KR20210043889A - 방전 전극 소켓 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코로나 방전을 이용한 정전기 제거장치에 장착되어 이온화된 최적량의 CDA(Clean Dried Air)를 포함하는 압축 기체를 고압으로 분사하여 대전체에 대한 비접촉식 제전(除電) 효율을 증가시키는 방전 전극 소켓에 관한 것으로서, 끝이 뾰족한 첨두부를 갖는 방전 전극이 관통 삽입되는 전극삽입구가 마련된 몸체부; 상기 몸체부의 상부에 원통형으로 돌출 형성되며, 원통형의 외주면 상단에는 끼움돌기가 마련되어 정전기 제거장치에 탈착 가능하게 결합되는 장착부; 상기 몸체부의 하부에 방사상으로 돌출 형성되는 복수개의 날개부; 및 상기 복수개의 날개부 하단을 서로 연결하여 내측이 원형인 링 형상으로 이루어지는 가이드링크부;를 포함하는 것을 기술적 요지로 한다.

Description

방전 전극 소켓{A SOCKET FOR A DISCHARGING ELECTRODE}

본 발명은 방전 전극 소켓에 관한 것으로서, 상세하게는 코로나 방전을 이용한 정전기 제거장치에 장착되어 이온화된 최적량의 CDA(Clean Dried Air)를 고압으로 분사하여 비접촉식 제전(除電) 효율을 증가시키는 방전 전극 소켓에 관한 것이다.

일반적으로 반도체, 액정디스플레이, 플라즈마 디스플레이 패널, 유기EL, 다중레이어 세라믹 콘덴서 등을 제작함에 있어 고도의 청정한 작업공간을 요하는데, 이들에 대한 인쇄, 도포 및 세정 공정시 정전기로 인한 먼지 등의 이물질 부착 등으로 인해 수율의 저하, 패턴의 파피, 인쇄불량 등의 문제가 빈번하게 발생한다.

따라서 반도체 등의 공정 수행시에는 대전체 주변의 정전기 제거가 필수적이며, 이러한 정전기를 제거하기 위한 장치 중의 하나로 코로나 방전식 정전기 제거장치(이오나이저라고도 한다)가 사용되고 있다.

알려진 바와 같이, 코로나 방전식 정전기 제거장치는 교류 또는 직류 고전압을 방전침에 인가하여 방전침의 끝부분에서 코로나 방전을 일으켜서 주위 공기 중의 산소 및 질소 등을 전리하여 양이온 및 음이온을 생성한 후 팬에 의한 강제대류로 이들 양이온 및 음이온을 정전기 제거 대상물체로 송풍하여 정전기를 제거한다.

이러한 코로나 방전식 정전기 제거장치는 인가되는 전압방식에 따라 크게 교류 고전압을 이용하는 방식과 직류 고전압을 이용하는 방식의 2가지로 나눌 수 있는데, 교류 고전압 코로나 방전식 정전기 제거장치는 주로 상용 주파수(60Hz) 및 고주파(약 10kHz ~ 18kHz)를 사용하며, 직류 고전압 방식은 (± 7kV) 정도의 직류 고전압을 사용한다.

직류 고전압 방식은 대전체(정전기 제거 대상물체)로부터 근거리(약 50mm ~ 300mm)에서 정전기를 제거함에 적합한 반면에 멀리 떨어진 대전체의 정전기를 제거하기에는 부적합하다.

또한, 고주파를 이용하는 경우 고속으로 이동하는 대전체의 정전기를 제거하는데 효과적이지만m 이 역시 양이온과 음이온의 발생량의 차이로 인해 정전기 제거장치로부터 생성되는 양이온과 음이온의 이온량의 불균형 문제가 발생하고, 이에 따라 잔류 정전기를 완벽히 제거할 수 없는 단점이 있다.

한편, 직류 고전압 방식은 정전기 대전체로부터 1000mm 이상의 원거리에 설치하여 정전기를 제거할 수 있어 설치 거리가 원거리인 경우에 주로 사용되괴 근거리의 설치 거리에는 적합하지 않다고 알려져 있다.

이러한 코로나 방전식 정전기 제거장치에 대한 종래기술로는 특허출원번호 제10-2007-0089914호(출력전압 조절이 가능한 막대형 이오나이저), 특허출원번호 제10-2011-0037660호(방전전극소켓), 특허출원번호 제10-2011-0037660호(세라믹스를 이용한 노즐형 이오나이저) 등이 개시되어 있다.

이러한 종래기술 등에 개시된 정전기 제거장치의 경우, 제전 효율을 증가시키기 위해서는 최적화된 에어량으로 방전 전극에서 발생된 이온을 원하는 제전거리까지 전달할 수 있는 기능이 요구되고 있다.

도1은 종래기술에 따른 방전전극소켓을 도시하는 단면도이고, 도2는 종래기술에 따른 방전전극소켓에서 2개의 CDA 출구를 구비한 구조의 일례를 나타낸 예시도이고, 도3은 종래기술에 따른 방전전극소켓에서 4개의 CDA 출구를 구비한 구조의 일례를 나타낸 예시도이고, 도4는 종래기술에 따른 방전전극소켓에서 방전 전극이 돌출된 부분을 확대 도시한 예시도이다.

도1에 도시된 종래의 방전전극소켓(10)은 소켓의 중앙에 방전 전극(20)이 삽입 고정되고, 그 주위에는 CDA를 통과시키는 노즐(30)이 형성된 구조이다.

이와 같은 종래의 방전전극소켓(10)은 도2에 예시된 바와 같이, 방전 전극(20)의 주위 양측에 인접하여 복수의 CDA 출구(32)가 형성된 구조이다.

또는, 도3에 예시된 바와 같이, 방전 전극(20)의 주위 양측에 인접하여 4방향으로 CDA 출구(34)가 형성된 구조이다.

그러나 상기와 같은 종래의 방전전극소켓(10)은 이온화된 CDA를 분사하는 동안 CDA 출구의 면적이 작아 유량 소모율을 줄일 수는 있지만, 상대적으로 유속이 느려 제전 성능을 높이지 못하는 문제점이 있다.

또한, 종래의 방전전극소켓은(10) 도4에 도시된 바와 같이, 방전 전극(20)의 뾰족한 첨두부가 노출되는 출구쪽이 평탄하게 되어 있어 첨두부가 필요 이상으로 노출되고, 이로 인해 첨두부의 빗면(S)에 필요 이상의 코로나 방전이 발생하여 에너지가 손실됨으로써 제전 성능이 저하되는 문제점이 있다.

KR 10-0828492 B1 KR 10-1247514 B1 KR 10-1737894 B1

앞선 배경기술에서 도출된 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 방전 전극 소켓의 CDA 출구쪽 구조를 개선하여 분사되는 CDA와 같은 압축 기체의 유속을 극대화시켜 제전 성능을 크게 향상시킬 수 있는 방전 전극 소켓을 제공하는 것이다.

한편, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적은, 본 발명의 실시예에 따라, CDA(Clean Dried Air)를 포함하는 압축 기체를 이온화하여 분사함으로써 대전체의 정전기를 제거하는 코로나 방전식 정전기 제거장치에 사용되는 방전 전극 소켓에 있어서, 끝이 뾰족한 첨두부를 갖는 방전 전극이 관통 삽입되는 전극삽입구가 마련된 몸체부; 상기 몸체부의 상부에 원통형으로 돌출 형성되며, 원통형의 외주면 상단에는 끼움돌기가 마련되어 정전기 제거장치에 탈착 가능하게 결합되는 장착부; 상기 몸체부의 하부에 방사상으로 돌출 형성되는 복수개의 날개부; 및 상기 복수개의 날개부 하단을 서로 연결하여 내측이 원형인 링 형상으로 이루어지는 가이드링크부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방전 전극 소켓에 의해 달성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 전극삽입구의 둘레부에는 상기 방전 전극의 첨두부 일부를 감싸도록 돌출되는 커버돌기가 형성되어 상기 첨두부의 노출 면적을 제한하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 커버돌기 주위에는 복수개의 에어노즐이 일정 간격을 두고 마련되며, 상기 커버돌기를 사이에 두고 마주하는 한 쌍의 에어노즐은 분사구의 단면적이 서로 동일하게 형성되되, 인접한 다른 한 쌍의 에어노즐의 분사구 단면적보다 30% 이상 크거나 작게 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 날개부와 상기 가이드링크부의 연결 구조에 의해 공기유입구가 형성되며, 상기 가이드링크부는 시계 방향으로 전협후광(前陜後廣) 형태로 이루어져 상기 공기유입구에 유입되는 공기의 와류를 유도하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 가이드링크부의 내측 둘레부는 상기 공기유입구 방향으로 경사지게 돌출되어 공기 유입을 원활하게 유도하는 것을 특징으로 한다.

상기한 실시예에 따른 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

첫째, 날개부와 가이드링크부의 연결 구조에 의해 복수개의 공기유입구가 형성되므로 날개부 주위 공기를 유입하여 보다 빠른 유속으로 이온화된 압축 기체를 분출할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 커버돌기가 방전 전극의 첨두부가 노출되는 면적을 제한하여 전계 집중 가능한 구조가 되므로 에너지 손실이 적고 고전압 조절이 용이한 효과가 있다.

셋째, 커버돌기 주위에 에어노즐이 복수개 형성되고 각각의 에어노즐에 대한 단면적을 다르게 형성함으로써 압축 기체 분출시 와류가 형성되도록 하여 유속을 높일 수 있는 효과가 있다.

넷째, 가이드링크부가 시계방향으로 전협후광 형태로 이루어지고 가이드링크부의 내측 둘레부가 경사지게 돌출되는 구조에 의해 공기유입구 내부의 와류 형성이 더욱 원활해지고 이에 따른 압축 기체의 유속이 극대화되므로 제전 성능을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도1은 종래기술에 따른 방전전극소켓을 도시하는 단면도이고,
도2는 종래기술에 따른 방전전극소켓에서 2개의 CDA 출구를 구비한 구조의 일례를 나타낸 예시도이고,
도3은 종래기술에 따른 방전전극소켓에서 4개의 CDA 출구를 구비한 구조의 일례를 나타낸 예시도이고,
도4는 종래기술에 따른 방전전극소켓에서 방전 전극이 돌출된 부분을 확대 도시한 예시도이고,
도5는 본 발명의 실시예에 따른 방전 전극 소켓을 도시하는 사시도이고,
도6은 본 발명의 실시예에 따른 방전 전극 소켓을 도시하는 측면도이고,
도7은 도6의 단면도이고,
도8은 본 발명의 실시예에 따른 방전 전극 소켓을 도시하는 평면도이고,
도9는 본 발명의 실시예에 따른 방전 전극 소켓을 도시하는 저면도이고,
도10은 본 발명의 실시예에 따른 방전 전극 소켓에서 방전 전극이 돌출된 부분을 확대 도시한 예시도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 한편, 해당 기술분야의 통상적인 지식을 가진자로부터 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 상세히 설명하도록 한다.

본 발명의 실시예에 따른 방전 전극 소켓은 CDA(Clean Dried Air)를 포함하는 압축 기체를 이온화하여 분사함으로써 대전체의 정전기를 제거하는 코로나 방전식 정전기 제거장치에 사용된다. 참고로 본 발명에서 언급되는 방전 전극의 재질은 도전성 도체이고, 방전 전극 소켓의 재질은 비도전성의 난연 ABS 합성수지 등으로 선택 가능하다.

본 발명의 방전 전극 소켓은, 도5 내지 도9에 도시된 바와 같이, 크게 몸체부(100)와, 장착부(300)와, 날개부(500) 및 가이드링크부(700)로 구성된다.

먼저, 몸체부(100)는 끝이 뾰족한 첨두부를 갖는 방전 전극(P)이 관통 삽입되는 전극삽입구(120)가 마련되는 것으로, 원통형으로 이루어지고 둘레측에는 걸림턱이 형성되어 정전기 제거장치에 결합되는 위치를 가이드하고 기밀이 유지될 수 있도록 한다.

여기서, 도7 및 도10에 도시된 바에 따르면, 상기 전극삽입구(120)의 둘레부에는 상기 방전 전극(P)의 첨두부 일부를 감싸도록 돌출되는 커버돌기(130)가 형성될 수 있다.

도10에 구체적으로 확대 도시된 바와 같이, 상기 커버돌기(130)는 상기 첨두부의 노출 면적을 제한함으로써 첨두부의 빗면에 필요 이상의 코로나 방전이 발생하여 에너지가 손실되는 것을 방지한다. 즉, 상기와 같은 커버돌기(130)의 구조에 의해 상기 방전 전극(P)의 첨두부가 전계 집중 가능한 구조가 되므로 에너지 손실이 최소화되고 고전압의 조절이 용이해질 수 있는 것이다.

아울러, 도9에 도시된 바에 따르면, 상기 커버돌기(130) 주위에는 복수개의 에어노즐(140)이 일정 간격을 두고 마련될 수 있다. 이때 상기 에어노즐(140)은 상기 커버돌기(130)의 돌출된 길이만큼 서로 단차를 가지게 되며, 이러한 구성에 의해 전계 집중이 가능한 구조에서 압축 기체의 유속 증가를 기대할 수 있으므로 제전 효과의 향상이 가능하다.

특히, 상기 커버돌기(130)를 사이에 두고 마주하는 한 쌍의 에어노즐(140)은 분사구의 단면적이 서로 동일하게 형성되되, 인접한 다른 한 쌍의 에어노즐(140)의 분사구 단면적보다 30% 이상 크거나 작게 형성되는 것이 바람직하다. 따라서 단면적이 서로 다른 에어노즐(140) 간의 유속 차이에 따른 상호 작용에 의해서 와류가 형성되도록 하여 유속을 높일 수 있게 된다.

여기서, 상기 에어노즐(140)은 도7에 도시된 바와 같이 그 단면부가 개구부 방향으로 점차 좁아지는 원추형 형상으로 이루어져 분사 압력을 높일 수 있도록 한다.

다음으로, 장착부(300)는 상기 몸체부(100)의 상부에 원통형으로 돌출 형성되며, 원통형의 외주면 상단에는 끼움돌기(320)가 마련되어 정전기 제거장치에 탈착 가능하게 결합된다. 이러한 장착부(300)는 본 발명에서 원통형으로 형성된 것으로 예시되어 있으나, 결합 방식에 따라 다양한 변형이 가능하다.

다음으로, 날개부(500)는 상기 몸체부(100)의 하부에 복수개가 구성되어 방사상으로 돌출 형성된다. 이러한 날개부(500)는 하방으로도 일정 길이 연장되어 후술할 가이드링크부(700)와의 연결 구조에 따른 공기유입구(600)가 형성될 수 있는 여지를 마련한다.

다음으로, 가이드링크부(700)는 상기 복수개의 날개부(500) 하단을 서로 연결하여 내측이 원형인 링 형상으로 이루어지며, 이와 같은 가이드링크부(700)와 상기 날개부(500)의 연결 구조에 의해 공기유입구(600)가 형성되는 것이다.

여기서, 상기 가이드링크부(700)는 시계 방향으로 전협후광(前陜後廣) 형태로 이루어지는 것이 바람직하며, 이러한 전협후광의 구조는 상기 공기유입구(600) 내부의 압축 기체 흐름의 주위에서 와류가 원활히 발생할 수 있도록 유도한다.

덧붙여, 상기 가이드링크부(700)의 내측 둘레부는 상기 공기유입구(600) 방향으로 경사지게 돌출되어 공기 유입을 원활하게 유도함으로써 주위 공기를 더욱 빠르게 유입하여 보다 빠른 유속으로 압축 기체가 분출될 수 있도록 한다. 따라서 정전기 제전 성능을 크게 향상시키고 압축 기체의 최소 유량을 사용하면서도 대전체가 보유한 정전기를 더욱 효과적으로 제거할 수 있게 되는 것이다.

지금까지 설명한 본 발명의 실시예에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

첫째, 날개부와 가이드링크부의 연결 구조에 의해 복수개의 공기유입구가 형성되므로 날개부 주위 공기를 유입하여 보다 빠른 유속으로 이온화된 압축 기체를 분출할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 커버돌기가 방전 전극의 첨두부가 노출되는 면적을 제한하여 전계 집중 가능한 구조가 되므로 에너지 손실이 적고 고전압 조절이 용이한 효과가 있다.

셋째, 커버돌기 주위에 에어노즐이 복수개 형성되고 각각의 에어노즐에 대한 단면적을 다르게 형성함으로써 압축 기체 분출시 와류가 형성되도록 하여 유속을 높일 수 있는 효과가 있다.

넷째, 가이드링크부가 시계방향으로 전협후광 형태로 이루어지고 가이드링크부의 내측 둘레부가 경사지게 돌출되는 구조에 의해 공기유입구 내부의 와류 형성이 더욱 원활해지고 이에 따른 압축 기체의 유속이 극대화되므로 제전 성능을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

전술한 내용은 후술할 발명의 청구범위를 더욱 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 상술하였다. 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

P: 방전 전극
100: 몸체부
120: 전극삽입구
130: 커버돌기
140: 에어노즐
300: 장착부
320: 끼움돌기
500: 날개부
600: 공기유입구
700: 가이드링크부

Claims (5)

1. CDA(Clean Dried Air)를 포함하는 압축 기체를 이온화하여 분사함으로써 대전체의 정전기를 제거하는 코로나 방전식 정전기 제거장치에 사용되는 방전 전극 소켓에 있어서,
   끝이 뾰족한 첨두부를 갖는 방전 전극이 관통 삽입되는 전극삽입구가 마련된 몸체부;
   상기 몸체부의 상부에 원통형으로 돌출 형성되며, 원통형의 외주면 상단에는 끼움돌기가 마련되어 정전기 제거장치에 탈착 가능하게 결합되는 장착부;
   상기 몸체부의 하부에 방사상으로 돌출 형성되는 복수개의 날개부; 및
   상기 복수개의 날개부 하단을 서로 연결하여 내측이 원형인 링 형상으로 이루어지는 가이드링크부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 방전 전극 소켓.
2. 제1항에 있어서,
   상기 전극삽입구의 둘레부에는 상기 방전 전극의 첨두부 일부를 감싸도록 돌출되는 커버돌기가 형성되어 상기 첨두부의 노출 면적을 제한하는 것을 특징으로 하는 방전 전극 소켓.
3. 제2항에 있어서,
   상기 커버돌기 주위에는 복수개의 에어노즐이 일정 간격을 두고 마련되며,
   상기 커버돌기를 사이에 두고 마주하는 한 쌍의 에어노즐은 분사구의 단면적이 서로 동일하게 형성되되, 인접한 다른 한 쌍의 에어노즐의 분사구 단면적보다 30% 이상 크거나 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 방전 전극 소켓.
4. 제1항에 있어서,
   상기 날개부와 상기 가이드링크부의 연결 구조에 의해 공기유입구가 형성되며,
   상기 가이드링크부는 시계 방향으로 전협후광(前陜後廣) 형태로 이루어져 상기 공기유입구에 유입되는 공기의 와류를 유도하는 것을 특징으로 하는 방전 전극 소켓.
5. 제4항에 있어서,
   상기 가이드링크부의 내측 둘레부는 상기 공기유입구 방향으로 경사지게 돌출되어 공기 유입을 원활하게 유도하는 것을 특징으로 하는 방전 전극 소켓.

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