KR102449884B1 - 정전 분무 장치 - Google Patents

Abstract

정전 분무 장치가 개시된다. 정전 분무 장치는 내부 유로가 제1방향으로 형성된 하우징; 상기 하우징 내에서 상기 제1방향으로 기류를 형성하는 구동 팬; 상기 하우징 내에 위치하며, 액체가 담긴 용기; 일단이 상기 용기에 담긴 액체에 침지되어 상기 액체를 흡수하고, 흡수된 액체가 미세입자로 분무되는 분무 팁들이 상기 제1방향에 수직한 제2방향으로 서로 이격하여 배열되는 섬유 재질의 제1전극; 상기 제1방향으로 상기 제1전극과 이격하여 위치하며, 상기 액체의 미세입자들이 통과하는 홀들이 형성된 제2전극; 및 상기 제2전극에 전압을 인가하는 전원부를 포함한다.

Description

정전 분무 장치{Electrostatic spray apparatus}

본 발명은 정전 분무 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 섬유 재질의 제1전극에서 액체가 흡수되고, 제2전극에서 발생된 전기장에 의해 액체가 미세 입자로 분무되는 장치에 관한 것이다.

기존의 정전 분무 방식은 모세관 내부로 분사하고자 하는 액체를 주입하고, 고전압 인가로 발생된 전기장을 이용하여 액체를 미세한 입자들로 발생시키는 방식을 사용하고 있다.

모세관의 경우, 내경이 매우 작아(보통 직경 1mm 이하) 이물질이 모세관 내부에 침착될 수 있으며, 이 경우 모세관 내로 액체의 주입이 이루어지지 못해 입자 발생이 차단된다. 때문에, 기존의 장치는 장시간 운전에 많은 어려움을 겪고 있다.

그리고 액체 주입을 일정하게 제어하지 못할 경우 분무가 되지 못하거나 액적이 방울 형태로 떨어지게 된다. 때문에 일정한 양의 액체 주입 장치가 필요하며, 모세관의 방향이 중력방향에 대하여 바뀌게 되면 분무형태가 바뀌거나 분무가 안 되는 문제점이 있다.

또한, 전극 유로의 직경이 작을수록 분무를 발생시킬 수 있는 인가 전압이 낮아지는데, 낮은 인가 전압은 전기적으로 안전할 뿐만 아니라 오존발생을 억제할 수 있다. 그러나 모세관 전극 방식은 그 구조상 모세관 내부에 유로가 형성되는 관계로 모세관의 직경을 내부 유로의 크기보다 작게 할 수 없는 한계가 있다.

본 발명은 액적 분무가 효과적으로 발생할 수 있는 정전 분무 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 가습 기능, 미세 먼지 제거 기능, 그리고 살균 기능을 동시에 수행할 수 있는 정전 분무 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 정전 분무 장치는 내부 유로가 제1방향으로 형성된 하우징; 상기 하우징 내에서 상기 제1방향으로 기류를 형성하는 구동 팬; 상기 하우징 내에 위치하며, 액체가 담긴 용기; 일단이 상기 용기에 담긴 액체에 침지되어 상기 액체를 흡수하고, 흡수된 액체가 미세입자로 분무되는 분무 팁들이 상기 제1방향에 수직한 제2방향으로 서로 이격하여 배열되는 섬유 재질의 제1전극; 상기 제1방향으로 상기 제1전극과 이격하여 위치하며, 상기 액체의 미세입자들이 통과하는 홀들이 형성된 제2전극; 및 상기 제2전극에 전압을 인가하는 전원부를 포함한다.

또한, 상기 제1전극은, 하단부가 상기 용기에 담긴 액체에 침지되고, 그 길이방향이 상기 제2방향으로 제공된 흡수 영역; 및 상기 제2방향으로 서로 상이한 높이에서 상기 흡수 영역과 결합하며, 그 길이방향이 상기 제1방향으로 제공되고, 그 끝단에 상기 분무 팁이 제공된 복수의 분무 영역을 포함할 수 있다.

또한, 상기 홀들은 상기 분무 팁들과 일대일 대응하여 형성되며, 상기 제1방향으로 상기 분무 팁과 동일 선상에 형성될 수 있다.

또한, 상기 분무 영역들 각각에 미세 진동을 인가하는 진동 인가부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1전극은 섬유 다발로 제공될 수 있다.

또한, 상기 섬유 재질은 탄소 섬유를 포함할 수 있다.

또한, 상기 분무 팁들은 브러쉬 형태일 수 있다.

또한, 상기 제1방향으로 상기 제2전극의 후방에 위치하며, 상기 액체의 미세입자와 미세먼지를 포집하는 복수 개의 집진판을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 섬유 재질의 제1전극에서 액체가 일정하게 흡수되고, 제2전극에서 발생된 전기장에 의해 액체가 미세 입자로 분무되므로, 액적 분무가 효과적으로 발생된다.

또한, 본 발명에 의하면, 제1전극의 분무 영역은 그 길이 방향이 기류의 흐름 방향과 나란하게 배치되므로, 액적의 분무가 효율적으로 발생되어 가습 기능이 향상될 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 외부 공기에 포함된 미세 먼지가 정전기력에 의해 하전된 액적에 부착되어 전하를 띄게 되므로, 집진기에서 미세 먼지가 용이하게 집진될 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 외부 공기에 포함된 세균은 제2전극의 전기장을 통과하는 과정에서 사멸하므로, 살균 기능이 함께 수행될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 정전 분무 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 정전 분무 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 제1방향에서 바라본 제1전극 지지체와 진동 인가부를 나타내는 도면이다.
도 4은 진동 발생 시 제1전극의 움직임을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제1전극의 분무 영역을 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 정전 분무 장치를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 정전 분무 장치(100)는 하우징(110), 구동 팬(120), 용기(130), 제1전극(140), 제2전극(150), 전원부(160), 그리고 집진판(170)을 포함한다.

하우징(110)은 내부에 제1방향(11)으로 유로(111)가 형성되고, 유입구(112)와 유출구(113)를 갖는다. 유입구(112)는 외부 공기(20)가 내부로 유입되는 통로로 제공되고, 유출구(113)는 내부 공기(30)가 외부로 유출되는 통로로 제공된다.

구동 팬(120)은 하우징(110) 내부에 제공되며, 제1방향(11)으로 기류를 형성한다. 구동 팬(120)은 유입구(112)로부터 유출구(113) 측으로 기류를 형성한다.

용기(130)는 하우징(110) 내부에 놓이며, 액체(131)를 저장한다. 일 실시 예에 의하면, 액체(131)는 물을 포함하다. 다른 실시 예에 의하면, 액체(131)는 물에 살균액이 혼합된 살균 용액을 포함한다.

제1전극(140)은 섬유 재질로 제공된다. 섬유 재질은 흡수성이 우수한 섬유로, 천연 섬유 또는 합성 섬유를 포함한다. 일 예에 의하면, 섬유 재질은 탄소 섬유, 나일론, ABS 수지, 폴리카보네이트, 폴리수지, 폴리비닐알콜, 전분-아크릴로니트릴 그라프트 공중합체의 가수분해물에서 선택될 수 있다. 상기 탄소 섬유는 Carbon nano fiber(CNF)와 Carbon nano tube(CNT)를 포함한다. 탄소 섬유는 다른 섬유에 비해 낮은 크기의 전압의 인가에도 상기 액체의 미세 입자 분무가 용이하게 발생될 수 있다. 실시 예에 의하면, 제1전극(140)은 섬유 다발로 제공될 수 있다. 제1전극(140)은 접지된다.

제1전극(140)은 흡수 영역(141)과 분무 영역(145)을 포함한다.

흡수 영역(141)은 소정 길이를 가지며, 그 길이방향이 제1방향(11)에 수직한 제2방향(12)으로 제공된다. 흡수 영역(141)은 하단부가 용기(130)에 담긴 액체(131)에 침지된다.

분무 영역(145)은 복수 개 제공되며, 제2방향(12)을 따라 서로 다른 높이에 제공된다. 분무 영역(145)은 그 길이방향이 제1방향(11)으로 제공되며, 일단이 흡수 영역(141)과 결합하고, 타단에 분무 팁(146)이 제공된다. 일 실시 예에 의하면, 분무 팁(146)은 콘 형상을 가지며, 그 끝단으로 갈수록 직경이 점차 감소한다.

제1전극(140)이 섬유 재질로 제공됨에 따라, 용기(130)에 담긴 액체(131)가 흡수 영역(141)에 흡수되고, 흡수된 액체(131)는 분무 영역(145)을 통해 분무 팁(146)으로 전달된다.

제2전극(150)은 제1방향(11)을 따라 제1전극(140)의 후방에 위치한다. 일 실시 예에 의하면, 제2전극(150)은 도전성 판으로, 일면이 제1방향(11)에 수직하게 배치된다. 제2전극(150)에는 복수 개의 홀(151)들이 형성된다. 홀(151)들은 분무 팁(146)과 일대일 대응하며, 제1방향(11)으로 분무 팁(146)과 동일 선상에 위치한다.

전원부(160)는 제2전극(150)에 소정 크기의 전압을 인가한다.

집진 판(170)은 제1방향(11)을 따라 제2전극(150)의 후방에 위치하며, 복수 개가 제2방향(12)을 따라 서로 이격하여 배치된다. 집진 판(170)은 접지된다.

이하, 상술한 정전 분무 장치의 동작 과정을 설명한다.

구동 팬(120)의 구동으로 외부 공기(30)가 하우징(110)의 유입구(112)를 통해 내부 유로(11)로 유입된다. 제1전극(140)에서는 용기(130)에 담긴 액체(131)가 흡수되고, 흡수된 액체(131)는 분무 팁(146)으로 이동한다. 전원부(160)에서 인가된 전압에 의해 제2전극(150)에서 전기장이 발생하고, 전기장에 의해 분무 팁(146)에서 액체가 미세 입자(132, 이하, 액적이라 한다.)로 분무된다. 분무 영역(145)의 길이 방향이 기류의 흐름 방향과 나란하게 배치되므로, 액적의 분무가 효율적으로 발생할 수 있다. 분무된 액적(132)은 그 크기가 매우 작고, 전기장에 의해 높은 전하를 띄게 된다. 외부 공기(20)에 포함된 미세 먼지(21)는 정전기력에 의해 액적(132)에 부착되고, 전하를 띄게 된다.

제1방향(11)으로의 기류 흐름을 따라 액적(132)과 미세 먼지(21)는 제2전극(150)의 홀(151)들을 통과한다. 홀(151)들은 기류의 흐름 방향으로 형성되므로, 액적(132)과 미세 먼지(21)가 용이하게 유입될 수 있다. 액적(132)과 미세 먼지(21)가 홀(151)들을 통과하는 과정에서, 미세 먼지(21)와 액적(132)의 부착 확률이 증대된다.

하전된 미세 먼지(21)와 액적(132)은 집진판(170)에 포집된다. 이에 의해, 하우징(110)의 유출구(113)로 미세 먼지(21)가 제거된 공기(30)가 외부로 배출될 수 있다.

또한, 전기장에 의해 발생된 액적(132)은 그 크기가 작아 제1전극(140)에서 증발이 활발히 발생한다. 액적(132)은 미세 먼지(21)가 제거된 공기(30)와 함께 외부로 배출되어 주변 습도를 조절할 수 있다.

또한, 외부 공기(20)에 포함된 세균은 전기장을 통과하는 과정에서 사멸하므로, 살균 기능이 함께 수행될 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 정전 분무 장치를 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2의 제1방향에서 바라본 제1전극 지지체와 진동 인가부를 나타내는 도면이고, 도 4은 진동 발생 시 제1전극의 움직임을 나타내는 도면이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 정전 분무 장치(100)는 제1전극 지지체(180)와 진동 인가부(190)를 더 포함한다.

제1전극 지지체(180)는 비전도성 재질로, 분무 영역(145)을 지지한다. 제1전극 지지체(180)는 원통 형상으로 분무 영역(145)들에 각각 삽입된다. 제1전극 지지체(180)는 흡수 영역(141)과 인접한 분무 영역(145)의 일단에 삽입된다.

진동 인가부(190)는 분무 영역(145)에 진동을 인가한다. 진동 인가부(190)는 진동 발생부(191)와 진동 전달 로드(192)를 포함한다. 진동 전달 로드(192)는 진동 발생부(191)와 제1전극 지지체(180) 각각을 연결하며, 진동 발생부(191)에서 발생된 진동을 제1전극 지지체(180)들에 전달한다.

진동의 인가로 분무 영역(145)에 떨림이 발생하고, 섬유 재질로 제공되는 제1전극(140)의 유연한 특성으로 인해, 분무 팁(146)에서 가장 큰 떨림이 발생한다. 분무 팁(146)에서의 큰 떨림은 액적(132)의 분무 효율을 증가시킨다.

한편, 제2전극(150)은 금속 재질의 와이어 메쉬(wire mesh)가 사용될 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제1전극의 분무 영역을 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면, 분무 영역(145)의 분무 팁(146)은 얇은 섬유들이 브러쉬 형태로 제공된다. 브러쉬 형태는 표면적을 증가시켜, 액적의 분무 효율을 증가시킨다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

100: 정전 분무 장치
110: 하우징
120: 구동 팬
130: 용기
140: 제1전극
150: 제2전극
160: 전원부
170: 집진판

Claims (8)

1. 내부 유로가 제1방향으로 형성된 하우징;
   상기 하우징 내에서 상기 제1방향으로 기류를 형성하는 구동 팬;
   상기 하우징 내에 위치하며, 액체가 담긴 용기;
   일단이 상기 용기에 담긴 액체에 침지되어 상기 액체를 흡수하고, 흡수된 액체가 미세입자로 분무되는 분무 팁들이 상기 제1방향에 수직한 제2방향으로 서로 이격하여 배열되는 섬유 재질의 제1전극;
   상기 제1방향으로 상기 제1전극과 이격하여 위치하며, 상기 액체의 미세입자들이 통과하는 홀들이 형성된 제2전극;
   상기 제2전극에 전압을 인가하는 전원부; 및
   진동 인가부를 포함하되,
   상기 제1전극은
   하단부가 상기 용기에 담긴 액체에 침지되고, 그 길이방향이 상기 제2방향으로 제공된 흡수 영역; 및
   상기 제2방향으로 서로 상이한 높이에서 상기 흡수 영역과 결합하며, 그 길이방향이 상기 제1방향으로 제공되고, 그 끝단에 상기 분무 팁이 제공된 복수의 분무 영역을 포함하고,
   상기 진동 인가부는 상기 분무 영역들 각각에 미세 진동을 인가하는 정전 분무 장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 홀들은 상기 분무 팁들과 일대일 대응하여 형성되며, 상기 제1방향으로 상기 분무 팁과 동일 선상에 형성되는 정전 분무 장치.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1전극은 섬유 다발로 제공되는 정전 분무 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 섬유 재질은 탄소 섬유를 포함하는 정전 분무 장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 분무 팁들은 브러쉬 형태인 정전 분무 장치.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1방향으로 상기 제2전극의 후방에 위치하며, 상기 액체의 미세입자와 미세먼지를 포집하는 복수 개의 집진판을 더 포함하는 정전 분무 장치.

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