에어노즐 유닛(30)의 공기분사 경사각 θ1을 20° 또는 그 이상으로 설정하고, 풍속 V2를 5.0m/s 이하로 설정하는 구조를 가진다.

반면, 후측 에어노즐 유닛(30)의 공기분사 경사각 θ1이 25°를 초과하는 경우에는, 풍속 V2는 4.2m/s보다 낮게 설정되어야 한다. 그러나, 풍속 V2가 4.2m/s보다 낮으면, 속도가 너무 작아서 도 5에 도시된 바와 같이 작업물 표면(11)으로부터 먼지(35)를 불어낼 수가 없다.

또한, 후측 에어노즐 유닛(30)의 공기분사 경사각 θ1이 25°를 초과하는 상태에서 풍속 V2가 5m/s로 설정되면, 후측 에어노즐 유닛(30)으로부터 분사된 공기는 회전브러시(12) 내부로{회전브러시(12)의 중심 쪽으로} 침입하게 되어, 작업물 표면(11)으로부터 분리되거나 띄어진 먼지(35)가 확산되어 버리게 된다. 그 결과, 작업물 표면(11)으로부터 분리되거나 뜨게 된 먼지(35)는 배출 닥트로 효과적으로 유도되지 못하게 된다.

그러므로, 먼지제거장치(10)는 작업물 표면(11)으로부터 먼지(35)를 효과적으로 불어내기 위하여, 후측 에어노즐 유닛(30)의 공기분사 경사각 θ1이 25°를 초과하지 않고, 풍속 V2는 4.2m/s를 초과하지 않도록 설정되게 하는 구조를 가진다.

이하에서는 도 10, 11 및 표 2를 참조하여, 본 실시예서 후드(15)에 의해 구획되는 먼지제거공간 내부에서 먼지(35)가 배출 닥트(20)로 인입되는 방식의 예가 설명된다.

도 10은 본 발명 먼지제거장치(10)의 작용을 나타내는 단면도이다. 회전브러시(12)는 화살표 ①의 방향으로 회전되어 작업물 표면(11)으로부터 먼지(35)를 닦아내며, 닦여진 먼지(35)는 회전브러시(12)를 통하여 배출 닥트(20) 쪽으로 이송된다.

회전브러시(12)가 회전되는 동안, 펌프(23)가 작동하여 후드(15) 내부{즉 후드(15)에 의해 구획되는 먼지제거공간}로부터 먼지(35)를 화살표 ③으로 나타내어지는 바와 같이 테이퍼 연결부재(21)를 통하여 배출 닥트(20) 쪽으로 잡아당긴다. 이렇게 당겨진 먼지(35)는 연통관(22)을 통하여 화살표④와 같이 배출되도록 유도된다.

각각의 테이퍼 연결부재(21)의 대개구부(21a)는 상대적으로 큰 단면적을 가지기 때문에, 후드(15) 내부의 먼지(35)를 테이퍼 연결부재(21)를 통해 배출 닥트(20)쪽으로 효과적으로 유도 가능하다.

도 11a 및 11b는 후드 내부에 있는 먼지가 배출 닥트로 유도되는 방식을 설명하는 설명도이다. 구체적으로는, 도 11a는 종래기술을 비교예 3으로써, 도 11b는 본 발명 실시예 6을 나타내는데, 수직축은 압력을 수평축은 위치를 나타낸다.

도 11a의 비교예 3에서, 후드(102) 내부의 먼지는 닥트(103)에 작용되는 흡입력으로써 배출 닥트(103)쪽으로 유도된다. 그러나, 배출 닥트(103)의 개구는 각각 상대적으로 작은 단면적 S1을 가지므로, 배출 닥트(103)에 상방향 화살표와 같은 흡입력이 작용되어도, 닥트(103)의 개구로부터 멀리 떨어진 배출 닥트(103) 사이의 위치(P1, P3, P5 및 P7)에 있는 먼지는 정체되어 버린다.

표 2

위치	P1	P2	P3	P4	P5	P6	P7	평가
풍속(m/s)	비교예3	1.1m/s	2.5m/s	1.3m/s	2.7m/s	1.0m/s	2.3m/s	1.0m/s	X
풍속(m/s)	실시예6	2.3m/s	2.5m/s	2.4m/s	2.7m/s	2.3m/s	2.6m/s	2.3m/s	O

즉, 비교예 3에서 배출 닥트(103)에 흡입력이 작용되면, 표 2에 나타내어진 바와 같이, P1 위치에서의 풍속은 1.1m/s, P2 위치에서의 풍속은 2.5m/s, P3 위치에서의 풍속은 1.3m/s, P4 위치에서의 풍속은 2.7m/s, P5 위치에서의 풍속은 1.0m/s, P6 위치에서의 풍속은 2.3m/s 및 P7 위치에서의 풍속은 1.0m/s이다.

비교예 3에 의하면, 각각의 배출 닥트(103)의 바로 아래의 다른 위치(P2, P4 및 P6)에서의 풍속은 상대적으로 높지만, 각각의 배출 닥트(103)에서 멀리 떨어진 위치(P1, P3, P5 및 P7)에서의 풍속은 상대적으로 낮다. 그러므로, 각각의 배출 닥트(103)에서 멀리 떨어진 위치(P1, P3, P5 및 P7)에 있는 먼지는 정체되어서, 각각의 배출 닥트(103)에서 멀리 떨어진 위치(P1, P3, P5 및 P7)에 존재하는 먼지는 배출 닥트(103) 쪽으로 유도되지 못한다. 그러므로, 비교예 3의 평가는 "X"(불만족스러움)이다.

즉, 도 11a의 변곡선 g5에 나타내어지는 바와 같이, 이격된 위치(P1, P3, P5 및 P7)에서의 풍속은 낮기 때문에, 흡입력은 이격된 위치(P1, P3, P5 및 P7)에서는 증가되지 않는다. 그러므로, 이 위치(P1, P3, P5 및 P7)에 떠 있는 먼지는 배출 닥트(103)쪽으로 유도되지 못한다. 따라서, 먼지가 이격된 위치에 머물게 되어, 제거브러시를 통하여 작업물 표면(11)으로 보내어져 작업물 표면(11)에 재 부착된다. 그 결과, 비교예 3에서는 작업물 표면(11)으로부터 먼지가 효율적으로 제거되지 못한다.

도 11b의 실시예 6에서, 흡입력이 배출 닥트(20)에 작용하여 먼지를 배출 닥트(20)로 잡아당긴다. 각각의 테이퍼 연결부재(21)의 대개구부(21a)는 상대적으로 큰 단면적의 개구를 가지므로, 후드(15) 내부에서 떠다니는 먼지(35)는 테이퍼 연결부재(21)를 통하여 배출 닥트(20)로 효율적으로 유도된다.

구체적으로는, 흡입력이 배출 닥트(20)에 작용하는 경우에, P1 위치에서의 풍속은 2.3m/s, P2 위치에서의 풍속은 2.5m/s, P3 위치에서의 풍속은 2.4m/s, P4 위치에서의 풍속은 2.7m/s, P5 위치에서의 풍속은 2.3m/s, P6 위치에서의 풍속은 2.6m/s 및 P7 위치에서의 풍속은 2.3m/s이다.

실시예 6에 의하면, 풍속은 후드 내부의 먼지제거공간 전체(P1 내지 P7의 모든 위치)에 걸쳐 실질적으로 균일하게 증가되므로, 먼지가 배출 닥트(20)쪽으로 실질적으로 균일하게 유도된다. 그 결과, 실시예 6에서는 작업물 표면(11)으로부터의 먼지 제거율을 현저하게 증가시킬 수 있다. 그러므로, 실시예 6의 평가는 "O"(만족스러움)이다.

즉, 도 11b의 변곡선 g6에 나타내어지는 바와 같이, 실시예 6은 전체 위치(P1 내지 P7)에서 실질적으로 균일하게 풍속이 유지되므로, 전체 위치(P1 내지 P7)에서 실질적으로 균일하게 흡입력을 향상시킨다. 이와 같은 방식으로, 먼지가 후드(15) 내부의 전체적인 먼지제거공간으로부터 배출 닥트(20)로 유도될 수 있으므로, 실시예 6에서는 작업물 표면(11)으로부터 먼지를 효과적으로 제거 가능하다.

이하에서는 본 발명 먼지제거장치(10)의 먼지제거 성능에 관하여 도 12 및 표 3을 참조하여 설명된다.

도 12는 본 발명 먼지제거장치(10)의 먼지제거성능을 실험하기 위하여 제공되는 작업물의 사시도이다. 그 실험은 다음과 같은 실험조건 하에서 행해진다.

자동차의 차체가 작업물로서 사용되었다. 먼지제거장치(10)에 의한 먼지제거작업의 개시전에, 먼지는 미리 Z1 내지 Z15의 총 15개의 구역으로 분획된 작업물 표면(11)상에 놓여지고, Z1 내지 Z15 각각의 구역에 존재하는 먼지의 수를 구역별로 카운트한다. 각각의 Z1 내지 Z15 구역상에 존재하는 먼지의 수를 카운트 한 후, 먼지제거장치(10)를 다음과 같은 조건으로 구동시킨다.

먼지제거장치(10)와 작업물(차체) 표면간의 상대속도: 5.1∼5.7 m/min.

회전브러시의 회전수: 170rpm.

회전브러시의 회전에 의해 발생하는 풍속 V1: 1.7m/s.

전측 및 후측 에어노즐 유닛에 의해 분사되는 공기에 의해 발생하는 풍속 V2: 5.0m/s.

먼지제거장치(10)의 먼지제거작업 후에, Z1 내지 Z15의 각 구역에 남아 있는 먼지의 수를 카운트하고 나서, Z1 내지 Z15의 각 구역에서 카운트 된 수를 먼지제거작업 하기 전의 먼지의 수와 비교하여, 표 3에 표시되는 바와 같이 먼지 제거율을 결정한다.

표 3

구역 번호	먼지제거작업전(개)	먼지제거작업후(개)
Z1	168	4
Z2	189	1
Z3	174	5
Z4	145	4
Z5	124	1
Z6	135	1
Z7	89	2
Z8	81	2
Z9	108	3
Z10	148	2
Z11	189	1
Z12	168	1
Z13	159	1
Z14	124	1
Z15	172	1
누계	2173(A)	30(B)
먼지 제거율(A-B)/A	98.6%
평가	O

상기 표 3에서 나타내어지는 바와 같이, 먼지제거장치에 의해 먼지 제거되기 전에 각각의 구역에 존재하는 먼지의 수는: Z1 구역상에 168; Z2 구역상에 189; Z3 구역상에 174; Z4 구역상에 145; Z5 구역상에 124; Z6 구역상에 135; Z7 구역상에 89; Z8 구역상에 81; Z9 구역상에 108; Z10 구역상에 148; Z11 구역상에 189; Z12 구역상에 168; Z13 구역상에 159; Z14 구역상에 124; Z15 구역상에 172 이다. 그러므로, 먼지제거작업 전에 Z1 내지 Z15 구역 내에 존재하는 먼지의 총수는 2,173이었다.

반면에, 먼지제거장치에 의해 먼지제거작업 후에 각각의 구역에 존재하는 먼지의 수는: Z1 구역상에 4; Z2 구역상에 1; Z3 구역상에 5; Z4 구역상에 4; Z5 구역상에 1; Z6 구역상에 1; Z7 구역상에 2; Z8 구역상에 2; Z9 구역상에 3; Z10 구역상에 2; Z11 구역상에 1; Z12 구역상에 1; Z13 구역상에 1; Z14 구역상에 1; Z15 구역상에 1이다. 그러므로, 먼지제거작업 후에 Z1 내지 Z15 구역 내에 남아 있는 먼지의 총수는 30이었다.

이와 같은 실험의 결과, 먼지제거작업 전에 측정된 먼지의 총수[2,173]는 먼지제거장치(10)에 의한 먼지제거작업에 의해 그 총수[30]가 현저하게 감소되었음을 나타낸다. 그러므로 먼지 제거율, {(2,173-30)/2,173}×100, 은 98.6%로써, 각 구역 Z1 내지 Z15의 구역의 먼지가 대부분 제거되었음을 알 수 있다. 경험상으로부터, 먼지 제거율이 90% 또는 그 이상이면 도장불량이 발생하지 않는다고 볼 수 있기 때문에, 본 발명 먼지제거장치의 먼지제거성능은 먼지 제거율이 98.6%에 이르기까지 증가할 수 있으므로 그 평가는 "O"로 나타내기에 충분하다.

이하에서는 먼지제거장치(10)에 채용된 전측 및 후측 에어노즐 유닛(25, 30)의 장점을 표 4를 근거로 하여 설명한다. 표 4에서, 비교예 4는 회전브러시에 관련된 전측 혹은 후측 에어노즐 유닛을 가지지 않는 먼지제거장치에 관한 것이며, 비교예 5는 회전브러시에 관련된 전측 에어노즐 유닛만을 가지는 먼지제거장치에 관한 것이고, 실시예 7은 회전브러시(12)에 관련된 전측 및 후측 에어노즐 유닛을 가지는 먼지제거장치에 관한 것이다.

비교예 4, 비교예 5 및 실시예 7 각각에 대하여 먼지제거실험이 행하여 졌다. 각각의 먼지제거실험은 표 3과 관련하여 상술된 것과 대체로 같은 방식으로 행해졌다. 즉, 자동차 차체 표면은 다수의 구역으로 분획되고, 각 구역에 있어서의 먼지제거작업 전의 먼지의 수와 먼지제거작업 후의 먼지의 수가 카운트되고, 그리고 나서 먼지제거작업 전의 먼지의 총수를 A, 먼지제거작업 후의 먼지의 총수를 B라 할 때, {(A-B)/A}의 공식에 의하여 먼지 제거율을 계산하였다.

그 실험 결과는 아래의 표 4에 나타내어진다. 먼지제거실험의 평가는, 먼지 제거율이 90% 또는 그 이상이면 도장불량이 발생하지 않는다는 확신에 따라, 먼지 제거율 90%를 한계수치로 하여 먼지 제거율이 90% 또는 그 이상이면 "O"으로 그 이하이면 "X"로 평가하였다.

표 4

	에어노즐 유닛	먼지 제거율(%)	평가
비교예 4	전측 및 후측 에어노즐 유닛 없음	50.2%	X
비교예 5	전측 에어노즐 유닛만 존재함	80%	X
실시예 7	전측 및 후측 에어노즐 존재함	98.6%	O

표 4에 나타내어지는 바와 같이, 비교예 4는 50.2%의 먼지 제거율을 나타내어, 한계수치인 90%이하이므로, 그 평가는 "X"이다.

비교예 5는 80%의 먼지 제거율을 나타내어, 한계수치인 90%이하이므로, 그 평가는 "X"이다.

실시예 7은 98.6%의 먼지 제거율을 나타내어, 한계수치인 90% 보다 높기 때문에, 그 평가는 "O"이다. 즉 전측 및 후측 에어노즐(25, 30)을 가지기 때문에 실시예 7은 먼지 제거율이 현저하게 향상된다.

본 발명의 실시예에서는 작업물 표면(11)은 자동차의 차체표면인 경우를 예로써 설명하였지만 본 발명은 여기에 한정되지 아니하며 다른 작업물 표면에도 적용할 수 있다. 또한, 본 발명 실시예에서는 먼지제거장치(10)가 작업물 표면에 대해 전방으로 이동하는 경우, 즉 후드(15)의 전단(15a)이 후단(15b)보다 먼저 진행하는 경우에 대해 설명되었지만, 먼지제거장치(10)는 작업물 표면에 대해 후방으로, 즉 후드(15)의 후단(15b)이 전단(15a)보다 먼저 진행하는 방향으로 이동할 수도 있다.

상기와 같은 구조를 가지는 본 발명은 다양한 장점을 가진다.

특히, 본 발명에서는 후측 에어노즐 유닛이 후드의 후단부에 설비되고, 전측 에어노즐 유닛은 후드의 전단부에 설비되는 특징을 가진다. 전측 에어노즐 유닛은 작업물 표면에 공기를 분사함으로써 회전브러시의 전방에 에어커튼을 형성한다. 이렇게 형성된 에어커튼은 먼지가 바람직하지 않게 회전브러시의 전방외부로 확산되어 버리는 것을 효과적으로 방지 가능하므로, 종래의 먼지제거장치에서와 같이 후드의 전방에 또 다른 회전브러시를 설비할 필요가 없게 된다. 게다가, 전측 에어노즐 유닛이 회전브러시 근방의 작업물 표면에, 후드의 전단 직선부를 따라 공기를 분사하는 것에 의해, 작업물 표면에 부착된 먼지가 작업물 표면으로부터 분리되게 혹은 다소간 뜨게 만들 수 있어, 분리된 먼지는 회전브러시에 의해 현저히 증가된 효율로 제거될 수 있다. 그 결과, 본 발명은 작업물 표면으로부터 먼지를 효과적으로 제거하게 된다.

Claims

먼지(35) 제거가 이루어져야 할 작업물 표면(11)에 실질적으로 평행하게 배치되는 회전 브러시(12);

상기 회전 브러시(12)의 상반부(12a, 上半部)의 외주를 커버하는 반(半)원통상의 후드(15)로서, 상기 후드(15)는 반원 형상을 가지는 한 쌍의 대향측면과 전단 직선부(15a) 및 후단 직선부(15b)를 가지며;

상기 후드(15)에 연결되는 배출 닥트(20)로서, 상기 회전 브러시(12)는 상기 후드(15)와 함께 상기 작업물 표면(11)을 따라 이동하여 상기 작업물의 표면(11)으로부터 먼지를 제거하고 그 제거된 먼지는 상기 배출 닥트(20)로 유도되며;

상기 회전 브러시(12) 근방의 작업물 표면(11) 영역을 향해, 상기 후드(15)의 전단 직선부(15a)를 따라 공기를 분사하는 전측 에어노즐 유닛(25); 및

상기 회전브러시(12) 근방의 작업물 표면(11)의 또 다른 영역을 향해, 상기 후드(15)의 후단 직선부(15b)를 따라 공기를 분사하는 후측 에어노즐 유닛(30)을 포함하는 먼지 제거장치.
제1항에 있어서, 상기 배출 닥트(20)가, 상기 후드(15) 근처의 일단에서 더 큰 단면적을 가지고, 상기 배출 닥트(20) 근처의 타단은 더 작은 단면적을 가지는 배출 통로를 형성하는 테이퍼 연결부재(21)를 통해 상기 후드(15)에 연결되는 것을 특징으로 하는 먼지제거장치.
제1항에 있어서, 상기 회전 브러시(12)가 130∼170rpm의 속도로 회전되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 먼지제거장치.
제1항에 있어서, 상기 후측 에어노즐 유닛(30)이 수직선에 대해 후방으로 약 20°∼25°의 각으로 경사지게 공기를 분사하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 먼지제거장치.