KR101743692B1 - 건조 공기를 이용한 사이클론 방식의 입자 발생 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건조 공기를 이용한 사이클론 방식의 입자 발생 장치에 관한 것으로, 입자 파우더가 저장된 파우더 저장 챔버에 건조 공기를 공급하여 습도를 매우 낮게 유지함으로써, 입자 파우더를 건조 상태로 유지시켜 미세 입자를 용이하게 부유시킬 수 있고, 이와 같이 부유된 미세 입자를 사이클론 방식으로 흡입하여 외부 배출하는 방식으로 공급함으로써, 복잡한 장치 없이도 미세 입자의 흡입 배출을 용이하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라 미세 입자 중 상대적으로 중량이 큰 불순물들을 제거할 수 있어 더욱 균일하고 정확하게 미세 입자를 배출 공급할 수 있는 건조 공기를 이용한 사이클론 방식의 입자 발생 장치를 제공한다.

Description

건조 공기를 이용한 사이클론 방식의 입자 발생 장치{Cyclone Type Powder Generator Using Dry air}

본 발명은 건조 공기를 이용한 사이클론 방식의 입자 발생 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 입자 파우더가 저장된 파우더 저장 챔버에 건조 공기를 공급하여 습도를 매우 낮게 유지함으로써, 입자 파우더를 건조 상태로 유지시켜 미세 입자를 용이하게 부유시킬 수 있고, 이와 같이 부유된 미세 입자를 사이클론 방식으로 흡입하여 외부 배출하는 방식으로 공급함으로써, 복잡한 장치 없이도 미세 입자의 흡입 배출을 용이하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라 미세 입자 중 상대적으로 중량이 큰 불순물들을 제거할 수 있어 더욱 균일하고 정확하게 미세 입자를 배출 공급할 수 있는 건조 공기를 이용한 사이클론 방식의 입자 발생 장치에 관한 것이다.

20세기가 마이크로로 대별되는 시대였다면 21세기는 나노 시대라 할 수 있는데, 나노기술은 그 응용분야에 따라 나노소재와 나노소자, 그리고 환경 및 생명공학 기반기술 등으로 크게 분류할 수 있다.

이러한 나노기술은 원자나 분자단위의 극미세 물질을 인위적으로 조작하여 새로운 성질과 기능을 갖는 물질이나 장치를 만드는 것으로, 이는 오늘날 정보기술(Information Technology : IT) 및 기타 생명공학기술(biotechnology : BT)을 실현시키기 위한 하나의 최첨단 기술로 추앙받고 있는 실정이다.

하지만, 나노기술은 산업분야 전반에 걸쳐 새로운 기술혁명이라 인식될 정도로 많은 이로움과 유익함을 제공하는 것이기는 하나, 그 반면에 잠재적 위험성을 지니고 있는 것 또한 주지의 사실인 바, 이러한 잠재적 위험성은 바로 나노기술의 특성에 기인한다고 볼 수 있다.

즉, 작은 입자일수록 비표면적비는 넓어지고, 이와 같이 비표면적비가 넓어진 작은 입자는 생체조직과 반응시 독성이 증가하게 되는데, 그 일 예로서 이산화티타늄, 탄소분말, 디젤입자 등과 같은 몇 가지 나노입자는 크기가 줄어들수록 염증을 유발하는 등 독성이 강해진다는 것이 그동안의 학문적 실험을 통해 이미 밝혀진 사실이다. 또한, 초미세 나노입자는 기도나 점막에 걸러지지 않고 폐포 깊숙이 박히거나 뇌로 이동할 수도 있고, 더욱이 최근 여러 연구에 의하면 나노입자가 체내에 축적될 경우 질병이나 중추신경 장애를 일으킨다는 이론들이 보고되고 있다.

따라서, 최근에는 나노 기술의 발전과 함께 나노 기술에 대한 안정성 평가 또한 활발히 진행되고 있는데, 대표적으로 나노 입자가 인체에 흡입 축적되는 경우에 발생하는 독성에 대해 평가하는 나노 입자 흡입 독성 평가 시험이 다양한 실험 동물들을 상대로 연구되고 있다. 이러한 나노 입자 흡입 독성 평가 시험을 통해 얻어진 인체 유해성 자료들은 나노 섬유, 화장품, 반도체, 약물 전달체 등 산업 전반에 걸쳐 나노 입자에 대한 다양한 기초 자료로 활용되고 있다.

이러한 나노 입자에 대한 흡입 독성 평가 시험은 일반적으로 나노 입자를 에어로졸 상태로 발생시켜 일정 크기의 흡입 챔버를 갖는 나노 입자 노출 장치에 공급하고, 나노 입자 노출 장치의 흡입 챔버 내부에 실험 동물을 투입시켜 실험 동물이 호흡기를 통해 나노 입자를 흡입하도록 노출시킨 후 실험 동물의 다양한 변화 상태를 측정하는 방식으로 진행되고 있다.

이러한 흡입 독성 평가 시험과 같은 나노 입자에 대한 다양한 안정성 평가 시험에서 평가 결과의 정확도를 위해서는 나노 입자를 공급하는 나노 입자 발생 장치의 성능이 매우 중요하다. 예를 들면, 흡입 독성 평가 시험의 경우, 흡입 챔버에 공급하는 나노 입자에 대해 크기, 균일도 또는 농도 등을 정확하게 제어할 수 있어야만 나노 입자의 영향을 정확하게 검증할 수 있다.

일반적으로 사용되고 있는 입자 발생 장치들은 입자 파우더를 진동시키거나 입자 파우더에 에어 제트를 분사하여 미세 입자를 발생시키고, 이를 배출 공급하는 방식으로 미세 입자들을 공급하고 있다.

그러나, 이러한 일반적인 입자 발생 장치들은 입자 파우더가 매우 미세한 크기의 입자들로 이루어지므로, 미세 입자들이 대기 중에 존재하는 미량의 수분에 의해서도 쉽게 서로 응집되어 미세 입자들이 원활하게 발생 공급되지 못하는 문제가 있었으며, 이와 같이 수분에 의해 미세 입자들이 서로 응집됨에 따라 단일 미세 입자가 아닌 다수개 입자가 응집된 형태로 입자들이 배출 공급되어 입자의 크기가 균일하지 못하고, 이에 따라 실험 결과의 정확도 및 신뢰도를 저하시키는 등의 문제가 있었다.

국내등록특허 제10-1105322호

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 입자 파우더가 저장된 파우더 저장 챔버에 건조 공기를 공급하여 습도를 매우 낮게 유지함으로써, 입자 파우더를 건조 상태로 유지시켜 미세 입자를 용이하게 부유시킬 수 있고, 이와 같이 부유된 미세 입자를 사이클론 방식으로 흡입하여 외부 배출하는 방식으로 공급함으로써, 미세 입자의 공급 균일도 및 정확도를 향상시킬 수 있는 건조 공기를 이용한 사이클론 방식의 입자 발생 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 사이클론 챔버를 이용하여 파우더 저장 챔버로부터 미세 입자를 흡입 배출함으로써, 복잡한 장치 없이도 미세 입자의 흡입 배출을 용이하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라 미세 입자 중 상대적으로 중량이 큰 불순물들을 제거할 수 있어 더욱 균일하고 정확하게 미세 입자를 배출 공급할 수 있는 건조 공기를 이용한 사이클론 방식의 입자 발생 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은, 미세 입자를 에어로졸 상태로 배출 공급하는 입자 발생 장치에 있어서, 미세 입자가 적층된 형태의 입자 파우더가 내부 공간에 저장되고, 일측에는 내부 공간으로 건조 공기가 유입될 수 있도록 건조 공기 유입 포트가 형성되는 파우더 저장 챔버; 상기 건조 공기 유입 포트와 연결되어 상기 파우더 저장 챔버 내부 공간에 건조 공기를 공급하는 건조 공기 공급 모듈; 및 상기 파우더 저장 챔버의 상부에 형성되어 별도의 입자 유입 유로를 통해 상기 파우더 저장 챔버와 연통되며, 상기 파우더 저장 챔버로부터 미세 입자를 사이클론 방식으로 흡입하여 에어로졸 상태로 배출하는 사이클론 챔버를 포함하고, 상기 저장 챔버에 저장된 입자 파우더가 건조 공기에 의해 건조되어 미세 입자 상태로 부유되고, 부유된 미세 입자가 상기 입자 유입 유로를 통해 상기 사이클론 챔버로 유입된 후 외부 배출되는 것을 특징으로 하는 건조 공기를 이용한 사이클론 방식의 입자 발생 장치를 제공한다.

이때, 상기 사이클론 챔버는, 내부 단면적이 하부측으로 갈수록 작아지는 원뿔 형상을 이루도록 형성되는 원뿔 챔버와, 상기 원뿔 챔버의 상부에 연장 형성되는 원통 형상의 원통 챔버를 포함하고, 상기 입자 유입 유로는 양단이 상기 원뿔 챔버의 원주면과 상기 파우더 저장 챔버의 상면에 각각 연결되어 상기 원뿔 챔버와 상기 파우더 저장 챔버를 연통시키도록 형성되고, 상기 원통 챔버의 원주면에는 내부 공간에 캐리어 가스가 공급되어 나선 방향으로 하향 유동할 수 있도록 캐리어 가스 유입 포트가 형성되고, 상면에는 나선 방향으로 하향 유동한 캐리어 가스가 중심부를 따라 상승 유동하여 외부 배출될 수 있도록 입자 배출 포트가 형성되며, 상기 파우더 저장 챔버에서 건조 공기에 의해 건조되어 부유하는 미세 입자는 상기 입자 유입 유로를 통해 상기 원뿔 챔버로 유입된 후 캐리어 가스와 함께 유동하여 상기 입자 배출 포트를 통해 외부 배출되도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 사이클론 챔버의 내부 공간에는 상기 캐리어 가스 유입 포트를 통해 유입된 캐리어 가스에 대해 나선 방향의 흐름을 유도할 수 있도록 원통형으로 형성된 유동 가이드부가 배치될 수 있다.

또한, 상기 사이클론 챔버의 원뿔 챔버에는 내부 공간으로 유입된 미세 입자 중 상대적으로 무거운 미세 입자가 낙하하여 적층될 수 있도록 입자 적층 챔버가 하부측으로 연장 형성될 수 있다.

또한, 상기 입자 적층 챔버는 하단부가 상기 파우더 저장 챔버를 관통하여 외부 개방되도록 형성되고, 상기 입자 적층 챔버의 하단면에는 상기 입자 적층 챔버를 개폐할 수 있도록 별도의 마감캡이 탈착 가능하게 장착될 수 있다.

본 발명에 의하면, 입자 파우더가 저장된 파우더 저장 챔버에 건조 공기를 공급하여 습도를 매우 낮게 유지함으로써, 입자 파우더를 건조 상태로 유지시켜 미세 입자를 용이하게 부유시킬 수 있고, 이와 같이 부유된 미세 입자를 사이클론 방식으로 흡입하여 외부 배출하는 방식으로 공급함으로써, 미세 입자의 공급 균일도 및 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 사이클론 챔버를 이용하여 파우더 저장 챔버로부터 미세 입자를 흡입 배출함으로써, 복잡한 장치 없이도 미세 입자의 흡입 배출을 용이하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라 미세 입자 중 상대적으로 중량이 큰 불순물들을 제거할 수 있어 더욱 균일하고 정확하게 미세 입자를 배출 공급할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건조 공기를 이용한 사이클론 방식의 입자 발생 장치의 외형을 개략적으로 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건조 공기를 이용한 사이클론 방식의 입자 발생 장치의 내부 구조 및 작동 원리를 개략적으로 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 건조 공기를 이용한 사이클론 방식의 입자 발생 장치의 내부 구조 및 작동 원리를 개략적으로 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건조 공기를 이용한 사이클론 방식의 입자 발생 장치의 외형을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건조 공기를 이용한 사이클론 방식의 입자 발생 장치의 내부 구조 및 작동 원리를 개략적으로 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 입자 발생 장치는 미세 입자를 에어로졸 상태로 배출 공급하는 장치로서, 입자 파우더(P)를 저장하는 파우더 저장 챔버(100)와, 파우더 저장 챔버(100)에 건조 공기를 공급하는 건조 공기 공급 모듈(200)과, 파우더 저장 챔버(100)로부터 미세 입자를 사이클론 방식으로 흡입하여 배출하는 사이클론 챔버(300)를 포함하여 구성된다.

파우더 저장 챔버(100)는 내부 공간에 미세 입자가 적층된 형태의 입자 파우더(P)가 저장되는 용기 형태로 내부 공간이 밀폐되도록 형성되고, 일측에는 내부 공간으로 건조 공기가 유입될 수 있도록 건조 공기 유입 포트(110)가 형성된다. 또한, 파우더 저장 챔버(100)는 별도의 입자 유입 유로(120)를 통해 후술하는 사이클론 챔버(300)와 연통되도록 구성되며, 입자 유입 유로(120)는 입자 파우더(P)를 구성하는 미세 입자(P1)들이 에어로졸 상태로 통과할 수 있도록 형성된다.

건조 공기 공급 모듈(200)은 파우더 저장 챔버(100)의 건조 공기 유입 포트(110)와 연결되어 파우더 저장 챔버(100)의 내부 공간에 건조 공기를 공급하도록 구성된다. 이러한 건조 공기 공급 모듈(200)은 압축 건조 공기를 공급하는 컴프레셔 등을 적용할 수 있다.

사이클론 챔버(300)는 파우더 저장 챔버(100)의 상부에 형성되며 전술한 입자 유입 유로(120)를 통해 파우더 저장 챔버(100)와 연통된다. 이러한 사이클론 챔버(300)는 파우더 저장 챔버(100)로부터 미세 입자(P1)를 사이클론 방식으로 흡입하여 에어로졸 상태로 외부 배출하도록 형성된다.

좀더 자세히 살펴보면, 사이클론 챔버(300)는 도 2에 도시된 바와 같이 원뿔 챔버(310)와, 원통 챔버(320)를 포함하여 구성될 수 있는데, 원뿔 챔버(310)는 내부 단면적이 하부측으로 갈수록 작아지는 원뿔 형상을 이루도록 형성되며, 원통 챔버(320)는 원뿔 챔버(310)와 연통되도록 원뿔 챔버(310)의 상부에 원통 형상으로 연장 형성된다.

원통 챔버(320)의 원주면에는 내부 공간으로 캐리어 가스가 공급될 수 있도록 캐리어 가스 유입 포트(330)가 형성되고, 상면에는 내부 공간으로 유입된 캐리어 가스가 외부 배출될 수 있도록 입자 배출 포트(340)가 형성된다. 캐리어 가스 유입 포트(330)에는 도시되지는 않았으나 별도의 캐리어 가스 공급 모듈(미도시)이 연결되는데, 캐리어 가스 공급 모듈은 불활성 가스 등을 공급할 수 있는 별도의 장치로 구성될 수도 있으나 전술한 건조 공기 공급 모듈(200)이 적용될 수도 있다. 즉, 건조 공기 공급 모듈(200)은 파우더 저장 챔버(100)의 건조 공기 유입 포트(110) 및 사이클론 챔버(300)의 캐리어 가스 유입 포트(330)에 동시에 연결될 수 있으며, 이러한 구조를 통해 사이클론 챔버(300)에도 캐리어 가스로서 항상 건조 공기가 공급되도록 할 수 있다.

캐리어 가스 유입 포트(330)는 원통 챔버(320)의 원주면에 형성되는데, 캐리어 가스 유입 포트(330)를 통해 유입되는 캐리어 가스가 내부 공간에서 나선 방향으로 하향 유동하는 흐름을 나타낼 수 있도록 원주면의 접선 방향을 따라 캐리어 가스가 유입되는 방향으로 형성될 수 있다. 이때, 캐리어 가스 유입 포트(330)가 직선 유로를 갖도록 형성되어 캐리어 가스 유입 포트(330)의 직선 유로가 원통 챔버(320)의 원주면 접선 방향을 이루도록 형성될 수도 있으나, 이와 달리 캐리어 가스 유입 포트(330)의 내측 구간에 도 2에 도시된 바와 같이 캐리어 가스가 원주면 접선 방향으로 확산되어 유동하도록 별도의 접선 확산부(331)가 형성되는 방식으로 구성될 수도 있다.

또한, 원통 챔버(320)의 내부 공간에는 캐리어 가스 유입 포트(330)를 통해 유입된 캐리어 가스에 대해 나선 방향의 흐름이 더욱 원활하게 유도될 수 있도록 별도의 유동 가이드부(350)가 원통 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 캐리어 가스 유입 포트(330)를 통해 유입된 캐리어 가스는 원통 형상의 유동 가이드부(350)의 외주면을 따라 유동하는 방향으로 유도되어 나선 방향의 흐름이 더욱 원활하고 활발하게 형성될 수 있다.

입자 배출 포트(340)는 원통 챔버(320)의 상면에 형성되며, 캐리어 가스 유입 포트(330)를 통해 유입된 캐리어 가스가 나선 방향으로 하향 유동(F1)한 후, 나선 방향 유동의 중심 부분을 따라 상승 유동(F2)하게 되는데, 이와 같이 상승 유동하는 캐리어 가스를 외부로 배출할 수 있도록 원통 챔버(320)의 상면 중심부에 형성된다.

이러한 구조에 따라 사이클론 챔버(300)에서 캐리어 가스의 흐름은 도 2에 도시된 바와 같이 캐리어 가스 유입 포트(330)를 통해 내부로 유입되어 내주면을 따라 나선 방향으로 원뿔 챔버(310)의 하단부까지 하향 유동(F1)하고, 원뿔 챔버(310)의 하단부로부터 나선 방향 유동의 중심 부분을 따라 상승 유동(F2)하고, 상승 유동한 캐리어 가스는 입자 배출 포트(340)를 통해 외부로 배출된다.

이때, 사이클론 챔버(300)와 파우더 저장 챔버(100)는 전술한 바와 같이 입자 유입 유로(120)를 통해 상호 연통되는데, 입자 유입 유로(120)는 양단이 원뿔 챔버(310)의 중간 부위 원주면과 파우더 저장 챔버(100)의 상면에 각각 연결되도록 형성된다.

이러한 구조에 따라 사이클론 챔버(300)에 캐리어 가스가 유입되면, 전술한 바와 같이 캐리어 가스의 나선 방향 하향 흐름(F1)과 그 중심 부분을 통한 상승 흐름(F2)이 발생하며 압력 강하 현상이 발생하게 되는데, 이와 같이 사이클론 챔버(300)의 압력 강하에 따라 파우더 저장 챔버(100)로부터 입자 유입 유로(120)를 통해 사이클론 챔버(300)로 미세 입자(P1)가 흡입된다.

이때, 입자 유입 유로(120)는 원뿔 챔버(310)의 원주면에 연결되므로, 입자 유입 유로(120)를 통해 사이클론 챔버(300)로 흡입된 미세 입자(P1)는 원주면에서 발생하는 캐리어 가스의 흐름에 따라 나선 방향으로 하향 유동(F1)하게 된다. 이후, 나선 방향 유동의 중심 부분을 따라 상승 이동(F2)하며 입자 배출 포트(340)를 통해 외부 배출된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 입자 발생 장치는 이와 같은 방식으로 입자 배출 포트(340)를 통해 미세 입자(P1)를 외부 배출하는 방식으로 미세 입자(P1)를 공급한다.

이때, 파우더 저장 챔버(100)에는 전술한 바와 같이 건조 공기 공급 모듈(200)에 의해 건조 공기가 계속해서 공급되므로, 파우더 저장 챔버(100) 내부 공간의 습도는 매우 낮은 상태로 유지된다. 따라서, 파우더 저장 챔버(100)에 저장된 입자 파우더(P)는 건조 상태로 유지되므로, 수분에 의한 응집 현상이 억제되어 각각의 미세 입자(P1)가 상호 응집되지 않고 개별적으로 부유하게 된다. 이때, 미세 입자(P1)는 건조 상태로 서로 응집되지 않았기 때문에, 매우 작은 공기 유동에도 쉽게 부유하게 되는데, 파우더 저장 챔버(100)에 건조 공기가 유입되는 과정에서 발생하는 미세한 유동력에 의해서도 충분히 부유할 수 있다. 물론, 미세 입자(P1)는 건조 공기의 유입에 따른 유동력이 아니더라도 전술한 사이클론 챔버(300)의 흡입력에 의해서도 충분히 부유할 수 있지만, 건조 공기의 유입에 따른 유동력에 의해 더욱 활발하게 부유되므로, 사이클론 챔버(300)로의 유입을 더욱 활발하게 할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 발생 장치는 입자 파우더(P)가 저장된 파우더 저장 챔버(100)에 건조 공기를 공급하여 입자 파우더(P)를 건조한 상태로 유지시켜 미세 입자(P1)의 부유를 더욱 원활하게 하고, 이 상태에서 사이클론 방식으로 미세 입자(P1)를 흡입하여 외부 배출하는 방식으로 미세 입자를 공급하므로, 미세 입자(P1)의 응집 없이 균일한 상태의 미세 입자를 공급할 수 있다.

또한, 미세 입자(P1)가 사이클론 챔버(300)로 흡입된 후, 전술한 바와 같이 나선 방향 하향 흐름(F1)과 그 중심 부분의 상승 흐름(F2)을 따라 이동하게 되는데, 이 과정에서 상대적으로 중량이 큰 미세 입자(P2)는 캐리어 가스의 상승 흐름을 따라 상승 이동하지 못하고 자중에 의해 원뿔 챔버(310)의 바닥 부분을 하향 낙하하게 된다. 이와 같이 중량이 큰 미세 입자(P2)는 입자 파우더(P) 중에 불순물 형태로 존재하는 것일 수도 있고, 미세 수분에 의해 다수개 미세 입자(P1)의 응집으로 인해 발생하는 것일 수도 있는데, 본 발명에서는 사이클론 방식의 배출 구조로 인해 이와 같이 상대적으로 중량이 큰 미세 입자(P2)는 외부 배출하지 않고 챔버 내부에 그대로 남아있게 할 수 있다. 따라서, 더욱 균일하고 정확한 크기의 미세 입자를 배출 공급할 수 있다.

이 경우, 중량이 큰 미세 입자(P2)가 사이클론 챔버(300)의 바닥 부분에 남아있는 상태로 계속해서 입자 발생 장치가 가동되면, 중량이 큰 미세 입자(P2)가 캐리어 가스(건조 공기)에 의해 다시 재건조될 수 있으며, 이와 같이 재건조된 미세 입자는 수분에 의한 응집 현상이 제거되어 다시 개별적인 미세 입자(P1) 상태로 변화하게 되므로, 이 경우, 캐리어 가스의 상승 흐름을 따라 다시 외부로 배출될 수 있다.

한편, 이와 같이 중량이 큰 미세 입자(P2)가 사이클론 챔버(300)의 바닥 부분에 남아있게 되면, 혹시라도 중량이 큰 미세 입자(P2)가 그 상태로 캐리어 가스의 흐름을 따라 입자 배출 포트(340)를 통해 외부로 배출 공급될 수 있는데, 이 경우, 배출 공급되는 미세 입자의 균일도가 저하되므로, 이를 방지하기 위해 도 3에 도시된 바와 같이 별도의 입자 적층 챔버(360)가 형성될 수 있다.

즉, 사이클론 챔버(300)의 원뿔 챔버(310)에는 전술한 바와 같이 내부 공간으로 유입된 미세 입자 중 상대적으로 무거운 미세 입자(P2)가 낙하하여 적층될 수 있도록 도 3에 도시된 바와 같이 별도의 입자 적층 챔버(360)가 하부측으로 연장 형성될 수 있다.

이와 같이 입자 적층 챔버(360)가 하부측으로 연장 형성됨으로써, 상대적으로 무거운 미세 입자(P2)가 입자 적층 챔버(360)에 수용되면, 캐리어 가스의 흐름이 계속 발생하더라도 입자 적층 챔버(360)에 수용된 미세 입자(P2)가 캐리어 가스를 따라 상승 이동할 수 없으므로, 입자 배출 포트(340)를 통해 배출 공급되는 미세 입자의 균일도 및 정확도를 더욱 향상시킬 수 있다.

이때, 입자 적층 챔버(360)는 하단부가 파우더 저장 챔버(100)를 관통하여 외부 개방되도록 형성되고, 입자 적층 챔버(360)의 하단면에는 입자 적층 챔버(360)를 개폐할 수 있도록 별도의 마감캡(370)이 탈착 가능하게 장착될 수 있다. 이러한 구조에 따라 입자 발생 장치의 가동을 정지한 상태에서, 마감캡(370)을 개방하여 입자 적층 챔버(360)에 수용된 불순물 형태의 미세 입자(P2)를 사이클론 챔버(300)로부터 용이하게 제거할 수 있다.

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.

100: 파우더 저장 챔버 110: 건조 공기 유입 포트
120: 입자 유입 유로 200: 건조 공기 공급 모듈
300: 사이클론 챔버 310: 원뿔 챔버
320: 원통 챔버 330: 캐리어 가스 유입 포트
340: 입자 배출 포트 350: 유동 가이드부
360: 입자 적층 챔버 370: 마감캡

Claims (5)

1. 삭제
2. 미세 입자를 에어로졸 상태로 배출 공급하는 입자 발생 장치에 있어서,
   미세 입자가 적층된 형태의 입자 파우더가 내부 공간에 저장되고, 일측에는 내부 공간으로 건조 공기가 유입될 수 있도록 건조 공기 유입 포트가 형성되는 파우더 저장 챔버;
   상기 건조 공기 유입 포트와 연결되어 상기 파우더 저장 챔버 내부 공간에 건조 공기를 공급하는 건조 공기 공급 모듈; 및
   상기 파우더 저장 챔버의 상부에 형성되어 별도의 입자 유입 유로를 통해 상기 파우더 저장 챔버와 연통되며, 상기 파우더 저장 챔버로부터 미세 입자를 사이클론 방식으로 흡입하여 에어로졸 상태로 배출하는 사이클론 챔버
   를 포함하고, 상기 저장 챔버에 저장된 입자 파우더가 건조 공기에 의해 건조되어 미세 입자 상태로 부유되고, 부유된 미세 입자가 상기 입자 유입 유로를 통해 상기 사이클론 챔버로 유입된 후 외부 배출되며,
   상기 사이클론 챔버는
   내부 단면적이 하부측으로 갈수록 작아지는 원뿔 형상을 이루도록 형성되는 원뿔 챔버와, 상기 원뿔 챔버의 상부에 연장 형성되는 원통 형상의 원통 챔버를 포함하고,
   상기 입자 유입 유로는 양단이 상기 원뿔 챔버의 원주면과 상기 파우더 저장 챔버의 상면에 각각 연결되어 상기 원뿔 챔버와 상기 파우더 저장 챔버를 연통시키도록 형성되고,
   상기 원통 챔버의 원주면에는 내부 공간에 캐리어 가스가 공급되어 나선 방향으로 하향 유동할 수 있도록 캐리어 가스 유입 포트가 형성되고, 상면에는 나선 방향으로 하향 유동한 캐리어 가스가 중심부를 따라 상승 유동하여 외부 배출될 수 있도록 입자 배출 포트가 형성되며,
   상기 파우더 저장 챔버에서 건조 공기에 의해 건조되어 부유하는 미세 입자는 상기 입자 유입 유로를 통해 상기 원뿔 챔버로 유입된 후 캐리어 가스와 함께 유동하여 상기 입자 배출 포트를 통해 외부 배출되고,
   상기 사이클론 챔버의 내부 공간에는 상기 캐리어 가스 유입 포트를 통해 유입된 캐리어 가스에 대해 나선 방향의 흐름을 유도할 수 있도록 원통형으로 형성된 유동 가이드부가 배치되는 것을 특징으로 하는 건조 공기를 이용한 사이클론 방식의 입자 발생 장치.
   
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4. 제 2 항에 있어서,
   상기 사이클론 챔버의 원뿔 챔버에는 내부 공간으로 유입된 미세 입자 중 상대적으로 무거운 미세 입자가 낙하하여 적층될 수 있도록 입자 적층 챔버가 하부측으로 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 건조 공기를 이용한 사이클론 방식의 입자 발생 장치.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 입자 적층 챔버는 하단부가 상기 파우더 저장 챔버를 관통하여 외부 개방되도록 형성되고, 상기 입자 적층 챔버의 하단면에는 상기 입자 적층 챔버를 개폐할 수 있도록 별도의 마감캡이 탈착 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 건조 공기를 이용한 사이클론 방식의 입자 발생 장치.
   
   

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