KR20080007472A - 광학렌즈 또는 다른 기판의 세척 장치용 고압 액체 분사노즐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광학렌즈 또는 기타 유사부품 세척장치에 사용되는 고압 세정액 분사 노즐에 관한 것이다. 상기 분사 노즐은 하나의 통로(1)로 연결된 세정액 유입구(11) 및 분사구(12)를 포함한다. 상기 통로(1)는 직사각형 횡단면을 가지고, 중앙부에는 좁은 부위(10)가 형성되며, 통로의 상부에는 분사구(12)를 형성하는 벌어진 틈으로 된 출구 공동(13)이, 하부에는 직사각형 베이스가 유입구(11)를 형성하는 각뿔대 형상의 입구 공동(14)이 형성되어, 통로는 전체적으로 X자 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.

광학렌즈, 분사 노즐, 고압 세정액, 유입구, 분사구

Description

광학렌즈 또는 다른 기판의 세척 장치용 고압 액체 분사 노즐{HIGH-PRESSURE LIQUID ATOMISATION NOZZLE FOR A MACHINE FOR CLEANING OPTICAL LENSES OR OTHER SUBSTRATES}

본 발명은 광학렌즈 또는 다른 기판의 세척장치에 사용되는 고압 세척액 분사 노즐에 관한 것이다.

종래의 광학렌즈 세척 장치에 사용되는 분사 노즐은 고압의 세정액을 렌즈와의 접촉을 통해 평평한 형태로 렌즈의 표면상에 분사한다. 이러한 분사 노즐의 형태는 일반적으로 각각의 평평한 표면 내의 원통형 몸체로 구성되고, 고압 세정액 유입구 및 분사액 출구가 몸체에 형성되며, 이 두 구멍은 하나의 통로에 의해 상호 연결된다.

이러한 종래의 분사 노즐을 통해서는 효율적인 결과를 얻을 수 없다. 노즐들 내부에 형성되어 있는 통로들이 기포를 생성한다는 일명 "벤투리(venturi)" 효과를 야기하기 때문이다. 분사 노즐의 출구에서 분사되는 액체 내에 기포가 존재하면, 이 기포 때문에 분사된 액체가 렌즈의 전 표면과 접촉될 수 없으며, 그 결과 렌즈 표면상에 세척되지 않은 부위가 발생하게 된다.

이러한 문제를 완화하기 위한 하나의 해결책으로서 세척할 렌즈 표면상에 세정액을 여러 번 분사시키도록 프로그래밍할 수 있을 것이다. 하지만 이 방법은 세척장치의 생산성을 그만큼 감소시키는 단점을 나타낸다.

본 발명은 상기한 단점을 해소하여, 노즐의 출구에서 기포 생성이 없는 고압의 액체 날(blade)을 얻을 수 있고, 이러한 액체 날에 의해 접촉되는 렌즈의 표면 전체가 세정액에 노출되어, 종래의 노즐보다 더욱 효율적인 결과 및 최상의 생산성을 얻을 수 있는, 광학렌즈 또는 다른 유사부품 표면 세척용 고압 액체 분사 노즐을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 분사 노즐은 하나의 통로로 연결된 세정액 유입구 및 분사구를 포함하며, 상기 통로는 직사각형 횡단면을 가지고, 중앙부에는 좁은 부위가 형성되며, 통로의 상부에는 분사구를 형성하는 벌어진 틈(fissure)으로 된 출구 공동(cavity)이, 하부에는 직사각형 베이스가 유입구를 형성하는 각뿔대 형상의 입구 공동(cavity)이 형성되어, 통로는 전체적으로 X 자 형상을 가진다.

본 발명에 따르면, 상기 통로의 직사각형 단면의 폭은 통로의 분사구에서 유입구 쪽으로 갈수록 점진적으로 넓어진다. 또한, 상기 유입구 및 분사구 사이의 연결을 보장하는 상기 좁은 부위의 내벽은 상기 통로의 내부 쪽으로 둥글게 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 장점 및 특징은 첨부된 도면 및 비한정적인 예로서 아래에서 기술된 실시예를 통하여 더욱 명백하게 드러날 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 분사 노즐의 유입구 및 분사구를 연결하는 통로의 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 분사 노즐이 설치된 광학렌즈 세척장치의 분사 램프(ramp)의 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 분사 노즐은 직사각형 단면을 가진 통로(1)를 포함하며, 상기 통로는 노즐의 몸체(도시되지 않음)를 관통하고, 중앙부에는 좁은 부위(10)가 형성되어 본 실시예에 따른 통로는 전체적으로 X 자 형상을 가진다. X 자 형상의 한쪽 단부에는 분사 노즐 통로(1)의 유입구(11)가, 다른 한쪽 단부에는 분사구(12)가 형성된다. 분사구(12)는 노즐의 몸체 내에 배치되는데, 이는 출구의 개방 시 분사액이 가는 날(blade)의 형태로 분사될 수 있는 분사 구멍을 형성하도록 넓이보다는 길이를 중시한 결과이다. 유입구(11)는 고압 세정액을 노즐의 분사 통로에 공급할 수 있도록 분배 챔버에 연결되며, 그 너비가 틈의 형태로 된 분사구(12)의 너비보다 큰 창(window)의 형태를 하고 있다. 유입구(11)의 가장 긴쪽 측면은 분사구(12)의 가장 긴쪽 측면과 평행하게 놓인다.

동시에 그 너비로 고려될 수도 있는 통로(1)의 폭(a)은 유입구(11)로부터 분사구(12)에 이르기까지 점진적으로 좁아진다.

통로(1)는 좁은 부위(10) 상부 쪽에 V자 형태로 된 출구 공동(13)이, 하부 쪽에는 각뿔대 형태로 된 입구 공동(14)이 형성되며, 각뿔대 형태의 직사각형 베이스가 유입구(11)를 형성한다.

출구 공동(13)의 기능은 틈 형태의 분사구(12)를 통해 가늘고 넓은 날 형태로 세정액을 분사하는 것인 반면, 출구 공동(13)의 하부에 위치한 입구 구멍(14)의 기능은 고압의 세정액을 캐비테이션(cavitation) 없이 최소한의 저항으로, 즉 세정액이 출구 공동(13)으로 들어갈 때 세정액 내에 기포 생성을 방지하도록 증기압보다 세정액 내의 압력을 낮게 유지시키면서 노즐의 통로(10)로 유입시키는 것이다. 유입구(11)와 분사구(12) 간의 연결을 보장해주는 좁은 부위(10)의 내벽(15)은 통로(10)의 내부 쪽으로 둥글게 형성된다. 이렇게 함으로써 세정액이 유입구(11)에서 분사구(12)로 이동할때 기포의 생성을 막기 위해 통로 좁은 부위(10)의 내벽과의 접촉을 유지할 수 있다.

분사구(12)를 통해 노즐 밖으로 분사된 분사액은 벤추리 효과를 나타내지 않고 기포 생성도 없이 벌어진 날의 형태를 취하게 된다. 그 결과 세척되지 않는 표면이 없이 광학 렌즈의 전 표면부를 아주 효율적으로 세척할 수 있다.

여러 번 행해진 테스트 결과에 따르면, 유입구(11)의 면적을 분사구(12) 면적보다 여섯 배 더 넓게 하고, 세정액의 압력을 8 내지 20 바(bar) 사이로 하면 0.15 내지 0.30 mm 사이의 통로 너비의 노즐의 분사구에서 박판 상태(laminar state)로 200 km/H 속도 또는 그 이상의 속도를 가진 기포 없는 액체 날을 획득할 수 있다.

도 2에는 길이방향 면들 중의 한 면에 램프 몸체(40)를 포함하는 분배 램프(4) 내에 본 발명에 따른 노즐이 설치된 것을 볼 수 있다. 본 발명에 따라 X 자 형태로 형성된 통로(10)들이 상기 램프 몸체에 규칙적인 간격으로 놓이게 된다. 도면 상에는 하나의 좁은 부위만이 도시되어 있다. 또한 고압의 세정액(3)을 담고 있는 분배 챔버(41)를 볼 수 있다. 고압의 세정액은 직사각형의 유입구(11)를 통해 각각의 통로(10)로 공급되며, 상기 챔버(41)에서 빠져나간다. 상기 세정액(3)은 기포 없이 벌어진 날(30)의 형태로 고속으로 분사된다. 또한, 하나의 램프 덮개(42)가 그 안쪽으로 본 발명에 따른 분사 통로(10)들이 형성되어 있는 램프 몸체(40)의 세로 면을 덮고 있는 것을 볼 수 있다. 각각의 분사 노즐 통로(10)들 사이의 간격은, 분사 노즐 분사구(12)에서 분사되는 다수의 액체 날(30)들이 렌즈 표면과 접촉하여 세척될 렌즈 직경과 같거나 더 넓은 폭을 가진 하나의 액체 날로 합쳐지기 위하여 상호 중첩될 수 있도록 한정될 것이다.

Claims (4)

1. 광학렌즈 또는 기타 유사부품 세척장치에 사용되는 고압 세정액 분사 노즐로서, 하나의 통로(1)로 연결된 세정액 유입구(11) 및 분사구(12)를 포함하는 분사 노즐에 있어서,

   상기 통로(1)는 직사각형 횡단면을 가지고, 중앙부에는 좁은 부위(10)가 형성되며, 통로의 상부에는 분사구(12)를 형성하는 벌어진 틈으로 된 출구 공동(13)이, 하부에는 직사각형 베이스가 유입구(11)를 형성하는 각뿔대 형상의 입구 공동(14)이 형성되어, 통로는 전체적으로 X 자 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 분사 노즐.
2. 제1항에 있어서,

   상기 통로(1)의 직사각형 단면의 폭(a)은 통로(1)의 분사구(12)에서 유입구(11) 쪽으로 갈수록 점진적으로 넓어지는 것을 특징으로 하는 분사 노즐.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 유입구(11) 및 분사구(12) 사이의 연결을 보장하는 상기 좁은 부위(10)의 내벽(15)은 상기 통로(10)의 내부 쪽으로 둥글게 형성되는 것을 특징으로 하는 분사 노즐.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 분사 노즐의 통로(10)를 분사 램프(4) 내에서 사용하는 방법으로서,

   상기 램프(4)는, 내부에 규칙적인 간격으로 통로(10)들이 형성되는 램프 몸체(40)와, 유입구(11)를 통해 각각의 통로(10)에 공급되어 벌어진 날(30)의 형태로 고속으로 분사되는 고압의 세정액(3)을 담고 있는 분배 챔버(41)를 포함하며,

   상기 통로(10)들 사이의 간격은, 각각의 통로(10) 분사구(12)에서 분사되는 다수의 액체 날(30)들이 세척될 렌즈 직경과 같거나 더 넓은 폭의 하나의 액체 날로 합쳐지기 위하여 상호 중첩될 수 있도록 한정되는 것을 특징으로 하는 방법.

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