KR100500675B1

KR100500675B1 - 고유량 입자 분무장치

Info

Publication number: KR100500675B1
Application number: KR10-2003-0008199A
Authority: KR
Inventors: 안강호
Original assignee: 주식회사 에이앤피사이언스
Priority date: 2003-02-10
Filing date: 2003-02-10
Publication date: 2005-07-11
Also published as: WO2004069422A1; US20060163380A1; KR20040072218A

Abstract

본 발명은 분무액체를 미립화하고 건조하여 고유량의 입자를 생성하기 위한 고유량 입자 분무장치를 개시한다. 본 발명은 분무액체를 수용하는 용기와, 용기에 수용되어 있는 분무액체의 액면 위의 중앙에 위치하며 고유량의 기체를 분사하는 노즐과, 노즐에 의하여 분사되는 기체에 대하여 용기에 수용되어 있는 분무액체를 공급하는 분무액체공급수단과, 노즐에 의하여 분사되는 분무입자를 용기 밖으로 배출할 수 있도록 용기에 연통되는 분무입자배출관으로 구성된다. 그리고 분무입자배출관을 통하여 배출되는 분무입자를 건조하는 건조수단을 더 포함한다. 본 발명에 의하면, 노즐의 노즐구멍들을 통하여 고속의 공기를 용기의 수용실에 분사함과 동시에 수용실의 분무액체를 노즐구멍들에 공급하여 분사시킴으로써 분무입자로 미립화시키고, 용기 밖으로 배출되는 분무입자를 건조시켜 고유량의 입자를 효율적으로 생성할 수 있다. 또한, 단일 구조의 노즐에 의하여 고유량의 입자를 생성할 수 있으므로, 부품수가 감소되는 등 구조가 간단하여 생산성의 향상과 생산비의 절감으로 가격경쟁력을 확보할 수 있는 효과가 있다.

Description

고유량 입자 분무장치{HIGH FLOW PARTICLES ATOMIZER}

본 발명은 고유량 입자 분무장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분무액체를 미립화하고 건조하여 고유량의 입자를 생성하기 위한 고유량 입자 분무장치에 관한 것이다.

주지하고 있는 바와 같이, 산업분야 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있는 입자 분무장치는 분무액체를 미립화(Atomization)에 의하여 고유량의 분무입자로 분산시키고 분무입자에 함유되어 있는 수분을 증발시켜 건조된 미세 입자를 생성하는 장치이며, 압력식(Pressure type), 회전식(Rotary type), 이유체식(Twin-fluid type), 정전식, 초음파식 등 여러 가지 다양한 방식과 구조로 개발되어 있다.

한편, 0.3㎛ 크기의 분진을 여과할 수 있는 헤파필터(HEPA filter, High Efficiency Particulate Air filter), 0.1∼0.12㎛ 크기의 분진을 여과할 수 있는 울파필터(ULPA filter, Ultra Low Penetration Air filter) 등과 같은 고성능 필터류에 대한 여과효율의 시험에 사용되는 입자 분무장치는 시험시간의 단축을 위하여 고유량의 입자를 생성시킬 수 있는 성능이 요구되고 있다.

그러나 종래의 입자 분무장치는 고유량의 입자를 생성하기 위하여 분무액체의 공급과 미립화에 많은 부품수가 사용되고 있으며, 구조가 복잡하여 고가인 단점이 있다. 뿐만 아니라, 입자의 생성속도가 늦어 필터류의 실험에 사용하기 부적합한 문제가 있으며, 시험시간의 지연으로 인한 생산성의 저하를 그대로 감수하고 있는 실정에 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 여러 가지 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 간단한 구조에 의하여 고유량의 입자를 효율적으로 생성할 수 있는 고유량 입자 분무장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 분무액체를 수용하는 용기와; 용기에 수용되어 있는 분무액체의 액면 위의 중앙에 위치하며, 고유량의 기체를 분사하는 분사수단과; 분사수단에 의하여 분사되는 기체에 대하여 용기에 수용되어 있는 분무액체를 공급하는 분무액체공급수단과; 분사수단에 의하여 분사되는 분무입자를 용기 밖으로 배출할 수 있도록 용기에 연통되는 분무입자배출관으로 구성되고, 상기 분사수단은 상기 용기를 관통하여 기체를 도입하는 기체도입관과 연통되는 노즐로 이루어지며, 상기 노즐은 방사상으로 형성되는 복수의 노즐구멍들과 이 노즐구멍들 각각에 연통되며 상기 분무액체공급수단과 연결되는 석션포트를 갖는 고유량 입자 분무장치에 있다.

이하, 본 발명에 따른 고유량 입자 분무장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 분무장치는 분무액체(1), 예를 들어 폴리스틸렌라텍스(Polystylene latex), 오일(Oil)을 수용하는 스테인레스스틸 등과 같은 금속의 용기(10)를 구비하며, 용기(10)의 직립형 용기본체(12)에는 수용실(14)을 폐쇄하는 커버(16)가 조립되어 있다. 용기본체(12)의 외면에는 수용실(14)의 중앙에서 분무액체(1)의 액면(2) 위로 기체, 예를 들어 고압의 공기나 가스를 도입할 수 있도록 기체도입관(20)이 접속되어 있다.

기체도입관(20)은 기체공급장치(30)를 파이프라인(32)에 의하여 접속할 수 있도록 용기본체(12)의 외면을 관통하여 장착되어 있는 어댑터(Adapter: 22)와, 이 어댑터(22)에 접속되어 있으며 어댑터(22)를 통하여 도입되는 기체가 용기본체(12)의 중앙으로 도입되도록 기체의 통로(24)를 형성하는 연결관(26)으로 구성되어 있다. 연결관(26)은 수평관부(26a)의 말단에 아래를 향하여 수직하게 연장되어 있는 수직관부(26b)로 구성되어 있으며, 수직관부(26b)는 용기본체(12)의 수직중심축선에 정렬되어 있다. 기체공급장치(30)는 고압의 공기를 발생하여 공급하는 관용적인 에어컴프레서(Air compressor)와, 에어컴프레서로부터 공급되는 공기의 유량과 압력을 제어하는 에어컨트롤러(Air controller)로 구성할 수 있다.

도 1과 도 2를 참조하면, 기체도입관(20)의 수직관부(26b)에는 분무액체(1)의 액면(2) 위의 중앙에 위치하도록 용기본체(12)의 수용실(14)에 고유량의 기체를 분사하는 분사수단으로 노즐(40)이 장착되어 있다. 노즐(40)의 중앙에는 기체도입관(20)의 통로(24)와 연통되는 통로(42)가 형성되어 있고, 통로(42)에는 복수의 노즐구멍(44)들이 스로트(Throat: 46)에 의하여 방사상으로 연통되어 있다. 그리고 노즐구멍(44)들 각각의 내면 하부에는 석션포트(Suction port: 48)가 연통되어 있다. 도 2에는 6개의 노즐구멍(44)들이 등간격을 이루도록 형성되어 있는 것이 도시되어 있으나 이는 예시적인 것으로 노즐구멍(44)의 숫자 및 위치는 적절하게 변경할 수 있다.

또한, 노즐(40)의 석션포트(48)는 용기본체(12)에 수용되어 있는 분무액체 (1)를 공급하는 분무액체공급수단으로 액체공급관(50)의 통로(52)와 연통되어 있다. 액체공급관(50)의 헤드부(54)는 통로(52)가 노즐(40)의 석션포트(48)에 연통되도록 노즐(40)의 외면 하부에 결합되어 있으며 하단은 용기본체(12)의 바닥에 근접되어 있다.

도 1과 도 3을 참조하면, 본 발명의 분무장치는 커버(16)의 중앙에 구성되어 용기본체(12)의 수용실(14)과 연통되어 분무입자(3)를 배출하는 분무입자배출관 (60)과, 분무입자배출관(60)을 통하여 배출되는 분무입자(3)의 수분을 건조하여 입자(4)로 생성하는 건조장치(70)를 구비한다.

건조장치(70)는 분무입자배출관(60)과 동심을 이루도록 분무입자배출관(60)의 주위를 둘러싸는 열풍분사관(72)과, 열풍분사관(72)의 외면에 접속되어 있는 열풍도입관(24)과, 열풍도입관(74)에 공기를 공급하는 에어블로워(Air blower: 76)와, 열풍도입관(74)을 통하여 공급되는 공기에 열을 제공하여 열풍을 생성하는 히터(78)로 구성되어 있다. 본 실시예에 있어서 건조장치(70)의 에어블로워(76)는 기체공급장치(30)의 에어컴프레서와 에어컨트롤러로 대신할 수 있으며, 히터(78)는 열풍도입관(74)의 외면에 감겨져 설치되는 열선으로 구성할 수 있다.

또한, 도 1을 다시 참조하면, 용기본체(12)의 외측에는 외부에서 수용실(14)에 수용되어 있는 분무액체(1)의 수위를 관찰할 수 있는 액면계(80)가 설치되어 있다. 액면계(80)는 용기본체(12)의 외면 상하부에 서로 정렬되도록 접속되어 있는 상부 및 하부접속관(82, 84)과, 상부 및 하부접속관(82, 84)에 접속되어 있으며 투명한 관찰관(86)으로 구성되어 있다. 그리고 관찰관(86)의 외면에는 액면(2)의 수위를 확인할 수 있는 눈금이 표시되어 있다.

지금부터는 이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 고유량 입자 분무장치에 대한 작용을 설명한다.

도 1과 도 4를 참조하면, 작업자는 용기(10)의 커버(16)를 열고, 용기본체 (12)의 수용실(14)에 노즐(40)이 침수되지 않도록 소요량의 분무액체(1)를 수용한 후 커버(16)를 닫는다. 용기(10)의 수용실(14)에 수용되는 분무액체(1)의 수위는 액면계(80)의 관찰관(86)을 통하여 쉽게 확인할 수 있다.

다음으로, 기체공급장치(30)의 작동에 의하여 발생되는 고압의 공기를 기체도입관(20)의 어댑터(22)와 연결관(26)을 통하여 노즐(40)의 통로(42)에 공급하면, 노즐(40)의 통로(42)에 공급되는 공기는 스로트(46)를 지나 노즐구멍(44)들을 통하여 수용실(14)에 분사된다. 노즐(40)의 노즐구멍(44)들을 통하여 공기가 고속으로 배출되면, 베르누이의 정리에 의하여 석션포트(48)의 흡입구에 저압이 걸린다. 따라서, 액체공급관(50)의 통로(52)를 통하여 석션포트(48)의 흡입구로 분무액체(1)가 흡입된다.

계속하여 액체공급관(50)의 통로(52)와 노즐(40)의 석션포트(48)를 통하여 노즐구멍(44)들에 공급되는 분무액체(1)는 노즐구멍(44)들을 통과하는 고속의 공기에 의하여 분무입자(3)로 미립화되어 수용실(14)에 방사상으로 분사되며, 이때 분무입자(3)는 노즐구멍(44)들 각각에서 고유량으로 생성된다. 고속의 공기가 용기 (10)의 수용실(14)에 지속적으로 공급되면서 용기(10)의 내압이 증가하므로, 수용실(14)의 분무입자(3)는 분무입자배출관(60)을 통하여 용기(10) 밖으로 배출된다.

또한, 건조장치(72)의 에어블로워(76)가 작동하여 열풍도입관(74)을 통하여 공기를 공급하며, 히터(78)가 작동하여 열풍도입관(74)을 통과하는 공기를 가열하여 열풍을 생성한다. 이 열풍은 열풍분사관(72)을 통하여 분사되면서 분무입자배출관(60)을 통하여 배출되는 분무입자(3)와 접촉하여 분무입자(3)의 수분을 제거된다. 수분이 제거되어 건조된 입자(4)는 헤파필터, 울파필터 등과 같은 필터류의 시험에 사용한다.

이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 고유량 입자 분무장치에 의하면, 노즐의 노즐구멍들을 통하여 고속의 공기를 용기의 수용실에 분사함과 동시에 수용실의 분무액체를 노즐구멍들에 공급하여 분사시킴으로써 분무입자로 미립화시키고, 용기 밖으로 배출되는 분무입자를 건조시켜 고유량의 입자를 효율적으로 생성할 수 있다. 또한, 단일 구조의 노즐에 의하여 고유량의 입자를 생성할 수 있으므로, 부품수가 감소되는 등 구조가 간단하여 생산성의 향상과 생산비의 절감으로 가격경쟁력을 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 고유량 입자 분무장치의 구성을 나타낸 단면도,

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도,

도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 고유량 입자 분무장치의 작동을 설명하기 위하여 나타낸 단면도이다.

♣도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

1: 분무액체 3: 분무입자

10: 용기 14: 수용실

20: 기체도입관 30: 기체공급장치

40: 노즐 42: 통로

44: 노즐구멍 48: 석션포트

50: 액체공급관 60: 분무입자배출관

70: 건조장치 72: 열풍분사관

76: 에어블로워 78: 히터

80: 액면계 86: 관찰관

Claims

분무액체를 수용하는 용기와;

상기 용기에 수용되어 있는 상기 분무액체의 액면 위의 중앙에 위치하며, 고유량의 기체를 분사하는 분사수단과;

상기 분사수단에 의하여 분사되는 기체에 대하여 상기 용기에 수용되어 있는 분무액체를 공급하는 분무액체공급수단과;

상기 분사수단에 의하여 분사되는 분무입자를 상기 용기 밖으로 배출할 수 있도록 상기 용기에 연통되는 분무입자배출관으로 구성되고,

상기 분사수단은 상기 용기를 관통하여 기체를 도입하는 기체도입관과 연통되는 노즐로 이루어지며, 상기 노즐은 방사상으로 형성되는 복수의 노즐구멍들과 이 노즐구멍들 각각에 연통되며 상기 분무액체공급수단과 연결되는 석션포트를 갖는 고유량 입자 분무장치.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 분무입자배출관을 통하여 배출되는 상기 분무입자를 건조하는 건조수단을 더 구비하는 고유량 입자 분무장치.
제 3 항에 있어서, 상기 건조수단은,

상기 분무입자배출관과 동심을 이루도록 상기 분무입자배출관의 주위를 둘러싸는 열풍분사관과;

상기 열풍분사관에 접속되는 열풍도입관과;

상기 열풍도입관에 공기를 도입하는 에어블로워와;

상기 열풍도입관을 통하여 공급되는 공기를 가열하여 열풍을 생성하는 히터로 구성되는 고유량 입자 분무장치.
제 1 항에 있어서, 상기 용기에 수용되는 상기 분무액체의 수위를 관찰할 수 있는 액면계를 더 구비하는 고유량 입자 분무장치.