지구환경에 해를 끼치지 않는(ODP, GWP가 낮은) 탄화수소 용매(Solvent)를 세정용액으로 사용해 금속 부품표면에 묻은 그리스 등 기름때를 제거 하는 장치이다.

 

탄화수소 용매는 이수화학(주)에서 생산되는 D-SOL 170으로 대기압 상태에서 증발온도가 190℃, Flash point 60℃, 로 대기상태에서는 불이 잘 붙지 않는다.

이로 인해 다른 용매에 비교해 휘발성이 낮아 건조가 잘되지 않는 특징을 가졌다,

 

세척 용기 내부를 1Torr이하의 진공을 유지하고 용기 하부 바닥면을 이중벽으로 하고 이중벽 사이에 온도 160℃ 열매유가 항상 흐르게 하고 용기 상부에는 열교환기를 두고 열교환기 관로에 세척 시에는 냉각수가 건조 시에는 가열수가 흐르게 한다.

 

세척 시에는 용기 내부에 세정용액인 탄화수소 용매가 하부로 부터 주입되면 세정용액은 1Torr이하의 진공 분위기에서 160℃ 고온 바닥면에 접하므로 순간적으로 끓어 증발하고 상부 냉각열교환기에 의하여 응축 낙하 한다.

세정용액 자체가 강한 진동을 발생하고 이 강한 진동에 의해 금속표면의 그리스 등 기름때를 순간적으로 녹여 낸다.

 

세척으로 인해 오염된 세정용액은 재생기로 보내져서 증류 재생하므로 금속표면으로부터 녹아 나온 그리스와 세정용액이 분리 재생해 재사용하므로 지구환경에 오염된 공해물질을 배출하지 않는 친환경 금속 부품 세척정치이다.

 

 

그림1과 같이 세척기, 재생기, 세정용액 저장용기, 진공펌프, 연결 관로 및 개폐밸브, 전열기로 가열되는 열매유가열기, 전기제어장치로 구성돼 있다.

 

특히 진공펌프에 의해 기밀용기(세척 조, 재생기) 내부의 불 응축기체를 배출 할 때 세정용액 증기가 대기 중으로 방출되지 않게 진공펌프 흡입 측과 토출 측에 각각 냉각수가 흐르는 응축기를 두고 세정용액증기를 응축해 분리 회수하므로 대기 중으로 배출되는 세정용액은 거의 없다.

 

가연성인 세정용액을 가열하는 가열기는 열매 유에 의해 가열되고 열 매유는 전열기에 의한 별도 가열장치에 의하여 가열된다.

 

전열기에 공급 되는 전력은 정밀한 전압조절장치에 의해 공급되며, 모든 공정의 제어는 PLC에 의해 자동 제어 되고 압력, 온도 및 액위 등 Analog 신호는 PLC 연산제어 System에 의해 자동연산 되고 그리고 HMI Touch panel에 의해 장치의 작동상태가 일목요연하게 표시된다.

 

특히 안전을 고려하여 세정용액이 저장되는 모든 용기는 진공상태를 유지 하고 누설에 의한 진공 파괴 속도가 아주 낮아 정전 상태에서 수개월간 진공 상태를 유지 하므로 가연성 세정용액의 유출은 발생 하지 않는다.

 

 

세척공정에는 1차 세정과 2차 세정으로 구분 하고 1차세정은 금속 표면에 묻은 그리스 와 기름때를 세정용액으로 녹여 세정 하는 것, 2차세정은 1차 세정을 한 세정용액을 세척 조에서 배출하고 진공 후에 재생된 오염되지 않는 세정용액으로 헹굼 세정을 하는 것이다.

 

1차 세정을 한 오염된 세정용액은 재생 기 증발조로 유입되어 그리스 나 윤활유 등은 세정용액에 비교해 증발 온도가 상대적으로 높아 증발하지 못하고 세정용액만 증발하여 재생 기 응축 조에서 응축액화 한다.

 

2차세정인 헹굼 세정을 한 세정용액은 1차 세정을 하기위해 세정액 저장용기에 저장된다.

 

세척기에서 세척을 하는 원리는

 1) 세정용액의 용해력(Solubility)을 이용하는 것으로 용해력은 온도가 높을수록 증가하는데 세정용액의 끓는 점(Bubble Point)에서 최고이다.

 

 2) 그리고 세정용액이 진동하는 세기에 비례해 세척력이 증가 한다.

 

세척조 내부에 세척물을 장입하고 기밀 된 상태에서 용기 내부의 공기를 진공펌프로 배출 1Torr이하의 압력을 유지 하고 하부 바닥은 160℃ 상부 냉각기는 냉각수를 흘리면서 세정용액이 하부로 부터 유입되면 세정용액은 상기와 같은 두 가지의 조건을 동시에 형성 하므로 최상의 세척력을 발휘해 세척을 한다.

 

► 건조공정

세척공정이 완료하고 세척 실에 약간의 공기를 주입해 세정용액을 모두 세정용액 저장조로 배출하고 금속표면에 묻은 세정용액을 증발 건조 한다.

 

세정용액을 증발 건조하기 위해 세척 조 내부에 충진 된 세정용액 증기를 진공펌프로 배출해 1Torr이하의 진공 상테를 유지 할 경우 하부 바닥의 고온의 열이 용액이 묻어 있는 세척 물 금속포면으로 전도가 잘 되지 않으므로 세척 물에 금속 표면에 묻은 세정용액을 증발 시킬 증발열이 하부바닥 고온의 열매유로 부터 잘 전달되지 못한다.

그래서 외부로부터 공기를 주입 하여 열의 전도도를 향상하고 주입된 공기에 세정용액이 증발한 증기가 혼합되고 세정용액 증기가 포화상태에 도달하면 진공 펌프가 자동으로 가동돼 공기와 포화 증기를 배출해 세척실 내부가 1Torr에 도달하면 공기가 다시 일정량 주입된다.

 

이와 같은 작동을 반복하므로 건조가 진행되는데 이때 주입되는 공기의 양에 따라 건조 효율이 차이가 난다.

 

건조공정 초기에는 유입되는 공기의 양이 적어야 하고 건조 시간이 지남에 따라 세척 실 내부의 세정용액 증기의 비율이 감소하므로 이에 따라 공기의 공급량이 증가 한다.

 

그리고 세척조 내부의 냉각관로에 흐르는 물은 세척공정에서는 냉각수가 공급되지만 건조공정일 경우에는 재생 기 응축관로에서 약 100℃로 가열된 고온수를 흘리므로 건조효과를 향상한다.

 

 

그림1과 같이 재생기, 세정용액 저장조가 관로로 서로 연결된 상태이고. 이 공간 내부를 1Torr 이하의 진공상태를 유지하고 재생 기 증발 조에 그리스와 윤활유가 녹아 오염된 세정용액이 유입돼 진공상태에서 약 120℃로 가열하면 세정용액만 증발해 이때 증발한 세정용액 증기의 포화증발 기체 압력은 약 100Torr에 도달하고 재생용기 내부의 불 응축기체를 배출하는 배출 관을 응축 조 냉각관로를 통과한 위치에 두고 진공펌프를 가동해 재생용기 내부의 불 응축기체를 배출시 세정용액 증기는 냉각기를 통과 시 응축 낙하하고 불 응축기체만 배출되므로 진공펌프에 유입되는 기체는 모두 불응축기체로 진공펌프에 캐비테이션이 발생하지 않으므로 소음이 없다.

 

진공펌프 작동은 재생용기 내부 온도를 일정 하게 유지 한 상태에서 불응축기체가 없으면 일정압력을 유지 하지만 외부로 부터 불 응축기체 유입으로 인 하여 압력상승이 발생한다.

압력상승 신호를 받아 진공펌프가 작동 하게 하므로 재생용기 내부 에는 항상 일정온도 및 일정압력을 유지 한다.

일정온도를 유지함에 있어 재생 양을 최대로 유지 하기위해 가열기에 공급되는 전력을 전열기 정격전력을 연속하여 공급하고 온도 상승에 따라 응축조의 냉각관로에 흐르는 냉각수 흐름을 제어하므로 냉각수의 소비량을 절약함과 동시에 고온의 냉각수를 세척 후 건조 시 세정용액 증발에너지로 활용한다.

 

< 특 장 (Feature) >

 

 1) 세정용액으로 사용하는 용매는 ODP, GWP가 영인 물질로 지구 환경을 파괴 하지 않는다.

 

 2) 모든 공정이 대기압 보다 낮은 진공상태에서 진행되므로 대기 중으로 용액의 누설이 발생할 수 없고 정전 상태에서 수개월 동안 진공 상태를 유지 한다.

 

 3) 예고치 않은 정전시를 대비해 개폐밸브는 축적된 압축공기로 작동되고 예고 없는 정전 시에는 모든 개폐밸브는 자동으로 닫힌다.

 

 4) 용매(Solvent)의 용해도(Solubility)는 액상에서 온도가 높을수록 증가 하고 끓는점(Bubble Point)에서 최대인 점에 착안해 세척 실 압력과 온도를 감지하고 항상 자동으로 세정용액이 Bubble Point를 유지해 용해도 와 진동의 세기를 극대화해 세척력을 최고로 향상했다.

 

 5) 증류재생공정에서 증발열은 전력으로 얻고 응축열을 냉각수에 방출하는데 방출되는 응축열을 그대로 버리지 않고 축적했다가 건조 공정 시 이용하므로 에너지를 절약함과 동시에 건조능력을 향상 한다.

 

 6) 증류 재생 시 증발열을 전력에너지로 공급 하고 공급되는 전력에너지에 의해 증발한 증기의 압력을 일정압력 으로 올려서 증발에너지를 축적했다가 건조 시 세정용액 증발열로 이용하므로 건조 능력을 향상함과 동시에 증류재생능력도 향상해 같은 전력으로 종래의 증류 재생기에 비교해 약 2배나 향상된 재생능력을 가졌다.