KR200430607Y1

KR200430607Y1 - 복합기능 초음파분산기

Info

Publication number: KR200430607Y1
Application number: KR2020060017632U
Authority: KR
Inventors: 정회승; 이은섭
Original assignee: 주식회사 울쏘하이텍; 주성대학산학협력단
Priority date: 2006-06-29
Filing date: 2006-06-29
Publication date: 2006-11-10

Abstract

본 고안은 압전소자(20)를 갖는 초음파진동자(10), 부스터(12) 및 진동부(14)로 구성된 초음파분산기를 제공한다. 본 고안에 따라서, 진동부(14)에 길이방향으로 단부폐쇄형의 제1통로(22)가 형성되고 부스터(12)측에 인접한 진동부(14)의 부근에는 제1통로(22)의 폐쇄단부에 인접하여 제1통로(22)에 수직으로 분무할 액체가 공급되는 제2통로(24)가 형성되어 제1통로(22)의 개방단부에서 초음파분무가 이루어질 수 있게 되어 있다.

초음파분산기, 초음파분무.

Description

복합기능 초음파분산기 {COMPLEX FUNCTIONED ULTRASONIC HOMOGENIGER}

도 1은 전형적인 구조의 초음파진동자를 보인 정면도.

도 1은 일반적인 초음파분무기의 구조를 보인 단면도.

도 2는 본 고안의 초음파분산기를 일부 절개하여 보인 정면도.

도 3은 본 고안이 초음파분무기로 사용됨을 보인 정면도.

도면의 주요부분에 대한 부호설명

10... 초음파진동자 12... 부스터

14... 진동부 20... 압전소자

22... 제1통로 24... 제2통로

본 고안은 초음파분산기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초음파진동자와 부스터 및 혼의 3개 구성요소로 이루어지는 초음파분산기에 있어서 혼의 내부에 길이방향으로 관통되는 통로를 형성하고, 초음파분산기의 구동시에 통로를 통하여 특정한 액체를 흘려줌으로써 일반적인 초음파분산기능과 초음파에너지를 이용한 액체의 분무기능을 동시에 구현할 수 있는 복합기능 초음파분산기에 관한 것이다.

일반적으로 초음파분산기는 초음파진동자에서 발생하는 미세한 초음파진동을 부스터 및 혼을 통해 증폭시키고 이를 액상의 물질에 인가하여 다른 방법으로 달성하기 곤란한 여러 가지 작용을 할 수 있는 기기로서 물과 기름처럼 섞이지 않는 물질의 혼합, 고형분의 분산, 초미세크기로의 파쇄 등의 작용을 단시간에 실현할 수 있으며 특수 단백질 획득을 위한 세포파쇄기로도 적용되는 장치를 말한다. 초음파분산기에 이용되는 초음파진동자는 전기에너지를 기계적 진동으로 변환시키는 장치로서 기본적으로 초음파를 발생시키는 진동소자인 압전소자에 금속진동부가 접합되어 있는 구조를 지닌다. 금속진동부는 통상적으로 볼트를 이용해 일체화 되며 진동소자인 상기 압전소자에서 발생된 초음파대역의 진동을 전달하는 과정에서 진폭을 증폭시키거나 진동에 의해 발생하는 열을 방출하는 역할을 한다. 부스터 및 혼은 초음파진동자에서 발생되는 초음파대역의 미세한 진동을 일정 수준으로 증폭시키기 위한 목적으로 초음파진동자의 초음파 방사면에 결합되며 알루미늄, 티타늄, 스테인레스 스틸 등의 금속재료로 제작된다. 예를 들어 초음파진동자는 그 전형적인 형태를 도 1에서 보인 바와 같이 금속진동부(1)에 압전소자(2)가 볼트(3)로 일체가 되게 체결되어 구성된다. 압전소자(2)는 구동회로(도시하지 않았음)로부터 인가되는 전기에너지를 기계적 진동으로 변환시키며 압전소자(2)가 볼트(3)로 체결되어 있는 금속진동부(1)는 압전소자(2)에서 발생된 초음파대역의 진동을 전달하는 과정에서 진폭을 증폭시키거나 진동에 의해 발생하는 열을 방출하는 역할을 하는 것이다.

한편, 초음파분무기는 초음파 노즐(ultrasonic atomizing nozzle)을 이용하 여 정밀제어되는 상태로 액체를 분무할 수 있는 기기로서 액체에 초음파 에너지를 인가하여 미세한 크기로 미립화한 후 공기중으로 분사하는 장치이다. 이러한 초음파분무기는 그 전형적인 형태를 도 2에서 보인 바와 같이, 케이싱(4)내에 일체로 구성된 압전소자(5)와 금속질량체(6)가 수용되어 있고 내부통로(7)를 갖는 관상의 초음파진동부(8)가 케이싱(4)을 관통하여 구성된다. 이와 같은 초음파분무기는 초음파진동부(8)의 내부통로(7)로 액체가 유동할 때 초음파진동부(8)의 선단면으로 노출된 액체가 선단면의 초음파진동에 의해 무화되는 것이다.

이와 같은 초음파분산기와 초음파분무기는 그 기능 및 구성이 상이하므로 별도의 제품으로 인식되고 있으며, 이종액체의 혼합 및 분산시에 대상 액체를 초음파 노즐을 통해 분무하면서 동시에 초음파분산할 경우 그 효과를 극대화할 수 있을 것이나 기존의 장치를 별개로 사용할 경우 비용상승 및 장치의 복잡화가 문제점으로 야기된다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점 및 과제를 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 고안의 목적은 기존 방식의 초음파진동부 구조를 개량하여 초음파분산기와 초음파분무기의 기능을 동시에 갖는 새로운 방식의 장치를 구성하는 것이다. 즉, 기존의 초음파분산기의 진동부중 혼의 내부에 길이방향으로 관통되는 통로를 형성하고 초음파분산기의 구동시에 통로를 통하여 특정한 액체를 흘려줌으로써 일반적인 초음파분산 기능을 수행함과 동시에 통로를 통하여 이송되는 액체에 대하여 초음파분무기능이 동시에 구현될 수 있도록 한 것이다.

이를 위하여, 본 고안에 있어서는 압전소자를 갖는 초음파진동자, 부스터 및 진동부로 구성된 초음파분산기를 제공한다. 본 고안에 따라서, 진동부에 길이방향으로 단부폐쇄형의 제1통로가 형성되고 부스터측에 인접한 진동부의 부근에는 제1통로의 폐쇄단부에 인접하여 제1통로에 수직으로 분무할 액체가 공급되는 제2통로가 형성되어 제1통로의 개방단부에서 초음파분무가 이루어질 수 있게 되어 있다.

본 고안을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 도 3 및 도 4에서 설명된다. 본 고안의 초음파분산기는 통상적인 구조로서 압전소자(20)를 갖는 초음파진동자(10)의 선단에 차례로 부스터(12)와 진동부(14)가 연결되어 구성된다. 초음파진동자(10)는 금속진동부(16)와 이에 볼트(18)로 일체가 되게 체결된 압전소자(20)로 구성되며, 부스터(12)는 금속진동부(16)를 통하여 전달된 초음파대역의 미세한 진동을 일정 수준으로 증폭시킨다. 이러한 부스터(12)에 일체로 결합된 진동부(14)는 부스터(12)와 함께 진동을 증폭시켜 초음파분산기의 고유기능을 발휘할 수 있도록 한다.

본 고안에 따라서, 진동부(14)에는 길이방향으로 단부폐쇄형의 제1통로(22)가 형성되고 부스터(12)측에 인접한 진동부(14)의 부근에는 제1통로(22)의 폐쇄단부에 인접하여 제1통로(22)에 수직으로 제2통로(24)가 형성된다. 따라서 진동부(14)는 초음파분무기의 노즐기능을 갖는 전형적인 혼의 형태를 갖추는 것이다.

도 4는 본 고안의 사용상태를 보인 것으로, 본 고안이 초음파분산기의 고유기능 이외에 초음파분무기로서 사용됨을 설명하고 있다. 즉, 본 고안을 초음파분무 기로 사용하고자 하는 경우, 진동부(14)의 제2통로(24)에 분무하고자 하는 액체를 공급하는 펌프(26)를 연결하고 압전소자(20)를 압전소자구동회로(28)를 통하여 구동시킨다. 이와 같이 함으로서, 초음파진동자(10)의 압전소자(20)에서 발생된 초음파대역의 진동이 금속진동부(16)와 부스터(12)에 전달되면서 증폭되고 진동부(14)의 단부인 초음파 진동면에서 최대가 된다. 이때에 펌프(26)로부터 진동부(14)의 제2통로(24)와 제1통로(22)로 공급된 액체는 진동부(14)의 단부인 초음파 진동면을 떠나면서 초음파에너지에 의하여 초음파분무이 이루지는 것이다.

이와 같은 노즐기능이 부가되도록 구조가 개선된 초음파 진동부가 장착된 초음파분산기는 초음파에 의하여 액체가 분무될 수 있고, 본 고안을 이용하여 이종물질의 혼합, 분산 및 유화등의 목적을 수행하는 경우 분무되는 액체가 이미 미립자로 분리된 상태로 전체 용액에 가하여짐으로서 초음파분산기능이 극대화되는 효과를 기대할 수 있다.

이상에서 언급한 바와 같이, 본 고안에 따른 복합기능 초음파분산기는 초음파 진동부의 구조를 개선함으로써 분사노즐의 기능을 동시에 가지며, 따라서 초음파분산기와 초음파분무기를 별개로 구비하는 것에 비해 설비비 절감, 제조공정의 간소화등이 얻어지고 분산 기능이 극대화되는 효과가 있다.

상기에서는 본 고안의 한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 실용신안등록청구범위에 기재된 본 고안의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 고안을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

압전소자(20)를 갖는 초음파진동자(10)의 선단에 차례로 부스터(12)와 진동부(14)가 연결되어 구성된 초음파분산기에 있어서, 진동부(14)에 길이방향으로 단부폐쇄형의 제1통로(22)가 형성되고 부스터(12)측에 인접한 진동부(14)의 부근에는 제1통로(22)의 폐쇄단부에 인접하여 제1통로(22)에 수직으로 분무할 액체가 공급되는 제2통로(24)가 형성됨을 특징으로 하는 복합기능 초음파분산기.