KR20210121866A

KR20210121866A - 전해수를 이용한 멀티 초음파 세척 장치

Info

Publication number: KR20210121866A
Application number: KR1020200039241A
Authority: KR
Inventors: 양동표
Original assignee: 양동표
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2021-10-08
Also published as: KR102389186B1

Abstract

본 발명은 초음파 세척 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 1개의 세척 탱크에서 가공부품의 다양한 세척 공정을 순차적으로 수행할 수 있는 초음파 세척 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전해수를 이용한 멀티 초음파 세척 장치는, 1개의 메인탱크와 4개의 보조탱크를 구비하며, 각 보조탱크로부터 각각 서로 다른 종류의 세척액이 메인탱크로 순차적으로 공급되어, 메인탱크 내에 수용된 가공부품의 세척 공정이 수행되고, 사용된 세척액은 배수되거나 다시 각 보조탱크로 환수되며, 메인탱크에서 추가적으로 에어버블 발생 및 열풍 건조가 가능하도록 함으로써, 단일의 메인탱크 내에서 부품의 이송없이 다양한 세척 공정을 수행할 수 있다.

Description

전해수를 이용한 멀티 초음파 세척 장치{MULTI-FUNCTION ULTRASONIC CLEANING APPARATUS USING ELECTROLYTIC WATER}

본 발명은 초음파 세척 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 1개의 세척 탱크에서 가공부품의 다양한 세척 공정을 순차적으로 수행할 수 있는 초음파 세척 장치에 관한 것이다.

일반적으로 글라스 등과 같은 가공된 광학 또는 전자부품(이하, '가공부품')들은 가공후 표면에 이물질들이 부착되어 있기 때문에 초음파 세척 장치를 사용하여 세척 공정을 거치게 된다. 이러한 세척 공정에서는 알칼리 또는 산성 화학세제를 사용하여 수회 처리하고 샤워하는 다수의 공정이 수행되는바, 이를 위해 종래 통상의 초음파 세척 장치는, 도 1 에 도시된 바와 같이, 대체로 15개의 처리조(A)를 구비하고 각 처리조 내외로 가공부품을 순차 이송하면서 4개의 보조탱크(B)로부터 각각 세척액을 공급받아 각 조별로 알카리수 세정, 산성수 세정, DI(Deionized Water) 샤워, RO(Reverse Osmosis) 샤워 및 건조 등의 공정이 독립적으로 수행되도록 구성된다. 이와 같이, 종래의 초음파 세척 장치는 15개에 이르는 다수의 처리조와 가공부품 이송 장치를 구비하기 때문에 부피가 매우 크고 복잡하다는 단점이 존재한다. 또한, 세척수와 세제 사용량 및 전력 사용량이 많고, 화학세제 사용으로 인해 발생하는 폐액을 처리해야 하는 번거로움이 있으며, 환경 오염의 염려가 존재한다. 그리고, 장비의 거대화로 인하여 가공부품의 투입구 및 배출구 등에 작업자가 상주하여 관리해야 하는 단점 또한 존재한다.

대한민국 등록특허 제10-0605007호

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 초음파 세척 장치의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 세정을 위한 처리조의 개수를 최소화하고 세척 공정의 제어를 자동화함으로써 세척 장치의 전체 크기를 줄여 공간 효율성 및 작업성을 높일 수 있을뿐만 아니라 세척수와 세정액 및 전력 사용량을 절감하고, 화학세제를 사용하지 않고 전해수를 사용함으로써 폐액이 발생하지 않아 폐액 처리가 필요없으며 샤워 공정이 불필요하고, 자동 제어를 통하여 최소의 인원으로 공정 수행이 가능하여 인건비를 절감할 수 있는 초음파 세척 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전해수를 이용한 멀티 초음파 세척 장치는, 내부에 세척 대상이 되는 가공부품이 수용되며, 세척액을 공급받아 가공부품을 초음파 진동에 의해 세척하기 위한 메인탱크와; 상기 메인탱크에 사용될 세척액을 저장하되, 각각 서로 다른 세척액을 독립적으로 저장하는 다수의 보조탱크와; 상기 각 보조탱크에 저장된 세척액을 상기 메인탱크로 공급하기 위한 공급라인과; 상기 메인탱크에 공급되어 세척 공정에 사용된 세척액을 각 보조탱크로 다시 환수하기 위한 환수라인과; 상기 공급라인에 구비되어 각 보조탱크로부터 메인탱크로의 세척액 공급을 단속하기 위한 다수의 공급제어밸브와; 상기 환수라인에 구비되어 메인탱크로부터 각 보조탱크로의 세척액 환수를 단속하기 위한 다수의 환수제어밸브와; 상기 세척액의 공급 및 환수 작동과 상기 메인탱크에서 수행되는 세척 공정을 제어하기 위한 제어부를 포함하고; 상기 제어부의 제어에 따라 상기 각 보조탱크에 저장된 서로 다른 세척액들이 메인탱크에 순차적으로 공급된후 각 보조탱크로 환수됨에 의해, 단일의 메인탱크에서 서로 다른 다수의 세척 공정이 순차적으로 수행된다.

여기서, 상기 보조탱크는, 가공부품의 알카리 세정을 위한 알카리성 전해수가 저장되는 제1보조탱크와; 가공부품의 RO 린스 세정을 위한 RO수가 저장되는 제2보조탱크와; 가공부품의 산 세정을 위한 산성 전해수가 저장되는 제3보조탱크와; 가공부품의 DI 린스 세정을 위한 DI수가 저장되는 제4보조탱크를 포함한다.

그리고, 상기 공급제어밸브는, 상기 제1보조탱크로부터 메인탱크로의 알카리성 전해수 공급을 단속하기 위한 제1공급제어밸브와; 상기 제2보조탱크로부터 메인탱크로의 RO수 공급을 단속하기 위한 제2공급제어밸브와; 상기 제3보조탱크로부터 메인탱크로의 산성 전해수 공급을 단속하기 위한 제3공급제어밸브와; 상기 제4보조탱크로부터 메인탱크로의 DI수 공급을 단속하기 위한 제4공급제어밸브를 포함한다.

그리고, 상기 환수제어밸브는, 상기 메인탱크에서 사용된 알카리성 전해수의 상기 제1보조탱크로의 환수를 단속하기 위한 제1환수제어밸브와; 상기 메인탱크에서 사용된 RO수의 상기 제2보조탱크로의 환수를 단속하기 위한 제2환수제어밸브와; 상기 메인탱크에서 사용된 산성 전해수의 상기 제3보조탱크로의 환수를 단속하기 위한 제3환수제어밸브와; 상기 메인탱크에서 사용된 DI수의 상기 제4보조탱크로의 환수를 단속하기 위한 제4환수제어밸브를 포함한다.

또한, 상기 환수라인에 병렬로 연결되어 메인탱크에서 가공부품의 인상 건조시 메인탱크 내부의 세척액을 일시 수용하여 체류시킨후 환수라인으로 환수시키기 위한 중간탱크를 더 포함한다.

여기서, 상기 중간탱크의 입측에는 상기 메인탱크 내부 세척액의 중간탱크로의 유입을 단속하기 위한 제1오버플로우제어밸브가 구비되고, 상기 중간탱크의 출측에는 중간탱크에 일시 체류된 세척액의 상기 환수라인으로의 환수를 단속하기 위한 제2오버프로우제어밸브를 포함한다.

또한, 상기 제어부는, 작업자로부터 세척할 제품, 공정순서 및 각 공정순서에서 진행할 공정 및 공정 조건을 포함하는 공정 정보를 입력받아 메모리에 저장 관리하는 공정관리모듈과; 선택된 공정 정보에 따라 상기 공급라인에 구비된 각 공급제어밸브와, 상기 환수라인에 구비된 각 환수제어밸브의 개폐를 제어하여 선택된 공정에 따른 세척액의 공급 및 환수 작용을 제어하는 관로제어모듈과; 선택된 공정 정보에 따라 메인탱크 내부에서 수행되는 공정의 수행을 제어하는 공정제어모듈을 포함한다.

여기서, 상기 공정관리모듈에서 설정되는 공정은 알카리성 전해수 세정, RO 린스 세정, 산성 전해수 세정, DI 린스 세정, 열풍 건조 공정을 포함한다.

그리고, 상기 공정관리모듈에서 설정되는 공정 조건은 초음파 사용 여부, 초음파 주파수, 에어버블 사용 여부, 요동 적용 여부, 세척시간, 오버플로우 사용 여부 및 버플로우 시간을 포함한다.

또한, 상기 공정제어모듈은 선택된 공정 정보에 따라 메인탱크에 구비된 초음파 발진기, 버블발진기, 요동장치 및 열풍기의 작동을 제어한다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 세정을 위한 1개의 메인탱크와 4개의 보조탱크를 사용하여 단일 메인탱크에서 다양한 세척 공정을 수행할 수 있어 세척 장치의 전체 크기를 줄여 공간 효율성 및 작업성을 높일 수 있을뿐만 아니라 세척수와 세정액 및 전력 사용량을 절감하고, 화학세제를 대신 전해수를 사용함으로써 폐액이 발생하지 않아 폐액 처리가 필요없으며 샤워 공정이 불필요하고, 자동 제어를 통하여 최소의 인원으로 공정 수행이 가능하여 인건비를 절감할 수 있는 탁월한 장점을 갖는다.

도 1 은 종래의 가공부품 초음파 세척 장치의 모식도,
도 2 는 본 발명에 따른 전해수를 이용한 멀티 초음파 세척 장치의 모식도,
도 3 은 본 발명에 따른 전해수를 이용한 멀티 초음파 세척 장치의 정면도,
도 4 는 본 발명에 따른 전해수를 이용한 멀티 초음파 세척 장치의 측면도,
도 5 는 본 발명에 따른 전해수를 이용한 멀티 초음파 세척 장치의 배관도,
도 6 은 본 발명에 따른 전해수를 이용한 멀티 초음파 세척 장치의 제어부 구성도,
도 7 은 본 발명에 따른 전해수를 이용한 멀티 초음파 세척 장치의 공정 조건 설정 예시도이다.

이하, 본 발명에 따른 전해수를 이용한 멀티 초음파 세척 장치의 구성 및 작용을 첨부된 도면과 바람직한 실시예를 참조로 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 전해수를 이용한 멀티 초음파 세척 장치는, 1개의 메인탱크(10)와 4개의 보조탱크(20,30,40,50)를 구비하며, 각 보조탱크(20,30,40,50)로부터 각각 서로 다른 종류의 세척액이 메인탱크(10)로 순차적으로 공급되어, 메인탱크(10) 내에 수용된 가공부품의 세척 공정이 수행되고, 사용된 세척액은 배수되거나 다시 각 보조탱크(20,30,40,50)로 환수되며, 메인탱크(10)에서 추가적으로 에어버블 발생 및 열풍 건조가 가능하도록 함으로써, 단일의 메인탱크(10) 내에서 부품의 이송없이 다양한 세척 공정을 수행할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다. 이와 같은 특성으로 인하여, 도 1 에 도시된 바와 같은 기존 15개의 처리조를 사용하는 초음파 세척 장치 대비 장비 전체의 크기가 현저하게 감소(약 15미터에서 1.5미터 정도로 감소)하고, 세척액 및 전력 사용량이 현저하게 감소된다.

도 3 내지 도 5 에는 본 발명에 따른 전해수를 이용한 멀티 초음파 세척 장치의 구성이 보다 구체적으로 도시된다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전해수를 이용한 멀티 초음파 세척 장치는, 메인탱크(10), 제1보조탱크(20), 제2보조탱크(30), 제3보조탱크(40), 제4보조탱크(50), 공급라인(60), 배수라인(70), 환수라인(80), 중간탱크(90) 및 제어부(100)를 포함한다.

메인탱크(10)는 초음파발진기(12)에 의해 진동하는 진동자(14)가 구비되어 내부에 수용된 가공부품을 초음파 진동에 의해 세척하기 위한 처리조로서, 내부 하측에 에어버블을 발생시키기 위한 버블발생기(16)가 내장되고, 외측에는 가공부품의 건조를 위한 열풍을 송풍하는 열풍팬(18)이 구비될 수 있다. 상기 메인탱크(10)는 단일 처리조로서, 후술하는 바와 같이, 4개의 보조탱크(20,30,40,50)로부터 서로 다른 세척액을 공급받아 다양한 세척 공정이 순차적으로 수행된다.

상기 메인탱크(10)에는 제1보조탱크(20), 제2보조탱크(30), 제3보조탱크(40) 및 제4보조탱크(50)가 연결된다. 상기 제1보조탱크(20)에는 가공부품의 알칼리 세정을 위한 알카리성 전해수가 저장되고, 상기 제2보조탱크(30)에는 세정된 가공부품을 헹굼하기 위한 RO수가 저장되며, 상기 제3보조탱크(40)에는 가공부품의 산 세정을 위한 산성 전해수가 저장되고, 상기 제4보조탱크(50)에는 세정된 가공부품을 헹굼하기 위한 DI수가 저장된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 초음파 세척기는 세척액으로 전해수를 사용한다. 전해수는 이온수라고도 하며 RO수나 지하수 등의 일반적인 물에 전기적인 힘을 가하여 얻어지는 물로서 알카리수와 산성수로 분리된다. 알카리수는 보통 세척, 세정 및 방청에 사용되고, 산성수는 살균 및 소독에 사용된다. 일반적인 오염물은 물체의 표면에 전기장에 의해 부착된 상태로 이는 수소이온(H⁺) 또는 수산이온(OH^-)의 전기적 작용에 의해 부착력이 감소하여 물체 표면으로부터 쉽게 분리된다. 이러한 특성으로 초음파 장치와 함께 사용하는 경우 오염물의 제거에 효과가 탁월하다. 이와 같이, 본 발명은 기존 알카리 세제 또는 산성 세제와 같은 화학세제를 사용하지 않고 전해수를 세정액으로 사용함으로써 폐액이 발생하지 않아 별도의 폐액 처리 과정이 불필요하다는 장점을 가지며, 화학세제와 달리 전해수는 발포성이 없어 거품이 발생하지 않아 샤워 공정도 필요없다. 또한, 전해수는 세정 후 자연상태로 배출하면 하천에 있는 단백질(박테리아 등), 유기 지방산 등과 결합하여 분해되고, 알카리수와 산성수를 혼합하면 중화되어 일반수로 환원됨에 따라 환경 오염의 염려가 없어 친환경적이다.

도 5 에 도시된 바와 같이, 상기 각 보조탱크(20,30,40,50)는 공급라인(60)에 의해 메인탱크(10)와 연결되어 메인탱크(10)에 각각 세척액을 공급한다. 여기서, 상기 공급라인(60)은 각 보조탱크(20,30,40,50)별로 할당된 다수의 독립적인 배관들로 구성될 수도 있고, 도 5 에 도시된 바와 같이, 메인탱크(10)에 연결된 1개의 메인공급관(61)과, 상기 메인공급관(61)으로부터 각각 분기되어 각 보조탱크(20,30,40,50)에 연결되는 제1공급배관(62), 제2공급배관(63), 제3공급배관(64) 및 제4공급배관(65)으로 구성될 수 있다. 그리고, 상기 공급라인(60)에는 각 보조탱크(20,30,40,50)로부터 메인탱크(10)로의 세척액 공급을 단속하기 위한 다수의 공급제어밸브(62a,62a,63a,64a)가 구비된다. 구체적으로, 상기 메인탱크(10)와 제1보조탱크(20)를 연결하는 제1공급배관(62)에는 제1보조탱크(20)로부터 메인탱크(10)로의 알카리성 전해수 공급을 단속하기 위한 제1공급제어밸브(62a)가, 상기 메인탱크(10)와 제2보조탱크(30)를 연결하는 제2공급배관(63)에는 제2보조탱크(30)로부터 메인탱크(10)로의 RO수 공급을 단속하기 위한 제2공급제어밸브(63a)가, 상기 메인탱크(10)와 제3보조탱크(40)를 연결하는 제3공급배관(64)에는 제3보조탱크(40)로부터 메인탱크(10)로의 산성 전해수 공급을 단속하기 위한 제3공급제어밸브(64a)가, 상기 메인탱크(10)와 제4보조탱크(50)를 연결하는 제4공급배관(65)에는 상기 제4보조탱크(50)로부터 메인탱크(10)로의 DI수 공급을 단속하기 위한 제4공급제어밸브(65a)가 각각 구비된다. 상기 각 공급제어밸브(62a,62a,63a,64a)는 솔레노이드밸브로 구성되어 후술하는 제어부(100)의 제어에 따라 개폐된다.

상기 보조탱크(20,30,40,50)로부터 메인탱크(10)에 공급되어 세척 공정에 사용된 세척액은 메인탱크(10)의 하부에 연결된 메인배수관(71)을 통하여 배수라인(70)으로 배출되며, 상기 메인배수관(71)에는 배수제어밸브(71a)가 구비된다. 상기 배수제어밸브(71a) 또한 솔레노이드밸브로 구성되어 후술하는 제어부(100)의 제어에 따라 개폐된다.

한편, 상기 메인탱크(10)와 각 보조탱크(20,30,40,50) 사이에는 메인탱크(10)에 공급되어 세척 공정에 사용된 세척액이 각 보조탱크(20,30,40,50)로 다시 환수되도록 환수라인(80)이 연결된다. 상기 환수라인(80)은, 도 5 에 도시된 바와 같이, 메인탱크(10)에 직접 연결 또는 메인탱크(10)의 메인배수관(71)에 연결된 메인환수관(81)과, 상기 메인환수관(81)으로부터 분기 연결되어 각 보조탱크(20,30,40,50)에 각각 연결되는 제1환수배관(82), 제2환수배관(83), 제3환수배관(84) 및 제4환수배관(85)으로 구성될 수 있다. 그리고, 상기 환수라인(80)에는 메인탱크(10)로부터 각 보조탱크(20,30,40,50)로의 세척액 환수를 단속하기 위한 다수의 환수제어밸브(81a,82a,83a,84a,85a)가 구비된다. 구체적으로, 상기 메인환수관(81)에는 메인환수제어밸브(81a)가 구비되고, 상기 메인탱크(10)와 제1보조탱크(20)를 연결하는 제1환수배관(82)에는 메인탱크(10)에서 사용된 알카리성 전해수의 제1보조탱크(20)로의 환수를 단속하기 위한 제1환수제어밸브(82a)가, 상기 메인탱크(10)와 제2보조탱크(30)를 연결하는 제2환수배관(83)에는 상기 메인탱크(10)에서 사용된 RO수의 제2보조탱크(30)로의 환수를 단속하기 위한 제2환수제어밸브(83a)가, 상기 메인탱크(10)와 제3보조탱크(40)를 연결하는 제3환수배관(84)에는 상기 메인탱크(10)에서 사용된 산성 전해수의 제3보조탱크(40)로의 환수를 단속하기 위한 제3환수제어밸브(84a)가, 상기 메인탱크(10)와 제4보조탱크(50)를 연결하는 제4환수배관(85)에는 상기 메인탱크(10)에서 사용된 DI수의 제4보조탱크(50)로의 환수를 단속하기 위한 제4환수제어밸브(85a)가 각각 구비된다. 상기 각 환수제어밸브(81a,82a,83a,84a,85a)는 솔레노이드밸브로 구성되어 후술하는 제어부(100)의 제어에 따라 개폐된다.

상기 환수라인(80)의 메인환수관(81)에는 환수되는 세척액을 가압 이송하기 위한 환수펌프(81d)가 구비되고, 상기 환수펌프(81d)의 전단 또는 후단에는 환수되는 세척액에 포함된 불순물을 제거하기 위한 필터(81c)가 구비된다. 또한, 상기 환수라인(80)에는 서로 다른 세척액이 섞여서 환수되는 것을 방지하기 위하여 고압의 에어를 불어넣어 메인환수배관 내부에 잔류하는 세척액을 제거하는 플러싱밸브(81b)를 더 포함한다.

한편, 상기 메인환수관(81)에는 중간탱크(90)가 병렬로 연결된다. 메인탱크(10)에서 가공부품의 세척후 인상 건조시 메인탱크(10) 내부에서 세척액을 배수하게 되는데, 세척액을 빨리 배수하는 경우 가공부품 표면에 물방울이 맺히면서 건조시 얼룩이 발생한다. 상기 중간탱크(90)는 인상 건조시 가공부품 표면에 물방울이 맺히는 것을 방지하기 위하여 메인탱크(10) 내부의 세척액을 천천히 배수하기 위해 일시적으로 체류토록 하기 위한 탱크이다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 상기 중간탱크(90)의 입측에는 오버플로우제어밸브가 구비된다. 후술하는 바와 같이 작업자가 오버플로우 공정의 사용을 선택하면 제어부(100)의 제어에 따라 상기 오버플로우제어밸브가 개방되어 메인탱크(10) 내부의 세척액이 메인환수관(81)을 통하여 빠르게 배수되지 않고 중간탱크(90) 내부에 일시 체류하게 됨에 따라 메인탱크(10) 내부 세척액이 느리게 배수되어 가공부품에 물방울이 맺히는 것이 방지된다. 상기 중간탱크(90)의 출측에는 제2오버플로우제어밸브(94)가 구비되어 중간탱크(90) 내부에 일시 체류되었던 세척수가 상기 메인환수관(81)으로 환수되도록 구성된다. 한편, 상기 중간탱크(90)에는 배수밸브가 구비되어 세척액이 배수라인(70)을 따라 외부로 배출되도록 구성될 수 있다.

제어부(100)는 상기한 본 발명에 따른 초음파 세척 장치의 전체 작동을 제어하는 부분으로, 도 4 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 초음파 세척 장치의 일측에 구비되되, 전면에는 후술하는 각종 공정 조건을 설정하기 위한 버튼 또는 키패드를 포함하는 입력부(110)와, 공정 진행 상태와 각종 정보를 표시하는 디스플레이부(120)가 구비된다. 여기서, 상기 디스플레이부(120)는 터치스크린으로 구성되어 입력 및 출력이 모두 가능하도록 구성될 수 있다. 도 6 에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(100)는 관리모듈(140), 제어모듈(130) 및 메모리(150)를 포함한다.

관리모듈(140)은 작업자의 선택 및 설정에 따라 초음파 세척 장치의 작동 조건을 관리하는 부분으로, 공정관리모듈(141) 및 유지관리모듈(142)을 포함한다.

공정관리모듈(141)은 작업자로부터 세척할 제품, 공정순서 및 각 공정순서에서 진행할 공정 및 공정 조건들과 같은 공정 정보를 입력받아 이를 메모리(150)에 저장하여 관리한다. 도 7 에는 특정 제품에 대한 공정순서와 공정 및 공정조건의 설정예가 제시된다. 도시된 바와 같이, 특정 제품(예컨대, 글라스)에 대해 다수의 공정순서를 지정할 수 있으며, 각 공정 순서에서 진행할 공정을 알카리수 세정, RO 린스 세정, 산성수 세정, DI 초음파 세정, HOT DI 린스, 열풍 건조 등과 같이 설정할 수 있다. 이러한 공정은 제품의 특성 및 오염 정도에 따라 작업자가 선택 가능하다. 또한, 공정별로 초음파 사용 여부, 초음파의 주파수, 에어버블 사용 여부, 요동 적용 여부, 세척시간, 오버플로우 사용 여부, 오버플로우 시간 등의 공정조건을 설정할 수 있다. 이렇게 입력된 공정 정보들은 제품별로 각각 저장되어, 작업자는 기 등록된 제품인 경우 다시 공정 정보를 입력하지 않고 해당 제품을 선택하여 바로 세척 작업을 시작할 수 있으며, 후술하는 제어모듈(130)에서는 메모리(150)에 저장된 선택 제품에 대한 공정 정보를 기초로 초음파 세척 장치의 각 부를 제어하여 세척 작업을 수행한다.

유지관리모듈(142)은 세척장치의 유지 관리를 담당하는 부분으로, 예컨대, 보조탱크(20,30,40,50)에 저장된 세척액을 적절한 온도로 유지하기 위해 작업자의 선택에 따라 보조탱크(20,30,40,50)의 적정 온도를 설정하고 관리한다. 또한, 유지관리모듈(142)은 세척액의 교환 주기를 미리 설정하여 교환주기 도달시 알람 신호를 발생시켜 수동 또는 자동(밸브 제어)으로 세척액의 교환이 이루어질 수 있도록 한다.

한편, 제어모듈(130)은 상기 관리모듈에서 설정 및 선택된 공정 정보를 기초로 초음파 세척 장치의 작동을 제어하는 부분으로 관로제어모듈(132)과 공정제어모듈(134)을 포함한다.

관로제어모듈(132)은 선택된 공정 정보에 따라 공급라인(60)에 구비된 각 공급제어밸브(62a,62a,63a,64a)와, 배수라인(70)에 구비된 각 배수제어밸브(71a)와, 환수라인(80)에 구비된 각 환수제어밸브(81a,82a,83a,84a,85a) 및 각 오버플로우제어밸브의 개폐를 제어하여 선택된 공정에 따른 세척액의 공급, 배수, 환수 및 오버플로우 작용을 제어한다.

공정제어모듈(134)은 선택된 공정 정보에 따라 메인탱크(10) 내부에서 수행되는 공정의 수행을 제어하는 부분으로, 선택된 공정에 따라 메인탱크(10)에 구비된 초음파발진기(12), 버블발생기(16), 요동장치(), 열풍팬 등의 작동을 제어한다.

이하, 도 7 에 도시된 공정 정보를 기초로 제어부(100)에 의해 본 발명에 따른 초음파 세척 장치가 작동되는 방법을 예시적으로 설명한다. 먼저, 도 7 에 도시된 바와 같이, 제1공정으로서 알카리수 세정 공정이 선택된 경우, 제어부(100)의 관로제어모듈(132)은 제1공급배관(62)에 구비된 제1공급제어밸브(62a)를 개방한다. 이에 따라, 제1보조탱크(20)에 저장되어 있던 알카리성 전해수(이하, '알카리수')가 제1공급배관(62)과 메인공급관(61)을 통하여 메인탱크(10) 내부로 유입된다. 일정량의 알카리수가 메인탱크(10)에 유입되면 상기 제1공급제어밸브(62a)는 다시 폐쇄된다. 상기 메인탱크(10) 내부에는 세척 대상이 되는 가공부품이 상기 알카리수에 침지된다. 도 7 에 도시된 바와 같이, 제1공정에서 초음파 사용이 선택되었으므로, 상기 제어부(100)의 공정제어모듈(134)은 초음파발진기(12)를 제어하여 가동하고, 이때 초음파의 주파수는 설정된 40Hz, 400W로 조절된다. 또한, 에어버블과 요동 적용이 선택되었으므로 제어부(100)의 공정제어모듈(134)은 버블발생기(16)와 요동장치의 제어하여 가동시킨다. 세척시간이 10분으로 설정되었으므로 제어부(100)의 공정제어모듈(134)은 상기 초음파발진기(12), 버블발생기(16), 요동장치를 10분간 작동시킨 후 정지시켜 세척 공정을 완료한다.

제1공정으로서 알카리수 세정이 완료되면, 제어부(100)의 관로제어모듈(132)은 세척에 사용된 알카리수를 배수라인(70)으로 배출하거나 환수라인(80)을 통해 제1보조탱크(20)로 다시 환수시킨다. 이러한 배수 또는 환수 여부는 작업자가 필요에 따라 선택 가능하며, 평시 디폴드값으로 환수되도록 설정하고 필요시 배수되도록 설정할 수 있다. 배수를 선택한 경우에는 제어부(100)의 관로제어모듈(132)이 메인배수관(71)에 구비된 배수제어밸브(71a)를 일정 시간 동안 개방하여 메인탱크(10) 내부에 저장된 알카리수를 배수라인(70)을 통해 외부로 배출한다. 환수시에는 제어부(100)의 관로제어모듈(132)이 메인환수관(81)에 구비된 메인환수제어밸브(81a)를 개방함과 아울러 제1환수배관(82)에 구비된 제1환수제어밸브(82a)를 개방하고, 메인환수관(81)에 구비된 환수펌프(81d)를 작동시켜 메인탱크(10) 내부의 알카리수를 메인환수관(81)과 제1환수배관(82)을 통하여 다시 제1보조탱크(20)로 환수시켜 재활용한다.

이와 같이 제1공정에서 세척액으로 사용된 알카리수가 배수 또는 환수되고 나면, 도 7 에 도시된 바와 같이, 제2공정으로서 RO 린스 세정 공정이 수행된다. 이를 위해, 제어부(100)의 관로제어모듈(132)은 제2공급배관(63)에 구비된 제2공급제어밸브(63a)를 개방한다. 이에 따라, 제2보조탱크(30)에 저장되어 있던 RO수가 제2공급배관(63)과 메인공급관(61)을 통하여 메인탱크(10) 내부로 유입된다. 일정량의 RO수가 메인탱크(10)에 유입되면 상기 제2공급제어밸브(63a)는 다시 폐쇄된다. 상기 메인탱크(10) 내부에는 세척 대상이 되는 가공부품이 여전히 수용되어 있다. 도 7 에 도시된 바와 같이, 제2공정에서 초음파 사용이 선택되었으므로, 상기 제어부(100)의 공정제어모듈(134)은 초음파발진기(12)를 제어하여 가동하고, 이때 초음파의 주파수는 설정된 60Hz, 250W로 조절된다. 또한, 에어버블 사용이 선택되었으므로 제어부(100)의 공정제어모듈(134)은 버블발생기(16)를 제어하여 가동시킨다. 세척시간은 5분으로 설정되었으므로 제어부(100)의 공정제어모듈(134)은 상기 초음파발진기(12)와 버블발생기(16)를 5분간 작동시킨 후 정지시켜 세척 공정을 완료한다.

제2공정으로서 RO 린스 세정이 완료되면, 제어부(100)의 관로제어모듈(132)은 세척에 사용된 RO수를 배수라인(70)으로 배출하거나 환수라인(80)을 통해 제2보조탱크(30)로 다시 환수시킨다. 이러한 배수 또는 환수 여부는 작업자가 필요에 따라 선택 가능하며, 평시 디폴드값으로 환수되도록 설정하고 필요시 배수되도록 설정할 수 있다. 배수를 선택한 경우에는 제어부(100)의 관로제어모듈(132)이 메인배수관(71)에 구비된 배수제어밸브(71a)를 일정 시간 동안 개방하여 메인탱크(10) 내부에 저장된 RO수를 배수라인(70)을 통해 외부로 배출한다. 환수시에는 제어부(100)의 관로제어모듈(132)이 메인환수관(81)에 구비된 메인환수제어밸브(81a)를 개방함과 아울러 제2환수배관(83)에 구비된 제2환수제어밸브(83a)를 개방하고, 메인환수관(81)에 구비된 환수펌프(81d)를 작동시켜 메인탱크(10) 내부의 RO수를 메인환수관(81)과 제1환수배관(82)을 통하여 다시 제2보조탱크(30)로 환수시켜 재활용한다. 이후 공정 또한 동일한 방법으로 수행된다.

한편, 도 7 의 제19공정과 같이 가공부품의 인상 건조시에는 오버플로우 기능이 사용될 수 있는데, 여기서 오버플로우 기능은 위에서 이미 설명한 바와 같이 가공부품의 인상 건조시 세척액을 빠르게 배수하는 경우에 가공부품 표면에 물방울이 맺혀 건조후 얼룩이 생기는 것을 방지하기 위하여 메인탱크(10) 내부의 세척액이 천천히 배수되도록 중간탱크(90)에 일시 체류시키는 공정이다. 이를 위해, 제19공정에서는 HOT DI 세정이 완료되고 인상 건조시, 제어부(100)의 관로제어모듈(132)이 메인환수관(81)에 병렬 연결된 중간탱크(90)의 입측에 구비된 제1오버플로우제어밸브(92)를 개방하여 HOT DI수를 메인환수관(81)을 통해 바로 환수시키지 않고 중간탱크(90)에 일시 체류되도록 한다. 이에 따라 상기 메인탱크(10) 내부의 HOT DI수의 배출 속도가 감소하여 천천히 배수가 진행된다. 상기 제1오버플로우제어밸브(92)는 솔레노이드밸브로 구성되어 단순 개폐 작동되거나 개도 조절이 가능하여 배수 속도를 자유롭게 조절할 수 있는 밸브가 사용될 수도 있다. 일정시간 동안 HOT DI수가 중간탱크(90)에서 체류된 후 제어부(100)의 관로제어모듈(132)은 상기 중간탱크(90)의 출측에 구비된 제2오버플로우밸브를 개방하여 HOT DI수가 메인환수관(81)으로 유입되도록 한다. 그리고, 상기 제어부(100)의 관로제어모듈(132)은 메인환수관(81)에 구비된 환수펌프(81d)를 가동시키고 제4보조탱크(50)와 연결된 제4환수배관(85)의 제4환수제어밸브(85a)를 개방하여 HOT DI수가 다시 제4보조탱크(50)로 환수되도록 한다.

마지막으로, 도 7 에 도시된 바와 같은 제20공정에서는 열풍 건조가 수행되는바, 상기 제어부(100)의 공정제어모듈(134)은 메인탱크(10)에 구비된 열풍기를 가동하여 메인탱크(10) 내부에 수용된 가공부품에 열풍을 송풍하여 건조시킨다. 건조가 완료되면 가공부품을 메인탱크(10)에서 인출하여 외부로 반출한다.

이와 같은 방법으로, 제어부(100)는 도 7 에 도시된 바와 같은 기 설정된 공정 정보에 따라 각 보조탱크(20,30,40,50)에 저장된 서로 다른 세척액들을 메인탱크(10)에 순차적으로 공급 및 배수 또는 환수시킴에 의해, 단일 메인탱크(10)로 다양한 세척 공정이 순차적으로 수행될 수 있다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다. 따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

10 : 메인탱크 12 : 초음파발진기
14 : 진동자 16 : 버블발생기
18 : 열풍팬 20 : 제1보조탱크
30 : 제2보조탱크 40 : 제3보조탱크
50 : 제4보조탱크 60 : 공급라인
61 : 메인공급관 62 : 제1공급배관
62a : 제1공급제어밸브 63 : 제2공급배관
63a : 제2공급제어밸브 64 : 제3공급배관
64a : 제3공급제어밸브 65 : 제4공급배관
65a : 제4공급제어밸브 70 : 배수라인
71 : 메인배수관 71a : 배수제어밸브
80 : 환수라인 81 : 메인환수관
81a : 메인환수제어밸브 81b : 플러싱밸브
81c : 필터 81d : 환수펌프
82 : 제1환수배관 82a : 제1환수제어밸브
83 : 제2환수배관 83a : 제2환수제어밸브
84 : 제3환수배관 84a : 제3환수제어밸브
85 : 제4환수배관 85a : 제4환수제어밸브
90 : 중간탱크 92 : 제1오버플로우제어밸브
94 : 제2오버플로우제어밸브 100 : 제어부
110 : 입력부 120 : 디스플레이부
130 : 제어모듈 132 : 관로제어모듈
134 : 공정제어모듈 140 : 관리모듈
141 : 공정관리모듈 142 : 유지관리모듈
150 : 메모리

Claims

내부에 세척 대상이 되는 가공부품이 수용되며, 세척액을 공급받아 가공부품을 초음파 진동에 의해 세척하기 위한 메인탱크와;
상기 메인탱크에 사용될 세척액을 저장하되, 각각 서로 다른 세척액을 독립적으로 저장하는 다수의 보조탱크와;
상기 각 보조탱크에 저장된 세척액을 상기 메인탱크로 공급하기 위한 공급라인과;
상기 메인탱크에 공급되어 세척 공정에 사용된 세척액을 각 보조탱크로 다시 환수하기 위한 환수라인과;
상기 공급라인에 구비되어 각 보조탱크로부터 메인탱크로의 세척액 공급을 단속하기 위한 다수의 공급제어밸브와;
상기 환수라인에 구비되어 메인탱크로부터 각 보조탱크로의 세척액 환수를 단속하기 위한 다수의 환수제어밸브와;
상기 세척액의 공급 및 환수 작동과 상기 메인탱크에서 수행되는 세척 공정을 제어하기 위한 제어부를 포함하고;
상기 제어부의 제어에 따라 상기 각 보조탱크에 저장된 서로 다른 세척액들이 메인탱크에 순차적으로 공급된후 각 보조탱크로 환수됨에 의해, 단일의 메인탱크에서 서로 다른 다수의 세척 공정이 순차적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 초음파 세척 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 보조탱크는,
가공부품의 알카리 세정을 위한 알카리성 전해수가 저장되는 제1보조탱크와;
가공부품의 RO 린스 세정을 위한 RO수가 저장되는 제2보조탱크와;
가공부품의 산 세정을 위한 산성 전해수가 저장되는 제3보조탱크와;
가공부품의 DI 린스 세정을 위한 DI수가 저장되는 제4보조탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 세척 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 공급제어밸브는,
상기 제1보조탱크로부터 메인탱크로의 알카리성 전해수 공급을 단속하기 위한 제1공급제어밸브와;
상기 제2보조탱크로부터 메인탱크로의 RO수 공급을 단속하기 위한 제2공급제어밸브와;
상기 제3보조탱크로부터 메인탱크로의 산성 전해수 공급을 단속하기 위한 제3공급제어밸브와;
상기 제4보조탱크로부터 메인탱크로의 DI수 공급을 단속하기 위한 제4공급제어밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 세척 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 환수제어밸브는,
상기 메인탱크에서 사용된 알카리성 전해수의 상기 제1보조탱크로의 환수를 단속하기 위한 제1환수제어밸브와;
상기 메인탱크에서 사용된 RO수의 상기 제2보조탱크로의 환수를 단속하기 위한 제2환수제어밸브와;
상기 메인탱크에서 사용된 산성 전해수의 상기 제3보조탱크로의 환수를 단속하기 위한 제3환수제어밸브와;
상기 메인탱크에서 사용된 DI수의 상기 제4보조탱크로의 환수를 단속하기 위한 제4환수제어밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 세척 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 환수라인에 병렬로 연결되어 메인탱크에서 가공부품의 인상 건조시 메인탱크 내부의 세척액을 일시 수용하여 체류시킨후 환수라인으로 환수시키기 위한 중간탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 세척 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 중간탱크의 입측에는 상기 메인탱크 내부 세척액의 중간탱크로의 유입을 단속하기 위한 제1오버플로우제어밸브가 구비되고,
상기 중간탱크의 출측에는 중간탱크에 일시 체류된 세척액의 상기 환수라인으로의 환수를 단속하기 위한 제2오버프로우제어밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 세척 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제어부는,
작업자로부터 세척할 제품, 공정순서 및 각 공정순서에서 진행할 공정 및 공정 조건을 포함하는 공정 정보를 입력받아 메모리에 저장 관리하는 공정관리모듈과;
선택된 공정 정보에 따라 상기 공급라인에 구비된 각 공급제어밸브와, 상기 환수라인에 구비된 각 환수제어밸브의 개폐를 제어하여 선택된 공정에 따른 세척액의 공급 및 환수 작용을 제어하는 관로제어모듈과;
선택된 공정 정보에 따라 메인탱크 내부에서 수행되는 공정의 수행을 제어하는 공정제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 세척 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 공정관리모듈에서 설정되는 공정은 알카리성 전해수 세정, RO 린스 세정, 산성 전해수 세정, DI 린스 세정, 열풍 건조 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 세척 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 공정관리모듈에서 설정되는 공정 조건은 초음파 사용 여부, 초음파 주파수, 에어버블 사용 여부, 요동 적용 여부, 세척시간, 오버플로우 사용 여부 및 버플로우 시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 세척 장치.
제7 항에 있어서,
상기 공정제어모듈은 선택된 공정 정보에 따라 메인탱크에 구비된 초음파발진기, 버블발진기, 요동장치 및 열풍기의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 초음파 세척 장치.