KR102414977B1 - 차압방식 분무기 및 이를 포함하는 분무유닛과, 그 분무유닛을 포함하는 미세플라스틱 분산 발생장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 차압방식 분무기는, 용액이 담기는 챔버를 갖는 용기에 설치되어 상기 용기에 담긴 용액을 분무하기 위한 차압방식 분무기로서, 상기 챔버의 용액으로부터 기화되는 분무 입자가 흡입될 수 있는 흡입실이 내측에 마련되고, 상기 흡입실의 분무 입자를 외부로 분사할 수 있도록 상기 흡입실과 연결되는 분사구를 갖는 흡입부; 및 기체가 유동할 수 있는 기체 유로가 내측에 마련되고, 기체를 토출시키기 위해 상기 기체 유로와 연결되는 배기구가 일측에 구비되며, 상기 배기구가 상기 분사구와 이격되어 마주하도록 일단이 상기 흡입실에 놓이는 기체 분사부;를 포함하고, 상기 기체 유로로 공급되는 기체를 상기 배기구를 통해 상기 흡입실을 거쳐 상기 분사구로 토출시켜 상기 흡입실에 음압을 발생시키고, 상기 흡입실에 발생하는 음압으로 분무 입자를 상기 흡입실로 유도하여 상기 배기구에서 토출되는 기체와 함께 상기 분사구로 분무하는 것을 특징으로 한다.

Description

차압방식 분무기 및 이를 포함하는 분무유닛과, 그 분무유닛을 포함하는 미세플라스틱 분산 발생장치{DIFFERENTIAL PRESSURE TYPE SPRAYER, SPRAY UNIT HAVING THE SAME AND MICROPLASTICS DISPERSION GENERATING APPARATUS HAVING THE SPRAY UNIT}
본 발명은 차압방식 분무기 및 이를 포함하는 분무유닛과, 그 분무유닛을 포함하는 미세플라스틱 분산 발생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미세플라스틱 등의 미세 입자를 흡입 시험에 적용할 수 있도록 분무 입자 형태로 분무시킬 수 있는 차압방식 분무기 및 이를 포함하는 분무유닛과, 그 분무유닛을 포함하는 미세플라스틱 분산 발생장치에 관한 것이다.
최근 전세계적으로 플라스틱 누적 폐기물의 양이 증가하고 있으며, 많은 양의 플라스틱이 회수되지 않고 해양 등으로 유입되어 플라스틱에 의한 환경 오염이 심각해지고 있다. 특히 미세플라스틱은 생물 및 생태계에 심각한 영향을 주고 있으며, 다양한 동물의 서식지를 훼손 및 파괴하고, 인체에도 악영향을 주고 있다.
미세플라스틱은 5mm이하의 작은 플라스틱 입자를 가리키는 말로 생성 기원에 따라 1차 미세플라스틱 및 2차 미세플라스틱으로 구분되며, 크기에 따라 미세플라스틱과 초미세플라스틱으로 구분될 수 있다. 이중 초미세플라스틱은 풍화에 의해 나노미터 수준으로 깨진 플라스틱으로, 공기 중에 부유된 초미세플라스틱은 나노에어로졸 상태로 인체에 흡입되어 축적되는 것으로 알려져 있다.
미세플라스틱의 발생원은 매우 다양하다. 예를 들어, 공업용 연마재, 화장품 또는 샌드 블라스트용 연마재 등에 직접 사용하기 위해서 생산되는 미세플라스틱이 있고, 다양한 제품을 생산하기 위한 전단계의 원료(펠렛)로 간접적으로 사용하기 위해서 생산되는 미세플라스틱(1차 미세플라스틱)이 있다. 그리고 해양 쓰레기 등의 큰 플라스틱 재료가 깨져서 환경 중에 형성된 미세플라스틱(2차 미세플라스틱)이 있다. 이러한 2차 미세플라스틱을 초래하는 원인은 물결 등의 기계적인 힘과 태양광, 특히 자외선이 일으키는 광화학적 프로세스로 알려져 있다. 또한 의류를 세탁하는 과정에서 천으로부터 합성섬유가 분리되어 발생하는 미세플라스틱이 있다.
미세플라스틱에 의한 환경 오염이 심각해지면서 전세계적으로 체계적인 연구 및 법률 제정의 필요성이 대두되고 있다. 그러나 이를 위해서는 먼저 미세플라스틱에 대한 정확한 유해성 평가가 선행되어야 한다.
미세플라스틱의 유해성 평가를 위해서는 흡입 시험 연구가 요구되지만, 현재 자연계, 산업계에서 불규칙적으로 발생하는 미세플라스틱으로는 연구의 신뢰성 확보가 어렵다. 그리고 현재 알려진 미세플라스틱 노출 기준은 과학적, 실험적으로 검증되지 않은 정보가 대부분이다.
따라서 미세플라스틱의 유해성을 평가하고 이에 대한 해결책을 찾기 위해서는 미세플라스틱을 흡입 시험에 적용할 수 있는 형태로 공급할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.
등록특허공보 제2094373호 (2020. 03. 27.)
본 발명은 상술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 미세플라스틱 등의 미세 입자를 함유한 분무 입자를 차압 분무 방식으로 분사하여 흡입 시험기 등에 제공할 수 있도록 하는 차압방식 분무기 및 이를 포함하는 분무유닛과, 그 분무유닛을 포함하는 미세플라스틱 분산 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 미세플라스틱 등의 미세 입자를 함유한 분무 입자의 분무 농도를 손쉽게 조절할 수 있는 차압방식 분무기 및 이를 포함하는 분무유닛과, 그 분무유닛을 포함하는 미세플라스틱 분산 발생장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한 본 발명은 흡입 시험에 적용할 수 있도록 미세플라스틱을 크기별, 성분별, 성상별로 균일하고 재현성있게 발생할 수 있는 미세플라스틱 분산 발생장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 차압방식 분무기는, 용액이 담기는 챔버를 갖는 용기에 설치되어 상기 용기에 담긴 용액을 분무하기 위한 차압방식 분무기로서, 상기 챔버의 용액으로부터 기화되는 분무 입자가 흡입될 수 있는 흡입실이 내측에 마련되고, 상기 흡입실의 분무 입자를 외부로 분사할 수 있도록 상기 흡입실과 연결되는 분사구를 갖는 흡입부; 및 기체가 유동할 수 있는 기체 유로가 내측에 마련되고, 기체를 토출시키기 위해 상기 기체 유로와 연결되는 배기구가 일측에 구비되며, 상기 배기구가 상기 분사구와 이격되어 마주하도록 일단이 상기 흡입실에 놓이는 기체 분사부;를 포함하고, 상기 기체 유로로 공급되는 기체를 상기 배기구를 통해 상기 흡입실을 거쳐 상기 분사구로 토출시켜 상기 흡입실에 음압을 발생시키고, 상기 흡입실에 발생하는 음압으로 분무 입자를 상기 흡입실로 유도하여 상기 배기구에서 토출되는 기체와 함께 상기 분사구로 분무하는 것을 특징으로 한다.
상기 배기구는 복수 개가 각기 다른 크기를 갖도록 상기 기체 분사부의 둘레에 이격 배치되고, 본 발명에 따른 차압방식 분무기는, 상기 복수의 배기구 중 어느 하나와 연결될 수 있는 하나의 토출구를 구비하고, 상기 토출구의 위치가 변경될 수 있도록 상기 기체 분사부의 일단에 각도 변경 가능하게 결합되는 가이드 캡;을 포함할 수 있다.
상기 기체 분사부의 일단은 네 개의 측면에 상기 배기구가 하나씩 형성된 사각기둥 형상으로 이루어지고, 상기 가이드 캡은 상기 기체 분사부의 일단에 끼워맞춤될 수 있도록 일단이 개방된 육면체 모양으로 이루어지며, 상기 토출구는 상기 가이드 캡의 네 측면 중 어느 하나에 마련될 수 있다.
상기 기체 분사부는, 고정관부와, 상기 복수의 배기구를 구비하고, 상기 고정관부의 끝단에 회전 가능하게 결합되는 회전관부를 포함할 수 있다.
상기 기체 분사부는, 상기 회전관부의 회전 운동을 단속하기 위한 회전관부 스토퍼를 포함할 수 있다.
상기 회전관부 스토퍼는, 상기 고정관부와 상기 회전관부 중 어느 하나에 마련되는 디텐트 홈과, 상기 디텐트 홈에 삽입될 수 있도록 상기 고정관부와 상기 회전관부 중 다른 하나에 이동 가능하게 구비되는 디텐트 돌기부재와, 상기 디텐트 돌기부재에 대해 상기 디텐트 홈에 삽입되는 방향으로 탄성력을 가하는 탄성부재를 포함할 수 있다.
상기 기체 분사부는 상기 흡입부에 각도 변경 가능하게 결합되고, 상기 기체 분사부와 상기 흡입부 중 어느 하나에는 고정홈이 구비되고, 다른 하나에는 상기 고정홈에 맞물릴 수 있는 고정돌기가 구비되되, 상기 고정홈과 상기 고정돌기 중 적어도 하나는 복수 개가 상기 복수의 배기구가 배치된 방향으로 이격 배치될 수 있다.
한편, 상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 분무유닛은, 용액이 담기는 챔버를 갖는 용기에 설치되어 상기 용기에 담긴 용액을 분무하기 위한 분무유닛으로서, 내측에 상기 챔버와 연결되는 흡입유로가 마련된 흡입관부와, 상기 흡입관부의 측부로부터 외측으로 연장되도록 상기 흡입관부의 일측에 연결되고 내측에 상기 흡입유로와 연결되는 분사유로가 마련되는 분사관부를 구비하고, 상기 용기에 결합되는 분무유닛 하우징; 및 상기 흡입유로를 통해 상기 용액으로부터 기화되는 분무 입자를 흡입하고 상기 분사유로를 통해 분무 입자를 분무하기 위해 상기 분무유닛 하우징에 설치되는 차압방식 분무기;를 포함하고, 상기 차압방식 분무기는, 분무 입자가 흡입될 수 있도록 상기 흡입유로와 연결되는 흡입실이 내측에 마련되고, 상기 흡입실의 분무 입자를 상기 분사유로로 분사할 수 있도록 상기 흡입실과 연결되는 분사구를 갖는 흡입부와, 기체가 유동할 수 있는 기체 유로가 내측에 마련되고, 기체를 토출시키기 위해 상기 기체 유로와 연결되는 배기구가 일측에 구비되며, 상기 배기구가 상기 분사구와 이격되어 마주하도록 일단이 상기 흡입실에 놓이는 기체 분사부를 포함하고, 상기 기체 유로로 공급되는 기체를 상기 배기구를 통해 상기 흡입실을 거쳐 상기 분사구로 토출시켜 상기 흡입실에 음압을 발생시키고, 상기 흡입실에 발생하는 음압으로 분무 입자를 상기 흡입실로 유도하여 상기 배기구에서 토출되는 기체와 함께 상기 분사구로 분무하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 분무유닛은, 상기 분사유로 중에 상기 분사유로를 차폐하도록 배치되되, 상기 분사구에서 분사되는 기체와 분무 입자가 통과할 수 있는 분배구를 갖는 분배기 플레이트; 및 상기 분사구에서 분사되는 분무 입자가 충돌할 수 있도록 상기 분배기 플레이트의 일면으로부터 상기 분사구 측으로 돌출되는 분배기 로드;를 포함할 수 있다.
상기 분배기 로드는 그 중심이 상기 분사구의 중심과 일치하도록 배치되고, 상기 분배구는 상기 분배기 로드의 둘레에 복수 개가 이격 배치될 수 있다.
상기 분배기 로드는 상기 분사구로부터의 이격 거리가 조절될 수 있도록 상기 분배기 플레이트에 결합될 수 있다.
상기 분배기 로드는, 상기 분배기 플레이트에 고정되는 고정 로드와, 상기 고정 로드로부터 돌출될 수 있도록 상기 고정 로드에 이동 가능하게 결합되는 가동 로드를 포함할 수 있다.
상기 고정 로드는 고정 로드 나사부를 구비하고, 상기 가동 로드는 상기 고정 로드 나사부에 맞물리는 가동 로드 나사부를 구비하여 상기 고정 로드에 나사 운동 가능하게 결합될 수 있다.
상기 분배기 로드는, 상기 고정 로드에 대한 상기 가동 로드의 상대 이동을 단속하기 위한 가동 로드 스토퍼를 포함할 수 있다.
상기 가동 로드 스토퍼는, 상기 고정 로드와 상기 가동 로드 중 어느 하나에 마련되는 디텐트 홈과, 상기 디텐트 홈에 삽입될 수 있도록 상기 고정 로드와 상기 가동 로드 중 다른 하나에 이동 가능하게 구비되는 디텐트 돌기부재와, 상기 디텐트 돌기부재에 대해 상기 디텐트 홈에 삽입되는 방향으로 탄성력을 가하는 탄성부재를 포함할 수 있다.
상기 분사관부는, 일단이 상기 흡입관부에 연결되고, 타단에 제 1 플랜지가 구비되는 제 1 관과, 일단에 상기 제 1 플랜지에 대응하는 제 2 플랜지가 구비하고, 상기 제 2 플랜지가 상기 제 1 플랜지와 합착되도록 상기 제 1 관부에 연결되는 제 2 관을 포함하고, 상기 분배기 플레이트는 가장자리가 상기 제 1 플랜지와 상기 제 2 플랜지 사이에 개재되어 상기 분사관부에 고정될 수 있다.
상기 분무유닛 하우징은, 상기 분사유로를 통과하는 분무 입자가 응결된 응축수를 상기 분사관부로부터 배출시키기 위해 상기 분사관에 연결되는 드레인부를 포함하되, 상기 드레인부는 상기 분사유로를 통한 분무 입자의 유동 방향을 기준으로 상기 분배기 플레이트보다 하류에 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 분무유닛은, 상기 흡입유로를 차폐하도록 상기 흡입관부의 내측에 설치되는 차폐 플레이트; 및 상기 차폐 플레이트를 관통하도록 상기 차폐 플레이트에 결합되어 상기 흡입유로 중에 배치되고, 내측에 가이드 유로가 마련되어 상기 챔버의 분무 입자를 상기 가이드 유로를 통해 상기 흡입부로 유동시킬 수 있도록 끝단이 상기 흡입부와 연결되는 가이드 튜브;를 포함하되, 상기 가이드 유로는 분무 입자가 상기 흡입부로 배출되는 출구 쪽 폭이 분무 입자가 상기 가이드 유로로 유입되는 입구 쪽 폭보다 작을 수 있다.
상기 흡입부의 내측에는 상기 흡입부의 내측에서 분무 입자의 유동을 막을 수 있는 격벽이 마련되고, 상기 격벽에는 상기 가이드 유로를 통과하는 분무 입자를 상기 흡입실로 유입시키기 위한 흡입구가 형성되되, 상기 흡입구의 폭은 상기 가이드 유로의 출구 쪽 폭보다 작을 수 있다.
한편, 상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 미세플라스틱 분산 발생장치는, 플라스틱 입자를 함유한 용액이 담기는 챔버를 갖는 용기; 상기 용액에 초음파를 가할 수 있도록 상기 용기에 결합되는 초음파 발생기; 및 상기 챔버에서 생성되는 분무 입자를 외부로 분사할 수 있도록 상기 용기에 결합되는 분무유닛;을 포함하고, 상기 초음파 발생기로 상기 용액에 초음파를 가하여 상기 용액에 함유된 플라스틱 입자를 미세플라스틱으로 분해시키면서 상기 용액을 미세플라스틱이 함유된 분무 입자로 기화시키고, 분무 입자를 상기 분무유닛으로 분무시키는 것을 특징으로 한다.
상기 분무유닛은, 내측에 상기 챔버와 연결되는 흡입유로가 마련된 흡입관부와, 상기 흡입관부의 측부로부터 외측으로 연장되도록 상기 흡입관부의 일측에 연결되고 내측에 상기 흡입유로와 연결되는 분사유로가 마련되는 분사관부를 구비하고, 상기 용기에 결합되는 분무유닛 하우징과, 상기 흡입유로를 통해 상기 챔버의 분무 입자를 흡입하고 상기 분사유로를 통해 분무 입자를 분무하기 위해 상기 분무유닛 하우징에 설치되는 차압방식 분무기를 포함하고, 상기 차압방식 분무기는, 분무 입자가 흡입될 수 있도록 상기 흡입유로와 연결되는 흡입실이 내측에 마련되고, 상기 흡입실의 분무 입자를 상기 분사유로로 분사할 수 있도록 상기 흡입실과 연결되는 분사구를 갖는 흡입부와, 기체가 유동할 수 있는 기체 유로가 내측에 마련되고, 기체를 토출시키기 위해 상기 기체 유로와 연결되는 배기구가 일측에 구비되며, 상기 배기구가 상기 분사구와 이격되어 마주하도록 일단이 상기 흡입실에 놓이는 기체 분사부를 포함하고, 상기 기체 유로로 공급되는 기체를 상기 배기구를 통해 상기 흡입실을 거쳐 상기 분사구로 토출시켜 상기 흡입실에 음압을 발생시키고, 상기 흡입실에 발생하는 음압으로 분무 입자를 상기 흡입실로 유도하여 상기 배기구에서 토출되는 기체와 함께 상기 분사구로 분무할 수 있다.
상기 분무유닛은, 상기 분사유로 중에 상기 분사유로를 차폐하도록 배치되되, 상기 분사구에서 분사되는 기체와 분무 입자가 통과할 수 있는 분배구를 갖는 분배기 플레이트와, 상기 분사구에서 분사되는 분무 입자가 충돌할 수 있도록 상기 분배기 플레이트의 일면으로부터 상기 분사구 측으로 돌출되는 분배기 로드를 포함할 수 있다.
상기 분무유닛은, 상기 분사유로를 통과하는 분무 입자를 전기적으로 중화시키기 위해 상기 기체 분사부에 결합되는 중화기를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 미세플라스틱 분산 발생장치는, 상기 분무유닛을 통해 분사되는 분무 입자의 농도를 측정하기 위한 농도 센서; 및 상기 농도 센서의 감지 신호에 따라 상기 초음파 발생기를 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 미세플라스틱 분산 발생장치는, 상기 챔버에서 상기 용액을 교반하기 위해 상기 용기에 설치되는 교반기;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 미세플라스틱 분산 발생장치는, 상기 용액의 온도를 변화시킬 수 있도록 상기 용기에 설치되는 히터 또는 냉각기;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 차압방식 분무기는 미세플라스틱 등의 미세 입자를 함유한 분무 입자를 차압 분무 방식으로 균일하게 분무하여 흡입 시험기 등에 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 차압방식 분무기는 미세플라스틱 등의 미세 입자를 함유한 분무 입자의 분무 농도를 손쉽게 조절할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 미세플라스틱 분산 발생장치는 초음파 발생기를 이용하여 플라스틱 입자를 함유한 용액에 초음파를 가하여 플라스틱 입자로부터 미세플라스틱을 생성하고, 기체 분사를 통한 차압방식으로 미세플라스틱을 함유한 분무 입자를 분무할 수 있다. 따라서 미세플라스틱을 크기별, 성분별, 성상별로 균일하고 재현성있게 발생하여 흡입 시험기 등의 시험 장치에 공급할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 미세플라스틱 분산 발생장치는 미세플라스틱을 균일하고 재현성있게 분산 발생시킴으로써, 미세플라스틱 노출이 호흡기 등 인체에 미치는 영향을 실험적으로 검증 가능하게 한다. 따라서 미세플라스틱에 대한 기술적 해결 방안을 제시하고, 관련 정책을 수립하는데 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 미세플라스틱 분산 발생장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 미세플라스틱 분산 발생장치의 일부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 도 1의 일부분을 확대하여 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 미세플라스틱 분산 발생장치에 구비되는 차압방식 분무기를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 미세플라스틱 분산 발생장치에 구비되는 차압방식 분무기를 나타낸 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 미세플라스틱 분산 발생장치에 구비되는 차압방식 분무기를 분해하여 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 미세플라스틱 분산 발생장치에 구비되는 차압방식 분무기를 나타낸 단면도이다.
도 8 내지 도 13은 분무유닛의 다양한 변형예를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명에 따른 차압방식 분무기 및 이를 포함하는 분무유닛과, 그 분무유닛을 포함하는 미세플라스틱 분산 발생장치를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 미세플라스틱 분산 발생장치를 개략적으로 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 미세플라스틱 분산 발생장치의 일부 구성을 나타낸 블록도이며, 도 3은 도 1의 일부분을 확대하여 나타낸 것이다.
도면에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 미세플라스틱 분산 발생장치(100)는 플라스틱 입자를 함유한 용액(S)이 담기는 용기(101)와, 용액(S)에 초음파를 가하기 위한 초음파 발생기(118)와, 초음파 발생기(118)에 의해 용액(S)으로부터 생성되는 분무 입자를 외부로 분사하기 위한 분무유닛(120)과, 분무유닛(120)에 기체를 공급하기 위한 기체 공급기(182)와, 초음파 발생기(118)와 기체 공급기(182) 등의 동작을 제어하기 위한 제어부(184)를 포함한다. 플라스틱 입자와 함께 용기(101)에 담기는 용액(S)으로는 물 등의 독성이 없는 액체가 이용될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 미세플라스틱 분산 발생장치(100)는 플라스틱 입자를 함유한 용액(S)에 초음파를 가함으로써 용액(S)을 미세플라스틱을 함유하는 분무 입자로 기화시키고, 분무 입자를 분무유닛(120)을 이용하여 분무할 수 있다. 따라서 미세플라스틱 분산 발생장치(100)는 미세플라스틱을 흡입 시험에 적용할 수 있도록 균일하고 재연성있게 분산 발생시킬 수 있다. 또한 미세플라스틱 분산 발생장치(100)는 크기별, 성분별, 성상별로 분산된 미세플라스틱을 분산 발생시킬 수 있다.
용기(101)는 플라스틱 입자를 함유한 용액(S)이 담기는 챔버(103)를 갖는다. 용기(101)는 내측에 챔버(103)가 마련되고 상부가 개방된 본체(102)와, 본체(102)에 결합되어 본체(102)의 개방된 상부를 덮는 용기 커버(105)를 포함한다.
용기 커버(105)에는 설치구(106)와, 커버 튜브(107)와, 용기 배출구(108)가 구비된다. 설치구(106)에는 초음파 발생기(118)가 삽입된다. 커버 튜브(107)는 용기 커버(105)를 관통하도록 설치되어 챔버(103)와 외부를 연결한다. 용기 배출구(108)는 챔버(103)에서 생성되는 분무 입자를 분무유닛(120) 측으로 배출시키기 위한 것이다.
이 밖에, 용기 커버(105)에는 결합 튜브(109)가 구비된다. 결합 튜브(109)는 분무유닛(120)이 결합될 수 있도록 용기 배출구(108)로부터 상측으로 연장된다. 분무유닛(120)이 결합 튜브(109)를 통해 간단한 끼움 방식으로 용기(101)에 결합될 수 있다.
용기(101)의 하측에는 챔버(103)의 용액(S)을 교반하기 위한 교반기(110)가 설치된다. 교반기(110)는 챔버(103) 속에 회전 가능하게 배치되는 스핀 바(111)와, 스핀 바(111)에 자기장을 가하기 위한 자기 발생기(112)를 포함한다. 스핀 바(111)는 자석 또는 자성체로 이루어지고, 자기 발생기(112)에서 발생하는 자기장에 의해 회전함으로써 용액(S)을 교반할 수 있다. 교반기(110)는 제어부(184)에 의해 제어될 수 있다.
교반기(110)는 도시된 것과 같이 스핀 바(111)가 자기장에 의해 회전하는 자기 교반기 구조 이외에, 용액(S)을 교반시킬 수 있는 다양한 다른 구조로 이루어질 수 있다.
용기(101)에 수용되는 용액(S)은 히터(114)에 의해 가열될 수 있다. 히터(114)는 제어부(184)에 의해 제어되어 용기(101)에 열을 가함으로써 용액(S)을 가열할 수 있다. 플라스틱 입자가 함유된 용액(S)에 초음파를 인가하는 과정에서 히터(114)로 용액(S)을 가열하면 미세플라스틱 발생과 용액(S)의 기화를 촉진시킬 수 있다.
또한 초음파 발생기(118)를 작동시켜 미세플라스틱을 발생시키는 과정에서 초음파 발생기(118)의 출력과 함께 히터(114)의 가열 온도를 조절함으로써, 미세플라스틱을 필요에 따라 다양한 크기별, 성상별로 발생시킬 수 있다.
한편, 흡입 시험에 필요한 미세플라스틱의 크기나 성상에 따라 용액(S)의 온도를 일정 온도 이하로 유지시키면서 용액(S)에 초음파를 가하여 미세플라스틱을 발생시킬 필요가 생길 수 있다. 이를 위해 용기(101)에는 히터(114) 이외에, 용액(S)의 온도를 낮추기 위한 냉각기(116)가 설치될 수 있다. 용액(S)에 초음파를 가하는 과정에서 용액(S)의 온도가 상승하는 것이 일반적이므로, 냉각기(116)를 이용하여 용액(S)의 온도를 사전 설정된 온도 이하로 유지시키는 것이 가능하다.
용기(101)는 도시된 것과 같이, 상부가 개방된 본체(102)와, 본체(102)에 결합되는 커버 튜브(107)를 포함하는 구조 이외에, 용액(S)을 수용할 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다. 이 밖에, 용기(101)는 항온수조 구조를 취할 수 있다.
초음파 발생기(118)는 용기(101) 속에 담긴 용액(S)에 초음파를 가할 수 있도록 용기(101)에 설치된다. 초음파 발생기(118)는 용액(S)에 초음파를 가하여 용액(S) 속에 함유된 플라스틱 입자들을 미세 진동시키면서 서로 충돌시킴으로써 플라스틱 입자로부터 다양한 크기(예를 들어, 수 나노미터에서 수 마이크로미터의 크기)의 미세플라스틱을 생성할 수 있다. 또한 초음파 발생기(118)로부터 용액(S)에 가해진 초음파에 의해 용액(S)이 플라스틱 입자를 포함하는 분무 입자로 기화될 수 있다. 분무 입자는 미세 액적 속에 미세플라스틱이 담긴 형태로 이루어질 수 있다.
초음파 발생기(118)는 제어부(184)에 의해 제어될 수 있다. 제어부(184)는 초음파 발생기(118)를 제어하여 초음파 발생기(118)가 발생하는 초음파의 세기를 다양하게 변화시킬 수 있다. 용액(S)에 가해지는 초음파의 세기에 따라 플라스틱 입자로부터 생성되는 미세플라스틱의 크기가 다양하게 변화할 수 있다. 예를 들어, 초음파의 세기를 높이면 상대적으로 크기가 작은 플라스틱 입자를 생성시킬 수 있고, 초음파의 세기를 낮추면 상대적으로 큰 플라스틱 입자를 생성시킬 수 있다.
분무유닛(120)은 용기(101)에 결합되어 챔버(103)에서 발생하는 분무 입자를 외부로 분사시킨다. 분무유닛(120)에 의해 분사되는 분무 입자는 입자 측정기(10)로 유입될 수 있다. 입자 측정기(10)는 분무 입자의 크기와 농도를 측정할 수 있다. 분무유닛(120)은 분무유닛 하우징(121)과, 가이드 튜브(135)와, 분배기(140)와, 차압방식 분무기(150)를 포함한다.
분무유닛 하우징(121)은 챔버(103)에서 생성되는 분무 입자를 외부로 배출시킬 수 있도록 용기(101)에 결합된다. 분무유닛 하우징(121)은 용기(101)의 결합 튜브(109)에 결합되는 흡입관부(122)와, 흡입관부(122)의 측부에 연결되는 분사관부(125)를 포함한다.
흡입관부(122)의 내측에는 용기(101)의 용기 배출구(108)와 연결되는 흡입유로(123)가 마련된다. 그리고 흡입관부(122)의 끝단에는 흡입관부 플랜지(124)가 구비된다. 흡입관부(122)의 내측에 가이드 튜브(135)와, 차압방식 분무기(150)가 설치된다.
분사관부(125)는 흡입관부(122)의 측부로부터 외측으로 연장되도록 흡입관부(122)의 일측에 연결된다. 분사관부(125)의 내측에는 흡입유로(123)와 연결되는 분사유로(126)가 마련된다. 분사관부(125)는 차압방식 분무기(150)에 의해 분사되는 분무 입자를 외부로 가이드할 수 있다. 분사관부(125)의 내측에 분배기(140)가 설치된다. 이 밖에, 분사관부(125)에는 중화기(145)와 농도 센서(147)가 설치된다.
중화기(145)는 분사유로(126)를 통과하는 분무 입자를 전기적으로 중화시킨다. 분무 입자가 정정기를 띤 경우 분무 입자들이 서로 응집되거나 분사관부(125)의 내면에 부착되어 응결될 수 있다. 중화기(145)는 분무 입자를 전기적으로 중화시킴으로써 분무 입자들이 응결되는 문제를 줄여줄 수 있다.
농도 센서(147)는 분사관부(125)를 통해 분사되는 분무 입자의 농도를 측정하고 측정 신호를 제어부(184)에 제공할 수 있다. 제어부(184)는 농도 센서(147)로부터 수신한 측정 신호에 따라 초음파 발생기(118), 히터(114), 냉각기(116) 등을 제어함으로써, 일정한 농도의 분무 입자가 분사되도록 할 수 있다.
분사관부(125)는 흡입관부(122)에 연결되는 제 1 관(127)과, 제 1 관(127)과 연결되는 제 2 관(129)을 포함한다. 제 1 관(127)은 일단이 흡입관부(122)에 연결되고, 타단에 제 1 플랜지(128)가 구비된다. 제 2 관(129)은 일단에 제 1 플랜지(128)에 대응하는 제 2 플랜지(130)가 구비되고, 타단에 분무 입자가 배출되는 분무유닛 배출구(131)가 마련된다. 제 2 관(129)은 제 2 플랜지(130)가 제 1 플랜지(128)와 합착되도록 제 1 관(127)에 연결된다. 제 1 플랜지(128)와 제 2 플랜지(130)는 융착이나, 접착, 또는 고정부재에 의한 기구적 결합 방식 등 다양한 방식으로 결합될 수 있다.
제 2 관(129)의 일측에는 드레인부(132)가 구비된다. 드레인부(132)는 분사유로(126)를 통과하는 분무 입자가 응결된 응축수를 분사관부(125)로부터 배출시키기 위한 것이다. 드레인부(132)는 분사유로(126)를 통한 분무 입자의 유동 방향을 기준으로 분배기(140)보다 하류에 배치된다. 분무 입자가 응결된 응축수가 분사관부(125)에 존재하는 경우, 분무 입자가 응축수와 함께 분무유닛 배출구(131)로 배출되는 문제가 발생할 수 있다. 드레인부(132)는 분사관부(125)에 존재하는 응축수를 배출시킴으로써 그러한 문제를 방지할 수 있다.
가이드 튜브(135)는 흡입관부(122)의 내측에 설치되어 챔버(103)를 빠져나오는 분무 입자를 차압방식 분무기(150)로 가이드한다. 가이드 튜브(135)는 흡입유로(123)를 차폐하도록 흡입관부(122)의 내측에 설치되는 차폐 플레이트(139)를 관통하도록 설치된다. 가이드 튜브(135)는 끝단이 차압방식 분무기(150) 속으로 삽입되는 방식으로 차압방식 분무기(150)와 결합될 수 있다.
가이드 튜브(135)의 내측에는 분무 입자가 통과할 수 있는 가이드 유로(136)가 마련된다. 가이드 유로(136)는 분무 입자가 배출되는 출구 쪽 폭이 분무 입자가 유입되는 입구 쪽 폭보다 작은 형태로 이루어진다. 즉 가이드 유로(136)는 챔버(103)에서 배출되는 분무 입자가 유입되는 제 1 유로(137)와, 제 1 유로(137)보다 폭이 작고 제 1 유로(137)와 연결되는 제 2 유로(138)를 포함한다. 제 2 유로(138)는 제 1 유로(137)와 연결되어 분무 입자를 차압방식 분무기(150) 쪽으로 배출시킨다. 이와 같이, 출구 쪽 폭이 입구 쪽 폭보다 작은 형태의 가이드 유로(136)를 갖는 가이드 튜브(135)는 분무 입자를 차압방식 분무기(150)의 내부로 흡입시키는데 더욱 유리하게 작용할 수 있다.
가이드 튜브(135)는 도시된 구조 이외에, 챔버(103)에서 배출되는 분무 입자를 차압방식 분무기(150) 쪽으로 가이드할 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다. 또한 가이드 튜브(135)와 흡입관부(122)의 결합 구조나, 가이드 튜브(135)와 차압방식 분무기(150)의 결합 구조도 다양하게 변경 가능하다.
또한 분무유닛 하우징(121)의 구조도 다양하게 변경 가능하다. 그리고 용기(101)와 분무유닛 하우징(121)의 결합 구조나, 분무유닛 하우징(121)과 가이드 튜브(135)의 결합 구조도 다른 구조로 변경될 수 있다.
분배기(140)는 분사관부(125) 속에 설치되어 분사관부(125)를 통과하는 분무 입자를 쪼개고, 분무 입자의 기류를 변화시키는 역할을 한다. 분배기(140)는 분배기 플레이트(141)와, 분배기 플레이트(141)에 결합되는 분배기 로드(143)를 포함한다.
분배기 플레이트(141)는 분사유로(126) 중에 분사유로(126)를 차폐하도록 배치된다. 분배기 플레이트(141)는 그 가장자리가 제 1 관(127)의 제 1 플랜지(128)와 제 2 관(129)의 제 2 플랜지(130) 사이에 개재되는 방식으로 분사관부(125)에 고정될 수 있다. 분배기 플레이트(141)에는 분사유로(126)를 따라 유동하는 기체와 분무 입자가 통과할 수 있는 분배구(142)가 형성된다. 분배구(142)는 분배기 로드(143)의 둘레에 복수 개가 이격 배치될 수 있다.
분배기 로드(143)는 차압방식 분무기(150)의 분사구(155)로부터 분사되는 분무 입자가 충돌할 수 있도록 분배기 플레이트(141)의 일면으로부터 차압방식 분무기(150) 쪽으로 돌출된다. 분배기 로드(143)는 그 중심이 차압방식 분무기(150)의 분사구(155) 중심과 일치하도록 분사유로(126) 중에 배치된다. 따라서 분사구(155)를 통해 분사되는 분무 입자가 분배기 로드(143)의 끝단에 충돌한 후 분배기 로드(143) 둘레의 분배구(142)를 통해 분무유닛 배출구(131) 쪽으로 유동할 수 있다. 도시된 것과 같이, 분배기 로드(143)의 끝단은 분사구(155)에서 분사되는 기체 및 분무 입자의 흐름을 가능한 방해하지 않도록 곡면형으로 이루어질 수 있다.
분배기(140)는 분배기 로드(143)로 분무 입자를 쪼개어 분무되는 분무 입자의 크기를 줄이고, 분무 입자들을 흩어지게 함으로써 분무 입자들이 뭉쳐서 응결되는 현상을 줄여줄 수 있다.
도 1, 도 3 내지 도 7을 참조하면, 차압방식 분무기(150)는 분무유닛 하우징(121)에 설치된다. 여기에서, 도 4의 (a)는 차압방식 분무기(150)를 상측에서 하측 방향으로 바라본 모습을 나타낸 사시도이고, 도 4의 (b)는 차압방식 분무기(150)를 하측에서 상측 방향으로 바라본 모습을 나타낸 사시도이다. 그리고 도 5의 (a)는 차압방식 분무기(150)를 상측에서 하측 방향으로 바라본 모습을 나타낸 분해 사시도이고, 도 5의 (b)는 차압방식 분무기(150)를 하측에서 상측 방향으로 바라본 모습을 나타낸 분해 사시도이다.
차압방식 분무기(150)는 기체 공급기(182)로부터 기체를 공급받아 분사유로(126)로 분사함으로써 발생하는 차압을 이용하여 용기(101)로부터 분무 입자를 흡입하여 분무할 수 있다. 차압방식 분무기(150)는 챔버(103)로부터 분무 입자를 흡입하는 흡입부(151)와, 기체 공급기(182)로부터 기체를 공급받아 분사할 수 있도록 흡입부(151)와 연결되는 기체 분사부(159)와, 기체 분사부(159)의 일단에 결합되는 가이드 캡(175)을 포함한다. 기체 공급기(182)는 공기 등 독성이 없는 다양한 기체를 차압방식 분무기(150)에 공급할 수 있다.
흡입부(151)는 분무 입자가 흡입될 수 있도록 분무유닛 하우징(121)의 흡입유로(123)와 연결되는 흡입실(152)과, 흡입실(152)의 분무 입자를 분사유로(126)로 분사할 수 있도록 흡입실(152)과 연결되는 분사구(155)를 갖는다. 분사구(155)는 흡입부(151)의 측면 일측에 마련된다.
흡입부(151)의 내측에는 분무 입자의 유동을 차단하기 위한 격벽(153)이 마련된다. 격벽(153)은 가이드 튜브(135)의 끝단과 마주하도록 배치된다. 격벽(153)에는 가이드 튜브(135)의 가이드 유로(136)를 통과하는 분무 입자를 흡입실(152)로 유입시키기 위한 흡입구(154)가 형성된다. 가이드 튜브(135)의 가이드 유로(136)를 따라 유동하는 분무 입자가 흡입구(154)를 통해 흡입실(152)로 유입될 수 있다. 흡입구(154)의 폭은 가이드 유로(136)의 출구 쪽 폭보다 작다. 따라서 챔버(103)에서 배출되는 분무 입자는 상대적으로 폭이 큰 제 1 유로(137)를 통과하여 상대적으로 폭이 작은 제 2 유로(138)를 거친 후 제 2 유로(138)보다 폭이 더 작은 흡입구(154)를 통해 흡입실(152)로 유입된다. 이와 같이 분무 입자가 흡입실(152)로 흡입되기까지의 일련의 유동 경로는 분무 입자를 흡입실(152)로 흡입시키는데 더욱 유리하게 작용할 수 있다.
흡입부(151)에는 기체 분사부(159)와의 결합을 위한 흡입부 나사부(156)와 고정홈(157)이 구비된다. 흡입부 나사부(156)는 흡입부(151)의 가장자리에 구비되고, 고정홈(157)은 흡입부(151)의 단부 일측에 형성된다. 고정홈(157)은 복수 개가 흡입부(151)의 둘레 방향으로 이격 배치될 수 있다. 본 실시예에서 고정홈(157)은 네 개가 90도 간격으로 이격 배치된다.
흡입부(151)는 도시된 구조 이외에, 챔버(103)에서 생성되는 분무 입자가 흡입되는 흡입실(152)과, 흡입실(152)의 분무 입자를 분사유로(126)로 분사시키는 분사구(155)를 구비하는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다. 또한 흡입부(151)와 가이드 튜브(135)의 결합 구조도 다양하게 변경 가능하다.
기체 분사부(159)는 기체 공급기(182)로부터 공급되는 기체가 유동할 수 있는 기체 유로(160)를 갖는다. 기체 분사부(159)는 기체 공급기(182)로부터 기체를 공급받는 기체 유입관(161)과, 기체 유입관(161)과 연결되어 흡입부(151)에 결합되는 기체 분사관(165)을 포함한다. 기체 분사부(159)는 기체 공급기(182)로부터 기체를 공급받아 분사유로(126) 측으로 분사하여 흡입부(151)에 음압을 발생시킴으로써 흡입부(151)로 유입되는 분무 입자를 기체와 함께 분사할 수 있다.
기체 유입관(161)의 내측에는 기체가 유동할 수 이는 기체 유입관 유로(162)가 마련된다. 기체 유입관(161)에는 분무유닛 하우징(121)의 흡입관부 플랜지(124)에 대응하는 기체 유입관 플랜지(163)가 구비된다. 기체 유입관 플랜지(163)는 다양한 방식으로 흡입관부 플랜지(124)와 결합될 수 있다. 기체 유입관(161)은 기체 유입관 플랜지(163)가 흡입관부 플랜지(124)에 결합됨으로써 흡입관부(122)의 개방된 일단을 덮을 수 있다. 기체 유입관(161)의 끝단에는 기체 분사관(165)과의 결합을 위한 기체 유입관 나사부(164)가 구비된다.
기체 분사관(165)의 내측에는 기체가 유동할 수 있는 기체 분사관 유로(166)가 마련된다. 기체 분사관 유로(166)는 기체 유입관(161)의 기체 유입관 유로(162)와 함께 기체 유로(160)를 형성한다. 기체 분사관(165)은 기체 분사관 유로(166)가 형성된 몸체부(167)와, 몸체부(167)의 외면으로부터 외측으로 확장된 커버부(168)를 포함한다. 몸체부(167)는 그 일단이 흡입부(151)의 격벽(153)과 마주하되, 격벽(153)으로부터 이격되도록 흡입실(152)에 삽입된다.
몸체부(167)에는 기체를 토출시키기 위해 기체 분사관 유로(166)와 연결되는 복수의 배기구(169)가 마련된다. 복수의 배기구(169)는 몸체부(167)의 일단 측으로 치우치도록 배치된다. 복수의 배기구(169)가 형성되는 몸체부(167)의 일단은 네 개의 측면을 갖는 사각기둥 형상으로 이루어진다. 복수의 배기구(169)는 몸체부(167)의 네 측면에 각각 하나씩 형성되어 90도 간격으로 이격 배치된다. 복수의 배기구(169)는 각각 다른 크기를 갖는다. 따라서 복수의 배기구(169) 각각에서 토출되는 기체의 토출 유량은 다르게 나타난다. 즉 상대적으로 크기가 큰 배기구(169)에서 토출되는 기체의 토출 유량은 상대적으로 크고, 상대적으로 크기가 작은 배기구(169)에서 토출되는 기체의 토출 유량은 상대적으로 작게 나타난다.
몸체부(167)의 타단에는 기체 분사부(159)의 기체 유입관 나사부(164)에 대응하는 기체 분사관 나사부(170)가 구비된다. 기체 분사관(165)은 기체 분사관 나사부(170)가 기체 유입관(161)의 기체 유입관 나사부(164)와 맞물리는 방식으로 기체 유입관(161)과 조립될 수 있다.
커버부(168)에는 흡입부(151)의 고정홈(157)에 대응하는 고정돌기(171)가 구비된다. 기체 분사부(159)는 고정돌기(171)가 복수의 고정홈(157) 중 어느 하나에 삽입됨으로써 복수의 배기구(169) 중 어느 하나가 흡입부(151)의 분사구(155)와 마주하도록 흡입부(151)에 결합될 수 있다. 복수의 배기구(169)가 이격된 각도와 복수의 고정홈(157)이 이격된 각도는 같다. 따라서 사용자는 기체 분사부(159)의 각도를 변경하여 고정돌기(171)를 복수의 고정홈(157) 중 어느 하나에 삽입함으로써 복수의 배기구(169) 중 분사구(155)와 마주하는 분사구(155)를 변경할 수 있다. 그리고 분사구(155)와 마주하는 배기구(169)를 변경함으로써 기체 분사부(159)로부터 토출되는 기체의 토출 유량을 조절할 수 있다.
커버부(168)의 안쪽에는 실링재(173)가 결합된다. 기체 분사부(159)가 흡입부(151)와 결합될 때 실링재(173)는 커버부(168)와 흡입부(151) 사이에 개재되어 기체 분사부(159)와 흡입부(151) 사이를 실링할 수 있다.
기체 분사부(159)는 고정 캡(178)에 의해 흡입부(151)와 고정될 수 있다. 고정 캡(178)은 기체 유입관(161)이 통과할 수 있는 고정 캡 홀(179)과, 흡입부(151)의 흡입부 나사부(156)에 대응하는 고정 캡 나사부(180)를 갖는다. 고정 캡(178)은 고정 캡 나사부(180)가 흡입부 나사부(156)에 맞물리는 방식으로 흡입부(151)에 결합되어 흡입부(151)와 기체 분사부(159)를 고정할 수 있다.
기체 분사부(159)의 구조는 도시된 것으로 한정되지 않는다. 즉 기체 분사부(159)는 기체 공급기(182)로부터 공급되는 기체를 흡입부(151)의 흡입실(152)을 거쳐 분사구(155)로 토출시켜 흡입실(152)에 음압을 발생시키고, 흡입실(152)로 흡입되는 분무 입자를 기체와 함께 분사유로(126)로 분사시킬 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다. 다른 예로, 배기구(169)의 개수나, 배치 간격, 크기는 다양하게 변경될 수 있다.
기체 분사부(159)의 구조에 따라 흡입부(151)의 구조도 다양하게 변경 가능하다. 도면에는 흡입부(151)에 네 개의 고정홈(157)이 90도 간격으로 구비된 것으로 나타냈으나, 고정홈(157)의 개수나 배치 각도는 기체 분사부(159)에 마련되는 배기구(169)의 개수나 배치 각도에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 다른 예로, 흡입부(151)에 하나 이상의 고정돌기가 구비되고, 기체 분사부(159)에 고정돌기가 삽입될 수 있는 하나 이상의 고정홈이 마련되는 것도 가능하다.
가이드 캡(175)은 기체 분사부(159)에 구비되는 복수의 배기구(169) 중 어느 하나와 연결될 수 있는 하나의 토출구(176)를 갖는다. 가이드 캡(175)은 토출구(176)의 위치가 변경될 수 있도록 기체 분사부(159)의 일단에 각도 변경 가능하게 결합된다. 가이드 캡(175)은 사각기둥 모양으로 이루어지는 기체 분사부(159)의 일단에 끼워맞춤될 수 있도록 일단이 개방된 육면체 모양으로 이루어진다. 토출구(176)는 가이드 캡(175)의 네 측면 중 어느 하나에 마련된다. 토출구(176)의 크기는 복수의 배기구(169) 중 가장 큰 배기구(169)의 크기보다 크거나, 또는 이와 같을 수 있다.
가이드 캡(175)은 토출구(176)가 복수의 배기구(169) 중 분사구(155)와 마주하는 배기구(169)에 일치되도록 기체 분사부(159)의 일단에 결합된다. 이때, 토출구(176)와 마주하는 배기구(169)를 제외한 나머지 배기구(169)는 가이드 캡(175)에 의해 차폐된다. 따라서 기체 분사부(159)로 공급되는 기체는 복수의 배기구(169) 중에서 토출구(176)와 마주하는 배기구(169)를 통해 분사된다.
도 7에 나타낸 것과 같이, 가이드 캡(175)은 기체 분사부(159)의 일단에 결합된 상태로 흡입부(151)의 흡입실(152)에 배치된다. 가이드 캡(175)은 흡입부(151)의 내면으로부터 이격되고, 토출구(176)와 분사구(155) 사이에는 간극이 마련된다. 따라서 흡입실(152)에는 분무 입자가 유동할 수 있는 채널(158)이 마련된다. 채널(158)은 흡입부(151)의 내면과 가이드 캡(175)의 사이에 마련되는 공간이다.
기체 공급기(182)로부터 기체 분사부(159)로 공급되는 기체는 가이드 캡(175)의 토출구(176)와 마주하는 배기구(169)와, 토출구(176)와, 흡입실(152)과, 분사구(155)를 차례로 통과하여 분사유로(126)로 분사된다. 이때, 기체가 흡입실(152)을 고속으로 통과함에 따라 흡입실(152)에는 음압이 발생하게 된다. 따라서 챔버(103)에서 생성되는 분무 입자가 가이드 튜브(135)의 가이드 유로(136)와 흡입구(154)를 통해 흡입실(152)로 유입되고, 흡입실(152)로 유입되는 분무 입자는 토출구(176)에서 토출되는 기체에 실려 분사구(155)를 통해 분사될 수 있다.
가이드 캡(175)은 도시된 구조로 한정되지 않고 기체 분사부(159)의 형상 등에 따라 다양하게 변경 가능하다. 또한 가이드 캡(175)과 기체 분사부(159)의 결합 구조도 다양하게 변경될 수 있다.
용기(101)에서 분무 입자가 생성되고, 생성된 분무 입자를 분사하는 일련의 과정은 제어부(184)에 의해 제어될 수 있다. 제어부(184)는 교반기(110)와, 히터(114)와, 냉각기(116)와, 초음파 발생기(118)와, 중화기(145)와, 기체 공급기(182)의 동작을 제어할 수 있다. 특히, 제어부(184)는 농도 센서(147)로부터 측정 신호를 수신하고, 미세플라스틱 분산 발생장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 즉 제어부(184)는 농도 센서(147)의 측정 신호를 이용하여 미세플라스틱을 함유한 분무 입자를 사전 설정된 농도로 분사할 수 있도록 미세플라스틱 분산 발생장치(100)를 피드백 제어할 수 있다.
상술한 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 미세플라스틱 분산 발생장치(100)는 초음파 발생기(118)를 이용하여 플라스틱 입자를 함유한 용액(S)에 초음파를 가하여 플라스틱 입자로부터 미세플라스틱을 생성하고, 기체 분사를 통한 차압방식으로 미세플라스틱을 함유한 분무 입자를 분무시킬 수 있다. 따라서 흡입 시험에 적용할 수 있도록 미세플라스틱을 크기별, 성분별, 성상별로 균일하고 재현성있게 발생하여 공급할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 미세플라스틱 분산 발생장치(100)에서 분무되는 미세플라스틱함유 분무 입자는 분무 입자의 크기와 농도를 측정할 수 있는 입자 측정기(10)로 유입될 수 있다. 그리고 초음파 발생기(118)의 출력이나, 히터(114)에 의한 용액(S)의 가열 온도, 냉각기(116)에 의한 용액(S)의 냉각 온도, 교반기(110)의 출력, 기체 분사부(159)에서 분사되는 기체의 유량 등에 따른 분무 입자의 크기 및 농도가 입자 측정기(10)에 의해 측정될 수 있다. 제어부(184)에는 초음파 발생기(118)의 출력이나, 히터(114)에 의한 용액(S)의 가열 온도, 냉각기(116)에 의한 용액(S)의 냉각 온도, 교반기(110)의 출력, 기체 분사부(159)에서 분사되는 기체의 유량 등에 따른 분무 입자의 크기 및 농도에 대한 정보가 데이터베이스화되어 저장될 수 있다.
따라서 본 발명의 일실시예에 따른 미세플라스틱 분산 발생장치(100)를 흡입 시험에 사용하는 사용자는 제어부(184)에 저장되어 있는 데이터에 따라 초음파 발생기(118)의 출력이나, 히터(114)에 의한 용액(S)의 가열 온도, 냉각기(116)에 의한 용액(S)의 냉각 온도, 교반기(110)의 출력, 기체 분사부(159)에서 분사되는 기체의 유량 등을 변화시켜 미세플라스틱 분산 발생장치(100)에서 분무되는 미세플라스틱함유 분무 입자의 크기와 농도를 다양하게 조절할 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 미세플라스틱 분산 발생장치(100)는 미세플라스틱을 균일하고 재현성있게 분산 발생시킴으로써, 미세플라스틱 노출이 호흡기 등 인체에 미세플라스틱 분산 발생장치는 영향을 실험적으로 검증 가능하게 한다. 따라서 미세플라스틱에 대한 기술적 해결 방안을 제시하고, 관련 정책을 수립하는데 기여할 수 있다.
한편, 도 8 내지 도 13은 분무유닛의 다양한 변형예를 나타낸 것이다.
먼저, 도 8 내지 도 10에 나타낸 분무유닛은 앞서 설명한 분무유닛(120)과 비교하여 차압방식 분무기(210)가 변형된 것이다. 차압방식 분무기(210)는 용기(101)의 챔버(103)로부터 분무 입자를 흡입하는 흡입부(151)와, 기체 공급기(182)로부터 기체를 공급받아 분사할 수 있도록 흡입부(151)와 연결되는 기체 분사부(211)와, 기체 분사부(211)의 일단에 결합되는 가이드 캡(175)을 포함한다. 여기에서, 흡입부(151)와 가이드 캡(175)은 상술한 것과 같다.
기체 분사부(211)는 기체 공급기(182)로부터 기체를 공급받는 기체 유입관(161)과, 기체 유입관(161)과 연결되어 흡입부(151)에 결합되는 기체 분사관(212)을 포함한다. 기체 분사부(159)는 상술한 것과 같다.
기체 분사관(212)은 기체 유입관(161)과 결합되는 고정관부(213)와, 고정관부(213)의 끝단에 회전 가능하게 결합되는 회전관부(216)를 포함한다. 고정관부(213)에는 커버부(168)와 기체 분사관 나사부(170)가 구비된다. 회전관부(216)에는 복수의 배기구(169)가 구비된다. 복수의 배기구(169)가 마련되는 회전관부(216)의 일단은 가이드 캡(175)이 결합될 수 있도록 사각기둥 모양으로 이루어진다. 복수의 배기구(169)는 회전관부(216) 일단의 네 측면에 각각 하나씩 마련될 수 있다.
회전관부(216)의 회전 운동은 회전관부 스토퍼(220)에 의해 90도 각도 간격으로 단속될 수 있다. 회전관부 스토퍼(220)는 고정관부(213)의 설치홈(214)에 설치되는 디텐트 돌기부재(221) 및 탄성부재(222)를 포함한다. 회전관부 스토퍼(220)는 배기구(169)에 대응하도록 네 개가 90도 각도 간격으로 고정관부(213)에 설치될 수 있다. 회전관부(216)의 내면에는 디텐트 돌기부재(221)가 삽입될 수 있는 네 개의 디텐트 홈(217)이 90도 각도 간격으로 마련된다. 디텐트 돌기부재(221)는 디텐트 홈(217)에 삽입될 수 있도록 고정관부(213)의 설치홈(214) 속에서 이동할 수 있다. 탄성부재(222)는 디텐트 돌기부재(221)에 대해 디텐트 홈(217)에 삽입되는 방향으로 탄성력을 가한다. 복수의 디텐트 돌기부재(221)와 복수의 디텐트 홈(217)은 복수의 배기구(169) 중 어느 하나의 배기구(169)가 흡입부(151)의 분사구(155)와 일치할 때 서로 일치하도록 배치된다.
본 실시예에 따른 차압방식 분무기(210)는 사용자가 기체 분사부(211) 전체를 움직이지 않고 회전관부(216)만 회전시키는 방식으로 배기구(169)의 위치를 변경할 수 있어 사용이 편리하다. 또한 배기구(169)가 분사구(155)와 일치할 때 디텐트 돌기부재(221)가 디텐트 홈(217)에 삽입됨으로써, 사용자가 배기구(169)의 위치를 육안으로 확인하지 않고 배기구(169)가 분사구(155)와 일치하도록 회전관부(216)의 각도를 조절하는 것이 가능하다.
본 실시예에서 회전관부 스토퍼(220)의 구조는 다양하게 변경 가능하다. 즉 디텐트 돌기부재(221)의 구체적인 형상이나, 개수, 설치 위치 등은 다양하게 변경될 수 있다. 그리고 도면에는 회전관부 스토퍼(220)가 고정관부(213)에 설치되는 것으로 나타냈으나, 디텐트 홈(217)이 고정관부(213)에 마련되고 회전관부 스토퍼(220)가 회전관부(216)에 설치되는 것도 가능하다.
도 11 내지 도 13에 나타낸 분무유닛은 앞서 설명한 분무유닛(120)과 비교하여 분배기가 변형된 것이다.
먼저, 도 11에 나타낸 분배기(230)는 분사관부(125)의 내측에 설치되는 분배기 플레이트(141)와, 분배기 플레이트(141)로부터 차압방식 분무기(150)의 분사구(155) 측으로 돌출되는 분배기 로드(231)를 포함한다. 분배기 플레이트(141)는 분배기 로드(231)의 둘레에 배치되는 복수의 분배구(142)를 구비하는 것으로, 그 구체적인 구성은 상술한 것과 같다.
분배기 로드(231)는 그 중심이 차압방식 분무기(150)의 분사구(155) 중심과 일치하도록 배치된다. 분배기 로드(231)는 분사구(155)로부터의 이격 거리가 조절될 수 있도록 분배기 플레이트(141)에 결합된다. 즉 분배기 로드(231)는 분배기 플레이트(141)에 고정되는 고정 로드(232)와, 고정 로드(232)로부터 돌출될 수 있도록 고정 로드(232)에 이동 가능하게 결합되는 가동 로드(236)를 포함한다.
고정 로드(232)의 내측에는 가동 로드(236)가 이동 가능하게 삽입되는 고정 로드 홈(233)이 마련된다. 또한 고정 로드(232)의 내측에는 가동 로드(236)와의 결합을 위한 고정 로드 나사부(234)가 구비된다. 도시된 것과 같이, 고정 로드(232)의 끝단은 분사구(155)에서 분사되는 기체 및 분무 입자의 흐름을 가능한 방해하지 않도록 곡면형으로 이루어질 수 있다.
가동 로드(236)는 고정 로드(232)로부터의 돌출 길이가 조절될 수 있도록 고정 로드 홈(233) 속에 삽입된다. 가동 로드(236)에는 고정 로드 나사부(234)에 대응하는 가동 로드 나사부(237)가 구비된다. 가동 로드(236)는 가동 로드 나사부(237)가 고정 로드 나사부(234)와 맞물림으로써 고정 로드 나사부(234)에 대해 나사 운동할 수 있다. 따라서 사용자는 가동 로드(236)를 회전시켜 가동 로드(236)의 끝단이 분사구(155)로부터 이격된 거리를 조절할 수 있다.
도 11의 (a)에 나타낸 것과 같이, 가동 로드(236)가 분사구(155)로부터 이격된 거리가 상대적으로 작으면 분사구(155)에서 분사되는 분무 입자가 더 많이 가동 로드(236)에 충돌하게 된다. 이 경우, 분무유닛은 상대적으로 크기가 작은 분무 입자를 분무할 수 있다.
반면, 도 11의 (b)에 나타낸 것과 같이, 가동 로드(236)가 분사구(155)로부터 이격된 거리가 상대적으로 크면 가동 로드(236)에 충돌하는 분무 입자의 양이 줄어들게 된다. 이 경우, 분무유닛은 상대적으로 크기가 큰 분무 입자를 분무할 수 있다.
도 12 내지 도 13에 나타낸 분배기(240)는 분사관부(125)의 내측에 설치되는 분배기 플레이트(141)와, 분배기 플레이트(141)로부터 차압방식 분무기(150)의 분사구(155) 측으로 돌출되는 분배기 로드(241)를 포함한다. 분배기 플레이트(141)는 상술한 것과 같다.
분배기 로드(241)는 그 중심이 차압방식 분무기(150)의 분사구(155) 중심과 일치하도록 배치된다. 분배기 로드(241)는 분사구(155)로부터의 이격 거리가 조절될 수 있도록 분배기 플레이트(141)에 결합된다. 즉 분배기 로드(241)는 분배기 플레이트(141)에 고정되는 고정 로드(242)와, 고정 로드(242)로부터 돌출될 수 있도록 고정 로드(242)에 이동 가능하게 결합되는 가동 로드(247)를 포함한다.
고정 로드(242)의 내측에는 가동 로드(247)가 이동 가능하게 삽입되는 고정 로드 홈(243)이 마련된다. 또한 고정 로드(242)의 내측에는 가동 로드(247)를 선형 이동하도록 가이드하기 위한 가이드 돌기(244)가 구비된다. 도시된 것과 같이, 고정 로드(242)의 끝단은 분사구(155)에서 분사되는 기체 및 분무 입자의 흐름을 가능한 방해하지 않도록 곡면형으로 이루어질 수 있다.
가동 로드(247)는 고정 로드(242)로부터의 돌출 길이가 조절될 수 있도록 고정 로드 홈(243) 속에 삽입된다. 가동 로드(247)에는 가이드 돌기(244)에 대응하는 가이드 홈(248)이 가동 로드(247)의 이동 방향으로 따라 연장되도록 형성된다. 가동 로드(247)는 가이드 홈(248)에 가이드 돌기(244)가 삽입되도록 고정 로드(242)에 결합된다. 따라서 가동 로드(247)는 그 길이 방향으로 선형 이동할 수 있지만 고정 로드(242)에 대해 상대 회전할 수 없다.
가동 로드(247)의 선형 운동은 가동 로드 스토퍼(251)에 의해 일정 이동 간격으로 단속될 수 있다. 가동 로드 스토퍼(251)는 고정 로드(242)의 설치홈(245)에 설치되는 디텐트 돌기부재(252) 및 탄성부재(253)를 포함한다. 가동 로드(247)의 외면에는 디텐트 돌기부재(252)가 삽입될 수 있는 디텐트 홈(249)이 형성된다. 디텐트 홈(249)은 가동 로드(247)의 이동 방향을 따라 복수 개가 이격 배치된다. 디텐트 돌기부재(252)는 디텐트 홈(249)에 삽입될 수 있도록 고정 로드(242)의 설치홈(245) 속에서 이동할 수 있다. 탄성부재(253)는 디텐트 돌기부재(252)에 대해 디텐트 홈(249)에 삽입되는 방향으로 탄성력을 가한다.
사용자가 가동 로드(247)를 이동시키는 중에 디텐트 돌기부재(252)가 디텐트 홈(249) 속에 삽입됨으로써 가동 로드(247)의 이동이 단속될 수 있다. 이와 같이 가동 로드 스토퍼(251)가 가동 로드(247)의 이동을 단속함으로써 사용자는 가동 로드(247)의 길이를 사전 설정된 길이만큼씩 다단으로 조절하는 것이 가능하다.
도 13의 (a)에 나타낸 것과 같이, 사용자가 가동 로드(247)를 분사구(155)에 상대적으로 가까이 배치하면 분사구(155)에서 분사되는 분무 입자가 더 많이 가동 로드(247)에 충돌하게 된다. 이 경우, 분무유닛은 상대적으로 크기가 작은 분무 입자를 분무할 수 있다.
반면, 도 13의 (b)에 나타낸 것과 같이, 사용자가 가동 로드(247)를 분사구(155)로부터 상대적으로 멀리 배치하면 가동 로드(247)에 충돌하는 분무 입자의 양이 줄어들게 된다. 이 경우, 분무유닛은 상대적으로 크기가 큰 분무 입자를 분무할 수 있다.
본 실시예에서 가동 로드 스토퍼(251)의 구조는 다양하게 변경 가능하다. 즉 디텐트 돌기부재(252)의 구체적인 형상이나, 개수, 설치 위치 등은 다양하게 변경될 수 있다. 그리고 도면에는 가동 로드 스토퍼(251)가 고정 로드(242)에 설치되는 것으로 나타냈으나, 디텐트 홈(249)이 고정 로드(242)에 마련되고 가동 로드 스토퍼(251)가 가동 로드(247)에 설치되는 것도 가능하다.
이상 본 발명에 대해 바람직한 예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명되고 도시되는 형태로 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 앞서서는 본 발명에 따른 분무유닛이 미세플라스틱을 함유하는 분무 입자를 차압방식으로 분무하는 것으로 설명하였으나, 본 발명에 따른 분무유닛은 미세플라스틱 이외에 다양한 미세 입자를 함유하는 분무 입자를 분사하는데 사용될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 미세플라스틱 분산 발생장치는 흡입 시험에 사용되는 경우, 분무 입자를 분사하는 분사관부가 흡입 시험기와 연결되어 사용될 수 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
100 : 미세플라스틱 분산 발생장치 101 : 용기
102 : 본체 103 : 챔버
105 : 용기 커버 107 : 커버 튜브
109 : 결합 튜브 110 : 교반기
114 : 히터 116 : 냉각기
118 : 초음파 발생기 120 : 분무유닛
121 : 분무유닛 하우징 122 : 흡입관부
125 : 분사관부 131 : 분무유닛 배출구
132 : 드레인부 135 : 가이드 튜브
139 : 차폐 플레이트 140, 230, 240 : 분배기
141 : 분배기 플레이트 143, 231, 241 : 분배기 로드
145 : 중화기 147 : 농도 센서
150, 210 : 차압방식 분무기 151 : 흡입부
152 : 흡입실 154 : 흡입구
155 : 분사구 158 : 채널
159, 211 : 기체 분사부 161 : 기체 유입관
165, 212 : 기체 분사관 175 : 가이드 캡
176 : 토출구 178 : 고정 캡
182 : 기체 공급기 184 : 제어부
213 : 고정관부 216 : 회전관부
220 : 회전관부 스토퍼 232, 242 : 고정 로드
236, 247 : 가동 로드 251 : 가동 로드 스토퍼

Claims (26)

  1. 용액이 담기는 챔버를 갖는 용기에 설치되어 상기 용기에 담긴 용액을 분무하기 위한 차압방식 분무기로서,
    상기 챔버의 용액으로부터 기화되는 분무 입자가 흡입될 수 있는 흡입실이 내측에 마련되고, 상기 흡입실의 분무 입자를 외부로 분사할 수 있도록 상기 흡입실과 연결되는 분사구를 갖는 흡입부;
    기체가 유동할 수 있는 기체 유로가 내측에 마련되고, 기체를 토출시키기 위해 상기 기체 유로와 연결되는 배기구가 일측에 구비되며, 상기 배기구가 상기 분사구와 이격되어 마주하도록 일단이 상기 흡입실에 놓이는 기체 분사부; 및
    상기 배기구를 빠져나오는 기체를 상기 분사구 쪽으로 통과시키기 위해 상기 배기구와 연결될 수 있는 토출구를 구비하는 가이드 캡;을 포함하고,
    상기 배기구는 복수 개가 각기 다른 크기를 갖도록 상기 기체 분사부의 둘레에 이격 배치되고,
    상기 가이드 캡은 상기 토출구가 상기 복수의 배기구 중 어느 하나와 연결될 수 있도록 상기 기체 분사부의 일단에 각도 변경 가능하게 결합되며,
    상기 기체 유로로 공급되는 기체를 상기 배기구를 통해 상기 흡입실을 거쳐 상기 분사구로 토출시켜 상기 흡입실에 음압을 발생시키고, 상기 흡입실에 발생하는 음압으로 분무 입자를 상기 흡입실로 유도하여 상기 배기구에서 토출되는 기체와 함께 상기 분사구로 분무하는 것을 특징으로 하는 차압방식 분무기.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기체 분사부의 일단은 네 개의 측면에 상기 배기구가 하나씩 형성된 사각기둥 형상으로 이루어지고,
    상기 가이드 캡은 상기 기체 분사부의 일단에 끼워맞춤될 수 있도록 일단이 개방된 육면체 모양으로 이루어지며, 상기 토출구는 상기 가이드 캡의 네 측면 중 어느 하나에 마련되는 것을 특징으로 하는 차압방식 분무기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기체 분사부는,
    고정관부와,
    상기 복수의 배기구를 구비하고, 상기 고정관부의 끝단에 회전 가능하게 결합되는 회전관부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차압방식 분무기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 기체 분사부는,
    상기 회전관부의 회전 운동을 단속하기 위한 회전관부 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 차압방식 분무기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 회전관부 스토퍼는,
    상기 고정관부와 상기 회전관부 중 어느 하나에 마련되는 디텐트 홈과,
    상기 디텐트 홈에 삽입될 수 있도록 상기 고정관부와 상기 회전관부 중 다른 하나에 이동 가능하게 구비되는 디텐트 돌기부재와,
    상기 디텐트 돌기부재에 대해 상기 디텐트 홈에 삽입되는 방향으로 탄성력을 가하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 차압방식 분무기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 기체 분사부는 상기 흡입부에 각도 변경 가능하게 결합되고,
    상기 기체 분사부와 상기 흡입부 중 어느 하나에는 고정홈이 구비되고, 다른 하나에는 상기 고정홈에 맞물릴 수 있는 고정돌기가 구비되되,
    상기 고정홈과 상기 고정돌기 중 적어도 하나는 복수 개가 상기 복수의 배기구가 배치된 방향으로 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 차압방식 분무기.
  8. 용액이 담기는 챔버를 갖는 용기에 설치되어 상기 용기에 담긴 용액을 분무하기 위한 분무유닛으로서,
    내측에 상기 챔버와 연결되는 흡입유로가 마련된 흡입관부와, 상기 흡입관부의 측부로부터 외측으로 연장되도록 상기 흡입관부의 일측에 연결되고 내측에 상기 흡입유로와 연결되는 분사유로가 마련되는 분사관부를 구비하고, 상기 용기에 결합되는 분무유닛 하우징; 및
    상기 흡입유로를 통해 상기 용액으로부터 기화되는 분무 입자를 흡입하고 상기 분사유로를 통해 분무 입자를 분무하기 위해 상기 분무유닛 하우징에 설치되는 차압방식 분무기;를 포함하고,
    상기 차압방식 분무기는,
    분무 입자가 흡입될 수 있도록 상기 흡입유로와 연결되는 흡입실이 내측에 마련되고, 상기 흡입실의 분무 입자를 외부로 분사할 수 있도록 상기 흡입실과 연결되는 분사구를 갖는 흡입부와,
    기체가 유동할 수 있는 기체 유로가 내측에 마련되고, 기체를 토출시키기 위해 상기 기체 유로와 연결되는 배기구가 일측에 구비되며, 상기 배기구가 상기 분사구와 이격되어 마주하도록 일단이 상기 흡입실에 놓이는 기체 분사부와,
    상기 배기구를 빠져나오는 기체를 상기 분사구 쪽으로 통과시키기 위해 상기 배기구와 연결될 수 있는 토출구를 구비하는 가이드 캡을 포함하고,
    상기 배기구는 복수 개가 각기 다른 크기를 갖도록 상기 기체 분사부의 둘레에 이격 배치되고,
    상기 가이드 캡은 상기 토출구가 상기 복수의 배기구 중 어느 하나와 연결될 수 있도록 상기 기체 분사부의 일단에 각도 변경 가능하게 결합되며,
    상기 기체 유로로 공급되는 기체를 상기 배기구를 통해 상기 흡입실을 거쳐 상기 분사구로 토출시켜 상기 흡입실에 음압을 발생시키고, 상기 흡입실에 발생하는 음압으로 분무 입자를 상기 흡입실로 유도하여 상기 배기구에서 토출되는 기체와 함께 상기 분사구로 분무하는 것을 특징으로 하는 분무유닛.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 분사유로 중에 상기 분사유로를 차폐하도록 배치되되, 상기 분사구에서 분사되는 기체와 분무 입자가 통과할 수 있는 분배구를 갖는 분배기 플레이트; 및
    상기 분사구에서 분사되는 분무 입자가 충돌할 수 있도록 상기 분배기 플레이트의 일면으로부터 상기 분사구 측으로 돌출되는 분배기 로드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분무유닛.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 분배기 로드는 그 중심이 상기 분사구의 중심과 일치하도록 배치되고,
    상기 분배구는 상기 분배기 로드의 둘레에 복수 개가 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 분무유닛.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 분배기 로드는 상기 분사구로부터의 이격 거리가 조절될 수 있도록 상기 분배기 플레이트에 결합되는 것을 특징으로 하는 분무유닛.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 분배기 로드는,
    상기 분배기 플레이트에 고정되는 고정 로드와,
    상기 고정 로드로부터 돌출될 수 있도록 상기 고정 로드에 이동 가능하게 결합되는 가동 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 분무유닛.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 고정 로드는 고정 로드 나사부를 구비하고,
    상기 가동 로드는 상기 고정 로드 나사부에 맞물리는 가동 로드 나사부를 구비하여 상기 고정 로드에 나사 운동 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 분무유닛.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 분배기 로드는,
    상기 고정 로드에 대한 상기 가동 로드의 상대 이동을 단속하기 위한 가동 로드 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 분무유닛.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 가동 로드 스토퍼는,
    상기 고정 로드와 상기 가동 로드 중 어느 하나에 마련되는 디텐트 홈과,
    상기 디텐트 홈에 삽입될 수 있도록 상기 고정 로드와 상기 가동 로드 중 다른 하나에 이동 가능하게 구비되는 디텐트 돌기부재와,
    상기 디텐트 돌기부재에 대해 상기 디텐트 홈에 삽입되는 방향으로 탄성력을 가하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 분무유닛.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 분사관부는,
    일단이 상기 흡입관부에 연결되고, 타단에 제 1 플랜지가 구비되는 제 1 관과,
    일단에 상기 제 1 플랜지에 대응하는 제 2 플랜지가 구비하고, 상기 제 2 플랜지가 상기 제 1 플랜지와 합착되도록 상기 제 1 관부에 연결되는 제 2 관을 포함하고,
    상기 분배기 플레이트는 가장자리가 상기 제 1 플랜지와 상기 제 2 플랜지 사이에 개재되어 상기 분사관부에 고정되는 것을 특징으로 하는 분무유닛.
  17. 제 9 항에 있어서,
    상기 분무유닛 하우징은,
    상기 분사유로를 통과하는 분무 입자가 응결된 응축수를 상기 분사관부로부터 배출시키기 위해 상기 분사관에 연결되는 드레인부를 포함하되,
    상기 드레인부는 상기 분사유로를 통한 분무 입자의 유동 방향을 기준으로 상기 분배기 플레이트보다 하류에 배치되는 것을 특징으로 하는 분무유닛.
  18. 제 8 항에 있어서,
    상기 흡입유로를 차폐하도록 상기 흡입관부의 내측에 설치되는 차폐 플레이트; 및
    상기 차폐 플레이트를 관통하도록 상기 차폐 플레이트에 결합되어 상기 흡입유로 중에 배치되고, 내측에 가이드 유로가 마련되어 상기 챔버의 분무 입자를 상기 가이드 유로를 통해 상기 흡입부로 유동시킬 수 있도록 끝단이 상기 흡입부와 연결되는 가이드 튜브;를 포함하되,
    상기 가이드 유로는 분무 입자가 상기 흡입부로 배출되는 출구 쪽 폭이 분무 입자가 상기 가이드 유로로 유입되는 입구 쪽 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 분무유닛.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 흡입부의 내측에는 상기 흡입부의 내측에서 분무 입자의 유동을 막을 수 있는 격벽이 마련되고,
    상기 격벽에는 상기 가이드 유로를 통과하는 분무 입자를 상기 흡입실로 유입시키기 위한 흡입구가 형성되되,
    상기 흡입구의 폭은 상기 가이드 유로의 출구 쪽 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 분무유닛.
  20. 플라스틱 입자를 함유한 용액이 담기는 챔버를 갖는 용기;
    상기 용액에 초음파를 가할 수 있도록 상기 용기에 결합되는 초음파 발생기; 및
    상기 챔버에서 생성되는 분무 입자를 외부로 분사할 수 있도록 상기 용기에 결합되는 분무유닛;을 포함하고,
    상기 초음파 발생기로 상기 용액에 초음파를 가하여 상기 용액에 함유된 플라스틱 입자를 미세플라스틱으로 분해시키면서 상기 용액을 미세플라스틱이 함유된 분무 입자로 기화시키고, 분무 입자를 상기 분무유닛으로 분무시키되,
    상기 분무유닛은,
    내측에 상기 챔버와 연결되는 흡입유로가 마련된 흡입관부와, 상기 흡입관부의 측부로부터 외측으로 연장되도록 상기 흡입관부의 일측에 연결되고 내측에 상기 흡입유로와 연결되는 분사유로가 마련되는 분사관부를 구비하고, 상기 용기에 결합되는 분무유닛 하우징과,
    상기 흡입유로를 통해 상기 챔버의 분무 입자를 흡입하고 상기 분사유로를 통해 분무 입자를 분무하기 위해 상기 분무유닛 하우징에 설치되는 차압방식 분무기를 포함하고,
    상기 차압방식 분무기는,
    분무 입자가 흡입될 수 있도록 상기 흡입유로와 연결되는 흡입실이 내측에 마련되고, 상기 흡입실의 분무 입자를 외부로 분사할 수 있도록 상기 흡입실과 연결되는 분사구를 갖는 흡입부와,
    기체가 유동할 수 있는 기체 유로가 내측에 마련되고, 기체를 토출시키기 위해 상기 기체 유로와 연결되는 배기구가 일측에 구비되며, 상기 배기구가 상기 분사구와 이격되어 마주하도록 일단이 상기 흡입실에 놓이는 기체 분사부와,
    상기 배기구를 빠져나오는 기체를 상기 분사구 쪽으로 통과시키기 위해 상기 배기구와 연결될 수 있는 토출구를 구비하는 가이드 캡을 포함하고,
    상기 배기구는 복수 개가 각기 다른 크기를 갖도록 상기 기체 분사부의 둘레에 이격 배치되고,
    상기 가이드 캡은 상기 토출구가 상기 복수의 배기구 중 어느 하나와 연결될 수 있도록 상기 기체 분사부의 일단에 각도 변경 가능하게 결합되며,
    상기 기체 유로로 공급되는 기체를 상기 배기구를 통해 상기 흡입실을 거쳐 상기 분사구로 토출시켜 상기 흡입실에 음압을 발생시키고, 상기 흡입실에 발생하는 음압으로 분무 입자를 상기 흡입실로 유도하여 상기 배기구에서 토출되는 기체와 함께 상기 분사구로 분무하는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱 분산 발생장치.
  21. 삭제
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 분무유닛은,
    상기 분사유로 중에 상기 분사유로를 차폐하도록 배치되되, 상기 분사구에서 분사되는 기체와 분무 입자가 통과할 수 있는 분배구를 갖는 분배기 플레이트와,
    상기 분사구에서 분사되는 분무 입자가 충돌할 수 있도록 상기 분배기 플레이트의 일면으로부터 상기 분사구 측으로 돌출되는 분배기 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱 분산 발생장치.
  23. 제 20 항에 있어서,
    상기 분무유닛은,
    상기 분사유로를 통과하는 분무 입자를 전기적으로 중화시키기 위해 상기 기체 분사부에 결합되는 중화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱 분산 발생장치.
  24. 제 20 항에 있어서,
    상기 분무유닛을 통해 분사되는 분무 입자의 농도를 측정하기 위한 농도 센서; 및
    상기 농도 센서의 감지 신호에 따라 상기 초음파 발생기를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱 분산 발생장치.
  25. 제 20 항에 있어서,
    상기 챔버에서 상기 용액을 교반하기 위해 상기 용기에 설치되는 교반기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱 분산 발생장치.
  26. 제 20 항에 있어서,
    상기 용액의 온도를 변화시킬 수 있도록 상기 용기에 설치되는 히터 또는 냉각기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱 분산 발생장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116921085B (zh) * 2023-07-19 2024-04-26 江苏金碧田系统集成有限公司 一种室外喷雾降温设备及其控制方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009034576A (ja) 2007-07-31 2009-02-19 Mutsuo Hirano 液体噴霧装置
KR101421623B1 (ko) 2013-05-08 2014-07-22 (주)에이치시티 스프레이 방식을 이용한 유기 용제 가스 흡입 독성 시험 장치
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Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100500675B1 (ko) * 2003-02-10 2005-07-11 주식회사 에이앤피사이언스 고유량 입자 분무장치
KR20060118819A (ko) * 2005-05-17 2006-11-24 한국기계연구원 액상 물질 기화 장치
KR102094373B1 (ko) 2018-09-05 2020-03-27 주식회사 마하테크 미세플라스틱 검출장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009034576A (ja) 2007-07-31 2009-02-19 Mutsuo Hirano 液体噴霧装置
KR101421623B1 (ko) 2013-05-08 2014-07-22 (주)에이치시티 스프레이 방식을 이용한 유기 용제 가스 흡입 독성 시험 장치
KR102166309B1 (ko) 2018-10-22 2020-10-15 한국산업안전보건공단 흡입독성시험용 미스트 발생기

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