KR101400269B1 - Electrospray nozzle and apparatus and method for electrospray using the same - Google Patents
Electrospray nozzle and apparatus and method for electrospray using the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR101400269B1 KR101400269B1 KR1020120073703A KR20120073703A KR101400269B1 KR 101400269 B1 KR101400269 B1 KR 101400269B1 KR 1020120073703 A KR1020120073703 A KR 1020120073703A KR 20120073703 A KR20120073703 A KR 20120073703A KR 101400269 B1 KR101400269 B1 KR 101400269B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- nozzle
- fluid channel
- fluid
- electrostatic
- nozzle body
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
- B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
- B05B1/14—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with multiple outlet openings; with strainers in or outside the outlet opening
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
- B05B5/08—Plant for applying liquids or other fluent materials to objects
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
- B05D1/02—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying
- B05D1/04—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying involving the use of an electrostatic field
Landscapes
- Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)
Abstract
본 발명은 저유량뿐만 아니라 고유량의 유체에 대해서도 균일한 액적을 발생시킬 수 있는 멀티젯 모드의 정전분무노즐과 이를 이용한 정전분무장치 및 정전분무방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 정전분무노즐은 원기둥 형태의 노즐 몸체부; 및 상기 노즐 몸체부의 둘레를 따라 이격되어 구비된 복수의 유체 채널을 포함하여 이루어지며, 상기 유체 채널은 노즐 몸체부의 외주면으로부터 파여진 홈 형태로 형성되며, 상기 유체 채널은 노즐 몸체부의 일단까지 연장되며, 상기 유체 채널의 상부에는 노즐공이 구비되는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to an electrostatic atomizing nozzle capable of generating a uniform droplet not only at a low flow rate but also at a high flow rate, and to an electrostatic atomizing apparatus and an electrostatic atomizing method using the same. The electrostatic atomizing nozzle according to the present invention comprises: A nozzle body portion in a cylindrical shape; And a plurality of fluid channels spaced along the circumference of the nozzle body, wherein the fluid channel is formed in a groove shape that is widened from the outer circumferential surface of the nozzle body, and the fluid channel extends to one end of the nozzle body And a nozzle hole is provided in an upper portion of the fluid channel.
Description
본 발명은 정전분무노즐과 이를 이용한 정전분무장치 및 정전분무방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저유량뿐만 아니라 고유량의 유체에 대해서도 균일한 액적을 발생시킬 수 있는 멀티젯 모드의 정전분무노즐과 이를 이용한 정전분무장치 및 정전분무방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an electrostatic atomizing nozzle, an electrostatic atomizing apparatus and an electrostatic atomizing method using the same, and more particularly, to an electrostatic atomizing nozzle capable of generating a uniform droplet not only at a low flow rate but also at a high flow rate, And an electrostatic spraying apparatus and an electrostatic spraying method using the same.
정전분무 기술은 전도성 액체에 강한 전기장을 인가하여 작동유체를 수십 마이크론 이하의 미세한 액적으로 분무시키는 기술이다. 정전분무에 의해 생성된 액적들은 전기적으로 단극(unipolar) 하전되어 있기 때문에 액적 사이의 전기적 척력으로 인하여 단분산성(monodisperse)이 매우 높고, 주위 전기장을 이용하여 액적의 거동을 제어하기가 용이하다는 장점을 갖고 있다. Electrostatic spraying technology is a technique that applies a strong electric field to a conductive liquid to atomize a working fluid into fine droplets of several tens of microns or less. Since the droplets generated by electrostatic spraying are electrically unipolar charged, the monodisperse is very high due to the repulsive force between the droplets, and it is easy to control the behavior of the droplet by using the surrounding electric field I have.
한편, 정전분무로 생성된 액적의 크기는 작동유체의 유량이 적을수록 작아진다는 특성을 갖고 있기 때문에 보다 미세한 액적을 생성시키기 위해서는 가급적 저유량으로 작동시켜야 한다. 그러나, 실제 산업에 정전분무 기술을 적용하기 위해서는 고유량 정전분무 시스템이 필요하기 때문에, 미세한 액적을 발생시키기 위한 방법으로서 이러한 정전분무의 저유량 특성은 정전분무 기술을 다양한 산업에 적용하는데 가장 큰 문제점이 되어 왔다. On the other hand, since the droplet size generated by the electrostatic spraying has a characteristic that the smaller the flow rate of the working fluid is, the smaller the droplet size, the lower the flow rate is, the smaller the droplet size must be. However, since a high-flow electrostatic spraying system is required to apply the electrostatic spraying technique to the real industry, the low flow rate characteristic of such electrostatic spraying as a method for generating fine droplets is the most problem .
이러한 단점을 극복할 수 있는 방법으로는 1) 복수의 노즐을 연결하여 각각의 노즐에 작동유체를 주입시켜 분무하는 방법(W. Deng, J. F. Klemic, X. Li, M. A. Reed, A. Gomez., Increase of electrospray throughput using multiplexed microfabricated sources for the scalable generation of monodisperse droplets, Journal of aerosol science 37 (2006) 696-714)과 2) 정전분무의 작동 모드 중 하나인 멀티젯(multi-jet) 모드를 이용하는 방법(한국등록특허 제947028호)이 있다. In order to overcome these disadvantages, 1) a method in which plural nozzles are connected and a working fluid is injected into each of the nozzles and sprayed (W. Deng, JF Klemic, X. Li, MA Reed, A. Gomez. (2006) 696-714) and 2) a method using a multi-jet mode, which is one of the operation modes of electrostatic atomization, (Korean Patent No. 947028).
복수의 노즐을 이용하는 방법은 각각의 노즐에 인가되는 전기장의 크기가 다르기 때문에 균일한 전기장을 만들어 주기 위한 더미 노즐(dummy nozzle)이 필요하고, 다량의 노즐을 필요로 한다는 단점 때문에 경제적 측면에서 바람직하지 않다. The method of using a plurality of nozzles requires a dummy nozzle for generating a uniform electric field because an electric field applied to each nozzle is different, and a disadvantage of requiring a large number of nozzles is desirable from an economic point of view not.
그에 반해, 멀티젯 모드는 단일 노즐에서 여러 개의 안정적인 콘젯(cone-jet)을 발생시키는 분무 형태를 가지고 있으며, 이를 통해 다량의 액적을 생성시킬 수 있다는 고유량의 장점을 지니고 있다. 그러나, 멀티젯 모드의 작동원리 상 멀티젯을 이루는 각각의 콘젯으로 전체 작동 유체가 동일하게 나뉘어지지 않기 때문에 생성되는 액적들이 매우 고르지 못하고 불안정하다는 문제점이 있다.
Multi-jet mode, on the other hand, has the advantage of high flow rate, which has a spray form that generates multiple stable cone-jets from a single nozzle, which can produce large droplets. However, due to the operation principle of the multi-jet mode, the entire working fluid is not divided equally by each of the conjets constituting the multijet, so that the generated droplets are uneven and unstable.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 저유량뿐만 아니라 고유량의 유체에 대해서도 균일한 액적을 발생시킬 수 있는 멀티젯 모드의 정전분무노즐과 이를 이용한 정전분무장치 및 정전분무방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an electrostatic spray nozzle of multi-jet mode capable of generating uniform droplets not only at low flow rates but also at high flow rates, The purpose is to provide.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 정전분무노즐은 원기둥 형태의 노즐 몸체부; 및 상기 노즐 몸체부의 둘레를 따라 이격되어 구비된 복수의 유체 채널을 포함하여 이루어지며, 상기 유체 채널은 노즐 몸체부의 외주면으로부터 파여진 홈 형태로 형성되며, 상기 유체 채널은 노즐 몸체부의 일단까지 연장되며, 상기 유체 채널의 상부에는 노즐공이 구비되는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided an electrostatic spray nozzle comprising: a cylindrical nozzle body; And a plurality of fluid channels spaced along the circumference of the nozzle body, wherein the fluid channel is formed in a groove shape that is widened from the outer circumferential surface of the nozzle body, and the fluid channel extends to one end of the nozzle body And a nozzle hole is provided in an upper portion of the fluid channel.
상기 유체 채널은 상기 유체 채널은 상부가 개구된 직육면체 형상이며, 노즐 몸체부의 하단을 향한 측부도 개구된 형태를 이룬다. 상기 유체 채널 하단의 양 모서리가 유체 채널의 팁을 이루며, 상기 유체 채널의 팁에서 정전분무가 발생된다. 또한, 상기 노즐 몸체부의 내부에 유체 이동 공간인 유로가 구비되며, 상기 유로는 상기 유체 채널의 노즐공과 연결된다. The fluid channel has a rectangular parallelepiped shape in which an upper portion of the fluid channel is opened, and a side portion toward a lower end of the nozzle body portion is also opened. Both corners of the bottom of the fluid channel form the tip of the fluid channel, and electrostatic spray is generated at the tip of the fluid channel. In addition, a fluid passage space is provided inside the nozzle body, and the fluid passage is connected to a nozzle hole of the fluid channel.
본 발명에 따른 정전분무장치는 정전분무 대상 유체를 공급하는 유체공급장치; 유체를 멀티젯 형태로 정전분무하는 정전분무노즐; 상기 정전분무노즐에 (+) 또는 (-)의 고전압을 인가하여 유체를 (+) 또는 (-)로 하전시킴과 함께 유체가 정전분무되도록 전기장을 인가하는 전압인가장치; 및 상기 정전분무노즐 하부의 이격된 위치에 구비되어 접지 상태를 이루어 특정 극성으로 하전된 정전분무 액적에 정전기 인력을 인가하는 전극판을 포함하여 이루어지며, 상기 정전분무노즐은, 원기둥 형태의 노즐 몸체부과, 상기 노즐 몸체부의 둘레를 따라 이격되어 구비된 복수의 유체 채널을 포함하여 이루어지며, 상기 유체 채널은 노즐 몸체부의 외주면으로부터 파여진 홈 형태로 형성되며, 상기 유체 채널은 노즐 몸체부의 일단까지 연장되며, 상기 유체 채널의 상부에는 노즐공이 구비되는 것을 특징으로 한다. An electrostatic atomizing apparatus according to the present invention includes: a fluid supply device for supplying a fluid to be electrostatically sprayed; An electrostatic atomizing nozzle for electrostatic atomizing the fluid in a multi-jet fashion; A voltage applying device for applying a high voltage of + or - to the electrostatic atomizing nozzle to apply a positive or negative electric current to the positive atomizing nozzle and applying an electric field to electrostatically spray the fluid; And an electrode plate provided at a spaced apart position below the electrostatic spray nozzle to apply an electrostatic attraction force to electrostatic spray droplets charged to a specific polarity in a grounded state, wherein the electrostatic spray nozzle comprises a cylindrical nozzle body And a plurality of fluid channels spaced along the periphery of the nozzle body, wherein the fluid channel is formed in a groove shape that is waved from the outer circumferential surface of the nozzle body, and the fluid channel extends to one end of the nozzle body And a nozzle hole is provided in an upper portion of the fluid channel.
본 발명에 따른 정전분무장치는, 정전분무노즐을 이용한 정전분무방법에 있어서, 상기 정전분무노즐은, 원기둥 형태의 노즐 몸체부과, 상기 노즐 몸체부의 둘레를 따라 이격되어 구비된 복수의 유체 채널을 포함하여 이루어지며, 상기 유체 채널은 노즐 몸체부의 외주면으로부터 파여진 홈 형태로 형성되며, 상기 유체 채널은 노즐 몸체부의 일단까지 연장되며, 상기 유체 채널의 상부에는 노즐공이 구비되며, 전압인가장치에 의해 정전분무노즐에 (+) 또는 (-)의 전압이 인가된 상태에서, 유체가 정전분무노즐에 공급되면 유체가 (+) 또는 (-)의 단극으로 하전되는 단계; 및 (+) 또는 (-)로 하전된 유체가 노즐공을 통해 유체 채널로 공급되며, 유체는 유체 채널을 따라 노즐 하부로 이동되며, 전기장의 구배가 가장 큰 유체 채널의 팁에서 액주 형태로 정전분무되는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. The electrostatic atomizing apparatus according to the present invention is an electrostatic spraying method using an electrostatic atomizing nozzle, wherein the electrostatic atomizing nozzle includes a cylindrical nozzle body portion and a plurality of fluid channels spaced along the circumference of the nozzle body portion Wherein the fluid channel is formed in the shape of a recessed groove from the outer circumferential surface of the nozzle body, the fluid channel extends to one end of the nozzle body, a nozzle hole is provided on the fluid channel, When the fluid is supplied to the electrostatic spray nozzle in a state where a voltage of (+) or (-) is applied to the spray nozzle, the fluid is charged to the (+) or (-) unipolar; And (+) or (-) are fed to the fluid channel through the nozzle hole, the fluid is moved to the bottom of the nozzle along the fluid channel, and the gradient of the electric field is applied to the tip of the fluid channel, And a step of spraying.
하나의 유체 채널에 2개의 팁이 구비되며, 각각의 팁에서 정전분무가 발생된다.
One fluid channel is provided with two tips, and electrostatic spray is generated at each tip.
본 발명에 따른 정전분무노즐과 이를 이용한 정전분무장치 및 정전분무방법은 다음과 같은 효과가 있다. The electrostatic atomizing nozzle according to the present invention, the electrostatic atomizing apparatus using the same, and the electrostatic atomizing method have the following effects.
노즐의 외주면을 따라 일정 간격으로 유체 채널이 구비되고, 유체가 유체 채널을 따라 이동하여 유체 채널의 팁에서 정전분무가 발생되는 방식을 채용함에 따라, 고유량의 유체에 대해 균일한 크기의 액적으로 정전분무할 수 있다. 또한, 하나의 유체 채널에 2개의 팁이 구비됨에 따라, 고유량의 유체를 처리함에 효과적이다.
As the fluid channel is provided at regular intervals along the outer circumferential surface of the nozzle and the fluid moves along the fluid channel to generate electrostatic spray at the tip of the fluid channel, a uniformly sized droplet Electrostatic spraying is possible. Further, since two tips are provided in one fluid channel, it is effective to treat a high flow rate fluid.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전분무노즐의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전분무노즐의 측단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전분무노즐의 평단면도.
도 4는 도 3의 A-A`선에 따른 단면도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전분무노즐의 사진.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전분무장치의 구성도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전분무장치에 의한 정전분무 상태를 나타낸 사진.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전분무노즐의 각 유체 채널의 팁에서 생성된 액적들의 평균입경을 나타낸 그래프.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전분무노즐에 의해 생성된 액적의 평균입경, 기하표준편차와 본 발명의 노즐로부터 발생된 콘젯과 멀티젯 모드에 의해 생성된 액적의 평균입경, 기하표준편차를 비교한 그래프. 1 is a perspective view of an electrostatic spray nozzle according to an embodiment of the present invention;
2 is a side cross-sectional view of an electrostatic spray nozzle in accordance with an embodiment of the present invention.
3 is a top cross-sectional view of an electrostatic spray nozzle according to one embodiment of the present invention.
4 is a sectional view taken along the line AA 'in Fig. 3;
5A and 5B are photographs of electrostatic spray nozzles according to an embodiment of the present invention.
6 is a configuration diagram of an electrostatic atomizing apparatus according to an embodiment of the present invention;
7 is a photograph showing a state of electrostatic spraying by the electrostatic atomizing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a graph illustrating average particle sizes of droplets generated at tips of each fluid channel of an electrostatic spray nozzle according to an embodiment of the present invention. FIG.
9 is a graph showing the average particle size and geometric standard deviation of the droplets generated by the electrostatic spray nozzle according to an embodiment of the present invention and the mean particle size of the droplets generated by the present conjunct and multi- A graph comparing deviations.
본 발명은 단일 노즐을 통해 멀티젯의 정전분무가 가능하도록 한 것으로서, 원기둥 형상의 노즐 측면에 일정 간격으로 홈을 가공하여 유체 채널을 형성하고 각 유체 채널의 팁으로부터 액주(液柱) 형태로 정전분무가 발생되도록 한다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 정전분무노즐과 이를 이용한 정전분무장치 및 정전분무방법을 상세히 설명하기로 한다. The present invention provides electrostatic spraying of a multijet through a single nozzle. It forms a fluid channel by forming grooves at regular intervals on the side surface of a cylindrical nozzle, and forms a liquid channel from a tip of each fluid channel, Let spray occur. Hereinafter, an electrostatic atomizing nozzle according to an embodiment of the present invention, an electrostatic atomizing apparatus using the same, and an electrostatic atomizing method will be described in detail with reference to the drawings.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전분무노즐(100)은 원기둥 형태의 노즐 몸체부(110)를 구비하며, 원기둥의 둘레를 따라 일정 간격을 두고 유체 채널(120)이 구비된다. 상기 유체 채널(120)은 노즐 몸체부(110)의 외주면으로부터 일정 깊이만큼 파여진 형태로 가공되며 일정 면적을 이룬다. 상기 유체 채널(120)은 상부가 개구된 직육면체 형상이며, 노즐 몸체부(110)의 하단을 향한 측부도 개구된 형태를 이룬다. Referring to FIGS. 1 to 4, an
또한, 각각의 유체 채널(120)의 상부에는 유체 채널(120)에 유체를 공급하는 노즐공(112)이 구비되며, 상기 노즐공(112)은 노즐 몸체부(110) 내부에 형성된 유로(111)와 연결된다. 상기 노즐의 유로(111)는 유체공급장치(210)와 연결된다. A
본 발명에 따른 정전분무노즐(100)에 의한 정전분무 발생 과정을 살펴보면, 정전분무 대상인 유체가 유로(111)를 거쳐 각 유체 채널(120)의 노즐공(112)에 공급되면 유체는 유체 채널(120)을 따라 노즐 하부로 이동되며 유체 채널(120)의 끝에서 정전분무가 발생된다. The electrostatic atomizing process of the
노즐공(112)으로부터 배출되는 유체가 공간으로 분무되지 않고 유체 채널(120)을 따라 이동되도록 하기 위해 유체의 젖음각 특성을 고려하여 유체 채널(120)의 깊이 및 면적을 설계해야 한다. 한편, 유체의 정전분무를 위해서 정전분무노즐(100)에 (+) 또는 (-)의 고전압이 인가되며, (+) 또는 (-)로 하전된 유체는 유체 채널(120)의 끝에서 액주(液柱) 형태로 정전분무되는데, 유체 채널(120)의 양 모서리(이하 '유체 채널(120)의 팁(tip)'이라 함)에서 전기장의 구배(gradient)가 가장 크며 이에 따라 실제 정전분무는 유체 채널(120)의 팁(121)에서 발생된다. 유체 채널(120)의 팁(121)에서 전기장의 구배가 가장 큰 이유는 유체 채널(120)의 팁(121) 부분이 유체 채널(120)의 다른 부분에 비해 보다 각진 형태를 이루기 때문이다. The depth and area of the
유체 채널(120)의 양 모서리가 팁(121)으로 정의됨에 따라, 하나의 유체 채널(120)에는 2개의 팁(121)이 존재하며, 예를 들어 정전분무노즐(100)에 6개의 유체 채널(120)이 구비되면 총 12개의 팁(121)이 존재하며 12개의 팁(121)을 통해 정전분무가 발생된다. 즉, 하나의 정전분무노즐(100)을 통해 12개의 콘젯으로 구성된 멀티젯 정전분무가 구현되는 것이다. As two corners of the
다음으로, 본 발명의 정전분무노즐(100)이 적용된 정전분무장치에 대해 설명하기로 한다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전분무장치는 유체공급장치(210), 정전분무노즐(100), 전압인가장치(220) 및 전극판(230)을 포함하여 구성된다. Next, an electrostatic atomizing apparatus to which the
상기 유체공급장치(210)는 정전분무 대상 유체를 정전분무노즐(100)에 공급하며, 상기 정전분무노즐(100)은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전분무노즐(100)로서 상술한 바와 같은 구성으로 이루어지며, 상기 전압인가장치(220)는 상기 정전분무노즐(100)에 (+) 또는 (-)의 고전압을 인가하여 유체를 (+) 또는 (-)로 하전시킴과 함께 유체가 정전분무되도록 전기장을 인가하는 역할을 한다. 상기 전극판(230)은 상기 정전분무노즐(100) 하부의 이격된 위치에 구비되어 접지 상태를 이루어 특정 극성으로 하전된 정전분무 액적이 정전기 인력에 의해 전극판(230)을 향하여 이동되도록 하는 역할을 한다. The
본 발명에 따른 정전분무장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다. 전압인가장치(220)에 의해 정전분무노즐(100)에 (+) 또는 (-)의 고전압이 인가된 상태에서, 유체공급장치(210)의 유체가 정전분무노즐(100)의 유로(111)에 공급되면 유체는 (+) 또는 (-)의 단극으로 하전된다. (+) 또는 (-)로 하전된 유체는 노즐공(112)을 통해 유체 채널(120)로 공급되며, 유체는 유체 채널(120)을 따라 노즐 하부로 이동되며, 최종적으로 전기장의 구배가 가장 큰 유체 채널(120)의 팁(121)에서 액주 형태로 정전분무된다. The operation of the electrostatic atomizing apparatus according to the present invention will be described below. The fluid in the
이하에서는, 본 발명에 따른 정전분무장치의 정전분무 특성을 살펴보기로 한다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전분무장치에 의한 정전분무 상태를 나타낸 사진이다. 도 7의 가), 다)는 각각 정전분무노즐에 11kV, 15kV를 인가했을 때의 정전분무 상태를 나타낸 것이고, 도 7의 나), 라)는 각각 가), 다)의 확대 사진으로서 'channel'은 유체 채널을 의미한다. Hereinafter, the electrostatic spray characteristics of the electrostatic atomizing apparatus according to the present invention will be described. 7 is a photograph showing electrostatic spraying state by the electrostatic atomizing apparatus according to an embodiment of the present invention. 7A and 7B show electrostatic atomic states when 11 kV and 15 kV are applied to the electrostatic atomizing nozzles respectively, and FIGS. 7B and 7 D in FIGS. 7A and 7B are enlarged photographs of a) and c) 'Means a fluid channel.
상대적으로 낮은 11kV의 전압이 인가된 도 7의 가)의 경우, 단일 액주에서 여러 갈래의 젯(jet)이 나오는 것을 확인할 수 있는데, 이는 멀티젯의 불안정한 작동 모드이다. 반면, 15kV의 전압이 인가된 도 7의 다)의 경우, 유체 채널의 팁에서 액주가 형성되고 액주의 형태 또한 안정적인 것을 확인할 수 있으며, 각 유체 채널의 2개의 팁에서 액주가 생성됨을 알 수 있다. In Fig. 7 (a), in which a relatively low voltage of 11 kV is applied, it can be seen that several nozzles are ejected from a single nozzle, which is an unstable operation mode of the multijet. On the other hand, in the case of FIG. 7 (c) in which a voltage of 15 kV is applied, it can be seen that liquid is formed at the tip of the fluid channel and the state of liquid state is also stable, and liquid is generated at two tips of each fluid channel .
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전분무노즐의 각 유체 채널의 팁에서 생성된 액적들의 평균입경을 나타낸 그래프이다. 유체의 유량 증가에 따라 정전분무 액적의 입경은 커지나 각 유량에서 액적의 평균입경은 일정하게 유지됨을 알 수 있다. 즉, 고유량의 유체에 대해서도 균일한 크기의 액적을 형성할 수 있음을 나타낸다. FIG. 8 is a graph illustrating average particle sizes of droplets generated at the tip of each fluid channel of the electrostatic spray nozzle according to an embodiment of the present invention. As the flow rate of the fluid increases, the particle diameter of the electrostatic spray droplet increases, but the average particle diameter of the droplet is maintained constant at each flow rate. That is, it is possible to form droplets of a uniform size even for a fluid having a high flow rate.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전분무노즐에 의해 생성된 액적의 평균입경, 기하표준편차와 본 발명의 노즐로부터 발생된 콘젯과 멀티젯 모드에 의해 각각 생성된 액적의 평균입경, 기하표준편차를 비교한 그래프이다. FIG. 9 is a graph showing the average particle size and geometric standard deviation of the droplets generated by the electrostatic spray nozzle according to an embodiment of the present invention, the average particle size of the droplets generated respectively by the convex and multi- A graph comparing standard deviations.
도 9를 참고하면, 종래의 단일 노즐의 콘젯 모드에 의해 생성된 액적에 대비하여 본 발명의 정전분무노즐에 의해 생성된 액적의 평균입경과 기하표준편차가 비슷한 수준을 나타냄을 확인할 수 있으며, 이는 정전분무 특성이 매우 안정적인 것으로 알려진 콘젯 모드와 거의 대등한 단분산성을 갖는 것을 의미한다. 이와 같이 콘젯 모드의 단분산성을 담보함과 함께 종래의 단일 노즐의 콘젯 모드에 대비하여 10배 이상의 유량을 정전분무할 수 있다는 점에서 본 발명에 따른 정전분무장치는 고유량의 유체를 균일한 크기의 액적으로 정전분무함에 있어서 효과적임을 알 수 있다.
Referring to FIG. 9, it can be seen that the average particle size and geometric standard deviation of droplets generated by the electrostatic spray nozzle of the present invention are comparable to those of the conventional single nozzle nozzle, It means that the electrostatic spraying property has a monodispersibility almost equivalent to the konjed mode, which is known to be very stable. In the electrostatic atomizing apparatus according to the present invention, since the monodispersibility of the conjoined mode is ensured and the electrostatic spraying can be performed at a flow rate of 10 times or more in comparison with the conventional mode of the single nozzle, It can be seen that it is effective in electrostatic spraying with the droplet of the liquid.
100 : 정전분무노즐 110 : 노즐 몸체부
111 : 유로 112 : 노즐공
120 : 유체 채널 121 : 유체 채널의 팁
210 : 유체공급장치 220 : 전압인가장치
230 : 전극판100: electrostatic spray nozzle 110: nozzle body
111: flow channel 112: nozzle ball
120: fluid channel 121: tip of fluid channel
210: fluid supply device 220: voltage application device
230: electrode plate
Claims (10)
상기 노즐 몸체부의 둘레를 따라 이격되어 구비된 복수의 유체 채널을 포함하여 이루어지며,
상기 유체 채널은 노즐 몸체부의 외주면으로부터 파여진 홈 형태로 형성되며, 상기 유체 채널은 노즐 몸체부의 일단까지 연장되며, 상기 유체 채널의 상부에는 노즐공이 구비되며,
상기 유체 채널 하단의 양 모서리가 유체 채널의 팁을 이루며, 상기 유체 채널의 팁에서 정전분무가 발생되는 것을 특징으로 하는 정전분무노즐.
A nozzle body portion in a cylindrical shape; And
And a plurality of fluid channels spaced along the circumference of the nozzle body,
Wherein the fluid channel is formed as a recessed groove from the outer circumferential surface of the nozzle body, the fluid channel extends to one end of the nozzle body, a nozzle hole is provided on the fluid channel,
Wherein both edges of the bottom of the fluid channel form a tip of the fluid channel and electrostatic spray is generated at the tip of the fluid channel.
The electrostatic atomizing nozzle according to claim 1, wherein the fluid channel has a rectangular parallelepiped shape in which the fluid channel is open at an upper portion, and a side portion toward a lower end of the nozzle body is also opened.
The electrostatic spray nozzle according to claim 1, wherein a fluid passage is provided in the nozzle body, and the fluid passage is connected to a nozzle hole of the fluid channel.
유체를 멀티젯 형태로 정전분무하는 정전분무노즐;
상기 정전분무노즐에 (+) 또는 (-)의 고전압을 인가하여 유체를 (+) 또는 (-)로 하전시킴과 함께 유체가 정전분무되도록 전기장을 인가하는 전압인가장치; 및
상기 정전분무노즐 하부의 이격된 위치에 구비되어 접지 상태를 이루어 특정 극성으로 하전된 정전분무 액적에 정전기 인력을 인가하는 전극판을 포함하여 이루어지며,
상기 정전분무노즐은,
원기둥 형태의 노즐 몸체부과, 상기 노즐 몸체부의 둘레를 따라 이격되어 구비된 복수의 유체 채널을 포함하여 이루어지며,
상기 유체 채널은 노즐 몸체부의 외주면으로부터 파여진 홈 형태로 형성되며, 상기 유체 채널은 노즐 몸체부의 일단까지 연장되며, 상기 유체 채널의 상부에는 노즐공이 구비되며,
상기 유체 채널 하단의 양 모서리가 유체 채널의 팁을 이루며, 상기 유체 채널의 팁에서 정전분무가 발생되는 것을 특징으로 하는 정전분무장치.
A fluid supply device for supplying a fluid to be electrostatically sprayed;
An electrostatic atomizing nozzle for electrostatic atomizing the fluid in a multi-jet fashion;
A voltage applying device for applying a high voltage of + or - to the electrostatic atomizing nozzle to apply a positive or negative electric current to the positive atomizing nozzle and applying an electric field to electrostatically spray the fluid; And
And an electrode plate provided at a spaced apart position below the electrostatic spray nozzle to apply a static attraction force to electrostatic spray droplets charged to a specific polarity in a grounded state,
The electrostatic spray nozzle
A nozzle body portion having a cylindrical shape and a plurality of fluid channels spaced apart along the periphery of the nozzle body portion,
Wherein the fluid channel is formed as a recessed groove from the outer circumferential surface of the nozzle body, the fluid channel extends to one end of the nozzle body, a nozzle hole is provided on the fluid channel,
Wherein both corners of the bottom of the fluid channel form a tip of the fluid channel, wherein electrostatic spray is generated at the tip of the fluid channel.
The electrostatic atomizing apparatus according to claim 5, wherein the fluid channel has a rectangular parallelepiped shape in which the fluid channel is opened at an upper portion, and a side portion toward a lower end of the nozzle body portion is also opened.
The electrostatic atomizing apparatus according to claim 5, wherein a fluid passage is provided in the nozzle body, and the fluid passage is connected to a nozzle hole of the fluid channel.
상기 정전분무노즐은,
원기둥 형태의 노즐 몸체부과, 상기 노즐 몸체부의 둘레를 따라 이격되어 구비된 복수의 유체 채널을 포함하여 이루어지며,
상기 유체 채널은 노즐 몸체부의 외주면으로부터 파여진 홈 형태로 형성되며, 상기 유체 채널은 노즐 몸체부의 일단까지 연장되며, 상기 유체 채널의 상부에는 노즐공이 구비되며,
전압인가장치에 의해 정전분무노즐에 (+) 또는 (-)의 전압이 인가된 상태에서, 유체가 정전분무노즐에 공급되면 유체가 (+) 또는 (-)의 단극으로 하전되는 단계; 및
(+) 또는 (-)로 하전된 유체가 노즐공을 통해 유체 채널로 공급되며, 유체는 유체 채널을 따라 노즐 하부로 이동되며, 전기장의 구배가 가장 큰 유체 채널의 팁에서 액주 형태로 정전분무되는 단계를 포함하여 이루어지며,
하나의 유체 채널에 2개의 팁이 구비되며, 각각의 팁에서 정전분무가 발생되는 것을 특징으로 하는 정전분무방법. In an electrostatic spraying method using an electrostatic spray nozzle,
The electrostatic spray nozzle
A nozzle body portion having a cylindrical shape and a plurality of fluid channels spaced apart along the periphery of the nozzle body portion,
Wherein the fluid channel is formed as a recessed groove from the outer circumferential surface of the nozzle body, the fluid channel extends to one end of the nozzle body, a nozzle hole is provided on the fluid channel,
The fluid is charged to the (+) or (-) unipolar when the fluid is supplied to the electrostatic spray nozzle in the state where the positive or negative voltage is applied to the electrostatic spray nozzle by the voltage application device; And
(+) Or (-) is supplied to the fluid channel through the nozzle hole, the fluid is moved to the bottom of the nozzle along the fluid channel, and the electrostatic spray , ≪ / RTI >
Wherein one fluid channel is provided with two tips, and electrostatic spray is generated at each tip.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120073703A KR101400269B1 (en) | 2012-07-06 | 2012-07-06 | Electrospray nozzle and apparatus and method for electrospray using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120073703A KR101400269B1 (en) | 2012-07-06 | 2012-07-06 | Electrospray nozzle and apparatus and method for electrospray using the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20140006530A KR20140006530A (en) | 2014-01-16 |
| KR101400269B1 true KR101400269B1 (en) | 2014-05-28 |
Family
ID=50141434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020120073703A KR101400269B1 (en) | 2012-07-06 | 2012-07-06 | Electrospray nozzle and apparatus and method for electrospray using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101400269B1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112588463A (en) * | 2020-12-14 | 2021-04-02 | 江苏大学 | Electrostatic atomization nozzle based on electric field enhancement structure and system thereof |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100626090B1 (en) * | 2004-05-24 | 2006-09-20 | 박종수 | Valve type electrospray apparatus for preparing materials having nano-structure |
| KR20090103406A (en) * | 2008-03-28 | 2009-10-01 | 한국과학기술원 | Nonconductor Electrostatic Spray Apparatus and Method Thereof |
-
2012
- 2012-07-06 KR KR1020120073703A patent/KR101400269B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100626090B1 (en) * | 2004-05-24 | 2006-09-20 | 박종수 | Valve type electrospray apparatus for preparing materials having nano-structure |
| KR20090103406A (en) * | 2008-03-28 | 2009-10-01 | 한국과학기술원 | Nonconductor Electrostatic Spray Apparatus and Method Thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20140006530A (en) | 2014-01-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10173365B2 (en) | Spray charging and discharging system for polymer spray deposition device | |
| RU2752590C2 (en) | Head for applying coating product to surface to be coated, and system for applying coating product containing such head for applying coating product | |
| JP2018094552A5 (en) | ||
| JP5933654B2 (en) | Spraying and patterning device using electrostatic force | |
| KR101305768B1 (en) | Electrostatic spray printing apparatus | |
| WO2017082279A1 (en) | Electrostatic spray device and electrostatic spray method | |
| JP6589280B2 (en) | Electrostatic spraying equipment | |
| JP6657504B2 (en) | Electrostatic spraying device | |
| KR100947028B1 (en) | Nonconductor Electrostatic Spray Apparatus and Method Thereof | |
| KR101400269B1 (en) | Electrospray nozzle and apparatus and method for electrospray using the same | |
| JP2016144786A (en) | Electrostatic atomizer | |
| KR101263602B1 (en) | Cone-Jet Mode Electrostatic Spray Deposition Apparatus | |
| KR20090104404A (en) | Multiplexed Grooved Nozzles Electrospray Apparatus Having Extractor of Insulated Electric Potential and Method Thereof | |
| KR101263591B1 (en) | Cone-Jet Mode Electrostatic Spray Deposition Apparatus | |
| EP3737506B1 (en) | Spray nozzle assembly and spray plume shaping method | |
| JP6672575B2 (en) | Electrostatic spraying device | |
| JP5833781B1 (en) | Electrostatic spraying equipment | |
| KR102195027B1 (en) | Electrostatic spray system combined with extraction plate for high flow electrostatic spraying and electrostatic spraying method through it | |
| JP6494095B2 (en) | Electrostatic spraying equipment | |
| JP6743345B2 (en) | Electrostatic spraying device and electrostatic spraying method | |
| US20230053695A1 (en) | Array of electrified wicks for production of aqueous droplets | |
| JP2019058862A (en) | Electrostatic spray method and electrostatic spray device of the same | |
| WO2017038461A1 (en) | Liquid application method | |
| JP2017074541A (en) | Liquid coating method and electrostatic atomizer used therefor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180409 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |