KR100947029B1

KR100947029B1 - Multiplexed Grooved Nozzles Electrospray Apparatus Having Extractor of Insulated Electric Potential and Method Thereof

Info

Publication number: KR100947029B1
Application number: KR1020080029814A
Authority: KR
Inventors: 김경태; 김상수; 김우진
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2010-03-11
Also published as: KR20090104404A

Abstract

The present invention provides a plurality of groove nozzles to which a working fluid is supplied; Extraction plates each having a relatively large hole compared to the outer diameter of the groove nozzle; A fluid supply device for supplying an electrically conductive solution to the groove nozzle; A first voltage applying unit applying a voltage to the groove nozzle; And a second voltage applying unit applying a voltage to the extraction plate. The present invention implements the groove nozzle using the independent potential extraction plate, thereby improving the integration degree of the multi-groove nozzle. Thus, static spray nozzles can be used for applications that have not been applied due to low flow problems. In addition, it can be applied to the eco-friendly representative area painting process through the control of charged particles, which is an advantage of electrostatic spraying. Therefore, there is an effect that can improve the efficiency of the device by reducing the flow rate constraint of the electrostatic spray device.

Extraction Plate, Extractor, Electrostatic Spray, High Flow, High Density

Description

Multiple Grooved Nozzles Electrospray Apparatus Having Extractor of Insulated Electric Potential and Method Thereof}

본 발명은 다중 홈 노즐 정전분무장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기장 반발력과 공간전하효과를 최소화하고, 방사형으로 분사되는 액적의 손실을 최소화하기 위한 추출판(Extractor)을 갖는 다중 홈 노즐 정전 분무장치에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-groove nozzle electrospray apparatus, and more particularly, to a multi-groove nozzle electrostatic spray having an extractor for minimizing electric field repulsion and space charge effects and minimizing the loss of radially sprayed droplets. Relates to a device.

일반적으로 정전분무장치는 순수하게 전기력 만에 의하여 액체를 작은 액적으로 분열시키는 분무장치로서, 여러 종류의 압력 분무기 또는 액적 발생기 등과 비교하여 많은 장점을 가진다. 이러한 정전 분무장치는 노즐의 형태와 구조가 단순하기 때문에 제작이 용이하고 수백 나노 크기에서 수십 마이크로 크기의 액적을 생성하기 용이하다. 또한, 단분산 분포를 갖고, 하전된 미세 액적을 발생시키는 특징이 있다. 하지만, 콘젯모드는 저유량에서만 나타나고, 이에 따른 작동 전압의 범위도 협소해지는 문제점이 있다. 따라서, 실제 정전분무가 응용되는 분야는 한정되어 있다. 이러한 저유량의 문제점을 해결하기 위해 다수의 일반적인 노즐을 이용하여 다중 노즐을 제작하더라도 하나의 노즐에서 나오는 유량이 적기 때문에 큰 효과를 얻기 힘든 문제점이 있다.In general, the electrostatic spraying device is a spraying device that splits a liquid into small droplets purely by electric force alone, and has many advantages compared with various types of pressure sprayers or droplet generators. The electrostatic spray device is easy to manufacture because of the simple shape and structure of the nozzle, it is easy to produce droplets of several hundred nanometers to several tens of micrometers. It also has a monodisperse distribution and is characterized by generating charged fine droplets. However, the conjet mode appears only at a low flow rate, and thus a range of operating voltages is narrowed. Therefore, the field in which the electrostatic spraying is applied is limited. In order to solve the problem of the low flow rate, even when manufacturing multiple nozzles using a plurality of general nozzles, there is a problem that it is difficult to obtain a large effect because the flow rate from one nozzle is small.

홈 노즐을 사용하는 경우, 단일 노즐로도 일반 노즐에 비하여 비교적 고유량 정전분무가 가능한 멀티젯 모드를 사용한다. 멀티젯 모드의 특성상 노즐팁에서 일반 노즐과 비교하여 상대적으로 강한 전기장이 형성되어 반발력이 커진다. 전기장으로 인한 반발력에 의해 각각의 홈 노즐에서는 안정적인 분무가 이루어지지 못하는 문제점이 있다. 또한, 생성되는 액적의 양이 많기 때문에 이로 인해 발생하는 공간전하효과 또한 증가한다. 이러한 이유로 홈 노즐을 이용한 다중 노즐의 개발이 어려운 문제점이 있다.When using a home nozzle, even a single nozzle uses a multijet mode, which allows relatively high flow rate electrostatic spraying compared to a normal nozzle. Due to the characteristics of the multijet mode, a relatively strong electric field is formed at the nozzle tip compared to the general nozzle, thereby increasing the repulsive force. Due to the repulsive force due to the electric field, there is a problem that a stable spray is not made in each groove nozzle. In addition, since the amount of droplets generated is large, the effect of the space charge caused by this also increases. For this reason, it is difficult to develop multiple nozzles using groove nozzles.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 추출판을 사용하여 고집적화된 다중 홈 노즐 정전 분무장치에서도 안정적인 홈 모드 분무가 가능한 다중 홈 노즐 정전 분무장치 및 분무방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, to provide a multi-groove nozzle electrostatic spraying apparatus and a spray method capable of stable home mode spraying even in a highly integrated multi-groove nozzle electrostatic spraying apparatus using an extraction plate. There is this.

상기와 같은 본 발명의 목적은 내부로 작동유체가 공급되는 홈 노즐; 홈 노즐의 외경과 비교하여 상대적으로 큰 홀이 형성된 추출판; 홈 노즐의 일단에 작동유체를 공급하는 유체 공급장치; 홈 노즐에 소정의 전압을 인가하는 제 1 전압인가부; 및 상기 추출판에 전압을 인가하는 제 2 전압인가부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 홈 노즐 정전 분무장치에 의해 달성될 수 있고, 추출판은 홈 노즐의 하단부와 동일한 높이에 설치되어 있다.An object of the present invention as described above is a groove nozzle which is supplied with a working fluid therein; An extraction plate having a relatively large hole compared to the outer diameter of the groove nozzle; A fluid supply device supplying a working fluid to one end of the groove nozzle; A first voltage applying unit applying a predetermined voltage to the groove nozzle; And a second voltage applying unit for applying a voltage to the extraction plate. The multi-groove nozzle electrostatic spray apparatus may include the extraction plate, and the extraction plate is installed at the same height as the lower end of the groove nozzle.

상기와 같은 본 발명의 목적은 또 다른 카테고리로써, 본 발명에 따른 다중 홈 노즐 정전 분무장치를 이용하여 상기 유체 공급장치에서 상기 홈 노즐로 작동유체를 공급하는 단계; 작동유체가 극성 이온을 갖도록 하기 위해 상기 제 1 전압인가부로부터 상기 홈 노즐로 극성전압을 인가하는 단계; 극성 이온을 띠는 작동유체가 상기 홈 노즐의 하단부로 액상의 콘 형상을 갖는 홈 모드를 형성하며 상기 작동유체를 분무하는 단계; 및 상기 홈 노즐에서 발생하는 전기장 반발력 및 공간전하 효과를 감소하고, 홈 노즐에서 분무되는 작동유체의 분무각도를 조절하기 위해 제 2 전압인가부로부터 추출판으로 극성전압을 인가하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 홈 노즐 정전 분무장치의 정전 분무방법에 의해 달성될 수 있다.An object of the present invention as described above is another category, using the multi-groove nozzle electrostatic spraying device according to the present invention supplying a working fluid from the fluid supply device to the groove nozzle; Applying a polarity voltage from the first voltage application portion to the groove nozzle so that a working fluid has polar ions; Spraying the working fluid with a polar ion working fluid forming a groove mode having a liquid cone shape at a lower end of the groove nozzle; And applying a polarity voltage from the second voltage applying unit to the extraction plate to reduce the electric field repulsion force and the space charge effect generated at the groove nozzle and to adjust the spray angle of the working fluid sprayed at the groove nozzle. It can be achieved by the electrostatic spraying method of the multi-groove nozzle electrostatic spraying device characterized in that.

본 발명은 독립전위 추출판을 이용하여 다중 홈 노즐을 구현한바, 다중 홈 노즐의 집적도를 향상시킬 수 있다. 따라서 저유량 문제로 인해 적용되지 못했던 응용분야에 정적 분무 노즐을 사용할 수 있다.The present invention implements a multi-groove nozzle by using the independent dislocation extraction plate, thereby improving the degree of integration of the multi-groove nozzle. Thus, static spray nozzles can be used for applications that have not been applied due to low flow problems.

또한, 정전분무의 장점인 하전입자 제어를 통하여 친환경 대표면적 페인팅 공정에 적용할 수 있다. 따라서 정전 분무 장치의 유량 제약을 완화시켜 장치의 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, it can be applied to the eco-friendly representative area painting process through the control of charged particles, which is an advantage of electrostatic spraying. Therefore, there is an effect that can improve the efficiency of the device by reducing the flow rate constraint of the electrostatic spray device.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

<다중 홈 노즐 정전 분무장치의 구성><Configuration of multi groove nozzle electrostatic spraying device>

도 1은 본 발명에 따른 다중 홈 노즐 정전 분무장치의 구성을 나타내는 개략도를 도시한 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 홈 노즐의 사시도를 도시한 것이고, 도 3은 본 발명에 따른 홈 노즐의 저면도를 도시한 것이고, 도 4는 본 발명에 따른 추출판의 평면도를 도시한 것이고, 도 5는 본 발명에 따른 추출판의 실제 형상을 나타낸 사진이고, 도 6은 본 발명에 따른 추출판의 개략적인 설치단면도를 도시한 것이다. 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 정전 분무장치의 홈 노즐(100)은 유체 공급장치(400)에서 공급되는 소정의 작동유체(300)가 지나가기 위해 중공인 관 으로 이루어진다. 이때, 홈 노즐(100)의 하단에는 작동유체(300)가 배출되는 복수 개의 돌출부(101) 및 홈(102)이 방사형으로 형성된다. 1 is a schematic view showing the configuration of a multi-groove nozzle electrostatic spraying apparatus according to the present invention, Figure 2 is a perspective view of a groove nozzle according to the present invention, Figure 3 is a bottom surface of the groove nozzle according to the present invention 4 is a plan view of the extraction plate according to the present invention, Figure 5 is a photograph showing the actual shape of the extraction plate according to the present invention, Figure 6 is a schematic view of the extraction plate according to the present invention The installation cross-sectional view is shown. As shown in Figures 1 to 6, the groove nozzle 100 of the electrostatic spraying device is made of a hollow tube for passing a predetermined working fluid 300 supplied from the fluid supply device (400). At this time, the plurality of protrusions 101 and the grooves 102 through which the working fluid 300 is discharged are radially formed at the lower end of the groove nozzle 100.

여기서, 홈 노즐(100)의 재질은 제 1 전압인가부(500)로부터 인가되는 극성전압에 따라 공급되는 작동유체(300)가 해당 이온을 갖도록 하기 위해 전압을 인가할 수 있는 전도성 재질로 이루어진 것이 좋다. 그리고 바람직하게는 알루미늄 또는 스테인리스 스틸 재질로 이루어지는 것이 좋다.Here, the material of the groove nozzle 100 is made of a conductive material capable of applying a voltage so that the working fluid 300 supplied according to the polarity voltage applied from the first voltage applying unit 500 has a corresponding ion. good. And preferably, made of aluminum or stainless steel material.

본 발명에 따른 추출판(200)은 홈 노즐(100)의 하단이 관통할 수 있도록 복수 개의 홀(201)이 형성된 평판으로 이루어진다. 이때, 복수 개의 홀(201)은 각각의 홀(201)이 서로 동일한 간격으로 이격되도록 한다. 추출판(200)은 홈 노즐(100)의 하단과 동일한 높이로 설치되어 홈 노즐 (100)에서 발생하는 전기장 반발력 및 공간전하 효과를 감소하는 구성으로 이루어졌다. 이러한 기능을 수행할 수 있는 것이라면 어떠한 재질로 이루어져도 무방하다. 그러나 바람직하게는 전도성 재질로 이루어진 것이 좋다. 이때, 본 발명에 따른 다중 홈 노즐은 추출판(200)에 형성된 복수 개의 홀(201)과 같은 수의 홈 노즐(100)을 구비한다.Extraction plate 200 according to the present invention is made of a flat plate formed with a plurality of holes 201 so that the lower end of the groove nozzle 100. In this case, the plurality of holes 201 allow each hole 201 to be spaced apart from each other by the same interval. The extraction plate 200 is installed at the same height as the lower end of the groove nozzle 100 and is configured to reduce the electric field repulsive force and the space charge effect generated in the groove nozzle 100. Any material can be used as long as it can perform these functions. However, preferably made of a conductive material. In this case, the multi-groove nozzle according to the present invention includes the same number of groove nozzles 100 as the plurality of holes 201 formed in the extraction plate 200.

본 발명에 따른 유체 공급장치(400)는 홈 노즐(100)로 작동유체(300)를 공급하는 구성으로 이루어졌다. 이러한 기능을 수행할 수 있는 것이라면 어떠한 유체 공급장치(400)를 사용하여도 무방하다. 하지만, 바람직하게는 주사기 펌프를 사용하는 것이 좋다.The fluid supply device 400 according to the present invention was configured to supply the working fluid 300 to the groove nozzle 100. Any fluid supply device 400 may be used as long as it can perform this function. However, it is preferable to use a syringe pump.

본 발명에 따른 제 1 전압인가부(500)는 홈 노즐(100)로 극성전압을 인가하는 구성으로 이루어졌다. 이러한 기능을 수행할 수 있는 것이라면 어떠한 장치를 사용하여도 무방하다. The first voltage applying unit 500 according to the present invention is configured to apply a polarity voltage to the groove nozzle 100. Any device can be used as long as it can perform this function.

본 발명에 따른 제 2 전압인가부(600)는 홈 노즐(100)에서 발생되는 전기장 반발력 및 공간전하 효과를 최소화하기 위해 추출판(200)으로 극성 전압을 인가하는 구성으로 이루어진다. 이때, 제 2 전압인가부(600)에서 추출판(200)으로 제 1 전압인가부(500)와 동일한 극성 전압을 인가하면 홈 노즐(100)에서 분무되는 작동유체(300)의 분사각도는 작아진다. 반면, 제 2 전압인가부(600)에서 추출판(200)으로 제 1 전압인가부(500)와 상반된 전압을 인가하면 홈 노즐(100)에서 분무되는 작동유체(300)의 분사각도는 커지게 되어 넓은 범위까지 작동유체(300)를 분무할 수 있다.The second voltage applying unit 600 according to the present invention is configured to apply the polarity voltage to the extraction plate 200 in order to minimize the electric field repulsion force and the space charge effect generated in the groove nozzle (100). At this time, when the same polarity voltage as that of the first voltage applying unit 500 is applied from the second voltage applying unit 600 to the extraction plate 200, the injection angle of the working fluid 300 sprayed from the groove nozzle 100 is small. Lose. On the other hand, when a voltage opposite to the first voltage applying unit 500 is applied from the second voltage applying unit 600 to the extraction plate 200, the injection angle of the working fluid 300 sprayed from the home nozzle 100 increases. It is possible to spray the working fluid 300 to a wide range.

만약, 도 9 및 도 10에 나타난 바와 같이, 추출판(200)이 없이 각각의 홈 노즐(100)의 간격이 25mm 및 10mm인 다중 홈 노즐을 각각 제작하는 경우에는 홈 노즐(100)에서 발생하는 쿨롱 반발력과 하전된 액적에 의한 공간전하효과로 인해 각 홈 노즐(100)에서 발생하는 분무모드가 일정하지 않다. 각각의 홈 노즐(100)의 간격이 줄어들수록 이러한 현상은 심화된다. 이러한 현상이 발생하지 않기 위해서는 각각의 홈 노즐(100)의 간격을 40mm 이상 이격시켜야 한다.9 and 10, when the multi-groove nozzles having 25 mm and 10 mm spacings of the respective groove nozzles 100 without the extraction plate 200 are respectively produced in the groove nozzle 100. The spray mode generated at each groove nozzle 100 is not constant due to the coulomb repulsive force and the space charge effect due to the charged droplets. This phenomenon is intensified as the spacing of each groove nozzle 100 decreases. In order to prevent this from happening, the spacing of each groove nozzle 100 should be spaced 40 mm or more.

그러나 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 추출판(200)을 설치한 다중 홈 노즐에서는 도 12 및 도 13에 나타난 바와 같이, 각가의 홈 노즐(100)의 간격이 25mm는 물론, 각각의 홈 노즐(100)의 간격이 10mm인 경우에도 안정적인 분무모드를 발생시킬 수 있다. 이는 추출판(200)을 사용하지 않는 경우보다 다중 홈 노즐의 집적도를 16배 향상시키는 것을 의미한다.However, as shown in FIG. 11, in the multi-groove nozzle in which the extraction plate 200 according to the present invention is installed, as shown in FIGS. 12 and 13, the interval between the groove grooves 100 is 25 mm, respectively. Even if the interval of the groove nozzle 100 of 10mm can generate a stable spray mode. This means that the integration degree of the multi-groove nozzle is 16 times higher than when the extraction plate 200 is not used.

<실험장치의 구성><Configuration of Experiment Device>

도 7은 본 발명에 따른 다중 홈 노즐 정전 분무장치에서 분무되는 작동유체를 가시화하기 위한 개략적인 실험장치도를 도시한 것이고, 도 8는 본 발명에 따른 다중 홈 노즐 정전 분무장치에서 분무되는 액적의 크기를 측정하기 위한 개략적인 실험장치도를 도시한 것이다. Figure 7 shows a schematic experimental diagram for visualizing the working fluid sprayed in the multi-groove nozzle electrostatic spraying device according to the present invention, Figure 8 is a view of the droplets sprayed in the multi-groove nozzle electrostatic spraying device according to the present invention A schematic diagram of the experimental setup for measuring the size is shown.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 실험장치에서는 홈 노즐(100)과 전극판(700)의 거리를 30mm로 구성하였다. 미세전류측정기(800)는 전극판(700)에 연결되어 전극판(700)에 흐르는 전류를측정하는 구성으로 이루어진다.As shown in FIG. 7, in the present experimental apparatus, the distance between the groove nozzle 100 and the electrode plate 700 was configured to 30 mm. The microcurrent measuring device 800 is connected to the electrode plate 700 and is configured to measure a current flowing through the electrode plate 700.

He-Ne 레이저발생장치(900)는 홈 노즐(100)의 하단부에서 분무되는 작동유체(300)를 가시화하기 위한 He-Ne 레이저(901)를 조사하는 구성으로 이루어진다. 이때, He-Ne 레이저(901)에 의해 가시화된 작동유체(300)를 촬영하기 위한 카메라(1000)가 설치된다. The He-Ne laser generator 900 is configured to irradiate the He-Ne laser 901 for visualizing the working fluid 300 sprayed from the lower end of the groove nozzle 100. At this time, a camera 1000 for photographing the working fluid 300 visualized by the He-Ne laser 901 is installed.

도 8에 도시된 바와 같이, Ar-Ion 레이저발생장치(1100)는 PDPA 수신기(1300)로 Ar-Ion 레이저(1101)를 조사하는 구성으로 이루어진다. PDPA 수신기(1300)는 Ar-Ion 레이저발생장치(1100)에서 조사되는 Ar-Ion 레이저(1101)를 받아들여 같은 위상을 가지는 레이저(1101)과 반대 위상을 가지는 레이저(1102)로 나누고 이를 교차도록 조사하는 구성으로 이루어져 있다. 두 레이저(1101, 1102)가 교차되는 지점으로 홈 노즐(100)에서 분사되는 액적(303)이 지나가게 되면 두 개의 레이저가 교차되는 지점을 촬영하고 있는 PDPA 수신기(1300)가 신호를 수신한다. 그리고 PDPA 수신기(1300)에 입력되 신호를 분석하기 위한 신호처리장치(1400)가 설치된다.As shown in FIG. 8, the Ar-Ion laser generator 1100 is configured to irradiate the Ar-Ion laser 1101 to the PDPA receiver 1300. The PDPA receiver 1300 receives the Ar-Ion laser 1101 irradiated from the Ar-Ion laser generator 1100, divides the laser into a laser 1102 having a phase opposite to that of the laser 1101 having the same phase, and crosses them. It consists of a structure to investigate. When the droplet 303 sprayed from the home nozzle 100 passes by the point where the two lasers 1101 and 1102 cross, the PDPA receiver 1300 which captures the point where the two lasers cross each other receives a signal. And a signal processing device 1400 for analyzing the signal input to the PDPA receiver 1300 is installed.

<정전 분무장치의 동작>Operation of electrostatic spraying device

도 15는 본 발명에 따른 다중 홈 노즐 정전 분무방법을 단계별로 도시한 순서도이다. 도 15에 도시된 바와 같이, 가장 먼저, 유체 공급장치(400)인 주사기 펌프로부터 홈 노즐(100)로 작동유체(300)를 공급한다(S100). 15 is a flow chart showing step by step a multi-groove nozzle electrostatic spraying method according to the present invention. As shown in FIG. 15, first, the working fluid 300 is supplied from the syringe pump, which is the fluid supply device 400, to the home nozzle 100 (S100).

다음으로, 작동유체(300)에 극성이온을 띠게 하기 위해 제 1 전압인가부(500)인 전압 발생기로부터 홈 노즐(100)에 고압의 극성 전압을 인가한다(S200). Next, a high voltage polarity voltage is applied to the home nozzle 100 from the voltage generator, which is the first voltage applying unit 500, to make the working fluid 300 polarize (S200).

다음으로, 제 1 전압인가부(500)에서 홈 노즐(100)로 수십 kV의 양(+) 고전압을 걸어주면 홈 노즐(100)이 양극으로 작용하여 작동유체(300) 속의 음(-)이온들이 인력을 받아 홈 노즐(100) 내벽면으로 이동한다. 양(+)이온을 포함한 작동유체(300)는 홈 노즐(100)에 인가된 양(+) 전압과의 반발력으로 인해 도 12에 도시된 바와 같이 홈 노즐(100)의 하단부로 분무 된다(S300). 이때, 작동유쳬(300)는 홈 노즐(100) 하단부에 형성된 다수 개의 돌출부(101) 사이로 형성된 다수의 홈(102)의 모서리 부분에서 발생되는 강한 전기장으로 인해 홈(102)에 액체 콘(301)이 형성된다. 액체 콘(301)으로 형성된 작동유체(300)가 표면 전단응력을 받아 액주(302)로 형성된다. 이렇게 형성된 액주(302)의 끝에서는 액주(302) 표면에서 작용하는 표면파의 교란으로 인하여 액적(303)들로 깨어지며 분무 된다. Next, when a positive high voltage of several tens of kV is applied from the first voltage applying unit 500 to the groove nozzle 100, the groove nozzle 100 acts as an anode and negative ions in the working fluid 300. Receives the attraction force and moves to the inner wall surface of the groove nozzle (100). The working fluid 300 including positive ions is sprayed to the lower end of the groove nozzle 100 as shown in FIG. 12 due to the repulsive force with the positive voltage applied to the groove nozzle 100 (S300). ). At this time, the hydraulic fluid 300 is a liquid cone 301 in the groove 102 due to the strong electric field generated in the corner portion of the plurality of grooves 102 formed between the plurality of protrusions 101 formed at the lower end of the groove nozzle 100. Is formed. The working fluid 300 formed of the liquid cone 301 is formed into the liquid column 302 by receiving the surface shear stress. The end of the liquid column 302 thus formed is broken and sprayed into the droplets 303 due to the disturbance of the surface wave acting on the surface of the liquid column 302.

마지막으로, 제 2 전압인가부(600)에서 추출판(200)으로 수십 kV의 양(+) 고 전압 또는 음(-) 고전압을 걸어주어 추출판(200)에 전기장을 형성시킨다. 추출판(200)에 형성된 전기장의 효과로 인해 전기장 반발력과 공간전하 효과를 감소시켜 각각의 홈노즐(100)에서 안정화된 분무가 가능하게 된다. 이와 더불어 홈 노즐(100)에서 분무되는 작동유체(300)의 분무각도를 조절한다(S400). 이때, 제 2 전압인가부(600)에서 추출판(200)으로 제 1 전압인가부(500)와 동일한 양(+) 전압을 인가하게 되는 경우에는 하전된 액적(303)에 축방향으로 가해지는 전기장이 더 강하게 작용하므로 분무각도가 작아진다. Finally, an electric field is formed in the extraction plate 200 by applying a positive high voltage or a negative high voltage of several tens of kV from the second voltage applying unit 600 to the extraction plate 200. Due to the effect of the electric field formed on the extraction plate 200, the electric field repulsive force and the space charge effect is reduced to enable a stabilized spray in each home nozzle (100). In addition, the spray angle of the working fluid 300 sprayed from the home nozzle 100 is adjusted (S400). In this case, when a positive voltage (+) equal to that of the first voltage applying unit 500 is applied from the second voltage applying unit 600 to the extraction plate 200, it is applied to the charged droplet 303 in the axial direction. The stronger the electric field, the smaller the spraying angle.

반면, 제2 전압인가부(600)에서 추출판(200)으로 제 1 전압인가부(500)와 상반된 음(-) 전압을 인가하게 되면 추출판(200)에서 발생되는 전기장이 하전된 액적(303)을 추출판(200) 쪽으로 끌어당겨 분무각도가 커지게 된다. 여기서, 제 2 전압인가부(600)에서 추출판(200)으로 양(+) 전압 또는 음(-) 전압을 인가하더라도 작동유체의 분무 각도는 변화하지만, 도 15에서 나타나는 바와 같이, 액적의 크기와 홈모드 형성 인가전압은 거의 동일하다. 여기서, 도 14의 수평축 중 A-H는 도 4에 도시된 각각의 측정 지역을 나타내는 것이고, 수직축은 각 지역에서 분무되는 액적의 크기를 측정한 평균값을 나타낸 것이다. 또한, 추출판(200)을 접지로 사용하고, 전극판(700)으로 음(-)의 고전압을 인가하여도 같은 특성을 나타낸다.On the other hand, when the negative voltage opposite to the first voltage applying unit 500 is applied from the second voltage applying unit 600 to the extraction plate 200, the electric field generated by the extraction plate 200 is charged with droplets ( 303) is pulled toward the extraction plate 200 to increase the spray angle. Here, even if a positive voltage or a negative voltage is applied from the second voltage applying unit 600 to the extraction plate 200, the spray angle of the working fluid is changed, but as shown in FIG. And the home mode forming applied voltage are almost the same. Here, A-H in the horizontal axis of Figure 14 represents each measurement area shown in Figure 4, the vertical axis represents the average value of the size of the droplets sprayed in each area. In addition, even when the extraction plate 200 is used as the ground and a negative high voltage is applied to the electrode plate 700, the same characteristics are obtained.

<변형예><Variation example>

본 발명의 또 다른 실시예로, 정전분무 장치의 유량 제약을 완화시켜 보다 효율적인 장치 개발이 가능하다. 따라서, 반도체, LCD 박막코팅장치 및 선박 또는 자동차등의 대면적 페인팅 장치에 적용이 가능하다. 또한, 정전분무의 장점인 하전입자 제어를 통하여 친환경 대면적 페인팅 공정에 적용 가능함은 물론이다.In another embodiment of the present invention, it is possible to relax the flow rate constraint of the electrostatic spray device to develop a more efficient device. Accordingly, the present invention can be applied to large area painting apparatuses such as semiconductors, LCD thin film coating apparatuses, and ships or automobiles. In addition, through the control of charged particles, which is an advantage of electrostatic spraying, it is, of course, applicable to eco-friendly large-area painting process.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As described above, those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. Therefore, the above-described embodiments are to be understood in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. .

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.The following drawings, which are attached in this specification, illustrate the preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description thereof, serve to further understand the technical spirit of the present invention. It should not be interpreted.

도 1은 본 발명에 따른 다중 홈 노즐 정전 분무장치의 구성을 나타내는 개략도,1 is a schematic view showing the configuration of a multi-groove nozzle electrostatic spraying apparatus according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 홈 노즐의 사시도,2 is a perspective view of a groove nozzle according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 홈 노즐의 저면도,3 is a bottom view of a groove nozzle according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 추출판의 평면도,4 is a plan view of the extraction plate according to the present invention,

도 5는 본 발명에 따른 추출판의 실제 형상을 나타낸 사진,5 is a photograph showing the actual shape of the extraction plate according to the invention,

도 6은 본 발명에 따른 추출판의 개략적인 설치단면도,Figure 6 is a schematic cross-sectional view of the extraction plate according to the present invention,

도 7은 본 발명에 따른 다중 홈 노즐 정전 분무장치에서 분무되는 작동유체를 가시화하기 위한 개략적인 실험장치도,7 is a schematic experimental apparatus for visualizing a working fluid sprayed in a multi-groove nozzle electrostatic spraying device according to the present invention;

도 8은 본 발명에 따른 다중 홈 노즐 정전 분무장치에서 분무되는 액적의 크기를 측정하기 위한 개략적인 실험장치도,8 is a schematic experimental apparatus for measuring the size of the droplets sprayed in the multi-groove nozzle electrostatic spraying device according to the present invention,

도 9는 본 발명에 따른 추출판을 사용하지 않고, 노즐 간격이 25mm인 다중 홈 노즐에서 작동유체가 분무된 형태를 나타낸 사진,Figure 9 is a photograph showing the form in which the working fluid is sprayed in a multi-groove nozzle having a nozzle spacing of 25mm without using the extraction plate according to the present invention,

도 10은 본 발명에 따른 추출판을 사용하지 않고, 노즐 간격이 10mm인 다중 홈 노즐에서 작동유체가 분무된 형태를 나타낸 사진,10 is a photograph showing a form in which working fluid is sprayed in a multi-groove nozzle having a nozzle spacing of 10 mm without using an extraction plate according to the present invention;

도 11은 본 발명에 따른 추출판을 사용한 다중 홈 노즐의 분무형상을 나타내는 사진,11 is a photograph showing the spray shape of the multi-groove nozzle using the extraction plate according to the present invention,

도 12는 본 발명에 따른 추출판을 사용하고, 노즐 간격이 25mm인 다중 홈 노즐에서 작동유체가 분무된 형태를 나타낸 사진,12 is a photograph showing a form in which the working fluid is sprayed in a multi-groove nozzle having a nozzle spacing of 25 mm using the extracting plate according to the present invention;

도 13은 본 발명에 따른 추출판을 사용하고, 노즐 간격이 10mm인 다중 홈 노즐에서 작동유체가 분무된 형태를 나타낸 사진,Figure 13 is a photograph showing the form in which the working fluid is sprayed in a multi-groove nozzle having a nozzle spacing of 10 mm using the extraction plate according to the present invention,

도 14는 본 발명에 따른 다중 홈 노즐에서 발생하는 액적의 크기를 측정한 그래프,14 is a graph measuring the size of droplets generated in the multi-groove nozzle according to the present invention;

도 15는 본 발명에 따른 다중 홈 노즐 정전분무방법을 단계별로 도시한 순서도이다.15 is a flow chart showing step by step a multi-groove nozzle electrospray method according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 : 홈 노즐 101 : 돌출부100: groove nozzle 101: protrusion

102 : 홈 200 : 추출판102: groove 200: extraction plate

201 : 홀 300 : 작동유체201: hole 300: working fluid

301 : 액체 콘 302 : 액주301: liquid cone 302: liquid wine

303 : 액적 400 : 유체 공급장치303: droplet 400: fluid supply device

500 : 제 1 전압인가부 600 : 제 2 전압인가부500: first voltage application unit 600: second voltage application unit

700 : 전극판 800 : 미세전류측정기700: electrode plate 800: microcurrent measuring instrument

900 : He-Ne 레이저발생기 907 : He-Ne 레이저900: He-Ne laser generator 907: He-Ne laser

1000 : 카메라 1100 : Ar-Ion 레이저발생기1000: Camera 1100: Ar-Ion Laser Generator

1101 : Ar-Ion 레이저 1102 : 반대 극성의 Ar-Ion 레이저1101: Ar-Ion laser 1102: Ar-Ion laser of opposite polarity

1200 : PDPA 송신기 1300 : PDPA 수신기1200: PDPA Transmitter 1300: PDPA Receiver

1400 : 신호처리장치1400: signal processing device

Claims

A plurality of groove nozzles 100 having a working fluid 300 supplied therein and a plurality of protrusions 101 and a plurality of grooves 102 formed at a lower end thereof;

An extraction plate (200) of conductive material installed at the same height as the lower end of the groove nozzle (100) and having relatively large holes (201) compared to the outer diameter of the groove nozzle (100);

A fluid supply device 400 supplying a working fluid 300 to one end of the groove nozzle 100;

A first voltage applying unit 500 for applying a voltage to the groove nozzle 100; And

And a second voltage applying unit (600) for applying a voltage to the extraction plate (200).

The method of claim 1,

The groove nozzle 100 is a multi-groove nozzle electrostatic spray device, characterized in that the conductive material.

The method of claim 2,

The groove nozzle 100 is a multi-groove nozzle electrostatic spray device, characterized in that the aluminum or stainless steel material.

delete

The method of claim 1,

Multi-groove nozzle electrostatic spray device, characterized in that the plurality of protrusions 101 and the groove formed between the plurality of protrusions 102 is arranged radially.

The method of claim 1,

The plurality of holes (201) is a multi-groove nozzle electrostatic spray device, characterized in that each hole 201 is arranged so as to be spaced apart from each other.

delete

The method of claim 1,

The fluid supply device 400 is a multi-slot nozzle electrostatic spray device, characterized in that the syringe pump.

The method of claim 1,

The first and second voltage applying unit (500, 600) is a multi-groove nozzle electrostatic spray, characterized in that the DC voltage generator.

The method of claim 1,

The working fluid 300 supplied from the fluid supply device 400 to the groove nozzle 100 has a corresponding polar ion according to the polarity voltage applied from the first voltage applying unit 500 to the groove nozzle 100. Multi-slot nozzle electrostatic spraying device.

A plurality of groove nozzles 100 having a working fluid 300 supplied therein and a plurality of protrusions 101 and a plurality of grooves 102 formed at a lower end thereof; An extraction plate (200) of conductive material installed at the same height as the lower end of the groove nozzle (100) and having relatively large holes (201) compared to the outer diameter of the groove nozzle (100); A fluid supply device 400 supplying a working fluid 300 to one end of the groove nozzle 100; A first voltage applying unit 500 for applying a voltage to the groove nozzle 100; In the spray method of the multi-groove nozzle electrostatic spraying device comprising; and a second voltage applying unit 600 for applying a voltage to the extraction plate 200,

Supplying a working fluid (300) from the fluid supply device (400) to the groove nozzle (100);

Applying a polarity voltage from the first voltage applying unit (500) to the groove nozzle (100) so that the working fluid (300) has polar ions (S200);

The working fluid 300 having the polar ions forms a groove mode having the shape of a liquid cone 301 in the plurality of grooves 102 formed at the lower end portion of the groove nozzle 100 and forms the working fluid 300. Spraying (S300); And

The extraction plate from the second voltage applying unit 600 to reduce the electric field repulsion force and the space charge effect generated in the groove nozzle 100, and to adjust the spray angle of the working fluid 300 sprayed from the groove nozzle 100 (200) applying a polarity voltage (S400); electrostatic spraying method of a multi-groove nozzle electrostatic spraying device comprising a.

The method of claim 12,

In order to reduce the spray angle of the working fluid 300 sprayed from the groove nozzle 100, the second voltage applying unit uses the same polarity voltage as that applied to the groove nozzle 100 from the first voltage applying unit 500. Multi-groove nozzle electrostatic spraying method, characterized in that applied to the extraction plate 200 in 600.

The method of claim 12,

In order to increase the spray angle of the working fluid 300 sprayed from the groove nozzle 100, the polarity voltage opposite to the polarity voltage applied from the first voltage applying unit 500 to the groove nozzle 100 is applied to the second voltage. Multi-slot nozzle electrostatic spraying method, characterized in that applied to the extraction plate 200 in the unit (600).