KR20090103406A - Nonconductor Electrostatic Spray Apparatus and Method Thereof - Google Patents

Nonconductor Electrostatic Spray Apparatus and Method Thereof

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KR20090103406A
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Abstract

PURPOSE: A nonconductor electrostatic spraying apparatus and a method for the same are provided to improve spraying efficiency and to minimize the total volume thereof. CONSTITUTION: A nonconductor electrostatic spraying apparatus comprises a groove nozzle(100), fluid supplier, and power supply unit. The groove nozzle comprises a capillary tube(10) and non-conductive nozzle portion(20). An electric conductive fluid(600) passes through the capillary tube. The nozzle portion sprays the electric conductive fluid passed through the capillary tube. The fluid supplier supplies the electric conductive fluid to the one end of the capillary tube. The power supply unit supplies the predetermined degree of power to the capillary tube.

Description

비전도체 정전분무장치 및 정전분무 방법{Nonconductor Electrostatic Spray Apparatus and Method Thereof}Nonconductor Electrostatic Spray Apparatus and Method Thereof}

본 발명은 정전분무장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고유량 조건에서 안정적으로 다수의 콘젯을 발생시켜 고유량 분무를 만족하면서, 소형화가 가능하여 고집적 다중 홈 노즐 장치에 적합한 고유량 정전분무를 위한 비전도체 정전분무장치 및 정전분무방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electrostatic spraying device, and more particularly, to generate a large number of cones stably under high flow conditions, satisfying high flow rate spraying, and miniaturization is possible for high flow rate electrostatic spraying suitable for a highly integrated multi-groove nozzle device. A non-conducting electrostatic spraying device and electrostatic spraying method.

일반적으로 정전분무장치는 순수하게 전기력 만에 의하여 액체를 작은 액적들로 분열시키는 분무장치를 말한다. 이러한 정전분무는 콘젯모드(Cone-Jet Mode)에서 단분산 분포를 갖는 하전된 미세액적을 발생시키는 특성을 갖는다. 하지만, 콘젯모드는 저유량에서만 나타나기 때문에 실제 정전분무가 응용되는 분야는 한정되어 있다. 이러한 저유량의 문제점을 해결하기 위하여 다수의 일반적인 노즐을 이용하여 다중노즐을 제작하더라도 하나의 노즐에서 나오는 유량이 적기 때문에 큰 효과를 얻기 힘든 문제점이 있다.In general, the electrostatic spray device refers to a spray device that splits a liquid into small droplets by purely electric force alone. Such electrostatic spraying has the property of generating charged microdroplets having a monodisperse distribution in the cone-jet mode. However, the conjet mode appears only at low flow rate, so the field where the electrostatic spraying is applied is limited. In order to solve the problem of low flow rate, even if a multi-nozzle is manufactured using a plurality of general nozzles, there is a problem that it is difficult to obtain a large effect because the flow rate from one nozzle is small.

이러한 저유량의 문제를 해결하기 위하여 2006년 Duby등이 개발한 전도체 홈 노즐은, 노즐 팁에 가공된 여러 개의 홈 모서리에서 발생하는 강한 전기장을 이용하는 것이다. 이는 멀티젯모드(Multi-Jet Mode)에서 발생하는 복수 개의 콘젯을 각 홈에 한 개씩 할당하여 안정적으로 제어할 수 있어, 하나의 노즐에서 안정된 콘젯모드가 발생하는 효과가 있다.In order to solve this low flow problem, the conductor groove nozzle developed by Duby et al. In 2006 utilizes a strong electric field generated at the edge of several grooves processed at the nozzle tip. This can be reliably controlled by allocating a plurality of conejets generated in a multi-jet mode to each groove, thereby generating a stable conejet mode in one nozzle.

그러나 전도체 홈 노즐의 경우 홈의 모서리와 홈 노즐 팁 외각에서 발생하는 강한 전기장의 반발력으로 인하여 다중 노즐화가 어려운 문제가 있다. 또한, 현재의 제작 기술로는 전도체 홈 노즐을 MEMS공정을 이용하여 생산한 소형 노즐처럼 가공이 어려워 고집적의 한계를 갖는다. 따라서 단일 노즐로 정전분무가 가능하지만, 고집적의 한계가 있으므로 정전분무의 유량문제를 크게 개선하지는 못하는 문제점이 있다.However, in the case of the conductor groove nozzle, it is difficult to make multiple nozzles due to the strong repulsive force generated at the edge of the groove and the outer edge of the groove nozzle tip. In addition, current manufacturing technology is difficult to process the conductor groove nozzle as a small nozzle produced by the MEMS process has a high integration limit. Therefore, electrostatic spraying is possible with a single nozzle, but there is a problem that does not significantly improve the flow problem of electrostatic spraying because of the limitation of high integration.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은 종전 전도체 홈 노즐의 장점인 고유량 분무를 만족하면서도, 초소형 고집적이 가능한 비전도체 정전분무장치 및 분무방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and the present invention satisfies high flow rate spraying, which is an advantage of conventional conductor groove nozzles, and provides a non-conductive electrostatic spraying device and a spraying method capable of ultra-high integration. There is this.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 구체적인 수단으로 비전도체 정전분무장치는, 전기전도성 용액이 통과하는 모세관 및 모세관을 통과한 전기전도성 용액이 분무되는 비전도성 재질의 노즐부로 이루어진 홈 노즐; 모세관에 전기전도성 용액을 공급하는 유체 공급장치; 및 모세관에 전압을 인가하는 전압인가부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비전도체 정전분무장치에 있어서, 노즐부가 상기 모세관을 통과한 전기전도성 용액이 분사되도록 복수 개의 홈이 형성되어 있다.In order to achieve the above object, as a specific means of the present invention, the non-conducting electrostatic spraying device, the nozzle nozzle of the non-conductive material is sprayed capillary tube through which the electroconductive solution and the electroconductive solution passed through the capillary tube; A fluid supply device for supplying an electrically conductive solution to the capillary; And a voltage applying unit for applying a voltage to the capillary tube, wherein the plurality of grooves are formed such that the nozzle portion is sprayed with the electroconductive solution passing through the capillary tube.

또한, 노즐부의 홈은 방사형으로 배열되어 고유량 분무가 가능한 것을 특징으로 한다.In addition, the groove of the nozzle portion is characterized in that the radially arranged high flow rate spraying is possible.

상기와 같은 본 발명의 목적은 또 다른 카테고리로써, 유체 공급장치에서 홈 노즐의 모세관으로 전기전도성 용액을 공급하는 단계; 공급된 용액이 극성 이온을 갖게 하기 위해 전압인가부로부터 홈 노즐의 모세관으로 극성전압을 인가하는 단계; 극성 이온을 띠는 전기전도성 용액이 홈 노즐의 노즐부로 이동하여 노즐부 하단에 형성된 다수의 홈을 각각의 유로로 이용하여 각 홈에서 콘젯이 생성되며 전기전도성 용액이 분무하는 단계;를 포함하는 정전분무방법을 특징으로 한다.An object of the present invention as described above is another category, supplying an electroconductive solution from the fluid supply device to the capillary of the groove nozzle; Applying a polarity voltage from the voltage application portion to the capillary of the groove nozzle to cause the supplied solution to have polar ions; Electroconductive solution having a polar ion is moved to the nozzle portion of the groove nozzle to generate a conjet in each groove using a plurality of grooves formed at the bottom of the nozzle portion as each flow path and spraying the electroconductive solution; It is characterized by a spraying method.

본 발명인 비전도체 정전분무장치의 노즐부를 비전도체로 이용하여 구현한바, 노즐부 자체에서 발생하는 전기장이 없어 다중 홈 노즐의 제작이 용이하다.By implementing the nozzle portion of the non-conducting electrostatic spray device of the present invention as a non-conductor, there is no electric field generated in the nozzle portion itself, it is easy to manufacture a multi-groove nozzle.

그리고, MEMS공정을 이용하여 소형화가 가능하므로 고집적화에 유리하기 때문에 분무장치의 유량 제약을 완화하여 분무 효율을 향상할 수 있다.In addition, since it is possible to miniaturize using the MEMS process, it is advantageous for high integration, so that the flow rate restriction of the spray device can be alleviated to improve the spraying efficiency.

또한, 홈모드를 형성하는 전압구간이 넓어 정전분무의 안정성이 향상되며, 코로나 방전을 발생시키지 않아 안전하게 사용할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the voltage section forming the home mode is wide, the stability of electrostatic spraying is improved, and there is an effect that can be safely used without generating a corona discharge.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.The following drawings, which are attached in this specification, illustrate the preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description thereof, serve to further understand the technical spirit of the present invention, and therefore, the present invention is limited only to the matters described in the drawings. It should not be interpreted.

도 1은 본 발명에 따른 비전도체 정전분무장치의 구성을 나타내는 개략도,1 is a schematic view showing the configuration of a non-conducting electrostatic spraying device according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 홈 노즐의 사시도,2 is a perspective view of a groove nozzle according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 노즐부의 저면도,3 is a bottom view of the nozzle unit according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 노즐부의 측면도,4 is a side view of the nozzle unit according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 노즐부에 형성된 각각의홈에서 발생되는 액적의 크기를 유량에 따라 나타낸 그래프,5 is a graph showing the size of the droplets generated in each groove formed in the nozzle unit according to the flow rate,

도 6은 본 발명에 따른 비전도체 정전분무장치의 특성을 파악하기 위한 개략적인 실험장치도,Figure 6 is a schematic experimental apparatus for identifying the characteristics of the non-conducting electrostatic spraying device according to the present invention,

도 7은 본 발명에 따른 정전분무방법을 단계별로 도시한 순서도,7 is a flowchart showing step by step the electrostatic spraying method according to the present invention;

도 8은 본 발명에 따른 전압발생부에 의해 작동유체로 인가되는 전압이 증가됨에 따른 정전분무 모드를 나타낸 그래프,8 is a graph showing the electrostatic spraying mode as the voltage applied to the working fluid is increased by the voltage generating unit according to the present invention;

도 9는 본 발명에 따른 비전도체 정전분무장치의 홈 모드 분무형상을 나타낸 사진.Figure 9 is a photograph showing the home mode spray shape of the non-conducting electrostatic spraying device according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 모세관 20 : 노즐부10 capillary 20 nozzle part

30 : 돌출부 40 : 홈30: protrusion 40: groove

100 : 홈 노즐 200 : 전압인가부100: groove nozzle 200: voltage applied

300 : 유체 공급장치 400 : 전극판300: fluid supply device 400: electrode plate

500 : 미세전류측정기 600 : 전기전도성 용액(작동유체)500: microcurrent meter 600: electroconductive solution (working fluid)

601 : 액체 콘(Liquid Cone) 602 : 액주601 Liquid Cone 602 Liquid Liquor

603 : 액적603: Droplets

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

<정전분무장치의 구성><Configuration of electrostatic spraying device>

도 1은 본 발명에 따른 정전분무장치의 구성을 나타내는 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 정전분무장치는 홈 노즐(100), 홈 노즐(100)의 모세관(10)의 일단과 연결설치되는 유체 공급장치(300) 및 홈 노즐(100)의 모세관(10)의 일단과 전선 등을 통해 연결설치되는 전압인가부(200)로 이루어진다.1 is a schematic view showing the configuration of an electrostatic spraying device according to the present invention. As shown in FIG. 1, the electrostatic spraying device according to the present invention includes a groove nozzle 100, a fluid supply device 300 and a groove nozzle 100 connected to one end of a capillary tube 10 of the groove nozzle 100. It consists of a voltage applying unit 200 is connected through one end of the capillary tube 10 and the wire.

도 2는 본 발명에 따른 홈 노즐의 사시도를 도시한 것이고, 도 3은 본 발명에 따른 노즐부의 저면도를 도시한 것이고, 도 4는 본 발명에 따른 노즐부의 측면도를 도시한 것이다.Figure 2 shows a perspective view of a groove nozzle according to the invention, Figure 3 shows a bottom view of the nozzle unit according to the invention, Figure 4 shows a side view of the nozzle unit according to the invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 홈 노즐(100)은 모세관(10) 및 노즐부(20)로 구성된다.As shown in FIG. 2, the groove nozzle 100 according to the present invention includes a capillary tube 10 and a nozzle unit 20.

여기서, 모세관(10)은 유체 공급장치(300)에서 공급되는 소정의 전기전도성 용액(600)(이하 '작동유체'라고 함)이 지나가기 위해 외경이 1.6mm이고, 중공인 관으로 이루어진다. 모세관(10)은 전압인가부(200)로부터 인가되는 극성전압에 따라 공급되는 작동유체(600)가 해당 이온을 갖도록 하기 위해 전압을 인가할 수 있는 전도성 재질로 이루어진 것이라면 어떠한 재질을 사용하여도 무방하다. 하지만, 바람직하게는 알루미늄 또는 스테인리스 재질인 것이 좋다.Here, the capillary tube 10 is a 1.6 mm outer diameter and a hollow tube for passing a predetermined electroconductive solution 600 (hereinafter referred to as 'working fluid') supplied from the fluid supply device 300. The capillary tube 10 may be made of any conductive material capable of applying a voltage to ensure that the working fluid 600 supplied according to the polarity voltage applied from the voltage applying unit 200 has the corresponding ions. Do. However, preferably, it is preferably made of aluminum or stainless steel.

본 발명에 따른 노즐부(20)는 모세관(10)의 하부에 구비되고, 모세관(10)이 결합할 수 있도록 모세관(10)의 외경과 동일한 1.6mm의 내경을 갖는 관형상으로 이루어진다. 노즐부(20)의 하단에는 작동유체가 배출되는 복수 개의 돌출부(30) 및 홈(40)이 방사형으로 형성된다. 복수 개의 돌출부(30) 및 홈(40)은 홈(40)을 유로로 하여 흐르는 작동유체(600)의 유량을 동일하게 하기 위해 동일한 크기로 형성하는 것이 좋다. 그리고 노즐부(20)는 비전도성 재질로 이루어진 것이 좋고, 바람직하게는 열경화성 수지로 이루어진 것이 좋다. The nozzle unit 20 according to the present invention is provided under the capillary tube 10 and has a tubular shape having an inner diameter of 1.6 mm equal to the outer diameter of the capillary tube 10 so that the capillary tube 10 can be coupled thereto. A plurality of protrusions 30 and grooves 40 through which the working fluid is discharged are radially formed at the lower end of the nozzle unit 20. The plurality of protrusions 30 and the grooves 40 may be formed in the same size to equalize the flow rate of the working fluid 600 flowing through the grooves 40 as the flow paths. And the nozzle unit 20 is preferably made of a non-conductive material, preferably made of a thermosetting resin.

모세관(10) 및 노즐부(20)를 통과한 작동유체(600)는 노즐부(20) 하단에 형성된 다수 개의 돌출부(30) 사이로 형성된 홈(40)을 유로로 작용하여 액체 콘(601)이 형성되고 유지된다. 비전도성 재질로 이루어진 노즐부(20)를 구비한 정전분무장치는 노즐부(20) 자체에서 발생하는 전기장이 없다. 그러므로 코로나 방전이 발생하지 않아 안전하고, 액적에 의한 공간전하 효과만 발생한다. 또한, MEMS 공정 등을 통하여 소형화할 수 있어 고집적화가 가능하다. The working fluid 600 passing through the capillary tube 10 and the nozzle unit 20 acts as a flow path through the groove 40 formed between the plurality of protrusions 30 formed at the bottom of the nozzle unit 20 as a flow path. Formed and maintained. The electrostatic spraying device having the nozzle unit 20 made of a non-conductive material does not have an electric field generated by the nozzle unit 20 itself. Therefore, corona discharge does not occur and is safe, and only a space charge effect by droplets occurs. In addition, it can be miniaturized through a MEMS process and the like, thereby enabling high integration.

노즐부(20)에 형성된 돌출부(30) 및 홈(40)의 개수가 12개이고, 홈 노즐(100)로 흐르는 작동유체(600)의 유량이 12ml/h인 경우, 도 5의 그래프에서 나타낸 바와 같이, 12개의 홈(40)에서 각각 생성되는 액적 크기는 거의 동일하다. 또한, 하나의 홈(40)에서 발생하는 액적 크기와 전하량은 유량이 1ml/h인 일반 노즐의 콘젯 모드 분무와 동일하다. 즉, 일반 노즐 12개의 유량을 하나의 홈 노즐로 대체할 수 있다. 여기서, 도 5의 수평축은 각각의 홈을 나타낸 것이고, 수직축은 액적의 크기를 나타낸 것이다.When the number of the protrusions 30 and the grooves 40 formed in the nozzle unit 20 is 12, and the flow rate of the working fluid 600 flowing through the groove nozzle 100 is 12 ml / h, as shown in the graph of FIG. 5. Likewise, the droplet sizes generated in each of the twelve grooves 40 are approximately the same. In addition, the droplet size and the amount of charge generated in one groove 40 are the same as the cone jet mode spraying of a general nozzle having a flow rate of 1 ml / h. That is, the flow rates of the 12 normal nozzles can be replaced by one groove nozzle. Here, the horizontal axis of Figure 5 represents each groove, the vertical axis represents the size of the droplets.

본 발명에 따른 유체 공급장치(300)는 홈 노즐(100)에 구비된 모세관(10)으로 작동유체(600)를 공급하는 구성으로 이루어졌다. 이러한 기능을 수행할 수 있는 것이라면 어떠한 유체 공급장치(300)를 사용하여도 무방하다. 하지만, 바람직하게는 주사기 펌프를 사용하는 것이 좋다.The fluid supply device 300 according to the present invention is configured to supply the working fluid 600 to the capillary tube 10 provided in the groove nozzle 100. Any fluid supply device 300 may be used as long as it can perform this function. However, it is preferable to use a syringe pump.

본 발명에 따른 전압인가부(200)는 모세관(10)으로 극성전압을 인가하는 구성으로 이루어졌다. 이러한 기능을 수행할 수 있는 것이라면 어떠한 장치를 사용하여도 무방하다. 하지만, 바람직하게는 전압 발생기를 사용하는 것이 좋다. 전압인가부(200)에서 모세관(10)으로 '+' 전극을 갖는 전압을 인가하면, 작동유체(600)에 용해되었던 음(-)이온들은 모세관(10)의 내벽면으로 착상 또는 이동한다. 그리고 작동유체(600)는 모세관(10)에 인가된 양(+)이온과 작동유체 내에 남아있는 양(+)이온의 반발력에 의해 모세관(10) 외부로 분출되어 노즐부(20)로 이동한다.The voltage applying unit 200 according to the present invention was configured to apply a polarity voltage to the capillary tube 10. Any device can be used as long as it can perform this function. However, it is preferable to use a voltage generator. When a voltage having a '+' electrode is applied from the voltage applying unit 200 to the capillary 10, negative ions dissolved in the working fluid 600 are implanted or moved to the inner wall surface of the capillary 10. The working fluid 600 is ejected out of the capillary 10 by the repulsive force of the positive ions applied to the capillary 10 and the positive ions remaining in the working fluid, and moves to the nozzle unit 20. .

<정전분무장치의 동작><Operation of electrostatic spraying device>

비전도체 정전분무장치는 홈 노즐(100)의 노즐부(20)에 형성된 다수의 돌출부(30) 사이에 형성된 홈(40)을 각각의 유로로 이용하여 콘젯이 돌출부에서 생성되고 유지되는 방식을 이용한다.The non-conducting electrostatic spraying device uses a groove 40 formed between the plurality of protrusions 30 formed in the nozzle portion 20 of the groove nozzle 100 as the respective flow paths so that the conjet is generated and maintained in the protrusions. .

도 6은 본 발명에 따른 정전분무장치의 특성을 파악하기 위한 개략적인 실험장치도를 도시한 것이다. 유체 공급장치(300)인 주사기 펌프는 홈 노즐(100)에 구비된 모세관(10)으로 작동유체(600)를 공급한다(S100). 작동유체(600)에 극성이온을 띠게 하기 위해 전압인가부(200)인 전압 발생기로부터 모세관(10)에 고압의 극성 전압을 인가한다(S200). 본 실험장치에서는 홈 노즐(100)의 노즐부(20)와 전극판(400)의 거리를 30mm로 하여 구성하였다. 여기서, 전극판(400)은 전도성 재질의 금속판을 사용한다. 미세전류측정기(500)는 전극판(400)에 연결되어 전극판(400)에 흐르는 전류를 측정한다. 본 실험에서 작동유체(600)는 에탄올을 사용하고, 작동유체의 유량은 6ml/h이다.Figure 6 shows a schematic experimental apparatus for identifying the characteristics of the electrostatic spraying device according to the present invention. The syringe pump, which is the fluid supply device 300, supplies the working fluid 600 to the capillary 10 provided in the home nozzle 100 (S100). In order to apply polar ions to the working fluid 600, a high voltage polarity voltage is applied to the capillary 10 from the voltage generator, which is the voltage applying unit 200 (S200). In this experimental apparatus, the distance between the nozzle part 20 of the groove nozzle 100 and the electrode plate 400 was set to 30 mm. Here, the electrode plate 400 uses a metal plate of a conductive material. The microcurrent meter 500 is connected to the electrode plate 400 to measure the current flowing through the electrode plate 400. In this experiment, the working fluid 600 uses ethanol, and the flow rate of the working fluid is 6 ml / h.

전압인가부(200)에서 홈 노즐(100)의 모세관(10)으로 수십 kV의 양(+) 고전업을 걸어주면 모세관(10)이 양극으로 작용하여 작동유체(600) 속의 음(-)이온들이 인력을 받아 모세관(10)의 내벽면으로 이동한다. 이때, 양(+)이온들은 반발력에 의하여 노즐부(20)의 하부로 이동하게 된다. 노즐부(20)의 하부로 이동한 작동유체(600)는 노즐부(20) 하단에 형성된 다수의 홈(40)을 유로로 이용하여 콘젯이 형성 되며 작동 유체를 분무한다(S300). 작동 유체(600)에 인가되는 전압이 작을 경우, 전기력과 양(+)이온의 반발력이 작동액체의 표면장력보다 작아 액적(603)이 분무되지 않지만, 전압이 증가하면 전기력과 양(+)이온의 반발력이 작동유체(600)의 표면장력보다 커져, 홈 노즐(100)에 구비된 노즐부(20)에서 작동유체(600)의 액적(603)이 분무된다. 즉, 전압이 더 증가되면 노즐부(20)에 형성된 다수의 돌출부(30) 사이의 홈(40)에는 액체 콘(601)이 형성된다. 액체 콘(601)으로 형성된 작동유체(600)가 표면전단응력을 받아 액주(602)가 형성된다. 형성된 액주(602) 끝에서는 액주(602) 표면에 작용하는 표면파의 교란으로 인하여 액적(603)들로 깨어지게 되어 분무된다. 이를 콘젯모드(Cone-Jet Mode)라고 한다. If a positive high voltage of tens of kV is applied from the voltage applying unit 200 to the capillary tube 10 of the groove nozzle 100, the capillary tube 10 acts as an anode, so that negative ions in the working fluid 600 are applied. Receives the attraction force and moves to the inner wall surface of the capillary tube 10. At this time, the positive ions are moved to the lower portion of the nozzle unit 20 by the repulsive force. The working fluid 600 moved to the lower part of the nozzle unit 20 uses a plurality of grooves 40 formed at the lower end of the nozzle unit 20 as a flow path to form a cone jet and sprays the working fluid (S300). When the voltage applied to the working fluid 600 is small, the repulsive force of the electric force and the positive ion is less than the surface tension of the working liquid so that the droplet 603 is not sprayed, but when the voltage increases, the electric force and the positive ion are increased. The repulsive force of the is greater than the surface tension of the working fluid 600, the droplet 603 of the working fluid 600 is sprayed from the nozzle unit 20 provided in the groove nozzle (100). That is, when the voltage is further increased, the liquid cone 601 is formed in the groove 40 between the plurality of protrusions 30 formed in the nozzle unit 20. The working fluid 600 formed of the liquid cone 601 receives a surface shear stress to form a liquid column 602. At the end of the formed liquid column 602, the liquid is broken and sprayed into the droplets 603 due to the disturbance of the surface waves acting on the surface of the liquid column 602. This is called a cone-jet mode.

본 발명에 따른 정전분무장치는 다수의 홈(40)에서 다수의 콘젯이 형성되는 바 이를 멀티젯모드(Multi-Jet Mode)라고 한다. In the electrostatic spraying device according to the present invention, a plurality of conjets are formed in the plurality of grooves 40, which is called a multi-jet mode.

도 7은 전압 인가부에서 인가되는 전압이 증가함에 따라 분무 전류의 변화를 나타낸 그래프이고, 도 9는 본 발명에 따른 비전도체 정전분무장치의 홈 모드 분무형상을 나타낸 사진이다. 여기서, 도 7의 수평축은 전압인가부(200)에서 모세관 (10)으로 인가되는 전압이고, 수직축은 미세전류측정기(500)에서 측정되는 분무전류이다. 비전도체 정전분무장치는 고전압이 인가된 작동유체(600)가 형성하는 전기장에 의해 분사되므로 인가전압에 따른 전기장의 변화가 전도성 분무장치에 비하여 상대적으로 적다. 따라서 콘젯모드가 발생하는 전압구간과 홈모드 발생 전압구간이 전도체 홈노즐과 비교하여 상대적으로 넓다. 멀티젯모드에서 전압을 계속 증가시키면 일정전압조건 이상에서 노즐부(20)에 가공된 홈(40)의 개수와 같은 수의 젯이 콘젯모드와 같은 형상을 나타내고, 일정 전압 동안 이러한 모드가 유지되는데 이를 홈 모드라고 한다. 홈 모드 역시 콘젯모드와 마찬가지로 전압이 증가하여도 분무전류가 일정하게 유지되는 것을 도 7 및 도 9를 통해 확인할 수 있다.7 is a graph showing a change in spray current as the voltage applied from the voltage applying unit increases, and FIG. 9 is a photograph showing a home mode spray shape of the non-conducting electrostatic spraying device according to the present invention. Here, the horizontal axis of FIG. 7 is a voltage applied from the voltage applying unit 200 to the capillary tube 10, and the vertical axis is a spray current measured by the microcurrent meter 500. Since the non-conducting electrostatic spraying device is sprayed by the electric field formed by the working fluid 600 to which a high voltage is applied, the change in the electric field according to the applied voltage is relatively smaller than that of the conductive spray device. Therefore, the voltage section in which the conjet mode occurs and the voltage section in the home mode are relatively wider than those in the conductor home nozzle. When the voltage is continuously increased in the multi-jet mode, the number of jets equal to the number of grooves 40 processed in the nozzle unit 20 in a certain voltage condition or more shows the same shape as the con-jet mode, and this mode is maintained for a predetermined voltage. This is called home mode. Like the conjet mode, the home mode can be seen in FIG. 7 and FIG. 9 that the spray current is kept constant even when the voltage is increased.

<변형례><Variation example>

본 발명의 또 다른 실시예로, 상기 노즐부(20)는 방사형으로 배열된 경우뿐만 아니라, 반구형, 수직형 등으로 배열하여 고유량 정전분무를 가능하게 할 수 있다.In another embodiment of the present invention, the nozzle unit 20 may be arranged not only in a radial manner, but also in a hemispherical, vertical, or the like to enable high flow electrostatic spraying.

다른 실시예로, 본 발명인 비전도체 정전분무장치는 VOC 및 악취제거를 위한 촉매연소장치에도 적용가능하고, 전기집진기 효율 향상을 위한 입자 하전장치에 적용가능하며, 반도체 및 LCD 등의 박막 코팅장치에도 적용가능함은 물론이다.In another embodiment, the non-conducting electrostatic spraying device of the present invention is applicable to catalytic combustion device for removing VOC and odor, and is applicable to particle charging device for improving electrostatic precipitator efficiency, and also to thin film coating device such as semiconductor and LCD. Of course it is applicable.

이상에 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As described above, those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. Therefore, the above-described embodiments are to be understood in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. .

Claims (11)

전기전도성 용액이 통과하는 모세관(10) 및 상기 모세관(10)을 통과한 상기 전기전도성 용액이 분무되는 비전도성 재질의 노즐부(20)로 이루어진 홈 노즐 (100); A groove nozzle (100) consisting of a capillary tube (10) through which an electroconductive solution passes and a nozzle unit (20) of nonconductive material through which the electroconductive solution passed through the capillary tube (10) is sprayed; 상기 모세관(10)의 일단에 상기 전기전도성 용액(600)을 공급하는 유체 공급장치(300); 및 A fluid supply device 300 for supplying the electroconductive solution 600 to one end of the capillary tube 10; And 상기 모세관(10)에 소정의 전압을 인가하는 전압인가부(200);를 포함하는 것을 특징으로 하는 비전도체 정전분무장치.And a voltage applying unit (200) for applying a predetermined voltage to the capillary tube (10). 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 모세관(10)은 전도성 재질인 것을 특징으로 하는 비전도체 정전분무장치.The capillary 10 is a non-conductive electrostatic spray device, characterized in that the conductive material. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 모세관(10)은 알루미늄 또는 스테인리스 스틸 재질인 것을 특징으로 하는 비전도체 정전분무장치.The capillary tube 10 is a non-conducting electrostatic spray device, characterized in that the aluminum or stainless steel material. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 노즐부(20)는 모세관(10)을 통과한 전기전도성 용액이 분사되도록 복수 개의 돌출부(30) 및 홈(40)이 형성된 것을 특징으로 하는 비전도체 정전분무장치.The nozzle unit 20 is a non-conducting electrostatic spraying device, characterized in that a plurality of protrusions 30 and the groove 40 is formed so that the electroconductive solution passed through the capillary tube (10). 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 복수 개의 돌출부(30) 및 복수 개의 돌출부(30) 사이에 형성된 홈(40)이 방사형으로 배열된 것을 특징으로 하는 비전도체 정전분무장치.Non-conducting electrostatic spraying device, characterized in that the grooves formed between the plurality of protrusions (30) and the plurality of protrusions (30) are arranged radially. 제 4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 복수 개의 돌출부(30)의 크기 및 복수 개의 돌출부(30) 사이에 형성된 홈(40)의 크기가 동일한 것을 특징으로 하는 비전도체 정전분무장치.Non-conducting electrostatic spray device, characterized in that the size of the plurality of protrusions 30 and the size of the groove (40) formed between the plurality of protrusions (30). 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 노즐부(20)는 열경화성 수지인 것을 특징으로 하는 비전도체 정전분무장치.The nozzle unit 20 is a non-conducting electrostatic spraying device, characterized in that the thermosetting resin. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유체 공급장치(300)는 주사기 펌프인 것을 특징으로 하는 비전도체 정전분무장치.The fluid supply device 300 is a non-conducting electrostatic spray device, characterized in that the syringe pump. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전압인가부(200)는 전압 발생기인 것을 특징으로 하는 비전도체 정전분무장치.The voltage applying unit 200 is a non-conducting electrostatic spraying device, characterized in that the voltage generator. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유체 공급장치(300)에서 상기 모세관(10)으로 공급되는 상기 전기전도성 용액(600)은 모세관(10)으로 인가되는 극성전압에 따라 해당 극성 이온을 갖는 것을 특징으로 하는 비전도체 정전분무장치.The electroconductive solution (600) supplied from the fluid supply device (300) to the capillary (10) has a corresponding polar ions according to the polarity voltage applied to the capillary (10). 유체 공급장치(300)에서 홈 노즐(100)의 모세관(10)으로 전기전도성 용액 (600)을 공급하는 단계(S100);Supplying an electroconductive solution 600 from the fluid supply device 300 to the capillary 10 of the groove nozzle 100 (S100); 공급된 전기전도성 용액(600)이 극성 이온을 갖도록 하기 위해 전압인가부(200)로부터 상기 홈 노즐(100)의 모세관(10)으로 극성전압을 인가하는 단계(S200); 및Applying a polarity voltage from the voltage applying unit (200) to the capillary (10) of the groove nozzle (100) so that the supplied electroconductive solution (600) has polar ions (S200); And 극성 이온을 띠는 전기전도성 용액(600)이 상기 홈 노즐(100)의 노즐부(20)로 이동하여 노즐부(20) 하단에 형성된 다수의 홈(40)을 각각의 유로로 이용하여 각 홈(40)에서 콘젯이 생성되며 상기 전기전도성 용액(600)이 분무하는 단계(S300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 비전도체 정전분무장치의 정전분무방법.The electrically conductive solution 600 having polar ions moves to the nozzle unit 20 of the groove nozzle 100 to use each of the grooves 40 formed at the lower end of the nozzle unit 20 as the respective flow paths. A cone jet is generated at 40 and the electroconductive solution 600 is sprayed (S300); electrostatic spraying method of a non-conducting electrostatic spraying device comprising a.
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