除尘装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及除尘装置。提供了能够以少的能量得到优异的除去效果的效率良好的除尘装置。工件(W)的被除尘面(Wa)配设于过渡区域(E)内，该过渡区域(E)形成在来自喷嘴部(1)的喷流(3)的势流核心区(5)的终端(50)的更下游侧。
【专利说明】除尘装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及除尘装置。
【背景技术】
[0002]一直以来，家庭用液晶电视或智能手机、平板终端等的LCD面板制造，为了提高合格品率，在净室内工序中，使从净化器头的喷嘴部吹出的喷流碰撞在塑料或玻璃等的基板表面，进行微粒子等异物的除去(例如，参照专利文献I)。
[0003]专利文献
专利文献1:日本特开平11-235559号公报。
【发明内容】
[0004]可是，存在着这样的问题:伴随着成为除尘对象的工件(基板)的大型化，供给至净化器头(除尘头)的气体流量增加，消耗很大的能量(电力)。
[0005]于是，本发明的目的在于，提供一种不使消耗能量增加就能够得到充分的除去效果的效率良好的除尘装置。
[0006]为了达成上述目的，本发明的集尘装置，工件的被除尘面配设于过渡区域内，该过渡区域形成在来自喷嘴部的喷流的势流核心区的终端的更下游侧。
[0007]另外，在将上述喷嘴部的喷出缝隙的缝隙宽度尺寸设为S并将上述喷出缝隙的出口部与上述被除尘面的间距尺寸设为H时，以满足下述算式I的方式，设定上述S，将上述被除尘面设为上述过渡区域内，
[算式 1JH/9 ≤ S < H/6。
[0008]另外，在将上述喷流的上述被除尘面处的喷出方向的时间平均流速的最大值设为Umax并将上述喷流的喷出方向的速度变动值的强度的最大值设为V’max时，构成为满足下述算式2和下述算式3，
[算式 2] 110 < Umax < 150 (单位:m/s)
[算式 3] 6.0S (V，max/Umax) X 100 < 12。
[0009]能够使从喷嘴部喷出的空气流量减少，缩短(所产生的)势流核心区的全长，将被除尘面设为势流核心区终端的更下游侧。这样，由此，能够以少的消耗能量(流量)得到充分的除尘效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是显示本发明的实施的一个方式的主要部分断裂立体图。
[0011]图2是显示喷嘴部的一个示例的剖面图。
[0012]图3是用于构成及作用的说明的图。
[0013]图4是显示实施例和比较例的实际测量结果的图表。
[0014]图5是显示间距尺寸与除去率的关系的图解图。[0015]图6是显示时间平均流速的最大值与内压的关系的图解图。
[0016]图7是显示时间平均流速的分布的图解图。
[0017]图8是显示速度变动值的强度的分布的图解图。
[0018]图9是显示速度变动值的强度的最大值与内压的关系的图解图。
[0019]图10是对第I装置和第2装置比较8kPa下的速度变动频谱分布的图解图。
[0020]图11是对第I装置和第2装置比较IlkPa下的速度变动频谱分布的图解图。
[0021]图12是对第I装置和第2装置比较14kPa下的速度变动频谱分布的图解图。
[0022]图13是显示除去率与内压的关系的图解图。
[0023]图14是第2装置的喷嘴部的剖面图。
【具体实施方式】
[0024]以下，基于图示的实施方式，详细说明本发明。
[0025]本发明所涉及的集尘装置，如图1所示，具备:净化器头(除尘头)9，其在内部具有供给加压空气的贮气室11和负压的吸气室12 ;以及省略图示的加压且吸引用的鼓风机装置，其将空气供给至净化器头9的贮气室11，并且，对吸气室12内进行真空吸引。
[0026]另外，能够利用变换器来调节由鼓风机装置供给至贮气室11的空气量而调整贮气室11的内压P。
[0027]净化器头9具有用于将贮气室11内的空气向外部喷出的喷嘴部I和将外部与吸气室12连通的吸入口 19。
[0028]而且，由来自喷嘴部I的喷流(空气射流)3使附着于液晶显示器用的玻璃基板等的工件W的被除尘面Wa的微粒子等异物剥离，将该异物经由吸入口 19而吸入吸气室12，从而除尘。
[0029]喷嘴部I具有用于将贮气室11内的空气排出至外部的喷出槽10，该喷出槽10沿着净化器头9的长度方向Lltl形成。
[0030]如图2所示，喷出槽10具有:横剖面直线状的空气流入部13，其与贮气室11连接；横剖面三角形状的第I腔部(宽幅中间部)14，其与空气流入部13的下游侧连通，随着朝向外部(喷出)侧而扩开；横剖面直线状的腔连接部15，其与第I腔部14的下游侧连通；横剖面三角形状的第2腔部(宽幅中间部)16，其与该腔连接部15的下游侧连通，随着朝向外部侧而扩开；剖面矩形状的第3腔部17，其与该第2腔部16的下游侧连通，宽度比连接部15更宽；以及喷出缝隙18，其将第3腔部17的下游侧与外部连通。空气流入部13和腔连接部15的宽度尺寸形成为相同的尺寸。
[0031]喷嘴部1，将由第I腔部14和第2腔部16等在下游侧(腔内下游端角部)产生的搅乱传递至上游侧的气流(腔内上游的剥离气流)而造成影响，通过对受到该影响的气流(漩涡)在下游产生的搅乱进行影响的反馈机构，从而对气流造成高频的变动。
[0032]如图3所示，从喷出缝隙18喷出的喷流3，具有速度不衰减的(一定的)势流核心区(potential core)(区域)5、在势流核心区5的终端(消灭位置)50的更下游侧紊乱为发展阶段的过渡区域(发展区域)E以及经过过渡区域E而充分地发展的湍流扩散气流的完全发展区域(扩散区域)F。另外，第I腔部14和第2腔部16等所形成的反馈机构使得喷流3为附加高频的(速度和压力)变动的气流。[0033]一直以来，使大量的空气趋势良好地喷出，而且，将喷嘴相对于工件W而尽可能地接近而配置，将工件W的被除尘面Wa配设于势流核心区5内，这适合于除尘。因此，对于大型的工件W，将大量的空气趋势良好地喷出，这消耗很大的能量。
[0034]于是，本
【发明者】为了谋求节能且同时也谋求除尘效率的改善，进行专心研究，进行这样的独特的构思:在喷流3的势流核心区5的终端50的更下游侧且完全发展区域F的更上游侧的过渡区域E内，设置工件W的被除尘面Wa。
[0035]另外，研究探明，如果将喷出缝隙18的出口部J与被除尘面Wa的间隙G的间距尺寸设为H [mm]，将势流核心区5的长度尺寸(从出口部J至终端50的长度尺寸)设为L [mm]，那么，在喷流3的势流核心区5的终端50的更下游侧，如果超过势流核心区5的长度尺寸L的1.5倍，则除尘效率下降。即，找到L < H≤3L/2的范围。
[0036]而且，着眼于势流核心区5与喷出缝隙18的关系的话，将喷出缝隙18的缝隙宽度尺寸设为S [mm]，在实用的0.1mmSSS IOmm的范围，实际测量所产生的势流核心区5的长度尺寸L，结果，势流核心区5的长度尺寸L为缝隙宽度尺寸S的5倍飞倍。于是，被除尘面Wa，为了比势流核心区5的终端50更可靠地配设于下游侧，考虑H > 6S。
[0037]结果，使本发明所涉及的除尘装置满足下述算式1，设定缝隙宽度尺寸S和间距尺寸H，将被除尘面Wa设为过渡区域E内，
[算式 l]H/9 ( S <H/6。
[0038]此外，优选，在Imm≤H≤2mm的范围，设定满足上述算式I的缝隙宽度尺寸S。
[0039]在此，使用实施例和比较例的试验结果，说明作用和效果。
[0040]首先，实施例构成为，具有图2的喷嘴部1，使间距尺寸H为1.5_，使缝隙宽度尺寸S为0.2mm，满足算式I。
[0041]接着，将作为具有图2的喷嘴部1、使间距尺寸H为1.5mm、使缝隙宽度尺寸S为
0.4mm而不满足算式I的构成的除尘装置(换言之，在势流核心区5的终端50的上游配设有被除尘面Wa的除尘装置)作为比较例。另外，实施例和比较例的贮气室11的内压P管理(控制)为相同(14kPa)。
[0042]对于粒子径为3 μ m的粒子和粒子径为1.6 μ m的粒子，分别测定除去率Y。在图4的图表中显示除去率Y以及喷流3的平均流速、喷流3的速度变动值的强度。后面叙述测定方法。
[0043]如从图4显而易见的，实施例，对于3μπι的粒子，为与比较例同等的除去率Y，对于1.6μπι的粒子，除去率Y与比较例相比更优异。实施例，由于内压P与比较例相同，缝隙宽度尺寸S为2分之1，因而流量与比较例相比而显著地减少。即，实施例，与比较例相t匕，供给空气量为大致一半即可，能够使用于向净化器头9供给空气的装置(鼓风机装置)小型化。
[0044]接着，将具有图2的喷嘴部1、使缝隙宽度尺寸S为0.2_的除尘装置称为第I装置，进行在使被除尘面Wa从势流核心区5的终端50的更下游侧逐渐离开的情况的除去率Y的测定。
[0045]另外，在图5中显示了测定使第I装置的贮气室11的内压P变化为8kPa、llkPa、14kPa的情况的除去率Y的变化的实际测量结果。
[0046]如从图5显而易见的，显示了如果增加H则除去率Y下降的倾向。由于S=0.2mm，因而满足算式I的H的范围成为1.2mm < H≤1.8mm。如果超过1.8mm，则除去率Y急剧地下降。
[0047]即，如果如上述的比较例那样将被除尘面Wa配设于势流核心区5内，那么，即使时间平均流速大，速度变动值的强度也小，除去率差。而且，如图5所示，如果从势流核心区5的终端50过度离开，那么，与被除尘面Wa碰撞的喷流3的平均流速过小，不能得到充分的除尘效果(除去率Y下降)。
[0048]另外，在将喷流3的被除尘面Wa处的喷流3的喷出方向(y方向)的时间平均流速设为U[m/s]并将其最大值设为Umax[m/S]、将喷流3的喷出方向的速度变动值的强度(RMS值)设为V’ [m/s]并将其最大值设为V’max[m/S]时，本发明所涉及的除尘装置构成为，满足下述算式2和下述算式3，
[算式 2] 110 < Umax < 150 (单位:m/s)
[算式 3] 6.0 ≤ (V，max/Umax) X 100≤ 12。
[0049]更优选，构成为满足下述算式4和下述算式5，
[算式 4] 120 ≤ Umax < 150 (单位:m/s)
[算式 5] 7.5 ≤(V，max/Umax) X 100 ≤ 12。
[0050]在此，以具有图14的喷嘴部I’的除尘装置作为第2装置，使用与上述的第I装置比较的结果，说明作用和效果。
[0051]图14的喷嘴部I’，从图2的喷嘴部I省略第I腔部14、腔连接部15以及第2腔部16，将空气流入部13和第3腔部17直接连结。缝隙宽度尺寸S等共同构成部的尺寸相同。
[0052]另外，第I装置及第2装置，使缝隙宽度尺寸S为0.2mm,使间距尺寸H为L 5mm,两者都满足算式I。另外，使各装置的贮气室11的内压P变化为8kPa、llkPa、14kPa。
[0053]说明各装置的喷流3的测定结果。此外，如图3所示，以喷出缝隙18的出口部J的出口宽度方向中央位置Jo为原点，沿水平方向取X坐标，沿喷出方向(在图示中，铅垂向下)取Y坐标。
[0054]关于第I装置及第2装置，在图6中显示进行X=0mm、Y=L 5mm的喷流3的喷出方向(Y方向)时间平均流速的最大值Umax的测定的结果。
[0055]如从图6显而易见的，显示第I装置和第2装置都随着内压P的增加而时间平均流速的最大值Umax变大的倾向。
[0056]接着，在内压P为14kPa的情况下，在图7中显示以Y=L 5mm实际测量时间平均流速U的X方向的分布的结果。
[0057]如从图7显而易见的，第I装置和第2装置的差几乎看不到。即，得知，在同一内压下，喷流3的气流的平均的特性不因喷嘴部1、1’的形状的差异而变化。
[0058]接着，关于喷流3的喷出方向的速度变动值的强度V’，在图8中显示以Y=L 5_测定X方向的分布的结果。
[0059]如从图8显而易见的，得知，速度变动值的强度的最大值，不出现在计测时间平均流速的最大值的喷嘴正下方的x=0，而是出现在测定平均流速的最大值的半值幅度附近的X≈0.3。考虑到，在该位置，时间平均流速的分布的斜度大，由于剪切层的形成而产生大的速度变动。[0060]另外，第I装置的速度变动值的强度成为比第2装置更大的结果。推测出，这是由于图2的喷嘴部I具有剖面三角形状的第I腔部14和第2腔部16的构造的效果变得显著。
[0061]接着，在图9中显示了速度变动值的强度的最大值V’ max和贮气室11的内压P的关系。
[0062]如从图9显而易见的,与时间平均流速的最大值Umax同样地,存在着随着忙气室11的内压的增加而V’max增加的倾向。另外，第I装置的V’max比第2装置的V’max更大。此外，省略图示，但压力变动为与针对速度变动的结果相同的倾向。
[0063]另外，在图10至图12中显示了比较第I装置和第2装置的各内压P下的速度变动频谱分布的图解图。
[0064]如从图10至图12显而易见的，可以说，在8kPa、llkPa、14kPa的各内压P下，在l(T20kHz的高频域，第I装置显著地高于第2装置的频谱强度，大大地有助于速度变动值的强度的差。即，考虑到，第I腔部14和第2腔部16有效地起作用。
[0065]而且，被除尘面Wa处的喷出方向的时间平均流速的最大值Umax和喷出方向的速度变动值的强度的最大值V’max为以下的结果。
[0066]第I 装置,在内压 P 为 8kPa 的情况下，Umax=116m/s, V’max=7.3m/s。在 IlkPa 的情况下，Umax=12 3m/s, V’ max=I 0.4m/s。在 14kPa 的情况下，Umax=13 5m/s, V’ max=12.3m/s。
[0067]第2 装置,在内压 P 为 8kPa 的情况下，Umax=lllm/s, V’max=5.0m/s。在 IlkPa 的情况下，Umax=123.5m/s, V' max=5.5m/s。在 14kPa 的情况下，Umax=132m/s, V’max=6.0m/s。
[0068]如从上述结果显而易见的，第I装置是满足算式2和算式3的构成，第2装置是不满足算式2和算式3的构成。
[0069]接着，在图13中显示了使用第I装置和第2装置来对粒子径3 μ m的二氧化硅和丙烯复合化合物粒子进行除去率Y的测定的结果。
[0070]如从图13显而易见的，得知，随着内压P的增加，粒子的除去率Y变大。换言之，可以说，随着时间平均流速变大，除去率Y提高。另外，成为第I装置的除去率Y高于第2装置的除去率Y的结果。
[0071]在此，在同一内压下，第I装置及第2装置的时间平均流速的大小和分布形状，几乎看不到差。可是，速度变动值的强度能够看到差。即，在时间平均流速相同的情况下，除去率Y与速度变动值的强度的倾向相对应。对于粒子的除去，除了喷流3的时间平均流速的大小之外，速度变动值的强度的大小也重要，满足算式2和算式3的构成使时间平均流速与速度变动值的强度的平衡良好的(最适合于除尘的)喷流3产生。
[0072]即使第I装置的时间平均流速的最大值Umax比第2装置的时间平均流速的最大值Umax更小(如果比较第I装置的内压P为IlkPa的情况和第2装置的内压P为14kPa的情况)，第I装置(满足算式2和算式3的构成)为比第2装置(不满足算式2和算式3的构成)更优异的除去率Y，消耗能量少，同时也能够得到充分的除尘效果。
[0073]另外，在第I装置中，是在内压P为8kPa的情况下不满足算式4和算式5的构成，是在内压P为llkPa、14kPa的情况下满足算式4和算式5的构成。
[0074]如从图13显而易见的，满足算式4和算式5的构成，除去率Y超过99%，发挥非常优异的除尘效果。即，可以说，通过满足算式4和算式5，从而通过除尘而使最佳的喷流3产生。例如，设定缝隙宽度尺寸S，控制(设定)贮气室11的内压P，由此，能够得到满足算式4和算式5的构成。
[0075]此外，时间平均流速和速度变动值的测定方法，在从喷出缝隙18的出口宽度方向中央位置Jo离开1.5mm的位置(Y=l.5mm)处,设置I型热线流速计,来自I型热线流速计的输出记录于数字示波器，算出时间平均流速，并且，求出速度变动值的强度。测定沿X方向以0.02mm的间隔进行。
[0076]另外，除去率Y的测定方法，将厚度0.7mm、表面积为300mmX400mm的附带铬膜的
玻璃基板用作工件W。
[0077]在预先充分地进行净化的工件W的被除尘面Wa上，利用注射器来将测试粒子散布成一样。将工件W固定于吸附工作台，将净化器头9以lOOmm/sec的速度搬送，进行被除尘面Wa整面的净化(除尘试验)。测定粒子散布前的附着粒子数IV散布后的粒子数Ii1、净化(除尘试验)后的残留附着粒子数n2。粒子除去率(除尘率)Y%由下述算式6求出。此外，将表面检查装置(日立高新技术公司制:GI4830)用于附着粒子数的计数，在等级100的净室内测定。除尘率针对同一试验条件而进行3次以上计测，采用其平均值，
[算式 6] Y = {100 (n「n2)} / (n「n0)。
[0078]此外，本发明能够进行设计变更，腔部不限于图2的剖面形状，也可以作为横长(宽度长)矩形状或下方缩小状的三角形状。工件W是纸、膜、金属箔等的片体、塑料基板、玻璃基板等面板体等，未特别地限定。另外，构成为喷嘴部I相对于被除尘面Wa而相对地移动并进行除尘即可。例如，任意构成为固定净化器头9且由搬送装置搬送工件W并同时进行除尘、或构成为如除去试验那样固定工件W并使净化器头9移动而进行除尘或构成为将两者都移动并同时进 行除尘等。
[0079]如以上那样，本发明的集尘装置，由于工件W的被除尘面Wa配设于形成在来自喷嘴部I的喷流3的势流核心区5的终端50的更下游侧的过渡区域E内，因而能够使从喷嘴部I喷出的空气流量减少，能够以少的消耗能量(电力)得到充分的除尘效果。或者，在使喷出的空气流量与现有技术相同(能量消耗量与现有技术相同)的情况下，能够使净化能力提高。尤其是，能够以高的除去率除去2μπι以下的极微细的异物。
[0080]另外，由于在将喷嘴部I的喷出缝隙18的缝隙宽度尺寸设为S并将喷出缝隙18的出口部J与被除尘面Wa的间距尺寸设为H时，以满足上述的算式I的方式，设定S，将被除尘面Wa设为过渡区域E内，因而能够以少的流量得到充分的除去率Y，能够对净化工序的运行成本的削减作出贡献。
[0081]另外，构成为在将喷流3的被除尘面Wa处的喷出方向的时间平均流速的最大值设为Umax并将喷流的喷出方向的速度变动值的强度的最大值设为V’ max时，满足上述的算式2和上述的算式3，因而即使使流速和内压(比现有技术更)低，也能够得到充分的除尘效果。或者，如果平均流速(贮气室11的内压P)与现有技术相同，则能够得到比现有技术更优异的除去率Y。
[0082]符号说明
I喷嘴部
3喷流
5 势流核心区 18 喷出缝隙50 终端
E 过渡区域
H 间距尺寸
J 出口部
S 缝隙宽度尺寸
Umax 时间平均流速的最大值
V' max 速度变动值的强度的最大值
W 工件
Wa 被除尘面
【权利要求】
1.一种除尘装置，其特征在于，工件(W)的被除尘面(Wa)配设于过渡区域(E)内，所述过渡区域(E)形成在来自喷嘴部(I)的喷流(3)的势流核心区(5)的终端(50)的更下游侧。
2.根据权利要求1所述的除尘装置，其特征在于，在将所述喷嘴部(I)的喷出缝隙(18)的缝隙宽度尺寸设为S并将所述喷出缝隙(18)的出口部(J)与所述被除尘面(Wa)的间距尺寸设为H时，以满足下述算式I的方式，设定所述S，将所述被除尘面(Wa)设为所述过渡区域(E)内， [算式 1JH/9 ≤ S < H/6。
3.根据权利要求2所述的除尘装置，其特征在于，在将所述喷流(3)的所述被除尘面(Wa)处的喷出方向的时间平均流速的最大值设为Umax并将所述喷流的喷出方向的速度变动值的强度的最大值设为V’ max时，构成为满足下述算式2和下述算式3， [算式 2] 110 < Umax < 150 (单位:m/s)
[算式 3] 6.0 ≤(V，max/Umax) X 100 ≤ 12。
【文档编号】B08B5/02GK103831274SQ201310264643
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年6月28日 优先权日:2012年11月22日
【发明者】添本和彦, 加藤健司, 胁本辰郎, 宇泽启 申请人:株式会社伸兴, 公立大学法人大阪市立大学