KR101435022B1 - 입자 발생장치 - Google Patents

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KR101435022B1
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김태성
문지훈
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Abstract

본 발명은 입자 발생장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 입자 발생장치는 내부의 용매를 순환시키는 순환공이 마련되는 컨테이너; 입자가 용해되는 용액을 수용하며, 상기 컨테이너와 분리가능하게 마련되는 용액 저장부; 상기 컨테이너 외면에 마련되며, 외부로부터 유입되는 기체와 상기 용액 저장부로부터 공급되는 상기 용액을 상기 컨테이너 내부로 분무(atomization)하는 분무부; 용액이 상기 분무부 측으로 공급되도록 상기 용액 저장부와 상기 분무부를 연결하는 연결튜브; 상기 컨테이너의 내부와 외부를 연결하며, 상기 분무부로부터 분무되는 입자를 상기 컨테이너 내부에서 상기 컨테이너 외부로 배출하는 배출튜브; 상기 순환공에 분리가능하게 결합되어 상기 용매를 상기 용액 저장부로 순환시키는 순환튜브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 다른 용액을 이용하여 입자를 발생시키는 경우에도 신속하고 효율적으로 입자를 발생할 수 있는 입자 발생장치가 제공된다.

Description

입자 발생장치{APPARATUS FOR GENERATING PARTICLE}
본 발명은 입자 발생장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 서로 다른 용액을 이용하여 입자를 발생시키는 경우에도 컨테이너와 분리가능한 용액 저장부를 별도로 마련하여 효율적으로 입자를 발생시킬 수 있는 입자 발생장치에 관한 것이다.
입자 발생장치는 미세한 입자를 기체와 혼합하여 방출시키는 것으로서, 일반적으로 나노입자와 같은 미세한 크기를 가지는 입자에 관련된 연구 수행 등에 필요한 입자를 발생시키는 장치이다.
도 1은 종래의 입자 발생장치의 일례를 나타내는 평면도이다.
종래 기술에 따른 입자 발생장치(10)는, 입자가 용해되어 있는 용액(S)이 컨테이너(11) 내부에 수용되어 있어, 다른 용액(S)을 이용하여 입자를 발생시킬 경우 컨테이너(11) 내부를 세척한 뒤 말리는 과정이 필요하기 때문에 용액(S)을 교체하는 데 있어서 용이하지 못하다는 문제점이 있다.
특히, 복수 개의 용액(S)을 이용하여 여러 종류의 입자를 발생시키는 경우 컨테이너(11) 내부를 세척한 뒤 말리는 과정을 반복해야 하기 때문에 입자를 발생시키기까지 번거로우며 비효율적인 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 분리가능한 컨테이너 및 용액 저장부를 마련함으로써, 다른 용액을 이용하여 입자를 발생시키는 경우에도 용액의 교체가 용이하여, 신속하고 효율적으로 입자를 발생할 수 있는 입자 발생장치를 제공함에 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 내부의 용매를 순환시키는 순환공이 마련되는 컨테이너; 입자가 용해되는 용액을 수용하며, 상기 컨테이너와 분리가능하게 마련되는 용액 저장부; 상기 컨테이너 외면에 마련되며, 외부로부터 유입되는 기체와 상기 용액 저장부로부터 공급되는 상기 용액을 상기 컨테이너 내부로 분무(atomization)하는 분무부; 용액이 상기 분무부 측으로 공급되도록 상기 용액 저장부와 상기 분무부를 연결하는 연결튜브; 상기 컨테이너의 내부와 외부를 연결하며, 상기 분무부로부터 분무되는 입자를 상기 컨테이너 내부에서 상기 컨테이너 외부로 배출하는 배출튜브; 상기 순환공에 분리가능하게 결합되어 상기 용매를 상기 용액 저장부로 순환시키는 순환튜브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 발생장치에 의하여 달성된다.
삭제
또한, 상기 컨테이너는 복수개가 마련되고, 복수개의 상기 컨테이너를 수용하는 케이싱을 더 포함하되, 상기 컨테이너는 상기 케이싱으로부터 분리가능하게 설치될 수 있다.
또한, 상기 분무부는, 일면에는 상기 기체가 유입되는 기체유입면이 형성되고, 타면에는 상기 기체유입면으로부터 유입되는 상기 기체와 상기 용액 저장부로부터 공급되는 상기 용액이 분무되는 용액토출면이 형성되며, 상기 용액토출면에 마련되는 오리피스를 더 포함하고, 상기 분무부로부터 분무되는 상기 용액이 상기 컨테이너 외부로 누출되지 않도록 상기 분무부와 상기 컨테이너 사이에 개재되는 밀봉부재;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 순환튜브와 상기 순환공을 연결하되, 상기 순환튜브가 상기 컨테이너 내부의 상기 용매를 상기 용액 저장부 외부에 누출되지 않도록 하는 누설방지부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 컨테이너와 용액 저장부를 분리가능하게 마련함으로써 여러 용액을 이용하여 입자를 발생시키는 경우에도 신속하고 효율적으로 입자를 발생할 수 있는 입자 발생장치가 제공된다.
또한, 컨테이너와 분리가능한 순환튜브를 마련함으로써 여러 용액을 이용하여 입자를 발생시키는 경우에도 신속하고 효율적으로 입자를 발생할 수 있다.
또한, 복수 개의 컨테이너를 수용하는 케이싱을 마련함으로써, 여러 용액을 이용하여 동시에 여러 입자를 발생시키는 경우에도 신속하고 효율적으로 입자를 발생할 수 있다.
또한, 밀봉부재를 이용하여 분무부와 컨테이너를 밀봉함으로써, 발생되는 입자를 컨테이너 외부로 누출하지 않고 컨테이너 내부로 토출할 수 있다.
또한, 누설방지부재를 이용하여 컨테이너와 순환튜브를 연결함으로써, 용매를 컨테이너 외부로 누출하지 않고 용액저장부로 배출할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 입자 발생장치를 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 입자 발생장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 입자 발생장치의 분해사시도이다.
도 4는 도 2의 입자발생장치의 변형례를 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 2의 입자 발생장치의 동작을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 입자 발생장치에 대하여 상세하게 설명한다. 이는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이고, 첨부된 특허청구범위에 의하여 정하여지는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 입자 발생장치의 사시도이며, 도 3은 도 2의 입자 발생장치의 분해사시도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 입자 발생장치(100)는 다른 용액(S)을 이용하여 입자를 발생시키는 경우에도 신속하고 효율적으로 입자를 발생할 수 있는 것으로서, 케이싱(110)과 컨테이너(120)와 분무부(130)와 용액 저장부(140)와 순환튜브(150)와 연결튜브(160)와 배출튜브(170)와 밀봉부재(180) 및 누설방지부재(190)를 포함한다.
상기 케이싱(110)은 내부에 분리가능하게 마련되는 컨테이너(120)를 수용하는 것으로서, 내부에 빈 공간이 형성되는 원기둥의 형상을 갖는다.
본 실시예에서는 케이싱(110)은 원기둥의 형상인 것을 사용하였으나, 내부에 컨테이너(120)을 수용할 수 있다면 그 형상은 문제되지 않는다.
상기 컨테이너(120)는 미세액적(P)을 외부에 배출하고, 용매(A)는 후술하는 용액 저장부(140)로 순환시키기 위한 것으로서, 케이싱(110) 내부에 마련되며 원기둥의 형상을 갖는다.
컨테이너(120)의 상면에는 미세액적(P)이 배출되는 배출튜브(170)가 관통되며, 하면에는 용매(A)가 순환되는 순환공(121)이 마련되고, 측면에는 후술하는 분무부(130)로부터 토출되는 기체와 용액(S)이 유입될 수 있는 유입공(122)이 마련된다.
본 실시예에서는 컨테이너(120)는 원기둥의 형상인 것을 사용하였으나, 제작의 편의성을 고려하여 달리 설계될 수 있다.
또한, 컨테이너(120)의 하면에 순환공(121)이 형성되는 것을 사용하였으나, 용매(A)를 외부로 순환할 수 있다면 그 위치는 문제되지 않는다.
상기 분무부(130)는 외부로부터 유입되는 기체와 용액 저장부(140)로부터 공급되는 용액(S)을 컨테이너(120) 내부로 분무하기 위한 것으로서, 기체유입면(131)과 용액토출면(132)과 오리피스(133)가 마련되며, 컨테이너(120) 측면의 유입공(122)에 연결된다.
상기 기체유입면(131)은 외부로부터 기체가 유입되는 것으로서, 유입공(122)에 연결되는 분무부(130) 일단의 타단에 마련된다.
본 실시예에서는 기체유입면(131)은 동일한 크기의 단면을 갖는 형상을 사용하였으나, 이에 한하지 않고, 직경이 용액토출면(132)보다 크되 용액토출면(132)방향으로 갈수록 직경이 감소하는 형상으로서 직경이 작은 단부가 용액토출면(132)에 연결되는 형상을 사용할 수도 있다.
상기 용액토출면(132)은 외부로부터 유입되는 기체와 후술하는 용액 저장부(140)로부터 이동되는 용액(S)을 컨테이너(120) 내부로 토출하는 것이며 오리피스(133)가 설치된다.
용액토출면(132)의 일단은 기체유입면(131)과 연결되며, 타단은 기체와 용액(S)을 컨테이너(120) 내부로 배출할 수 있도록 컨테이너(120) 측면의 유입공(122)에 연결된다.
본 실시예에서는 용액토출면(132)은 동일한 크기의 단면을 갖는 형상을 사용하였으나 이에 제한되지 않고, 기체유입면(131)과 연결되는 단부에서 유입공(122) 방향으로 갈수록 직경이 감소하는 형상으로 마련될 수도 있다.
즉, 분무부(130)는 컨테이너(120)의 측면과 가까운 쪽에 위치하는 일단에는 용액토출면(132)이 마련되며 타단에는 기체유입면(131)이 마련되어 외부로부터 유입되는 기체가 컨테이너(120) 내부로 이동하는 유로이다.
상기 오리피스(133)는 용액(S)과 기체가 혼합되어 컨테이너(120) 내부로 분무되는 에어로졸의 유속을 증가시켜 분무부(130) 내의 압력을 낮추기 위한 것으로서, 용액토출면(132)의 단면보다 크기가 작은 단면의 형상을 갖는다.
이때, 분무되는 에어로졸의 유속을 조절하여 분무부(130) 내부의 압력을 낮출 수 있다면 그 종류는 문제되지 않는다.
상기 용액 저장부(140)는 입자가 용해되어 있는 용액(S)을 수용하기 위한 것으로서, 컨테이너(120)와 분리가능하게 마련되어 컨테이너(120)의 외부에 위치하며 원기둥의 형상을 갖는다.
본 실시예에서는 용액 저장부(140)는 원기둥의 형상을 사용하였으나, 용액(S)을 수용할 수 있다면 그 형상은 문제되지 않는다.
상기 배출튜브(150)는 분무부(130)를 통해 토출되는 미세액적(P)을 컨테이너(120) 외부로 배출하기 위한 것이다.
배출튜브(150)는 컨테이너(120)의 상면을 관통하여 컨테이너(120)의 내부와 외부를 연결한다.
이때, 배출튜브(150)와 컨테이너(120) 사이에는 누설방지부재를 설치하여 미세액적(P)이 외부로 누출되는 것을 방지할 수도 있다.
본 실시예에서는 배출튜브(150)는 컨테이너(120) 상면과 수직하게 배치되는 것을 사용하였으나, 미세액적(P)을 컨테이너(120) 외부로 배출할 수 있다면 그 배치는 제한되지 않으며, 그 재질 및 형상도 제한되지 않는다.
상기 연결튜브(160)는 용액 저장부(140) 내부의 용액(S)이 분무부(130)로 이동되는 통로이다.
연결튜브(160)의 일단은 용액 저장부(140) 내부에 수용되며 타단은 분무부(130)와 연결되어 용액 저장부(140)와 분무부(130)을 연결한다.
상기 순환튜브(170)는 컨테이너(120) 내부의 용매(A)가 용액 저장부(140)로 순환되는 통로이다.
순환튜브(170)의 일단은 용액 저장부(140) 내부에 수용되고 타단은 컨테이너(120)의 순환공(122)에 연결된다.
상기 밀봉부재(180)는 분무부(130)로부터 분무되는 용액(S)이 컨테이너(120) 외부로 누출되지 않도록 하는 것으로서, 용액토출면(132)과 컨테이너(120) 측면 사이에 위치하여 컨테이너(120)와 분무부(130)를 연결한다.
본 실시예에서는 밀봉부재(180)는 오링을 사용하였으나, 분무부(130)로부터 분무되는 용액(S)을 컨테이너(120) 외부로 누출하지 않으면서 컨테이너(120) 내부로 분무할 수 있도록 밀봉할 수 있다면 그 종류는 문제되지 않는다.
상기 누설방지부재(190)는 순환공(121)으로부터 배출되는 용매(A)를 컨테이너(120) 외부에 누출하지 않으면서 용액 저장부(140)로 순환시키기 위한 것으로서, 컨테이너(120)의 순환공(121)과 순환튜브(150) 사이에 위치한다.
본 실시예에서는 누설방지부재(190)는 오링을 사용하였으나, 용매(A)를 컨테이너(120) 외부에 누출하지 않으면서 용액 저장부(140)로 배출할 수 있다면 그 종류는 문제되지 않는다.
지금부터는 상술한 본 발명의 일실시예에 따른 입자 발생장치의 작동에 대하여 설명한다.
먼저, 기체유입면(131)으로 기체를 유입하여 용액토출면(132) 쪽으로 기체를 이송한다.
기체유입면(131)으로 유입되는 기체는 용액토출면(132) 쪽으로 이동한 뒤, 단면적이 상대적으로 매우 작은 오리피스(133)를 통과하면서 유속이 증가한다. 오리피스(133)를 통과하는 기체의 유속이 증가하면, 베르누이 정리에 의해 분무부(130) 내의 압력이 감소한다.
즉, 기체유입면(131)으로 유입되는 기체가 컨테이너(120) 측면 방향으로 이동하면서 유속은 증가하며 분무부(130) 내부의 압력은 낮아지게 된다.
분무부(130) 내의 압력이 낮아짐에 따라 용액 저장부(140) 내의 용액(S)이 연결튜브(160)를 통해 이동하여 분무부(130) 내로 유입되며 기체와 혼합된다.
분무부(130) 내로 유입되는 용액(S)은 외부에서 유입되는 기체와 함께 용액토출면(132)을 통해 컨테이너(120) 내부로 토출되며, 에어로졸 상태의 입자가 되어 컨테이너(120) 내부로 토출된다.
토출되는 입자 중 미세액적(P)은 기체의 흐름을 따라 배출튜브(150)를 통해 컨테이너(120) 외부로 배출되며, 용매(A)는 순환튜브(170)를 통해 용액 저장부(140)로 순환된다.
용액 저장부(140)로 배출되는 용매(A)는 용액 저장부(140)에 수용되는 용액(S)과 혼합되어 다시 연결튜브(160)를 통해 분무부(130) 내로 이동한다.
이 때, 다른 용액(S)을 이용하여 입자를 발생시키는 경우에는 분리가능하게 마련된 용액 저장부(140)에 의해 용액 저장부(140)를 다른 용액(S)이 수용되어 있는 용액 저장부(140)로 교체함으로써, 신속하고 효율적으로 입자를 발생시킬 수 있다.
다음으로 본 발명의 일실시예에 따른 입자 발생장치의 변형례에 대하여 설명한다.
본 실시예에서는 케이싱(110)은 하나의 컨테이너(120)를 수용하는 것으로 하였으나, 입자를 발생하기 위한 용액(S)이 여러 개인 경우에는 달리 설계될 수 있다.
도 3은 도 2의 입자 발생장치의 변형례를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면 케이싱(110)은 복수개의 용액(S)을 이용하여 동시에 여러 종류의 입자를 발생시키기 위한 것으로서, 복수개의 컨테이너(120)를 수용할 수 있도록 내부에 빈 공간이 마련된다.
이 때, 케이싱(110)의 형상은 직육면체이나, 원기둥 형상을 사용할 수도 있으며 그 형상은 문제되지 않는다. 또한, 내부에 수용할 수 있는 컨테이너(120)의 개수는 제한되지 않는다.
이로 인해, 여러 용액(S)을 이용하여 동시에 여러 입자를 발생시키는 경우에도 신속하고 효율적으로 입자를 발생시킬 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
100 : 입자 발생장치 110 : 케이싱
120 : 컨테이너 121 : 순환공
122 : 유입공 130 : 분무부
131 : 기체유입면 132 : 용액토출면
133 : 오리피스 140 : 용액 저장부
150 : 순환튜브 160 : 연결튜브
170 : 배출튜브 180 : 밀봉부재
190 : 누설방지부재 S : 용액
P : 미세액적 A : 용매

Claims (5)

  1. 내부의 용매를 순환시키는 순환공이 마련되는 컨테이너;
    입자가 용해되는 용액을 수용하며, 상기 컨테이너와 분리가능하게 마련되는 용액 저장부;
    상기 컨테이너 외면에 마련되며, 외부로부터 유입되는 기체와 상기 용액 저장부로부터 공급되는 상기 용액을 상기 컨테이너 내부로 분무(atomization)하는 분무부;
    용액이 상기 분무부 측으로 공급되도록 상기 용액 저장부와 상기 분무부를 연결하는 연결튜브;
    상기 컨테이너의 내부와 외부를 연결하며, 상기 분무부로부터 분무되는 입자를 상기 컨테이너 내부에서 상기 컨테이너 외부로 배출하는 배출튜브;
    상기 순환공에 분리가능하게 결합되어 상기 용매를 상기 용액 저장부로 순환시키는 순환튜브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 발생장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 컨테이너는 복수개가 마련되고,
    복수개의 상기 컨테이너를 수용하는 케이싱을 더 포함하되,
    상기 컨테이너는 상기 케이싱으로부터 분리가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 입자 발생장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 분무부는, 일면에는 상기 기체가 유입되는 기체유입면이 형성되고, 타면에는 상기 기체유입면으로부터 유입되는 상기 기체와 상기 용액 저장부로부터 공급되는 상기 용액이 분무되는 용액토출면이 형성되며,
    상기 용액토출면에 마련되는 오리피스를 더 포함하고,
    상기 분무부로부터 분무되는 상기 용액이 상기 컨테이너 외부로 누출되지 않도록 상기 분무부와 상기 컨테이너 사이에 개재되는 밀봉부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 발생장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 순환튜브와 상기 순환공을 연결하되, 상기 순환튜브가 상기 컨테이너 내부의 상기 용매를 상기 용액 저장부 외부에 누출되지 않도록 하는 누설방지부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 발생장치.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0522055U (ja) * 1991-09-07 1993-03-23 フマキラー株式会社 連続式水位調整噴霧装置
JP2008157895A (ja) * 2006-12-26 2008-07-10 Horiba Ltd 試料導入装置
KR20110115800A (ko) * 2010-04-16 2011-10-24 성균관대학교산학협력단 분무장치 및 이를 이용하는 유체 내 입자 검출 시스템

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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