KR100699415B1 - Electrostatic spray cleaning apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명이 개시하는 세정장치는, 별도의 세정액 공급기로부터 세정액을 공급받아 세정액을 분사 및 분무시키는 노즐(10)과, 노즐의 세정액 분사구 선단 앞에 위치하여 노즐을 통해 분사되는 세정액의 액적을 하전시키고, 다량의 음이온 및 오존을 방출시키는 코로나 전극(20), 및 코로나 전극에 전압을 공급하여 전기장이 야기되도록 하는 전원공급기(30)를 포함하며, 코로나 전극은 링 형상의 전극으로서 음극 코로나 방전을 하도록 설정되어 있다.The cleaning device disclosed in the present invention is charged with a nozzle (10) for receiving and spraying the cleaning liquid from a separate cleaning liquid supplyer, and the liquid droplets of the cleaning liquid sprayed through the nozzle located in front of the cleaning liquid injection port of the nozzle, Corona electrode 20 for releasing a large amount of anions and ozone, and a power supply 30 for supplying a voltage to the corona electrode to cause an electric field, the corona electrode is a ring-shaped electrode set to perform a negative electrode corona discharge It is.
이러한 본 발명에 따르면, 세정장치의 노즐을 통해 분사되는 액적의 운동에너지 손실 및 액적의 비산되는 양을 줄이면서도 세정 대상물체 표면의 각종 오염물질을 원활히 제거할 수 있다.According to the present invention, it is possible to smoothly remove various contaminants on the surface of the object to be cleaned while reducing the kinetic energy loss and the amount of droplets scattered through the nozzle of the cleaning device.
정전분무, 세정, 분무세정, 코로나, 전극Electrostatic spraying, cleaning, spray cleaning, corona, electrode
Description
도 1 은 종래 세정장치의 개략도.1 is a schematic view of a conventional cleaning apparatus.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 정전분무 세정장치의 개략도.Figure 2 is a schematic diagram of the electrostatic spray cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 정전분무 세정장치의 세정 과정을 나타낸 예시도.Figure 3 is an exemplary view showing a cleaning process of the electrostatic spray cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
10 : 노즐10: nozzle
20 : 코로나 전극20: corona electrode
30 : 전원공급기30: power supply
본 발명은 정전분무 세정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 세정장치의 전극이 구비된 노즐을 통해 분사되는 액적을 하전시키고, 세정대상 물체를 접지 시켜 하전된 액적과 접지된 세정 대상 물체를 전기적으로 결합시킴으로써, 세정하고자 하는 대상물체 표면의 오염물질을 원활히 제거할 수 있는 정전분무 세정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrostatic spray cleaning device, and more particularly, to charge the droplet sprayed through the nozzle provided with the electrode of the cleaning device, and to ground the cleaning object to electrically charge the charged droplet and the grounded cleaning object. The present invention relates to an electrospray cleaning apparatus capable of smoothly removing contaminants on the surface of an object to be cleaned by combining with the resin.
일반적으로 액체의 미립화 및 분무는, 분무도장, 인쇄, 코팅, 초미립자 제조, 우주공간에서의 물체추진 및 세정장치와 같이 다양한 분야에서 응용되고 있다.In general, atomization and spraying of liquids have been applied in various fields such as spray coating, printing, coating, ultrafine particle production, object propulsion and cleaning equipment in space.
상기 액체의 미립화 및 분무를 이용한 종래의 세정장치에 관해 도 1 을 참조하여 설명하면 다음과 같다.A conventional cleaning apparatus using atomization and spraying of the liquid will be described below with reference to FIG. 1.
도 1 에 도시된 바와 같이, 종래에 응용되고 있는 액체의 미립화 및 분무를 이용한 세정장치는 액체를 소정의 고압으로 노즐을 통해 세정하고자 하는 대상물체로 분사시킨다. As shown in FIG. 1, a cleaning apparatus using atomization and spraying of a liquid, which is conventionally applied, sprays a liquid to a target object to be cleaned through a nozzle at a predetermined high pressure.
상기 노즐을 통해 분사된 액체는 작은 크기로 미립화되게 되며, 상기 미립화된 액체(이하, "액적"이라 한다)는 대상물체 표면의 먼지와 분진과 같은 오염물질들과 충돌하여 오염물질을 흡착함으로써, 상기 오염물질을 제거한다.The liquid sprayed through the nozzle is atomized to a small size, and the atomized liquid (hereinafter referred to as "droplet") collides with contaminants such as dust and dust on the surface of the object to adsorb contaminants, Remove the contaminants.
그러나 상기 도 1 에 도시된 종래의 세정장치를 통해 분사된 액적은, 상기 대상물체에 도달하기 전에 다른 액적들과 재결합되어 그 크기가 증가됨으로써, 분사된 액적의 운동에너지가 감소하고, 따라서 비산되는 액적의 양이 많아짐으로 인해 상기 세정 대상물체를 벗어나게 되는 바, 대상물체 표면의 오염물질을 원활히 제거하지 못하는 문제점이 있었다.However, the droplets sprayed through the conventional cleaning apparatus shown in FIG. 1 are recombined with other droplets and increase in size before reaching the target object, whereby the kinetic energy of the sprayed droplets is reduced and thus scattered. As the amount of the droplets increases, the object is left out of the object to be cleaned, and thus there is a problem that the contaminants on the surface of the object cannot be smoothly removed.
또한, 상술한 바와 같이 비산되는 액적의 양이 많아짐에 따라 세정장치에 공급되는 세정을 위한 액체(이하, "세정액"이라 한다)의 낭비가 커지는 문제점도 있 었다.In addition, as the amount of droplets scattered as described above increases, there is a problem in that waste of liquid (hereinafter referred to as "cleaning liquid") for cleaning supplied to the cleaning apparatus increases.
그리고, 상기 대상물체 표면의 제거되지 않은 오염물질들 간에 응집 및 고착현상으로 인하여 각종 세균과 같은 이차적인 오염물질이 야기되는 문제점도 있었다.In addition, there is a problem that secondary contaminants such as various bacteria are caused due to aggregation and sticking phenomenon between the contaminants not removed on the surface of the object.
본 발명의 목적은, 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 세정장치의 노즐을통해 분사되는 액적의 운동에너지 손실 및 액적의 비산되는 양을 줄이면서도 세정 대상물체 표면의 각종 오염물질을 원활히 제거할 수 있는 정전분무 세정장치를 제공함에 있다.An object of the present invention is to solve the above problems, it is possible to smoothly remove various contaminants on the surface of the object to be cleaned while reducing the kinetic energy loss and the amount of droplets sprayed through the nozzle of the cleaning device. An electrospray cleaning apparatus is provided.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 상기 비산되는 액적의 양을 줄임으로써, 세정액의 낭비를 줄일 수 있는 정전분무 세정장치를 제공함에도 있다.In addition, another object of the present invention is to provide an electrospray cleaning apparatus which can reduce the waste of cleaning liquid by reducing the amount of the droplets scattered.
그리고, 본 발명의 또 다른 목적은, 상술한 바와 같이 세정 대상물체 표면의 제거되지 않는 오염물질의 양을 줄이면서, 음이온 및 오존의 살균력에 의한 각종 세균과 미생물을 살균하고 제거함으로써, 오염물질들 간의 응집, 세균번식 및 고착화로 야기되는 이차적인 오염물질의 발생 가능성을 줄일 수 있는 정전분무 세정장치를 제공함에도 있다.
Further, another object of the present invention, by reducing the amount of uncontaminated pollutants on the surface of the object to be cleaned, as described above, by sterilizing and removing various bacteria and microorganisms by the sterilizing power of anion and ozone, contaminants It also provides an electrospray cleaning apparatus that can reduce the possibility of the generation of secondary pollutants caused by coagulation of liver, bacterial propagation and settling.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 정전분무 세정장치에 관한 것으로서, 별도의 세정액 공급기로부터 세정액을 공급받아, 상기 세정액을 분사 및 분무시키는 노즐(10); 상기 노즐(10)의 세정액 분사구 선단 앞에 위치하여, 상기 노즐(10)을 통해 분사되는 세정액의 액적을 하전시키고, 다량의 음이온 및 오존을 방출시키는 코로나 전극(20); 및 상기 코로나 전극(20)에 전압을 공급하여 전기장이 야기되도록 하는 전원공급기(30); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, relates to an electrospray cleaning apparatus, a nozzle (10) for receiving a cleaning liquid from a separate cleaning liquid supply, spraying and spraying the cleaning liquid; A
바람직하게 상기 코로나 전극(20)은, 음극 코로나 방전을 하도록 설정된 것을 특징으로 한다.Preferably, the
또한 바람직하게 상기 코로나 전극(20)은, 링(Ring) 형상인 것을 특징으로 한다.In addition, the
그리고 바람직하게 상기 전원공급기(30)는, 2kV 내지 5kV 의 전압으로 2mA 내지 5mA 의 전류를 상기 코로나 전극(20)으로 공급하는 것을 특징으로 한다.And preferably, the
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.
본 발명의 일실시예에 따른 정전분무 세정장치에 관하여 도 2 를 참조하여 설명하면 다음과 같다. Referring to Figure 2 with respect to the electrostatic spray cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 정전분무 세정장치의 개략도이다.Figure 2 is a schematic diagram of the electrostatic spray cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2 에 도시된 바와 같이 정전분무 세정장치는 노즐(10), 코로나 전극(20) 및 전원공급기(30)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the electrostatic spray cleaning apparatus includes a
상기 노즐(10)은 미도시된 세정액 공급기로부터 세정액을 공급받아 분사 또는 분무시키는 기능을 수행한다.The
또한, 상기 코로나 전극(20)은 상기 노즐(10)의 분사구 선단 앞에 위치하여, 상기 노즐(10)을 통해 분사되는 세정액의 액적을 하전시키는 기능을 수행한다.In addition, the
본 실시예에서 상기 코로나 전극(20)은 링(Ring) 형상을 하는 것으로 설정하겠으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.In the present embodiment, the
그리고, 상기 전원공급기(30)는 상기 코로나 전극(20)에 전압을 공급하여, 상기 코로나 전극에서 전기장이 야기되도록 하는 기능을 수행한다.In addition, the
본 실시예에서 상기 전원공급기(30)는 상기 코로나 전극(20)에 2kV 내지 5kV의 전원을 공급하는 것으로 설정하겠으나, 상기 노즐(10)로 공급되는 세정액에 발화점이 높은 물질(이하, "발화성 물질"이라 한다)이 유입될 경우, 상기 발화성 물질이 착화되어 순간적으로 폭발할 수 있는 위험이 있으므로, 이러한 위험을 방지하기 위해 상기 코로나 전극(20)에 공급되는 전압의 전류를 통상 2mA 내지 최대 5mA로 제한하는 것이 바람직하다.In the present embodiment, the
이하, 상술한 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 정전분무 세정장치의 동작에 관해 도 3 을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the electrostatic spray cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention having the above-described configuration will be described with reference to FIG. 3.
도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 정전분무 세정장치의 세정 과정을 나타낸 예시도이다.Figure 3 is an exemplary view showing a cleaning process of the electrostatic spray cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3 에 도시된 바와 같이, 상기 노즐(10)을 통해 분사되는 세정액의 액적이 상기 노즐의 분사구 선단 앞에 위치한 코로나 전극(20)을 통과한다.As shown in FIG. 3, droplets of the cleaning liquid sprayed through the
상기 코로나 전극(20)은 전원공급기(30)로부터 전원을 공급받아 강한 전기력을 발생시키는데, 상기 노즐(10)을 통해 분사되는 액적이 코로나 전극(20)을 통과하는 동안 상기 강한 전기력에 의해 하전된다.The
이때 상기 강한 전기력이 작용하는 코로나 전극(20) 주변에서, 기체 분자의 전기적인 파괴에 의한 코로나 방전이 발생하며, 이러한 코로나 방전은 코로나 전극(20) 주변 기체 분자의 전기적인 파괴로 배출되는 자유전자에 의해 코로나 전극(20) 주위로 점, 리본 및 쏘시지 형상의 형광을 형성하게 된다. At this time, around the
참고적으로 상기 코로나 전극(20) 주위에 형성되는 형광의 형상은, 코로나 전극(20)의 극성에 따라 달라지며, 그 극성에 따라 양극 코로나 방전과 음극 코로나 방전으로 구분된다.For reference, the shape of the fluorescence formed around the
상기 양극 코로나 방전은 코로나 전극(20)의 표면에 균일한 형태로 나타나며, 음극 코로나 방전은 상기 코로나 전극(20) 주위에서 점 또는 리본 형태로 부분적으로 나타난다.The positive electrode corona discharge appears in a uniform form on the surface of the
상기 코로나 방전에 대해 좀더 상세히 살펴보면 다음과 같다.Looking at the corona discharge in more detail as follows.
상기 코로나 전극(20)은 강한 전기력으로 인해, 코로나 전극(20) 주변의 기체 내에 포함되어 있는 자유전자를 가속시키게 된다. The
상기 가속된 자유전자는 빠른 속도로 이동하면서 기체 내의 다른 분자들과 충돌하게 되며, 상기 충돌된 분자는 양이온으로 하전되면서 자유전자를 하나 더 배출하게 된다.The accelerated free electrons move at high speed and collide with other molecules in the gas, and the collided molecules are charged with cations to release one more free electron.
상기 배출된 자유전자는 연쇄적으로 기체 내의 다른 분자들과 충돌하여 많은 양의 양이온과 자유전자(음이온) 및 오존을 생성시키는데, 이와 같은 이온 증가 과정을 아발란체(Avalanche) 증배라고 한다. The released free electrons collide with other molecules in the gas chain to produce a large amount of cations, free electrons (anions) and ozone. This process of ion growth is called avalanche multiplication.
상기 아발란체 증배 현상은 가속된 자유전자가 기체 분자와 충돌하여 이온을 생성시킬 수 있는 속도를 가지는 한 계속 유지되며, 이러한 아발란체 증배 현상은 전기력의 세기(강도)에 의해 영향을 받는다.The avalanche multiplication phenomenon is maintained as long as the accelerated free electrons collide with the gas molecules to generate ions, and this avalanche multiplication phenomenon is affected by the strength (strength) of the electric force.
여기서 상기 음이온 및 오존은 상기 액적과 함께 세정 대상물체 표면으로 이동하게 되며, 상기 음이온 및 오존은 주지된 바와 같이 양극으로 하전되어 있는 먼지, 담배연기, 꽃가루 및 세균을 포함하는 각종 미세한 오염물질과 전기적으로 결합하여 중성화 또는 분해시키는 기능을 수행한다.Here, the anion and ozone move together with the droplets to the surface of the object to be cleaned, and the anion and ozone are electrically charged with various fine contaminants including dust, tobacco smoke, pollen, and bacteria, which are charged to the anode as is well known. To neutralize or decompose.
본 실시예에서 상기 코로나 전극(20)에 의한 코로나 방전은 음극 코로나 방전이 되도록 설정하겠으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아닌 바, 양극 코로나 방전이 되도록 설정할 수도 있다.In the present embodiment, the corona discharge by the
한편, 상기 액적은 그 특성상 소정의 표면장력을 가지고 있으며, 상기 액적에 상기 표면장력 이상의 전기력을 가하게 되면, 상술한 바와 같이 코로나 전극(20)을 통해 액적이 하전됨과 동시에 더욱 작은 액적으로 분열된다. On the other hand, the droplet has a predetermined surface tension in its characteristics, and when the electrical force of the surface tension or more is applied to the droplet, as described above, the droplet is charged through the
이러한 액적의 표면장력과 액적의 크기에 관해 수학식 1 을 참조하여 좀더 상세히 살펴보면 다음과 같다. The surface tension of the droplet and the size of the droplet will be described in more detail with reference to Equation 1 as follows.
상기 q 는 액적의 한계 비하전량이며, ε 은 액적 주변 기체의 유전율이고, r 은 액적의 표면장력이며, d 는 액적의 지름(크기)이다.Q is the limit specific charge amount of the droplet, ε is the dielectric constant of the gas around the droplet, r is the surface tension of the droplet, d is the diameter (size) of the droplet.
상기 수학식 1 로부터 알 수 있듯이, 액적은 하전량 한계 값(Rayleigh's Limit)을 가지며, 한계 하전량은 액적의 지름, 즉 그 크기가 작을 수록 증가하기 때문에 하전에 의해 불안정하게 된 액적은 더 작은 액적으로 분열됨으로써 안정한 상태가 된다.As can be seen from Equation 1, the droplet has a Rayleigh's Limit, and the limit charged amount increases as the diameter of the droplet, i.e., its size, decreases, so that the droplet becomes less stable. It is in a stable state by dividing into.
또한, 상술한 바와 같이 하전된 액적들은, 액적들 상호간에 쿨롱의 척력(Coulombic repulsion)이 작용하는 바, 상기 액적들이 노즐(10)을 통해 분사되어 세정 대상물체의 표면에 도달하기 전에, 액적들 상호 간의 재결합으로 인해 발생하는 운동량(운동에너지) 감소가 없게 되므로, 상기 액적들이 세정 대상물체의 표면에 도달하는 순간 운동량 손실 없이 오염물질과 부딪히게 되며, 결과적으로 세정 대상물체 표면의 오염물질을 효율적으로 세정할 수 있게 된다.In addition, as described above, the charged droplets are subjected to Coulombbic repulsion between the droplets, and before the droplets are injected through the
그리고, 상기 세정 대상물체는, 상기 도 3 에 도시된 바와 같이, 접지되어 상기 액적과 반대의 극성을 띠게 되므로, 액적과 세정 대상물체 사이에 형성된 전기장에 의해 상기 액적은 세정 대상물체를 향하여 이동하게 되며, 액적의 크기가 작을 수록 상기 전기장에 더욱 영향을 받게 되는 바, 액적이 세정 대상물체를 벗어나게 되는 비산에 의한 액적의 손실이 줄어들게 된다.And, as shown in FIG. 3, the object to be cleaned is grounded and has the opposite polarity as that of the droplet, so that the droplet moves toward the object to be cleaned by an electric field formed between the droplet and the object to be cleaned. As the size of the droplet is smaller, the electric field is more affected, and thus the loss of the droplet due to the scattering of the droplet out of the object to be cleaned is reduced.
본 실시예에서, 상기 세정 대상물체는 전원공급기(30)에 접지되는 것으로 설정하겠으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.In the present embodiment, the object to be cleaned will be set to be grounded to the
또한 본 실시예에서, 코로나 전극(20)의 형상, 상기 코로나 전극(20)에 공급되는 전압 및 노즐(10)로 공급되는 세정액의 압력에 따라 세정 유효거리가 형성되는 바, 본 발명이 적용되는 시스템의 구성 요소와의 관계를 고려하여 설정해야 함이 바람직할 것이다.In this embodiment, the cleaning effective distance is formed according to the shape of the
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited to the drawing.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 세정장치의 노즐을 통해 분사되는 액적의 운동에너지 손실 및 액적의 비산되는 양을 줄이면서도 세정 대상물체 표면의 각종 오염물질을 원활히 제거할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention as described above, it is possible to smoothly remove various contaminants on the surface of the object to be cleaned while reducing the loss of kinetic energy and the amount of droplets sprayed through the nozzle of the cleaning device.
또한 본 발명에 따르면, 상기 비산되는 액적의 양을 줄임으로써, 세정액의 낭비를 줄일 수 있는 효과도 있다.In addition, according to the present invention, by reducing the amount of the droplets scattered, there is an effect that can reduce the waste of the cleaning liquid.
그리고 본 발명에 따르면, 세정 대상물체 표면의 제거되지 않는 오염물질의 양을 줄이면서, 음이온 및 오존의 살균력을 이용하여 각종 세균 및 미생물을 살균하고 제거함으로써, 오염물질들 간의 응집 및 고착화와, 각종 세균 및 미생물의 번식에 의해 야기되는 이차적인 오염물질의 발생 가능성을 줄일 수 있는 효과도 있다.According to the present invention, by reducing the amount of contaminants that are not removed from the surface of the object to be cleaned, by sterilizing and removing various bacteria and microorganisms using the sterilizing power of the anion and ozone, aggregation and fixation between the contaminants, There is also an effect to reduce the possibility of secondary pollutants caused by the reproduction of bacteria and microorganisms.
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