KR101134912B1

KR101134912B1 - 피에조 방식 및 공압 방식을 혼용하는 초음파 발생 장치 및 이를 구비한 기화식 분사 장치

Info

Publication number: KR101134912B1
Application number: KR1020110051006A
Authority: KR
Inventors: 조용헌
Original assignee: 조용헌
Priority date: 2011-05-30
Filing date: 2011-05-30
Publication date: 2012-04-17

Abstract

본 발명은 공압 방식 및 피에조 방식을 혼용하는 초음파 발생 장치 및 이를 구비한 기화식 분사 장치에 관한 것이다.

본 발명은 압축 기체의 공압을 이용하여 초음파를 발생하는 공압 초음파 발생기에 피에조(Piezo) 방식 및 공압 방식을 혼용하는 초음파 발생기를 추가로 구성하여 액상 물질의 기화량을 증대하는 초음파 발생 장치 및 이를 구비한 기화식 분사 장치를 제공한다.

본 발명에 의하면, 공압 방식 및 피에조 방식을 혼용하여 초음파를 발생함으로써, 액상 물질의 기화량을 증대할 수 있고, 이를 통해 하나의 탱크에서 액상 물질을 기화 물질로 기화하고, 기화 물질을 바로 분사할 수 있기 때문에 종래의 기화식 분사 장치에 비해 그 크기가 소형화될 수 있는 효과가 있다.

초음파, 공압, 기화, 피에조, 액상 물질

Description

피에조 방식 및 공압 방식을 혼용하는 초음파 발생 장치 및 이를 구비한 기화식 분사 장치{Ultrasonic Wave Generator Using Piezo Type Together with Pneumatic Type and Gasification Type Spraying Apparatus Equipped with This}

본 발명은 피에조 방식 및 공압 방식을 혼용하는 초음파 발생 장치 및 이를 구비한 기화식 분사 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 초음파 발생기에서 발생한 초음파를 사용하여 탱크 내에 있는 액상 물질을 기화 물질로 기화하고 이를 외부로 분사하기 위한 초음파 발생 장치 및 이를 구비한 기화식 분사 장치에 관한 것이다.

살균 용액, 살충 용액, 소독 용액, 제독 용액 및 악취 제거 용액을 포함하는 액상 물질을 살포하기 위해서 종래에는 액상 물질을 물에 희석시키고 이를 분사 노즐을 통해 살포하는 방식, 경유 또는 신나와 같은 가연성 물질을 연소시켜 연소 가스와 함께 액상 물질을 연무상태로 분사하는 방식 및 메칠브롬마이드와 같은 브롬계 화합물을 훈증으로 가스화하는 방식 중 어느 하나를 사용하였다.

상기와 같은 액상 물질 살포 방식 중 액상 물질을 분사 노즐을 통해 살포하는 방식은 액상 물질을 작은 물방울 형태로 살포하기 때문에 액상 물질이 구석구석 살포되지 않고, 물방울 형태로 살포된 액상 물질이 증발되지 않고 토양에 흡수될 경우 토양이 산성화되는 문제점이 있으며, 액상 물질을 연무상태로 분사하는 방식은 경유나 시너 등의 가연성 물질을 연소시켜 연소 가스와 함께 액상 물질을 연무상태로 분사하기 때문에 가연성 물질의 연소시 산화 오염 물질과 독성이 강한 다이옥신이 배출되어 공해를 유발하는 문제점이 있다.

또한, 훈증에 의해 액상 물질을 살포하는 방식은 메칠브롬마이드가 연소시 불꽃과 접촉하면 유해가스가 생성되는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 도 1과 같이 초음파를 사용한 기화식 분사 장치를 고안하였다.

도 1은 종래에 초음파를 사용한 기화식 분사 장치의 단면도이다.

종래 기화식 분사 장치(100)는 초음파 발생기로 액상 물질을 저온 비등시켜서 미세한 입자로 기화한 후 이를 분사함으로써, 액상 물질을 효과적으로 살포할 수 있다.

종래 기화식 분사 장치(100)는 액상 물질을 기화시키는 기화 탱크와 기화 탱크에서 기화된 액상 물질인 기화 물질을 더욱 미세한 입자로 기화시키는 진공 발생 탱크가 별도로 구성되어 있고, 기화 탱크는 2개 이상으로 구성되어 진공 발생 탱크에 제공하는 기화 물질의 용량이 부족하지 않도록 한다. 다시 말해서, 종래 기화식 분사 장치(100)는 하나의 기화 탱크에 설치된 초음파 발생기에서 액상 물질을 기화 물질로 기화시키는 양이 많지 않으므로, 기화 탱크의 개수를 2개 이상으로 하는 것이다.

이와 같이 종래 기화식 분사 장치(100)는 기화 탱크와 진공 발생 탱크가 별도로 구성되고 기화 탱크의 개수가 2개 이상이어야 하므로, 장치의 전체 크기가 커지는 문제점이 있고, 이로 인해 종래 기화식 분사 장치(100)의 기동성이 떨어지게 되는 문제점이 있다.

전술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 압축 기체의 공압을 이용하여 초음파를 발생하는 공압 초음파 발생기에 피에조(Piezo) 방식 및 공압 방식을 혼용하는 초음파 발생기를 추가로 구성하여 액상 물질의 기화량을 증대하는 초음파 발생 장치 및 이를 구비한 기화식 분사 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 초음파 발생 장치에 있어서, 압축 기체 공급관과 연결되는 연결부 및 상기 연결부에 하나 이상 설치된 압축 기체 분배관으로 구성되는 압축 기체 분배부; 상기 압축 기체 분배관에 연결되고, 외측 중앙에 슬릿항 압출공을 형성하고, 내측 중앙에 하나 또는 다수의 통기공이 형성된 제 1 진동판 두 개를 서로 대향 하도록 설치한 공압 초음파 발생기; 및 상기 압축 기체 분배관에 연결되고, 외측 중앙에 상기 슬릿상 압출공을 형성하며, 내측 중앙에 제 2 진동판 두 개를 서로 대향 하도록 설치하고, 피에조 진동 혼 및 피에조 진동자를 포함한 피에조 진동기 두 개를 내측에 설치하되, 상기 피에조 진동 혼이 상기 제 2 진동판과 연결되도록 설치한 피에조/공압 혼용 초음파 발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 피에조 방식 및 공압 방식을 혼용하는 초음파 발생 장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 목적에 의하면,기화식 분사 장치에 있어서, 기화시킬 액상 물질을 저장하는 기화 탱크; 상기 기화 탱크의 내측 하방에 위치하고 압축 공기 또는 압축 가스 중 어느 하나를 포함하는 압축 기체를 사용한 공압 방식 및 피에조 진동기를 사용한 피에조 방식을 혼용하여 초음파를 발생하고, 상기 초음파로 상기 액상 물질을 저온 비등시켜서 기화 물질로 기화시키는 초음파 발생 장치; 상기 초음파 발생 장치와 연결되어 상기 압축 기체를 상기 공압 초음파 발생기에 전달하는 압축 기체 공급관; 외부의 대기 공기를 상기 기화 탱크의 내부로 공급하되, 상기 압축 기체 공급관을 길이방향으로 둘러싸는 대기 공기 공급관; 상기 기화 탱크의 상단에 설치되어 상기 기화 탱크의 내부 압력을 감압하고, 상기 기화 물질을 빨아올려서 상기 기화 물질이 분사구로 분사되도록 하는 진공팬; 및 상기 기화 탱크의 상방에 설치되는 액상 물질 주입 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 기화식 분사 장치를 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 공압 방식 및 피에조 방식을 혼용하여 초음파를 발생함으로써, 액상 물질의 기화량을 증대할 수 있고, 이를 통해 하나의 탱크에서 액상 물질을 기화 물질로 기화하고, 기화 물질을 바로 분사할 수 있기 때문에 종래의 기화식 분사 장치에 비해 그 크기가 소형화될 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서 는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기화식 분사 장치(200)의 단면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 기화식 분사 장치(200)는 기화 탱크(205), 압축 기체 공급관(210), 제 1 솔레노이드 밸브(215), 대기 공기 공급관(220), 제 2 솔레노이드 밸브(225), 초음파 발생 장치(230), 히터(235), 확산판(240), 순환 펌프(245), 액상 물질 순환관(250), 진공팬(255), 분사구(260), 다수 개의 회전 유도 경사판(265), 액상 물질 주입 밸브(270), 배출관(275), 배출 밸브(280), 압력계(285) 및 온도계(290)를 포함한다.

기화 탱크(205)는 기화시킬 액상 물질을 저장한다. 여기서, 액상 물질은 살균 용액, 살충 용액, 소독 용액, 제독 용액 및 악취 제거 용액 등을 포함하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

압축 기체 공급관(210)은 초음파 발생 장치(230)와 연결되되, 대기 공기 공급관(220)을 길이 방향으로 관통하여 기화식 분사 장치(200)의 외부에 설치된 공기 압축기에서 압축한 공기 또는 고압 가스 탱크(미도시)에 저장된 압축 가스 중 어느 하나를 포함하는 압축 기체를 초음파 발생기(220)에 전달한다. 여기서, 압축 기체 공급관(210)은 압축 공기 또는 압축 가스의 압축열에 의해 가열되고, 가열된 압축 공기 공급관(210)은 대기 공기 공급관(220) 내의 대기 공기와 접촉함으로써, 대기 공기에 포함된 습기를 제거한다.

제 1 솔레노이드 밸브(215)는 압축 기체 공급관(210)에 설치되어 압축 공기 똔느 압축 가스의 공급량, 다시 말해서 압축 기체의 공급량을 조절한다.

대기 공기 공급관(220)은 외부의 대기 공기를 기화 탱크(205)의 내부로 공급하되, 압축 기체 공급관(210)을 길이 방향으로 둘러싼다. 여기서, 대기 공기가 대기 공기 공급관(220)의 내부를 통과할 때, 압축열에 의해 가열된 압축 기체 공급관(210)과 접촉하면 열교환에 의해 압축 기체 공급관(210)의 표면 온도가 낮아짐과 동시에, 대기 공기에 열이 가해져서 대기 공기에 포함된 습기가 제거된다.

본 발명에서 기화 탱크(205)의 내부로 공급되는 대기 공기는 대기 공기 공급관(220)의 출구와 일정 간격만큼 떨어지게 설치된 확산판(255)과 충돌하여 기화 탱크(205)의 내부에 확산됨으로써, 기화 탱크(205)의 내부 압력 및 기화된 액상 물질인 기화 물질의 농도를 조절한다.

제 2 솔레노이드 밸브(225)는 대기 공기 공급관(220)에 설치되어 대기 공기 의 공급량을 조절함으로써, 전술한 바와 같이 기화 탱크(205)의 내부 압력과 기화 물질의 농도를 조절할 수 있게 된다.

초음파 발생 장치(230)는 기화 탱크(205)의 내측 하방에 위치하고, 압축 기체 공급관(210)을 통해 전달된 압축 기체를 사용한 공압 방식 및 피에조 진동기를 사용한 피에조 방식을 혼용하여 초음파를 발생하고, 발생한 초음파로 액상 물질을 저온 비등시킴으로써 액상 물질을 기화시킨다. 이에 대한 자세한 설명은 도 3 내지 도 5에서 하도록 한다.

히터(235)는 기화 탱크(205)의 하방 외측에 설치되어 기화 탱크(205)에 저장된 액상 물질의 온도를 상승시킨다.

확산판(240)은 대기 공기 공급관(220)의 출구에서 하측으로 일정 간격만큼 이격되게 설치, 다시 말해서 대기 공기 공급관(220)과 공압 초음파 발생 장치(230) 사이에 설치되어 초음파 발생 장치(230)에서 발생한 초음파에 의해 액상 물질의 표면에서 발생하는 액체 방울의 튀어 오름을 방지하고, 대기 공기 공급관(220)으로부터 공급되는 대기 공기가 기화 탱크(205)의 내부에서 확산되도록 함으로써, 대기 공기와 기화 물질이 혼합 되도록 한다. 여기서, 확산판(240)은 원뿔 형태인 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

순환 펌프(245)는 액상 물질 순환관(250)에 설치되어 액상 물질 순환관(250)을 통해 순환하는 액상 물질의 순환 압력을 고압으로 유지한다.

액상 물질 순환관(250)은 후술할 액상 물질 배출관(275) 및 초음파 발생 장치(230)와 연결된다. 여기서, 기화 탱크(205) 내에 저장된 액상 물질은 액상 물질 순환관(250) 및 순환 펌프(245)를 통해 고압으로 순환하게 된다.

진공팬(255)은 기화 탱크(205)의 상단에 설치되어 기화 탱크(205)의 내부 압력을 감압하여 기화량을 증대하고, 액상 물질이 미세하게 기화되도록 한다.

또한, 진공팬(255)은 기화 물질을 빨아올림으로써, 기화 물질이 분사구(260)로 분사되도록 한다.

다수 개의 회전 유도 경사판(265)은 기화 탱크(205)의 내측 벽면에 설치되어 확산판(240) 및 진공팬(255)에 의해 상승하는 기화 물질이 회전하도록 한다. 여기서, 기화 물질이 다수 개의 회전 유도 경사판(265)에 의해 회전하게 되면, 기화 물질에 포함된 무거운 입자가 원심력에 의해 기화 탱크(205)의 내벽에 충돌하여 무거운 입자가 여러 개의 가벼운 입자로 쪼개지게 되고, 무거운 입자에 포함된 습기가 내벽을 통해 아래롤 흘러내리게 된다.

이밖에 액상 물질을 기화 탱크(205)에 주입하기 위한 액상 물질 주입 밸브(270)는 기화 탱크(205)의 상방에 설치되고, 기화 탱크(205)에서 액상 물질을 배출하기 위한 배출관(275) 및 배출 밸브(280)는 기화 탱크(205)의 하단에 설치되며, 기화 탱크(205)의 내부 압력을 표시하는 압력계(285) 및 기화 탱크(205)의 내부 온도를 표시하는 온도계(290)는 기화 탱크(205)의 상방에 설치된다.

도 2에는 도시하지 않았지만, 기화 탱크(205)에 저장된 액상 물질의 온도를 감지하는 온도 센서(미도시) 및 기화 탱크(205)의 내부 압력을 감지하는 압력 센서(미도시)가 기화 탱크(205)의 외부 면에 설치될 수도 있다.

도 2에서는 본 발명에 대한 모든 구성요소가 포함된 실시예인 최적의 실시예 로 설명하였지만, 본 발명을 실제로 적용할 때에는 경우에 따라 제 1 솔레노이드 밸브(215), 제 2 솔레노이드 밸브(225), 히터(235), 확산판(240), 다수 개의 회전 유도 경사판(265), 배출관(275), 배출 밸브(280), 압력계(285) 및 온도계(290) 중 하나 이상이 기화식 분사 장치(200)의 구성 요소에서 제외될 수도 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 발생 장치의 단면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 초음파 발생 장치(230)는 압축 기체 분배부(310), 공압 초음파 발생기(320) 및 피에조/공압 혼용 초음파 발생기(330)를 포함한다.

압축 기체 분배부(310)는 압축 기체 공급관(210)과 연결되는 연결부(312) 및 연결부(312)에 하나 이상 설치된 압축 기체 분배관(314)으로 구성된다.

압축 기체 분배부(310)는 압축 기체 공급관(210)로부터 공급된 압축 기체를 압축 기체 분배관(314)을 통해 공압 초음파 발생기(320) 및 피에조/공압 혼용 초음파 발생기(330)에 분배한다. 여기서, 압축 기체 분배부(310)는 다수 개의 공압 초음파 발생기(320) 및 하나의 피에조/공압 혼용 초음파 발생기(330)와 연결되는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

공압 초음파 발생기(320)는 압축 기체 분배부(310)의 압축 기체 분배관(314)과 연결되고, 외측 중앙에 슬릿상 압출공(322)을 형성하고, 내측 중앙에는 도 4와 같이 하나 또는 다수의 통기공이 형성된 제 1 진동판(410) 두 개를 서로 대향 하도록 설치한 구조를 가진다. 여기서, 공압 초음파 발생기(320) 및 후술할 피에조/공압 혼용 초음파 발생기(330)의 외형은 원통형상인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

피에조/공압 혼용 초음파 발생기(330)는 압축 기체 분배관(314)과 연결되고, 공압 초음파 발생기(320)와 같이 외측 중앙에 슬릿상 압출공(332)을 형성하며, 내측 중앙에는 도 5와 같이 제 2 진동판(510) 두 개를 서로 대향 하도록 설치하고, 피에조 진동 혼(520) 및 피에조 진동자(530)를 포함한 피에조 진동기 2개를 내측에 설치하되, 피에조 진동 혼(520)이 제 2 진동판(510)과 연결되도록 설치하여 피에조 진동자(530)에서 발생한 진동이 피에조 진동 혼(520)을 통해 제 2 진동판(510)에 전달되도록 한다. 여기서, 제 2 진동판(510)은 고압의 액상 물질을 통과시키는 유출공을 중앙에 형성하고, 유출공으로부터 일정 거리 이격된 부분에 다수의 통기공을 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 피에조/공압 혼용 초음파 발생기(330)의 내측에 설치되는 두 개의 피에조 진동기는 각각 다른 진동 주파수를 가진다. 그 이유는 두 개의 피에조 진동기가 서로 반대되는 방향에서 동일한 진동 주파수의 진동파를 발생하여 서로 대향 하도록 설치된 두 개의 제 2 진동판(510)에 전달하면, 두 개의 제 2 진동판(510)에서 동일한 주파수의 초음파를 발생하고, 발생된 초음파는 서로 반대되는 방향으로 진행하여 상쇄 간섭이 발생하기 때문이다.

또한, 피에조/공압 혼용 초음파 발생기(330)는 외측 하단, 즉 액상 물질 순환관(250)과의 연결 부분부터 피에조 진동혼(520)의 내부까지 연결되는 유로(540)를 형성하고, 유로(540)를 통해 고압의 액상 물질을 제 2 진동판(510)에 형성된 유출공으로 유출하여 기화 탱크(205)에 저장된 액상 물질과 유출공으로 유출된 고압의 액상 물질의 충돌로 인한 충격파가 발생하도록 한다. 액상 물질 안에서 발생한 충격파는 액상 물질의 결합 상태를 불안정한 상태로 변화시킨다.

위와 같은 구조를 갖는 초음파 발생 장치(230)에서의 초음파 발생 과정을 설명하면, 우선, 압축 기체가 압축 기체 공급관(210)을 통해 압축 기체 분배관(314)으로 연결되는 공압 초음파 발생기(320) 및 피에조/공압 혼용 초음파 발생기(330)로 유입된다.

공압 초음파 발생기(320) 및 피에조/공압 혼용 초음파 발생기(330) 내부로 유입된 압축 기체는 공압 초음파 발생기(320)의 제 1 진동판(410)에 형성된 통기공 및 피에조/공압 혼용 초음파 발생기(330)의 제 2 진동판(510)에 형성된 통기공을 통과하고, 이 순간 제 1 진동판(410) 및 제 2 진동판(510)은 자려 진동을 통해 초음파를 발생한다. 여기서, 압축 기체의 압력은 7kg/㎠ 내지 10kg/㎠인 것이 바람직하고, 공압을 통해 제 1 진동판(410) 및 제 2 진동판(510)에서 발생되는 초음파의 주파수 범위는 0㎑ 내지 250㎑인 것이 바람직하지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

이와 동시에 피에조/공압 혼용 초음파 발생기(330)의 내측에 설치된 두 개의 피에조 진동기는 외부로부터 전원을 공급받아서 공압을 통해 자려 진동하고 있는 제 2 진동판(510)의 진동을 보강함으로써, 제 2 진동판(510)에서 공압만을 통해 발생한 초음파보다 세기가 큰 초음파를 제 2 진동판(510)에서 발생하도록 한다.

본 발명에서 두 개의 피에조 진동기는 각각 다른 진동 주파수로 동작하되, 간헐적으로 전원 공급을 받아 동작하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 하나의 피에조 진동기는 30㎑, 다른 하나의 피에조 진동기는 50㎑의 진동 주파수로 동작하되, 전원을 공급받아 1분동안 동작한 후, 10초 동안 전원이 차단되어 동작을 정지하는 것을 반복하는 것이다. 여기서, 두 개의 피에조 진동기가 전원을 공급받을 때에는 제 2 진동판(510)이 공압에 의한 자려 진동을 함과 동시에 피에조 진동 혼(520)으로부터 전달받은 진동으로 자려 진동을 보강하여 초음파를 발생하고, 두 개의 피에조 진동기에 전원이 차단될 때에는 제 2 진동판(510)이 공압에 의한 자려 진동만으로 초음파를 발생한다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 초음파 발생 장치(300)는 공압 방식 및 피에조 방식을 혼용하여 초음파를 발생함으로써, 종래의 초음파 발생기에서 발생한 초음파보다 세기가 큰 초음파를 발생할 수가 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 초음파 발생 장치(300)에서 발생한 초음파는 기화 탱크(205)에 저장된 액상 물질을 저온(실온)비등시켜서 기화 물질로 기화, 다시 말해서 연무 가스로 그 상을 변화시키되, 종래보다 많은 양의 액상 물질을 기화 물질로 기화시킬 수 있게 된다. 여기서, 기화 탱크(205)의 내부는 진공팬(255)의 작동에 의해 감압된 상태이고, 기화 탱크(205)에 저장된 액상 물질은 제 2 진동판(510)의 유출공을 통해 유출되는 고압의 액상 물질과의 충돌로 인해 결합 상태가 불안정해짐과 동시에 히터(235)에 의해 그 온도가 상승한 상태, 다시 말해서 기화 탱크(205)의 내부는 저장된 액상 물질이 기화 물질로 기화되기 적합한 상태로 유지되는 것이 바람직하다.

이와 같이 기화 탱크(205)의 내부에서 기화된 기화 물질은 대기 공기 공급관(220)을 통해 공급되는 대기 공기와 혼합되고, 진공팬(255)에 의해 빨아 올려진 후 분사구(260)를 통해 외부로 분사된다. 여기서, 대기 공기와 혼합된 기화 물질은 다수 개의 회전 유도 경사판(265)을 통과하면서 회전하게 된다.

상기와 같이 본 발명의 실시예에 따른 기화식 분사 장치(200)는 초음파 발생 장치(230)를 통해 액상 물질을 기화한 후 분사구(260)를 통해 외부로 분사하는 과정을 반복하여 기화 물질을 연속적으로 생산 및 분사하게 된다. 여기서, 기화 물질의 분사를 완료한 후, 기화 탱크(205)에 남은 액상 물질은 배출 밸브(280)를 통해 배출할 수 있다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 기화식 분사 장치 분야에 적용되어, 공압 방식 및 피에조 방식을 혼용하여 초음파를 발생함으로써, 액상 물질의 기화량을 증대할 수 있고, 이를 통해 하나의 탱크에서 액상 물질을 기화 물질로 기화하고, 기 화 물질을 바로 분사할 수 있기 때문에 종래의 기화식 분사 장치에 비해 그 크기가 소형화될 수 있는 효과를 발생하는 매우 유용한 발명이다.

도 1은 종래에 초음파를 사용한 기화식 분사 장치의 단면도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기화식 분사 장치의 단면도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 발생 장치의 사시도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 발생 장치의 평단면도,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 발생 장치의 종단면도이다.

＜ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＞

100: 종래 기화식 분사 장치 200: 기화식 분사 장치

205: 기화 탱크 210: 압축 기체 공급관

215: 제 1 솔레노이드 밸브 220: 대기 공기 공급관

225: 제 2 솔레노이드 밸브 230: 초음파 발생 장치

235: 히터 240: 확산판

245: 순환 펌프 250: 액상 물질 순환관

255: 진공팬 260: 분사구

265: 다수 개의 회전 유도 경사판 270: 액상 물질 주입 밸브

275: 배출관 280:배출 밸브

285: 압력계 290: 온도계

310: 압축 기체 분배부 320: 공압 초음파 발생기

330: 피에조 공압 초음파 발생기 410: 제 1 진동판

510: 제 2 진동판

Claims

초음파 발생 장치에 있어서,

압축 기체 공급관(210)과 연결되는 연결부 및 상기 연결부에 하나 이상 설치된 압축 기체 분배관으로 구성되는 압축 기체 분배부(310);

상기 압축 기체 분배관에 연결되되, 외측면과 내측공간을 갖는 원통형 형상의 외측면 중앙에 슬릿상 압출공(322)을 형성하고, 내측 공간 중앙에 하나 또는 다수의 통기공이 형성된 제 1 진동판(410) 두 개를 서로 대향 하도록 설치한 공압 초음파 발생기(320); 및

상기 압축 기체 분배관에 연결되되, 외측면과 내측공간을 갖는 원통형 형상의 외측면 중앙에 슬릿상 압출공(332)을 형성하며, 내측 공간 중앙에 제 2 진동판(510) 두 개를 서로 대향 하도록 설치하고, 피에조 진동 혼 및 피에조 진동자를 포함한 피에조 진동기 두 개를 내측 공간에 설치하되, 피에조 진동 혼(520)이 상기 제 2 진동판과 연결되도록 설치한 피에조 공압 초음파 발생기(330)를 포함하는 것을 특징으로 하는 피에조 방식 및 공압 방식을 혼용하는 초음파 발생 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 두 개의 피에조 진동기는 각각 다른 진동 주파수로 동작하되, 간헐적으로 전원 공급을 받아 동작하는 것을 특징으로 하는 피에조 방식 및 공압 방식을 혼용하는 초음파 발생 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 진동판은 고압의 액상 물질을 통과시키는 유출공을 중앙에 형성하고, 상기 유출공으로부터 일정 거리 이격된 부분에 다수의 통기공을 형성하는 것을 특징으로 하는 피에조 방식 및 공압 방식을 혼용하는 초음파 발생 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 피에조/공압 혼용 초음파 진동기는 외측 하단부터 상기 피에조 진동 혼의 내부까지 연결되는 유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 피에조 방식 및 공압 방식을 혼용하는 초음파 발생 장치.
기화식 분사 장치에 있어서,

기화시킬 액상 물질을 저장하는 기화 탱크(205);

상기 기화 탱크의 내측 하방에 위치하고 압축 공기 또는 압축 가스 중 어느 하나를 포함하되, 압축기체분배부와 공압초음파발생기에 의해 압축 기체를 사용한 공압 방식 및 피에조 공압 초음파발생기에 의해 피에조 진동기를 사용한 피에조 방식을 혼용하여 초음파를 발생하고, 상기 초음파로 상기 액상 물질을 저온 비등시켜서 기화 물질로 기화시키는 초음파 발생 장치(230);

상기 초음파 발생 장치와 연결되어 상기 압축 기체를 상기 공압 초음파 발생기에 전달하는 압축 기체 공급관(210);

외부의 대기 공기를 상기 기화 탱크의 내부로 공급하되, 상기 압축 기체 공급관을 길이방향으로 둘러싸는 대기 공기 공급관(220);

상기 기화 탱크의 상단에 설치되어 상기 기화 탱크의 내부 압력을 감압하고, 상기 기화 물질을 빨아올려서 상기 기화 물질이 분사구로 분사되도록 하는 진공팬(255); 및

상기 기화 탱크의 상방에 설치되는 액상 물질 주입 밸브(270)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기화식 분사 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 기화 탱크의 하단에 설치되는 액상 물질 배출관 및 상기 초음파 발생 장치와 연결되는 액상 물질 순환관; 및

상기 액상 물질 순환관에 설치되는 순환 펌프를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기화식 분사 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 대기 공기 공급관의 출구에서 하측으로 일정 간격만큼 이격되게 설치되는 확산판 및

상기 기화 탱크의 내측 벽면에 설치되어 확산판 및 상기 진공팬에 의해 상승하는 상기 기화 물질이 회전하도록 하는 다수 개의 회전 유도 경사판을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기화식 분사 장치.
제 5 항에 있어서, 상치 초음파 발생 장치는

상기 압축 기체 공급관과 연결되는 연결부 및 상기 연결부에 하나 이상 설치된 압축 기체 분배관으로 구성되는 압축 기체 분배부;

상기 압축 기체 분배관에 연결되되, 외측면과 내측공간을 갖는 원통형 형상의 외측면 중앙에 슬릿상 압출공을 형성하고, 내측 공간 중앙에 하나 또는 다수의 통기공이 형성된 제 1 진동판 두 개를 서로 대향 하도록 설치한 공압 초음파 발생기; 및

상기 압축 기체 분배관에 연결되되, 외측면과 내측공간을 갖는 원통형 형상의 외측면 중앙에 상기 슬릿상 압출공을 형성하며, 내측 공간 중앙에 제 2 진동판 두 개를 서로 대향 하도록 설치하고, 피에조 진동 혼 및 피에조 진동자를 포함한 피에조 진동기 두 개를 내측 공간에 설치하되, 피에조 진동 혼이 상기 제 2 진동판과 연결되도록 설치한 피에조 공압 초음파 발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 기화식 분사 장치.
제 8 항에 있어서,

상기 피에조/공압 혼용 초음파 진동기는 외측 하단부터 상기 피에조 진동 혼의 내부까지 연결되는 유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 기화식 분사 장치.
제 8 항에 있어서,

상기 두 개의 피에조 진동기는 각각 다른 진동 주파수로 동작하되, 간헐적으로 전원 공급을 받아 동작하는 것을 특징으로 하는 기화식 분사 장치.
제 8 항에 있어서,

상기 제 2 진동판은 고압의 액상 물질을 통과시키는 유출공을 중앙에 형성하고, 상기 유출공으로부터 일정 거리 이격된 부분에 다수의 통기공을 형성하는 것을 특징으로 하는 기화식 분사 장치.