KR101191911B1 - 공압용 진동자와 싸이크론을 이용한 기화장치 - Google Patents

Abstract

공압용 초음파 발생기를 이용한 소독약제의 기화 살포장치에 있어서, 청결한 공기와 음압이 형성되는 기화 발생용 기화탱크 내부에 육각형 공압용 진동자를 육각 방향으로 6각초음파 발생기를 장착하고, 상기 기화탱크 내부 중단에는 스크린 필터와 하단부는 압전식 전동자를 장치하고, 상기 기화탱크에서 기화된 기체를 기액 분리장치인 싸이크론 내의 회전충돌장치를 통과시켜 미립자로 생성시키며, 분사되는 기체속의 수분을 건조필터를 통과시켜 건조된 초미립자의 약제만 오리피스 현상이 일어나도록 하며, 기화탱크는 음압이 생성되고 분자구조가 활성화되어 분사토록 함을 특징으로 한 공압용 진동자의 싸이크론을 이용한 기화장치.

에어탱크 기화탱크 싸이크론(기액 분리기) 회전충돌장치 분사노즐 공압용 진동자 6각초음파 발생기 압전식 진동자 스크린필터 회전식 충돌판 배출구 건조필터 약품투입구

Description

공압용 진동자와 싸이크론을 이용한 기화장치{omitted}

본 발명은 일반적으로 알려져 있는 공압 진동자를 떨림판에 의한 초음파를 발생시켜 약제의 메카니즘은 변화 없이 아주 적은 입자로 기화시키는 장치로서, 더욱 상세하게는 상온에서 액상의 회석약제를 기체 상태로 기화시킬 때 함께 배출되는 액상의 입자는 싸이크론이란 공간에서 다시 한번 분리시켜 분사약재의 완전기체 상태를 얻고자 하는 공압용 진동자와 싸이크론을 이용한 기화장치에 관한 것이다

일반적인 방역소독 약제는 거의 액체 상태로서 실생활에 적용할 때의 소독방법은, 첫째 : 동력 분사장치 둘째 : 연막 연무방식 셋째 : 훈증 훈연 등 크게 3가지로 나눌 수 있으나 상기한 방법들은 장점보다는 단점이 더 많았다

첫째의 경우 : 액체 상태를 노즐을 통하여 에어압력을 분사하므로 약재의 입자의 크기는 200㎛ 이상으로서, 살포 후 잔류약제가 남아 피소독물에 얼룩을 남기고 약제가 남음으로 인하여 일일이 청소를 해야 하며, 정밀기기나 고문서, 인체, 분야에는 살포를 할 수 없었고, 또한 토양을 오염시켰다.

둘째의 경우 : 약제를 500℃ 정도로 가열하므로 약제의 유효성분이 파괴되고(약효 20％유효) 가열할 때 환경호르몬인 다이옥신이 발생하여 사용금지 된 방법의 하나이며,

셋째의 경우 : 강 독성인 약제를 연기를 피워서 사용하므로 인하여 노출되면 사람이 약제에 오염되는 위험성이 있었다, 상기한 3가지 방법 외는 현재 다른 방역소독 방법이 없다는 점에 착안하여 소독액체 상태인 약제를 초음파를 이용하여 액상을 기체 상태로 기화시켜, 피소독물에 살포하므로 잔류 약제가 남지 않도록 개선 한 친환경적 소독방법을 위한 장치이다.

상기한 3종류의 방역소독 방법에 의한 방법을 탈피하고자 알려진 선행기술 문헌으로 "초음파를 이용한 소독약제의 기화 분사장치(10-0332094호)"와 "초음파를 이용한 소독약제의 기화장치(10-0516114호)" 및 "초음파 기화소독장치(10-0742635호)"등이 알려져 있다

상기한 종래의 발명에 있어서, 전자의 구성은

액상의 소독 약제을 초음파에 의해 저온 비등시켜 상온에서 미세한 미립자 형태로 기화분사 하는 초음파를 이용한 소독약제 기화분사장치에 관한 것으로, 특히 전기에 의한 초음파 진동자와 압축공기에 의한 초음파 발생기 동시에 기화탱크에 장입하고, 각각의 방법으로 동시에 소독약제에 초음파를 가할 때 단시간에 소독약제가 극히 미세한 입자로 기화되며, 다량의 기화가스를 얻을 수 있도록 한 것으로, 액상의 소독약제가 투입되는 다수개의 기화탱크를 가지며, 각각의 기화탱크 내측에는 전기에 의해 작동하는 초음파 진동자와 압축공기에 의해 초음파를 발생하는 공기압 초음파 발생기가 각각 설치되며, 각각의 기화탱크 상방에는 기화가스를 저장하는 저장탱크를 가지며, 저장탱크 일 측에는 배기파이프와 송풍 팬을 가지며, 기화탱크 일 측에는 공기 압축기가 설치되며, 각각의 기화탱크 외측에는 열선을 감아 소독 약제를 일정온도로 유지토록 한 것 이라고 기술되어 있고.

둘째 번의 구성은

액상의 소독 약제를 초음파에 의해 저온 비등시켜 상온에서 미세한 미립자 형태로 기화 분사하는 초음파를 이용한 소독약제 기화분사장치에 관한 것으로, 특히 압축공기에 의한 초음파 발생기로 액상의 소독 약제를 저온 비등하여 기화시키고 이에 물무화기에 의해 발생된 미세한 물입자를 혼합한 것을 송풍기를 통해 분사 살포되도록 한 것으로 기화탱크 내측에 내통을 형성하며, 내통과 기화탱크 사이의 공간부에 나선형 안내판을 형성하며, 내통 저면에 공기압 초음파 진동기를 설치하며, 기화탱크 상방에는 송풍기와 기화탱크 일측에 공기압축 탱크 및 물무화기를 갖도록 한 것이다 라고 기술되어 있으며,

후자의 구성은

액상의 소독 약제를 초음파에 의해 저온 비등시켜 실온에서 미세한 미립자 형태로 기화 분사하는 초음파를 이용한 소독약제 기화장치에 관한 것으로, 특히 압축공기 또는 압축가스에 의한 공압 초음파 발생기와 압전 진동자로 액상의 소독 약제를 저온 비등하여 기화시키고, 초음파로 소독 약제를 기화시킴에 있어서, 미세한 입자로 기화시키기 위해 기화탱크의 압력을 감압시키는 진공발생탱크를 갖도록 한 것으로, 소독약제가 투입되어 이를 기화시키는 다수개의 기화탱크는 상방 연결관 및 하방 연결관으로 서로 연결되며, 기화탱크 내측에는 공기압축기 또는 압축가스로 작동하는 연결되는 공기압 초음파 발생기를 가지며, 상기 기화탱크 하방 외측에 는 히터와 하방 내측에는 초음파 압전 진동자를 가지며, 진공발생 탱크는 상방에 배출 관과 진공팬(진공펌프)과 압력계를 가지며, 내측 하방에는 원뿔형태의 충돌 확산판을 가지며, 내측 벽면에는 다수개의 회전유도 경사판과 상방 급기구와 하방 급기구를 가지며, 상, 하방 급기구 내측에는 급기량을 조절하는 개폐판을 가지며, 상기 충돌 확산판 상방에는 기화탱크와 연결되어 기화 기체를 이송하는 공급관을 가지며 공급관에는 솔레노이드 밸브를 가지며, 진공발생 탱크 하방에는 드래인 밸브 및 기화탱크로 연결되는 반송관을 갖도록 한 것이다,

라고 기술된 발명이 특허되어 있으나, 상기한 구성들은 많은 장점을 가지고 있다고 기술되여 있으나, 사실상 상기 3가지의 구성자체는 모두가 4개로 구성되는 초음파 발생기를 발명의 요지로 하였으나, 금일 현재까지 실제 사용되지 않고 있으며,

상기 종래의 발명에 기술한 내용과 같이 이루어지지 않는다는 문제점이 있는 것이어서, 현재까지 실시된 바가 없어서 실용성에 의문이 따르는 것이다, 상기 알려진 구성의 압전식 초음파 발생기와 공압용 진동 초음파 발생기 등에 있어서, 100％ 기화가 일어나지 않는다는 점에 착안하여 장기간 동안 각종 연구와 실험을 거듭하여 소기의 목적을 달성 할 수 있는 개선된 본 발명을 출원하게 된 것이다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하는 과제로서 특허인 압전식 초음파 발생기와, 공압용 진동초음파 발생기를 약제 투입과 같이 장치하면 기화의 발생량이 많고 약제가 더 미세하게 분출되는 경향이 있고, 특히 공기를 약제 속에 투입할 때는 약제에서 기포가 발생하여 분리기로 같이 동반 이송되므로 항상 기포제를 소량 투입해서 거품을 제거했으며, 공압용 진동자는 기존의 원형에서 육각형 형상으로 제작하여 4방향에서 6방향으로 증가함으로서, 기화량을 더욱 미세하게 하는 효과가 있도록 하며, 기액 분리기에서 급속히 압력이 감소되면 배출되는 속도나 기체의 퍼짐이 나빠지므로 배출 끝부분에 노즐을 설치하여 공기저장 탱크에서 높은 공기를 같이 송출해 줌으로서, 기화탱크 내의 기화가 더 많이 생성되고 노즐을 통과할 때 입경이 더 미세하게 부서지게 하였으며,

특히 기화발생 탱크에는 스크린 필터를 설치하여 기포를 1차로 제거하여 줌으로서, 기액 분리기로 동반 이송되는 것을 막아 주도록 하여 순수 약제의 기체 상태로 분사케 함을 목적하는데 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 공압용 진동자와 싸이크론을 이용한 가화장치는 기화장치의 분열판에서 초음파가 발생되어 약제를 기화시킨 일부의 입경이 큰 미립자도 동반 되여 분사될 수 있으므로 이를 해결하는 장치는 가장 일반적인 회전충돌 방식인 일명 싸이크론을 사용하며, 상기한 싸이크론은 기화속도에 따라서 회전 충돌판 굵기가 정해지게하고, 학술적인 이론방식에 의하면 속도(V)는 단면적(A)에 유량이므로 상기한 데이터에 의해 굵기를 선정하였는데, 즉 V=

로 결정하였으며, 이 회전 충돌판은 제작비가 고가이므로 일반적인 회전충돌 판 대신에 건조필터를 사용하여 입경이 큰 미립자를 걸러낼 수 있었다, 상기 본 발명에 의한 기화장치에 가장 중요한 핵심이 약제로 기화시켰을 때 입경이 큰 미립자가 동반 기화되지 않도록 하는 것이다, 고도의 기술을 요하는 6각 초음파 발생기와 스크린 필터, 건조 필터 및 특히 회전 충돌판 등을 사용하여 문제의 과제를 해결하였다.

본 발명에 의한 공압용 진동자와 싸이크론을 이용한 기화장치는 종래의 소독장치들은 잔류약제가 남거나 환경 호르몬인 다이옥신 발생으로 사용이 제한되고 있어, 대안이 없었으나 본 발명에 의한 입경이 큰 미립자를 분리할 수 있는 장치의 개발로 인해, 미립자의 입도가 약 4㎛으로서 완전 기화상태로 분사케 되어 인체에 직접 살포하여 유해균을 살균 할 수 있고 치료효과가 크며, 또한 전원이 없는 곳에서도 차량에 장착하여 사용할 수도 있고, 사람이 휴대하여 사용하여도 잔류약제가 남지 않고 인체에 직접 살포하여 인체외부나 호흡기를 통하여 치료예방이 가능한 효과적인 것이다.

.

이하 본 발명에 의한 공압용 진동자와 싸이크론을 이용한 기화장치의 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명 한다

도 1은 본 발명에 의한 공압용 진동자와 싸이크론을 이용한 기화장치의 장치 예시도이며, 도 2는 본 발명에 의한 공압용 진동자와 싸이크론을 이용한 6각형상의 초음파 발생기의 구성도이며 강력한 초음파 발생기의 장치 예시도이고, 도 3은 본 발명에 의한 공압용 진동자와 싸이크론을 이용한 기화장치의 6각형 진동자의 예시도이며,

도 4는 본 발명에 의한 공압용 진동자와 싸이크론을 이용한 기화장치의 측면 예시도이다,

본 발명에 의한 공압용 진동자의 싸이크론을 이용한 기화장치는 에어탱크(1)에 압축공기 7-8kg/㎠를 충진 되고 에어드라이기(25)를 통과한 후 건조한 압축공기는 수분을 포함하고 있어 기화탱크(2)에 유입되어 약재를 회석 시킨다

상기 에어탱크(1)에는 일반적으로 압력계(10)와 안전밸브(11)가 설치되어 과압력에 대응하며, 에어드라이기(25)를 통과한 건조된 압축공기는 기화탱크(2)내의 공압용 진동자(18)로 에어공급관(18-1)을 통하여 전달되어 분열파(Splitter)가 발생 초음파를 동반하게 된다, 상기 초음파 발생장치인 6각초음파 발생기(18A)는 투입된 약제를 미립자로 기화시키는 역할을 하는데, 상기 공압용 진동자(18)는 다량의 초음파를 발생시키기 위하여 6방향의 6각 초음파발생기(18A)로 장치됨을 특징으로 하고 있다,

상기 공압용 진동자(18)는 진동자캡(18-2)과 본체사이에는 진동흡수체로서 테프론 파킹(18-5)을 삽착 구성하여 진동완충 되게 하며, 상기 6개의 공압용 진동자로 구성되는 6각초음파 발생기(18A)구성과 병행하여 기화탱크(2) 하부에 다수개의 전기적 진동자와 세라믹 압전식 진동자(20)를 장착하여 약재의 공동현상을 한층 더 효과를 높일 수 있도록 한다, 상기 기화탱크(2)의 공압용 진동발생기와 전기적 진동발생기를 동시에 가동하여 기화의 효과인 기화량이 많아지고 미립자의 발생도 많아지게 된다,

동절기에는 약제의 온도는 40℃ 이상이어야 기화가 잘되므로 기화탱크(2) 외부에 보온커버(19)를 씌우며, 공동 현상이 일어날 때 약제의 버블현상이 일어날 수 있으므로 기화탱크(2) 내부에는 스크린필터(22)를 설치하여 약제의 거품이 동반되어 분사되지 않도록 한다

상기 기화탱크(2)에는 약제투입구(8)와 압력계(10), 압력 조절계(11)등을 구성하여 안전에 대비케 하고, 약제투입구(8)는 개폐 볼밸브(9)를 구성한 약품 투입관(8-1)을 배관하였다

약제의 충진, 보충상태를 확인할 수 있도록 기화탱크(2)에 수위계(21)를 구성하며, 다른 약제를 사용 시에는 기존의 내부 잔류 약제를 배출밸브(2-1)를 통하여 배출과 물세척이 가능하도록 하고, 기화탱크(2)에서 발생한 기화상태의 미립자는 입경이 큰 미립자를 동반하여 분사될 수 있으므로, 이러할 경우에는 1％라도 분사되면 잔류약제가 남아 정밀기기에 분사 되었을 시에는 치명적인 문제가 될 수 있으므로 상기 기화탱크(2)에 바로 근접하여 회전식 충돌장치인 싸이크론(13)을 장치하여 입자가 큰 미립자는 서로 충돌하여 하부로 낙하하여 별도의 수집 탱크인 액체저장탱크(16)에 집수시켜 볼밸브인 개폐콕크(17)로 배출시킨다, 상기 회전식 충돌장치(13-1)을 내장한 싸이크론(13) 하단부에는 회전식 충돌판 배출구(26)를 구성하여 여기를 통과하여 로타리 밸브(15)를 거쳐서 액체저장탱크(16)에 집수된다, 상기 회전식 충돌장치(13-1)를 내장한 싸이크론(13)을 통과한 기체는 분사노즐(14)로 배출되는 과정에서 에어탱크(1)에서 배출되는 압축공기가 에어공급관(23)을 거쳐서 압축되는 공기와 함께 분사노즐(14)로 분사되게 한다,

본 발명에 의한 공압용 진동자와 싸이크론을 이용한 기화장치는 분당 2,000ℓ로 할 수 있고 휴대용으로는 분당 200ℓ로 제작이 가능하며, 상기 싸이크론(13)을 통과한 기화된 액체는 건조필터(27)를 한번 더 통과시켜 완전한 기화상태로 되어 분사노즐(14)에서 압축공기와 같이 분사함으로서 오리피스(교축) 현상이 일어나도록 하여 기화탱크(2) 내부가 더욱 기화가 양호하게 일어난다, 본 발명에 의한 상기 기화장치의 핵심 요지라 할 수 있는 것은 약제를 기화시켜 분사노즐(14)에서 한번 더 여과시켜 끝부분에 오리피스 현상이 일어나도록 하여 기화탱크(2)에 공동현상이 잘 일어나게 하는 것이다.

본 발명은 공압을 이용한 분열파는 약제를 기화시켜 극세 미립자를 만드는 것이 특징이며, 기화탱크(2)에서의 공압용 진동자(18)는 부식되지 않는 동(신주)이나 스텐레스 스틸을 이용하며, 분열파가 발생되면 10,000사이클 이상의 다중 초음파가 발생 되는데 이는 주입되는 공기압의 영향을 받기 때문이고, 공압용 진동자(18)내의 진동판(18-4)에서 발생하는 200 KH₂까지 구현되어 약제와 물분자의 고리를 끊어서 극히 적은 미립자로 변하게 되며, 상기 미립자는 약제의 특별한 효과는 변하지 않는다, 즉 분자의 구조는 나노미터보다 옹그스토롱(A°)의 크기로 되어 있기 때문이다,

본 발명에 의한 기화장치는 약제나 물분자의 미립자가 100％ 발생한다고 볼 수 없고 약액 속으로 고압의 공기가 주입되므로 기포가 발생할 수 있는데, 상기한 기포는 그냥두면 기화되어 분사되는 미립자속에 섞여서 분사되므로 소기의 목적하는 바를 달성할 수 없게 되며, 이를 해결하기 위해서는 스크류형 충돌장치(13-1)를 내장한 싸이크론(13)과 스크린필터 및 건조필터(27)를 사용하면 순수한 기체를 얻을 수 있게 되는 것이다, 상기 스크류형 충돌장치(13-1)는 와류형상으로 유입되어 충돌장치에 부딪쳐서 극 미립자화 하게 되며, 콤프레샤에서 나오는 공기 자체도 유수분리기를 통과시켜 순수 공기만 기화탱크(2)로 보내야하는데, 기화탱크(2)에서도 소포제를 소량 넣어주고 전기로 발생 진동자도 초음파로 1차 발생을 유도하며, 압전식 진동자는 표면적이 적어서 기화되는 량이 많지 않다,

본 발명에 의한 기화장치는 공압용 진동자(18)로 초음파를 발생시켜 분당 2000ℓ까지 분사시킬 수 있는데, 압전식 진동자(20)와 공압용 진동자(18)를 동시에 이용하기 위해 압전식 진동자(20)는 기화탱크(2) 하단부에 장착한다, 파열음 발생의 공압용 진동자(18)는 액체속에 잠길 수 있도록 기화탱크(2) 내부의 하단부에 장치하며, 기화탱크(2) 내 약제의 수위를 확인하기 위해서 외부에서 확인 가능토록 수위계(21)를 장착하고, 기화탱크(2) 하단부는 배출밸브(2-1)를 구성하여 다른 약제로 바꾸어서 사용할 때에 세척 배출이 가능하게 된다, 또한 상기 기화탱크(2) 내부에는 기포 발생을 제거하는 스크린필터(22)를 설치하여 넘치는 거품을 사전에 제거하고, 싸이크론(13)으로 통과하는 기체는 충돌장치(13-1)에 충돌하여 기액 분리를 한 다음, 100％ 작은 극세 미립자만 분사 될 수 있도록 싸이크론(13)상단에 다 시 건조필터(27)를 거치게 하여 수분을 최종적으로 완전 제거한 상태에서 분사노즐(14)로 오리피스 효과를 얻도록 함으로서, 기화탱크(2) 내부가 음압이 생성되어 약제의 기화가 가 일층 많이 형성되어 분사시키게 된다.

도 1은 본 발명의 장치 단면 예시도

도 2는 본 발명의 6각형 초음파 발생기의 6각배치 예시도

도 3은 본 발명의 6각형 진동자 예시도

도 4는 본 발명의 6각형 진동자의 측면도

[ 도면의 주요부문에 대한 부호설명 ]

1 : 에어탱크 2 : 기화탱크 2-1 : 배출밸브

3. 10 : 압력계 5. 7. 12 : 커플링 조인트

1'. 4. 6. 9. 17 : 볼밸브(개폐콕크) 8 : 약품투입구

8-1 : 약품 투입관 11 : 안전밸브 13 : 싸이크론

13-1 : 충돌장치(기 액 분리용 스크류형 와류 충돌장치)

14 : 분사노즐 15 : 로타리 밸브 16 : 액체 저장탱크

18 : 공압용 진동자 18-1 : 에어 공급관 18-2 : 진동자 캡

18-3 : 에어투입 18-4 : 진동판(0.4m/m 떨림판)

18-5 : 파킹 18A : 6각초음파 발생기 19 : 보온커버

20 : 압전식 진동자 21 : 수위계 22 : 스크린필터(기포방지필터)

23 : 에어 공급관 24 : 합치부 25 : 에어드라이기

26 : 회전식 충돌판 배출구 27 : 건조필터

Claims (2)

1. 공압용 초음파 발생기를 이용한 소독약제의 기화 살포장치에 있어서, 압축공기를 지닌 에어탱크(1)와 연결되고 음압이 형성되는 기화발생용 기화탱크(2) 내부에 육각형 공압용 진동자(18)를 육각방향으로 6각 초음파 발생기(18A)를 장착하고, 상기 기화탱크(2)내부 중단에는 스크린 필터(22)와 하단부에는 다수개의 압전식 진동자(20)를 장치하고 상기 기화탱크(2)에서 기화된 기체를 기액 분리장치인 싸이크론(13)내의 충돌장치(13-1)를 통과시켜 미립자로 생성시키며, 분사노즐(14)로 이동하는 기체속의 수분을 건조필터(27)를 통과시켜 건조하고, 분사노즐(14)에서 미립자의 오리피스(교축) 현상이 일어나도록 하는 동시에 압축공기와 같이 분사하며, 기화탱크는 음압이 발생되어 약제만 분사토록 함을 특징으로 한 공압용 진동자와 싸이크론을 이용한 기화장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   공압용 진동자(18)는 분열파형을 얻기 위해 6각 초음파발생기(18A)로 구성하는 공압용 진동자와 싸이크론을 이용한 기화장치.

Images