KR20140038249A - 유리 판재 수세척용 건조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물을 이용하여 유리 판재를 세척하는 세척 장치에 설치되어 유리 판재에 남아 있는 수분을 건조하는 유리 판재 수세척용 건조장치에 관한 것으로, 상대적으로 습도가 낮은 공기를 공급하여 유리 판재에 남아있는 수분을 증발시켜 제거할 수 있게 함으로써 종래의 가열 방식에서 발생되는 가열기를 작동시키는 데 소모되는 에너지를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 건조용 가열 공기에 의해 작업 공간이 더워져 작업 환경이 악화되는 것을 방지할 수 있게 한 유리 판재 수세척용 건조장치에 관한 것이다.

Description

유리 판재 수세척용 건조장치{Drying apparatus for washing glass plate}

본 발명은 유리 판재 수세척용 건조장치에 관한 것으로서, 상세하게는 물을 이용하여 유리 판재를 세척하는 세척 장치에 설치되어 유리 판재에 남아 있는 수분을 건조하는 유리 판재 수세척용 건조장치에 관한 것이다.

더욱 상세하게 본 발명은 상대적으로 습도가 낮은 공기를 공급하여 판재에 남아있는 수분을 증발시켜 제거할 수 있게 함으로써 종래의 가열 방식에서 발생되는 가열기를 작동시키는 데 소모되는 에너지를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 건조용 가열 공기에 의해 작업 공간이 더워져 작업 환경이 악화되는 것을 방지할 수 있게 한 유리 판재 수세척용 건조장치에 관한 것이다.

반도체 제조용 기판이나 건축용 나무, 합성수지 및 유리 판재 등은 제조 공정에서 가공 후 표면의 이물질을 제거하기 위해 세척하고, 세척된 판재에 남아 있는 수분을 제거하기 위해 건조공정을 수행하게 된다.

이러한 판재들 중 반도체 제조용 기판의 경우 정밀도 등을 고려하여 밀폐된 공간에서 제조, 세척 및 건조 과정이 이루어지지만, 나무, 합성수지 및 유리 판재(이하, "판재"라 통칭함)의 경우 개방된 공간에서 제반 공정이 이루어지고 있다.

즉, 판재를 가공하는 장치 중 세척 및 건조 장치는 도 3에 도시한 바와 같이, 판재(100)를 컨베이어 등과 같은 이송수단을 통해 이송하면 세척수 분사수단(200)을 통해 세척수를 분사하여 판재에 묻어 있는 이물질을 분리하고, 세척수가 남아 있는 판재를 건조실(500)로 이동시켜 고온의 공기를 공급하여 판재 표면의 수분을 증발시켜 건조가 이루어지게 하고 있다. 이러한 건조 공정은 통상적으로 고온의 공기를 판재에 공급하기 위한 발열장치(400)를 구비하고 있다. 즉, 송풍기(300)를 통해 공급되는 공기를 발열장치(400)를 통과시켜 가열한 후 건조실로 보내어 판재에 남아 있는 수분을 증발시키고 있다.

이러한 종래의 건조장치에 구비된 발열장치는 통상적으로 전기를 동력원으로 하는 것으로 순간적으로 공기를 가열하기 위해서는 발열량이 높아야 하므로 많은 전기에너지가 소비되는 문제가 있었다.

더욱이, 발열장치에서 발생된 열이 건조공정이 이루어지는 공간의 공기 온도를 높여 작업자가 더워 작업을 원활하게 하지 못하게 되므로 작업 공간을 냉각시키기 위한 냉방기를 설치하거나 발열장치의 열이 건조실 외부로 배출되지 못하게 하여야 하지만 현실적으로 개방된 공간에서 작업 공정이 이루어지므로 건조실의 열이 외부로 발산되는 것을 막을 방법이 없는 것이다.

이러한 단점을 개선하여 낮은 열만으로 판재를 건조시킬 수 있게 하기 위한 방법으로 판재에 공급되는 공기의 상대적인 습도를 낮추어 판재를 건조시키는 기술로 특허문헌 1 및 2가 있다. 특허문헌 1은 공기를 냉각시켜 수분을 제거하는 방법을 사용하고 있으나, 찬 공기가 건조 대상물에 접촉할 경우 온도차에 의해 판재에 결로 현상이 발생할 수 있어 건조 효율이 떨어질 수 있으며, 특허문헌 2의 경우에는 응축체를 설치하여 배출가스에 포함된 수분을 응축시켜 수분이 적은 공기를 공급할 수 는 있으나 대상물에 묻어 있는 수분을 증발시키기에는 공기의 온도가 충분치 않아 건조 효과가 떨어지는 문제가 있었다.

또한, 강화된 유리 판재는 유리 판재 내부에 응력을 갖고 있어, 충격이나 급격한 열충격에 의하여 응력 파괴가 일어날 수 있으므로 고온 열풍에 의한 건조는 생산성의 저하를 가져 올 수 있다.

1. 대한민국 특허공개 제2008-0071640호 2. 대한민국 특허공개 제2005-0013843호

본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 열충격을 방지하기 위하여 상대적으로 습도가 낮은 공기를 다시 가열하여 판재에 묻어 있는 수분을 증발시키기에 충분한 온도의 공기를 판재에 공급함으로써 안전하고 건조 효율을 높인 유리 판재 수세척용 건조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

특히, 본 발명은 발열과 흡열이 동시에 이루어지는 냉동장치 또는 열전소자의 흡열 및 발열을 이용하여 공기 중의 수분을 응축시켜 저습 공기를 생성하고 수분이 제거된 공기를 가열하여 판재에 공급할 수 있게 함으로써 건조 효율을 높인 유리 판재 수세척용 건조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 이루기 위한 본 발명은 이송장치에 의해 이송되는 판재에 세척수를 뿌려 판재에 묻어있는 이물질을 제거하는 세척부를 포함하는 세척장치에 구비된 건조장치에 있어서, 상기 건조장치는 제습 및 가열장치가 설치된 공기제습실과, 제습된 공기를 판재에 공급하여 판재의 수분을 증발시키는 건조실로 이루어지고,

공기제습실에 구비된 제습 및 가열장치는 송풍기에 의해 송풍된 공기를 냉각시켜 공기 중의 수분을 응집하여 배출시키는 응집부 및 응집부를 통과하면서 수분이 응집되어 배출된 공기를 가열하는 가열부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 제습 및 가열장치는 다양하게 변형하여 실시할 수 있으나 바람직하게는 냉매가 흐르는 냉매라인상의 냉매를 압축시키는 압축기; 압축기에 의해 압축된 냉매가 기체에서 액체로 상변화하면서 외부에 열을 발산하며 가열부의 역할을 하는 응축기; 및 응축기에서 응축된 냉매가 팽창밸브를 통과하면서 팽창되어 액체에서 기체로 상변화하면서 외부의 열을 흡수하여 공기를 냉각시킴으로써 공기 중의 수분을 응집하는 응집기 역할을 하는 증발기로 이루어지거나,

흡열부가 응집부를 향하고 발열부가 가열부를 향하도록 설치된 열전소자로 구성될 수 있다.

또한, 본 발명은 공기제습실의 응집부 바닥을 일측으로 기울어지게 하여 응집된 수분이 용이하게 외부로 배출될 수 있게 하였고, 응집부와 가열부 사이에는 응집부에서 공기 중에 남아있는 수분이 가열부로 이동하는 것을 방지하기 위한 수분 차폐스크린을 더 설치할 수 있다.

본 발명은 공기를 냉각시켜 수분을 응축하여 공기 중의 수분을 제거하고 수분이 제거된 공기를 다시 가열하여 판재에 묻어 있는 수분을 증발시키기에 충분한 온도로 판재에 공급함으로써 강화유리의 파손을 방지하고 판재의 건조 효율을 높일 수 있는 것이다.

더욱이, 별도의 가열수단이나 냉각수단을 사용하지 않고 흡열과 발열작용이 같이 발생되는 냉동장치 또는 열전소자를 이용하여 수분의 응축 및 공기의 가열이 이루어짐으로써 건조장치의 구조를 보다 단순화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 저렴한 비용으로 건조장치를 구성할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 건조장치를 갖는 세척장치의 일예를 도시한 구성도
도 2는 본 발명에 의한 건조장치를 갖는 세척장치의 다른 일예를 도시한 구성도
도 3은 종래의 건조장치를 구비한 세척장치의 일예를 도시한 구성도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 각 도면에 있어서, 구조물들의 사이즈나 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나 축소하여 도시한 것이고, 특징적 구성이 드러나도록 공지의 구성들은 생략하여 도시하였으므로 도면으로 한정하지는 아니한다. 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구세척인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명은 상대적으로 습도가 낮은 공기를 공급하여 유리 판재를 건조시키되, 습도가 낮아진 공기를 다시 가열하여 수분을 증발시키기에 적절한 온도(기존의 열풍에 의해서만 건조되는 온도보다 낮은 온도)로 제공함으로써 소비전력을 줄이고 건조 효율을 높인 것으로서, 공기제습 및 가열을 위한 공기제습실(1)을 구비하고 있다.

공기제습실(1)은 도 1에 도시한 바와 같이, 일 측의 건조실(500)에 판재 건조용 공기를 공급하기 위한 수단의 하나로 건조실과 연결되어 있고, 일 측의 송풍기(300)로부터 송풍된 공기를 냉각시켜 공기 중의 수분이 응집되어 바닥으로 흐르게 하고, 습기가 제거된 공기를 수분을 증발시키기에 충분한 온도(기존의 열풍에 의해서만 건조되는 온도보다 낮은 온도)로 가열한다.

공기제습실에는 공기 중의 수분을 제거하고 공기를 가열하기 위한 수단으로 제습 및 가열장치가 구비되어 있다.

제습 및 가열장치는 송풍기에 의해 송풍된 공기를 냉각시켜 공기 중의 수분을 응집하는 응집부와, 응집부를 통과하면서 수분이 응집되어 배출된 공기를 가열하는 가열부로 이루어진다.

제습 및 가열장치는 다양하게 변형하여 실시 할 수 있으나 바람직한 예로는 냉동사이클을 이용하거나 열전소자를 이용할 수 있다.

먼저, 냉동사이클을 이용한 제습 및 가열장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 냉매가 흐르는 냉매라인상의 냉매를 압축시키는 압축기(11p); 압축기에 의해 압축된 냉매가 기체에서 액체로 상변화하면서 외부에 열을 발산하는 발열부로 가열부의 역할을 하는 응축기(11c); 응축기에서 응축된 냉매가 팽창밸브(11v)를 통과하면서 팽창되어 액체에서 기체로 상변화하면서 외부의 열을 흡수하여 공기를 냉각시킴으로써 공기 중의 수분을 응집하는 응집기 역할을 하는 증발기(11e)로 이루어진다.

이러한 냉동사이클을 이용한 제습 및 가열장치는 상기 증발기(11e)에서 냉매가 기화 또는 팽창되는 과정에서 낮은 온도와 낮은 압력으로 증발하게 되고, 이때 주위의 열을 흡수하여 공기의 온도가 낮아지게 되며, 공기의 온도가 낮아짐에 따라 공기 중에 포함된 수분이 응결되어 공기제습실 바닥으로 떨어지고, 떨어진 물은 일 측의 집수구(1d)를 통해 외부로 배출된다.

이렇게 응집된 물이 쉽게 고여 배출될 수 있도록 공기제습실의 응집부 바닥을 집수구(1d)를 향하며 점차 낮아지게 경사지게 형성하는 것이 바람직하다.

제습된 공기는 가열부로 이동하고, 가열부를 구성하는 응축기(11c)에 의해 가열된다. 응축기(11c)는 냉매가 기체에서 액체로 상변화 되는 과정에서 열을 방출하여 공기를 가열하게 된다.

압축기(11p)는 기체 상태의 냉매를 액체 상태로 압축하는 수단으로 냉매를 고압으로 압축하여 액화시키는 수단으로 통상의 냉방 장치를 구성하는 압축기를 사용하여 구성될 수 있다.

상기 팽창밸브(11v)는 액상 냉매를 팽창시켜 기체상 냉매로 상 변화시키는 역할을 한다.

상기 냉매로는 통상의 냉방 장치에 사용되는 냉매 중 어느 하나 또는 물을 사용할 수 있다.

다른 일예의 제습 및 가열장치는 도 2에 도시한 바와 같이, 열전소자(12)로 이루어질 수 있다.

열전소자(12)는 2종류의 금속 끝을 접속시켜, 여기에 전류를 흘려보내면, 전류 방향에 따라 한쪽 단자는 흡열하고, 다른 쪽 단자는 발열을 일으키는 펠티에 효과를 이용한 것으로 흡열부(12c)가 응집부를 향하고, 발열부(12h)가 가열부를 향하도록 설치되어 있다. 열전소자로는 통상적으로 사용되는 n, p형 반도체를 전기적으로는 직렬을 이루고, 열적으로는 병렬을 이루도록 π형으로 연결한 모듈을 복수 배열하여 구성할 수 있는 것으로 어느 하나를 채용하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명은 응집부에서 응집된 수분이 공기의 흐름을 따라 가열부로 이동하는 것을 방지하여야 가열실의 공기 중에 수분 함량이 적어져 건조실의 상대적인 습도가 낮아져 유리 판재의 건조 효율이 높아질 수 있는 것이다. 따라서 응집부와 가열부 사이에는 수분의 이동을 막기 위한 수단이 더 설치되는 것이 바람직하다. 수분의 이동을 방지하기 위한 수단으로 응집부와 가열부 사이에는 수분 차폐스크린(1s)이 설치되어 있다.

수분 차폐스크린(1s)은 공기는 통과하고 공기 중의 수분을 걸러낼 수 있는 통기공을 갖는 필름 형상의 필터가 사용될 수 있다.

건조실에서 보다 적은 양의 공기만으로 판재에 묻어 있는 수분을 충분히 제거하기 위해서는 세척부에서 세척 한 후 판재에 묻어 있는 물기를 가능한 많이 제거하는 것이 바람직하다. 따라서 세척부의 세척수 분사노즐을 통과한 판재로부터 물을 미리 제거하는 것이 바람직하며, 이를 위해 건조실로 공급되는 판재의 양면에 밀착되어 판재 상에 묻어있는 물을 밀어내어 배출시키는 압축롤러(2)를 더 구비하고 있다.

압축롤러(2)는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 판재의 윗면과 아랫면에 밀착된 상태에서 회전하여 판재에 남아있는 물을 밀어낸다. 이렇게 압축롤러(2)가 판재에 묻어있는 물을 밀어내어 판재로부터 분리하면 판재에 남아 있는 수분이 적어지므로 상기 공기제습실에서 제습되어 판재에 공급되는 공기의 양이 적어도 판재의 수분을 충분히 제거할 수 있어 공기제습실에 구비된 제습 및 가열장치의 구동에 많은 에너지를 소비하지 않아도 되는 것이다.

이러한 본 발명에 의한 건조장치를 구비한 세척 장치는 판재의 표면에 묻어 있는 이물질을 보다 효과적으로 분리할 수 있도록 원통형 세척브러쉬(3)를 더 구비할 수 있다. 원통형 세척브러쉬(3)는 원통의 외면에 솔 또는 세척포를 심은 것으로 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 판재의 윗면과 아랫면에 접촉되도록 설치되어 있어 회전하면 판재의 표면을 마찰하여 판재의 표면에 고착된 이물질을 분리해내는 것이다. 이러한 원통형 세척브러쉬(3)는 도시한 바와 같이 판재에 세척수를 분사하는 분사노즐의 후단에 설치되어 판재에 세척수가 분사된 상태에서 판재를 마찰함으로써 세척브러쉬의 솔과 판재 사이에 마찰열 또는 마찰에 의한 판재의 손상을 방지할 수 있게 하였다.

1: 공기제습실
1s: 차폐스크린 1d: 집수구
11e: 증발기 11c: 응축기 11p: 압축기
11v: 팽창밸브
12: 열전소자 12c: 흡열부 12h: 발열부
2: 압축롤러
3: 세척롤러

Claims (7)

1. 이송장치에 의해 이송되는 유리 판재에 세척수를 분사하여 판재에 묻어있는 이물질을 제거하는 세척부를 포함하는 세척장치에 구비된 건조장치에 있어서,
   상기 건조장치는 제습 및 가열장치가 설치된 공기제습실과, 제습된 공기를 유리 판재에 공급하여 유리 판재의 수분을 증발시키는 건조실로 이루어지고,
   공기제습실에 구비된 제습 및 가열장치는 송풍기에 의해 송풍된 공기를 냉각시켜 공기 중의 수분을 응집하여 배출시키는 응집부 및 응집부를 통과하면서 수분이 응집되어 배출된 공기를 가열하는 가열부로 이루어진 것을 특징으로 하는 유리 판재 수세척용 건조장치
2. 제1항에 있어서,
   제습 및 가열장치는,
   냉매가 흐르는 냉매라인상의 냉매를 압축시키는 압축기;
   압축기에 의해 압축된 냉매가 기체에서 액체로 상변화하면서 외부에 열을 발산하며 가열부의 역할을 하는 응축기;
   응축기에서 응축된 냉매가 팽창밸브를 통과하면서 팽창되어 액체에서 기체로 상변화하면서 외부의 열을 흡수하여 공기를 냉각시킴으로써 공기 중의 수분을 응집하는 응집기 역할을 하는 증발기로 이루어진 것을 특징으로 하는 유리 판재 수세척용 건조장치
3. 제1항에 있어서,
   공기제습실의 응집부 바닥은 일측으로 기울어져 응집된 물이 용이하게 외부로 배출될 수 있게 한 것을 특징으로 하는 유리 판재 수세척용 건조장치
4. 제1항에 있어서,
   응집부와 가열부 사이에는 응집부에서 수분이 응집된 공기 중에 남아있는 수분이 가열부로 이동하는 것을 방지하기 위한 수분 차폐스크린이 더 설치된 것을 특징으로 하는 유리 판재 수세척용 건조장치
5. 제1항에 있어서,
   건조실로 공급되는 유리 판재의 양면에 밀착되어 유리 판재 상에 묻어있는 물을 밀어내어 배출시키는 압축롤러를 구비한 것을 특징으로 하는 유리 판재 수세척용 건조장치
6. 제1항에 있어서,
   세척부에는 유리 판재의 표면을 마찰하여 표면의 이물질을 분리하는 원통형 세척브러쉬가 더 설치된 것을 특징으로 하는 유리 판재 수세척용 건조장치
7. 제1항에 있어서,
   제습 및 가열장치는 흡열부가 응집부를 향하고 발열부가 가열부를 향하도록 설치된 열전소자인 것을 특징으로 하는 유리 판재 수세척용 건조장치

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