KR20210128626A - Spray Type Cleaning Device Using Dry―ice - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 드라이아이스 분무식 세정장치에 관한 것으로 특히 승화성을 지닌 드라이아이스를 세정대상에 선형상태로 분무하여 세정대상의 표면의 오염물을 세정하는 세정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a dry ice spray-type cleaning apparatus, and more particularly, to a cleaning apparatus for cleaning the surface of a cleaning object by spraying dry ice with sublimation property on a cleaning object in a linear state.
본 발명의 드라이아이스 분무식 세정장치는 승화성 고체입자를 세정대상의 표면에 분사하여 세정대상의 표면을 손상하지 않고 세정하는 기술로서 유기용제의 사용을 필요로 하지 않아 친환경적일 뿐만 아니라 반도체웨이퍼와 같은 고정밀도를 요구하는 세정에도 사용할 수 있는 첨단세정방법이다.The dry ice spray cleaning apparatus of the present invention is a technology for cleaning without damaging the surface of the object to be cleaned by spraying sublimable solid particles on the surface of the object to be cleaned. It is an advanced cleaning method that can be used for cleaning that requires the same high precision.
이러한 드라이아이스를 이용한 세정방법으로서 미국특허제4,806,171호에는 기상의 탄산가스와 액상의 탄산을 포함하는 혼합물을 다단계의 챔버를 통해 단열 팽창시켜, 대략 46% 정도의 드라이아이스 입자를 만들고, 그 입자를 벤츄리관를 통해 가속하여 분사하는 방식을 소개하고 있으나, 상기 미국특허 제4,806,171호에 소개된 노즐은가스 상태의 탄산가스와 액상의 탄산을 포함하는 혼합물을 단열 팽창시키고, 벤츄리관을 통과하면서 드라이아이스 입자가 생성되도록 하고 있어, 드라이아이스 입자로의 고체전환율이 낮아 소용량의 장치로 활용할 수 밖에 없는 문제점이 있었다.As a cleaning method using such dry ice, U.S. Patent No. 4,806,171 discloses that a mixture containing gaseous carbon dioxide and liquid carbonic acid is adiabatically expanded through a multi-stage chamber to make about 46% dry ice particles, and the particles are Although a method of accelerating spraying through a venturi tube is introduced, the nozzle introduced in US Patent No. 4,806,171 adiabatically expands a mixture containing gaseous carbon dioxide and liquid carbonic acid and passes through the venturi tube to dry ice particles is generated, so there was a problem that the solid conversion rate to dry ice particles was low, so that it could only be used as a small-capacity device.
한편, 대한민국특허제10-725242호에서는 드라이아이스입자의 생성에 필요한 이산화탄소 가스에 존재하는 유분을 흡착 및 제거하여 세정대상물의 표면에 드라이아이스입자가 충돌한 후 승화될 때 유분이 잔류하게 되어, 그 세정대상물이 재오염되는 문제점을 해결하고 있다. 그러나 노즐을 통해 분사된 드라이아이스가 세정대상물 표면에쌓여서 세정력이 저하되고 세정 후 세정표면이 냉각되어 응축되는 현상이 발생한다.On the other hand, in Korean Patent No. 10-725242, when the dry ice particles collide with the surface of the object to be cleaned and sublimate by adsorbing and removing the oil present in the carbon dioxide gas necessary for the production of dry ice particles, the oil remains. It solves the problem that the object to be cleaned is re-contaminated. However, the dry ice sprayed through the nozzle accumulates on the surface of the object to be cleaned, reducing the cleaning power, and after cleaning, the cleaning surface is cooled and condensed.
더구나 대부분의 드라이아이스를 이용한 세정장치들은 액체 이산화탄소를 공급받아 드라이아이스를 발생시키는 기술을 적용하거나 아니면 냉각장치에 의해 강제로 드라이아이스를 생성시켜 이를 분쇄하여 사용하기도 하는데, 액체이산화탄소를 공급받는 드라이아이스 세정장비의 경우 액체 이산화탄소 저장용기의 용량제한으로 생산라인에 사용할 수 없으며, 냉각장치에 의해 강제로 드라이아이스를 생성할 경우 기체상태의 이산화탄소에 존재하는 유분이 드라이아이스 내에 잔류함으로써 세정시 세정대상물에 유분으로 인한 재오염이 발생하기도 하고, 드라이아이스 입자가 불균일하고 거칠어서 정밀한 세정제어를 할 수 없는 문제점이 있었다.In addition, most of the cleaning devices using dry ice apply a technology to generate dry ice by receiving liquid carbon dioxide, or by forcibly generating dry ice by a cooling device and pulverizing it. In the case of cleaning equipment, it cannot be used in the production line due to the capacity limitation of the liquid carbon dioxide storage container. When dry ice is forcibly generated by the cooling device, the oil present in the gaseous carbon dioxide remains in the dry ice, so There were problems in that re-contamination due to oil may occur, and precise cleaning control could not be performed because the dry ice particles were non-uniform and rough.
이에 본 발명자는 대한민국특허등록제10-1040565호에서 승화성을 지닌 드라이아이스를 세정대상에 분무하여 세정대상의 표면의 오염물을 세정하는 세정장치에 관하여 특허출원하여 특허등록을 받은바 있다. 그러나 상기 선행특허는 노즐부가 드라이아이스공급관과 에어로졸공급관이 동축이중관형태로 형성되어 드라이아이스가 분사될 때 나선형으로 분사되어 세정부분의 공백부분이 발생할 우려가 있어 완벽한 세정이 어려울 수 있는 문제점이 있었다. 또한, 캐리어가스 상에 첨가제가 부유하는 에어로졸을 캐리어가스로 사용하기 때문에 첨가제 공급비용 발생, 분사된 첨가제에 따른 인체 유해성, 재오염 및 처리회수비용이 발생하며, 첨가제 공급을 위한 장비 구조가 복잡해지는 문제점이 있을 수 있었다.Accordingly, the present inventor has applied for a patent in Korean Patent Registration No. 10-1040565 for a cleaning device that sprays dry ice with sublimation properties on a cleaning object to clean contaminants on the surface of the object to be cleaned. However, in the prior patent, since the nozzle part is formed in the form of a coaxial double pipe in the form of a dry ice supply pipe and an aerosol supply pipe, when the dry ice is sprayed, there is a possibility that a blank part of the cleaning part may be generated because there is a problem that it may be difficult to complete cleaning. In addition, the additive is floating on the carrier gas. Since the aerosol is used as a carrier gas, there may be problems in that the cost of supplying additives occurs, harm to the human body due to the injected additives, recontamination and treatment recovery costs occur, and the structure of the equipment for supplying the additives becomes complicated.
그러므로 본 발명에서는 선행기술에서 캐리어가스에 첨가제를 사용함에 따른 첨가제 공급비용의 증가, 분사된 첨가제의 관리 및 후처리문제의 발생에 의한 인체 유해성, 재오염, 회수비용 등의 문제점을 해결함과 동시에 부스터펌프에 의한 고밀도의 이산화탄소로 드라이아이스를 생성시켜 더 높은 충돌에너지를 얻을 수 있고, 드라이아이스를 선형으로 분사할 수 있는 노즐부를 가지는 보다 완벽한 세정효과를 얻을 수 있는 드라이아이스 분무식 세정장치를 제공하는 것을 기술적과제로 한다.Therefore, the present invention solves problems such as an increase in additive supply cost due to the use of additives in the carrier gas in the prior art, harm to the human body, re-contamination, and recovery costs due to the management and post-treatment problems of the sprayed additives. A dry ice spray-type cleaning device that can obtain a higher impact energy by generating dry ice with high-density carbon dioxide by a booster pump, and has a nozzle that can spray dry ice linearly, provides a more complete cleaning effect. make it a technical task.
그러므로 본 발명에 의하면, 캐리어에어 공급원(1), 캐리어에어의 압력을 조절하는 압력조절기(2), 상기 캐리어 에어를 가열하기 위한 히터(3) 및 상기 캐리어에어를 노즐부로 공급하는 캐리어에어공급관(4)을 포함하는 캐리어에어공급부(100);Therefore, according to the present invention, a carrier air supply source (1), a pressure regulator (2) for regulating the pressure of the carrier air, a heater (3) for heating the carrier air, and a carrier air supply pipe ( 4) including a carrier
저압 이산화탄소 공급탱크(5)로부터 공급받은 이산화탄소를 압축하여 고압이산화탄소로 만드는 부스터펌프(6), 상기 고압 이산화탄소를 노즐부로 공급하는 이산화탄소공급관(7)을 포함하는 이산화탄소공급부(200);a carbon
상기 캐리어에어공급부로부터 공급된 캐리어에어와 이산화탄소공급부로부터 공급된 이산화탄소를 드라이아이스로 만들어 혼합하여 선형으로 세정대상에 분사하는 노즐부(300)를 포함하는 드라이아이스 분무식 세정장치가 제공된다.There is provided a dry ice spray cleaning apparatus including a
또한, 본 발명에서 상기 노즐부(300)는, In addition, in the present invention, the
상기 이산화탄소공급부의 이산화탄소공급관과 연결되는 연결관(11)이 내부에 형성되고 내주 일측단에는 캐리어에어공급관과 연결되는 유도공(12)이 형성된 몸체부(20)와; a
상기 몸체부의 일측단에 결착결합되며 내부에는 상기 몸체부의 유도공과 연결관으로부터 공급되는 캐리어에어와 드라이아이스를 혼합하는 혼합공간부(13)가 형성되고, 전단 일측에는 혼합된 캐리어에어와 드라이아이스를 분사하는 노즐공(14)이 형성된 노즐헤드부(30);로 이루어진 것을 특징으로 한다.A
또한, 본 발명에서 상기 노즐헤드부의 중심부에는 힌지공(21)이 형성되고 상기 힌지공에 결착되어 회동할 수 있도록 양측단에 힌지축(31)이 형성되며 일측단에는 상기 노즐헤드부의 노즐공과 대응되는 통공(32)이 형성된 회동브라켓(33)이 상기 노즐헤드부의 내부에 설치되며 상기 노즐헤드부의 외주중심부에는 상기 회동브라켓의 힌지축과 결합되어 상기 회동브라켓의 회동을 조절할 수 있는 조절부재(34)가 결합되어 이루어진 가변장치(40)가 더 구비되어 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, a hinge hole 21 is formed in the center of the nozzle head part, and
또한, 상기 노즐헤드부의 혼합공간부에는 상기 몸체부의 캐리어에어공급관과 연결관으로부터 공급되는 캐리어에어와 드라이아이스의 혼합을 유도하는 유도격벽(15)이 형성되어 이루어진 것을 특징으로 한다. In addition, in the mixing space of the nozzle head, an
상기 부스터펌프로부터 상기 노즐부의 노즐팁내부에 위치하는 이산화탄소공급관의 단부까지의 도관은 PEEK 수지튜브인 것을 특징으로 한다. The conduit from the booster pump to the end of the carbon dioxide supply pipe located inside the nozzle tip of the nozzle part is a PEEK resin tube.
상기 연결관(11)의 내부에는 직경 0.1~3mm인 2단계 이상의 미세튜브로 구성되고 혼합공간부(13)에 가까워질수록 튜브직경이 커지는 캐필러리콘덴서(16)가 형성된 것을 특징으로 한다.It is characterized in that a
그러므로 본 발명에 의하면, 캐리어가스에 첨가제를 사용하는 선행기술의 첨가제 공급비용의 증가, 분사된 첨가제의 관리 및 후처리문제의 발생에 의한 인체 유해성, 재오염, 회수비용 등의 문제점을 해결함과 동시에 부스터펌프에 의한 고밀도의 이산화탄소로 드라이아이스를 생성시켜 더 높은 충돌에너지를 얻을 수 있고, 드라이아이스를 선형으로 분사할 수 있어 사각(dead space)이나 중복되는 현상이 발생하지 않도록 하여 드라이아이스 손실이 발생되지 않는 노즐부를 가지는 드라이아이스 분무식 세정장치를 제공할 수 있다. Therefore, according to the present invention, problems such as increase in the supply cost of additives in the prior art using additives in carrier gas, management of sprayed additives and post-treatment problems, such as human harm, re-contamination, and recovery costs, are solved and At the same time, higher impact energy can be obtained by generating dry ice with high-density carbon dioxide by the booster pump, and dry ice can be sprayed linearly to prevent dead space or overlapping phenomena, thereby reducing dry ice loss. It is possible to provide a dry ice spray type cleaning apparatus having a non-generated nozzle portion.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 드라이아이스 분무식 세정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 드라이아이스 분무식 세정장치의 노즐부의 단면도이고,
도 3은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 드라이아이스 분무식 세정장치의 노즐부의 가변장치의 단면도이며,
도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 드라이아이스 분무식 세정장치의 노즐부의 단면도이고,
도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 드라이아이스 분무식 세정장치의 노즐부의 단면도이고,
도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 드라이아이스 분무식 세정장치의 노즐부의 연결관내부에 형성된 캐필러리콘덴서의 단면도이다.1 is a diagram schematically showing the configuration of a dry ice spray-type cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention;
2 is a cross-sectional view of a nozzle part of a dry ice spray-type cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention;
3 is a cross-sectional view of a variable device of a nozzle part of a dry ice spray-type cleaning apparatus according to another embodiment of the present invention;
4 is a cross-sectional view of a nozzle part of a dry ice spray cleaning apparatus according to another embodiment of the present invention;
5 is a cross-sectional view of a nozzle part of a dry ice spray cleaning apparatus according to another embodiment of the present invention;
6 is a cross-sectional view of a capillary capacitor formed inside a connection pipe of a nozzle unit of a dry ice spray-type cleaning apparatus according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발병은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. The present disease may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted.
본 발명의 드라이아이스 분무식 세정장치는 캐리어에어공급부, 이산화탄소공급부 및 노즐부를 포함하는 드라이아이스 분무식 세정장치로서, 이산화탄소를 노즐부에 공급하기 위한 이산화탄소공급부와 캐리어에어의 추진 압력을 조정하는 압력조정기와 세정표면에서의 결로 방지를 위한 케리어에어의 가열기로 구성되는 캐리어에어공급부와 노즐부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The dry ice spray cleaning apparatus of the present invention is a dry ice spray cleaning apparatus including a carrier air supply unit, a carbon dioxide supply unit, and a nozzle unit, and a pressure regulator for adjusting the propelling pressure of the carbon dioxide supply unit and carrier air for supplying carbon dioxide to the nozzle unit and a carrier air supply unit and a nozzle unit composed of a carrier air heater for preventing condensation on the cleaning surface.
도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 드라이아이스 분무식 세정장치는 크게 캐리어에어공급부(100), 이산화탄소공급부(200) 및 노즐부(300)로 이루어진다.As shown in FIG. 1 , the dry ice spray cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention largely includes a carrier
본 발명의 캐리어에어공급부(100)는 캐리어에어 공급원(1), 캐리어에어의 압력을 조절하는 압력조절기(2), 상기 캐리어 에어를 가열하기 위한 히터(3) 및 상기 캐리어에어를 노즐부로 공급하는 캐리어에어공급관(4)을 포함하여 이루어진다.The carrier
상기 캐리어에어는 노즐부를 통해 드라이아이스를 분사함에 있어서 드라이아이스의 분사를 돕는 역할을 함과 동시에 세정대상물에서 결로현상이 발생하는 것을 방지하는 역할을 하는 것으로서 정화공기(CDA)를 통상적으로 사용한다.The carrier air serves to assist in the spraying of the dry ice in spraying the dry ice through the nozzle unit and at the same time to prevent the occurrence of dew condensation on the object to be cleaned. Purified air (CDA) is generally used.
본 발명에서는 압력조절기를 통해 캐리어에어의 압력을 0.07~1.72 MPa로 조절하고 히터에 의해 캐리어에어를 100~200℃로 가열하여 세정대상물의 결로현상을 방지하는 작용을 한다. In the present invention, the pressure of the carrier air is adjusted to 0.07 to 1.72 MPa through the pressure regulator, and the carrier air is heated to 100 to 200° C. by a heater to prevent dew condensation on the object to be cleaned.
본 발명에서는 종래 선행발명과 달리 첨가제를 사용하지 않음으로써 첨가제 비용절감, 분사된 첨가제의 관리 및 후처리문제가 발생하지 않음에 따라 인체 유해성, 재오염, 회수비용 등이 개선되며, 첨가제 공급부가 필요없음에 따라 장비 구조의 제작의 단순화 및 원가 절감 등의 향상을 도모할 수 있다. 상기 캐리어에어공급관(4)은 내압성을 높이고 단열성이 높은 테프론튜브를 사용하는 것이 바람직하다.In the present invention, unlike the prior invention, by not using additives, additive cost reduction, management of sprayed additives, and post-treatment problems do not occur, thereby improving human health, re-contamination, and recovery costs, and an additive supply unit is required In this case, it is possible to improve the simplification and cost reduction of the equipment structure. It is preferable to use a Teflon tube having high pressure resistance and high heat insulation for the carrier air supply pipe 4 .
본 발명의 이산화탄소공급부(200)는 저압 이산화탄소 공급탱크(5)로부터 공급받은 이산화탄소를 압축하여 고압이산화탄소로 만드는 부스터펌프(6), 상기 고압 이산화탄소를 노즐부로 공급하는 이산화탄소공급관(7)을 포함한다. The carbon
특히, 본 발명에서는 시중에 통상적으로 판매되는 5.0~5.6 MPa의 저압 이산화탄소 공급탱크(5)를 사용할 수 있는데, 그로부터 공급받은 이산화탄소를 압축하여 고압이산화탄소로 만들기 위해 부스터펌프(6)가 형성된다. 상기 부스터펌프는 압축공기의 공급만으로 작동하여 저압 이산화탄소의 압력에 압축공기압력의 4~5배 압력을 추가로 가압하여 고압 이산화탄소로 압축시키는 것으로서 통상의 부스터펌프를 사용할 수 있다. 상기 부스터펌프에서 생성된 고압 이산화탄소를 노즐부로 공급하는 이산화탄소공급관(7)을 포함하는 이산화탄소공급부(200)가 형성되도록 하여 고압 이산화탄소를 노즐부로 공급하게 된다.In particular, in the present invention, it is possible to use a low-pressure carbon dioxide supply tank 5 of 5.0 to 5.6 MPa, which is commercially available, and a booster pump 6 is formed to compress the carbon dioxide supplied therefrom into high-pressure carbon dioxide. The booster pump operates only by supplying compressed air to pressurize 4 to 5 times the compressed air pressure to the pressure of low-pressure carbon dioxide to compress it into high-pressure carbon dioxide, and a conventional booster pump can be used. The carbon
이산화탄소의 특성에는 초임계 구간이 있는데 이 구간은 기체, 액체, 고체가 상존하는 구간으로서 온도 30℃, 압력 74bar이상에서부터의 구간에 존재한다. 상기 부스터펌프에서 생성된 고압 이산화탄소는 초임계구간에 존재하도록 고압분위기로 형성되며 냉각기없이 부스터펌프만으로 이산화탄소 초임계 구간의 초입에 진입할 수 있다. 이러한 초임계 구간의 고압 이산화탄소는 후술할 노즐부내부의 캐필러리콘덴서에서 드라이아이스로 변환할 수 있다.Carbon dioxide has a supercritical section. This section is a section where gas, liquid, and solid coexist, and exists in the section from a temperature of 30°C and a pressure of 74 bar or higher. The high-pressure carbon dioxide generated by the booster pump is formed in a high-pressure atmosphere to exist in the supercritical section, and can enter the beginning of the carbon dioxide supercritical section only with the booster pump without a cooler. The high-pressure carbon dioxide in the supercritical section may be converted into dry ice in a capillary capacitor inside the nozzle, which will be described later.
경우에 따라서는 상기 부스터펌프(6)로부터 공급받은 이산화탄소를 냉각하여 액테 이산화탄소를 만드는 열교환기를 추가로 형성할 수 있는데, 상기 열교환기는 상기 공급받은 기체상태의 이산화탄소를 액체이산화탄소로 만드는 제1열교환기, 열계량기, 상기 액체이산화탄소를 삼중점상태에 근접하도록 만드는 제2열교환기 및 온도센서를 포함하여 냉각단계를 2단계로 구분하도록 하여 단계적인 냉각을 통해 액체 이산화탄소를 만들어 노즐부로 공급할 수 있다.In some cases, a heat exchanger that cools the carbon dioxide supplied from the booster pump 6 to produce acte carbon dioxide may be additionally formed, wherein the heat exchanger is a first heat exchanger that converts the supplied gaseous carbon dioxide into liquid carbon dioxide; By including a heat meter, a second heat exchanger and a temperature sensor to bring the liquid carbon dioxide close to the triple point state, the cooling step can be divided into two steps to produce liquid carbon dioxide through step-by-step cooling and supply it to the nozzle unit.
본 발명의 상기 노즐부(300)는 상기 캐리어에어공급부로부터 공급된 캐리어에어와 이산화탄소공급부로부터 공급된 이산화탄소를 드라이아이스로 만들어 혼합하여여 선형으로 세정대상에 분사하는 작용을 한다. In the
도 2에 도시된 노즐부(300)는 상기 이산화탄소공급부의 이산화탄소공급관과 연결되는 연결관(11)이 내부에 형성되고 내주 일측단에는 캐리어에어공급관과 연결되는 유도공(12)이 형성된 몸체부(20)와; 상기 몸체부의 일측단에 결착결합되며 내부에는 상기 몸체부의 유도공과 연결관으로부터 공급되는 캐리어에어와 드라이아이스를 혼합하는 혼합공간부(13)가 형성되고, 전단 일측에는 혼합된 캐리어에어와 드라이아이스를 분사하는 노즐공(14)이 형성된 노즐헤드부(30)로 이루어진 것을 특징으로 한다.The
상기와 같이 이산화탄소공급관과 연결되는 연결관(11)이 노즐부의 몸체부 내부에 형성되는데, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 연결관(11)의 내부에는 직경 0.1~3mm인 2단계 이상의 미세튜브로 구성되고 혼합공간부(13)에 가까워질수록 튜브직경이 커지는(d1〈 d2) 캐필러리콘덴서(16)가 형성되도록 하여 고압 이산화탄소가 입경 1~5㎛의 드라이아이스로 되도록 한다. 본 발명에서 상기 부스터펌프로부터 상기 노즐부의 노즐팁내부에 위치하는 이산화탄소공급관의 단부까지의 도관은 단열효과가 우수한 PEEK 수지튜브를 사용하여 생성된 드라이아이스의 결정을 유지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. As described above, the connecting
이산화탄소공급관으로부터 공급된 고압 이산화탄소는 상기 캐필러리콘덴서를 통과하면서 입경 1~5㎛의 드라이아이스가 되어 노즐부의 몸체부내부로 공급된다. 상기 캐필러리콘덴서는 합성수지인 PEEK(폴리에테르에테르케톤) 튜브를 사용하는 것이 좋은데, 특히 직경 0.1~3mm인 2단계 이상의 미세튜브로 각 단부의 튜브길이는 0.3~7m로 구성되며 노즐부에 가까워질수록 튜브직경이 커지도록 구성하여 캐필러리튜브내의 압력을 5MPa정도까지 감압하여 드라이아이스입자의 결정화를 원활하게 한다. 따라서 상기 PEEK 튜브내부는 온도가 ??90~-70℃이고, 압력이 5 ~ 10MPa로서 튜브는 이러한 온도 및 압력에 견딜 수 있는 것을 사용하여야 한다.The high-pressure carbon dioxide supplied from the carbon dioxide supply pipe becomes dry ice having a particle diameter of 1 to 5 μm while passing through the capillary capacitor, and is supplied to the inside of the body of the nozzle unit. It is preferable to use a synthetic resin PEEK (polyether ether ketone) tube for the capillary capacitor. In particular, it is a two-stage or more fine tube with a diameter of 0.1 to 3 mm, and the tube length at each end is 0.3 to 7 m and is close to the nozzle. It is constructed so that the diameter of the tube increases as the temperature increases, and the pressure in the capillary tube is reduced to about 5 MPa to facilitate the crystallization of the dry ice particles. Therefore, the temperature inside the PEEK tube is ??90 to -70°C, and the pressure is 5 to 10 MPa, so that the tube must be able to withstand such temperature and pressure.
이렇게 본 발명에서 드라이아이스는 노즐부의 혼합공간부(13) 바로 직전에서 형성되도록 함으로써 도관에서의 드라이아이스의 막힘을 최소화할 수 있게 되는 것이다.As described above, in the present invention, the dry ice is formed immediately before the mixing
한편, 내주 일측단에 형성된 유도공(12)은 캐리어에어공급관과 연결되어 캐리어에어가 공급된다. 이렇게 공급된 드라이아이스와 캐리어에어는 혼합공간부(13)에서 혼합되어 제트스트림을 발생시켜 노즐헤드부(30)의 노즐공(14)을 통해 선형으로 분사되도록 하여 세정효과를 강화시키게 된다. On the other hand, the
또한, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 노즐부(300)에서 상기 노즐헤드부의 중심부에는 힌지공(21)이 형성되고 상기 힌지공에 결착되어 회동할 수 있도록 양측단에 힌지축(31)이 형성되며 일측단에는 상기 노즐헤드부의 노즐공과 대응되는 통공(32)이 형성된 회동브라켓(33)이 상기 노즐헤드부의 내부에 설치되며 상기 노즐헤드부의 외주중심부에는 상기 회동브라켓의 힌지축과 결합되어 상기 회동브라켓의 회동을 조절할 수 있는 조절부재(34)가 결합되어 이루어진 가변장치(40)가 더 구비되어 이루어질 수 있다.In addition, as shown in FIG. 3 , a hinge hole 21 is formed in the center of the nozzle head portion in the
이렇게 형성된 가변장치(40)는 도 4에 도시된 바와 같이 조절부재(34)의 회전에 의해 가변장치(40)가 일정각도 회전할 수 있도록 이루어져 가변장치의 일측단에 형성된 통공(32)과 이에 대응되는 노즐헤드부의 노즐공을 통해 드라이아이스와 캐리어에어가 다양한 각도로 선형분사 할 수 있도록 함과 동시에 분사의 양을 조절할 수 있는 효과가 있다.The
또한, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 노즐헤드부의 혼합공간부에는 상기 몸체부의 캐리어에어공급관과 연결관으로부터 공급되는 캐리어에어와 드라이아이스를 혼합을 유도하는 유도격벽(15)이 형성되도록 하여 케리어에어와 드라이아이스의 혼합을 더욱더 용이하게 하고 드라이아이스와 캐리어에어가 노즐헤드부의 노즐공으로 균일하게 분사될 수 있도록 할 수 있다. 이 경우에는 상기 가변장치를 유도격벽과 노즐헤드부 사이에 위치하도록 형성해야 한다. In addition, as shown in FIG. 5, in the mixing space part of the nozzle head part, an
이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 드라이아이스 분무식 세정장치를 이용한 세정방법은 다음과 같다.A cleaning method using the dry ice spray cleaning apparatus of the present invention having the above configuration is as follows.
세정매체인 드라이아이스는 기체상태의 이산화탄소로 공급된다. 기체상태의 이산화탄소는 벌크가스형태로 공급되는데, 5~5.6MPa의 저압 이산화탄소 공급탱크(5)로부터 공급되고, 부스터펌프(6)에 의해 이산화탄소를 압축하여 고압이산화탄소로 만들게 된다. 이렇게 만들어진 고압 이산화탄소는 노즐부로 공급된다.Dry ice as a cleaning medium is supplied as gaseous carbon dioxide. The gaseous carbon dioxide is supplied in the form of a bulk gas, and is supplied from a low-pressure carbon dioxide supply tank 5 of 5 to 5.6 MPa, and the carbon dioxide is compressed by the booster pump 6 to make high-pressure carbon dioxide. The high-pressure carbon dioxide produced in this way is supplied to the nozzle unit.
한편, 정화공기(CDA)를 캐리어에어로 하여 압력조절기(2)로 캐리어에어(1)의 압력을 0.07~1.72 MPa로 조절하면서 캐리어에어를 히터(3)로 100~200℃가 되도록 가열한다. 이렇게 가열된 캐리어에어는 노즐부를 통해 드라이아이스를 분사할 때 드라이아이스의 분사를 돕는 역할을 함과 동시에 노즐팁과 세정대상물에서 결로현상이 발생하는 것을 방지하는 역할을 한다. 또한, 대상의 표면에 존재하는 유기오염물은 온도가 높을수록 쉽게 용해되며 잘 분리되므로 상기 고온의 에어에 의해 유기오염물에 대한 세정력은 강화된다. On the other hand, using the purified air (CDA) as the carrier air, the pressure of the carrier air (1) with the pressure regulator (2) is adjusted to 0.07 ~ 1.72 MPa while heating the carrier air to 100 ~ 200 ℃ with the heater (3). When the dry ice is sprayed through the nozzle part, the heated carrier air helps to spray the dry ice and at the same time prevents the occurrence of dew condensation on the nozzle tip and the object to be cleaned. In addition, the organic contaminants present on the surface of the object are easily dissolved and separated well as the temperature increases, so that the cleaning power of the organic contaminants is enhanced by the high temperature air.
이렇게 세정매체인 이산화탄소공급관에 의해 공급된 고압 이산화탄소는 직경 0.1~3mm인 2단계 이상의 미세튜브로 구성되며 노즐부의 혼합공간부(13)에 가까워질수록 튜브직경이 커지도록 구성된 캐필러리콘덴서(16)를 통과하면서 입경 1~5㎛의 드라이아이스가 된다. 혼합공간부를 상기 캐필러리콘덴서의 끝부분보다 넓게하여 순차적으로 도관이 확장되게 구성할 수도 있다. 상기 별도로 공급되는 드라이아이스와 에어는 노즐부내부의 혼합공간부에서 혼합되어 노즐내부 및 노즐공에서의 결로현상을 발생하지 않으면서 선형으로 분사되어 세정작업을 할 수 있게 된다.The high-pressure carbon dioxide supplied by the carbon dioxide supply pipe as the cleaning medium is composed of two or more stages of fine tubes with a diameter of 0.1 to 3 mm, and the
1 : 캐리어에어 공급원
2 : 압력조절기
3 : 히터
4 : 캐리어에어공급관
5 : 저압 이산화탄소 공급탱크
6 : 부스터펌프
7 : 이산화탄소공급관
11 : 연결관
12 : 유도공
13 : 혼합공간부
14 : 노즐공
15 : 유도격벽
16 : 캐필러리콘덴서
20 : 몸체부
21 : 힌지공
30 : 노즐헤드부
31 : 힌지축
32 : 통공
33 : 회동브라켓
34 : 조절부재
40 : 가변장치
100 : 캐리어에어공급부
200 : 이산화탄소공급부
300 : 노즐부1: carrier air supply source 2: pressure regulator
3: Heater 4: Carrier air supply pipe
5: low pressure carbon dioxide supply tank 6: booster pump
7: carbon dioxide supply pipe 11: connection pipe
12: guide hole 13: mixing space part
14: nozzle hole 15: guide bulkhead
16: capillary capacitor 20: body part
21: hinge hole 30: nozzle head part
31: hinge shaft 32: through hole
33: rotation bracket 34: adjustment member
40: variable device 100: carrier air supply unit
200: carbon dioxide supply unit 300: nozzle unit
Claims (6)
저압 이산화탄소 공급탱크(5)로부터 공급받은 이산화탄소를 압축하여 고압이산화탄소로 만드는 부스터펌프(6), 상기 고압 이산화탄소를 노즐부로 공급하는 이산화탄소공급관(7)을 포함하는 이산화탄소공급부(200);
상기 캐리어에어공급부로부터 공급된 캐리어에어와 이산화탄소공급부로부터 공급된 이산화탄소를 드라이아이스로 만들어 혼합하여 선형으로 세정대상에 분사하는 노즐부(300)를 포함하는 드라이아이스 분무식 세정장치.A carrier comprising a carrier air supply source (1), a pressure regulator (2) for controlling the pressure of the carrier air, a heater (3) for heating the carrier air, and a carrier air supply pipe (4) for supplying the carrier air to the nozzle unit Air supply unit 100;
a carbon dioxide supply unit 200 including a booster pump 6 for compressing the carbon dioxide supplied from the low-pressure carbon dioxide supply tank 5 into high-pressure carbon dioxide, and a carbon dioxide supply pipe 7 for supplying the high-pressure carbon dioxide to the nozzle unit;
and a nozzle unit 300 for linearly spraying the carrier air supplied from the carrier air supply unit and the carbon dioxide supplied from the carbon dioxide supply unit into dry ice and mixing them into dry ice.
상기 노즐부(300)는,
상기 이산화탄소공급부의 이산화탄소공급관(7)과 연결되는 연결관(11)이 내부에 형성되고 내주 일측단에는 캐리어에어공급관과 연결되는 유도공(12)이 형성된 몸체부(20)와;
상기 몸체부의 일측단에 결착결합되며 내부에는 상기 몸체부의 유도공과 연결관으로부터 공급되는 캐리어에어와 드라이아이스를 혼합하는 혼합공간부(13)가 형성되고, 전단 일측에는 혼합된 캐리어에어와 드라이아이스를 분사하는 노즐공(14)이 형성된 노즐헤드부(30);로 이루어진 것을 특징으로 하는 드라이아이스 분무식 세정장치.The method of claim 1,
The nozzle unit 300 is
a body part 20 having a connection pipe 11 connected to the carbon dioxide supply pipe 7 of the carbon dioxide supply part formed therein, and having an induction hole 12 connected to the carrier air supply pipe at one end of the inner periphery;
A mixing space 13 for mixing the carrier air and dry ice supplied from the induction hole and the connecting pipe of the body part and the dry ice is formed inside the body part at one end, and the mixed carrier air and dry ice are formed on one side of the front end. A dry ice spray cleaning apparatus comprising: a nozzle head part (30) having a nozzle hole (14) for spraying.
상기 노즐헤드부의 중심부에는 힌지공(21)이 형성되고 상기 힌지공에 결착되어 회동할 수 있도록 양측단에 힌지축(31)이 형성되며 일측단에는 상기 노즐헤드부의 노즐공과 대응되는 통공(32)이 형성된 회동브라켓(33)이 상기 노즐헤드부의 내부에 설치되며 상기 노즐헤드부의 외주중심부에는 상기 회동브라켓의 힌지축과 결합되어 상기 회동브라켓의 회동을 조절할 수 있는 조절부재(34)가 결합되어 이루어진 가변장치(40)가 더 구비되어 이루어진 것을 특징으로 하는 드라이아이스 분무식 세정장치.3. The method of claim 2,
A hinge hole 21 is formed in the center of the nozzle head, hinge shafts 31 are formed at both ends so that it can be rotated by binding to the hinge hole, and a through hole 32 corresponding to the nozzle hole of the nozzle head portion is formed at one end. The formed rotation bracket 33 is installed inside the nozzle head part, and an adjustment member 34 that is coupled to the hinge shaft of the rotation bracket to adjust the rotation of the rotation bracket is coupled to the outer peripheral center of the nozzle head part. Dry ice spray cleaning apparatus, characterized in that the variable device (40) is further provided.
상기 노즐헤드부의 혼합공간부에는 상기 몸체부의 캐리어에어공급관과 연결관으로부터 공급되는 캐리어에어와 드라이아이스의 혼합을 유도하는 유도격벽(15)이 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 드라이아이스 분문식 세정장치. 3. The method of claim 2,
The dry ice cardiac cleaning apparatus, characterized in that the mixing space part of the nozzle head is formed with an induction partition wall (15) for inducing mixing of the dry ice and the carrier air supplied from the carrier air supply pipe and the connecting pipe of the body part.
상기 부스터펌프로부터 상기 노즐부의 노즐팁내부에 위치하는 이산화탄소공급관의 단부까지의 도관은 PEEK 수지튜브인 것을 특징으로 하는 드라이아이스 분무식 세정장치.The method of claim 1,
Dry ice spray cleaning apparatus, characterized in that the conduit from the booster pump to the end of the carbon dioxide supply pipe located inside the nozzle tip of the nozzle part is a PEEK resin tube.
상기 연결관(11)의 내부에는 직경 0.1~3mm인 2단계 이상의 미세튜브로 구성되고 혼합공간부(13)에 가까워질수록 튜브직경이 커지는 캐필러리콘덴서가 형성된 것을 특징으로 하는 드라이아이스 분무식 세정장치.3. The method of claim 2,
Dry ice spray type, characterized in that a capillary capacitor is formed in the inside of the connecting pipe (11), which is composed of two or more stages of microtubes having a diameter of 0.1 to 3 mm, and the tube diameter increases as it approaches the mixing space (13). cleaning device.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |