KR20110028484A - 고압수 분사 세정장치 - Google Patents

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KR20110028484A
KR20110028484A KR1020110011942A KR20110011942A KR20110028484A KR 20110028484 A KR20110028484 A KR 20110028484A KR 1020110011942 A KR1020110011942 A KR 1020110011942A KR 20110011942 A KR20110011942 A KR 20110011942A KR 20110028484 A KR20110028484 A KR 20110028484A
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모리마사 쿠게
케이지 츠지타
에이지 노우토미
히데유키 다나카
미츠루 노무라
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가와사키 플랜트 시스템즈 가부시키 가이샤
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Abstract

본 발명은 고압수 분사 세정장치에 관헌 것으로서, 제조라인에서 요구되는 클린(clean)도의 대응이 용이하고, 균일한 세정이 가능하며, 구조가 간단하고, 원가절감을 도모할 수 있으며, 세정시의 장치 진동을 감소하게 하는 것이다.
본 발명은 세정대상물을 세정장치 본체에 대하여 일정 속도로 이동시키면서 고압수 분사 노즐에서 고압수를 상기 세정대상물로 일제히 분사시켜 세정하는 장치로, 세정대상물을 가로지르는 길이 이상의 길이를 가지는 지지프레임(6)의 일면에, 복수 개의 고압수 분사 노즐(7a)을 세정대상물을 향하면서 간격을 두어 배열하고, 지지프레임(6)의 양단 연장부(11)를 그 연장면에 직교하는 구동축(15)을 개재하여 편심회전할 수 있게 지지함과 아울러 구동축(15)을 구동장치(17)로 회전시킴으로서 지지프레임(6)이 편심회전하도록 구성하고, 회전 원운동하는 고압수 분사 노즐(7a)에서 고압수를 일제히 분사시키도록 되어 있다.

Description

고압수 분사 세정장치{water jet cleaning apparatus}
본 발명은, 액정 패널(panel), 플라즈마 패널(plasma panel), 유기이엘(organic EL(electric luminance)) 패널 등의 평판 디스플레이(flat panel display: FPD), 유리(glass), 반도체 웨이퍼(wafer) 등의 평탄한 판상물(板狀物)을, 고압수를 분사하여 세정하는 고압수 분사 세정장치(워터젯(water jet) 세정장치라고도 함)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액정 디스플레이(display)나 반도체 웨이퍼 등의 제조공정에서, 유리기판 표면의 미세한 입자나 유기물이나 금속불순물이라는 수율저하의 원인이 되는 오염물질을, 고압분사수로 제거하는 세정장치에 관한 것이다.
상기와 같은 종류의 고압수 분사 세정장치는, 도 25의 (a)에 나타낸 바와 같이, 1개의 노즐구멍(nozzle hole)(73)을 노즐의 중심에 가지는 7대의 고압수 분사 노즐(72)이 노즐홀더(nozzle holder)(71)의 원주방향으로 등간격으로 배치되어 있고, 이 노즐홀더(71)를 그 중심축을 중심으로 회전(공전)시켜 세정하는 1조(組)의 세정건(waterjet gun))(70)으로 구성된다. 도 25의 (b)는, 상기 1대의 고압수 분사 노즐(72)에 의한 세정궤적을 나타낸 정면도이다. 도 24에 나타내는 바와 같이, 복수 개(예를 들면, 수십대)의 세정건(70)이 프레임(frame)(74) 상의 길이방향으로 일정 간격으로 배열되고, 유리기판 등의 세정대상물(X)은 상기 각 세정건(70)에서 분사되는 고압분사수를 통과하도록 일정 속도로 이동하여 세정된다. 도 24의 부호 75는, 구동장치(예를 들면, 서보모터(servomotor))를 나타내고 있다.
상기 고압수 분사 세정장치에 사용되는 세정건은, 예를 들면 케이싱(casing)의 선단부에 고압수 분사 노즐을 설치한 홀더를 가지고 있다. 이 홀더에 고압수 튜브(tube)를 연결한 고압수 분사 세정장치에 있어서, 상기 케이싱의 내부에 회전이 자유롭게 지지된 지지축이 설치되고, 이 지지축에 축받이면(軸受面)이 요동할 수 있는 축받이(軸受)가 설치되고, 이 축받이에 상기 홀더의 기부(基部) 측을 회전이 자유롭게 지지시키고, 상기 홀더의 후단부면과 상기 지지축 사이에 상기 지지축과 함께 회전하여 상기 홀더의 후단부면과 접하는 경사판을 설치한 것을 특징으로 하고 있다.
상기 세정건에 따르면, 케이싱 내부에 설치된 회전이 자유로운 지지축의 축받이에, 고압수 분사 노즐을 설치한 홀더의 기부(基部) 측을 회전이 자유롭게 지지시키고, 상기 홀더의 후단부면과 지지축 사이에 설치된 경사판을 지지축과 함께 회전시키면, 상기 경사판의 경사를 따라 접하는 홀더는 고압수 튜브에 의해 회전이 억제되어 원추 형상으로 공전한다. 이때, 홀더의 경사는 축받이면의 슬라이딩에 의해 흡수되므로 홀더의 선단부에 설치된 고압수 분사 노즐에 의해 고압수를 원추 형상으로 분사시켜 고압수 분사 세정작업을 행할 수 있다. 이러한 장치에 관해서는, 예를 들면 일본특허 제2705719호 공보를 참조하면 된다.
그 외의 고압수 분사 세정장치에 관한 선행기술로서는, 세정 컨베이어(conveyor)에 탑재되어 세정실 안으로 이송되는 피세정재에 대하여 고압수를 분사하기 위한 복수 개의 노즐을 가지는 고압수 분사 노즐헤드(nozzle head)가 상기 세정 컨베이어의 위쪽에 설치되고, 이 고압수 분사 노즐헤드가 회전하면서 각 노즐로부터 고압수를 분사하도록 구성된 세정장치가 알려져 있다. 상기 장치는, 고압수 분사 노즐헤드가 복수 개 설치됨과 아울러 각 고압수 분사 노즐헤드를 각각 독립하여 회전 구동하는 각 모터가 상기 세정실로부터 격리된 위치에 설치되어 있다. 이러한 장치에 관해서는, 예를 들면, 일본특허 공개공보 특개2002-166235호를 참조하하면 된다.
그러나 상기한 종래의 고압수 분사 세정장치는 다음과 같은 이유로 인하여, 요구되는 클린도, 고속화, 세정의 균일화 등에 적합할 수 없다.
각 세정건마다 1대의 구동모터가 설치되어 있다. 따라서 축받이나 타이밍벨트(timing belt) 등의 회전 구동부, 요컨대 발진요소는 세정영역 안에 위치하고 있다. 각 세정건의 회전 실링(sealing)부에서 주로 발진하므로 예를 들면 액정 패널의 제조라인에서는, 클래스10(class 10)(미국연방규격 209D 이하, 동일함) 정도의 클린도가 요구되지만, 이에 대응하는 것이 어렵다.
각 노즐홀더(고압수 분사 노즐)의 회전속도는 1500rpm이다. 그리고 고압분사수의 궤적은, 도 25의 (b)에 나타내는 바와 같이, 세정영역의 폭방향(즉 길이방향)으로 농담(濃淡)이 발생하여 세정세기가 일정치 않고, 세정이 불균일한 부분이 잔재한다. 한편, 액정 패널은 유리면에 회로기판이 실장된 것이기 때문에, 세정, 특히 세정용 고압분사수의 세기가 불균일해지면, 회로기판 등을 손상할 우려가 있다. 도 25의 (b)는 1개의 노즐에 의한 세정용 분사수의 궤적으로, 노즐의 대수만큼 일부를 겹쳐진 폭(세정폭)으로 세정한다.
각 세정건에 서보모터나 회전기구를 설치할 필요가 있기 때문에, 원가절감을 도모하는데 있어서 장애가 되고 있다. 또한, 세정영역 안에 장치를 설치하거나, 배관 및 배선작업에 시간이 걸린다.
일본특허 공개공보 특개2002-166235호에 기재된 장치는, 발판(足場板)이나 발판프레임 등의 건축용 가설자재를 세정하기 위한 세정장치로서, 본원발명이 대상으로 하는 세정물과는 세정대상물이 다를 뿐만 아니라 높은 클린도가 요구되는 세정에는 적합하지 않다.
본 발명은, 상기한 점을 감안하여 안출된 것으로, 고압수 분사 세정장치에 있어서, 제조라인에서 요구되는 클린도의 대응이 용이하며, 균일한 세정을 가능하게 하고, 구조를 간단하게 하고, 원가절감을 도모할 수 있으며, 세정시의 장치 진동을 줄이는 것을 과제로 하고 있다. 또한, 고압수 분사 세정방법도 더불어 제공하는 것을 과제로 하고 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 고압수 분사 세정장치는, 세정대상물을 세정장치 본체에 대하여 일정 속도로 이동시키면서 상기 세정장치 본체의 고압수 분사 노즐에서 고압수를 상기 세정대상물로 분사시켜 세정하는 고압수 분사 세정장치로서, 상기 세정대상물을 가로지르는 길이 이상의 길이를 가지는 공통(1개)의 지지프레임의 일면에, 복수 개의 고압수 분사 노즐을 상기 세정대상물을 향하여 서로 간격을 두어 배열하고, 상기 지지프레임의 양측 연장단부를, 각각 지지프레임의 상기 일면 또는 그 연장면에 직교하는 편심회전축 및 축받이부를 개재하여 편심회전할 수 있게 지지함과 아울러 상기 편심회전축을 구동장치로 회전시킴으로써 상기 지지프레임이 선회 원운동하도록 구성하고, 상기 지지프레임을 따라 상기 각 고압수 분사 노즐로 고압수를 공급하고, 정속 이동하는 상기 세정대상물에 대하여 진원을 그리도록 선회 원운동하는 각 고압수 분사 노즐에서 고압수를 분사시키도록 한 것을 특징으로 한다.
상기 구성을 가지는 고압수 분사 세정장치는, 복수 개의 고압수 분사 노즐을 공통의 1개 지지프레임의 일면에 배열하고, 그 양측 연장부분에서 편심회전할 수 있게 지지하고, 구동장치로 편심회전시킨다. 복수 개의 노즐이 위치하는 세정영역의 외측에 편심회전 구동부를 배치할 수 있기 때문에 세정영역에는 발진하는 부재가 없고, 따라서 클린도가 높은 세정이 가능해진다. 이 때문에 평판 디스플레이(FPD)나 반도체 웨이퍼 등의 매우 높은 클린도(10~100 이하)가 요구되는 세정에 용이하게 대응할 수 있다. 또한, 복수 개의 고압수 분사 노즐을 공통의 지지프레임의 일면에 배열하고, 선회 원운동(어느 중심위치를 중심으로 편심량(반경)(r)으로 진원(眞圓)을 그리도록 선회)시키면서 세정대상물에 고압수를 분사하여 세정하므로, 예를 들면 복수 개의 노즐을 등간격으로 배열하여 각 노즐에서 고압수를 일직선 형상(스트레이트)으로 분사시킴으로써 세정대상물에 대하여 세정세기를 일정하게 하여 균일한 세정이 가능해진다. 이 때문에 유리기판과 같은 균일한 세정이 요구되는 부재를 세정할 때에도 일정 세정력이 유지되어 세정대상물을 손상시킬 우려가 없다. 또한, 각 노즐을 구동장치로 각각 회전(선회 원운동)시켜 세정하는 구조에 비하여 구조가 간단하고, 장치의 조립이 용이하며, 배관이나 배선작업에 시간이 걸리지 않아 원가절감을 도모할 수 있다.
상기 지지프레임의 양측 연장단부에 있어서 상기 구동장치를 포함한 편심회전 구동부를 상기 세정대상물의 세정영역의 외측에 위치시키는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성함으로써 세정영역 외측에 발진이 발생할 우려가 있는 편심회전 구동부를 배치할 수 있으므로, 세정영역 내의 클린도의 향상에 용이하게 충분히 대응할 수 있다.
상기 각 고압수 분사 노즐의 중심위치에 노즐구멍을 노즐 선단부면에 대하여 직교하도록 천공하고, 상기 노즐구멍의 기단(基端)측에 상기 지지프레임을 따라 배치한 고압수 공급로의 일 단부를 접속하고, 상기 고압수 공급로의 타 단부를 가요성 금속제 배관을 개재하여 고압수원에 접속할 수 있다.
이와 같이 구성함으로써 고압수원에서 고압수를 선회 원운동하는 각 노즐로 금속제 배관을 통하여 동일하게 선회 원운동하는 세정장치 본체의 변위를 흡수하면서 균일하게 공급할 수 있고, 고압수를 세정대상물에 전체적으로 균일하게 분사하여 효율이 좋은 세정을 할 수 있다.
상기 지지프레임 중 상기 고압수 분사 노즐과 반대되는 면에, 지지프레임의 중심축선을 사이에 두고 상기 고압수 분사 노즐의 전체 질량과 균형이 잡히도록 평형추를 장착하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성함으로써 세정장치 본체의 중심을 지지프레임의 고압수 분사 노즐과 반대면 사이의 중심축선 상에 위치시킬 수 있으므로, 고압수 분사 세정장치의 운전시, 특히 세정장치 본체의 선회 원운동시에 있어서 장치 본체의 밸런스(balance)가 도모되고, 장치 본체에 불필요한 모멘트(moment)가 발생하는 것을 방지하여 외부(특히 편심회전 구동부)에의 진동 전달을 감소시킬 수 있으므로 장치 전체의 진동을 줄일 수 있다.
상기 편심회전 구동부는 상기 편심회전축을 편심위치에 일체로 회전할 수 있게 접속하는 회전축 편심부 및 이 회전축 편심부의 주위를 회전할 수 있게 지지하는 상기 축받이부로서의 축받이 하우징(housing)부를 구비하고, 상기 축받이 하우징부는 상기 지지프레임의 일 단부에 연결판을 개재하여 일체로 연결될 수 있다.
이와 같이 구성함으로써 세정장치 본체의 양측 연장부에 있어서 편심회전 구동부에 의해 편심회전력을 발생시키므로 복수 개의 노즐을 구비한 세정장치 본체가 원활하게 선회 원운동한다.
상기 편심회전축은, 상기 축받이 하우징부 내에 축받이를 개재하여 회전할 수 있게 배치된 원기둥체 형상의 회전축 편심부의 중심위치로부터 편심한 위치에 일체로 회전할 수 있게 접속될 수 있다.
이와 같이 구성함으로써 원기둥체 형상의 회전축 편심부의 중심위치에 대하여 비교적 큰 편심량을 확보하기가 용이하다. 또한, 회전축 편심량의 주위를 축받이 하우징부를 개재하여 회전할 수 있게 지지한 상태에서 회전축(편심회전축)의 회전력을 회전축 편심부에 전달하여 편심회전시키므로, 회전축 편심부가 원활하게 회전하여 세정장치 본체를 선회 원운동시킬 수 있다.
상기 편심회전축 및 상기 축받이 하우징부를 사이에 두고 상하 대칭 위치에, 각각 상기 회전축 편심부의 중심축선을 중심으로 상기 지지프레임의 선회방향과 대칭으로 상기 지지프레임의 원심력에 균형이 잡히도록 평형추를 상기 구동축과 일체로 회전할 수 있게 장착하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성함으로서 장치 본체의 선회 원운동시에 장치 본체 있어서 기초 반작용력의 발생을 억제할 수 있다.
상기 세정대상물의 세정영역을 클린실로 둘러쌈과 아울러 클린실의 양측 단벽에 각각 상기 연결판의 삽입 관통구를 마련하고, 각 삽입 관통구의 개구 둘레부와 상기 각 삽입 관통구에서 돌출하는 상기 연결판의 일부 주위를 주름식 봉지 형상의 실링(sealing)부재의 양단 개구 둘레부에 접속할 수 있다.
이와 같이 구성함으로써 선회 원운동하는 세정장치 본체의 연결판의 변위를 실링부재가 변형하여 흡수하여 삽입 관통구를 확실하게 실링할 수 있다.
상기 세정대상물의 세정영역을 클린실로 둘러쌈과 아울러 클린실의 양측 단벽에 상기 각 연결판의 삽입 관통구를 마련하고, 각 삽입 관통구의 바깥쪽에 있어서 상기 각 삽입 관통구를 포함하여 상기 각 삽입 관통구에서 돌출하는 상기 연결판의 일부분을 둘러싸는 실링실을 마련하고, 각 실링실 옆쪽의 단벽에 상기 삽입 관통구와 하나로 이어지게 삽입 관통할 수 있게 상기 연결판의 제2 삽입 관통구를 마련함과 아울러 상기 각 실링실의 상벽에 배기구를 마련하고, 상기 각 실링실 내에 있어서 상기 삽입 관통구 및 상기 제2 삽입 관통구의 근방에, 1쌍의 U자형 패널 형상의 실링부재를 일 단부가 상기 실링실 내벽에 고정되고, 개방단부측이 상기 연결판의 양 측면에 접하도록 서로 대향하여 설치할 수 있다.
이와 같이 구성함으로써 상술한 실링기구에 비하여 구조는 복잡해지지만 삽입 관통구를 실링할 수 있다.
상기 세정대상물의 세정영역을 클린실로 둘러쌈과 아울러 클린실의 양측 단벽에 상기 각 연결판의 삽입 관통구를 마련하고, 이 삽입 관통구에 대응하는 개구를 길이방향으로 연속하여 형셩하고, 양 단부를 개구한 내통 및 이 내통과 간격을 두고 주위를 둘러싸며 일 단부를 개구한 외통의 2중 통형 구조의 고정식 실링실을 마련하고, 이 실링실의 상기 내통에는 복수 개의 작은 구멍을 천공함과 아울러 상기 외통에 복수 개의 작은 구멍을 천공하고, 상기 실링실의 외통의 개구단 측을 상기 클린실의 단벽에 그 삽입 관통구와 내통의 개구가 연통하도록 연결할 수 있다.
이와 같이 구성함으로써 상술한 실링 기구와 다르고, 가동하는 요컨대 마모하는 실링부재가 불필요해지고 구조적으로도 비교적 간단화할 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 다른 고압수 분사 세정장치는, 세정대상물을 세정장치 본체에 대하여 일정 속도로 이동시키면서 상기 세정장치 본체의 고압수 분사 노즐에서 고압수를 상기 세정대상물의 양면으로 분사시켜 세정하는 고압수 분사 세정장치로서, 상기 세정대상물을 가로지르는 길이 이상의 길이를 가지고, 상기 장치 본체의 두께방향의 중심축선을 사이에 두고 평행하게 배치되는 1쌍의 지지프레임의 대향면에, 각각 복수 개의 고압수 분사 노즐을 서로 대향시키면서 간극을 두어 배열하고, 상기 각 지지프레임의 양 단부(측면부)를 일체로 결합함과 아울러 양단(측면) 결합부에서 각각 상기 장치 본체의 중심축선을 따라 양 옆쪽으로 각각 연결판을 설치하고, 상기 각 연결판의 단부를, 그 일면에 직교하는 편심회전축 및 축받이부를 개재하여 편심회전할 수 있게 지지함과 아울러 상기 편심회전축을 구동장치로 회전시킴으로써 상기 지지프레임이 선회 원운동하도록 구성하고, 상기 각 지지프레임을 따라 상기 각 고압수 분사 노즐로 고압수를 공급하고, 정속 이동하는 상기 세정대상물의 양면에 대하여 선회 원운동하는 각 고압수 분사 노즐에서 고압수를 분사시키도록 한 것을 특징으로 한다.
상기 구성을 가지는 고압수 분사 세정장치에 따르면, 상술한 본 발명의 고압수 분사 세정장치와 같은 작용 효과가 달성되는 외에 세정대상물의 양면을 동시에 세정할 수 있으며, 세정작업 본체가 중심축선을 사이에 두고 밸런스를 도모할 수 있으므로 상술한 평형추를 장착할 필요가 없어 구조를 더욱 간소화할 수 있다.
상기 양측의 연결판의 단부에 있어서 상기 구동장치를 포함한 편심회전 구동부를 상기 세정대상물의 세정영역 외측에 위치시키는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성함으로서 세정영역 외측에 발진이 발생할 우려가 있는 편심회전 구동부를 배치할 수 있으므로 세정영역 내의 클린도의 향상에 용이하게 충분히 대응할 수 있다.
상기 각 고압수 분사 노즐의 중심위치에 노즐구멍을 상기 노즐 선단면에 대하여 직교하도록 천공하고, 상기 노즐구멍의 기단측에 상기 지지프레임을 따라 배치한 고압수 공급로의 일 단부를 접속하고, 상기 고압수 공급로의 타 단부를 가요성 금속제 배관을 개재하여 고압수원에 접속할 수 있다.
이와 같이 구성함으로써 고압수원에서 고압수를 선회 원운동(원을 그리도록 선회)하는 각 노즐로 금속제 배관에 의해 동일하게 선회 원운동하는 세정장치 본체의 변위를 흡수하면서 균일하게 공급할 수 있고, 고압수를 세정대상물에 전체적으로 균일하게 분사하여 효율이 좋은 세정을 할 수 있다.
상기 편심회전 구동부는 상기 편심회전축을 편심위치에 일체로 회전할 수 있게 접속하는 회전축 편심부 및 이 회전축 편심부의 주위를 회전할 수 있게 지지하는 상기 축받이부로서의 축받이 하우징부를 구비하고, 이 축받이 하우징부는 상기 지지프레임의 일단부에 연결판을 개재하여 일체로 연결될 수 있다.
이와 같이 구성함으로써 세정장치 본체의 양측 연장단부에 있어서 편심회전 구동부에 의해 각각 편심회전력을 발생시키므로 복수 개의 각 노즐이 세정장치 본체와 동시에 원활하게 선회 원운동한다.
상기 편심회전축은 상기 축받이 하우징부 내에 축받이를 개재하여 회전할 수 있게 배치된 원기둥체 형상의 회전축 편심부의 중심위치로부터 편심한 위치에 일체로 회전할 수 있게 접속될 수 있다.
이와 같이 구성함으로써 원기둥체 형상의 회전축 편심부의 중심위치에 대하여 비교적 큰 편심량을 확보하기가 용이하다. 또한, 회전축 편심부의 주위를 축받이 하우징부를 개재하여 회전할 수 있게 지지한 상태에서 회전축(편심회전축)의 회전력을 회전축 편심부에 전달하여 편심회전시키므로, 회전축 편심부가 원활하게 회전하여 세정장치 본체를 선회 원운동시킬 수 있다.
상기 편심회전축 및 상기 축받이 하우징부를 사이에 두고 상하 대칭 위치에 상기 각 회전축편심부의 중심축선을 중심으로 상기 지지프레임의 편심방향과 대칭으로 지지프레임의 원심력에 균형이 잡히도록 평형추를 상기 구동축과 일체로 회전할 수 있게 장착할 수 있다.
이와 같이 구성함으로써 장치 본체의 선회 원운동시, 장치 본체에 있어서 기초 반작용력의 발생을 억제할 수 있다.
상기 세정대상물의 세정영역을 클린실(세정실)로 둘러쌈과 아울러 클린실의 양 측벽에 각각 상기 연결판의 삽입 관통구를 마련하고, 각 삽입 관통구의 개구 둘레부와 상기 각 삽입 관통구에서 돌출하는 상기 연결판의 일부 주위를 주름식 봉지 형상의 실링부재의 양단 개구 둘레부에 접속할 수 있다.
이와 같이 구성함으로써 선회 원운동하는 세정장치 본체의 연결판의 변위를 실링부재가 변형하여 흡수하여 삽입 관통구를 확실하게 실링할 수 있다.
상기 세정대상물의 세정영역을 클린실(세정실)에 의해 둘러쌈과 아울러 클린실의 양 측벽에 각각 상기 연결판의 삽입 관통구를 마련하고, 각 삽입 관통구의 바깥쪽에 있어서 상기 각 삽입 관통구를 포함하여 상기 각 삽입 관통구에서 돌출하는 상기 연결판의 일부분을 둘러싸는 실링실을 마련하고, 각 실링실의 측벽에 상기 삽입 관통구와 하나로 이어지게 상기 연결판의 제2 삽입 관통구를 마련함과 아울러 상기 실링실의 상벽에 배기구를 마련하고, 상기 각 실링실 내의 상기 삽입 관통구 및 상기 제2 삽입 관통구 근방에, 각각 1쌍의 U자형 패널 형상의 실링부재를 개방단부측이 상기 연결판의 양 측면에 접하도록 서로 대향 배치하여 타단측을 실링실 내벽에 고정할 수 있다.
이와 같이 구성함으로써 상술한 실링 기구에 비하여 구조는 복잡해지지만, 편심회전운동하는 세정장치 본체의 연결판의 변위를 실링부재가 변형하여 흡수하여 삽입 관통구를 실링할 수 있다.
상기 세정대상물의 세정영역을 클린실로 둘러쌈과 아울러 클린실의 양측 단벽에 각각 상기 연결판의 삽입 관통구를 마련하고, 이 삽입 관통구에 대응하는 개구를 길이방향으로 연속하여 형성하고, 양 단부를 개구한 내통 및 이 내통과 간격을 두고 주위를 둘러싸며 일 단부를 개구한 외통의 2중 통형 구조의 고정식 실링실을 마련하고, 이 실링실의 상기 내통에는 복수 개의 작은 구멍을 천공함과 아울러 상기 외통에 복수 개의 작은 구멍을 천공하고, 상기 실링실의 외통의 개구단 측을 상기 클린실의 단벽에 그 삽입 관통구와 내통의 개구가 연통하도록 연결할 수 있다.
이와 같이 구성함으로서 상술한 각 실링 기구와 다르면서 가동하는 즉, 마모하는 실링부재가 불필요해지고, 구조적으로 비교적 간소화할 수 있다.
본 발명에 따른 고압수 분사 세정장치는, 이상으로 설명한 구성을 가지므로 아래와 같은 우수한 효과가 있다. 즉, 세정대상물을 세정장치 본체에 대하여 일정 속도로 이동시키면서 세정장치 본체의 고압수 분사 노즐에서 예를 들면 일제히(혹은 간헐적으로) 고압수를 세정대상물의 일면 또는 양면으로 분사시켜 세정하는 고압수 분사 세정장치에 있어서, 제조라인에서 요구되는 클린도의 대응이 용이하고, 세정세기가 전체적으로 일정하게 유지되어 균일한 세정이 가능해지고, 종래의 일반적인 고압수 분사 세정장치에 비하여 구조를 간단하게 할 수 있고, 원가절감을 도모할 수 있음과 아울러 세정시에 장치 전체의 진동을 줄일 수 있고, 안정된 세정작업을 장기간에 걸쳐 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 고압수 분사 세정장치의 제1 실시예를 나타내고, 일부를 단면으로 표시한 정면도이다.
도 2는 본 발명의 고압수 분사 세정장치의 제1 실시예를 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 고압수 분사 세정장치의 제1 실시예를 나타내는 저면도이다.
도 4는 도 2의 C-C 단면도이다.
도 5는 도 1의 고압수 분사 세정장치를 확대하여 나타내는 좌측면도이다.
도 6의 (a)는 도 1을 향하여 좌측 지지대와 그 근처를 확대하여 나타내는 정면도이고, 도 6의 (b)는 회전축편심부와 상하 회전축을 취출하여 개략적으로 나타내는 설명도이고, 도 6의 (c)는 도 6의 (b)의 평면도이다.
도 7은 도 6의 (a)의 평면도이다.
도 8은 도 1의 세정장치 본체의 일부를 확대하여 나타내는 중앙 종단면도이다.
도 9는 도 8의 A-A 단면도이다.
도 10은 도 8의 평면도이다.
도 11은 도 10의 노즐헤드부의 저면도이다.
도 12의 (a)는 노즐헤드부의 일부를 확대하여 나타내는 저면도이고, 도 12의 (b)는 도 12의 (a)의 B-B 종단면도이다.
도 13의 (a)는 세정실을 구성하는 양 측벽에 설치된 중공프레임(6)의 연장부(연결판)의 삽입 관통구에 있어서 실링기구의 실시예를 개략적으로 나타내는 횡단면도이고, 도 13의 (b)는 도 13의 (a)의 종단면도이다.
도 14의 (a)는 세정실을 구성하는 양 측벽에 설치된 중공프레임(6)의 연장부(연결판)의 삽입 관통구에 있어서 실링기구의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 횡단면도이고, 도 14의 (b)는 도 14의 (a)의 종단면도이다.
도 15는 도 14에 나타내는 실링기구의 한쪽의 삽입 관통구측의 실링기구를 더욱 구체적으로 나타내도록 일부를 절개하여 단면으로 표시한 사시도이다.
도 16의 (a) 내지 (c)는 세정실을 구성하는 양 측벽에 설치된 중공프레임(6)의 연장부(연결판)의 삽입 관통구에 있어서 실링기구의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 도면으로서, 도 16의 (a)는 측면도이고, 도 16의 (b)는 평면도이고, 도 16의 (c)는 도 16의 (b)의 C-C 단면도이다.
도 17 내지 도 22는 본 발명에 따른 고압수 분사 세정장치의 제2 실시예를 나타내는 것으로서, 도 17은 본 발명의 고압수 분사 세정장치의 제2 실시예를 나타내고, 일부를 단면으로 표시한 정면도이다.
도 18은 본 발명의 고압수 분사 세정장치의 제2 실시예를 나타내는 평면도이다.
도 19는 본 발명의 고압수 분사 세정장치의 제2 실시예를 나타내는 좌측면도이다.
도 20은 도 17의 A-A 단면도이다.
도 21은 도 17의 B-B 단면도이다.
도 22는 도 17의 C-C 단면도이다.
도 23의 (a)는 노즐헤드부의 저면도와 선회 원운동을 표시하는 설명도이고, 도 23의 (b)는 도 23의 (a)의 노즐헤드부에 의한 세정수 궤적을 표시하는 설명도이다. 또한, 도 23의 (b)의 양측 부분은 세정대상물의 세정영역으로부터 벗어난 부분(비세정부)이다.
도 24는 종래의 고압수 분사 세정장치를 전체적으로 나타내는 정면도이다.
도 25의 (a)는 노즐헤드부의 저면도와 선회 원운동을 표시하는 설명도이고, 도 25의 (b)는 도 25의 (a)의 1개의 노즐헤드부에 의한 세정궤적을 표시하는 설명도이다. 또한, 세정장치에 대한 세정시에는 도 25의 (a)의 노즐헤드부가 복수 개 배열된 상태가 되므로, 도 25의 (b)의 세정궤적이 일부 겹쳐져서 5개 집합된 상태의 세정궤적이 된다.
이하, 본 발명에 따른 고압수 분사 세정장치의 제1 실시예에 대하여 도 1 내지 도 15에 의거하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 고압수 분사 세정장치의 제1 실시예를 나타내고, 일부를 단면으로 표시한 정면도이고, 도 2는 도 1의 평면도이고, 도 3은 도 1의 저면도이고, 도 4는 도 2의 C-C 단면도이다. 도 5는 도 1의 고압수 분사 세정장치를 확대하여 나타내는 좌측면도이고, 도 6의 (a)는 도 1을 향하여 좌측의 지지대와 그 근처를 확대하여 나타내는 정면도이고, 도 6의 (b)는 회전축 편심부와 상하 회전축을 취출하여 개략적으로 나타내는 설명도이고, 도 6의 (c)는 도 6의 (b)의 평면도이고, 도 7은 도 6의 (a)의 평면도이고, 도 8은 도 1의 세정장치 본체의 일부를 확대하여 나타내는 중앙 종단면도이고, 도 9는 도 8의 A-A 단면도이고, 도 10은 도 8의 평면도이고, 도 11은 도 10의 노즐헤드부의 저면도이고, 도 12의 (a)는 노즐헤드부의 일부를 확대하여 나타내는 저면도이고, 도 12의 (b)는 도 12의 (a)의 B-B 종단면도이다.
상기 도면에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 고압수 분사 세정장치(1)는, 세정실(클린실)(30)의 아래쪽을 가로지르는 프레임(2)의 양 측부 상에 지지대(3, 3)를 구비하고 있다. 각 지지대(3)는 지주(3a)를 구비하고, 양측 지주(3a)의 상부 사이가 도리(橫桁)(18)로 결합되어 있다. 지주(3a)의 상부 정면을 옆쪽으로부터 보아서 대략 "ㄷ"자형 브라켓(3b) 및 지지판(3c)을 개재하여 세정장치 본체(5)가 회전 가능하게 볼트(3d, 3e)로 지지되어 있고, 세정장치 본체(5)는 양측 지지대(3) 사이에 걸쳐 지지되고 있다. 또한, 도리(18)의 길이방향으로 간격을 두고 도 4에 나타낸 바와 같이, 좌우 1쌍의 아래로 오목한 형상의 보호프레임(19)이 세정장치 본체(5)의 상부를 둘러싸도록 장착되어 있다.
세정장치 본체(5)는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 플랫바(flat bar)로 이루어지는 각기둥체(角筒體) 형상의 중공(中空) 지지프레임(이하, 중공프레임이라고 함)(6)을 구비하고 있고, 이 중공프레임(6)의 하면에 장착브라켓(8)이 돌출하여 설치되어 있다. 그리고 복수 개의 고압수 분사 노즐(7a)을 판 형상의 노즐홀더(7b)에 지그재그(千鳥)로 등간격으로 2열 배열한 노즐헤드부(7)가, 상기 장착브라켓(8)에 아래쪽으로 볼트(8a)로 고정되어 있다. 각 노즐(7a)에는 도 8, 도 9, 도 12와 같이 선단부(하단부)면의 중심위치에 직교하여 노즐구멍(7c)이 1개씩 천공되어 있다. 노즐홀더(7b) 및 노즐헤드부(7)에는, 길이방향을 따라 고압수 공급로(9a, 9b)가 천공되어 있다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 고압수 탱크(10a)에서부터 가요성의 나선(螺旋) 형상의 금속제 배관(10)이 노즐홀더(7b)의 고압수 공급로(9b)의 일단부에 접속되어 있다. 이 고압수 공급로(9b)에서부터 노즐헤드부(7)의 고압수 공급로(9a)를 통하여 각 노즐(7a)의 노즐구멍(7c)으로 고압수가 공급되고, 각 노즐(7a)에서부터 일직선 형상으로 고압수가 분사된다. 또한, 금속제 배관(10)은 가요성인 경우 나선 형상으로 이루어지지 않을 수 있다. 예를 들면, 직선 형상으로 하여 배관 전체가 휘어지도록 구성할 수 있다.
본 실시예의 경우, 세정대상물(X)이 유리판이고, 이 유리판(X)은, 예를 들면 롤러 컨베이어(roller conveyor)(40) 등의 반송장치에 의해 일정 속도로 노즐헤드부(7)의 아래쪽으로 반송된다. 이 때문에 노즐헤드부(7)의 길이를 유리판(X)의 폭방향 길이보다도 약간 길게 하여 세정되지 않는 곳이 발생하지 않도록 하고, 노즐헤드부(7)가 장착되는 중공프레임(6)의 길이는, 노즐헤드부(7)보다 약간 길게 구성한다.
중공프레임(6)의 양 단부에는, 각각 연결판(11)의 일단부에 고정 설치된 장착판(11b)이 볼트(11c)로 일체로 연결되어 있다. 각 연결판(11)에는, 경량화를 위하여 원형 개구(11a)가 두께방향으로 관통하여 형성되어 있다. 각 연결판(11)의 타 단부(외단부) 측에는 링(ring) 형상의 축받이 하우징(housing)(축받이부)(12)이 일체로 형성되고, 각 축받이 하우징(12) 내에는 축받이(13)를 개재하여 원기둥체 형상의 회전축 편심부(14)가 회전 가능하게 배치되어 있다. 한편, 회전축 편심부(14)의 상하로 회전축(편심회전축이라고도 함)(15)이 축받이 하우징(16) 내에 회전 가능하게 지지되어 있고, 이들 상하의 각 회전축(15)은 회전축 편심부(14)의 중심축선(S')에서부터 한쪽(도 6에서는 좌측)으로, 예를 들면 수㎜ ~ 수십㎜ 편심한 위치에 일체 회전 가능하게 접속되어 있다. 또한, 좌우의 각 지지대(3)의 상단부면에는, 서보모터(17)가 설치되어 있고, 이 서보모터(17)의 구동부(17a)에 일체 회전 가능하게 회전축(15)의 상단부가 연결되어 있다.
이에 따라, 좌우의 서보모터(17)를 거의 동기하여(한쪽이 다른쪽을 뒤따르도록) 회전시킬 수 있고, 도 6의 (b), 도 6의 (c)에 나타낸 바와 같이, 편심 회전축(15)은 그 중심축선(S)이 회전축 편심부(14)의 중심축선(S')에 대하여 편심하여 회전하므로 중공프레임(6)이 편심회전 운동함과 동시에 노즐헤드부(7)는 선회 원운동(요동회전)한다. 요컨대, 회전축(15)의 회전으로 원기둥체 형상의 회전축 편심부(14)가 편심회전하고, 축받이 하우징부(축받이(13)를 포함함)(12)를 개재하여 세정장치 본체(5)(중공프레임(6)과 노즐헤드부(7))를 선회 원운동시킨다. 이 관계는 마치 크랭크(crank)기구에 가까운 것이다. 한편, 예를 들어 구동장치로서의 서보모터(17)를 한쪽에만 설치한 경우에는, 한쪽의 회전축(15)을 회전시키면, 세정장치 본체(5)의 정지상태에 따라서는, 회전축(15)의 회전을 시작하려고 하여도, 세정장치 본체(5)를 선회 원운동시킬 수 없는 우려가 있다. 그러나 본 실시예와 같이 좌우에 서보모터(17)를 구비하여 거의 동시에 구동력을 회전축(15)에 전달하도록 구성한 경우에는, 상기와 같은 우려가 없다. 이와 동시에 각 노즐(7a)의 노즐구멍(7c)으로부터 고압수가 일직선 형상으로 분사되고, 도 23의 (b)에 나타낸 바와 같은 고압수의 궤적이 피세정물의 세정면을 세정된다. 또한, 도 23의 (a)에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에서는 노즐(7a)을 서로 등간격이 되도록 지그재그로 2열 배치하여 세정면 전체에 걸쳐 균일성을 유지하도록 하고 있다. 또한, 각 노즐(7a)의 선단부면의 중심위치에 대하여 직교하는 노즐구멍(7c)을 1개씩 천공하고 있다. 그리고 이 상태에서 각 노즐(7a)은 진원형(眞圓形)을 그리도록 회전하면서 각 노즐구멍(7c)에서부터 직선 형상으로 고압 세정액체(초순수 또는 약액 등)를 분사하므로 도 23의 (b)에 나타내는 바와 같은 세정수의 궤적을 그리고, 세정세기가 균일한 세정작업이 달성된다. 또한, 세정액체의 분사압력 및 노즐헤드부(7)의 회전속도는 조정 가능하고, 세정대상물에 따라서 세정조건을 최적상태로 설정할 수 있다.
그런데, 본 고압수 분사 세정장치(1)에서는 세정장치 본체(5)(노즐헤드부(7) 및 중공프레임(6)을 포함함)가 진원(眞圓)을 그리도록 선회 원운동(요동회전)하므로 중공프레임(6)을 포함하는 세정장치 본체(5) 자체의 밸런스(balance) 및 중공프레임(6)을 포함하는 세정장치 본체(5)의 선회 원운동 때의 양쪽 지지대(3)에 대한 밸런스를 포함하는 고압수 분사 세정장치(1) 전체의 밸런스를 도모하는 것이 중요하다. 만약 이들의 밸런스를 충분히 도모할 수 없는 경우에는, 고압수 분사 세정장치(1) 전체에 진동이 발생하여 세정작업이 곤란해질 우려가 있다. 그래서 본 실시예에서는, 중공프레임(6)의 두께방향의 중간위치를 통과하는 길이방향의 중심축선(M)(도 9 참조)을 중심에 두고 노즐부(7)(및 고압수 공급로(9a, 9b))와의 질량(및 모멘트) 밸런스를 도모하기 위하여, 플랫바(flat bar) 형상의 평형추(21)를 중공프레임(6)의 상면에 일정 간격을 두고 돌출하여 설치된 복수 개의 브라켓(22)에, 볼트(22a)로 장착하고 있다. 그 결과, 세정장치 본체(5)(중공프레임(6)을 포함함)의 선회 원운동 때에 세정장치 본체(5)(중공프레임(6)을 포함함) 자체에는 쓸데없는 모멘트가 발생하지 않고 각 노즐(7a)이 원활하게 진원(眞圓)을 그리도록 선회한다.
또한, 회전축 편심부(14)를 사이에 두고 상하 회전축(15)에 대하여 세정장치 본체(5)의 선회 원운동 때에 발생하는 모멘트를 없애도록 반원판체 형상의 평형추(25)를 각각 일체 회전 가능하게 장착하고 있다. 요컨대, 회전축(15)의 중심축선(S)을 사이에 두고 세정장치 본체(5)의 요동회전방향과 대칭적인 위치에, 평형추(25)를 장착하고 있고, 좌우 회전축(15)에 대해서는 평형추(125)는 동일방향으로 배치되어 있다. 그 결과 회전축(15)이 회전할 때, 중심축선(S)을 사이에 두고 세정장치 본체(5)의 선회방향과 서로 대칭 위치로 평형추(25)가 변위(變位)하여, 세정장치 본체(5)의 선회원 운동시에 발생하려고 하는 모멘트의 발생을 없앤다. 따라서 양쪽의 지지대(3)를 포함하여 고압수 분사 세정장치(1)에는 쓸데없는 모멘트가 발생하지 않고, 진동이 발생하지 않는다.
도 13의 (a)는 세정실을 구성하는 양 측벽에 설치된, 중공프레임(6)의 연장부(연결판)의 삽입 관통구에 있어서의 실링 기구의 실시예를 개략적으로 나타내는 횡단면도이고, 도 13의 (b)는 도 13의 (a)의 종단면도이다.
도 13에 나타낸 바와 같이, 세정영역을 둘러싸는 세정실(클린실)(30)의 양 측벽(30a)에, 중공프레임(6)에 연결된 연결판(11)의 단면형상에 대응하는 직사각 형상의 삽입 관통구(31)가 각각 개구되어 있다. 연결판(11)은 중공프레임(6)과 일체로 편심회전하므로 연결판(11)의 폭방향에 있어서 삽입 관통구(31)와 연결판(11) 사이에 일측 당 편심량(+α)(예를 들면, 12㎜)의 간극이 형성되어 있고, 연결판(11)의 두께방향에 있어서 삽입 관통구(31)와 연결판(11) 사이에 수㎜ 정도의 간극이 형성되어 있다. 이 때문에 이들의 간극으로부터 분진 등이 침입하는 것을 방지하기 위하여, 봉지 형상의 주름식(蛇腹式) 실링부재의 한쪽의 개구둘레(32a)가 연결판(11)의 주위를 덮도록 부착되고, 다른 쪽의 개구둘레(32b)가 삽입 관통구(31)의 둘레부 근처를 덮도록 부착된다.
도 14의 (a)는 세정실을 구성하는 양 측벽에 설치된, 중공프레임(6)의 연장부(연결판)의 삽입 관통구에 있어서 실링기구의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 횡단면도이고, 도 14의 (b)는 도 14의 (a)의 종단면도이고, 도 15는 한쪽의 삽입 관통구측의 실링 기구를 보다 구체적으로 나타내도록 일부를 절개하여 단면으로 표시한 사시도이다.
도 14와 도 15에 나타낸 바와 같이, 세정실(클린실)(30)의 양 측벽(30a)에, 중공프레임(6)에 연결된 연결판(11)의 단면 형상에 대응하는 직사각 형상의 삽입 관통구(31)가 각각 개구되어 있다. 본 실시예의 경우에는, 각 삽입 관통구(31)를 둘러싸도록 상자형 실링실(33)이 세정실(30)의 양 측벽(30a)에 일체로 형성되어 있다. 또한, 실링실(33)의 단벽(端壁)(33a)에도 삽입 관통구(31)와 동일 형상의 제2삽입 관통구(34)가 하나로 이어지게 개구되어 있다. 또한, 실링실(33) 내에 있어서, 도 15에 나타낸 바와 같이 저판(底板)(33a)이 삽입 관통구(31)와 삽입 관통구(34)의 각 하단 개구둘레 근처에 배치됨과 아울러 삽입 관통구(31)와 삽입 관통구(34)의 각 상단 개구둘레를 따라 소정 폭의 협지판(35, 36)이 각각 내향하여 고정되어 있다. 삽입 관통구(31) 근처에 있어서 협지판(35)과 저판(33a)의 공간부에, 유(U)자형 패널 형상을 가진 1쌍의 실링부재(37)가, 그 개방단측이 연결판(11)의 양 측면에 접하도록 서로 대향하여 배치되어 있다. 그리고 각 실링부재(37)의 타단측은 저판(33b)과 협지판(35)에 고정되어 있다. 또한, 제2 삽입 관통구(34)의 근처에 있어서 협지판(35)과 저판(33a)의 공간부에, 유(U)자형 패널 형상을 나타낸 1쌍의 실링부재(38)가, 그 개방단측이 연결판(11)의 양 측면에 접하도록 서로 대향하여 배치되어 있다. 그리고 각 실링부재(38)의 타단측은 저판(31b)과 협지판(35)에 고정되어 있다. 또한, 실링실(33)이 상판(33c)의 거의 중앙부에, 배기구(39)가 형성되어 있다. 그리고 실링실(33) 내의 압력을 세정실(30) 내의 압력보다 약간 낮게 설정하여 세정실(30) 내에서부터 실링실(33) 내로 공기가 유입된다.
이에 따라 각 실링부재(37, 38)는 이들의 개방단측이 연결판(11)의 양 측면에 접촉한 상태로, 세정장치 본체(5)의 회전원운동에 따라 탄성변형하면서 연결판(11)의 양 측면을 실링한다. 또한, 연결판(11)의 상하 양면에 대해서는 협지판(35, 36)이 각각 근접하고 있고, 간극은 거의 없다. 그러나, 세정실(30) 내에는 청정한 공기가 항상 도입되어 있고, 이 공기가 삽입 관통구(31)로부터 연결판(11)과의 간극을 통하여 실링실(33) 내에 유입되고, 배기구(39)로부터 배기된다. 또한, 이러한 공기류에 의해서 외기(外氣)가 제2 삽입 관통구(34)로부터 연결판(11)과의 간극을 통하여 실링실(33) 내에 흡입되고, 배기구(39)로부터 배기된다. 따라서, 세정실(30)의 삽입 관통구(31)는 외부(제2 삽입 관통구(34))와 차단된 상태로 되어 세정실(30) 내의 기밀성이 유지된다.
도 16의 (a) 내지 (c)는, 세정실을 구성하는 양 측벽에 설치된, 중공프레임(6)의 연장부(연결판)의 삽입 관통구에 있어서 실링기구의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 도면으로서, 도 16의 (a)는 측면도이고, 도 16의 (b)는 평면도이고, 도 16의 (c)는 도 16의 (b)의 C-C 단면도이다.
본 실시예의 실링기구는, 가동(可動) 또는 가요성 실링부재를 구비하지 않은 고정식으로서, 각 삽입 관통구(31)를 둘러싸도록 내외 2중 각기둥형 실링실(40)이 세정실(30)의 양 측벽(30a)에 각각 연결되어 설치되어 있다. 이 실링실(40)은, 세정실(30)의 삽입 관통구(31)와 동일 형상의 가로가 긴 삽입 관통구(43)를 길이방향으로 연속하여 형성하고, 양 단부를 개구한 내통(44)과 이 내통(44)의 주위를 전체 둘레에 걸쳐 일정 간격을 두고 둘러싸며 일 단부를 개구한 외통(41)으로 일체로 형성되어 있다. 내통(44)의 양단 개구를 포함하는 개구단면 형상은 삽입 관통구(43)와 동일하다. 도 16의 (b) 및 (c)에 나타낸 바와 같이, 내통(44)의 상하 양면 및 양 측면에는 복수 개의 배기구(45)가 천공되고, 외통(41)의 양 측벽에도 배기구(46)가 천공되어 있다. 내통(44)의 삽입 관통구(43)는, 삽입 관통구(31)와 동일하고, 도 16의 (c)에 나타낸 바와 같이, 연결판(11)의 선회 원운동을 허용하는 크기로 형성되어 있고, 세정실(30) 내의 가압공기가 각 배기구(45, 46)로부터 유출하여 외부로부터의 유입을 저지한다. 따라서, 세정실(30)의 삽입 관통구(31)는 외부(내통(44)의 외측 개구)와 차단된 상태가 되어 세정실(30) 안의 기밀성이 유지된다. 본 실시예의 실링기구는, 상기 2개의 실시예와 달리 가동(다시 말하면, 마모)하는 실링부재를 구비하고 있지 않다. 또한, 도 16의 부호 42는 외통의 일단(외측)의 단벽이다.
상기와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 고압수 분사 세정장치가 구성되는데, 이하 그 세정작업의 태양을 설명한다.
우선, 세정실(30) 내에 있어서, 세정대상물(X)이 예를 들면 유리기판(X)인 경우, 이 세정대상물(X)은, 반입되어 롤러 컨베이어(40) 상에 놓여지고, 반입장소에서부터 세정장치 본체(5)의 아래쪽으로 일정 속도로 반송된다. 반송 시작에 즈음하여 세정실(30) 내에는 정상적인 공기가 도입되어 청정한 분위기로 유지된다. 여기서, 좌우 서보모터(17)의 구동이 시작되고, 회전축(15)이 회전하고, 이 회전축(15)의 회전으로 원기둥체 형상의 회전축 편심부(14)가 편심회전하고, 축받이 하우징부(12)를 개재하여 세정장치 본체(5)가 선회 원운동한다. 이어 고압수 탱크(10a)에서부터 고압 세정액체를 가요성 금속제 배관(10)을 통하여 고압수 공급로(9b) 및 노즐헤드부(7)의 고압수 공급로(9a)를 통하여 각 노즐(7a)로 공급된다. 각 노즐(7a)은 진원형을 그리도록 선회하면서 각 노즐구멍(7c)에서 직선 형상으로 고압 세정액체가 분사된다. 한편, 롤러 컨베이어(40)로 유리기판(X)이 세정장치 본체(5)의 아래쪽으로 정속(定速)으로 반송되어 온다. 이 상태에서 유리기판(X)의 일면에 대하여 고압 세정액체가 일제히 분사되고, 도 23의 (b)에 나타낸 바와 같은 세정액체의 궤적을 나타내고, 세정세기가 일정한 세정작업이 수행된다.
도 17 내지 도 22는 본 발명에 따른 고압수 분사 세정장치의 제2 실시예를 나타내는 것으로서, 이하에서 설명한다.
도 17은 본 발명의 고압수 분사 세정장치의 제2 실시예를 나타내고, 일부를 단면으로 표시한 정면도이고, 도 18은 도 17의 평면도이고, 도 19는 도 17의 좌측면도이고, 도 20은 도 17의 A-A 단면도이고, 도 21은 도 17의 B-B 단면도이고, 도 22는 도 17의 C-C 단면도이다.
상기 도면에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 고압수 분사 세정장치(1')가 상기 제1 실시예의 고압수 분사 세정장치(1)와 다른 것은 이하의 점이다. 즉, 상술한 세정장치(1)는 세정대상물(X)의 일면(상면)을 세정하는 구성이었지만, 본 실시예의 세정장치(1')는 세정대상물(X)의 양면을 동시에 세정하는 구성이다. 이를 위하여, 세정장치 본체(5')를 구성하는 각기둥체 형상이면서 중공인 지지프레임(6)의 1쌍을 소정 간격을 두고 상하로 평행하게 서로 대향시켜 배치하고 있다. 그리고, 상하 지지프레임(6, 6)의 양 측부를 판 형상의 접속부재(51)로 각각 일체로 접속하고, 각 접속부재(51)의 상하방향의 중간위치에서부터 옆쪽(바깥쪽)을 향하여 연결판(11)을 일체로 연결하고 있다.
도 18과 같이 타원형 개구(11a')를 설치하여 경량화를 도모하고 있다. 또한, 도 17에 나타낸 바와 같이, 각 연결판(12)의 내측 일 단부(외단부)에 링(ring) 형상의 축받이 하우징(12)을 일체로 연결하고, 이 축받이 하우징(12) 내에 축받이(13)를 개재하여 원기둥체형 회전축 편심부(14)를 회전 가능하게 배치하고 있다. 또한, 회전축 편심부(14)의 중심위치에서부터 편심시킨 위치에, 지지대(3)에 축받이 하우징(16)을 개재하여 회전 가능하게 지지되는 상하 회전축(15)(도 6)을 일체로 회전 가능하게 연결하고, 각각 서보모터(17)에 의해 거의 동기시켜 회전 구동하며, 세정장치 본체(5)를 선회 원운동시킴으로써 복수 개의 각 노즐(7a)을 진원을 그리도록 선회시킨다.
상하 지지프레임(6, 6)의 상호 대향면에, 노즐(7a)을 서로 등간격으로 지그재그로 2열 배치한 노즐헤드부(7)를 장착하고 있고, 본 실시예의 경우, 도 17과 같이 상하 노즐(7a)의 선단부면 사이에 세정대상물(X)이 통과하고, 세정대상물(미도시)의 양면에 대해 고압수를 분사시켜 세정 가능한 간극(t)을 마련하고 있다. 이 간극(t)에 관해서는 수치를 한정하지 아니하지만 예를 들면 세정대상물이 반도체 웨이퍼 등 비교적 두께가 얇은 평탄한 판상물이면, 그 간극(t)은 10㎜ 내지 수십㎜ 정도일 수 있다. 또한, 도 16 및 도 18 내지 도 20에 나타낸 바와 같이, 세정장치 본체(5')의 중심축선(M)을 사이에 두고 대칭적으로 지지프레임(6), 노즐헤드부(7) 등 질량이 동일한 부재를 배치하고 있으므로 상기 고압수 분사 세정장치(1)에 있어서, 세정장치 본체(5) 자체의 밸런스를 도모하기 위하여 장착한 평형추(21)와 그 장착을 위한 브라켓(22) 등은 불필요하다. 그러나 세정장치 본체(5')가 편심회전운동을 할 때에 발생하는 모멘트를 제거하기 위하여, 원반부(圓盤部)(14)를 사이에 두고 상하 구동축(15)에 장착된 평형추(25)는 불필요하다. 또한, 상하 1쌍의 각 도리(18)의 길이방향으로 간격을 두고 좌우 1쌍의 오목(凹) 형상의 보호프레임(19)이 세정장치 본체(5)의 상부와 하부를 각각 둘러싸도록 상하로 대향시켜 장착되어 있다.
그 외의 구성에 관해서는, 상기 제1 실시예에 따른 고압수 분사 세정장치(1)와 공통되므로 공통의 부재에 관해서는 동일 부호를 사용하여 도면에 나타내고, 이에 대한 설명을 생략한다. 또한, 상기 제1 실시예의 고압수 분사 세정장치(1)에 적용한 세정실(30)이나 삽입 관통구(31)의 실링기구에 관해서는, 제2 실시예의 고압수 분사 세정장치(1')에도 그대로 적용할 수 있으므로 이에 대한 설명 및 도시는 생략한다.
이하, 본 발명에 따른 고압수 분사 세정장치에 관하여 2개의 실시예를 나타냈지만, 본 발명은 이들에 한정되지 아니하고, 예를 들면 하기와 같이 실시할 수 있다.
상기 실시예의 장치와 같이 2대의 서보모터(17)를 구비하는 대신에 서보모터(17)를 한쪽에만 구비하고 다른 쪽의 구동축(15)에 전동벨트 등으로 구동력을 전달시켜 구동하는 구조로 할 수 있다.
상기 실시예에서는, 세정대상물(X)을 수평으로 이동시키면서 고압수를 분사시켜 세정하도록 하였지만 세정대상물(X)의 배치는 수평상태에서부터 수직(연직)상태까지 대응 가능하다.
상기 실시예에서는, 지지프레임을 단면 각기둥 형상의 중공프레임으로 하여 경량화를 도모하였지만 예를 들면 판 형상의 프레임으로 구성할 수도 있다.
본 발명에 따른 고압수 분사 세정장치(1 또는 1')와 종래, 예를 들면 일본국특허 제2705719호 공보에 기재된 바와 같은 세정건(gun)과 조합하여 고압수 분사 세정장치를 구성할 수도 있다.
1: 고압수 분사 세정장치 7: 노즐헤드부
11: 연결판 14: 회전축 편심부
25: 평형추 30: 세정실

Claims (17)

  1. 세정대상물을 세정장치 본체에 대하여 일정 속도로 이동시키면서 상기 세정장치 본체의 고압수 분사 노즐에서 고압수를 상기 세정대상물로 분사시켜 세정하는 고압수 분사 세정장치로서,
    상기 세정대상물을 가로지르는 길이 이상의 길이를 가지는 공통의 지지프레임의 일면에, 복수 개의 고압수 분사 노즐을 상기 세정대상물을 향하여 서로 간격을 두어 배열하고,
    상기 지지프레임의 양측 연장단부를, 각각 지지프레임의 일면 또는 그 연장면에 직교하는 편심회전축 및 축받이부를 개재하여 편심회전할 수 있게 지지함과 아울러 상기 편심회전축을 구동장치로 회전시킴으로써 상기 지지프레임이 선회 원운동하도록 구성하고,
    상기 지지프레임을 따라 상기 각 고압수 분사 노즐로 고압수를 공급하고, 정속 이동하는 상기 세정대상물에 대하여 진원을 그리도록 선회 원운동하는 각 고압수 분사 노즐로부터 상기 고압수를 분사시키고,
    상기 지지프레임의 양측 연장단부에서의 상기 구동장치를 포함한 편심회전 구동부가 상기 편심회전축을 편심위치에 일체로 회전할 수 있게 접속하는 회전축 편심부 및 상기 회전축 편심부의 주위를 회전할 수 있게 지지하는 상기 축받이부로서의 축받이 하우징부를 구비하고, 상기 축받이 하우징부는 상기 지지프레임의 일단부에 연결판을 개재하여 일체로 연결되는 것을 특징으로 하는 고압수 분사 세정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지프레임의 양측 연장단부에 있어서 상기 구동장치를 포함한 편심회전 구동부를, 상기 세정대상물의 세정영역의 외측에 위치시킨 것을 특징으로 하는 고압수 분사 세정장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 각 고압수 분사 노즐의 중심위치에 노즐구멍을 노즐 선단부면에 대하여 직교하도록 천공하고, 상기 노즐구멍의 일 단부에 상기 지지프레임을 따라 배치되는 고압수 공급로의 일 단부를 접속하고, 상기 고압수 공급로의 타 단부를 가요성 금속제 배관을 개재하여 고압수원에 접속한 것을 특징으로 하는 고압수 분사 세정장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 지지프레임 중 상기 고압수 분사 노즐과 반대되는 면에, 상기 지지프레임의 중심축선을 사이에 두고 상기 고압수 분사 노즐의 전체 질량과 균형이 잡히도록 평형추를 장착한 것을 특징으로 하는 고압수 분사 세정장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 편심회전축은, 상기 축받이 하우징부 내에 축받이를 개재하여 회전할 수 있게 배치된 원기둥체 형상의 회전축 편심부의 중심위치로부터 편심한 위치에 일체로 회전할 수 있게 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 고압수 분사 세정장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 회전축 편심부 및 상기 축받이 하우징부를 사이에 두고 상하 대칭 위치에, 각각 상기 편심회전축의 중심축선을 중심으로 상기 지지프레임의 편심방향과 대칭으로 상기 지지프레임의 원심력에 균형이 잡히도록 평형추를 상기 편심회전축과 일체로 회전할 수 있게 장착한 것을 특징으로 하는 고압수 분사 세정장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 세정대상물의 세정영역을 클린실로 둘러싸고 상기 클린실의 양측 단벽에 각각 상기 연결판의 삽입 관통구를 마련하고, 상기 각 삽입 관통구의 개구둘레부와 상기 각 삽입 관통구에서 돌출되는 상기 연결판의 일부 주위를 주름식 봉지 형상의 실링부재의 양단 개구둘레부에 접속한 것을 특징으로 하는 고압수 분사 세정장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 세정대상물의 세정영역을 클린실로 둘러싸고 상기 클린실의 양측 단벽에 각각 상기 연결판의 삽입 관통구를 마련하고, 상기 각 삽입 관통구의 바깥쪽에 있어서 상기 각 삽입 관통구를 포함하여 상기 각 삽입 관통구에서 돌출되는 상기 연결판의 일부분을 둘러싸는 실링실을 마련하고, 상기 각 실링실의 옆쪽 단벽에 상기 삽입 관통구와 하나로 이어지면서 삽입 관통할 수 있게 상기 연결판의 제2 삽입 관통구를 마련하고 상기 각 실링실의 상벽에 배기구를 마련하며, 상기 각 실링실 내부에 있어서 상기 삽입 관통구 및 상기 제2 삽입 관통구의 근방에, 1쌍의 U자형 패널 형상의 실링부재를 일 단부가 상기 실링실 내벽에 고정되고, 개방단부측이 상기 연결판의 양 측면에 접하도록 서로 대향하여 설치하는 것을 특징으로 하는 고압수 분사 세정장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 세정대상물의 세정영역을 클린실로 둘러싸고 상기 클린실의 양측 단벽에 각각 상기 연결판의 삽입 관통구를 마련하고, 상기 삽입 관통구에 대응하는 개구를 길이방향으로 연속하여 형성하고, 양 단부를 개구한 내통과, 상기 내통과 간격을 두고 주위를 둘러싸며 일 단부를 개구한 외통의 2중 통형 구조의 고정식 실링실을 마련하고, 상기 실링실의 상기 내통에는 복수 개의 작은 구멍을 천공함과 아울러 상기 외통에 복수 개의 작은 구멍을 천공하고,
    상기 실링실의 외통의 개구단 측을 상기 클린실의 단벽에 상기 삽입 관통구와 내통의 개구가 연통하도록 연결한 것을 특징으로 하는 고압수 분사 세정장치.
  10. 세정대상물을 세정장치 본체에 대하여 일정 속도로 이동시키면서 상기 세정장치 본체의 고압수 분사 노즐에서 고압수를 상기 세정대상물의 양면으로 분사시켜 세정하는 고압수 분사 세정장치로서,
    상기 세정대상물을 가로지르는 길이 이상의 길이를 가지고, 상기 세정장치 본체의 두께방향의 중심축선을 사이에 두고 평행하게 배치되는 1쌍의 지지프레임의 대향면에 각각 복수 개의 고압수 분사 노즐을 서로 대향시키면서 간극을 두어 배열하고,
    상기 각 지지프레임의 양 단부를 일체로 결합하고 양단 결합부에서 각각 상기 세정장치 본체의 중심축선을 따라 양쪽 옆으로 각각 연결판을 설치하고,
    상기 각 연결판의 단부를 그 일면에 직교하는 편심회전축 및 축받이부를 개재하여 편심회전할 수 있게 지지하고 상기 편심회전축을 구동장치로 회전시킴으로써 상기 지지프레임이 선회 원운동하도록 구성하고,
    상기 각 지지프레임을 따라 상기 각 고압수 분사 노즐로 고압수를 공급하고, 정속 이동하는 상기 세정대상물의 양면에 대하여 진원을 그리도록 선회 원운동하는 각 고압수 분사 노즐에서 상기 고압수를 분사시키고,
    상기 각 연결판의 단부에서의 상기 구동장치를 포함한 편심회전 구동부가, 상기 편심회전축을 편심위치에 일체로 회전할 수 있게 접속하는 회전축 편심부 및 상기 회전축 편심부의 주위를 회전할 수 있게 지지하는 상기 축받이부로서의 축받이 하우징부를 구비하고, 상기 축받이 하우징부는 상기 지지프레임의 일단부에 연결판을 개재하여 일체로 연결되는 것을 특징으로 하는 고압수 분사 세정장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 각 연결판의 단부에 있어서 상기 구동장치를 포함한 편심회전 구동부를 상기 세정대상물의 세정영역 외측에 위치시킨 것을 특징으로 하는 고압수 분사 세정장치.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 각 고압수 분사 노즐의 중심위치에 노즐구멍을 노즐 선단면에 대하여 직교하도록 천공하고, 상기 노즐구멍의 일 단부에 상기 지지프레임을 따라 배치된 고압수 공급로의 일 단부를 접속하고, 상기 고압수 공급로의 타 단부를 가요성 금속제 배관을 개재하여 고압수원에 접속한 것을 특징으로 하는 고압수 분사 세정장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 편심회전축은, 상기 축받이 하우징부 내에 축받이를 개재하여 회전할 수 있게 배치된 원기둥체 형상의 회전축 편심부의 중심위치로부터 편심한 위치에 일체로 회전할 수 있게 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 고압수 분사 세정장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 회전축 편심부 및 상기 축받이 하우징부를 사이에 두고 상하 대칭 위치에, 각각 상기 편심회전축의 중심축선을 중심으로 상기 지지프레임의 편심방향과 대칭으로 상기 지지프레임의 원심력에 균형이 잡히도록 평형추를 상기 편심회전축과 일체로 회전할 수 있게 장착한 것을 특징으로 하는 고압수 분사 세정장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 세정대상물의 세정영역을 클린실로 둘러싸고 상기 클린실의 양 측벽에 각각 상기 연결판의 삽입 관통구를 마련하고, 상기 각 삽입 관통구의 개구둘레부와 상기 각 삽입 관통구에서 돌출하는 상기 연결판의 일부 주위를 주름식 봉지 형상의 실링부재의 양단 개구둘레부에 접속한 것을 특징으로 하는 고압수 분사 세정장치.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 세정대상물의 세정영역을 클린실로 둘러싸고 상기 클린실의 양 측벽에 각각 상기 연결판의 삽입 관통구를 마련하고,
    상기 각 삽입 관통구의 바깥쪽에 있어서 상기 각 삽입 관통구를 포함하여 상기 각 삽입 관통구에서 돌출하는 상기 연결판의 일부분을 둘러싸는 실링실을 마련하고, 상기 각 실링실의 측벽에 상기 삽입 관통구와 하나로 이어지게 상기 연결판의 제2 삽입 관통구를 마련함과 아울러 상기 실링실의 상벽에 배기구를 마련하고,
    상기 각 실링실 내의 상기 삽입 관통구 및 상기 제2 삽입 관통구의 근방에, 각각 1쌍의 U자형 패널 형상의 실링부재를 개방단부측이 상기 연결판의 양 측면에 접하도록 서로 대향하여 배치하고, 타단측을 상기 실링실 내벽에 고정한 것을 특징으로 하는 고압수 분사 세정장치.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 세정대상물의 세정영역을 클린실로 둘러싸고 상기 클린실의 양측 단벽에 각각 상기 연결판의 삽입 관통구를 마련하고, 상기 삽입 관통구에 대응하는 개구를 길이방향으로 연속하여 형성하고, 양 단부를 개구한 내통 및 상기 내통과 간격을 두고 주위를 둘러싸며 일 단부를 개구한 외통의 2중 통형 구조의 고정식 실링실를 마련하고, 상기 실링실의 상기 내통에는 복수 개의 작은 구멍을 천공함과 아울러 상기 외통에 복수 개의 작은 구멍을 천공하며,
    상기 실링실의 외통의 개구단 측을 상기 클린실의 단벽에 상기 삽입 관통구와 내통의 개구가 연통하도록 연결한 것을 특징으로 하는 고압수 분사 세정장치.
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