WO2022092791A1 - 이물제거장치 - Google Patents

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WO2022092791A1
WO2022092791A1 PCT/KR2021/015163 KR2021015163W WO2022092791A1 WO 2022092791 A1 WO2022092791 A1 WO 2022092791A1 KR 2021015163 W KR2021015163 W KR 2021015163W WO 2022092791 A1 WO2022092791 A1 WO 2022092791A1
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foreign material
channel
removal device
ejection
material removal
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PCT/KR2021/015163
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박규태
송영수
김성동
서상기
임예훈
황성태
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주식회사 엘지화학
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    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L5/00—Structural features of suction cleaners
    • A47L5/12—Structural features of suction cleaners with power-driven air-pumps or air-compressors, e.g. driven by motor vehicle engine vacuum
    • A47L5/14—Structural features of suction cleaners with power-driven air-pumps or air-compressors, e.g. driven by motor vehicle engine vacuum cleaning by blowing-off, also combined with suction cleaning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B5/00—Cleaning by methods involving the use of air flow or gas flow
    • B08B5/04—Cleaning by suction, with or without auxiliary action
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
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    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
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    • B08B5/02—Cleaning by the force of jets, e.g. blowing-out cavities
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0404—Machines for assembling batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane

Definitions

  • the present invention relates to a foreign material removal device, and more particularly, by increasing the length of the main body in response to a large size of a cell for automobiles and separating a channel for detaching and removing foreign substances, foreign substances generated in the automobile cell manufacturing process are removed. It relates to a foreign material removal device that can be efficiently removed.
  • the electric vehicle includes a hybrid vehicle, a plug-in hybrid vehicle, and a pure electric vehicle powered only by an electric motor and a battery without an internal combustion engine.
  • a large number of secondary batteries are electrically connected to increase capacity and output.
  • a pouch-type secondary battery is widely used in a medium-to-large device due to the advantage of easy stacking.
  • the types of secondary batteries currently widely used include lithium ion batteries, lithium polymer batteries, nickel cadmium batteries, nickel hydrogen batteries, nickel zinc batteries, and the like.
  • the operating voltage of such a unit secondary battery cell is about 2.5V to 4.2V. Accordingly, when a higher output voltage is required, a plurality of battery cells are connected in series to form a battery pack. In addition, a plurality of battery cells may be connected in parallel to form a battery pack according to the charge/discharge capacity required for the battery pack.
  • the number of battery cells included in the battery pack may be variously set according to a required output voltage or charge/discharge capacity.
  • the secondary battery for automobiles having such a large standard has a larger area than a general secondary battery, there is a problem in that the risk of grounding failure due to foreign substances is high.
  • foreign material generation in the cutting process including the electrode cutting unit exposure to foreign material in the moving section according to the process flow such as the lower part of the feeding belt / cutter, or foreign material drop in the vertical direction according to the arrangement of equipment, and There are many exposure factors.
  • the conventional foreign object removal device has a main body for accommodating the falling foreign material, an inhaler for sucking the foreign material collected in the main body, a wind pressure device for guiding the foreign material collected in the main body toward the suction unit, and a structure mounted on the main body. It includes a cover that prevents foreign substances from scattering to the outside by the generated airflow.
  • the present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a foreign material removal device that maximizes the foreign material removal efficiency by designing a new structure of the foreign material removal device including a plurality of channels in the form of a swoosh will be.
  • an object of the present invention is to provide a foreign material removal device that improves the foreign material removal efficiency to solve the faulty grounding of a secondary battery for a large standard vehicle, thereby improving the battery yield.
  • Foreign matter removal apparatus includes a main body; a plurality of channels formed on one side of the main body for sucking foreign substances; and a discharge unit that provides a suction force to the channel and discharges the foreign material to the outside.
  • the jet body portion located on one side of the body portion; It is included in the ejection body portion, and desorbs the foreign substances, and supplies air to a plurality of ejection channels and the ejection channels corresponding to the channels, and characterized in that it further comprises a ejection port portion located at one side of the ejection portion.
  • the effect of maximizing the foreign material removal efficiency occurs.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the structure of a conventional foreign matter removal device.
  • Figure 2 is a perspective view showing the structure of the foreign matter removal device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 (a) is a cross-sectional view showing the side structure of the foreign material removal device according to the present invention
  • Figure 3 (b) is a cross-sectional view showing the front structure of the foreign material removal device according to the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the structure of a foreign material removal device according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 5 (a) is a cross-sectional view showing the front structure of the foreign material removal device according to the present invention
  • Figure 5 (b) is a cross-sectional view showing the rear structure of the foreign material removal device according to the present invention.
  • Figure 6 (a) is a cross-sectional view showing the side (right) structure of the foreign material removal device according to the present invention
  • Figure 6 (b) is a cross-sectional view showing the side (left) structure of the foreign material removal device according to the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing the flow velocity distribution of the air flow generated inside the foreign matter removal device according to the present invention.
  • FIG. 8 is a view showing the flow velocity distribution of the air flow generated inside the foreign matter removal device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a view showing the flow velocity distribution of the air flow generated inside the foreign matter removal device according to the second embodiment of the present invention.
  • the foreign material removal device 1000 may include a suction unit 100 ,
  • the suction unit 100 may include a body unit 110 , a channel 120 , and a discharge unit 130 .
  • a description of each configuration is as follows.
  • the main body 110 serves to provide a space in which an airflow by negative pressure is formed so that foreign substances introduced through the channel 120 to be described later are easily discharged to the discharge unit 130 .
  • the main body 110 may be provided with a hollow so that the foreign material introduced through the channel 120 can be easily discharged to the discharge unit 130 so that an air flow by internal negative pressure can be formed.
  • the main body 110 may be formed in a polyhedral cylindrical structure extending to a predetermined length.
  • the body part 110 may be formed in a cylindrical structure having various cross-sectional shapes such as a circular shape, a square shape, a pentagonal shape, and a hexagonal shape.
  • the body unit 110 may have a length of 180 mm to 580 mm depending on the shape of the secondary battery for a vehicle in which the foreign material removal device 1000 is used.
  • the length of the main body 110 is formed to be less than 180 mm, a problem may occur in that a large amount of foreign substances generated in the manufacturing process of the secondary battery for a vehicle cannot be accommodated.
  • the length of the main body 110 is formed to exceed 580 mm, as the volume of the main body 110 increases, the tolerability of the foreign material removal device 1000 in the manufacturing process of the secondary battery for automobiles may be deteriorated.
  • the channel 120 serves as a passage for sucking foreign substances generated in the manufacturing process of the secondary battery for a vehicle to the foreign substance removal device 1000 .
  • one or more channels 120 may be formed in an open shape on one side of the main body 110 .
  • the channel 120 may be formed in a straight line at one side and a curved shape at the other side in a vertical direction of the body unit 110 .
  • the channel 120 may be provided in a form in which a straight channel formed in the height and length directions of the main body 110 is connected to a curved channel.
  • the channel 120 may be formed in the form of a swoosh (Nike logo form) in which one side portion is curved.
  • the channel 120 may be composed of 4 to 12 depending on the type of the secondary battery for a vehicle in which the foreign material removal device 1000 is used.
  • the number of channels 120 is formed in excess of 12, as the volume of the body part 110 to accommodate the plurality of channels 120 increases, the tolerability of the foreign material removal device 1000 in the secondary battery manufacturing process for automobiles is reduced. Falling problems may arise.
  • the channel 120 may be formed in a shape that becomes shorter as the distance from the discharge unit 130 to be described later is shorter so that the foreign material suction speed inside the main body 110 is uniformly formed.
  • the plurality of channels 120 are formed to be shortened in length at a constant ratio, respectively, despite the different suction force applied to each channel 120 .
  • the suction amount and suction speed of foreign substances introduced through the channel 120 can be induced to become uniform.
  • the discharge unit 130 provides a suction force to the channel 120 , and serves to discharge foreign substances introduced into the body unit 110 through the channel 120 to the outside.
  • the discharge unit 130 may be formed in a tubular structure with one end open, and an inhaler or pump for sucking foreign substances may be located at one end.
  • one end of the discharge unit 130 is a surface located in the opposite direction to the end connected to the body unit 110 , and may mean an end located in the air intake direction among both ends of the discharge unit 130 .
  • the discharge unit 130 may provide a suction force to the channel 120 through the inhaler and collect foreign substances introduced into the body unit 110 .
  • the discharge unit 130 may have an inner diameter of which may be changed according to the length of the main body 110 , the number of channels 120 and the performance of the inhaler in order to easily discharge foreign substances.
  • the discharge unit 130 may be changed to increase in diameter along the discharge direction of the foreign material.
  • Figure 3 (a) is a cross-sectional view showing the side structure of the foreign matter removal apparatus 1000 according to the present invention.
  • the channel 120 may include an air intake unit 121 adjacent to an external foreign substance and a first guide unit 122 connecting the channel 120 and the body unit 110 . there is.
  • the air intake unit 121 is adjacent to the foreign material located outside by the suction force formed in the channel 120 serves as a passage for sucking the foreign material. In order to perform this role, the air intake unit 121 may be formed in a straight line toward the body unit 110 .
  • the first guide unit 122 serves to guide the foreign material passing through the air intake unit 121 to easily move into the body unit 110 .
  • the first guide part 122 may be formed in a curved shape having a constant curvature.
  • the first guide part 122 may be formed so that one end of the first guide part 122 extends toward the discharge part 130 in order to induce the foreign material to be easily discharged to the discharge unit 130 .
  • Figure 3 (b) is a cross-sectional view showing the front structure of the foreign matter removal apparatus 1000 according to the present invention.
  • the main body 110 may be formed to have an inner width widened from one side on which the channel 120 is formed to the other side so that the flow velocity of the internal airflow due to negative pressure increases.
  • the inner width of the main body 110 may increase from one surface on which the channel 120 is formed to the other surface.
  • the one side and one surface on which the channel 120 is formed in the main body 110 may refer to a surface of the main body 110 from which foreign substances are removed or one surface that is in contact with or closest to the ground. That is, the diameter of the body 110 may increase in the direction opposite to gravity.
  • the diameter of the body part 110 may mean a distance between the opposite ends of the symmetrical surface in a direction perpendicular to the direction of gravity.
  • the main body 110 may increase the suction speed of the foreign material removal device 1000 as the internal space of the main body 110 becomes wider than the channel 120 .
  • Figure 4 is a perspective view showing the structure of the foreign material removal apparatus 1000 according to another embodiment of the present invention
  • Figure 5 (a) is a cross-sectional view showing the front structure of the foreign material removal apparatus according to the present invention
  • Figure 5 ( b) is a cross-sectional view showing the rear structure of the foreign matter removal device according to the present invention
  • Figure 6 (a) is a cross-sectional view showing the structure of the side (right) of the foreign material removal apparatus 1000 according to the present invention
  • Figure 6 (b) is a side (left side) of the foreign material removal apparatus 1000 according to the present invention.
  • ) is a cross-sectional view showing the structure.
  • the foreign material removal apparatus 1000 may be divided into a suction unit 100 and an ejection unit 200 .
  • the suction unit 100 may include a body unit 110 , a channel 120 , and a discharge unit 130 , and the body unit 110 , the channel 120 and the discharge unit 130 are one embodiment of the present invention. A detailed description of the same configuration as that of the foreign material removal device 1000 according to the state will be omitted.
  • the ejection unit 200 may include a ejection body portion 210 , a ejection channel 220 , and an ejection port portion 230 .
  • the ejection body portion 210 provides the overall shape of the ejection unit 200 , and an airflow may be formed therein by the air supplied by the ejection port portion 230 as it is hollow.
  • the ejection body 210 may be formed in a polyhedral tubular structure extending to a predetermined length.
  • the jet body part 210 may be formed in a cylindrical structure having various cross-sectional shapes such as a circular shape, a square shape, a pentagonal shape, and a hexagonal shape.
  • the jet body part 210 may be formed to correspond to the body part 110 , and in one embodiment, the jet body part 210 may be configured according to the shape of the secondary battery for a vehicle in which the foreign material removal device 1000 is used.
  • the length may be of 180 mm to 580 mm.
  • the length of the ejection body portion 210 is formed to be less than 180 mm, a problem may occur that cannot accommodate a large amount of foreign substances generated in the manufacturing process of a secondary battery for a vehicle.
  • the length of the ejection body portion 210 is formed to exceed 580 mm, as the volume of the ejection body portion 210 increases, the tolerability of the foreign material removal device 1000 in the secondary battery manufacturing process for automobiles may decrease. there is.
  • the jet body part 210 is located on one side of the body part 110 , and the body part 110 and the jet body part 210 are formed to be spaced apart from each other by a certain distance, and foreign substances flowing into the body part 110 and the jet body part are formed. Air supplied to the unit 210 does not interfere with each other.
  • the ejection body portion 210 may have an inner width that increases from one side on which the ejection channel 220 is formed to the other side. In other words, the ejection body 210 may have an increased diameter from one surface on which the ejection channel 220 is formed to the other surface.
  • one surface of the ejection body part 210 means the lower surface of the ejection body part 210 on which the ejection channel 220 is formed, and the one surface of the ejection body part 210 facing the ground or wall on which foreign substances are located. can do.
  • the main body part 110 and the jet body part 210 may have a constant inclination as the surfaces facing each other go toward the jet body part 210 or the lower part of the body part 110 .
  • the surface of the main body portion 110 and the ejection body portion 210 facing each other may have a predetermined height inclination from the lower portions of the main body portion 110 and the ejection body portion 210 .
  • a space may be formed between the lower portion of the main body portion 110 and the lower portion of the ejection body portion 210 .
  • the lower portion of the main body 110 , the lower portion of the jetting body 210 , and the surface of the object may form a triangular space.
  • a certain inclination is formed on one surface facing the jetting body unit 210 of the body unit 110 of the suction unit 100 from the lower side to the upper side of the body unit 110 . As time goes by, it can become wider.
  • the ejection body portion 210 may further include a ejection wall 211 having a predetermined height at the lower portion.
  • the ejection wall 211 may be formed at a predetermined angle with the width direction of the ejection body portion 210 .
  • the blowout wall 211 may guide the air blown out of the blowout channel 220 .
  • the ejection wall 211 allows air to be dispersed on the surface of an object in a wide range, thereby increasing the range of desorbing foreign substances.
  • the ejection channel 220 is formed in the ejection body 210 to desorb foreign substances. Furthermore, the ejection channel 220 may be formed in the lower portion of the ejection body 210 to be positioned adjacent to an object containing foreign substances. The ejection channel 220 is formed through the ejection body 210, and air may be discharged through all surfaces.
  • the ejection channel 220 may be formed to correspond to the channel 120 in shape and number.
  • the length and height of the channel 120 may be shortened from the front end of the main body 110 to the portion to which the discharge unit 130 is connected. Accordingly, the ejection channel 220 can be shortened in length and height from the front end of the ejection body 210 toward the portion where the ejection port 230 is connected, and is provided in a swoosh shape corresponding to the channel 120 .
  • the ejection channel 220 may include an air ejection unit (not shown) adjacent to the foreign material and a second guide unit (not shown) for supplying air to the air ejection unit, and the air ejection unit may include a straight line, a first 2 The guide part may be provided in a curved shape.
  • the ejection port 230 may be provided to extend to the rear end of the ejection body 210 . In addition, the ejection port 230 may be located on one side of the discharge portion 130 .
  • the ejection port 230 may be connected to an external pump to form an airflow in the inner space of the ejection body 210 , and may supply air to the ejection channel 220 .
  • the rear end of the ejection body portion 210 may mean an end to which air is first supplied from the ejection port portion 230 .
  • the ejection port portion 230 may be formed to have a smaller length and diameter than the discharge portion 130 . Accordingly, the ejection port 230 may have a smaller diameter along a direction opposite to the air inflow direction.
  • the main body 110 may further include a suction wall 111 , the suction wall 111 is configured to facilitate an airflow of air sucked into the suction unit 100 .
  • the suction wall 111 may be formed at a predetermined height at the lower end of the main body 110 .
  • the width of the body part 110 means the shortest horizontal length
  • the length of the body part 110 means the longest length
  • the height of the body part 110 means the width of the body part 110 .
  • the flow ratio of the suction unit 100 and the jet unit 200 according to the present invention may be 1:4 to 1:8.
  • the flow rate ratio may mean the amount of air that the suction unit 100 sucks in air: the amount of air blown out by the jetting unit 200 .
  • the air ejected from the ejection unit 200 collides with the surface of the object and is scattered in all directions together with the foreign material, and the suction unit 100 sucks the dispersed air in all directions. , the rotation of the airflow occurs on the surface of the object, so that the suction unit 100 can smoothly absorb foreign substances.
  • FIG. 7 is a view showing the flow rate distribution of the airflow generated inside the foreign matter removal device according to the present invention according to the flow rate ratio of the suction part and the ejection part.
  • Figure 7 (a) is the flow rate distribution of the air flow generated inside the foreign material removal device when removing foreign substances using only the suction unit 100
  • Figure 7 (b) is a flow rate ratio of 1:8
  • Figure 7 (c) is a flow rate ratio When is 1:4, it is the flow velocity distribution of the airflow generated inside the foreign material removal device.
  • the flow rate ratio between the suction unit 100 and the jet unit 200 is less than 1:4 or if there is no flow rate of the jet unit 200 , the air flow is stagnated on the surface of the object and the foreign substances caused by the jet unit 200 There is a problem in that the detachment or the suction rate of foreign substances by the suction unit 100 is reduced. And, when the flow ratio exceeds 1:8, the suction unit 100 sucks more air stagnant on the surface of the object than the air blown out through the jet unit 200, so that the air flow in the suction unit 100 is A problem that is not smooth arises.
  • the foreign material removal apparatus 1000 is a foreign material removal apparatus 1000 in which the body part 110 has a length of 580 mm and a height of 68 mm, and 12 channels 120 are formed on one side of the main body 110 . )am.
  • the foreign material removal device 1000 is a foreign material removal device 100 in which the body part 110 has a length of 180 mm and a height of 68 mm, and four channels 120 are formed on one side of the body part 110 . )am.
  • Table 1 shows the uniformity according to the internal flow rate of each of the plurality of channels 120 when a foreign material of 680 LPM (Liter per minute) based on the discharge flow rate is sucked using the foreign material removal device 1000 according to the first embodiment of the present invention.
  • Table 2 shows the uniformity index, standard according to the internal flow rate of each of the plurality of channels 120 when the foreign material of 680LPM based on the discharge flow rate is sucked using the foreign material removal device 1000 according to the second embodiment of the present invention.
  • the experimental results of measuring deviation and average speed are shown.
  • 8 is a view showing the flow velocity distribution of the airflow generated inside the foreign material removal device 1000 according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is the airflow generated inside the foreign material removal device according to the second embodiment of the present invention It is a diagram showing the flow velocity distribution of
  • the average velocity for each channel 120 may mean an average of the speeds at which the air in each channel is sucked, blown out, or moved.
  • the average value of the internal flow velocity of each of the plurality of channels 120 and the internal flow velocity of the plurality of channels 120 is close to 1. In this case, it is possible to evenly remove the foreign material from the entire channel, so that the area where the foreign material remains on the object from which the foreign material is removed and removed may be reduced.
  • the foreign material removal apparatus 1000 can remove all the same or similar amounts of foreign matter without partial deviation of the plurality of channels 120, so that a specific portion
  • the effect of stably removing foreign substances from the entire area of the object may occur without removing foreign substances.
  • the foreign matter removal apparatus 1000 shows a very high uniformity with the uniformity index of the flow velocity inside the channel 120 is 0.95 close to 1, and the channel 120 ), it can be seen that the average speed of each star is relatively not different from the overall average speed of 34.70.
  • the foreign matter removal apparatus 1000 adjusts the length and shape of the plurality of channels 120 differently depending on the number of channels, thereby forming the internal flow rate of the foreign material removal apparatus 1000 relatively uniformly. you can check what you are doing.
  • the uniformity of the inside of the suction part and the discharge part and the average speed of the suction part channel and the discharge part channel were measured using the foreign material removal apparatus according to the present invention.
  • the flow rate of the suction part is 1080LPM
  • the flow rate ratio of the suction part and the discharge part is 1:4.
  • blowout average speed suction part average speed channel 1 26.49 9.10 channel 2 25.97 8.66 channel 3 28.27 7.65 channel 4 28.59 8.81 channel 5 28.23 8.87 channel 6 28.36 9.07 channel 7 28.42 9.33 channel 8 28.52 9.70 channel 9 28.58 9.47 channel 10 28.51 9.27 channel 11 28.49 9.82 channel 12 28.15 8.30 Average 28.04 9.09
  • Table 3 shows the measurement of the internal velocity uniformity index of each of the suction unit channel and the jet channel
  • Table 4 shows the measurement of the average velocity of each of the suction unit channel and the jet channel inlet.
  • the foreign matter removal device according to the present invention shows very high uniformity, with the uniformity index of the flow velocity inside the suction channel and the outlet channel being 0.97 and 0.86, which are close to 1.
  • the foreign material removal device adjusts the flow rate ratio of the suction part and the ejection part, thereby forming the internal flow rate of the foreign material removal device relatively uniformly.

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Abstract

본 발명은 이물제거장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 큰 규격의 자동차용 셀 크기에 대응하여 본체부의 길이를 늘리고 스우시 형태의 흡입 채널을 다수 구성함으로써, 자동차용 셀 제조공정에서 발생하는 이물질을 효율적으로 제거할 수 있는 이물제거장치에 관한 것이다.

Description

이물제거장치
본 출원은 2020년 10월 27일 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2020-0140273호 및 2020년 10월 27일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2020-0140268호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 이물제거장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 큰 규격의 자동차용 셀 크기에 대응하여 본체부의 길이를 늘리고 이물질을 탈착 및 제거시키는 채널을 분리함으로써, 자동차용 셀 제조공정에서 발생하는 이물질을 효율적으로 제거할 수 있는 이물제거장치에 관한 것이다.
최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐만 아니라, 내연 기관 및/또는 전기 모터를 이용해서 구동력을 확보하려는 전기 자동차에도 이차 전지가 널리 이용되고 있다. 상기 전기 자동차에는 하이브리드 자동차, 플러그인 하이브리드 자동차 및 내연 기관 없이 전기 모터와 배터리로만 구동되는 순수 전기 자동차등이 포함된다.
전기 자동차의 경우, 많은 수의 이차 전지가 용량 및 출력을 높이기 위해 전기적으로 연결된다. 특히, 중대형 장치에는 적층이 용이하다는 장점으로 인해 파우치형 이차 전지가 많이 이용된다.
현재 널리 사용되는 이차전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 이러한 단위 이차전지 셀, 즉, 단위 배터리 셀의 작동 전압은 약 2.5V ~ 4.2V이다. 따라서, 이보다 더 높은 출력 전압이 요구될 경우, 복수 개의 배터리 셀을 직렬로 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 또한, 배터리 팩에 요구되는 충방전 용량에 따라 다수의 배터리 셀을 병렬 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 상기 배터리 팩에 포함되는 배터리 셀의 개수는 요구되는 출력 전압 또는 충방전 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
한편, 이러한 큰 규격의 자동차용 이차 전지는 일반적인 이차전지에 비해 면적이 넓은 만큼 이물질에 의한 접지 불량의 위험도가 높은 문제점이 있다. 특히, 전극의 Cutting Unit을 포함하는 Cutting공정에서의 이물 생성 및 Feeding Belt / Cutter 하부 등의 공정 흐름에 따른 이동구간에서의 이물에 노출, 혹은 설비의 배열에 따른 상하 방향의 이물 Drop 등 이물 생성 및 노출 인자가 다수 존재한다.
도 1은 종래 이물제거장치의 구조를 도시한 사시도이다. 종래 이물제거장치는 낙하는 이물을 수용하는 본체부, 본체부에 포집되는 이물을 흡입하는 흡입기, 본체부 내에 포집된 이물을 흡입기 방향으로 유도하는 풍압기 및 본체부에 장착된 구조로 풍압기에서 발생된 기류에 의해 이물들이 외부로 비산되는 것을 방지하는 커버를 포함하고 있다.
종래의 자동차용 이차 전지 제조 공정에서 사용되는 이물제거장치에 대한 표준이 제시되지 않은 상태이며, 580mm에 달하는 자동차용 long cell을 커버 가능한 이물제거장치가 존재하지 않아서 580mm에 달하는 자동차용 long cell 제조 공정에서 전지의 이물질에 의한 접지 불량이 발생하는 문제점이 존재한다.
따라서, 580mm에 달하는 자동차용 long cell 제조시 이물질에 의한 접지 불량 문제가 발생하지 않도록, 이물제거 효율을 극대화할 수 있는 이물제거장치의 구조를 개선하는 방안이 필요한 실정이다.
본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 스우시 형태의 복수개 채널을 포함하는 이물제거장치의 새로운 구조를 설계함으로써, 이물제거 효율을 극대화시킨 이물제거장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 이물제거효율을 향상시켜 큰 규격의 자동차용 이차 전지의 접지 불량을 해결하고 이로 인해 전지 수율을 향상시키는 이물제거장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 이물제거장치는 본체부; 상기 본체부 일측에 형성되어, 이물질을 흡인하는 복수개의 채널; 및 상기 채널에 흡입력을 제공하고, 상기 이물질을 외부로 배출하는 배출부;를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 본체부 일측에 위치되는 분출 본체부; 상기 분출 본체부에 포함되어, 상기 이물질을 탈착시키고 상기 채널과 대응되는 복수개의 분출 채널 및 상기 분출 채널에 공기를 공급하고, 상기 분출부의 일측에 위치되는 분출 포트부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 스우시 형태의 복수개 채널을 포함하는 이물제거장치의 새로운 구조를 설계함으로써, 이물제거 효율을 극대화시키는 효과가 발생하게 된다.
또한, 이물제거효율을 향상시켜 큰 규격의 자동차용 이차 전지의 접지 불량을 해결하고 이로 인해 전지 수율을 향상시키는 효과가 발생하게 된다.
도 1은 종래 이물제거장치의 구조를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시상태에 따른 이물제거장치의 구조를 도시한 사시도이다.
도 3(a)은 본 발명에 따른 이물제거장치의 측면 구조를 도시한 단면도이고, 도 3(b)은 본 발명에 따른 이물제거장치의 정면 구조를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시상태에 따른 이물제거장치의 구조를 도시한 사시도이다.
도 5(a)은 본 발명에 따른 이물제거장치의 정면 구조를 도시한 단면도이고, 도 5(b)은 본 발명에 따른 이물제거장치의 후면 구조를 도시한 단면도이다.
도 6(a)는 본 발명에 따른 이물제거장치의 측면(우측) 구조를 도시한 단면도이고, 도 6(b)는 본 발명에 따른 이물제거장치의 측면(좌측) 구조를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 이물제거장치 내부에서 발생되는 기류의 유속 분포를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예 1에 따른 이물제거장치 내부에서 발생되는 기류의 유속 분포를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예 2에 따른 이물제거장치 내부에서 발생되는 기류의 유속 분포를 도시한 도면이다.
1000: 이물제거장치
100: 흡입부
110: 본체부
111: 흡입 벽
120: 채널
121: 공기 흡입부
122: 제1 가이드부
130: 배출부
200: 분출부
210: 분출 본체부
211: 분출 벽
220: 분출 채널
230: 분출 포트부
본 발명에 대한 상세한 설명은 당 업계의 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 완전하게 설명하기 위한 것이다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 하거나, 어떤 구조와 형상을 “특징”으로 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하거나 다른 구조와 형상을 배제한다는 것이 아니라, 다른 구성요소, 구조 및 형상을 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 제시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 실시예의 의한 발명의 내용을 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시상태에 따른 이물제거장치(1000)의 구조를 도시한 사시도이다. 도 2를 참고하면, 이물제거장치(1000)는 흡입부(100)를 포함할 수 있고, 흡입부(100)는 본체부(110), 채널(120) 및 배출부(130)로 구성될 수 있다. 각 구성에 대한 설명은 다음과 같다.
본체부(110)는 후술되는 채널(120)을 통해 유입된 이물질이 용이하게 배출부(130)로 배출되도록 내부에 음압에 의한 기류가 형성되는 공간을 제공하는 역할을 수행한다. 이러한 역할을 수행하기 위해, 본체부(110)는 채널(120)을 통해 유입된 이물질이 용이하게 배출부(130)로 배출되도록 내부 음압에 의한 기류가 형성될 수 있게 중공되어 구비될 수 있다.
그리고, 본체부(110)는 일정 길이로 연장된 다면체 통형 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 본체부(110)은 단면 형상이 원형, 사각형, 오각형, 육각형 등 다양한 단면 형상을 가지는 통형 구조로 형성될 수 있다.
본체부(110)는 이물제거장치(1000)가 사용되는 자동차용 이차 전지의 형태에 따라 길이가 180mm 내지 580mm로 구성될 수 있다. 여기에서, 본체부(110)의 길이가 180mm 미만으로 형성될 경우, 자동차용 이차 전지 제조 공정에서 발생하는 다량의 이물질을 수용하지 못하는 문제가 발생할 수 있다. 그리고 본체부(110)의 길이가 580mm 초과로 형성될 경우, 본체부(110)의 부피가 커짐에 따라 자동차용 이차 전지 제조 공정에서 이물제거장치(1000)의 관용성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.
채널(120)은 자동차용 이차 전지의 제조 공정에서 발생하는 이물질을 이물제거장치(1000)로 흡인하는 통로 역할을 수행한다. 이러한 역할을 수행하기 위해, 채널(120)은 본체부(110) 일측에 개구된 형태로 하나 이상 형성될 수 있다.
채널(120)은 본체부(110)의 수직 방향으로 일측은 직선, 타측은 곡선 형태로 형성될 수 있다. 다시 말해, 채널(120)은 본체부(110)의 높이 및 길이 방향으로 형성된 직선의 채널을 곡선의 채널로 연결된 형태로 구비될 수 있다. 예를 들어, 채널(120)은 일측 부분이 곡선을 이루는 스우시(Swoosh, 나이키 로고 형태)형태로 형성될 수 있다.
채널(120)은 이물제거장치(1000)가 사용되는 자동차용 이차 전지의 형태에 따라 4개 내지 12개로 구성될 수 있다. 여기에서, 채널(120)이 4개 미만으로 형성될 경우, 자동차용 이차 전지 제조 공정에서 발생하는 다량의 이물질을 흡입하는 효과가 미미해지는 문제가 발생할 수 있다. 그리고 채널(120)이 12개 초과로 형성될 경우, 복수개의 채널(120)을 수용할 본체부(110)의 부피가 커짐에 따라 자동차용 이차 전지 제조 공정에서 이물제거장치(1000)의 관용성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.
일 실시예에서, 채널(120)은 본체부(110) 내부의 이물질 흡입속도가 균일하게 형성되도록, 후술되는 배출부(130)와 거리가 가까울수록 길이가 짧아지는 형태로 형성될 수 있다. 여기에서, 채널(120)과 배출부(130) 사이 거리에 비례하여 복수개의 채널(120)이 일정한 비율로 길이가 짧아지도록 형성되어, 각각의 채널(120)에 적용되는 상이한 흡입력에도 불구하고 각각의 채널(120)을 통해 유입되는 이물질의 흡입량 및 흡입속도가 균일해지도록 유도할 수 있다.
배출부(130)는 채널(120)에 흡입력을 제공하고, 채널(120)을 통해 본체부(110)로 유입된 이물질을 외부로 배출하는 역할을 수행한다. 이러한 역할을 수행하기 위해, 배출부(130)는 일측 단부가 개방된 통형 구조로 형성될 수 있고, 일측 단부에 이물질을 흡입(Suction)하는 흡입기 또는 펌프가 위치될 수 있다. 여기서, 배출부(130)의 일측 단부는 본체부(110)와 연결되는 단부의 반대 방향에 위치한 면으로, 배출부(130)의 양 단부 중 공기 흡입 방향에 위치한 단부를 의미할 수 있다.
배출부(130)는 흡입기를 통해 채널(120)에 흡입력을 제공하고 본체부(110) 내부에 유입된 이물질을 집진할 수 있다. 여기에서, 배출부(130)는 용이하게 이물질을 배출시키기 위해, 본체부(110)의 길이, 채널(120)의 수 및 흡입기의 성능에 따라 내부 직경이 변경될 수 있다. 그리고, 배출부(130)는 이물질의 배출 방향을 따라 지름이 증가되게 변경될 수 있다.
도 3(a)은 본 발명에 따른 이물제거장치(1000)의 측면 구조를 도시한 단면도이다. 도 3(a)을 참고하면, 채널(120)은 외부 이물질과 인접하는 공기 흡입부(121) 및 채널(120)과 본체부(110)를 연결하는 제1 가이드부(122)로 구성될 수 있다.
공기 흡입부(121)는 채널(120)에 형성된 흡입력에 의해 외부에 위치된 이물질과 인접하여 이물질을 흡입하는 통로 역할을 수행한다. 이러한 역할을 수행하기 위해, 공기 흡입부(121)는 본체부(110)를 향해 직선 형태로 형성될 수 있다.
제1 가이드부(122)는 공기 흡입부(121)를 통과한 이물질이 용이하게 본체부(110) 내부로 이동되도록 유도하는 역할을 수행한다. 이러한 역할을 수행하기 위해, 제1 가이드부(122)는 일정한 곡률의 곡선 형태로 형성될 수 있다. 여기에서, 제1 가이드부(122)는 이물질이 배출부(130)로 용이하게 배출되도록 유도하기 위해, 일측 단부가 배출부(130)를 향하여 연장되어 형성될 수 있다.
도 3(b)은 본 발명에 따른 이물제거장치(1000)의 정면 구조를 도시한 단면도이다. 도 3(b)을 참고하면, 본체부(110)는 음압에 의한 내부 기류의 유속이 빨라지도록 채널(120)이 형성된 일측에서 타측 방향으로 내폭이 넓어지게 형성될 수 있다. 다시 말해, 본체부(110)는 채널(120)이 형성된 일면에서 타면으로 갈수록 내폭이 증가할 수 있다. 이때, 본체부(110)에서 채널(120)이 형성된 일측 및 일면은 본체부(110) 중 이물질이 제거되는 대상 혹은 지면과 접촉되거나 가장 가까운 일면을 의미할 수 있다. 즉, 본체부(110)는 중력과 반대 방향으로 갈수록 본체부(110)의 지름이 증가될 수 있다. 여기서, 본체부(110)의 지름은 중력 방향과 수직되는 방향과 평행한 면의 대칭되는 양 단부의 거리를 의미할 수 있다.
여기에서, 본체부(110)는 채널(120)에 비해 본체부(110)의 내부 공간이 넓어짐에 따라 이물제거장치(1000)의 흡입속도로 상승시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시상태에 따른 이물제거장치(1000)의 구조를 도시한 사시도이고, 도 5(a)는 본 발명에 따른 이물제거장치의 정면 구조를 도시한 단면도이고, 도 5(b)는 본 발명에 따른 이물제거장치의 후면 구조를 도시한 단면도이다. 그리고, 도 6(a)는 본 발명에 따른 이물제거장치(1000)의 측면(우측) 구조를 도시한 단면도이고, 도 6(b)는 본 발명에 따른 이물제거장치(1000)의 측면(좌측) 구조를 도시한 단면도이다.
본 발명의 다른 실시상태에 따른 이물제거장치(1000)는 흡입부(100)와 분출부(200)로 나뉘어 질 수 있다.
흡입부(100)는 본체부(110), 채널(120) 및 배출부(130)를 포함할 수 있고, 본체부(110), 채널(120) 및 배출부(130)는 본 발명의 일 실시상태에 따른 이물제거장치(1000)와 동일한 구성으로 상세한 설명은 생략한다.
분출부(200)는 분출 본체부(210), 분출 채널(220) 및 분출 포트부(230)을 포함할 수 있다.
분출 본체부(210)는 분출부(200)의 전체적인 형태를 제공하고, 중공되어 분출 포트부(230)에 의해 공급되는 공기에 의해 내부에 기류가 형성될 수 있다.
분출 본체부(210)는 일정 길이로 연장된 다면체 통형 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 분출 본체부(210)은 단면 형상이 원형, 사각형, 오각형, 육각형 등 다양한 단면 형상을 가지는 통형 구조로 형성될 수 있다.
분출 본체부(210)는 본체부(110)와 대응되게 형성될 수 있고, 일 실시예에 있어서, 분출 본체부(210)는 이물제거장치(1000)가 사용되는 자동차용 이차 전지의 형태에 따라 길이가 180mm 내지 580mm로 구성될 수 있다. 여기에서, 분출 본체부(210)의 길이가 180mm 미만으로 형성될 경우, 자동차용 이차 전지 제조 공정에서 발생하는 다량의 이물질을 수용하지 못하는 문제가 발생할 수 있다. 그리고 분출 본체부(210)의 길이가 580mm 초과로 형성될 경우, 분출 본체부(210)의 부피가 커짐에 따라 자동차용 이차 전지 제조 공정에서 이물제거장치(1000)의 관용성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.
아울러, 분출 본체부(210)는 본체부(110) 일측에 위치되고, 본체부(110) 및 분출 본체부(210)는 일정거리 이격되어 형성되어 본체부(110)로 유입되는 이물질과 분출 본체부(210)로 공급되는 공기가 서로 간섭되지 않는다.
분출 본체부(210)는 분출 채널(220)이 형성된 일측에서 타측 방향으로 갈수록 내폭이 넓어질 수 있다. 다시 말해, 분출 본체부(210)는 분출 채널(220)이 형성된 일면에서 타면으로 갈수록 지름이 증가될 수 있다. 여기서, 분출 본체부(210)의 일면은 분출 채널(220)이 형성된 분출 본체부(210)의 하면을 의미하며, 이물질이 위치된 지면 또는 벽과 대면되는 분출 본체부(210)의 일면을 의미할 수 있다. 도 5를 참고하면, 본체부(110) 및 분출 본체부(210)는 서로 대면하는 면이 분출 본체부(210) 또는 본체부(110)의 하부로 갈수록 일정한 기울기가 형성될 수 있다. 다시 말해, 본체부(110)와 분출 본체부(210)가 서로 대면하는 면은 본체부(110) 및 분출 본체부(210)의 하부부터 일정 높이 기울기를 가질 수 있다.
이때, 분출 본체부(210)이 하부 폭이 좁아짐으로써, 본체부(110) 하부와 분출 본체부(210) 하부 사이에 공간이 형성될 수 있다. 다시 말해, 이물제거장치(1000)가 물체 표면에 접촉되면, 본체부(110) 하부와 분출 본체부(210) 하부 및 물체 표면이 삼각형 형태의 공간을 형성할 수 있다.
다른 실시상태에 따른 흡입부(100)는 흡입부(100)의 본체부(110) 중 분출 본체부(210)와 서로 대면하는 일면은 일정한 기울기가 형성되어 본체부(110)의 하측에서 상측으로 갈수록 내폭이 넓어질 수 있다.
그리고, 분출 본체부(210)는 하부에 일정 높이를 갖는 분출 벽(211)을 더 포함할 수 있다. 또한, 분출 벽(211)은 분출 본체부(210)의 폭방향과 일정 각도를 이루어 형성될 수 있다. 분출 벽(211)은 분출 채널(220)로부터 분출된 공기를 가이드할 수 있다. 분출 벽(211)은 공기를 넓은 범위의 물체 표면에 분산되게 함으로써, 이물질을 탈착시키는 범위가 증가되는 효과가 발생할 수 있다.
분출 채널(220)은 분출 본체부(210)에 형성되어 이물질을 탈착시키는 구성이다. 나아가, 분출 채널(220)은 분출 본체부(210)의 하부에 형성되어 이물질을 포함하는 물체와 인접하게 위치될 수 있다. 분출 채널(220)은 분출 본체부(210)를 관통하여 형성되는 것으로, 모든 면을 통해 공기가 배출될 수 있다.
본 발명에 따른 이물제거장치(1000)는 분출 채널(220)에서 분출되는 공기에 의해 탈착된 이물질이 채널(120)로 흡입되어 이물질이 제거될 수 있습니다. 따라서, 분출 채널(220)은 채널(120)과 형태 및 개수가 대응되게 형성될 수 있습니다.
즉, 채널(120)은 본체부(110)의 전단부에서 배출부(130)가 연결되는 부분으로 갈수록 길이 및 높이가 짧아질 수 있다. 따라서, 분출 채널(220)은 분출 본체부(210)의 전단부에서 분출 포트부(230)가 연결되는 부분으로 갈수록 길이 및 높이가 짧아질 수 있고, 채널(120)과 대응되는 스우시 형태로 구비될 수 있다. 다시 말해, 분출 채널(220)은 이물질과 인접하는 공기 분출부(도시되지 않음) 및 공기 분출부로 공기를 공급하는 제2 가이드부(도시되지 않음)를 포함할 수 있고, 공기 분출부는 직선, 제2 가이드부는 곡선으로 구비될 수 있다.
분출 포트부(230)는 분출 본체부(210)의 후단에 연장되어 제공될 수 있다. 그리고, 분출 포트부(230)는 배출부(130)의 일측에 위치될 수 있다.
분출 포트부(230)는 외부 펌프와 연결되어 분출 본체부(210) 내부 공간에 기류를 형성하고, 분출 채널(220)에 공기를 공급할 수 있다. 여기서, 분출 본체부(210)의 후단은 분출 포트부(230)에서 공기가 처음 공급되는 단부를 의미할 수 있다.
분출 포트부(230)는 배출부(130)보다 길이 및 지름이 작게 형성될 수 있다. 따라서, 분출 포트부(230)는 공기의 유입 방향의 반대 방향을 따라 지름이 작아질 수 있다.
다른 실시예에 따른 본체부(110)는 흡입 벽(111)을 더 포함할 수 있는데, 흡입 벽(111)은 흡입부(100)로 흡입되는 공기의 기류를 원활하게 하기 위한 구성이다. 그리고, 흡입 벽(111)은 본체부(110)의 하단에 일정 높이로 형성될 수 있다.
여기서, 본체부(110)의 폭은 가장 짧은 가로 길이를 의미하고, 본체부(110)의 길이는 가장 긴 길이를 의미하며, 본체부(110)의 높이는 본체부(110)의 폭을 의미하는 길이와 수직을 이루는 길이를 한다.
본 발명에 따른 흡입부(100)와 분출부(200)는 유량비가 1:4 내지 1:8일 수 있다. 여기서, 유량비는 흡입부(100)가 공기를 흡입하는 하는 공기의 양:분출부(200)에 분출되는 공기의 양을 의미할 수 있다.
본 발명에 따른 이물제거장치(1000)는 분출부(200)에서 분출된 공기가 물체의 표면과 충돌하여 이물질과 함께 사방으로 흩어지게 되고, 흡입부(100)가 사방으로 흩어진 공기를 빨아들임으로써, 물체 표면에서 기류의 회전이 일어나게 되어 흡입부(100)가 이물질을 흡입하는데 원활하게 해주는 효과가 발생할 수 있다.
도 7은 흡입부와 분출부 유량비에 따라 본 발명에 따른 이물제거장치 내부에서 발생되는 기류의 유속 분포를 도시한 도면이다. 도 7(a)는 흡입부(100)만을 이용해 이물질을 제거할 때 이물제거장치 내부에서 발생되는 기류의 유속 분포이고, 도 7(b)는 유량비가 1:8, 도 7(c)는 유량비가 1:4일 때 이물제거장치 내부에서 발생되는 기류의 유속 분포이다.
도 7을 참고하면, 흡입부(100)와 분출부(200)의 유량비가 1:4 미만이거나 분출부(200)의 유량이 없으면, 물체 표면에 기류가 정체되어 분출부(200)에 의한 이물질의 탈착이나 흡입부(100)에 의한 이물질의 흡입률이 감소되는 문제가 발생하게 된다. 그리고, 유량비가 1:8을 초과하면, 흡입부(100)가 분출부(200)를 통해 분출된 공기보다 물체 표면에 정체되어 있는 공기를 더 많이 흡입하게 되어 흡입부(100) 내에서 공기 기류가 원활하지 않은 문제가 발생하게 된다.
<실시예 1>
본 발명의 실시예 1에 따른 이물제거장치(1000)는 본체부(110)의 길이가 580mm, 높이는 68mm로 형성되고 본체부(110) 일측에 12개의 채널(120)이 형성된 이물제거장치(1000)이다.
<실시예 2>
본 발명의 실시예 2에 따른 이물제거장치(1000)는 본체부(110)의 길이가 180mm, 높이는 68mm로 형성되고 본체부(110) 일측에 4개의 채널(120)이 형성된 이물제거장치(100)이다.
채널 번호 균일성 지수 표준 편차 평균 속도
(m/s)
Channel 1 0.9 2.56 10.61
Channel 2 0.81 4.27 10.65
Channel 3 0.87 3.74 11.01
Channel 4 0.89 2.61 10.61
Channel 5 0.91 2.28 11.08
Channel 6 0.94 1.44 11.30
Channel 7 0.95 1.4 11.60
Channel 8 0.96 0.94 12.15
Channel 9 0.97 0.61 11.63
Channel 10 0.97 1.03 11.17
Channel 11 0.97 0.63 11.84
Channel 12 0.98 0.54 11.17
평균값 0.93 2.63 11.27
채널 번호 균일성 지수 표준 편차 평균 속도
(m/s)
Channel 1 0.96 3.68 36.81
Channel 2 0.95 4.67 34.94
Channel 3 0.95 4.28 34.86
Channel 4 0.95 3.84 33.30
평균값 0.95 4.32 34.70
표 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 이물제거장치(1000)를 이용하여 배출 유량 기준 680LPM(Liter per minute)의 이물질을 흡입할 경우, 복수개의 채널(120) 각각의 내부 유속에 따른 균일성 지수, 표준편차 및 평균 속도를 측정한 실험 결과를 나타낸 것이다. 그리고, 표 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 이물제거장치(1000)를 이용하여 배출 유량 기준 680LPM의 이물질을 흡입할 경우, 복수개의 채널(120) 각각의 내부 유속에 따른 균일성 지수, 표준편차 및 평균 속도를 측정한 실험 결과를 나타낸 것이다. 도 8은 본 발명의 실시예 1에 따른 이물제거장치(1000) 내부에서 발생되는 기류의 유속 분포를 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 실시예 2에 따른 이물제거장치 내부에서 발생되는 기류의 유속 분포를 도시한 도면이다.
채널(120) 내부 유속의 균일성 지수가 1에 가까울수록 각 채널의 내부 유속의 편차가 낮아질 수 있는데, 표 1 및 도 8을 참고하면, 본 발명의 실시예 1에 따른 이물제거장치(1000)는 채널(120) 내부 유속의 균일성 지수가 1에 가까운 0.93으로 매우 높은 균일성을 보이며, 채널(120)별 평균 속도가 전체 평균 속도인 11.27과 비교적 차이가 없는 것을 확인할 수 있다. 여기서, 채널(120)별 평균 속도는 각 채널의 내 공기가 흡입, 분출 또는 이동되는 속도의 평균을 의미할 수 있다.
이물제거장치(1000)는 복수개의 채널(120)의 내부 유속이 동일 혹은 균일할 경우, 즉, 복수개의 채널(120) 각각의 내부 유속 및 복수개의 채널(120) 내부 유속의 평균값이 1에 가까울 경우, 채널 전체에서 고르게 이물질 제거가 가능해져 이물질이 탈락 및 제거되는 대상물에 이물질이 잔류하는 영역이 감소되는 효과가 발생할 수 있다.
그리고, 이물제거장치(1000)는 각 채널(120)의 평균 속도가 전체 평균 속도 값과 유사하면, 복수개의 채널(120)이 부분 편차없이 모두 동일 혹은 유사한 양의 이물질을 제거할 수 있어 특정 부분만 이물질이 제거되지 않고 대상물의 전체 영역에서 안정적으로 이물질 제거가 가능한 효과가 발생 할 수 있다.
표 2 및 도 9를 참고하면, 본 발명의 실시예 2에 따른 이물제거장치(1000)는 채널(120) 내부 유속의 균일성 지수가 1에 가까운 0.95으로 매우 높은 균일성을 보이며, 채널(120)별 평균 속도가 전체 평균 속도인 34.70과 비교적 차이가 없는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 위치에 따른 이물제거장치(1000)는 복수개의 채널(120)의 길이 및 형태를 채널 개수에 따라 상이하게 조절함으로써, 이물제거장치(1000)의 내부 유속을 비교적 균일하게 형성시키는 것을 확인할 수 있다.
상기 실시예 1 및 실시예 2에 사용되는 채널의 형태 및 개수만 다르게 구성될 뿐, 이외 구성의 구조 및 형태는 동일하다.
<실험예>
본 발명에 따른 이물제거장치를 이용하여 흡입부 및 배출부 내부 균일도와 흡입부 채널 및 배출부 채널의 평균 속도를 측정하였다. 이때, 흡입부의 유량은 1080LPM이고, 흡입부와 배출부의 유량비는 1:4이다.
분출부의
내부 속도 균일도		 흡입부의
내부 속도 균일도
채널 1 0.97 0.85
채널 2 0.97 0.85
채널 3 0.98 0.84
채널 4 0.98 0.86
채널 5 0.98 0.82
채널 6 0.98 0.86
채널 7 0.98 0.89
채널 8 0.98 0.89
채널 9 0.98 0.87
채널 10 0.98 0.86
채널 11 0.98 0.87
채널 12 0.98 0.83
평균 0.97 0.86
분출부의
평균 속도		 흡입부의
평균 속도
채널 1 26.49 9.10
채널 2 25.97 8.66
채널 3 28.27 7.65
채널 4 28.59 8.81
채널 5 28.23 8.87
채널 6 28.36 9.07
채널 7 28.42 9.33
채널 8 28.52 9.70
채널 9 28.58 9.47
채널 10 28.51 9.27
채널 11 28.49 9.82
채널 12 28.15 8.30
평균 28.04 9.09
표 3은 흡입부 채널 및 분출부 채널 각각의 내부 속도 균일도(Uniformity index)를 측정한 것이고, 표 4는 흡입부 채널 및 분출부 채널 입구 각각의 평균 속도(Average velocity)를 측정한 것이다. 표 3 및 4를 참고하면, 본 발명에 따른 이물제거장치는 흡입부 채널 및 분출부 채널 내부 유속의 균일성 지수가 1에 가까운 0.97과 0.86으로 매우 높은 균일성을 보인다.
그리고, 흡입부 채널 및 분출부 채널 각각의 평균 속도가 전체 평균 속도인 28.04와 9.09와 비교적 차이가 없는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 위치에 따른 이물제거장치는 흡입부와 분출부의 유량비를 조절함으로써, 이물제거장치의 내부 유속을 비교적 균일하게 형성시키는 것을 확인할 수 있다.
상기 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 당 업계의 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (17)

  1. 본체부;
    상기 본체부 일측에 형성되어, 이물질을 흡인하는 복수개의 채널 및
    상기 채널에 흡입력을 제공하고, 상기 이물질을 외부로 배출하는 배출부를 포함하고,
    상기 채널은 상기 본체부의 수직 방향으로 일측은 직선, 타측은 곡선 형태로 구비되는 것인 이물제거장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 본체부 일측에 위치되는 분출 본체부; 상기 분출 본체부에 포함되어, 상기 이물질을 탈착시키고 상기 채널과 대응되는 복수개의 분출 채널 및 상기 분출 채널에 공기를 공급하고, 상기 배출부의 일측에 위치되는 분출 포트부를 더 포함하는 이물제거장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 채널은 상기 이물질과 인접하는 공기 흡입부 및 상기 이물질이 상기 본체부 내부에서 상기 분출부로 이동되도록 유도하는 제1 가이드부를 포함하는 이물제거장치.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 분출 채널은 상기 이물질과 인접하는 공기 분출부 및 상기 공기 분출부로 상기 공기를 공급하는 제2 가이드부를 포함하는 이물제거장치.
  5. 청구항 3에 있어서, 상기 채널은 상기 흡입부가 직선 형태, 상기 제1 가이드부가 곡선 형태로 구비되는 것인 이물제거장치.
  6. 청구항 4에 있어서, 상기 공기 분출부는 직선으로 구비되고, 상기 제2 가이드부는 곡선으로 구비되는 것인 이물제거장치.
  7. 청구항 3에 있어서, 상기 제1 가이드부는 단부가 상기 배출부를 향하여 연장된 것인 이물제거장치.
  8. 청구항 2에 있어서, 상기 채널 및 상기 분출 채널은 상기 배출부 및 상기 분출 포트부와 거리가 가까울수록 길이가 짧아지는 것인 이물제거장치.
  9. 청구항 2에 있어서, 상기 본체부 및 상기 분출 본체부는 상기 채널 및 상기 분출 채널이 형성된 일면에서 타면으로 갈수록 내폭이 넓어지는 것인 이물제거장치.
  10. 청구항 2에 있어서, 상기 채널 및 상기 분출 채널은 각각 4개 내지 12개가 포함되는 이물제거장치.
  11. 청구항 2에 있어서, 상기 채널 및 상기 분출 채널은 스우시 형태로 구비되는 것인 이물제거장치.
  12. 청구항 2에 있어서, 상기 본체부 및 상기 분출 본체부는 각각 길이가 180mm 내지 580mm인 것인 이물제거장치.
  13. 청구항 2에 있어서, 상기 본체부와 상기 분출 본체부는 일정거리로 이격되어 위치되는 이물제거장치.
  14. 청구항 2에 있어서, 상기 본체부 및 상기 분출 본체부는 각각 하부에 일정 높이로 구비된 흡입 벽 및 분출 벽을 더 포함하는 이물제거장치.
  15. 청구항 2에 있어서, 상기 채널과 상기 분출 채널의 유량비는 1:4 내지 1:8인 것인 이물제거장치.
  16. 청구항 1에 있어서, 상기 배출부의 일 단부에 상기 이물질을 흡입하는 흡입기가 위치되는 이물제거장치.
  17. 청구항 2에 있어서, 상기 배출부 및 상기 분출 포트부의 일 단부에 상기 이물질을 흡입 및 탈착하는 펌프가 각각 위치되는 이물제거장치.
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