KR102271249B1

KR102271249B1 - A non-axisymmetric droplet spraying device

Info

Publication number: KR102271249B1
Application number: KR1020210009633A
Authority: KR
Inventors: 윤성찬
Original assignee: 한국교통대학교산학협력단
Priority date: 2021-01-22
Filing date: 2021-01-22
Publication date: 2021-06-30

Abstract

The present invention relates to a non-axisymmetric droplet spraying device. The non-axisymmetric droplet spraying device according to the present invention includes: a non-axisymmetric deformation unit configured to transform a droplet non-axisymmetrically by charging the droplet; and a recoil control unit for controlling the recoil speed of the droplet by colliding the non-axisymmetric droplet.

Description

A NON-AXISYMMETRIC DROPLET SPRAYING DEVICE

본 발명은 비축대칭 액적 분무 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 노즐에서 분무된 액적을 대전하여 비축대칭으로 생성하고, 표면과의 충돌 시 상기 비축대칭 액적의 운동에너지 분포에 변화를 일으킴으로써, 액적의 반동을 촉진시키는 비축대칭 액적 분무 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a non-axially symmetrical droplet spraying device, and more specifically, by charging droplets sprayed from a nozzle to generate non-axially symmetrical drops, and by causing a change in the kinetic energy distribution of the non-axially symmetrical droplets when they collide with a surface, It relates to a non-axisymmetric droplet spraying device that promotes recoil of enemies.

액적 반동 조절은 잉크젯 프린팅, 농약 및 페인트 분무, 칩 냉각 등 다양한 분야에 이용되고 있다.Droplet recoil control is used in various fields such as inkjet printing, spraying pesticides and paints, and chip cooling.

이는, 액적이 분무되어 고체 표면과 충돌할 때 고체 표면의 젖음성 및 액체의 화학적 성질 등에 따라 액적의 반동 속도가 달라진다. When the droplet is sprayed and collides with the solid surface, the recoil speed of the droplet varies depending on the wettability of the solid surface and the chemical properties of the liquid.

예를 들어, 초소수성 표면 위에 물방울이 충돌하면 대부분의 경우 액적은 튕겨져 나와 표면과 멀어진다.For example, when a droplet collides on a superhydrophobic surface, in most cases the droplet is repelled away from the surface.

액적이 고체 표면에 충돌 후 빠른 반동속도를 가지고 튕겨져 나오면 표면의 빙결 억제(anti-icing)와 셀프세정(self-cleaning)에 도움이 된다. When a droplet collides with a solid surface and bounces off with a fast recoil speed, it helps in anti-icing and self-cleaning of the surface.

반대로 느린 반동속도를 가지고 튕겨져 나오면 빙결 억제 및 세정 효과가 줄어들게 된다. Conversely, if it bounces off with a slow recoil speed, the freezing suppression and cleaning effect will be reduced.

예를 들면, 항공기 날개 뿐만 아니라 풍력 터빈, 통신 안테나 및 전력송전선에서 빙결 현상은 성능 저하 및 에너지 소실로 이어지기 때문에 이 현상을 억제해야 한다.For example, not only in aircraft wings, but also in wind turbines, telecommunication antennas and power transmission lines, icing causes performance degradation and energy loss, so this phenomenon must be suppressed.

또한, 액적 반동 조절을 위한 종래의 기술로는 폴리머, 계면활성제 등 화학적 첨가제를 사용하거나 충돌할 고체 표면을 개질하는 방법 등이 있지만, 경제적 비용이 크고, 액체와 충돌 시 고체 표면의 변화에 제약이 있는 환경에서는 기존의 방법들은 한계가 있다. In addition, as a conventional technique for controlling droplet recoil, there is a method of using chemical additives such as polymers and surfactants or modifying the solid surface to collide, but the economic cost is high and there are restrictions on the change of the solid surface when it collides with a liquid In the current environment, the existing methods have limitations.

또한, 액적의 충돌 직전 모양을 비축대칭으로 변형하여 고체 표면 위에 충돌시키면 반동 속도를 조절할 수 있다. In addition, the recoil speed can be controlled by transforming the shape of the droplet to a non-axisymmetrical shape just before the collision and colliding on the solid surface.

기존의 구형 액적 충돌은 액적이 갖고 있는 총 에너지가 충돌 후에도 수직 축으로 수렴하게 되어 반동이 쉽게 일어난다. In the existing spherical droplet collision, the total energy of the droplet converges to the vertical axis even after the collision, so recoil occurs easily.

이에 반해, 비대축칭 액적 충돌은 주축에 변화를 일으켜 액적의 총 에너지의 일부를 수평 주축의 운동에너지로 분산시키기 때문에 반동을 촉진시킬 수 있다.On the other hand, the asymmetric droplet collision causes a change in the main axis, dispersing a part of the total energy of the droplets into the kinetic energy of the horizontal main axis, thereby promoting recoil.

따라서, 분무되는 액적을 대전시켜 비축대칭의 액적을 생성하고, 바닥면과의 충돌시 상기 비축대칭 액적의 수평 주축 운동에너지 변화를 극대화 시킬 수 있도록 오목한 곡률과 볼록한 곡률이 교차 배치되는 곡면을 포함하여 구성함으로써, 충돌면에서 상기 액적의 반동 속도를 증가시킬 수 있도록 하는 액적 분무 장치의 개발이 요구되고 있다.Therefore, to generate non-axially symmetric droplets by charging the sprayed droplets, and to maximize the horizontal main axis kinetic energy change of the non-axially symmetric droplets when they collide with the bottom surface, including a curved surface in which concave and convex curvatures are intersected By configuring, the development of a droplet spraying device capable of increasing the recoil speed of the droplet on the impact surface is required.

[특허 문헌] KR 10-1567977호 (등록일자 2015년 11월 04일)[Patent Document] KR 10-1567977 (Registration Date: November 04, 2015)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 노즐에서 분무되는 액적을 대전하여 비축대칭으로 변형하는 비축대칭변형부 및 상기 비축대칭 액적을 충돌시켜 액적의 반동 속도를 조절하는 반동조절부를 포함하고, 상기 반동조절부는 바닥면과의 충돌시 상기 비축대칭 액적의 주축 운동에너지를 변화시킬 수 있도록 오목한 곡률과 볼록한 곡률이 교차 배치되는 곡면으로 구성됨으로써, 상기 액적의 반동 속도를 증가시킬 수 있는 액적 분무 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention includes a non-axially symmetrical deformation unit that charges the droplets sprayed from the nozzle to transform them non-axially and a recoil control unit that controls the recoil speed of the droplets by colliding the non-axially symmetrical droplets, The recoil control unit is composed of a curved surface in which a concave curvature and a convex curvature are intersected to change the main axis kinetic energy of the non-axially symmetric droplet upon collision with the bottom surface, thereby increasing the recoil speed of the droplet spraying device Its purpose is to provide

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 액적 분무 장치는 액적을 대전하여 비축대칭으로 변형하는 비축대칭변형부; 및 상기 비축대칭 액적을 충돌시켜 액적의 반동 속도를 조절하는 반동조절부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A droplet spraying apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a non-axially symmetrical deformation unit for charging the droplets and transforming them non-axially; and a recoil control unit for controlling the recoil speed of the droplet by colliding the non-axially symmetrical droplet.

또한, 본 발명에 따른 상기 비축대칭변형부는 액적이 분무되는 노즐; 및 상기 액적의 낙하 지점 상단에 일정 간격 이격 배치된 한 쌍의 제1전극모듈;을 포함하고, 상기 제1전극모듈은 상이한 극성을 갖도록 배치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the non-axially symmetrical deformation according to the present invention is a nozzle to which droplets are sprayed; and a pair of first electrode modules spaced apart from each other by a predetermined interval on top of the droplet drop point, wherein the first electrode modules are arranged to have different polarities.

또한, 본 발명에 따른 상기 비축대칭변형부는 액적이 분무되는 노즐; 상기 액적의 낙하 지점 상단에 일정 간격 이격되도록 대응 배치되는 한 쌍의 제1전극모듈; 및 상기 제1전극모듈과 이웃하는 일측에 배치되고, 일정 간격 이격되도록 대응 배치되는 한 쌍의 제2전극모듈;을 포함하고, 상기 제1전극모듈 및 상기 제2전극모듈은 동일한 극성을 갖는 마주보는 한 쌍으로 구성되며, 상기 제1전극모듈은 상기 제2전극모듈과 상이한 극성을 갖도록 배치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the non-axially symmetrical deformation according to the present invention is a nozzle to which droplets are sprayed; a pair of first electrode modules disposed corresponding to each other to be spaced apart from each other by a predetermined distance at the top of the droplet drop point; and a pair of second electrode modules disposed on one side adjacent to the first electrode module and disposed correspondingly to be spaced apart from each other by a predetermined distance, wherein the first electrode module and the second electrode module have the same polarity. The beam is configured as a pair, and the first electrode module is arranged to have a different polarity from that of the second electrode module.

또한, 본 발명에 따른 상기 비축대칭변형부는 상기 제1전극모듈 및 상기 제2전극모듈을 승강시키는 높이조절모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the non-axially symmetrical deformation portion according to the present invention is characterized in that it comprises a; height adjustment module for elevating the first electrode module and the second electrode module.

또한, 본 발명에 따른 상기 비축대칭변형부는 액적이 분무되는 노즐; 상기 액적의 낙하 지점 상단에 일정 간격 이격되도록 대응 배치되는 한 쌍의 제1전극모듈; 및 상기 제1전극모듈과 이웃하는 일측에 배치되고, 일정 간격 이격되도록 대응 배치되는 한 쌍의 제2전극모듈; 상기 노즐의 단부와 상기 제1전극모듈 사이에 배치되고, 상기 액적이 통과하는 개구부를 갖는 고리전극; 및 상기 노즐과 상기 고리전극에 전압을 인가하는 전압공급부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the non-axially symmetrical deformation according to the present invention is a nozzle to which droplets are sprayed; a pair of first electrode modules disposed corresponding to each other to be spaced apart from each other by a predetermined distance at the top of the droplet drop point; and a pair of second electrode modules disposed on one side adjacent to the first electrode module and correspondingly disposed to be spaced apart from each other by a predetermined distance. a ring electrode disposed between an end of the nozzle and the first electrode module and having an opening through which the droplet passes; and a voltage supply unit for applying a voltage to the nozzle and the annular electrode.

또한, 본 발명에 따른 상기 비축대칭변형부는 액적을 분무하는 노즐; 및 상기 노즐의 단부와 이격 배치되고, 상기 액적이 통과하는 개구부를 갖는 고리전극;을 포함하고, 상기 개구부는 상기 액적이 분무되는 방향과 일치하는 일축을 기준으로 비축대칭으로 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the non-axially symmetrical deformation according to the invention a nozzle for spraying droplets; and a ring electrode spaced apart from the end of the nozzle and having an opening through which the droplet passes, wherein the opening is non-axially symmetric with respect to one axis coincident with the spraying direction of the droplet. .

또한, 본 발명에 따른 상기 반동조절부는 상기 비축대칭 액적이 닿는 일면이 일정 곡률로 굴곡진 곡면을 갖도록 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the recoil control unit according to the present invention is characterized in that it is configured to have a curved surface that is curved with a certain curvature on one surface that the non-axially symmetric droplet touches.

또한, 본 발명에 따른 상기 곡면은 오목한 곡률과 볼록한 곡률이 교차 배치되는 U자형 곡 형태인 V-모델로 구성되고, 상기 V-모델은 상기 오목한 곡률에 상기 액적이 충돌하여 상기 액적이 상기 곡면을 따라 늘어나면서 반동하는 것을 특징으로 한다.In addition, the curved surface according to the present invention is composed of a V-model in the form of a U-shaped curvature in which a concave curvature and a convex curvature are intersected, and the V-model is the concave curvature and the droplet collides with the curved surface. It is characterized by recoil as it stretches along.

아울러, 본 발명에 따른 상기 곡면은 오목한 곡률과 볼록한 곡률이 교차 배치되는 안장 형태의 R-모델로 구성되고, 상기 R-모델은 상기 볼록한 곡률에 상기 액적이 충돌하여 상기 액적이 상기 곡면을 따라 늘어나면서 반동하는 것을 특징으로 한다.In addition, the curved surface according to the present invention is composed of an R-model in the form of a saddle in which a concave curvature and a convex curvature are intersected, and the R-model is the convex curvature and the droplet collides with the convex curvature so that the droplet is stretched along the curved surface It is characterized by recoil.

상기와 같은 본 발명에 따른 비축대칭 액적 분무 장치에 의하면, 분무되는 액적을 대전하여 비축대칭의 액적을 생성하고, 바닥면과의 충돌시 상기 비축대칭 액적의 주축 운동에너지를 크게 증가시킬 수 있도록 오목한 곡률과 볼록한 곡률이 교차 배치되는 곡면을 포함하여 구성함으로써, 상기 액적의 반동 속도의 증가로 효율적인 액적 반동을 촉진시키는 효과가 있다.According to the non-axially symmetrical droplet spraying device according to the present invention as described above, the sprayed droplets are charged to generate non-axially symmetrical droplets, and the main axis kinetic energy of the non-axially symmetrical droplets is concave to greatly increase the kinetic energy of the non-axially symmetrical droplets when they collide with the bottom surface. By including a curved surface in which the curvature and the convex curvature are intersected, there is an effect of promoting efficient droplet recoil by increasing the recoil speed of the droplet.

또한, 고리전극의 모양을 개선하여 액적의 비대칭적인 진동을 유도함으로써, 액적의 비축대칭 변형이 효율적으로 이루어질 수 있도록 한다.In addition, by inducing asymmetric vibration of the droplet by improving the shape of the ring electrode, the non-axisymmetric deformation of the droplet can be efficiently performed.

또한, 별도의 추가 장치나 화학적인 표면 개질 방법을 사용하지 않고도 액적 반동을 촉진시킬 수 있도록 구성되어 경제적이며, 구성이 간단하여 소형화에 유리하고 대량 생산이 가능한 효과가 있다.In addition, it is economical because it is configured to promote droplet recoil without using a separate additional device or chemical surface modification method, and the configuration is simple, which is advantageous for miniaturization and mass production.

또한, 비축대칭 액적이 충돌하는 곡면을 오목한 곡률과 볼록한 곡률의 조합으로 구성된 쌍곡선 모델로 이루어짐으로써, 구조의 이방성에 의해 액적의 체류 시간이 평면에서 보다 현저히 감소하는 효과가 있다.In addition, by forming a hyperbolic model composed of a combination of concave curvature and convex curvature on a curved surface on which non-axially symmetric droplets collide, there is an effect that the residence time of the droplets is significantly reduced in the plane due to the anisotropy of the structure.

아울러, 액적과 충돌하는 표면의 빙결 억제 및 셀프 세정에 효율적인 효과가 있다.In addition, there is an effective effect in suppressing freezing of the surface colliding with the droplets and self-cleaning.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비축대칭 액적 분무 장치의 전반적인 구성을 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 비축대칭변형부의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 비축대칭변형부의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 비축대칭변형부의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 곡면에서의 비축대칭 액적의 반동 작용의 시뮬레이션결과를 나타낸 도이다.
도 6은 곡면 위에서 구형 및 비축대칭형 액적의 충돌을 나타내는 도이다.
도 7은 본 발명에 따른 비축대칭 액적을 곡면에 충돌시켰을 때 액적의 체류시간을 비교하여 나타낸 도이다.
도 8은 본 발명에 따른 비축대칭 액적의 운동량을 시간에 따라 비교하여 나타낸 도이다.
도 9는 본 발명에 따른 반동조절부의 V-타입의 세부적인 구성을 나타내는 도이다.
도 10은 본 발명에 따른 반동조절부의 R-타입의 세부적인 구성을 나타내는 도이다.
도 11은 본 발명에 따른 비축대칭 액적의 V-타입 및 R-타입 곡면에서의 반동 거동을 나타낸 도이다.
도 12는 본 발명에 따른 비축대칭 액적의 V-타입 및 R-타입 곡면에서의 체류 시간을 나타낸 도이다.1 is a configuration diagram showing the overall configuration of a non-axially symmetric droplet spraying apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a configuration diagram showing the configuration of a non-axially symmetrical deformation portion according to a second embodiment of the present invention.
3 is a configuration diagram showing the configuration of a non-axially symmetrical deformation portion according to a third embodiment of the present invention.
4 is a configuration diagram showing the configuration of a non-axially symmetrical deformation portion according to a fourth embodiment of the present invention.
5 is a view showing a simulation result of the recoil action of a non-axially symmetric droplet on a curved surface according to the present invention.
6 is a diagram illustrating the collision of spherical and non-axisymmetric droplets on a curved surface.
7 is a view showing a comparison of the residence time of the droplet when the non-axially symmetric droplet according to the present invention collides with a curved surface.
8 is a diagram illustrating the momentum of a non-axially symmetric droplet according to the present invention compared with time.
9 is a view showing a detailed configuration of the V-type of the recoil control unit according to the present invention.
10 is a view showing the detailed configuration of the R-type of the recoil control unit according to the present invention.
11 is a diagram showing the recoil behavior of a non-axially symmetric droplet according to the present invention on V-type and R-type curved surfaces.
12 is a diagram showing residence times on V-type and R-type curved surfaces of non-axially symmetric droplets according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, it should be noted that the same components or parts in the drawings are denoted by the same reference numerals as much as possible. In describing the present invention, detailed descriptions of related known functions or configurations are omitted so as not to obscure the gist of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비축대칭 액적 분무 장치의 전반적인 구성을 나타내는 구성도이다.1 is a configuration diagram showing the overall configuration of a non-axially symmetric droplet spraying apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 비축대칭 액적 분무 장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 비축대칭변형부(100) 및 반동조절부(200)를 포함할 수 있다.The non-axially symmetrical droplet spraying device 1 according to an embodiment of the present invention may include a non-axially symmetrical deformation unit 100 and a recoil control unit 200 as shown in FIG. 1 .

상기 비축대칭변형부(100)는 노즐(110)에서 분무되는 액적을 비축대칭으로 변형하도록 구성된다.The non-axially symmetrical deformation part 100 is configured to non-axially deform the droplets sprayed from the nozzle 110 .

구체적으로, 상기 비축대칭변형부(100)는 상기 반동조절부(200)로 낙하하는 액적을 비축대칭 형상으로 변형하여 액적의 비대칭적인 진동을 유도함으로써 액적이 곡면의 반동조절부(200)에 충돌 시 액적의 반동 속도가 증가하도록 구성된다.Specifically, the non-axially symmetrical deformation unit 100 deforms a droplet falling to the recoil control unit 200 into a non-axially symmetrical shape to induce asymmetric vibration of the droplet, thereby causing the droplet to collide with the curved recoil control unit 200 . It is configured to increase the rate of recoil of the droplet.

또한, 상기 비축대칭변형부(100)는 낙하하는 액적을 고리전극(120)에 통과시키거나 대응되는 한 쌍의 전극모듈(130, 140) 사이를 통과하도록 배치하여 액적의 진동 거동을 변화시킬 수 있도록 한다.In addition, the non-axially symmetrical deformation part 100 is arranged to pass the falling droplet through the ring electrode 120 or to pass between the corresponding pair of electrode modules 130 and 140 to change the vibration behavior of the droplet. let it be

본 발명의 일 실시예에 따른 비축대칭변형부(100)는 도 1에 도시된 바 같이 액적을 분무하는 노즐(110) 및 상기 액적의 낙하 지점 상단에 일정 간격 이격 배치된 한 쌍의 제1전극모듈(130)을 포함할 수 있다.The non-axially symmetrical deformation part 100 according to an embodiment of the present invention includes a nozzle 110 for spraying droplets as shown in FIG. 1 and a pair of first electrodes spaced apart from each other at the top of the drop point of the droplet. A module 130 may be included.

상기 노즐(110)은 금속으로 제조되어 전도성을 가지며, 일정한 내경과 외경을 가지는 미세관 형태로 이루어질 수 있다. The nozzle 110 is made of metal and has conductivity, and may be formed in the form of a microtubule having constant inner and outer diameters.

또한, 상기 노즐(110)은 시린지 펌프와 같은 펌핑 장치(도시하지 않음)와 연결되고, 펌핑 장치로부터 용액을 제공받아 액적을 분무시킬 수 있다.In addition, the nozzle 110 may be connected to a pumping device (not shown) such as a syringe pump, and may receive a solution from the pumping device to spray droplets.

상기 제1전극모듈(130)은 낙하하는 액적이 충돌하는 반동조절부(200)의 곡면(210)에 일정 간격 이격되어 마주보는 한 쌍의 전극판으로 구성되며, 상기 곡면(210)으로 낙하하는 액적을 대전시키도록 곡면(210)에 직립하여 구성된다.The first electrode module 130 is composed of a pair of electrode plates facing the curved surface 210 of the recoil control unit 200 on which falling droplets collide, spaced apart from each other at a predetermined interval, and falling onto the curved surface 210 . It is configured to stand upright on the curved surface 210 to charge the droplets.

따라서, 상기 제1전극모듈(130)은 마주보는 전극판이 각각 상이한 극성으로 구성되어, 상기 제1전극모듈(130)을 통과하는 액적에 전기적 인력이 작용할 수 있도록 구성된다.Accordingly, the first electrode module 130 is configured such that the opposite electrode plates have different polarities, respectively, so that an electrical attraction can act on the droplets passing through the first electrode module 130 .

이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 비축대칭변형부(100)는 노즐(110)에서 분사된 구형의 액적이 반동조절부(200)의 곡면(210)에 충돌하기 직전에 상이한 전극으로 생성된 균일한 전기장 사이를 관통하면서 타원형의 액적 즉, 비축대칭 액적이 생성되도록 한다.Accordingly, in the non-axially symmetrical deformation part 100 according to an embodiment of the present invention, the spherical droplet sprayed from the nozzle 110 is created with a different electrode just before the spherical droplet collides with the curved surface 210 of the recoil control part 200 . While passing between the uniform electric fields, elliptical droplets, i.e., non-axial droplets, are generated.

또한, 상기 일 실시예에 따른 비축대칭변형부(100)는 상기 반동조절부(200)의 곡면(210)에 충돌할 액적의 타원의 형상을 능동적으로 정밀하게 생성할 수 있는 장점을 갖는다.In addition, the non-axially symmetrical deformation unit 100 according to the embodiment has the advantage of actively and precisely generating the shape of the ellipse of the droplet to collide with the curved surface 210 of the recoil control unit 200 .

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 비축대칭변형부의 구성을 나타내는 구성도이다.2 is a configuration diagram showing the configuration of a non-axially symmetrical deformation portion according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 제2실시예에 따른 비축대칭변형부(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 액적이 분무되는 노즐(110), 상기 액적의 낙하 지점 상단에 일정 간격 이격 배치된 한 쌍의 제1전극모듈(130) 및 상기 제1전극모듈(130)과 이웃하는 일측에 배치되고, 일정 간격 이격되도록 대응 배치되는 한 쌍의 제2전극모듈(140)을 포함할 수 있다.The non-axially symmetrical deformation part 100 according to the second embodiment of the present invention includes a nozzle 110 through which droplets are sprayed, as shown in FIG. 2 , a pair of first, spaced apart from the top of the droplet's drop point. It may include an electrode module 130 and a pair of second electrode modules 140 disposed on one side adjacent to the first electrode module 130 and correspondingly disposed to be spaced apart from each other by a predetermined interval.

또한, 상기 제1전극모듈(130)과 상기 제2전극모듈(140)은 마주하는 전극판이 동일한 극성을 갖도록 구성된다. 또한, 상기 제1전극모듈(130)과 제2전극모듈(140)은 상이한 극성을 갖도록 배치될 수 있다.In addition, the first electrode module 130 and the second electrode module 140 are configured such that the opposite electrode plates have the same polarity. In addition, the first electrode module 130 and the second electrode module 140 may be arranged to have different polarities.

구체적으로, 본 발명의 제2실시예에 따른 비축대칭변형부(100)는 노즐에서 분사된 구형의 액적이 반동조절부(200)의 곡면(210)에 충돌하기 직전에 상이한 전극을 띠며 이웃하는 한 쌍의 제1전극모듈(130)과 한 쌍의 제2전극모듈(140)로 둘러싸여 있는 공간을 통과하면서 대전될 수 있도록 구성된다.Specifically, the non-axially symmetrical deformation unit 100 according to the second embodiment of the present invention has a different electrode just before the spherical droplet sprayed from the nozzle collides with the curved surface 210 of the recoil control unit 200 and neighboring It is configured to be charged while passing through the space surrounded by the pair of first electrode modules 130 and the pair of second electrode modules 140 .

또한, 상기 제2전극모듈(140)은 상기 제1전극모듈(130)로 둘러싼 일정 공간 사이를 통과하는 액적에 전기적 인력이 작용할 수 있도록 구성된다.In addition, the second electrode module 140 is configured such that an electrical attractive force acts on a droplet passing between a predetermined space surrounded by the first electrode module 130 .

따라서, 상기 제2실시예에 따른 비축대칭변형부(100)는 노즐(110)에서 분사된 구형의 액적이 반동조절부(200)의 곡면(210)에 충돌하기 직전에 상이한 전극으로 생성된 2 쌍의 균일한 전기장 사이를 관통하면서 정전기력에 의해 타원형의 액적이 생성될 수 있도록 구성된다.Therefore, in the non-axially symmetrical deformation part 100 according to the second embodiment, just before the spherical droplet sprayed from the nozzle 110 collides with the curved surface 210 of the recoil control part 200, two different electrodes are generated. It is configured such that an elliptical droplet can be generated by an electrostatic force while passing between the pair of uniform electric fields.

또한, 상기 제2실시예에 따른 비축대칭변형부(100)는 상기 반동조절부(200)의 곡면(210)에 충돌할 액적의 타원형 형상을 능동적으로 정밀하게 생성할 수 있도록 하는 장점을 갖는다.In addition, the non-axially symmetrical deformation unit 100 according to the second embodiment has the advantage of actively and precisely generating the elliptical shape of the droplet to collide with the curved surface 210 of the recoil control unit 200 .

도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 비축대칭변형부를 나타내는 구성도이다.3 is a configuration diagram showing a non-axially symmetrical deformation portion according to a third embodiment of the present invention.

본 발명의 제3실시예에 따른 비축대칭변형부(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 액적이 분무되는 노즐(110), 상기 액적의 낙하 지점 상단에 일정 간격 이격 배치된 한 쌍의 제1전극모듈(130), 상기 제1전극모듈(130)과 이웃하는 일측에 배치되고, 일정 간격 이격되도록 대응 배치되는 한 쌍의 제2전극모듈(140), 상기 노즐(110)의 단부 및 상기 제1전극모듈(130) 또는 제2전극모듈(140) 사이에 배치되고, 상기 액적이 통과하는 개구부(121)를 갖는 고리전극(120) 및 상기 노즐(110)과 상기 고리전극(120)에 전압을 인가하는 전압공급부(150)를 포함할 수 있다.The non-axially symmetrical deformation part 100 according to the third embodiment of the present invention includes a nozzle 110 through which droplets are sprayed, as shown in FIG. 3 , a pair of first pieces arranged at regular intervals at the top of the droplet drop point. The electrode module 130, a pair of second electrode modules 140 disposed on one side adjacent to the first electrode module 130, and correspondingly disposed to be spaced apart from each other by a predetermined distance, an end of the nozzle 110, and the first electrode module 130 The annular electrode 120 disposed between the first electrode module 130 or the second electrode module 140 and having an opening 121 through which the droplet passes, and a voltage applied to the nozzle 110 and the annular electrode 120 . It may include a voltage supply unit 150 for applying the.

상기 고리전극(120)은 액적이 분무되는 방향을 따라 노즐(110)의 단부와 떨어져 위치할 수 있다.The ring electrode 120 may be positioned apart from the end of the nozzle 110 in a direction in which droplets are sprayed.

또한, 상기 고리전극(120)은 상기 노즐(110)과 같이 금속으로 제조되어 전도성을 갖을 수 있으며, 상기 노즐(110)로부터 분무된 액적은 고리전극(120)의 개구부(121) 중심을 통과한 후 상기 반동조절부(200)의 곡면(210)에 부딪혀 반동될 수 있다.In addition, the ring electrode 120 may be made of metal like the nozzle 110 to have conductivity, and the droplets sprayed from the nozzle 110 pass through the center of the opening 121 of the ring electrode 120 . After that, it may be rebounded by colliding with the curved surface 210 of the recoil control unit 200 .

또한, 상기 개구부(121)는 액적이 분무되는 방향과 일치하는 제1축(이하 'y축'이라 한다)을 기준으로 비축대칭성(non-axiasymmetry)을 가진다. 여기서, 비축대칭성이란 개구부(121)를 형성하는 고리전극(120)의 내측면이 y축으로부터 일정한 거리를 유지하지 않음을 의미한다.In addition, the opening 121 has non-axiasymmetry with respect to a first axis (hereinafter referred to as a 'y-axis') that coincides with a direction in which droplets are sprayed. Here, the non-axial symmetry means that the inner surface of the annular electrode 120 forming the opening 121 does not maintain a constant distance from the y-axis.

즉, y축에 대해 축 대칭성을 가지는 개구부는 원형이며, 본 실시예에서 고리 전극(120)의 개구부(121)는 비원형 즉, 타원형으로 이루어질 수 있다. That is, the opening having axial symmetry with respect to the y-axis is circular, and in the present embodiment, the opening 121 of the ring electrode 120 may be formed in a non-circular shape, that is, an elliptical shape.

또한, y축에 대해 비축대칭성을 가지는 개구부(121)는 액적의 비대칭적인 진동을 유발하여 곡면(210)에서 액적이 튕겨져 나오는 반동을 촉진한다.In addition, the opening 121 having a non-axial symmetry with respect to the y-axis induces asymmetric vibration of the droplet to promote recoil in which the droplet is bounced off the curved surface 210 .

구체적으로, 상기 개구부(121)는 액적이 개구부(121)의 중심을 통과할 때 액적은 개구부(121)의 장축 방향(x축 방향)보다 단축 방향(z축 방향)에서 전기장에 의한 힘을 더 크게 받는다. Specifically, in the opening 121 , when the droplet passes through the center of the opening 121 , the droplet exerts more force due to the electric field in the short-axis direction (z-axis direction) than in the long-axis direction (x-axis direction) of the opening 121 . get big

따라서, 상기 액적은 개구부(121)를 통과하면서 단축 방향으로 길게 변형되어 타원 모양을 이루며, 구 모양이 될 때까지 비대칭적인 진동을 하며 낙하하다가 상기 제1전극모듈 및 제2전극모듈에 의해 전기적인 힘을 한번 더 받게 된다.Accordingly, the droplet is deformed long in the short axis direction while passing through the opening 121 to form an elliptical shape, and falls while oscillating asymmetrically until it becomes a spherical shape, and then falls electrically by the first electrode module and the second electrode module. You will receive power once more.

따라서, 본 발명에 따른 액적 분무 장치(1)는 고리전극(120)에 비축대칭성을 가지는 개구부(121)를 형성함으로써 액적을 특정 방향으로 길게 변형시켜 비대칭적인 진동을 유발한다. Accordingly, the droplet spraying device 1 according to the present invention causes asymmetrical vibration by forming the non-axially symmetrical opening 121 in the annular electrode 120 to elongate the droplet in a specific direction.

또한, 분무되는 액적의 비대칭적인 형상은 액적이 곡면(210)에 충돌한 이후튕겨져 나오는 반동 작용을 촉진시킬 수 있도록 한다.In addition, the asymmetrical shape of the sprayed droplet can promote a recoil action that is bounced off after the droplet collides with the curved surface 210 .

또한, 상기 액적은 노즐(110)과 같은 극성으로 대전되며, 노즐(110)의 단부에 매달린 액적은 노즐(110)과 고리 전극(120) 사이 전압 차에 의해 전기적으로 떼어 내어진 후 상기 곡면(210)으로 떨어진다. In addition, the droplet is charged with the same polarity as the nozzle 110, and the droplet hanging on the end of the nozzle 110 is electrically separated by the voltage difference between the nozzle 110 and the ring electrode 120 and then the curved surface ( 210).

또한, 상기 액적은 고리전극(120)의 개구부(121)를 통과할 때 액적과 고리전극(120) 사이에 전기적인 인력이 작용하여, 상기 고리전극(120)의 개구부(121) 형상에 따라 액적의 진동 거동이 달라질 수 있다.In addition, when the droplet passes through the opening 121 of the annular electrode 120 , an electrical attractive force acts between the droplet and the annular electrode 120 , so that the liquid according to the shape of the opening 121 of the annular electrode 120 . Enemy vibration behavior can be changed.

또한, 상기 노즐(110)은 상기 전압공급부(150)에 의해 고리전극(120)과 전기적으로 연결될 수 있다.In addition, the nozzle 110 may be electrically connected to the annular electrode 120 by the voltage supply unit 150 .

따라서, 상기 제3실시예에 따른 비축대칭변형부(100)는 노즐(110)을 통과한 액적이 상기 고리전극(120)을 통과하여 대전된 후 일정 공간을 둘러싸도록 배치되는 상기 제1전극모듈(130)과 제2전극모듈(140)을 통과하여 비축대칭으로 변형된 후 상기 반동조절부(200)의 곡면(210)에 충돌하도록 구성된다.Therefore, in the non-axially symmetrical deformation part 100 according to the third embodiment, the first electrode module is disposed so that the droplets passing through the nozzle 110 pass through the annular electrode 120 and are charged and then surround a predetermined space. It is configured to collide with the curved surface 210 of the recoil control unit 200 after passing through 130 and the second electrode module 140 to be non-axially deformed.

이에, 상기 제3실시예에 따른 비축대칭변형부(100)는 노즐(110) 및 고리전극(120)으로 구성된 종래의 정전분무장치에서 대전된 액적을 만든 후 상기 반동조절부(200)의 곡면(210) 상단에 대칭되는 전기장을 유도하기 위하여 전극을 배치하도록 구성된다.Accordingly, the non-axially symmetrical deformation unit 100 according to the third embodiment is a curved surface of the recoil control unit 200 after making charged droplets in a conventional electrostatic spraying device composed of a nozzle 110 and an annular electrode 120 . 210 is configured to place an electrode on top to induce a symmetrical electric field.

따라서, 상기 제3실시예에 따른 비축대칭변형부(100)는 노즐(110)에서 분사된 구형의 액적이 상기 고리전극(120)을 통과하여 대전된 후 반동조절부(200)의 곡면(210)에 충돌하기 직전에 상이한 전극으로 생성된 2 쌍의 균일한 전기장 사이를 관통하면서 전기적 인력에 의해 비축대칭의 타원형 액적으로 생성될 수 있도록 한다.Accordingly, in the non-axially symmetrical deformation part 100 according to the third embodiment, the spherical droplet sprayed from the nozzle 110 passes through the annular electrode 120 and is charged, and then the curved surface 210 of the recoil control part 200 . ), passing between two pairs of uniform electric fields generated by different electrodes just before they collide, allowing them to be generated as non-axially symmetrical elliptical droplets by electrical attraction.

또한, 상기 제3실시예에 따른 비축대칭변형부(100)는 상기 반동조절부(200)의 곡면(210)에 충돌할 액적의 타원형 형상을 능동적으로 정밀하게 생성할 수 있도록 하는 장점을 갖는다.In addition, the non-axially symmetrical deformation unit 100 according to the third embodiment has the advantage of actively and precisely generating the elliptical shape of the droplet to collide with the curved surface 210 of the recoil control unit 200 .

도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 비축대칭변형부의 구성을 나타내는 구성도이다.4 is a configuration diagram showing the configuration of a non-axially symmetrical deformation portion according to a fourth embodiment of the present invention.

본 발명의 제4실시예에 따른 상기 비축대칭변형부(100)는 액적을 분무하는 노즐(110), 상기 노즐(110)의 단부와 이격 배치되고, 상기 액적이 통과하는 개구부(121)를 갖는 고리전극(120) 및 상기 노즐(110)과 고리전극(120)에 전압을 인가하는 전압공급부(150)를 포함할 수 있다.The non-axially symmetrical deformation part 100 according to the fourth embodiment of the present invention has a nozzle 110 for spraying droplets, spaced apart from the end of the nozzle 110, and an opening 121 through which the droplets pass. It may include a ring electrode 120 and a voltage supply unit 150 for applying a voltage to the nozzle 110 and the ring electrode 120 .

또한, 본 발명의 제4실시예에 따른 상기 비축대칭변형부(100)의 노즐(110), 고리전극(120) 및 전압공급부(150)는 상기한 제3실시예의 구성 및 특징과 동일하며, 이에, 상기 노즐(110), 고리전극(120) 및 전압공급부(150)의 설명은 생략하도록 한다.In addition, the nozzle 110, the annular electrode 120 and the voltage supply unit 150 of the non-axially symmetrical deformation part 100 according to the fourth embodiment of the present invention are the same as the configuration and characteristics of the third embodiment, Accordingly, the description of the nozzle 110 , the annular electrode 120 , and the voltage supply unit 150 will be omitted.

한편, 본 발명의 제2실시예 및 제3실시예에 따른 제1전극모듈(130) 및 제2전극모듈(140)은 상기 반동조절부(200)와 인접한 일측에 상기 제1전극모듈(130) 및 상기 제2전극모듈(140)의 높이를 제어할 수 있는 높이조절모듈(160)을 포함할 수 있다.Meanwhile, the first electrode module 130 and the second electrode module 140 according to the second and third embodiments of the present invention have the first electrode module 130 on one side adjacent to the recoil control unit 200 . ) and a height adjustment module 160 capable of controlling the height of the second electrode module 140 may be included.

상기 높이조절모듈(160)은 상기 곡면(210)에서 액적의 반동이 구현될 수 있도록 낙하하는 액적의 대전 위치를 조절하기 위한 장치로써, 곡면의 곡률에 따라 액적의 타원형 형상을 정밀하게 제어할 수 있도록 구비된다.The height adjustment module 160 is a device for adjusting the charging position of the falling droplet so that the recoil of the droplet can be realized on the curved surface 210, and the elliptical shape of the droplet can be precisely controlled according to the curvature of the curved surface. provided so that

따라서, 상기 높이조절모듈(160)은 상기 제1전극모듈(130) 및 제2전극모듈(140)의 하단에 구비되어 상기 곡면(210)에서 일정 높이로 제1전극모듈(130) 및 제2전극모듈(140)을 승강시킬 수 있도록 한다.Accordingly, the height adjustment module 160 is provided at the lower end of the first electrode module 130 and the second electrode module 140 to have a predetermined height from the curved surface 210 to the first electrode module 130 and the second electrode module 140 . It allows the electrode module 140 to be raised and lowered.

또한, 상기 높이조절모듈(160)은 상기 제1전극모듈(130) 및 제2전극모듈(140)을 승강시켜 분무되는 액적의 대전 위치를 제어할 수 있도록 구성됨으로써, 곡면(210)에 닿는 순간의 액적의 형상을 반동이 최적화할 수 있는 형상을 갖을 수 있도록 구성될 수 있다.In addition, the height adjustment module 160 is configured to control the charging position of the sprayed droplet by elevating the first electrode module 130 and the second electrode module 140 , so that the moment it touches the curved surface 210 . The shape of the droplet can be configured to have a shape that allows recoil to optimize.

이는, 곡률이 상이한 다양한 곡면(210)에 본 발명에 따른 비축대칭 액적 분무 장치(1)의 사용이 가능하도록 하는 효과를 준다.This has the effect of enabling the use of the non-axisymmetric droplet spraying device 1 according to the present invention on various curved surfaces 210 having different curvatures.

또한, 상기 높이조절모듈(160)은 제어부(미도시)의 제어에 의해 상기 제1전극모듈(130) 및 상기 제2전극모듈(140)의 높이를 승강시킬 수 있는 공지의 것을 제한 없이 적용 실시할 수 있다.In addition, the height adjustment module 160 is applied without limitation to a known thing capable of elevating the height of the first electrode module 130 and the second electrode module 140 under the control of a controller (not shown). can do.

도 5는 본 발명에 따른 곡면에서의 비축대칭 액적의 반동 작용의 시뮬레이션결과를 나타낸 도이다.5 is a view showing a simulation result of the recoil action of a non-axially symmetric droplet on a curved surface according to the present invention.

본 발명에 따른 반동조절부(200)는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 비축대칭변형부(100)를 통과한 비축대칭 형상의 액적을 충돌시켜 액적의 반동 속도를 조절하기 위하여 구비된다.The recoil control unit 200 according to the present invention is provided to adjust the recoil speed of the droplet by colliding the non-axially symmetrical droplet passing through the non-axially symmetrical deforming unit 100 as shown in FIG. 5 .

또한, 상기 반동조절부(200)는 상기 비축대칭 액적이 닿는 일면이 일정 곡률을 가진 곡면(210)을 갖도록 구성될 수 있다.In addition, the recoil control unit 200 may be configured to have a curved surface 210 having a predetermined curvature on one surface that the non-axially symmetric droplet touches.

구체적으로, 상기 반동조절부(200)는 액적과 충돌하는 충돌면을 곡면(210)의 형상을 갖도록 구성하여 곡면(210)의 곡률에 의해 액적이 다중의 방향으로 길게 늘어지면서 분리되어 액적이 갖는 에너지의 대부분을 수평 주축의 운동에너지로 분산시켜 충돌면에서 액적의 반동 속도를 증가시켜 반동을 촉진할 수 있도록 한다.Specifically, the recoil control unit 200 configures the collision surface that collides with the droplet to have the shape of the curved surface 210 so that the droplet is elongated in multiple directions by the curvature of the curved surface 210 and is separated and the droplet has By dispersing most of the energy into the kinetic energy of the horizontal main axis, the recoil speed of the droplet on the collision surface is increased to promote recoil.

따라서, 본 발명에 따른 상기 곡면(210)은 비축대칭 액적을 충돌시켜 액적이 곡면 방향으로 길게 늘어나는 원리를 이용하여 액적의 탈착을 용이하게 할 수 있도록 한다.Therefore, the curved surface 210 according to the present invention makes it possible to facilitate the detachment of the droplets by using the principle that the droplets are elongated in the curved direction by colliding non-axially symmetric droplets.

또한, 상기 곡면(210)은 오목한 곡률과 볼록한 곡률이 교차 배치되는 다양한 형상의 곡면(210)으로 구성될 수 있다.In addition, the curved surface 210 may be composed of a curved surface 210 of various shapes in which a concave curvature and a convex curvature are intersected.

따라서, 본 발명에 따른 상기 반동조절부(200)는 곡면에 충돌한 액적이 시간이 지남에 따라 곡면(210)의 곡률에 의해 양방향으로 늘어지는 형상을 갖으면서 충돌면에서 반동하는 모습을 보이는 것을 알 수 있다.Therefore, the recoil control unit 200 according to the present invention has a shape in which the droplets collided with the curved surface are stretched in both directions by the curvature of the curved surface 210 over time while showing the appearance of rebounding on the collision surface. Able to know.

도 6은 곡면 위에서 구형 및 비축대칭형 액적의 충돌을 나타내는 도이다.6 is a diagram illustrating the collision of spherical and non-axisymmetric droplets on a curved surface.

도 6은 구형의 액적과 본 발명에 따른 비축대칭 액적을 곡면에 충돌시켰을 때 액적의 반동 거동을 비교하여 나타낸 도이다.6 is a view showing a comparison of the recoil behavior of a droplet when the spherical droplet and the non-axial droplet according to the present invention collide with a curved surface.

도 6에 도시된 바와 같이 시뮬레이션 및 실험에서 구형의 액적은 x축을 따라 늘어나고, 비축대칭 액적 즉, 타원형 액적은 구형의 액적에 비해 충돌면에서 더 빠르게 반동함을 알 수 있다.As shown in Fig. 6, it can be seen that the spherical droplet stretches along the x-axis in simulations and experiments, and the axisymmetric droplet, that is, the elliptical droplet, recoils faster on the collision surface than the spherical droplet.

따라서, 도 6을 살펴보면 곡면과 비축대칭 액적의 배열에 따라 반동 속도가 달라짐을 알 수 있다.Accordingly, referring to FIG. 6 , it can be seen that the recoil speed varies depending on the curved surface and the arrangement of the non-axially symmetric droplet.

도 7은 본 발명에 따른 비축대칭 액적을 곡면에 충돌시켰을 때 액적의 반동 속도를 비교하여 나타낸 도이다.7 is a view showing a comparison of the recoil speed of the droplet when the non-axially symmetric droplet according to the present invention collided on a curved surface.

또한, 도 7에 도시된 체류시간(contact time)은 곡면과 액적의 접촉 시간을 나타낸 것으로, 상기 체류시간(contact time)이 짧을수록 액적의 반동 속도가 크게 증가함을 알 수 있다.In addition, the contact time shown in FIG. 7 represents the contact time between the curved surface and the droplet, and it can be seen that the shorter the contact time, the greater the recoil speed of the droplet.

또한, 도 7(a)는 타원 액적의 충돌 후 진화되는 모양의 스냅샷 이고, 곡률반경 d=2 및 d=4에서 타원률(ellipticity) e는 +0.43 및 -0.43 임을 알 수 있다.In addition, Fig. 7(a) is a snapshot of the shape that evolves after the collision of elliptical droplets, and it can be seen that the ellipticity e is +0.43 and -0.43 at the radii of curvature d=2 and d=4.

또한, 도 7(b)에 도시된 바와 같이 곡면과 평면의 체류시간은 동일 충돌 속도에서 타원률 e의 함수로 표현되어 높은 e값에서 빠른 액적 탈착이 나타남을 알 수 있다.In addition, as shown in Fig. 7(b), the residence time of the curved surface and the plane is expressed as a function of the ellipticity e at the same collision velocity, indicating that the rapid droplet desorption appears at a high value of e.

또한, 도 7의 (c) 및 (d)는 여러 웨버(Weber) 수에서 d의 함수로 타원률 e가 ±0.28과 ±0.43인 액적의 체류 시간을 나타내며, 선의 색상과 기호는 We=13은 파란색, 23은 빨간색 및 31은 녹색을 나타낸다.In addition, (c) and (d) of Fig. 7 show the residence time of droplets with ellipticity e of ±0.28 and ±0.43 as a function of d in various Weber numbers, and the color and symbol of the line is We = 13 Blue, 23, red, and 31, green.

또한, d가 8이상인 실린더 위에서 체류시간은 평면 충돌에서 얻은 체류시간에 가까운 값을 형성할 수 있다.Also, on a cylinder where d is greater than or equal to 8, the residence time can form a value close to the residence time obtained from plane impact.

도 8은 본 발명에 따른 비축대칭 액적의 운동량을 시간에 따라 비교하여 나 타낸 도이다.8 is a diagram illustrating the momentum of a non-axially symmetric droplet according to the present invention compared with time.

또한, 도 8은 액적의 운동량(질량×속도)을 시간에 따라 나타내는 표이다.8 is a table showing the momentum (mass x velocity) of a droplet over time.

따라서, 도 8은 도시된 바와 같이 구형 액적 및 비축대칭 액적의 체류시간을 줄이는 기본 메커니즘에 대한 축 운동량 분석에 관한 것으로, 실선과 점선은 초기 총 운동량에 의한 정규화된 운동량이며, p의 양수 및 음수 부호는 액적의 체적 적분에서 각각 확산 및 후퇴 상태를 나타내며, 삽입된 스냅샷은 액적의 평면도이다.Therefore, FIG. 8 relates to the axial momentum analysis for the basic mechanism for reducing the residence time of spherical droplets and non-axosymmetric droplets as shown, wherein the solid and dotted lines are the normalized momentum by the initial total momentum, and the positive and negative numbers of p Symbols indicate diffusion and retraction states, respectively, in the volume integration of the droplet, and the inserted snapshot is a top view of the droplet.

또한, 도 8에 나타난 것처럼 타원형 액적은 곡면 위를 충돌한 후 질량과 운동량의 대칭이 심하게 깨지고, 구형 액적 거동과는 현저한 대조를 보이는 것을 알 수 있다.In addition, as shown in FIG. 8 , it can be seen that the elliptical droplet collides on a curved surface, and then the symmetry of mass and momentum is severely broken, and it can be seen that the behavior of the spherical droplet is in sharp contrast.

따라서, 본 발명에 따른 상기 반동조절부는 오목한 곡률과 볼록한 곡률이 교차 배치되는 두가지 형태의 곡면으로 구성되어 질량과 운동량 분포의 비대칭성을 증가시키기 위해 시너지 효과를 줄 수 있도록 한다.Therefore, the recoil control unit according to the present invention is composed of two types of curved surfaces in which a concave curvature and a convex curvature are alternately arranged to give a synergistic effect to increase the asymmetry of mass and momentum distribution.

이에, 상기 곡면은 오목한 곡률과 볼록한 곡률이 교차 배치되는 쌍곡선 모델로 U자형 곡 형상의 V-모델과 안장 형상의 R-모델로 구성될 수 있다.Accordingly, the curved surface is a hyperbolic model in which a concave curvature and a convex curvature are intersected, and may be composed of a U-shaped curved V-model and a saddle-shaped R-model.

도 9는 본 발명에 따른 반동조절부의 V-타입의 세부적인 구성을 나타내는 도이다.9 is a view showing a detailed configuration of the V-type of the recoil control unit according to the present invention.

본 발명에 따른 V-모델(Valley-Model)은 도 9에 도시된 바와 같이 오목한 곡률과 볼록한 곡률이 교차 배치되는 U자형 곡의 형상을 갖으며, 상기한 오목한 곡면에 액적이 충돌하여 곡면을 따라 늘어난 후 반동하도록 구성된다.The V-model (Valley-Model) according to the present invention has the shape of a U-shaped curve in which concave and convex curvatures are intersected as shown in FIG. 9, and droplets collide with the concave curved surface to follow the curved surface. It is configured to recoil after being stretched.

도 10은 본 발명에 따른 반동조절부의 R-타입의 세부적인 구성을 나타내는 도이다.10 is a view showing the detailed configuration of the R-type of the recoil control unit according to the present invention.

본 발명에 따른 R-모델(Ridge-Model)은 도 10에 도시된 바와 같이 오목한 곡률과 볼록한 곡률이 교차 배치되는 안장 형상을 갖으며, 상기한 볼록한 곡면에 액적이 충돌하여 액적이 곡률을 따라 늘어난 후 반동하도록 구성될 수 있다.The R-model (Ridge-Model) according to the present invention has a saddle shape in which concave and convex curvatures are intersected as shown in FIG. 10, and the droplets collide with the convex curved surface and the droplets are stretched along the curvature. It may be configured to recoil afterward.

또한, 상기 V-모델과 R-모델은 액적이 갖는 에너지의 일부를 수평 주축의 운동에너지로 분산시켜 충돌면에서 상기 액적의 반동 속도를 증가시킬 수 있도록 한다.In addition, the V-model and the R-model distribute a portion of the energy of the droplet to the kinetic energy of the horizontal main axis to increase the recoil speed of the droplet on the collision surface.

도 11은 본 발명에 따른 비축대칭 액적의 V-타입 및 R-타입 곡면에서의 반동 거동을 나타낸 도이고, 도 12는 본 발명에 따른 비축대칭 액적의 V-타입 및 R-타입 곡면에서의 체류 시간을 나타낸 도이다.11 is a view showing the recoil behavior on V-type and R-type curved surfaces of a non-axially symmetric droplet according to the present invention, and FIG. 12 is a non-axially symmetric droplet retention on V-type and R-type curved surfaces according to the present invention. It is a diagram showing time.

상기 도 11 및 도 12는 V-모델과 R-모델의 곡면에서 액적의 반동을 조사한 결과를 나타낸 도이며, 이는 V-모델과 R-모델의 오목 및 볼록 곡률의 표면에 있는 구형 및 비축대칭 액적의 반동 역학 시뮬레이션에 관한 것으로, 액적의 체류시간 감소에 대한 개념을 증명할 수 있게 된다.11 and 12 are diagrams showing the results of examining the recoil of droplets on the curved surfaces of the V-model and R-model, which are spherical and non-axisymmetric liquids on the surfaces of concave and convex curvatures of the V-model and R-model. It is about the recoil dynamics simulation of the enemy, and it is possible to prove the concept of the reduction of the residence time of the droplet.

따라서, 상기 도 11 및 도 12에 따르면, 질량 및 운동량 분포의 비대칭성을 증가시키기 위해 오목한 곡률과 볼록한 곡률을 교차하는 것이 시너지 효과를 준다는 것을 알 수 있다.Therefore, according to FIGS. 11 and 12, it can be seen that crossing the concave curvature and the convex curvature gives a synergistic effect in order to increase the asymmetry of mass and momentum distribution.

따라서, 오목한 곡률과 볼록한 곡률의 조합으로 구성된 쌍곡선 모델은 구조 이방성에 의해 액적의 체류시간이 평면에서 보다 거의 59%가 감소함을 알 수 있다.Therefore, it can be seen that in the hyperbolic model composed of the combination of concave and convex curvature, the residence time of the droplet is reduced by almost 59% compared to the plane due to the structural anisotropy.

또한, V-모델의 곡면에 구형의 액적이 충돌한 상태를 도시한 도 11(c)와 비축대칭 액적의 충돌 상태를 도시한 도 11(d)를 비교하여 살펴보면 V-모델의 곡면에 비축대칭 액적이 충돌한 경우 액적이 곡면을 따라 늘어나는 현상이 두드러지게 나타남을 알 수 있으며, 이러한 현상은 구형에서 보다 비축대칭 액적에서 더욱 효율적으로 나타나게 됨을 알 수 있게 한다.In addition, when comparing FIG. 11(c) showing a state in which a spherical droplet collides with the curved surface of the V-model and FIG. 11(d) showing a state in which a non-axial droplet collides, a non-axial symmetry on the curved surface of the V-model is compared. When the droplets collide, it can be seen that the droplet stretches along the curved surface conspicuously, and this phenomenon appears more efficiently in the axisymmetric droplet than in the spherical one.

또한, R-모델의 곡면에 구형의 액적이 충돌한 상태를 도시한 도 11(e)와 비축대칭 액적의 충돌 상태를 도시한 도 11(f)를 비교하여 살펴보면 R-모델의 곡면에비축대칭 액적이 충돌한 경우 액적이 곡면을 따라 늘어나는 현상이 두드러지게 나타남을 알 수 있으며, 이러한 현상은 구형에서 보다 비축대칭 액적에서 더욱 효율적으로 나타나게 됨을 알 수 있게 한다.In addition, comparing FIG. 11(e) showing a state in which a spherical droplet collides with the curved surface of the R-model and FIG. 11(f) showing a state in which a non-axial droplet collides with the surface of the R-model is axisymmetric to the curved surface of the R-model. When the droplets collide, it can be seen that the droplet stretches along the curved surface conspicuously, and this phenomenon appears more efficiently in the axisymmetric droplet than in the spherical one.

따라서, 본 발명의 비축대칭 액적 분무 장치는 액적을 대전하여 비축대칭 액적을 생성하는 비축대칭변형부 및 비축대칭으로 생성된 액적의 반동을 촉진시키는 곡면을 포함한 반동조절부로 구성됨으로써, 노즐에서 분무되는 액적 반동의 극대화가 구현될 수 있도록 한다.Accordingly, the non-axially symmetrical droplet spraying device of the present invention is composed of a non-axially deformed portion for generating non-axially symmetrical droplets by charging the droplets, and a recoil control unit including a curved surface that promotes recoil of the non-axially generated droplets. Allows the maximization of drop recoil to be realized.

이에, 본 발명에 따른 액적 분무 장치는 액적의 비대칭성을 크게 증가시키면서 이방성 표면에서 반동이 이루어지도록 구성하여 액적의 반동 속도를 크게 증가시킬 수 있도록 한다.Accordingly, the droplet spraying device according to the present invention is configured to rebound on the anisotropic surface while greatly increasing the asymmetry of the droplet, thereby greatly increasing the rebound speed of the droplet.

상기와 같은 본 발명에 따른 비축대칭 액적 분무 장치에 의하면, 분무되는 액적을 대전하여 비축대칭의 액적을 생성하고, 바닥면과의 충돌시 상기 비축대칭 액적의 주축을 변화시킬 수 있도록 오목한 곡률과 볼록한 곡률이 교차 배치되는 충돌면을 포함하여 구성함으로써, 액적이 갖는 에너지의 대부분을 수평 주축의 운동에너지로 분산시켜 충돌면에서 상기 액적의 반동 속도의 증가로 효율적인 액적 반동을 촉진시키는 효과가 있다.According to the non-axially symmetrical droplet spraying device according to the present invention as described above, the sprayed droplets are charged to generate non-axially symmetrical droplets, and concave curvature and convex so that the main axis of the non-axially symmetrical droplet can be changed upon collision with the bottom surface. By including a collision surface with intersecting curvatures, most of the energy of the droplet is dispersed as kinetic energy of the horizontal main axis, thereby promoting efficient droplet recoil by increasing the recoil speed of the droplet on the collision surface.

이상에 설명한 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어 및 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms and words used in the present specification and claims described above should not be construed as being limited to conventional or dictionary meanings, and the present inventors have adequately defined the concept of terms to describe their invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined in

따라서, 본 명세서에 기재된 도면 및 실시 예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Accordingly, the configurations shown in the drawings and embodiments described in this specification are only one of the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention, so they can be substituted at the time of the present application. It should be understood that there may be various equivalents and variations that exist.

1 : 비축대칭 액적 분무 장치
100 : 비축대칭변형부 110 : 노즐
120 : 고리전극 121 : 개구부
130 : 제1전극모듈 140 : 제2전극모듈
150 : 전압공급부 160 : 높이조절모듈
200 : 반동조절부 210 : 곡면1: Axisymmetric droplet atomization device
100: non-axially symmetrical deformation part 110: nozzle
120: ring electrode 121: opening
130: first electrode module 140: second electrode module
150: voltage supply 160: height adjustment module
200: recoil control unit 210: curved surface

Claims

a non-axially symmetrical deformation unit that charges the droplets to transform them non-axially; and
Includes; a recoil control unit for controlling the recoil speed of the droplet by colliding the non-axially symmetrical droplet;
The recoil control unit,
A non-axisymmetric droplet spraying device, characterized in that the non-axisymmetric droplet contacting surface is configured to have a curved surface with a predetermined curvature.

The method of claim 1,
The non-axially symmetrical deformation part,
a nozzle through which droplets are sprayed; and
A pair of first electrode modules spaced apart from each other by a predetermined interval on top of the droplet drop point;
The first electrode module,
Asymmetrical droplet atomization device, characterized in that arranged to have different polarity.

The method of claim 1,
The non-axially symmetrical deformation part,
a nozzle through which droplets are sprayed;
a pair of first electrode modules disposed corresponding to each other to be spaced apart from each other by a predetermined distance at the top of the droplet drop point; and
and a pair of second electrode modules disposed on one side adjacent to the first electrode module and correspondingly disposed to be spaced apart from each other by a predetermined distance.
The first electrode module and the second electrode module,
It consists of a pair of opposites with the same polarity,
The first electrode module,
Asymmetrical droplet spraying device, characterized in that it is arranged to have a different polarity from the second electrode module.

4. The method of claim 3,
The non-axially symmetrical deformation part,
a height adjustment module for elevating the first electrode module and the second electrode module;
A non-axially symmetrical droplet spraying device comprising a.

The method of claim 1,
The non-axially symmetrical deformation part,
a nozzle through which droplets are sprayed;
a pair of first electrode modules disposed corresponding to each other to be spaced apart from each other by a predetermined distance at the top of the droplet drop point; and
a pair of second electrode modules disposed on one side adjacent to the first electrode module and correspondingly disposed to be spaced apart from each other by a predetermined distance;
a ring electrode disposed between an end of the nozzle and the first electrode module and having an opening through which the droplet passes; and
Including; a voltage supply unit for applying a voltage to the nozzle and the annular electrode;
The first electrode module and the second electrode module,
It consists of a pair of opposites with the same polarity,
The first electrode module,
Asymmetrical droplet spraying device, characterized in that it is arranged to have a different polarity from the second electrode module.

6. The method of claim 5.
The non-axially symmetrical deformation part,
a height adjustment module for elevating the first electrode module and the second electrode module;
A non-axially symmetrical droplet spraying device comprising a.

The method of claim 1,
The non-axially symmetrical deformation part,
a nozzle for spraying droplets; and
and a ring electrode spaced apart from the end of the nozzle and having an opening through which the droplet passes;
The opening is
Non-axially symmetrical droplet spraying device, characterized in that it is configured non-axially with respect to one axis coincident with the direction in which the droplet is sprayed.

delete

The method of claim 1,
The curved surface is
It consists of a V-model, which is a U-shaped curve in which concave and convex curvatures are intersected,
The V-model is
Non-axially symmetrical droplet spraying device, characterized in that the droplet collides with the concave curvature, and the droplet recoils while stretching along the curved surface.

The method of claim 1,
The curved surface is
It consists of an R-model in the form of a saddle in which concave and convex curvatures intersect,
The R-model is,
Non-axially symmetrical droplet spraying device, characterized in that the droplet collides with the convex curvature and recoils while the droplet is stretched along the curved surface.