KR20150127318A - 환형 구조의 에어나이프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어나이프에 관한 것이고, 구체적으로 가공물로부터 발생될 수 있는 미세 입자의 제거를 위한 환형 구조의 에어나이프에 관한 것이다. 에어나이프(10)는 압축 공기가 유입되는 환형의 몸체 유닛(11); 몸체 유닛(11)에 결합되는 커버 유닛(12); 환형의 몸체 유닛(11)의 안쪽 면에 원형으로 형성된 제1 유도 면(112); 커버 유닛(12)으로부터 연장되고 공기 유도 면(111)에 대응되는 위치에 형성된 제2 유도 면(122); 및 제1 유도 면(112)과 제2 유도 면(122) 사이에 형성되는 배출 간극(G)을 포함한다.

Description

환형 구조의 에어나이프{Air Knife Having Ring Shape}

본 발명은 에어나이프에 관한 것이고, 구체적으로 가공물로부터 발생될 수 있는 미세 입자의 제거를 위한 환형 구조의 에어나이프에 관한 것이다.

다양한 형태의 미세 입자가 생산 현장에서 발생될 수 있고 미세 입자는 제품 품질에 직접 또는 간접적으로 영향을 미치게 된다. 그러므로 미세 입자는 적절한 수단으로 수집이 되어 제거될 필요가 있다. 예를 들어 디스플레이 제조 공정 또는 레이저 마킹 공정에서 발생되는 미세 입자는 발생 현장에서 바로 제거되지 않으면 생산품의 품질에 직접적으로 영향을 미칠 수 있다.

에어나이프와 관련된 선행기술로 특허등록번호 제0756522호 ‘기판 건조용 에어나이프 장치’가 있다. 상기 선행기술은 LCD 패널과 같은 기판 상측에 기판에 수직인 축을 기준으로 경사지게 배치되는 제1 블록과, 상기 제1 블록과 함께 공기 유동 통로를 형성하도록 상기 제1 블록에 결합되고, 상기 기판에 수직인 축을 기준으로 경사지게 배치되는 제2 블록을 구비하여 상기 공기 유동 통로로 유입된 공기를 상기 기판에 분사시켜 기판에 잔류된 세척 물질을 제거하는 기판 건조용 에어나이프 장치에 있어서, 상기 제2 블록은 상기 기판이 상기 제1 블록 측으로 이송되어 올 때 상기 제1 블록보다 상기 기판으로부터 멀리 배치되어 있으며, 상기 제1 블록의 하단부보다 상기 기판 방향으로 연장되는 연장 부분을 구비하여 상기 공기 유동 통로를 통해 외부로 배출되는 공기가 상기 연장 부분을 타고 상기 기판에 분사되도록 구성된 기판 건조용 에어나이프 장치에 대하여 개시한다.

에어나이프와 관련된 다른 선행기술로 특허공개번호 제2010-0019156호 ‘에어나이프 장치’가 있다. 상기 선행기술은 내부에 공기 유입구를 구비한 본체와, 상기 본체 내측에 형성되어 상기 공기 유입구로부터 건조용 공기를 공급받는 제1 챔버부와, 상기 제1 챔버부와 이격 형성되는 제2 챔버부와, 복수 개의 토출용 블레이드로 구성되며 상기 제1 챔버부 및 제2 챔버부의 건조용 공기를 외부로 분사하기 위한 통로를 제공하는 토출부 그리고 상기 토출부 내측에서 상기 제1 챔버부의 건조용 공기를 어느 한 방향으로 분사할 수 있는 제1 토출 팁을 갖도록 형성되는 제1 토출 슬릿과, 상기 제2 챔버부의 건조용 공기를 상기 제1 토출 슬릿과 서로 다른 방향으로 분사할 수 있는 제2 토출 팁을 가지도록 상기 토출부 내측에 형성되는 제2 토출 슬릿을 포함하는 에어나이프 장치에 대하여 개시한다.

상기 선행기술은 에어나이프에서 분사되는 공기의 유동 경로의 형성 방법 또는 에어나이프의 설치에 따라 다른 장치와 관계에서 발생될 수 있는 간섭 회피 구조에 대하여 개시하지 않는다. 일반적으로 에어나이프는 선형 구조를 가질 수 있다. 그러나 집진 효율 또는 외부 장치에 대한 배치 구조가 고려될 필요가 있다.

본 발명은 새로운 구조를 가진 에어나이프를 제공하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.

선행문헌1: 한국특허등록번호 제10-0766522호 ‘기판 건조용 에어나이프 장치’, 2007년09월10일 공개 선행문헌2: 한국특허공개번호 제2008-0078046호 ‘에어나이프 장치’, 2010년08월08일 공개

본 발명이 목적은 환형 구조를 가지면서 집진 효율이 향상된 환형 구조의 에어나이프를 제공하는 것이다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 환형 구조의 에어나이프는 압축 공기가 유입되는 환형의 몸체 유닛; 몸체 유닛에 결합되는 커버 유닛; 환형의 몸체 유닛의 안쪽 면에 원형으로 형성된 제1 유도 면; 커버 유닛으로부터 연장되고 공기 유도 면에 대응되는 위치에 형성된 제2 유도 면; 및 제1 유도 면과 제2 유도 면 사이에 형성되는 배출 간극을 포함한다.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 제1 유도 면 또는 제2 유도 면은 서로 다른 방향으로 연장되는 적어도 2개의 조절 면(211, 212, 222)을 포함한다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 몸체 유닛의 내부에 형성되는 공기 배출 공간은 공기가 배출되는 방향으로 단면적이 점차적으로 커진다.

본 발명에 따른 에어나이프는 공기가 에어나이프의 면을 따라 흐르도록 유도하는 것에 의하여 미세 입자 제거 효과를 높일 수 있도록 한다는 이점을 가진다. 본 발명에 따른 에어나이프는 환형 구조로 인하여 관련 장치의 배치 구조에 따라 설치가 유리하다는 장점을 가진다. 또한 본 발명에 따른 에어나이프는 예를 들어 레이저 장치를 비롯하여 다양한 가공 장치로부터 발생되는 미세 입자 또는 슬러지를 신속하게 제거할 수 있다는 이점을 가진다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 에어나이프의 실시 예에 대한 분해 구조 및 결합 구조를 각각 도시한 것이다.
도 2a는 본 발명에 따른 에어나이프의 실시 예를 다양한 방향에서 관찰한 구조를 도시한 것이다.
도 2b는 본 발명에 따른 에어나이프에서 집진이 되는 구조에 대한 실시 예를 도시한 것이다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 에어나이프(10)의 실시 예에 대한 분해 구조 및 결합 구조를 각각 도시한 것이다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명에 따른 에어나이프(10)는 압축 공기가 유입되는 환형의 몸체 유닛(11); 몸체 유닛(11)에 결합되는 커버 유닛(12); 환형의 몸체 유닛(11)의 안쪽 면에 원형으로 형성된 제1 유도 면(112); 커버 유닛(12)으로부터 연장되고 공기 유도 면(111)에 대응되는 위치에 형성된 제2 유도 면(122); 및 제1 유도 면(112)과 제2 유도 면(122) 사이에 형성되는 배출 간극(G)을 포함한다.

본 발명에 따른 에어나이프(10)는 공정 과정에서 발생되어 제품에 부착될 수 있는 미세 입자의 제거에 적용될 수 있다. 예를 들어 본 발명에 따른 에어나이프(10)는 레이저 마킹 과정에서 발생되는 미세 먼지를 가공 과정에서 제거하기 위하여 사용될 수 있다. 다양한 가공 공정에 본 발명에 따른 에어나이프(10)가 적용될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

본 발명에 따른 에어나이프(10)는 전체적으로 환형 구조로 형성될 수 있고 몸체 유닛(11)과 커버 유닛(12)이 만나는 면에 의하여 나이프에 해당되는 배출 간극이 형성될 수 있다. 몸체 유닛(11)은 일정한 높이를 가지면서 중앙 부분에 원통 형상의 배출 공간이 형성된 몸체(111), 배출 공간의 둘레 면을 따라 형성된 제1 유도면(112), 몸체(111)의 측면에 형성된 압축 공기의 유입을 위한 입구(113) 및 몸체(111)의 위쪽 평면에 형성된 결합 홀(114)을 포함할 수 있다. 몸체(111)의 내부는 입구(113)를 통하여 유입된 공기가 일시적으로 저장될 수 있도록 빈 공간이 될 수 있다. 몸체(111)의 아래쪽 면 또는 위쪽 면은 평면 형상이 될 수 있고 그리고 측면은 원형의 띠 형상이 될 수 있다. 다만 측면의 일부는 곡면 구조가 아닌 평면 구조가 될 수 있다. 예를 들어 입구(113)가 형성되는 측면은 평면 형상이 될 수 있고 그리고 아래쪽 면 및 위쪽 면도 그에 대응되는 둘레 면을 가질 수 있다. 몸체(111)는 다양한 구조로 형성될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

몸체(111)의 안쪽에 몸체(111) 내부로부터 나이프를 통하여 배출되는 공기가 배출되는 공간의 기능을 가지는 원통 형상의 배출 공간이 형성될 수 있다. 그리고 안쪽 면 또는 배출 공간의 둘레 면을 따라 제1 유도 면(112)이 형성될 수 있다. 제1 유도 면(112)은 몸체(111)의 위쪽 표면으로부터 아래쪽으로 서로 다른 연장 방향을 가지는 다수 개의 연속되는 경사 면 구조를 가질 수 있다. 입구(113)를 통하여 유입된 압축 공기는 몸체(111)의 위쪽 평면을 경유하여 커버 유닛(12)과 결합에 의하여 형성되는 배출 간극 또는 나이프를 통하여 배출 공간으로 배출될 수 있다. 배출 공간으로 배출된 압축 공기는 제1 유도 면(112)을 따라 도 1a에 제시된 형태에서 아래쪽으로 배출이 될 수 있다.

커버 유닛(12)은 몸체 유닛(11)의 위쪽에 결합 홀(124)에 체결되는 핀 또는 볼트와 같은 고정 수단에 의하여 고정될 수 있다. 결합 홀(124)은 몸체 유닛(11)에 형성된 결합 홀(114)에 대응되는 위치에 형성될 수 있고 이 분야에서 공지된 임의의 적절한 고정 수단이 체결될 수 있는 구조를 가질 수 있다.

커버 유닛(12)은 몸체 유닛(11)의 위쪽 평면에 대응되는 형상을 가진 커버 플레이트(121), 커버 플레이트(121)의 바깥쪽 둘레에 형성된 밀폐 벽(125) 및 안쪽 둘레에 형성된 제2 유도 면(122)을 포함할 수 있다. 커버 유닛(12)은 몸체 유닛(11)에 결합되어 밀폐 벽(125)에 의하여 몸체 유닛(11)의 위쪽 평면에 밀폐 공간을 형성하는 한편 제2 유도 면(122)에 의하여 나이프 또는 배출 간극을 형성할 수 있다. 제2 유도 면(122)는 제1 유도 면(112)와 마주보도록 배치되면서 나이프 또는 배출 간극을 형성할 수 있다. 나이프 또는 배출 간극은 예를 들어 0.005 내지 1.0 mm, 바람직하게 0.03 내지 0.5 mm 그리고 가장 바람직하게 0.05 내지 0.25 mm가 될 수 있다. 나이프의 간격은 예를 들어 압축 공기의 압력, 제거되어야 할 미세 입자의 크기 또는 가공 공정에 따라 적절하게 조절될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

몸체 유닛(11) 또는 커버 유닛(12)은 다양한 형상으로 만들어질 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

도 2a는 본 발명에 따른 에어나이프의 실시 예를 다양한 방향에서 관찰한 구조를 도시한 것이다.

도 2a를 참조하면, 커버 유닛(12)이 결합되는 부분에 형성되는 집진 공간(22)과 압축 공기가 집진 공간(22)으로 유입되는 이물질과 함께 배출되는 공기 배출 공간(21)으로 이루어질 수 있다.

집진 공간(22)은 예를 들어 레이저 가공 공정이 이루어지는 공간에 인접하고 그리고 공기 배출 공간(21)은 이물질 수집 장치(도시되지 않음)와 연결될 수 있다. 압축 공기는 몸체 유닛(11)에 형성된 입구(113)를 통하여 유입되어 공기 배출 공간(21)의 둘레 벽면을 타고 배출될 수 있다. 공기 배출 공간(21)에서 공기가 배출되면서 집진 공간(22)의 공기가 함께 배출이 될 수 있고 그리고 이물질이 집진 공기(22)의 공기와 함께 공기 배출 공간(21)으로 유입될 수 있다. 공기 배출 공간(21)의 둘레 면의 구조는 압축 공기의 배출을 위한 주요 인자가 될 수 있다.

도 2b는 본 발명에 따른 에어나이프에서 집진이 되는 구조에 대한 실시 예를 도시한 것이다.

도 2b를 참조하면, 몸체 유닛(11)과 커버 유닛(12)의 결합에 의하여 배출 간극(G)이 형성될 수 있고 배출 간극(G)을 통하여 압축 공기가 공기 배출 공간(21)을 통하여 화살표(B)의 방향으로 배출될 수 있다. 그리고 몸체 유닛(11)에 형성된 제1 유도 면 및 커버 유닛(12)에 형성된 제2 유도 면에 조절 면(212, 213, 222)이 형성될 수 있다.

몸체 유닛(11)에 형성된 제1 유도 면은 배출 공간을 향하여 경사진 형상으로 연장되는 제1 조절 면(212) 및 제1 조절 면(212)으로부터 제1 조절 면(212)과 서로 다른 경사각을 형성하면서 연장되는 제2 조절 면(213)으로 이루어질 수 있다. 제2 조절 면(212)으로부터 몸체 유닛(11)의 위쪽 평면에 대하여 수직에 가까운 각을 이루면서 배출 면(211)이 형성될 수 있다.

제1 조절 면(212) 또는 제2 조절 면(213)은 다양한 형상으로 만들어질 수 있지만 제1 조절 면(212)의 경사각은 제2 조절 면(213)의 경사각에 비하여 작고 그리고 제2 조절 면(213)의 경사각은 배출 면(211)의 경사각에 비하여 작을 수 있다. 구체적으로 압축 공기는 평면을 따라 배출이 될 수 있고 그리고 수직에 가까운 경사각을 가지는 배출 면(211)을 따라 유도되어야 한다. 이를 위하여 배출 간극(G)으로부터 배출 면(211)의 끝 부분 사이의 거리를 고려하여 경사각이 결정될 수 있다. 예를 들어 배출 간극(G)이 수평이 되는 경우 제1 조절 면(212)은 20~30도, 제2 조절 면(213)은 40 내지 60도(제1 조절 면(212)으로부터 20 내지 30도) 그리고 배출 면(211)은 85 내지 100도가 되도록 경사각이 조절될 수 있다. 제1 조절 면(212)과 제2 조절 면(213)의 연장 길이는 각각의 조절 면(212, 213)의 경사각에 따라 적절하게 결정될 수 있지만 제1 조절 면(212)의 길이는 제2 조절 면(213)에 비하여 동일하거나 약간 클 수 있고 그리고 배출 면(211)의 연장 길이는 제2 조절 면(213)에 비하여 충분히 크도록 형성될 수 있다. 다른 한편으로 배출 면(211)은 아래쪽으로 갈수록 단면적이 넓어지는 구조를 가질 수 있고 이를 위하여 배출 면(211)의 경사각은 예를 들어 91 내지 115도가 될 수 있다.

집진 공간(22)으로 화살표(A)의 방향으로 이물질이 유입되면서 배출 간극(G)을 통하여 배출된 압축 공기가 공기 배출 공간(21)으로 유도되도록 하기 위하여 집진 공간(22)의 둘레 벽의 구조는 제1 조절 면(212) 및 제2 조절 면(213)의 구조에 부합되도록 형성될 수 있다.

도 2b를 참조하면, 집진 공간(22)의 둘레 면에 제3 조절 면(222) 및 유입 면(221)이 형성될 수 있다. 제3 조절 면(222)은 배출 간극(G)으로부터 제1 조절 면(212)과 반대쪽으로 연장될 수 있고 그리고 유입 면(221)은 제2 조절 면(222)으로부터 연장될 수 있다. 제3 조절 면(222)은 배출 간극(G)이 형성하는 수평면에 대하여 수직으로 연장될 수 있고 그리고 유입 면(221)은 제3 조절 면(222)으로 경사진 형상으로 연장될 수 있다. 유입 면(221)은 예를 들어 제1 조절 면(212)과 동일하거나 작은 경사각을 가지도록 커버 유닛(12)의 외부를 향하는 방향으로 연장될 수 있다. 이와 같은 유입 면(221)의 구조는 외부 공기 및 이물질의 화살표(A)의 방향으로 쉽게 유입되면서 제3 조절 면(222)을 따라 빠른 속도로 공기 배출 공간(21)으로 유입될 수 있도록 한다.

위에서 제시된 조절 면(212, 213, 222)은 다양한 개수로 형성될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다. 또한 위와 같은 조절 면(212, 213, 222)의 다단 구조 및 유입 면(221) 또는 배출 면(211)의 구조로 인하여 배출 간극(G)을 통하여 배출된 공기가 공기 배출 공간(21)을 따라 화살표(B)의 방향으로 배출될 수 있도록 한다. 또한 가공 과정에서 발생된 이물질이 화살표(A)의 방향을 따라 공기와 함께 공기 배출 공간(21)으로 유입되어 외부로 배출될 수 있도록 한다.

다양한 조절 면, 유입 면(221) 또는 배출 면(211)의 구조가 본 발명에 따른 에어나이프에 적용될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

본 발명에 따른 에어나이프는 공기가 에어나이프의 면을 따라 흐르도록 유도하는 것에 의하여 미세 입자 제거 효과를 높일 수 있도록 한다는 이점을 가진다. 또한 본 발명에 따른 에어나이프는 다른 설치 장치에 의하여 발생될 수 있는 간섭이 방지되도록 한다는 장점을 가진다. 추가로 본 발명에 따른 에어나이프는 레이저 마킹을 비롯하여 다양한 가공 과정에서 발생될 수 있는 미세 입자의 제거에 적용될 수 있도록 한다는 이점을 가진다.

위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

10: 에어나이프 11: 몸체 유닛
12: 커버 유닛 21: 공기 배출 공간
22: 집진 공간 111: 몸체
112: 제1 유도 면 113: 입구
121:커버 플레이트 122:제2 유도 면
124: 결합 홀 125: 밀폐 벽
211: 배출 면 212, 213, 222: 조절 면
221: 유입 면

Claims (3)

1. 압축 공기가 유입되는 환형의 몸체 유닛(11);
   몸체 유닛(11)에 결합되는 커버 유닛(12);
   환형의 몸체 유닛(11)의 안쪽 면에 원형으로 형성된 제1 유도 면(112);
   커버 유닛(12)으로부터 연장되고 공기 유도 면(111)에 대응되는 위치에 형성된 제2 유도 면(122); 및
   제1 유도 면(112)과 제2 유도 면(122) 사이에 형성되는 배출 간극(G)을 포함하는 환형 구조의 에어나이프.
2. 청구항 1에 있어서, 제1 유도 면(112) 또는 제2 유도 면(122)은 서로 다른 방향으로 연장되는 적어도 2개의 조절 면(211, 212, 222)을 포함하는 환형 구조의 에어나이프.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 몸체 유닛(11)의 내부에 형성되는 공기 배출 공간(21)은 공기가 배출되는 방향으로 단면적이 점차적으로 커지는 것을 특징으로 하는 환형 구조의 에어나이프.

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