KR102570473B1 - 정전분무 노즐 필름 및 이를 구비한 정전분무 시스템 - Google Patents

정전분무 노즐 필름 및 이를 구비한 정전분무 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102570473B1
KR102570473B1 KR1020220127223A KR20220127223A KR102570473B1 KR 102570473 B1 KR102570473 B1 KR 102570473B1 KR 1020220127223 A KR1020220127223 A KR 1020220127223A KR 20220127223 A KR20220127223 A KR 20220127223A KR 102570473 B1 KR102570473 B1 KR 102570473B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
film
electrostatic spray
base layer
spray nozzle
electrostatic
Prior art date
Application number
KR1020220127223A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220139848A (ko
Inventor
이승섭
정지훈
최진영
이정우
Original Assignee
주식회사 제이마이크로
한국과학기술원
동신대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 제이마이크로, 한국과학기술원, 동신대학교산학협력단 filed Critical 주식회사 제이마이크로
Priority to KR1020220127223A priority Critical patent/KR102570473B1/ko
Publication of KR20220139848A publication Critical patent/KR20220139848A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102570473B1 publication Critical patent/KR102570473B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/02—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
    • A61L2/08—Radiation
    • A61L2/10—Ultra-violet radiation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/16—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using chemical substances
    • A61L2/22—Phase substances, e.g. smokes, aerosols or sprayed or atomised substances
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/14—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with multiple outlet openings; with strainers in or outside the outlet opening
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B14/00—Arrangements for collecting, re-using or eliminating excess spraying material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/001—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means incorporating means for heating or cooling, e.g. the material to be sprayed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/0255—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns spraying and depositing by electrostatic forces only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/053—Arrangements for supplying power, e.g. charging power
    • B05B5/0531—Power generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/053—Arrangements for supplying power, e.g. charging power
    • B05B5/0533—Electrodes specially adapted therefor; Arrangements of electrodes
    • B05B5/0536—Dimensional characteristics of electrodes, e.g. diameter or radius of curvature of a needle-like corona electrode
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/08—Plant for applying liquids or other fluent materials to objects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/16—Arrangements for supplying liquids or other fluent material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/16—Arrangements for supplying liquids or other fluent material
    • B05B5/1608—Arrangements for supplying liquids or other fluent material the liquid or other fluent material being electrically conductive
    • B05B5/1616—Arrangements for supplying liquids or other fluent material the liquid or other fluent material being electrically conductive and the arrangement comprising means for insulating a grounded material source from high voltage applied to the material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/02—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying
    • B05D1/04—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying involving the use of an electrostatic field
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form
    • B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
    • B32B3/266—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by an apertured layer, the apertures going through the whole thickness of the layer, e.g. expanded metal, perforated layer, slit layer regular cells B32B3/12
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H01M8/04126—Humidifying
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2202/00—Aspects relating to methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects
    • A61L2202/10—Apparatus features
    • A61L2202/14—Means for controlling sterilisation processes, data processing, presentation and storage means, e.g. sensors, controllers, programs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/04—Punching, slitting or perforating
    • B32B2038/047—Perforating

Abstract

본 발명의 일 실시예는, 정전분무 노즐 필름을 구비한 정전분무부; 상기 정전분무부로 전원과 초순수를 공급하는 전원부; 및 상기 정전분무부와 상기 전원부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 정전분무부 내의 가습된 공기는 상기 전원부의 연료전지로 공급되는 정전분무 시스템을 개시한다.

Description

정전분무 노즐 필름 및 이를 구비한 정전분무 시스템{Electrostatic spray nozzle film and electrostatic spray system comprising the same}
본 발명의 실시예는, 정전분무 노즐 필름 및 이를 구비한 정전분무 시스템에 관한 것이다.
정전분무란 전기력에 의하여 액체를 미세한 액적들로 분열시켜 분무하는 방법으로, 일 예로, 노즐을 통과한 액체는 전자기력에 의해 테일러 콘(Talor Cone)을 형성하고, 짧은 액주 구간을 지나 액체 입자간의 척력에 의해 분열하면서, 미세한 액적으로 분사될 수 있다. 이때, 분무되는 미세 액적은 대전된 상태를 가지므로, 정전분무는 집진장치 등에서 활용되고 있다. 한편, 액체가 물인 경우, 정전분무를 위해 높은 전압을 인가하여야 하며, 물의 높은 표면장력과 전기전도도로 인해 안정적인 분무가 어려울 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 물을 안정적으로 정전 분무하여, 다양한 분야에 적용될 수 있는 정전분무 노즐 필름 및 이를 구비한 정전분무 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는, 정전분무 노즐 필름을 구비한 정전분무부; 상기 정전분무부로 전원과 초순수를 공급하는 전원부; 및 상기 정전분무부와 상기 전원부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 정전분무부 내의 가습된 공기는 상기 전원부의 연료전지로 공급되는 정전분무 시스템을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 정전분무 노즐 필름은, 제1 베이스층, 및 상기 제1 베이스층의 표면에서 외부로 돌출되고, 뿔대 형상을 가지며, 상기 제1 베이스층을 관통하는 제1 개구를 내부에 구비한 복수의 노즐들을 포함하는 제1 필름; 상기 제1 필름 상에 배치된 제2 베이스층을 포함하는 제2 필름; 및 상기 제1 필름과 상기 제2 필름 사이에 배치된 복수의 포위전극들;을 포함하고, 평면상에서, 상기 복수의 포위전극들은 상기 노즐들을 각각 에워싸도록 위치할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 베이스층은, 상기 복수의 노즐들의 상기 제1 개구들과 대응하는 위치에 형성된 제2 개구들을 포함하고, 상기 제2 개구들 각각의 폭은 대응하는 상기 제1 개구의 폭보다 클 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 정전분무 노즐 필름은, 상기 제2 필름 상에 위치하고, 정전분무를 위한 물이 흐르는 유로가 형성된 제3 필름을 더 포함하며, 상기 제2 개구들은 상기 제1 개구들과 상기 유로를 연결할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제3 필름 상에 적층된 제4 필름을 더 포함하고, 상기 제4 필름은 전기변색필름 및 안테나필름 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 포위전극들에는 동일한 전압이 인가될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 정전분무 노즐 필름은, 평면상에서, 상기 복수의 포위전극들 사이에 발광소자를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 베이스층의 표면에는 상기 노즐들 주변에 배치된 복수의 돌기들이 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 돌기들은 소수성을 가질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 정전분무부는 내부 공간을 정의하는 벽부와 상기 벽부 상에 위치하고 상기 내부 공간을 덮는 커버를 포함하고, 상기 커버와 상기 벽부 중 적어도 어느 하나는 상기 정전분무 노즐 필름을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는, 제1 베이스층 및 상기 제1 베이스층의 표면에서 외부로 돌출되고, 뿔대 형상을 가지며, 상기 제1 베이스층을 관통하는 제1 개구를 내부에 구비한 복수의 노즐들을 포함하는 제1 필름; 상기 제1 필름 상에 배치된 제2 베이스층을 포함하는 제2 필름; 상기 제1 필름과 상기 제2 필름 사이에서, 상기 노즐들을 각각 에워싸도록 배치된 복수의 포위전극들과 상기 복수의 포위전극들을 서로 전기적으로 연결되는 연결배선; 및 상기 복수의 포위전극들 사이에 배치된 발광소자;를 포함하는 정전분무 노즐 필름을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 필름 상에 위치하고, 정전분무를 위한 물이 흐르는 유로가 형성된 제3 필름을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 물은 초순수일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 베이스층은, 상기 복수의 노즐들의 상기 제1 개구들과 대응하는 위치에 형성된 제2 개구들을 포함하고, 상기 제2 개구들은 상기 제1 개구들과 상기 유로를 연결할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 개구들 각각의 폭은 대응하는 상기 제1 개구의 폭보다 클 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제3 필름 상에 적층된 제4 필름을 더 포함하고, 상기 제4 필름은 전기변색필름 및 안테나필름 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 베이스층의 표면에는 상기 노즐들 주변에 배치된 소수성의 복수의 돌기들이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 노즐을 에워싸는 포위전극에 일정전압이 인가됨에 따라, 노즐 끝단에 전기장이 용이하게 집중되어 안정적으로 물을 정전 분무할 수 있다. 또한, 포위 전극에 일정 전압이 인가됨으로써, 물을 정전 분무 하기 위해 물에 인가되는 전압의 크기가 감소할 수 있으므로, 정전 분무 효율이 향상될 수 있다.
또한, 전원부의 연료전지에서 생성된 초순수를 이용하여 정전분무를 하므로, 정전분무 효율이 향상될 수 있고, 정전분무를 위한 별도의 물의 공급이 필요하지 않으며, 물에 포함된 이물질 등에 의한 노즐의 막힘 현상 등이 방지될 수 있다.
뿐만 아니라, 정전분무부 내부의 가습된 공기를 전원부의 연료전지로 공급함으로써, 연료전지의 효율이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전분무 노즐 필름의 일 예를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 도시한 평면도이다.
도 3은 도 2의 I-I' 단면의 일 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 도 2의 I-I' 단면의 다른 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 도 1은 정전분무 노즐 필름의 변형예를 도시한 평면도이다.
도 6은 도 1은 정전분무 노즐 필름의 또 다른 변형예를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 정정분무 시스템의 일 예를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 8은 도 7의 정전분무부 및 전원부의 일 예를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 9는 도 7의 정전분무부의 다른 예를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 10은 도 8의 벽부의 일 예를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 11은 도 10의 II-II' 단면의 일 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전분무 노즐 필름의 일 예를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 도시한 평면도이며, 도 3은 도 2의 I-I' 단면의 일 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 정전분무 노즐 필름(100)은 순차적으로 적층된 제1 필름(110), 제2 필름(120) 및 제3 필름(130)을 포함할 수 있고, 제1 필름(110)은 물을 분무하는 복수의 노즐(112)들을 구비할 수 있다. 도 1은 정전분무 노즐 필름(100)의 저면을 도시하는 평면도이다.
구체적으로, 제1 필름(110)은 제1 베이스층(111) 및 제1 베이스층(111)의 표면에서 외부로 돌출된 복수의 노즐(112)들을 구비할 수 있다.
제1 베이스층(111)은 투명한 필름일 수 있다. 제1 베이스층(111)은 폴리이미드, 아크릴, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리술폰, 폴리메틸메타크릴레이트, 트리아세틸셀룰로오스, 폴리디메틸실록산 등일 수 있다.
복수의 노즐(112)들 각각은, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 베이스층(111)의 표면으로부터 돌출된 방향으로 갈수록 폭이 점차 좁아지는 형태를 가질 수 있다. 복수의 노즐(112)들 각각은 다각 뿔대, 원뿔대 등의 뿔대 형태를 가질 수 있다. 또한, 노즐(112)의 가운데에 형성된 제1 개구(OP1)는 일정한 폭을 가지고 제1 베이스층(111)을 관통하도록 연장될 수 있다.
일 예로, 노즐(112)은 사각 뿔대 형상을 가질 수 있다. 이때, 제1 베이스층(111)의 표면과 접하는 사각 뿔대의 밑변의 길이는 가로 150㎛ 이하, 세로 150㎛ 이하이고, 높이는 50㎛ 이상이며, 노즐(112) 내부의 제1 개구(OP1)의 지름은 약 50㎛일 수 있다. 이처럼, 노즐(112)들 각각이 마이크로 크기를 가지며, 뿔대 형상을 가짐에 따라 정전분무 개시전압이 감소할 수 있고, 미립화된 액적을 용이하게 분사할 수 있으므로, 보다 안정적인 분무가 가능하다.
복수의 노즐(112)들은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 서로 일정간격 이격되어 배치될 수 있다. 일 예로, 노즐(112)들 간의 간격은 1 mm 내지 3 mm일 수 있다.
제2 필름(120)은 복수의 노즐(112)들과 각각 대응하는 복수의 포위전극(122)들을 포함할 수 있다. 구체적으로, 제2 필름(120)은 제2 베이스층(121)을 포함하고, 복수의 포위전극(122)들은 제2 베이스층(121) 상에 위치할 수 있다.
제2 베이스층(121)은 투명한 필름일 수 있다. 제2 베이스층(121)은 폴리이미드, 아크릴, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리술폰, 폴리메틸메타크릴레이트, 트리아세틸셀룰로오스, 폴리디메틸실록산 등일 수 있다.
복수의 포위전극(122)들은 제2 베이스층(121)의 표면에 인입되어 배치될 수 있다. 일 예로, 제2 베이스층(121)의 표면과 복수의 포위전극(122)들의 표면은 동일면을 이룰 수 있으며, 복수의 포위전극(122)들은 제2 베이스층(121) 및 제1 베이스층(111) 사이에서 이들과 접할 수 있다.
한편, 도 2에서 도시하는 바와 같이, 평면상에서, 복수의 포위전극(122)들은 복수의 노즐(112)들을 각각 에워싸도록 배치된다. 일 예로, 포위전극(112)은 직경이 약 2mm인 원형 또는 도넛 형태를 가질 수 있다. 복수의 포위전극(112)들은 서로 이격되어 배치되되, 연결배선(124)에 의해 서로 전기적으로 연결되어 동일한 전위를 가질 수 있다.
복수의 포위전극(112)들과 연결배선(124)은 일체로 형성될 수 있다. 일 예로, 복수의 포위전극(112)들과 연결배선(124)은, 복수의 포위전극(112)들과 연결배선(124)이 형성될 위치에 대응하도록 제2 베이스층(121)에 홈을 형성한 후, 홈에 도전성 페이스트를 스크린 인쇄하여 형성할 수 있다. 다른 예로, 복수의 포위전극(112)들과 연결배선(124)은 제2 베이스층(121)에 형성된 홈에 증착 등의 방법에 의해 형성될 수 있다. 이때, 제2 베이스층(121)에 형성된 홈에는 스크린 인쇄 등에 의해 포위전극(112)들과 연결배선(124)의 증착을 용이하게 하기 위한 시드층이 선행적으로 형성될 수 있다.
한편, 복수의 포위전극(112)들과 연결배선(124)에는 일정한 전압이 인가될 수 있다. 이처럼, 복수의 포위전극(112)들에 전압이 인가되면, 노즐(112)의 끝단을 중심으로 전기장(EF)이 집중되어 보다 안정적으로 액적을 분무할 수 있고, 정전분무 개시전압이 감소하여 정전분무 효율이 향상될 수 있다. 일 예로, 포위전극(112)이 없는 경우는 정전분무를 위해 물에 인가되는 전압이 9kV인 반면, 포위전극(112)에 5V의 전압이 인가되는 경우는 정전분무를 위해 물에 인가되는 전압은 1 내지 2kV로 감소할 수 있다.
또한, 복수의 포위전극(112)에 전압이 인가되면, 포위전극(112)의 저항에 의해 열이 발생하여, 노즐(112)을 통과하는 물의 온도가 상승할 수 있다. 물의 온도가 상승하면, 액적의 기화속도가 증가하여 미립화에 유리하고, 물의 표면장력이 감소하여 정전분무 개시전압이 감소함으로써, 노즐(112)의 분무 효율이 향상될 수 있다.
제2 필름(120) 상에는 제3 필름(130)이 적층될 수 있다. 제3 필름(130)은 제3 베이스층(132) 및 제3 베이스층(132)에 형성된 유로(FP)를 포함할 수 있다.
제3 베이스층(132)은 투명한 필름일 수 있다. 제3 베이스층(132)은 폴리이미드, 아크릴, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리술폰, 폴리메틸메타크릴레이트, 트리아세틸셀룰로오스, 폴리디메틸실록산 등일 수 있다.
유로(FP)는 정전분무를 위한 물(H2O)이 흐를 수 있는 통로로서, 제2 필름(120)을 향하는 제3 베이스층(132)의 표면에 형성된 홈일 수 있다. 다른 예로, 유로는 제3 베이스층(132) 내부에 형성될 수 있다. 이러한 유로(FP)는 복수의 노즐(112)들을 연결한 형상 즉, 매쉬 패턴을 가질 수 있다.
제3 필름(130)의 유로(FP)를 흐르는 물(H2O)은 노즐(112)로 공급되고, 정전분무를 위한 전압이 인가됨으로써, 노즐(112)에 의해 분무될 수 있다. 이를 위해, 제2 필름(120)은 복수의 노즐(112)들과 중첩하는 위치에, 복수의 노즐(112)들과 유로(FP)를 연결하는 복수의 제2 개구(OP2)들을 포함할 수 있다. 이때 제2 개구(OP2)의 폭은 노즐(112)의 중앙에 형성된 제1 개구(OP1)의 폭보다 크게 형성되며, 이에 의해 제1 개구(OP1)를 통과하는 물의 속도를 증가시킬 수 있다. 또한, 복수의 포위전극(122)들은 제2 개구(OP2)들을 각각 에워싸도록 위치함으로써, 제2 개구(OP2)를 통과하는 물(H2O)을 가열할 수 있다.
도 4는 도 2의 I-I' 단면의 다른 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 설명의 편의상 제1 필름(110)만을 도시하고 있다. 도 4를 참조하면, 제1 베이스층(111)의 표면에는 복수의 돌기(114)들이 더 형성될 수 있다. 복수의 돌기(114)들은 노즐(112)의 주변에 배치된다.
복수의 돌기(114)들은 노즐(112)보다 짧게 형성된다. 예를 들어, 복수의 돌기(114)들은 20㎛ 이하의 높이를 가질 수 있다. 또한, 복수의 돌기(114)들은 소수성을 가질 수 있다. 이러한 돌기(114)들은 액적이 노즐(112)에 맺혀 방울지는 현상을 방지하여 정전분무의 효율이 향상되도록 할 수 있다.
도 5는 도 1은 정전분무 노즐 필름의 변형예를 도시한 평면도이다.
도 5는 정전분무 노즐 필름(100)의 저면을 도시한다. 도 5를 참조하면, 앞서 설명한 바와 같이, 복수의 노즐(112)들이 서로 이격되도록 배치되며, 평면상에서, 복수의 포위전극(122)들은 노즐(112)들을 각각 에워싸도록 배치될 수 있다. 또한, 복수의 포위전극(122)들은 연결배선(124)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 정전분무 노즐 필름(100)은 발광소자(140)를 더 포함할 수 있다. 발광소자(140)는 일 예로, 발광 다이오드일 수 있다. 발광소자(140)는 정전분무 노즐 필름(100)이 사용되는 환경에 따라 다양한 광을 발광할 수 있다.
예를 들어, 정전분무 노즐 필름(100)이 식물을 재배하는 식물재배장치에 사용되는 경우, 발광소자(140)는 식물의 성장에 적절한 광을 공급할 수 있다. 또한, 발광소자(140)들 중 일부는 자외선을 발광할 수 있고, 자외선을 발광하는 발광소자(140) 주변에는 방전망(143) 또는 방전극이 설치될 수 있다. 따라서, 자외선에 의해 해충을 유도하고, 방전망(143) 또는 방전극으로 해충을 박멸할 수 있다. 일 예로, 방전망(143) 또는 방전극은 자외선을 발광하는 발광소자(140)을 덮는 커버 형태를 가질 수 있다.
다른 예로, 정전분무 노즐 필름(100)이 살균장치에 사용되는 경우, 발광소자(140)는 자외선을 발광할 수 있다.
이러한 발광소자(140)는 정전분무 노즐 필름(100)의 하면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 정전분무 노즐 필름(100)의 하면에는 발광소자(140)가 실장될 수 있는 FPCB가 배치되고, FPCB에 발광소자(140)가 실장될 수 있다. 이러한 경우, 도 4에서 설명한 돌기(도 4의 114)는 FPCB 또는 발광소자(140)가 배치가 배치된 위치에는 형성되지 않을 수 있다.
다른 예로, 발광소자(140)는 정전분무 노즐 필름(100)의 상면에 위치할 수도 있다. 앞서 설명한 제1 베이스층(도 3의 111), 제2 베이스층(도 3의 121) 및 제3 베이스층(도 3의 131)은 투명한 필름으로 형성될 수 있으므로, 정전분무 노즐 필름(100)의 상면에 발광소자(140)가 위치하더라도 발광소자(140)에서 발생한 광은 정전분무 노즐 필름(100)을 통과하여 식물 또는 살균대상까지 도달할 수 있다.
한편, 포위전극(122) 및 연결배선(124)에 의해 발생하는 열에 의한 영향을 최소화하기 위해, 발광소자(140)는 포위전극(122)들과 중첩하지 않는 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 하나의 발광소자(140)는 네 개의 포위전극(122)들 및 네 개의 포위전극(122)들을 연결하는 연결배선(124)에 의해 구획되는 영역 내에 위치할 수 있다.
도 6은 도 1의 정전분무 노즐 필름의 또 다른 변형예를 도시한 단면도이다.
도 6는 정전분무 노즐 필름(100)의 단면을 개략적으로 도시하고 있다. 도 6을 참조하면, 정전분무 노즐 필름(100)은 순차적으로 적층된 제1 필름(110), 제2 필름(120), 제3 필름(130) 및 제4 필름(150)을 포함할 수 있다.
제1 필름(110), 제2 필름(120) 및 제3 필름(130)은 앞서 설명한 바와 동일하므로 반복하여 설명하지 않는다.
제4 필름(150)은 기능성 필름으로서, 전기변색필름 및 안테나필름 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
전기변색필름은 인가되는 전기량에 따라 색이 변하는 필름으로, 이를 통과하는 빛의 양을 자유롭게 조절할 수 있다. 따라서, 정전분무 노즐 필름(100)이 식물을 재배하는 식물재배장치에 사용되는 경우, 전기변색필름을 통해 재배하는 식물에 따라 햇빛의 양 및 햇빛에 노출되는 시간 등을 조절할 수 있다.
안테나필름은 내부에 송수신을 위한 필름 타입의 안테나를 포함할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 정전분무 노즐 필름(100)을 포함한 정정분무 시스템은 제어부를 구비하고, 사용자는 안테나필름을 통해 제어부와 송수신하며 정정분무 시스템의 의 동작을 제어하거나, 정정분무 시스템에 관한 정보를 송수신할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 정정분무 시스템의 일 예를 개략적으로 도시한 블록도, 도 8은 도 7의 정전분무부 및 전원부의 일 예를 개략적으로 도시한 사시도, 도 9는 도 7의 정전분무부의 다른 예를 개략적으로 도시한 사시도, 도 10은 도 8의 벽부의 일 예를 개략적으로 도시한 평면도, 그리고 도 11은 도 10의 II-II' 단면의 일 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
먼저, 도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정정분무 시스템(1)은 물을 정전분무하는 정전분무부(10), 정전분무부(10)로 전원과 물을 공급하는 전원부(20) 및 정전분무부(10)와 전원부(20)의 동작을 제어하는 제어부(30)를 포함할 수 있다.
한편, 도 8에서는 정전분무부(10)가 대략 육면체이고, 전원부(20)가 정전분무부(10) 아래에 위치하는 것을 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되지 않으며, 전원부(20)의 위치는 다양할 수 있다. 또한, 도 9에 도시하는 바와 같이, 정전분무부(10')의 벽부(13')와 커버부(11')는 비닐하우스 형상을 이룰 수 있는 등 정전분무부(10')의 형상도 다양할 수 있다.
다시 도 8을 참조하면, 정전분무부(10)는 물을 정전분무하는 대상(C)이 위치하는 바닥(B)과 함께 정전분무부(10)의 내부 공간을 정의하는 벽부(13)와, 벽부(13) 상에 위치하고 내부 공간을 덮는 커버(11)를 포함할 수 있다.
커버(11)와 벽부(13) 중 적어도 어느 하나는 앞서 설명한 정전분무 노즐 필름(도 1의 100)을 포함하여, 정전분무부(10)의 내부 공간으로 물을 정전분무할 수 있다. 또한, 벽부(13) 및 커버(11) 중 어느 하나에는 물의 정전분무의 대상(C)을 정전분무부(10) 내로 넣거나 꺼내기 위해 개폐 가능한 투입구가 형성될 수 있다.
또한, 정전분무부(10)는 정전분무부(10) 내부의 온도 및 습도를 측정할 수 있는 센서를 더 포함할 수 있다.
전원부(20)는 연료전지를 포함할 수 있다. 연료전지는 고분자 전해질 연료전지, 알칼리 연료전지 등일 수 있다. 연료전지는, 애노드, 캐소스 및 애노드와 캐소드 사이의 전해질을 포함할 수 있다.
애노드에서는 연료인 수소가 산화되어 수소 이온과 전자가 발생하고, 수소 이온은 전해질을 통해 캐소드로 이동하며, 전자는 외부 도선을 따라 캐소드로 이동하면서 전기 에너지를 발생시킨다. 한편, 캐소드에서는 수소 이온과 산소가 반응하여 물이 발생한다.
한편, 전원부(20)와 정전분무부(10)는 제1 배관(22)에 의해 연결되어, 연료전지에서 발생한 물은 정전분무부(10)로 공급될 수 있다. 제1 배관(22)에는 펌프(P)가 장착되어 연료전지에서 발생한 물이 용이하게 정전분무부(10)로 공급될 수 있다. 한편, 물에 고전압의 인가를 위해, 제1 배관(22)과 펌프(P)는 절연물질로 제작되어야 한다.
일 예로, 커버(11)가 정전분무 노즐 필름(도 1의 100)을 포함하는 경우, 제1 배관(22)은 정전분무 노즐 필름(도 1의 100)의 유로(도 3의 FP)와 연결되어, 연료전지에서 발생한 물은 커버(11)로 공급되며, 공급된 물은 정전분무 노즐 필름(도 1의 100)에 의해 정전분무부(10)의 내부 공간으로 정전분무될 수 있다.
한편, 연료전지에서 배출된 물(H2O)은 초순수로서, 낮은 전기 전도도를 가짐에 따라 정전분무에 유리하며, 이물질 또는 이온이 포함되어 있지 않아 노즐(도 3의 112)의 막힘 등의 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 정전분무 노즐 필름(도 1의 100)이 발광소자(도 5의 140), 전기변색필름 등을 포함하는 경우, 연료전지에서 발생된 전기는 이들을 구동시키고, 정전 분무를 위해 물에 전압을 가하는 등과 같이 정전분무부(10)의 전반적인 동작을 위해 사용될 수 있다.
또한, 정전분무부(10)의 내부공간과 전원부(20)는 제2 배관(23)에 의해 서로 연결될 수 있다. 도면에 도시하지는 않았으나, 제2 배관(23)에는 밸브, 펌프 등이 구비될 수 있다. 제2 배관(23)은 정전분무부(10) 내의 가습된 공기를 연료전지로 공급하여 전원부(20)의 연료전지의 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
일 예로, 연료전지가 고분자 전해질 연료전지인 경우, 고분자막이 건조해지면, 수소이온의 전도도가 감소하고, 고분자막이 수축하여 전극과 고분자막 사이의 접촉저항이 증가하는 등에 의해 연료전지의 효율이 급격히 감소할 수 있다. 그러나, 제2 배관(23)에 의해 정전분무부(10) 내부공간의 가습된 공기를 전원부(20)로 지속적으로 공급함으로써, 상기와 같은 문제에 의해 연료전지의 효율이 급격히 감소하는 것을 방지할 수 있다.
즉, 본 발명에 의하면 전원부(20)의 연료전지에서 발생된 전력과 물은 정전분무부(10)로 공급되고, 정전분무부(10) 내의 가습된 공기를 전원부(20)로 공급하여 전원부(20)의 연료전지의 효율을 향상시킬 수 있다.
제어부(30)는 정전분무부(10)와 제어부(20)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 정전분무를 위해 펌프(P)를 구동하여 물을 정전분무부(10)로 공급하도록 하고, 공급된 물 및 포위전극(도 3의 122)에 일정한 전압을 인가하도록 할 수 있다. 또한, 정전분무부(10)에 포함된 센서를 통해 측정된 정전분무부(10) 내부 공간의 온도 및 습도를 기준으로 정전분무량 및 시간을 조절하거나, 정전분무부(10)에 포함된 발광소자(도 5의 140) 및/또는 전기변색필름의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 정전분무부(10)에 포함된 안테나를 통해 사용자의 단말기 등과 통신을 하며, 사용자에게 정전분무 시스템(1)의 상태를 전송하거나, 사용자로부터 정전분무 시스템(1)의 동작을 위한 명령을 수신할 수 있다.
이와 같은 정전분무 시스템(1)은 다양한 분야에 적용될 수 있다.
일 예로, 정전분무 시스템(1)은 정전분무의 대상(C)을 살균 및 소독하는 살균장치로서 사용될 수 있다. 이때, 정전분무의 대상(C)은 여러 사람이 사용하는 공동으로 사용하는 물품, 유아 물품, 핸드폰, 식기류 등과 같이 위생관리가 필요한 물건일 수 있다.
정전분무 시스템(1)이 살균장치로서 사용되는 경우, 벽부(13) 및 커버(11) 중 적어도 어느 하나는 정전분무 노즐 필름(도 3의 100)과 자외선을 발광하는 발광소자(도 5의 140)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 벽부(13) 및 커버(11)는 서로 동일한 구조를 가질 수 있다. 일 예로, 벽부(13) 및 커버(11)는 모두 정전분무 노즐 필름(도 3의 100)과 자외선을 발광하는 발광소자(도 5의 140)를 포함할 수 있다.
한편, 발광소자(도 5의 140)에서 발생한 자외선은 직진성을 가지므로, 대상(C)의 굴곡진 부분 또는 그늘질 부분에는 도달할 수 없고, 자외선이 도달하지 못하는 부분은 자외선에 의한 살균이 되지 않거나, 살균 효과가 저하될 수 밖에 없다. 그러나, 벽부(13) 및 커버(11)에서 물을 정전 분무하면, 자외선이 도달하지 못하는 위치까지 살균 효능을 가지는 액적이 도달할 수 있으므로, 살균 및 소독 성능이 향상될 수 있다.
구체적으로, 물(H2O)이 정전 분무되면, 이온화되어 수산기(Hydroxyl radical), 과산화기(Superoxide radical)와 같은 반응성이 강한 음이온들을 가지는 미세 물 액적이 분무되는데, 이러한 음이온들은 환원성이 매우 강하여 정전분무의 대상(C)의 표면에 존재하는 미생물의 세포막이나 바이러스 내의 수소 양이온을 빼앗아 물로 환원되며, 이러한 과정을 통해 미생물과 바이러스는 비활성화될 수 있다.
즉, 본 발명에 의하면, 벽부(13) 및 커버(11)에서 살균 효과를 가지는 액적을 정전 분무 함으로써, 자외선이 도달하지 못하는 대상(C)의 그늘진 위치까지 액적에 의한 살균 효과를 가질 수 있으므로, 정전분무 시스템(1)의 살균 및 소독효과는 향상될 수 있다.
한편, 정전분무부(10)의 전력 소모량이 1시간에 약 2 kWh이고, 연료전지의 에너지 효율이 60%라고 가정하면, 연료전지에 필요한 수소는 약 0.084kg이며, 이때 발생되는 물의 양은 약 0.76 kg(0.76 L)이 된다. 즉, 전원부(20)의 연료전지로부터 정전분무에 필요한 충분한 양의 물이 생성될 수 있는바, 본 발명에 따른 정전분무 시스템(1)는 정전 분무를 위한 물을 외부로부터 별도로 공급하지 않을 수 있다.
또한, 정전 분무 및 자외선을 이용하여 대상(C)의 살균 및 소독이 완료된 후에는, 포위전극(도 2의 112)에 의해 대상(C)을 건조시킬 수 있다. 구체적으로, 대상(C)의 살균 및 소독이 완료된 후에는 펌프(P)에 의해 유로(도 3의 FP)로의 물(H2O)의 공급을 중단하고, 포위전극(도 2의 112)에 전압을 인가함으로써 정전분무부(10)의 내부를 가열하여 대상(C)을 건조시킬 수 있다.
다른 예로, 정전분무 시스템(1)은 정전분무의 대상(C)이 식물인 식물재배장치일 수 있다. 식물은 일 예로, 채소, 과일, 곡류 등과 같은 농작물 또는 식용 식물일 수 있다. 한편, 식물은 그 종류에 따라 재배환경이 상이할 수 있으나, 정전분무부(10)는 재배되는 식물에 적합한 환경을 제공할 수 있다.
이를 위해, 커버(11)는 정전분무 노즐 필름(도 3의 100)을 포함하여 정전분무부(10)의 내부 공간으로 물을 분무할 수 있다.
물은 전원부(20)의 연료전지에서 발생하여 정전분무부(10)로 공급될 수 있다.
일반적으로 식물의 재배시 3.3 m2 당 약 0.05 L/h의 물이 필요하다. 앞서 설명한 바와 같이, 정전분무부(10)의 전력 소모량이 1시간에 약 2 kWh이고, 연료전지의 에너지 효율이 60%라고 가정할 때, 연료전지에 필요한 수소는 약 0.084kg이며, 이때 발생되는 물의 양은 약 0.76 kg(0.76 L)이 된다. 즉, 상기 조건 하에서, 전원부(20)로부터 약 49.5 m2의 넓이를 가지는 정전분무부(10)에서 식물을 재배할 수 있는 양의 물이 생성되는바, 별도로 외부로부터 정전분무부(10)로 물을 공급하지 않을 수 있다. 즉, 본 발명에 의하면 전원부(20)의 연료전지에서 발생된 전력과 물은 정전분무부(10)로 공급되어 식물을 재배하는데 사용될 수 있으며, 정전분무부(10) 내의 가습된 공기를 전원부(20)로 공급하여 전원부(20)의 연료전지의 효율을 향상시킬 수 있다.
정전분무부(10)의 바닥(B)에는 식물이 뿌리를 내릴 수 있도록 흙이 일정 두께 이상 도포될 수 있으며, 커버(11)로부터 공급되는 물이 외부로 배출될 수 있도록 배수로를 구비할 수 있다.
커버(11)와 벽부(13)는 모두 투명하게 형성될 수 있고, 이에 의해 자연채광에 의해 식물을 재배할 수 있다. 따라서, 외부의 해충 등이 식물로 접근하는 것을 방지하여, 병충해 및 해충의 피해 없이 청정한 환경에서 유기농으로 식물을 재배할 수 있다.
또한, 커버(11) 및 벽부(13) 중 적어도 어느 하나는 식물의 성장에 적절한 광을 공급하기 위한 발광소자(도 5의 140)를 더 포함할 수 있다.
선택적 실시예로서, 커버(11) 및 벽부(13) 중 적어도 어느 하나에 포함된 발광소자(도 5의 140)들 중 일부는 자외선을 발광할 수 있고, 자외선을 발광하는 발광소자(도 5의 140) 주변에는 방전망(도 5의 143) 또는 방전극이 설치될 수 있다. 따라서, 자외선에 의해 해충을 유도하고, 방전망(도 5의 143) 또는 방전극으로 해충을 박멸할 수 있다. 일 예로, 방전망(도 5의 143) 또는 방전극은 자외선을 발광하는 발광소자(도 5의 140)를 덮는 커버 형태를 가질 수 있다.
또한, 커버(11) 및 벽부(13)는 기능성 필름인 제4 필름(도 6의 150)이 더 포함될 수 있다. 제4 필름(도 6의 150)은 전기변색필름 및 안테나필름 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 전기변색필름은 인가되는 전기량에 따라 색이 변하는 필름으로, 이를 통과하는 빛의 양을 자유롭게 조절할 수 있다. 따라서, 전기변색필름을 통해 재배하는 식물에 따라 햇빛의 양 및 햇빛에 노출되는 시간 등을 조절할 수 있다.
한편, 도 10에 도시하는 바와 같이, 벽부(13)는 히터전극(133)을 포함하여 정전분무부(10)의 내부 공간의 온도를 조절할 수 있다. 또한, 포위전극(도 2의 122)과 연결배선(도 2의 124)도 정전분무부(10)의 내부공간의 온도를 조절할 수 있다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 벽부(13)는 지지체(131)와 지지체(131) 상의 베이스층(132)을 포함할 수 있다.
지지체(131)는 투명하고, 단열성이 우수하며, 벽부(13)의 형상을 유지할 수 있도록 높은 강성을 가지는 재질로 형성될 수 있다. 일 예로, 지지체(131)는 글라스재, 또는 PET(Polyethylene terephthalate), PEN(Polyethylene naphthalate), 폴리이미드(Polyimide) 등과 같은 플라스틱재 등, 다양한 재료로 형성될 수 있다.
베이스층(132)은 지지체(131)의 일면 상에 위치하며, 반대면에는 히팅 전극(133)이 배치될 수 있다.
베이스층(132)은 투명한 필름일 수 있다. 베이스층(132)은 폴리이미드, 아크릴, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리술폰, 폴리메틸메타크릴레이트, 트리아세틸셀룰로오스, 폴리디메틸실록산 등일 수 있다.
히팅 전극(133)은 베이스층(132)의 표면으로부터 베이스층(132)의 두께방향으로 인입되어 배치될 수 있다. 베이스층(132)의 표면에는 히팅 전극(133)이 형성된 위치에 홈이 형성되고, 홈에 도전성 페이스트를 스크린 인쇄함으로써 히팅 전극(133)을 형성할 수 있다. 도전성 페이스트는 도전입자, 바인더, 유기비히클을 용매에 혼합하여 형성할 수 있다. 일 예로, 도전성 페이스트의 도전입자는 은, 팔라듐, 백금, 구리 등일 수 있고, 바인더는 PbO-B2O3-SiO2계 또는 PbO-Bi2O3-SiO2계 무기바인더일 수 있다. 또한, 유기비히클은 셀룰로오스계, 아크릴계 수지일 수 있으며, 용매는 테르피네올, 부틸카비톨 초산염(BCA) 등일 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한하지 않으며 다양한 재질을 도전성 페이스트를 사용할 수 있다.
다른 예로, 히팅 전극(133)은 베이스층(132)에 형성된 홈에 증착 등의 방법에 의해 형성될 수 있다. 이때, 베이스층(132)에 형성된 홈에는 스크린 인쇄 등에 의해 히팅 전극(133)의 증착을 용이하게 하기 위한 시드층이 선행적으로 형성될 수 있다.
히팅 전극(133)은 격자 패턴을 가지며, 히팅 전극(133)의 양단에는 전원부(도 7의 20)와 연결된 제1 단자(135)와 제2 단자(137)가 연결되고, 전원의 공급에 의해 히팅 전극(133)이 가열되어 정전분무부(10)의 내부공간의 온도를 조절하고, 겨울철에 결로가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 히팅 전극(133)은 베이스층(132)의 표면에 인입되어 있지만, 베이스층(132)이 부착된 지지체(131)는 우수한 단열성을 가지고 있는바, 히팅 전극(133)은 정전분무부(10)의 내부공간을 향하는 베이스층(132)의 표면에 인입되도록 형성될 수 있다. 이때, 정전분무부(10)의 내부공간은 정전분무에 의해 가습된 상태를 가질 수 있으므로, 히팅 전극(133)의 부식 등을 방지하기 위해, 벽부(13)는 히팅 전극(133)을 덮는 보호필름을 더 포함할 수 있다.
일 예로, 히팅 전극(133)은 0.1um 내지 50um의 선폭을 가지고 형성될 수 있다. 따라서, 히팅 전극(133)에 의해 베이스층(132)의 투광성이 저해되지 않고, 벽부(13)는 전체적으로 투명한 성질을 유지할 수 있다.
또한, 도 6에서 도시하고 설명한 제4 필름(도 6의 150)은 벽부(13) 상에 더 위치할 수 있다. 제4 필름(도 6의 150)은 기능성 필름으로서, 전기변색필름 및 안테나필름 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (17)

  1. 정전분무 노즐 필름을 구비한 정전분무부;
    상기 정전분무부로 전원과 초순수를 공급하는 전원부; 및
    상기 정전분무부와 상기 전원부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 정전분무 노즐 필름은 상기 정전분무부의 내부 공간으로 상기 초순수를 정전분무하고,
    상기 정전분무에 의해 가습된 상기 내부 공간의 공기는 상기 전원부의 연료전지로 공급되는 정전분무 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정전분무 노즐 필름은,
    제1 베이스층, 및 상기 제1 베이스층의 표면에서 외부로 돌출되고, 뿔대 형상을 가지며, 상기 제1 베이스층을 관통하는 제1 개구를 내부에 구비한 복수의 노즐들을 포함하는 제1 필름;
    상기 제1 필름 상에 배치된 제2 베이스층을 포함하는 제2 필름; 및
    상기 제1 필름과 상기 제2 필름 사이에 배치된 복수의 포위전극들;을 포함하고,
    평면상에서, 상기 복수의 포위전극들은 상기 노즐들을 각각 에워싸도록 위치하는 정전분무 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 베이스층은, 상기 복수의 노즐들의 상기 제1 개구들과 대응하는 위치에 형성된 제2 개구들을 포함하고,
    상기 제2 개구들 각각의 폭은 대응하는 상기 제1 개구의 폭보다 큰 정전분무 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 정전분무 노즐 필름은, 상기 제2 필름 상에 위치하고, 정전분무를 위한 물이 흐르는 유로가 형성된 제3 필름을 더 포함하며,
    상기 제2 개구들은 상기 제1 개구들과 상기 유로를 연결하는 정전분무 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제3 필름 상에 적층된 제4 필름을 더 포함하고,
    상기 제4 필름은 전기변색필름 및 안테나필름 중 적어도 어느 하나를 포함하는 정전분무 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 포위전극들에는 동일한 전압이 인가되는 정전분무 시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 정전분무 노즐 필름은, 평면상에서, 상기 복수의 포위전극들 사이에 발광소자를 더 포함하는 정전분무 시스템.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 제1 베이스층의 표면에는 상기 노즐들 주변에 배치된 복수의 돌기들이 형성된 정전분무 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 돌기들은 소수성을 가지는 정전분무 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 정전분무부는, 상기 내부 공간을 정의하는 벽부와 상기 벽부 상에 위치하고 상기 내부 공간을 덮는 커버를 포함하고,
    상기 커버와 상기 벽부 중 적어도 어느 하나는 상기 정전분무 노즐 필름을 포함하는 정전분무 시스템.
  11. 제1 베이스층 및 상기 제1 베이스층의 표면에서 외부로 돌출되고, 뿔대 형상을 가지며, 상기 제1 베이스층을 관통하는 제1 개구를 내부에 구비한 복수의 노즐들을 포함하는 제1 필름;
    상기 제1 필름 상에 배치된 제2 베이스층을 포함하는 제2 필름;
    상기 제1 필름과 상기 제2 필름 사이에서, 상기 노즐들을 각각 에워싸도록 배치된 복수의 포위전극들과 상기 복수의 포위전극들을 서로 전기적으로 연결되는 연결배선; 및
    상기 복수의 포위전극들 사이에 배치된 발광소자;를 포함하는 정전분무 노즐 필름.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 필름 상에 위치하고, 정전분무를 위한 물이 흐르는 유로가 형성된 제3 필름을 더 포함하는 정전분무 노즐 필름.
  13. 제12항에 있어서
    상기 물은 초순수인 정전분무 노즐 필름.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제2 베이스층은, 상기 복수의 노즐들의 상기 제1 개구들과 대응하는 위치에 형성된 제2 개구들을 포함하고,
    상기 제2 개구들은 상기 제1 개구들과 상기 유로를 연결하는 정전분무 노즐 필름.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 개구들 각각의 폭은 대응하는 상기 제1 개구의 폭보다 큰 정전분무 노즐 필름.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 제3 필름 상에 적층된 제4 필름을 더 포함하고,
    상기 제4 필름은 전기변색필름 및 안테나필름 중 적어도 어느 하나를 포함하는 정전분무 노즐 필름.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 제1 베이스층의 표면에는 상기 노즐들 주변에 배치된 소수성의 복수의 돌기들이 형성된 정전분무 노즐 필름.
KR1020220127223A 2020-10-15 2022-10-05 정전분무 노즐 필름 및 이를 구비한 정전분무 시스템 KR102570473B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220127223A KR102570473B1 (ko) 2020-10-15 2022-10-05 정전분무 노즐 필름 및 이를 구비한 정전분무 시스템

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200133735A KR102453344B1 (ko) 2020-10-15 2020-10-15 정전분무 노즐 필름 및 이를 구비한 정전분무 시스템
KR1020220127223A KR102570473B1 (ko) 2020-10-15 2022-10-05 정전분무 노즐 필름 및 이를 구비한 정전분무 시스템

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200133735A Division KR102453344B1 (ko) 2020-10-15 2020-10-15 정전분무 노즐 필름 및 이를 구비한 정전분무 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220139848A KR20220139848A (ko) 2022-10-17
KR102570473B1 true KR102570473B1 (ko) 2023-08-25

Family

ID=81208466

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200133735A KR102453344B1 (ko) 2020-10-15 2020-10-15 정전분무 노즐 필름 및 이를 구비한 정전분무 시스템
KR1020220127223A KR102570473B1 (ko) 2020-10-15 2022-10-05 정전분무 노즐 필름 및 이를 구비한 정전분무 시스템

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200133735A KR102453344B1 (ko) 2020-10-15 2020-10-15 정전분무 노즐 필름 및 이를 구비한 정전분무 시스템

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230390790A1 (ko)
KR (2) KR102453344B1 (ko)
CN (1) CN116419802A (ko)
WO (1) WO2022080780A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102612286B1 (ko) * 2022-04-22 2023-12-12 한국과학기술원 정전분무 노즐 필름

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4004733A (en) 1975-07-09 1977-01-25 Research Corporation Electrostatic spray nozzle system
KR101822927B1 (ko) 2017-06-23 2018-03-15 한국과학기술원 마이크로 노즐 어레이, 그 제조 방법 및 마이크로 노즐 어레이를 이용한 공기 청정 장치

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100966673B1 (ko) * 2002-09-24 2010-06-29 코니카 미놀타 홀딩스 가부시키가이샤 정전 흡인형 액체 토출 헤드의 제조 방법, 노즐 플레이트의제조 방법, 정전 흡인형 액체 토출 헤드의 구동 방법,정전 흡인형 액체 토출 장치 및 액체 토출 장치
JP2004136652A (ja) * 2002-09-24 2004-05-13 Konica Minolta Holdings Inc 液体吐出装置
US7665829B2 (en) * 2004-07-26 2010-02-23 Konica Minolta Holdings, Inc. Liquid solution ejecting apparatus
KR20150054469A (ko) * 2013-11-12 2015-05-20 현대자동차주식회사 연료전지 스택의 수분 조절 시스템
KR102210817B1 (ko) * 2018-12-31 2021-02-02 한국과학기술원 피라미드 구조의 마이크로 노즐 어레이 및 이를 포함하는 정전분무 시스템

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4004733A (en) 1975-07-09 1977-01-25 Research Corporation Electrostatic spray nozzle system
KR101822927B1 (ko) 2017-06-23 2018-03-15 한국과학기술원 마이크로 노즐 어레이, 그 제조 방법 및 마이크로 노즐 어레이를 이용한 공기 청정 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR102453344B1 (ko) 2022-10-12
CN116419802A (zh) 2023-07-11
WO2022080780A1 (ko) 2022-04-21
KR20220049974A (ko) 2022-04-22
US20230390790A1 (en) 2023-12-07
KR20220139848A (ko) 2022-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102570473B1 (ko) 정전분무 노즐 필름 및 이를 구비한 정전분무 시스템
KR102306074B1 (ko) 미세유체 전달 장치와 함께 사용하기 위한 미세유체 전달 카트리지
US20210400944A1 (en) Insect trap
EP1399265A1 (en) Electrostatic atomisation device
US5992771A (en) High voltage generator
EP3410841B1 (en) Fog generator for aeroponics
KR20110074525A (ko) 양면 흡착 구조체 및 이것을 사용한 전시·게시장치, 집진장치, 및 식물 육성장치
KR20190126373A (ko) 유체 조성물을 공기 중으로 상향으로 분배하기 위한 미세유체 전달 장치 및 방법
CN102792941A (zh) 一种喷雾打药机
KR102510877B1 (ko) 식물 재배 장치
WO2021096594A1 (en) Trellis lighting apparatus, system, and method of use
KR102154480B1 (ko) 정전 스프레이 장치 및 미세 먼지 저감 장치
KR102249679B1 (ko) 식물 재배 장치
KR102453334B1 (ko) 살균 장치
JP4339646B2 (ja) マイナスイオンプランター
CN110831312B (zh) 一种高效的等离子体气液放电系统
KR200313703Y1 (ko) 능동 기상조절 시스템의 이온 제너레이터
CN114226089B (zh) 一种仿形网格感应式静电喷头装置及喷雾装置
CN105042757B (zh) 用于控制湿度的设备和方法
CN212677918U (zh) 一种生态农业园区生产和管理系统
US20240057536A1 (en) Plant-safe electrospray water and nutrient delivery system
CN211793908U (zh) 一种园林种植用驱虫装置
KR20010088754A (ko) 복합식 가습기
CN214546733U (zh) 农业迁飞性有害生物绿色防控高空杀虫灯
JP2016154539A (ja) 静電場発生装置、飛動生物除去装置及び植物保護装置

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant