KR102345518B1 - 물 입자 발생 장치 - Google Patents

Abstract

물 입자 발생 장치는, 주위 공기 중의 물을 응축시키고, 중축선을 중심으로 회전 대칭인 기둥체이며, 상기 기둥체의 원주 표면은 응축수를 집결시키는 응결 표면(11)인 응축봉(1); 상기 응축봉(1)과 접촉하여 상기 응축봉(1)의 온도를 낮추어 냉각시키는 냉각기(2); 분무화 전극(3); 및 상기 분무화 전극(3)에 고전압을 인가하여 응축봉(1)에 부착된 응축수가 고압 코로나에 의해 여기되어 분무화 물 입자를 형성하는 고압 전원;을 포함한다. 본 발명의 물 입자 발생 장치는 균일한 응축수 응결 표면을 가져 우수한 응축수 집결 효과를 구현하며, 응축봉은 응축에만 사용되거나 방전 기능을 겸해 사용할 수 있고 응축봉의 구조는 여러 가지 사용 환경에 적용될 수 있다.

Description

물 입자 발생 장치{WATER DROPLET GENERATING APPARATUS}

본 출원은 출원번호가 CN201720651351.8이고 출원일이 2017년5월31일인 중국 특허 출원에 기초하여 우선권을 주장하며 상기 중국 특허 출원의 모든 내용을 본 출원에 원용한다. 본 발명은 분무화 장치에 관한 것으로서, 특히 물 입자 발생 장치에 관한 것이다.

업계의 종래의 고압 코로나 분무화 물 입자 발생 장치에 있어서, 그 냉각 장치는 이미터 전극을 냉각하여 주위 공기 중의 물이 이미터 전극에 응축되게 하며, 고압 전원에서 상기 이미터 전극에 고전압을 인가하면 이미터 전극에 응축된 물이 고압 코로나에 의해 분무화된다. 이미터 전극에서 방전 겸용 응축을 진행하는 두 가지 역할을 구현하려면, 일반적으로 이미터 전극을 테이퍼를 가지는 막대기 형상으로 설계하고 상단부로 갈수록 기둥체 직경이 작아지도록 한다. 이미터 전극의 테이퍼를 가지는 막대기 형상 구조로 인해 이미터 전극에서의 응축수 분포는 최적의 집결 효과를 구현할 수 없다. 또한, 이미터 전극 끝단의 배출 헤더에 대해 구조 설계를 진행하여 플랜지를 포함하도록 하며, 상기 배출 헤더와 상기 막대기 사이의 결합 부분에서 상기 플랜지는 상기 배출 헤더와 상기 막대기로부터 반경 방향으로 외측으로 연장되어 상기 배출 헤더의 전체 원주를 초과하며, 상기 배출 헤더는 점차 작아져 외측으로 돌출한 측부 윤곽을 가진다. 간략하자면, 배출 헤더를 그 상단부가 구형을 이루는 배출 헤더로 구성하는 목적은 응축수가 구형 배출 헤더에 응축되되, 방전 발생 위치 역시 구형 배출 헤더에 위치하도록 함으로써, 방전하는 동시에 응축수를 분무화하는 효과를 구현하는 것이다. 다만, 배출 헤더 상단부가 구형을 이루는 구조는 가공 공정에 대한 요구가 매우 높게 되고 성형된 제품의 불량률과 가공 원가가 비교적 높게 된다. 또한, 상기와 같이 전문적으로 구성한 배출 헤더 구조는 배출 헤더 상단부에 안착된 핀 전극과 매칭되기 위한 것도 있다. 따라서, 업계에서는 상기 문제를 해결하여 제품 성형의 수율을 높이고 가공 원가를 줄이며 가공 공정을 간소화하기 위해 지속적인 노력과 탐색을 기울이고 있는 실정이다.

상기 종래기술에 존재하는 문제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 제품 성형의 수율을 높이고 가공 원가를 줄이며 가공 공정을 간소화하고 응축수 집결 효과를 향상시키는 물 입자 발생 장치를 제공한다.

상기 기술문제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 아래와 같은 기술방안을 적용한다. 본 발명의 물 입자 발생 장치는,

주위 공기 중의 물을 응축시키고, 중축선을 중심으로 회전 대칭인 기둥체이며, 상기 기둥체의 원주 표면은 응축수를 집결시키는 응결 표면인 응축봉;

상기 응축봉과 접촉하여 상기 응축봉의 온도를 낮추어 냉각시키는 냉각기;

분무화 전극; 및

상기 분무화 전극에 고전압을 인가하여 응축봉에 부착된 응축수가 고압 코로나에 의해 여기되어 분무화 물 입자를 형성하는 고압 전원; 을 포함한다.

본 발명에서의 응축봉은 중축선을 중심으로 회전 대칭인 기둥체이고 상기 기둥체의 원주 표면은 응축수를 집결시키는 응결 표면으로서, 응축수는 응축봉의 기둥체의 응결 표면에 응축되게 됨으로써 응축수가 이용 가능한 응결 면적이 더욱 커진다. 응축봉이 기둥체 형상을 이루고 그 원주 표면에는 경사진 테이퍼형 경사면이 없으므로, 공기 중의 물은 원기둥체의 응결 표면에 균일하게 배치될 수 있고, 집결된 응축수가 일정한 체적에 달할 경우 원활하게 흘러 내려올 수 있으므로 응축봉을 감싸는 물의 양이 지나치게 많음으로 인해 분무화 효과가 저하되는 것을 방지한다.

상기 기술방안은 아래와 같은 기술 조치를 통해 한층 더 보완될 수 있다.

상기 응축봉의 상단부에는 응결 표면에서 외측으로 확장된 집수 헤더가 구비되며, 상기 집수 헤더의 외측 둘레 직경은 상기 응결 표면의 원주 직경보다 크다. 본 발명에 있어서, 응축봉의 상단부에는 집수 헤더가 구비되고 그 외측 둘레 직경은 상기 응결 표면의 원주 직경보다 크며, 상기 응결 표면에 응축수가 발생할 경우, 집수 헤더가 막음으로 인해 응축수가 기류를 따라 응결 표면을 이탈하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

상기 집수 헤더의 상단 표면은 평면을 이룬다. 본 발명에서는 응축봉이 상단부에서 방전하는 것을 방지하기 위해 특별히 평면 형상의 집수 헤더를 구비함으로써, 응축봉에 부착된 대전된 이온이 응축봉 상단부로 운동하는 것을 방지한다.

상기 집수 헤더와 상기 응결 표면은 매끄럽게 과도적으로 연결된다. 응축봉에 부착된 대전된 이온이 첨각(尖角) 연결부분으로 운동하여 방전 현상이 발생되는 것을 방지하기 위해, 상기 집수 헤더와 상기 응결 표면은 특별히 매끄럽게 과도적으로 연결하는 방식을 적용하여 첨각 연결이 발생하는 것을 방지한다.

상기 집수 헤더와 상기 응결 표면은 내측으로 함입된 원호를 통해 과도적으로 연결된다. 장치가 기류 중에 있을 경우, 응축수는 응결 표면에서 집수 헤더 쪽으로 운동할 수 있다. 응축수가 집수 헤더의 상방으로 유동하는 것을 방지하기 위해, 상기 집수 헤더와 상기 응결 표면을 특별히 내측으로 함입된 원호 방식의 과도 형상으로 설계함으로써, 내측으로 함입된 원호 방식의 과도 형상은 응축수의 운동 방향이 세로 방향으로부터 가로 방향으로 변경되도록 안내하여 응축수가 집수 헤더의 사방으로 배출되도록 한다.

상기 응축봉의 응결 표면에는 위로부터 아래까지 원주 외경이 점차 증가하는 완류 단차부가 구비된다. 균일하게 응축하는 효과를 보장하기 위해, 본 발명에서는 원기둥형의 응축봉을 설계하는 동시에 응축수가 일정한 체적으로 집결될 경우 원활하게 흘러 내려올 수 있도록 하며, 응축수가 흘려 내려온 후 응축봉 상의 응축수가 갑자기 적어질 수 있으므로, 일정한 양의 응축수가 응축봉에 부착되도록 보장하기 위해 본 발명에서는 점차 증대되는 완류 단차부를 특별히 설계하여 완류 단차부에 항상 물이 저장되어 있도록 함으로써, 상기 저장된 물을 방전 분무화에 사용하고 응축봉의 재질의 안전 및 사용 수명을 보장한다.

상기 분무화 전극은 이미터 전극과 상대 전극을 포함하고, 상기 이미터 전극은 응축봉이고 상기 상대 전극은 응축봉 옆에 설치되며 상기 고압 전원은 응축봉과 상대 전극 사이에 인가된다. 응축봉을 그 중의 한 개 분무화 전극으로 할 경우, 분무화 갭 및 분무화 효과를 제어하는데 유리하다.

또는, 상기 분무화 전극은 이미터 전극과 상대 전극을 포함하고, 상기 이미터 전극과 상대 전극은 각각 응축봉의 양측에 설치되며 상기 고압 전원은 이미터 전극과 상대 전극 사이에 인가된다. 응축봉 양측에 위치하는 이미터 전극 및 상대 전극을 특별히 설치함으로써, 응축봉의 기능이 방전 기능을 수행할 필요가 없이 더욱 전문화되도록 하여 응축봉의 가공 공정을 간소화하고 최적의 응축 효과를 구현할 수 있다.

상기 응결 표면에는 집수 홈이 구비되며, 상기 집수 홈은 응결 표면을 둘러싼 함몰된 환형 집수 홈이다. 응축봉 상의 분무화 매체의 부착을 보장하기 위해 본 발명에서는 특별히 집수 홈을 구비함으로써, 응결 표면을 둘러싼 함몰된 환형 집수 홈은 집수 홈 내의 응축수의 양이 균일하도록 보장하고 방전 분무화 효과가 우수하도록 할 수 있다.

또는, 상기 응결 표면에는 집수 홈이 구비되며, 상기 집수 홈은 응축봉의 축심 방향을 따라 설치되는 세로 방향 집수 홈이고 상기 세로 방향 집수 홈은 응결 표면의 원주를 따라 배치된다. 원주를 따라 배치된 세로 방향 집수 홈은 더욱 많은 환경에 적용될 수 있고, 집수 홈들은 서로 간에 간섭이 발생하지 않으면서 최저 응축수의 양을 보장한다.

종래기술에 대비하여, 상기 기술방안을 적용한 후, 본 발명은 아래와 같은 장점을 가진다.

본 발명의 물 입자 발생 장치는 균일한 응축수 응결 표면을 가져 우수한 응축수 집결 효과를 구현하며, 응축수의 양에 대한 제어가 균형적이고 응축수가 쉽게 이탈하지 않으며 응축봉의 수율이 높고 수명이 비교적 길며, 응축봉은 응축에만 사용되거나 방전 기능을 겸해 사용할 수 있고 응축봉의 구조는 여러 가지 사용 환경에 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 물 입자 발생 장치의 예시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 응축봉의 예시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 응축봉의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 물 입자 발생 장치의 예시도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 응축봉의 예시도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 응축봉의 예시도이다.

이하, 도면과 결합하여 본 발명에 대해 상세히 설명하고자 한다.

제1 실시예:

본 실시예에서는 물 입자 발생 장치를 제공하며, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 물 입자 발생 장치는, 주위 공기 중의 물을 응축시키고, 중축선을 중심으로 회전 대칭인 기둥체이며, 상기 기둥체의 원주 표면은 응축수를 집결시키는 응결 표면(11)인 응축봉(1); 상기 응축봉(1)과 접촉하여 상기 응축봉(1)의 온도를 낮추어 냉각시키는 냉각기(2); 분무화 전극(3); 및 상기 분무화 전극에 고전압을 인가하여 응축봉에 부착된 응축수가 고압 코로나에 의해 여기되어 분무화 물 입자를 형성하는 고압 전원 (도시되지 않음); 을 포함한다. 본 발명에서의 응축봉(1)은 중축선을 중심으로 회전 대칭인 기둥체이고 상기 기둥체의 원주 표면은 응축수를 집결시키는 응결 표면(11)으로서, 응축수는 응축봉의 기둥체의 응결 표면에 응축되게 됨으로써 응축수가 이용 가능한 응결 면적이 더욱 커진다. 응축봉(1)이 기둥체 형상을 이루고 그 원주 표면에는 경사진 테이퍼형 경사면이 없으므로, 공기 중의 물은 원기둥체의 응결 표면에 균일하게 배치될 수 있고, 집결된 응축수가 일정한 체적에 달할 경우 원활하게 흘러 내려올 수 있으므로 응축봉(1)을 감싸는 물의 양이 지나치게 많음으로 인해 분무화 효과가 저하되는 것을 방지한다.

상기 응축봉(1)의 상단부에는 응결 표면(11)에서 외측으로 확장된 집수 헤더(12)가 구비되며, 상기 집수 헤더(12)의 외측 둘레 직경은 상기 응결 표면의 원주 직경보다 크다. 본 발명에 있어서, 응축봉(1)의 상단부에는 집수 헤더(12)가 구비되고 그 외측 둘레 직경은 상기 응결 표면의 원주 직경보다 크며, 상기 응결 표면에 응축수가 발생할 경우, 집수 헤더(12)가 막음으로 인해 응축수가 기류를 따라 응결 표면을 이탈하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 상기 집수 헤더(12)의 상단 표면은 평면을 이룬다. 본 발명에서는 응축봉(1)이 상단부에서 방전하는 것을 방지하기 위해 특별히 평면 형상의 집수 헤더(12)를 구비함으로써, 응축봉(1)에 부착된 대전된 이온이 응축봉 상단부로 운동하는 것을 방지한다.

상기 집수 헤더(12)와 상기 응결 표면(11)은 매끄럽게 과도적으로 연결된다. 응축봉(1)에 부착된 대전된 이온이 첨각 연결부분으로 운동하여 방전 현상이 발생되는 것을 방지하기 위해, 상기 집수 헤더(12)와 상기 응결 표면(11)은 특별히 매끄럽게 과도적으로 연결하는 방식을 적용하여 첨각 연결이 발생하는 것을 방지한다.

상기 응축봉의 응결 표면(11)에는 위로부터 아래까지 원주 외경이 점차 증가하는 완류 단차부(13)가 구비된다. 균일하게 응축하는 효과를 보장하기 위해, 본 발명에서는 원기둥형의 응축봉을 설계하는 동시에 응축수가 일정한 체적으로 집결될 경우 원활하게 흘러 내려올 수 있도록 하며, 응축수가 흘려 내려온 후 응축봉(1) 상의 응축수가 갑자기 적어질 수 있으므로, 일정한 양의 응축수가 응축봉(1)에 부착되도록 보장하기 위해 본 발명에서는 점차 증대되는 완류 단차부(13)를 특별히 설계하여 완류 단차부(13)에 항상 물이 저장되어 있도록 함으로써, 상기 저장된 물을 방전 분무화에 사용하고 응축봉(1)의 재질의 안전 및 사용 수명을 보장한다.

본 실시예에 있어서, 상기 분무화 전극(2)은 이미터 전극과 상대 전극을 포함하고, 상기 이미터 전극은 응축봉이고 상기 상대 전극은 응축봉 옆에 설치되며 상기 고압 전원은 응축봉과 상대 전극 사이에 인가된다. 응축봉을 그 중의 한 개 분무화 전극으로 할 경우, 분무화 갭 및 분무화 효과를 제어하는데 유리하다.

제2 실시예:

본 실시예와 제1 실시예의 구별점은, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 분무화 전극(2)은 이미터 전극과 상대 전극을 포함하고, 상기 이미터 전극과 상대 전극은 각각 응축봉(1)의 양측에 설치되며 상기 고압 전원은 이미터 전극과 상대 전극 사이에 인가된다. 응축봉(1) 양측에 위치하는 이미터 전극 및 상대 전극을 특별히 설치함으로써, 응축봉(1)의 기능이 방전 기능을 수행할 필요가 없이 더욱 전문화되도록 하여 응축봉의 가공 공정을 간소화하고 최적의 응축 효과를 구현할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 응결 표면(11)에는 집수 홈(14)이 구비되며, 상기 집수 홈은 응결 표면을 둘러싼 함몰된 환형 집수 홈이다. 응축봉 상의 분무화 매체의 부착을 보장하기 위해 본 발명에서는 특별히 집수 홈(14)을 구비함으로써, 응결 표면을 둘러싼 함몰된 환형 집수 홈은 집수 홈(14) 내의 응축수의 양이 균일하도록 보장하고 방전 분무화 효과가 우수하도록 할 수 있다.

제3 실시예:

본 실시예와 제1 실시예의 구별점은, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 집수 헤더(12)와 상기 응결 표면(11)은 내측으로 함입된 원호를 통해 과도적으로 연결된다. 장치가 기류 중에 있을 경우, 응축수는 응결 표면(11)에서 집수 헤더(12) 쪽으로 운동할 수 있다. 응축수가 집수 헤더(12)의 상방으로 유동하는 것을 방지하기 위해, 상기 집수 헤더(12)와 상기 응결 표면(11)을 특별히 내측으로 함입된 원호 방식의 과도 형상으로 설계함으로써, 내측으로 함입된 원호 방식의 과도 형상은 응축수의 운동 방향이 세로 방향으로부터 가로 방향으로 변경되도록 안내하여 응축수가 집수 헤더(12)의 사방으로 배출되도록 한다.

본 실시예에 있어서, 상기 응결 표면(11)에는 집수 홈(14)이 구비되며, 상기 집수 홈(14)은 응축봉(1)의 축심 방향을 따라 설치되는 세로 방향 집수 홈이고 상기 세로 방향 집수 홈은 응결 표면의 원주를 따라 배치된다. 원주를 따라 배치된 세로 방향 집수 홈(14)은 더욱 많은 환경에 적용될 수 있고, 집수 홈들은 서로 간에 간섭이 발생하지 않으면서 최저 응축수의 양을 보장한다.

상기 실시방식은 단지 본 발명의 바람직한 실시방식일 뿐이지 본 발명의 모든 실시예가 아니며, 당해 영역의 기술자들은 본 발명의 원리에 따라 여러 가지 변형을 실시할 수 있는 것으로서, 이러한 변형들은 본 발명의 기술사상을 이탈하지 않는 범위 내에서 본 발명의 특허청구범위에서 정의한 범위에 해당되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 응축봉; 11: 응결 표면; 12: 집수 헤더; 13: 완류 단차부; 14: 집수 홈; 2: 냉각기; 3: 분무화 전극

Claims (12)

1. 주위 공기 중의 물을 응축시키고, 중축선을 중심으로 회전 대칭인 기둥체이며, 상기 기둥체의 원주 표면은 응축수를 집결시키는 응결 표면인 응축봉;
   상기 응축봉과 접촉하여 상기 응축봉의 온도를 낮추어 냉각시키는 냉각기;
   분무화 전극; 및
   상기 분무화 전극에 고전압을 인가하여 응축봉에 부착된 응축수가 고압 코로나에 의해 여기되어 분무화 물 입자를 형성하는 고압 전원;을 포함하고,
   상기 응축봉의 응결 표면에는 위로부터 아래까지 원주 외경이 점차 증가하는 완류 단차부가 구비되며,
   상기 응결 표면에는 집수 홈이 구비되며, 상기 집수 홈은 응결 표면을 둘러싼 함몰된 환형 집수 홈인 것을 특징으로 하는 물 입자 발생 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 응축봉의 상단부에는 응결 표면에서 외측으로 확장된 집수 헤더가 구비되며, 상기 집수 헤더의 외측 둘레 직경은 상기 응결 표면의 원주 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 물 입자 발생 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 집수 헤더의 상단 표면은 평면을 이루는 것을 특징으로 하는 물 입자 발생 장치.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 집수 헤더와 상기 응결 표면은 매끄러운 곡면에 의해 과도적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 물 입자 발생 장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 집수 헤더와 상기 응결 표면은 내측으로 함입된 원호를 통해 과도적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 물 입자 발생 장치.
   
6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 집수 홈은 상기 완류 단차부와 상기 집수 헤더 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 물 입자 발생 장치.
   
7. 주위 공기 중의 물을 응축시키고, 중축선을 중심으로 회전 대칭인 기둥체이며, 상기 기둥체의 원주 표면은 응축수를 집결시키는 응결 표면인 응축봉;
   상기 응축봉과 접촉하여 상기 응축봉의 온도를 낮추어 냉각시키는 냉각기;
   분무화 전극; 및
   상기 분무화 전극에 고전압을 인가하여 응축봉에 부착된 응축수가 고압 코로나에 의해 여기되어 분무화 물 입자를 형성하는 고압 전원;을 포함하고,
   상기 응축봉의 응결 표면에는 위로부터 아래까지 원주 외경이 점차 증가하는 완류 단차부가 구비되며,
   상기 응결 표면에는 집수 홈이 구비되며, 상기 집수 홈은 응축봉의 축심 방향을 따라 설치되는 세로 방향 집수 홈이고 상기 세로 방향 집수 홈은 응결 표면의 원주를 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 물 입자 발생 장치.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 응축봉의 상단부에는 응결 표면에서 외측으로 확장된 집수 헤더가 구비되며, 상기 집수 헤더의 외측 둘레 직경은 상기 응결 표면의 원주 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 물 입자 발생 장치.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 집수 헤더의 상단 표면은 평면을 이루는 것을 특징으로 하는 물 입자 발생 장치.
   
10. 제8항에 있어서,
    상기 집수 헤더와 상기 응결 표면은 매끄러운 곡면에 의해 과도적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 물 입자 발생 장치.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 집수 헤더와 상기 응결 표면은 내측으로 함입된 원호를 통해 과도적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 물 입자 발생 장치.
    
12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 집수 홈은 상기 완류 단차부와 상기 집수 헤더 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 물 입자 발생 장치.

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