除塵裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及除塵裝置。提供了能夠以少的能量得到優異的除去效果的效率良好的除塵裝置。工件(W)的被除塵面(Wa)配設于過渡區域(E)內，該過渡區域(E)形成在來自噴嘴部(1)的噴流(3)的勢流核心區(5)的終端(50)的更下游側。
【專利說明】除塵裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及除塵裝置。
【背景技術】
[0002]一直以來，家庭用液晶電視或智能手機、平板終端等的LCD面板制造，為了提高合格品率，在凈室內工序中，使從凈化器頭的噴嘴部吹出的噴流碰撞在塑料或玻璃等的基板表面，進行微粒子等異物的除去(例如，參照專利文獻I)。
[0003]專利文獻
專利文獻1:日本特開平11-235559號公報。
【發明內容】
[0004]可是，存在著這樣的問題:伴隨著成為除塵對象的工件(基板)的大型化，供給至凈化器頭(除塵頭)的氣體流量增加，消耗很大的能量(電力)。
[0005]于是，本發明的目的在于，提供一種不使消耗能量增加就能夠得到充分的除去效果的效率良好的除塵裝置。
[0006]為了達成上述目的，本發明的集塵裝置，工件的被除塵面配設于過渡區域內，該過渡區域形成在來自噴嘴部的噴流的勢流核心區的終端的更下游側。
[0007]另外，在將上述噴嘴部的噴出縫隙的縫隙寬度尺寸設為S并將上述噴出縫隙的出口部與上述被除塵面的間距尺寸設為H時，以滿足下述算式I的方式，設定上述S，將上述被除塵面設為上述過渡區域內，
[算式 1JH/9 ≤ S < H/6。
[0008]另外，在將上述噴流的上述被除塵面處的噴出方向的時間平均流速的最大值設為Umax并將上述噴流的噴出方向的速度變動值的強度的最大值設為V’max時，構成為滿足下述算式2和下述算式3，
[算式 2] 110 < Umax < 150 (單位:m/s)
[算式 3] 6.0S (V，max/Umax) X 100 < 12。
[0009]能夠使從噴嘴部噴出的空氣流量減少，縮短(所產生的)勢流核心區的全長，將被除塵面設為勢流核心區終端的更下游側。這樣，由此，能夠以少的消耗能量(流量)得到充分的除塵效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是顯示本發明的實施的一個方式的主要部分斷裂立體圖。
[0011]圖2是顯示噴嘴部的一個示例的剖面圖。
[0012]圖3是用于構成及作用的說明的圖。
[0013]圖4是顯示實施例和比較例的實際測量結果的圖表。
[0014]圖5是顯示間距尺寸與除去率的關系的圖解圖。[0015]圖6是顯示時間平均流速的最大值與內壓的關系的圖解圖。
[0016]圖7是顯示時間平均流速的分布的圖解圖。
[0017]圖8是顯示速度變動值的強度的分布的圖解圖。
[0018]圖9是顯示速度變動值的強度的最大值與內壓的關系的圖解圖。
[0019]圖10是對第I裝置和第2裝置比較8kPa下的速度變動頻譜分布的圖解圖。
[0020]圖11是對第I裝置和第2裝置比較IlkPa下的速度變動頻譜分布的圖解圖。
[0021]圖12是對第I裝置和第2裝置比較14kPa下的速度變動頻譜分布的圖解圖。
[0022]圖13是顯示除去率與內壓的關系的圖解圖。
[0023]圖14是第2裝置的噴嘴部的剖面圖。
【具體實施方式】
[0024]以下，基于圖示的實施方式，詳細說明本發明。
[0025]本發明所涉及的集塵裝置，如圖1所示，具備:凈化器頭(除塵頭)9，其在內部具有供給加壓空氣的貯氣室11和負壓的吸氣室12 ;以及省略圖示的加壓且吸引用的鼓風機裝置，其將空氣供給至凈化器頭9的貯氣室11，并且，對吸氣室12內進行真空吸引。
[0026]另外，能夠利用變換器來調節由鼓風機裝置供給至貯氣室11的空氣量而調整貯氣室11的內壓P。
[0027]凈化器頭9具有用于將貯氣室11內的空氣向外部噴出的噴嘴部I和將外部與吸氣室12連通的吸入口 19。
[0028]而且，由來自噴嘴部I的噴流(空氣射流)3使附著于液晶顯示器用的玻璃基板等的工件W的被除塵面Wa的微粒子等異物剝離，將該異物經由吸入口 19而吸入吸氣室12，從而除塵。
[0029]噴嘴部I具有用于將貯氣室11內的空氣排出至外部的噴出槽10，該噴出槽10沿著凈化器頭9的長度方向Lltl形成。
[0030]如圖2所示，噴出槽10具有:橫剖面直線狀的空氣流入部13，其與貯氣室11連接；橫剖面三角形狀的第I腔部(寬幅中間部)14，其與空氣流入部13的下游側連通，隨著朝向外部(噴出)側而擴開；橫剖面直線狀的腔連接部15，其與第I腔部14的下游側連通；橫剖面三角形狀的第2腔部(寬幅中間部)16，其與該腔連接部15的下游側連通，隨著朝向外部側而擴開；剖面矩形狀的第3腔部17，其與該第2腔部16的下游側連通，寬度比連接部15更寬；以及噴出縫隙18，其將第3腔部17的下游側與外部連通。空氣流入部13和腔連接部15的寬度尺寸形成為相同的尺寸。
[0031]噴嘴部1，將由第I腔部14和第2腔部16等在下游側(腔內下游端角部)產生的攪亂傳遞至上游側的氣流(腔內上游的剝離氣流)而造成影響，通過對受到該影響的氣流(漩渦)在下游產生的攪亂進行影響的反饋機構，從而對氣流造成高頻的變動。
[0032]如圖3所示，從噴出縫隙18噴出的噴流3，具有速度不衰減的(一定的)勢流核心區(potential core)(區域)5、在勢流核心區5的終端(消滅位置)50的更下游側紊亂為發展階段的過渡區域(發展區域)E以及經過過渡區域E而充分地發展的湍流擴散氣流的完全發展區域(擴散區域)F。另外，第I腔部14和第2腔部16等所形成的反饋機構使得噴流3為附加高頻的(速度和壓力)變動的氣流。[0033]一直以來，使大量的空氣趨勢良好地噴出，而且，將噴嘴相對于工件W而盡可能地接近而配置，將工件W的被除塵面Wa配設于勢流核心區5內，這適合于除塵。因此，對于大型的工件W，將大量的空氣趨勢良好地噴出，這消耗很大的能量。
[0034]于是，本
【發明者】為了謀求節能且同時也謀求除塵效率的改善，進行專心研究，進行這樣的獨特的構思:在噴流3的勢流核心區5的終端50的更下游側且完全發展區域F的更上游側的過渡區域E內，設置工件W的被除塵面Wa。
[0035]另外，研究探明，如果將噴出縫隙18的出口部J與被除塵面Wa的間隙G的間距尺寸設為H [mm]，將勢流核心區5的長度尺寸(從出口部J至終端50的長度尺寸)設為L [mm]，那么，在噴流3的勢流核心區5的終端50的更下游側，如果超過勢流核心區5的長度尺寸L的1.5倍，則除塵效率下降。即，找到L < H≤3L/2的范圍。
[0036]而且，著眼于勢流核心區5與噴出縫隙18的關系的話，將噴出縫隙18的縫隙寬度尺寸設為S [mm]，在實用的0.1mmSSS IOmm的范圍，實際測量所產生的勢流核心區5的長度尺寸L，結果，勢流核心區5的長度尺寸L為縫隙寬度尺寸S的5倍飛倍。于是，被除塵面Wa，為了比勢流核心區5的終端50更可靠地配設于下游側，考慮H > 6S。
[0037]結果，使本發明所涉及的除塵裝置滿足下述算式1，設定縫隙寬度尺寸S和間距尺寸H，將被除塵面Wa設為過渡區域E內，
[算式 l]H/9 ( S <H/6。
[0038]此外，優選，在Imm≤H≤2mm的范圍，設定滿足上述算式I的縫隙寬度尺寸S。
[0039]在此，使用實施例和比較例的試驗結果，說明作用和效果。
[0040]首先，實施例構成為，具有圖2的噴嘴部1，使間距尺寸H為1.5_，使縫隙寬度尺寸S為0.2mm，滿足算式I。
[0041]接著，將作為具有圖2的噴嘴部1、使間距尺寸H為1.5mm、使縫隙寬度尺寸S為
0.4mm而不滿足算式I的構成的除塵裝置(換言之，在勢流核心區5的終端50的上游配設有被除塵面Wa的除塵裝置)作為比較例。另外，實施例和比較例的貯氣室11的內壓P管理(控制)為相同(14kPa)。
[0042]對于粒子徑為3 μ m的粒子和粒子徑為1.6 μ m的粒子，分別測定除去率Y。在圖4的圖表中顯示除去率Y以及噴流3的平均流速、噴流3的速度變動值的強度。后面敘述測定方法。
[0043]如從圖4顯而易見的，實施例，對于3μπι的粒子，為與比較例同等的除去率Y，對于1.6μπι的粒子，除去率Y與比較例相比更優異。實施例，由于內壓P與比較例相同，縫隙寬度尺寸S為2分之1，因而流量與比較例相比而顯著地減少。即，實施例，與比較例相t匕，供給空氣量為大致一半即可，能夠使用于向凈化器頭9供給空氣的裝置(鼓風機裝置)小型化。
[0044]接著，將具有圖2的噴嘴部1、使縫隙寬度尺寸S為0.2_的除塵裝置稱為第I裝置，進行在使被除塵面Wa從勢流核心區5的終端50的更下游側逐漸離開的情況的除去率Y的測定。
[0045]另外，在圖5中顯示了測定使第I裝置的貯氣室11的內壓P變化為8kPa、llkPa、14kPa的情況的除去率Y的變化的實際測量結果。
[0046]如從圖5顯而易見的，顯示了如果增加H則除去率Y下降的傾向。由于S=0.2mm，因而滿足算式I的H的范圍成為1.2mm < H≤1.8mm。如果超過1.8mm，則除去率Y急劇地下降。
[0047]即，如果如上述的比較例那樣將被除塵面Wa配設于勢流核心區5內，那么，即使時間平均流速大，速度變動值的強度也小，除去率差。而且，如圖5所示，如果從勢流核心區5的終端50過度離開，那么，與被除塵面Wa碰撞的噴流3的平均流速過小，不能得到充分的除塵效果(除去率Y下降)。
[0048]另外，在將噴流3的被除塵面Wa處的噴流3的噴出方向(y方向)的時間平均流速設為U[m/s]并將其最大值設為Umax[m/S]、將噴流3的噴出方向的速度變動值的強度(RMS值)設為V’ [m/s]并將其最大值設為V’max[m/S]時，本發明所涉及的除塵裝置構成為，滿足下述算式2和下述算式3，
[算式 2] 110 < Umax < 150 (單位:m/s)
[算式 3] 6.0 ≤ (V，max/Umax) X 100≤ 12。
[0049]更優選，構成為滿足下述算式4和下述算式5，
[算式 4] 120 ≤ Umax < 150 (單位:m/s)
[算式 5] 7.5 ≤(V，max/Umax) X 100 ≤ 12。
[0050]在此，以具有圖14的噴嘴部I’的除塵裝置作為第2裝置，使用與上述的第I裝置比較的結果，說明作用和效果。
[0051]圖14的噴嘴部I’，從圖2的噴嘴部I省略第I腔部14、腔連接部15以及第2腔部16，將空氣流入部13和第3腔部17直接連結。縫隙寬度尺寸S等共同構成部的尺寸相同。
[0052]另外，第I裝置及第2裝置，使縫隙寬度尺寸S為0.2mm,使間距尺寸H為L 5mm,兩者都滿足算式I。另外，使各裝置的貯氣室11的內壓P變化為8kPa、llkPa、14kPa。
[0053]說明各裝置的噴流3的測定結果。此外，如圖3所示，以噴出縫隙18的出口部J的出口寬度方向中央位置Jo為原點，沿水平方向取X坐標，沿噴出方向(在圖示中，鉛垂向下)取Y坐標。
[0054]關于第I裝置及第2裝置，在圖6中顯示進行X=0mm、Y=L 5mm的噴流3的噴出方向(Y方向)時間平均流速的最大值Umax的測定的結果。
[0055]如從圖6顯而易見的，顯示第I裝置和第2裝置都隨著內壓P的增加而時間平均流速的最大值Umax變大的傾向。
[0056]接著，在內壓P為14kPa的情況下，在圖7中顯示以Y=L 5mm實際測量時間平均流速U的X方向的分布的結果。
[0057]如從圖7顯而易見的，第I裝置和第2裝置的差幾乎看不到。即，得知，在同一內壓下，噴流3的氣流的平均的特性不因噴嘴部1、1’的形狀的差異而變化。
[0058]接著，關于噴流3的噴出方向的速度變動值的強度V’，在圖8中顯示以Y=L 5_測定X方向的分布的結果。
[0059]如從圖8顯而易見的，得知，速度變動值的強度的最大值，不出現在計測時間平均流速的最大值的噴嘴正下方的x=0，而是出現在測定平均流速的最大值的半值幅度附近的X≈0.3。考慮到，在該位置，時間平均流速的分布的斜度大，由于剪切層的形成而產生大的速度變動。[0060]另外，第I裝置的速度變動值的強度成為比第2裝置更大的結果。推測出，這是由于圖2的噴嘴部I具有剖面三角形狀的第I腔部14和第2腔部16的構造的效果變得顯著。
[0061]接著，在圖9中顯示了速度變動值的強度的最大值V’ max和貯氣室11的內壓P的關系。
[0062]如從圖9顯而易見的,與時間平均流速的最大值Umax同樣地,存在著隨著忙氣室11的內壓的增加而V’max增加的傾向。另外，第I裝置的V’max比第2裝置的V’max更大。此外，省略圖示，但壓力變動為與針對速度變動的結果相同的傾向。
[0063]另外，在圖10至圖12中顯示了比較第I裝置和第2裝置的各內壓P下的速度變動頻譜分布的圖解圖。
[0064]如從圖10至圖12顯而易見的，可以說，在8kPa、llkPa、14kPa的各內壓P下，在l(T20kHz的高頻域，第I裝置顯著地高于第2裝置的頻譜強度，大大地有助于速度變動值的強度的差。即，考慮到，第I腔部14和第2腔部16有效地起作用。
[0065]而且，被除塵面Wa處的噴出方向的時間平均流速的最大值Umax和噴出方向的速度變動值的強度的最大值V’max為以下的結果。
[0066]第I 裝置,在內壓 P 為 8kPa 的情況下，Umax=116m/s, V’max=7.3m/s。在 IlkPa 的情況下，Umax=12 3m/s, V’ max=I 0.4m/s。在 14kPa 的情況下，Umax=13 5m/s, V’ max=12.3m/s。
[0067]第2 裝置,在內壓 P 為 8kPa 的情況下，Umax=lllm/s, V’max=5.0m/s。在 IlkPa 的情況下，Umax=123.5m/s, V' max=5.5m/s。在 14kPa 的情況下，Umax=132m/s, V’max=6.0m/s。
[0068]如從上述結果顯而易見的，第I裝置是滿足算式2和算式3的構成，第2裝置是不滿足算式2和算式3的構成。
[0069]接著，在圖13中顯示了使用第I裝置和第2裝置來對粒子徑3 μ m的二氧化硅和丙烯復合化合物粒子進行除去率Y的測定的結果。
[0070]如從圖13顯而易見的，得知，隨著內壓P的增加，粒子的除去率Y變大。換言之，可以說，隨著時間平均流速變大，除去率Y提高。另外，成為第I裝置的除去率Y高于第2裝置的除去率Y的結果。
[0071]在此，在同一內壓下，第I裝置及第2裝置的時間平均流速的大小和分布形狀，幾乎看不到差。可是，速度變動值的強度能夠看到差。即，在時間平均流速相同的情況下，除去率Y與速度變動值的強度的傾向相對應。對于粒子的除去，除了噴流3的時間平均流速的大小之外，速度變動值的強度的大小也重要，滿足算式2和算式3的構成使時間平均流速與速度變動值的強度的平衡良好的(最適合于除塵的)噴流3產生。
[0072]即使第I裝置的時間平均流速的最大值Umax比第2裝置的時間平均流速的最大值Umax更小(如果比較第I裝置的內壓P為IlkPa的情況和第2裝置的內壓P為14kPa的情況)，第I裝置(滿足算式2和算式3的構成)為比第2裝置(不滿足算式2和算式3的構成)更優異的除去率Y，消耗能量少，同時也能夠得到充分的除塵效果。
[0073]另外，在第I裝置中，是在內壓P為8kPa的情況下不滿足算式4和算式5的構成，是在內壓P為llkPa、14kPa的情況下滿足算式4和算式5的構成。
[0074]如從圖13顯而易見的，滿足算式4和算式5的構成，除去率Y超過99%，發揮非常優異的除塵效果。即，可以說，通過滿足算式4和算式5，從而通過除塵而使最佳的噴流3產生。例如，設定縫隙寬度尺寸S，控制(設定)貯氣室11的內壓P，由此，能夠得到滿足算式4和算式5的構成。
[0075]此外，時間平均流速和速度變動值的測定方法，在從噴出縫隙18的出口寬度方向中央位置Jo離開1.5mm的位置(Y=l.5mm)處,設置I型熱線流速計,來自I型熱線流速計的輸出記錄于數字示波器，算出時間平均流速，并且，求出速度變動值的強度。測定沿X方向以0.02mm的間隔進行。
[0076]另外，除去率Y的測定方法，將厚度0.7mm、表面積為300mmX400mm的附帶鉻膜的
玻璃基板用作工件W。
[0077]在預先充分地進行凈化的工件W的被除塵面Wa上，利用注射器來將測試粒子散布成一樣。將工件W固定于吸附工作臺，將凈化器頭9以lOOmm/sec的速度搬送，進行被除塵面Wa整面的凈化(除塵試驗)。測定粒子散布前的附著粒子數IV散布后的粒子數Ii1、凈化(除塵試驗)后的殘留附著粒子數n2。粒子除去率(除塵率)Y%由下述算式6求出。此外，將表面檢查裝置(日立高新技術公司制:GI4830)用于附著粒子數的計數，在等級100的凈室內測定。除塵率針對同一試驗條件而進行3次以上計測，采用其平均值，
[算式 6] Y = {100 (n「n2)} / (n「n0)。
[0078]此外，本發明能夠進行設計變更，腔部不限于圖2的剖面形狀，也可以作為橫長(寬度長)矩形狀或下方縮小狀的三角形狀。工件W是紙、膜、金屬箔等的片體、塑料基板、玻璃基板等面板體等，未特別地限定。另外，構成為噴嘴部I相對于被除塵面Wa而相對地移動并進行除塵即可。例如，任意構成為固定凈化器頭9且由搬送裝置搬送工件W并同時進行除塵、或構成為如除去試驗那樣固定工件W并使凈化器頭9移動而進行除塵或構成為將兩者都移動并同時進 行除塵等。
[0079]如以上那樣，本發明的集塵裝置，由于工件W的被除塵面Wa配設于形成在來自噴嘴部I的噴流3的勢流核心區5的終端50的更下游側的過渡區域E內，因而能夠使從噴嘴部I噴出的空氣流量減少，能夠以少的消耗能量(電力)得到充分的除塵效果。或者，在使噴出的空氣流量與現有技術相同(能量消耗量與現有技術相同)的情況下，能夠使凈化能力提高。尤其是，能夠以高的除去率除去2μπι以下的極微細的異物。
[0080]另外，由于在將噴嘴部I的噴出縫隙18的縫隙寬度尺寸設為S并將噴出縫隙18的出口部J與被除塵面Wa的間距尺寸設為H時，以滿足上述的算式I的方式，設定S，將被除塵面Wa設為過渡區域E內，因而能夠以少的流量得到充分的除去率Y，能夠對凈化工序的運行成本的削減作出貢獻。
[0081]另外，構成為在將噴流3的被除塵面Wa處的噴出方向的時間平均流速的最大值設為Umax并將噴流的噴出方向的速度變動值的強度的最大值設為V’ max時，滿足上述的算式2和上述的算式3，因而即使使流速和內壓(比現有技術更)低，也能夠得到充分的除塵效果。或者，如果平均流速(貯氣室11的內壓P)與現有技術相同，則能夠得到比現有技術更優異的除去率Y。
[0082]符號說明
I噴嘴部
3噴流
5 勢流核心區 18 噴出縫隙50 終端
E 過渡區域
H 間距尺寸
J 出口部
S 縫隙寬度尺寸
Umax 時間平均流速的最大值
V' max 速度變動值的強度的最大值
W 工件
Wa 被除塵面
【權利要求】
1.一種除塵裝置，其特征在于，工件(W)的被除塵面(Wa)配設于過渡區域(E)內，所述過渡區域(E)形成在來自噴嘴部(I)的噴流(3)的勢流核心區(5)的終端(50)的更下游側。
2.根據權利要求1所述的除塵裝置，其特征在于，在將所述噴嘴部(I)的噴出縫隙(18)的縫隙寬度尺寸設為S并將所述噴出縫隙(18)的出口部(J)與所述被除塵面(Wa)的間距尺寸設為H時，以滿足下述算式I的方式，設定所述S，將所述被除塵面(Wa)設為所述過渡區域(E)內， [算式 1JH/9 ≤ S < H/6。
3.根據權利要求2所述的除塵裝置，其特征在于，在將所述噴流(3)的所述被除塵面(Wa)處的噴出方向的時間平均流速的最大值設為Umax并將所述噴流的噴出方向的速度變動值的強度的最大值設為V’ max時，構成為滿足下述算式2和下述算式3， [算式 2] 110 < Umax < 150 (單位:m/s)
[算式 3] 6.0 ≤(V，max/Umax) X 100 ≤ 12。
【文檔編號】B08B5/02GK103831274SQ201310264643
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年6月28日 優先權日:2012年11月22日
【發明者】添本和彥, 加藤健司, 脅本辰郎, 宇澤啟 申請人:株式會社伸興, 公立大學法人大阪市立大學