KR20130008258A

KR20130008258A - 초음파 스프레이 노즐

Info

Publication number: KR20130008258A
Application number: KR1020110068890A
Authority: KR
Inventors: 이동준; 박상호; 김성도; 김병곤
Original assignee: (주)세라토크
Priority date: 2011-07-12
Filing date: 2011-07-12
Publication date: 2013-01-22

Abstract

본 발명에 신규 구조의 초음파 스프레이 노즐 장치가 제공된다. 상기 장치는 내부에 분사액 이송채널이 형성되어 있고 외부의 액체 소스와 연결하기 위한 분사액 연결 단자가 후측에 구비되어 있고, 상기 분사액 연결 단자와 반대쪽 전측 단부에 상기 분사액 이송 채널을 통해 공급되는 액체가 액적 형태로 분사되는 분사면을 갖고 있으며, 상기 분사액 연결단자의 분사액 이송 채널과 연속되는 분사액 이송 채널이 형성되어 있는 진동자 본체와, 상기 진동자 본체와 체결 및 결합되어 상기 진동자 본체와 함께 진동하도록 구성되고 상기 체결 부위가 밀봉되어, 진동자 본체와의 사이를 밀봉하도록 되어 있는 후면 진동자 커버를 포함하는 진동자를 포함한다. 상기 후면 진동자 커버와 상기 진동자 본체 사이에는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 변환부가 구비된다. 상기 변환부는 한 쌍의 압전 세라믹을 포함하고, 상기 압전 세라믹 사이에는 (+) 전극 역할을 하는 구동 전극이 설치되고, 상기 압전 세라믹과 후면 진동자 커버 사이에는 (-) 전극 역할을 하는 접지 전극이 설치되며, 상기 구동 전극과 접지 전극 각각에는 초음파 전기신호 입력단이 접속되어 있다. 상기 초음파 전기신호 입력단과, 상기 진동자 본체의 분사액 연결 단자는 상기 후면 진동자 커버의 구멍을 통해 외부로 노출되고, 상기 구멍과 진동자 본체 사이는 밀봉되어 있으며, 상기 진동자를 외부 환경으로부터 보호하기 위한 하우징 부재가 제공되지 않는 것을 특징으로 한다.

Description

초음파 스프레이 노즐{ULTRASONIC SPRAY NOZZLE}

본 발명은 전체적으로 초음파 스프레이 노즐에 관한 것이다.

초음파 스프레이 노즐은 압력 노즐을 대신하는 노즐로서, 여러 가지의 산업 및 연구 개발 분야에 사용되고 있다. 환경 문제나 많은 양의 폐기물 등에 대한 불안과 관련하여, 과학자, 엔지니어, 설계자들은 그 우수한 정밀 제어성 등의 특성으로 인해, 상기 초음파 스프레이 노즐을 사용하고 있다.

예컨대, 상기 초음파 스프레이 노즐은 반도체 웨이퍼, 플랫 패널, 디스플레이의 포토 그래픽 화학물질의 도포, 초전도체 기판의 도포, 제약품의 마이크로 캅셀 봉입 및 스프레이 건조, 진단 테스트 키트의 코팅 등 여러 분야에서 널리 사용되고 있다.

이러한 초음파 스프레이 노즐의 구조는 널리 알려져 있지만, 도 1을 참조하여 그 구성을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1에는 현재 널리 사용되고 있는 초음파 스프레이 노즐의 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 도 1에 도시한 노즐은 Sono-Tek에서 판매하고 있는 초음파 스프레이 노즐의 개략적인 단면도이다.

도시한 바와 같이, 초음파 스프레이 노즐(10)은 티타늄 재질의 후방 혼(rear horn)(11)을 포함한다. 티타늄으로 제조되었지만, 후방 혼은 후술하는 전방 혼과 마찬가지로 전체 또는 일부가 세라믹이나 금속 재료로 구성될 수도 있다. 이러한 후방 혼은 분사 액 이송 채널(12)과 직접 또는 간접적으로 연결되어 있다.

상기 노즐은 또한 전방 혼(13)을 포함하는데, 이는 atomizing section으로서 기능한다. 즉, 전방 혼(13)은 노즐 내부로 도입된 액체를 액적(drops)으로 만드는 역할을 한다.

상기 노즐은 또한 변환부(15)를 포함하는데, 이 변환부는 한 쌍의 압전 트랜스듀서를 포함하며, 사이에 초음파 신호 입력 전극(active electrode)(16) 및 접지 전극(ground electrode)(17)이 개재된다. 이러한 변환부는 전기 커넥터(18)를 통해 전기적 신호가 초음파 신호 입력 전극(16)을 통해 입력되면, 그 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하여, 분사면(14)이 초음파 주파수에서 진동하도록 하여, 노즐 내부로 도입된 액체는 atomization된다. 이러한 변환부는 단일의 트랜스듀서로 구성될 수도 있다.

또한, 상기 노즐은 후방 하우징(19) 및 전방 하우징(20)을 포함하며, 이들 하우징은 진동자(도 1에서 전후방 하우징 내부의 구성 요소들을 진동자라 지칭한다)를 보호하는 역할을 한다. 이러한 전후방 하우징은 진동자와 별개로 제공되는 구성 요소이며, 진동자에 의해 진동되지 않는다. 또한, 도시한 바와 같이, 복수 개의 O 링이 제공되어, 하우징 사이 및 하우징과 진동자 사이를 밀봉하게 된다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 초음파 스프레이 노즐(10)은 공지의 방식으로 초음파를 야기하여, 분사면(14)을 통해 미세한 액적들을 분사하여, 원하는 용도에 맞춰 액체를 코팅하게 된다. 그런데, 상기의 초음파 스프레이 노즐은 도면에 도시한 바와 같이, 진동자를 보호하기 위한 하우징(19, 20)을 진동자와는 별개, 즉 진동자와 함께 진동하지 않는 별개의 구성 요소로 하고 있으며, 이는 기존의 다른 초음파 스프레이 노즐도 마찬가지이다(예컨대, 미국 공개 특허 2007-176017호 참조). 통상, 하우징은 진동자와 마찬가지로, SUS 또는 티타늄 등으로 제조되는데, 하우징은 그 제조 비용이 고가이고, 경우에 따라서는 진동자 전체의 가격에 이르고 있어, 이에 대한 대책이 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기 종래 기술에서 나타나는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 한 가지 목적은 종래의 초음파 스프레이 노즐 시스템에서 필수적으로 요구되는 하우징 없이 구성된 초음파 스프레이 노즐 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 초음파 스프레이 노즐에서 분사되는 액적(atomozied drops)에 방향성을 갖도록 해주는 수단이 구비된 초음파 스프레이 노즐 시스템을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따라서 종래의 초음파 스프레이 노즐 장치를 개량한 신규 구조의 초음파 스프레이 노즐 장치가 제공된다. 상기 장치는 내부에 분사액 이송채널이 형성되어 있고 외부의 액체 소스와 연결하기 위한 분사액 연결 단자가 후측에 구비되어 있고, 상기 분사액 연결 단자와 반대쪽 전측 단부에 상기 분사액 이송 채널을 통해 공급되는 액체가 액적 형태로 분사되는 분사면을 갖고 있으며, 상기 분사액 연결단자의 분사액 이송 채널과 연속되는 분사액 이송 채널이 형성되어 있는 진동자 본체와, 상기 진동자 본체와 체결 및 결합되어 상기 진동자 본체와 함께 진동하도록 구성되고 상기 체결 부위가 밀봉되어, 진동자 본체와의 사이를 밀봉하도록 되어 있는 후면 진동자 커버를 포함하는 진동자를 포함한다. 상기 후면 진동자 커버와 상기 진동자 본체 사이에는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 변환부가 구비된다. 상기 변환부는 한 쌍 이상의 압전 세라믹을 포함하고, 상기 압전 세라믹 사이에는 (+) 전극 역할을 하는 구동 전극이 설치되고, 상기 압전 세라믹과 후면 진동자 커버 사이에는 (-) 전극 역할을 하는 접지 전극이 설치되며, 상기 구동 전극과 접지 전극 각각에는 초음파 전기신호 입력단이 접속되어 있다. 상기 초음파 전기신호 입력단과, 상기 진동자 본체의 분사액 연결 단자는 상기 후면 진동자 커버의 구멍을 통해 외부로 노출되고, 상기 구멍과 진동자 본체 사이는 밀봉되어 있으며, 상기 진동자를 외부 환경으로부터 보호하기 위한 하우징 부재가 제공되지 않는 것을 특징으로 한다.

한 가지 실시예에 있어서, 상기 진동자를 장착하기 위한 분사액 연결단자용 홀이 형성되어 있는 장착 부재를 더 포함하고, 상기 진동자의 분사액 연결 단자는 상기 홀을 통해, 상기 장착 부재의 외부로 노출된 후, 체결 수단을 매개로 상기 장착 부재에 체결되어, 상기 진동자가 상기 장착 부재에 고정 장착될 수 있다.

한 가지 실시예에 있어서, 상기 진동자 전체를 에워싸면서 상기 장착 부재에 체결되는 실린더 형태의 에어 안내 부재를 더 포함하고, 상기 안내 부재의 전방벽에는 상기 장착 부재에 형성된 에어 구멍을 통해 공급되는 에어를 배출하기 위한 하나 이상의 에어홀이 형성될 수 있다.

한 가지 실시예에 있어서, 상기 에어홀은 상기 장착 부재의 에어 구멍의 연장축에 대하여 소정의 각도로 기울어지게 상기 전방벽을 관통하여 형성될 수 있다.

한 가지 실시예에 있어서, 상기 에어 안내 부재의 전방벽에 형성된 돌출 체결부에 체결되는 내부 캡 부재와, 상기 전방벽의 둘레 엣지부에 체결되는 외부 캡 부재를 더 포함할 수 있다.

한 가지 실시예에 있어서, 상기 에어홀을 통해 배출되는 에어는 상기 내부 캡 부재와 외부 캡 부재 사이에서 와류 형태로 형성되어 상호 혼합된 후, 상기 외부 캡 부재의 구멍을 통해 외부로 배출될 수 있다.

한 가지 실시예에 있어서, 상기 장착 부재, 공기 안내 부재, 내부 캡 부재 및 외부 캡 부재는 플라스틱 재질로 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 초음파 스프레이 노즐 장치의 진동자는 그 진동자를 외부 환경으로부터 보호하기 위한 하우징 부재를 필요로 하지 않는다. 따라서, 하우징 부재와 관련된 비용을 대폭 절감할 수 있다. 또한, 진동자를 에워싸는 에어 안내 부재에, 와류를 형성할 수 있는 구조의 에어홀을 형성하여, 외부의 에어 공급 수단으로부터 노즐 내부로 공급되는 에어가 상기 에어홀을 통과하면서 와류 형태로 형성되어 혼합된 후에, 외부로 배출되므로, 진동자의 분사면을 통해 분사되는 액적의 방향성을 보다 정밀하게 제어할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 초음파 스프레이 노즐 장치의 구조를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 한 가지 실시예에 따른 초음파 스프레이 노즐 장치의 사시도 및 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 장치에 포함되는 진동자의 구조를 보여주는 단면도이다.
도 4는 종래 기술에 따른 초음파 스프레이 노즐 장치의 진동 모드를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 초음파 스프레이 노즐 장치의 진동 모드를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 초음파 스프레이 노즐 장치 내부에서의 에어 흐름 양태를 모식적으로 보여주는 도면이다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 당업계이 이미 널리 알려진 초음파 스프레이 노즐 시스템에 대한 설명은 생략한다. 즉, 이하에서 설명하는 바와 같이, 본 발명은 기존의 초음파 스프레이 노즐 시스템의 동작 원리를 그대로 채용하면서, 하우징을 생략한 신규 구조의 초음파 스프레이 노즐 시스템을 제공하는 것을 특징으로 하고 있다. 따라서, 본 발명의 구성을 간단 명료하게 설명하기 위해, 종래에 이미 널리 알려진 구성에 대한 설명은 생략한다. 이러한 설명을 생략하더라도, 당업자라면 이하의 설명을 통해 본 발명의 특징적 구성을 특별한 어려움 없이 이해 및 실시할 수 있을 것이다.

도 2에는 본 발명의 한 가지 실시예에 따른 초음파 스프레이 노즐 시스템(A)의 사시도 및 분해 사시도가 도시되어 있다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 노즐 시스템(A)은 크게, 진동자(100), 에어 안내 부재(200), 내부 캡 부재(300), 외부 캡 부재(400) 및 진동자(100)를 고정 장착하고 또 에어 안내 부재(200)와 체결되는 장착 부재(500)를 포함한다. 전체적으로, SUS로 제조한 진동자(100)와 달리, 에어 안내 부재(200), 내부 캡 부재(300), 외부 캡 부재(400), 장착 부재(500)는 플라스틱 재질로 구성되어 있으며, 따라서 전체적인 노즐 시트템의 제조 비용을 절감할 수 있도록 되어 있다.

이하에서는 도 3을 참조하여, 진동자(100)의 구조를 설명한다.

도 3에는 진동자(100)의 단면 구조가 개략적으로 도시되어 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 노즐 시스템의 진동자(100)의 각 구성 요소는 도 1에 도시한 종래 기술과 실질적으로 동일하다. 그러나, 도 1에 도시한 것과는 달리, 본 발명의 진동자는 그 진동자를 보호하기 위한 하우징이 제공되어 있지 않다.

종래의 진동자와 마찬가지로, 본 발명의 진동자(100) 역시 진동자 본체(101), 분사액 연결 단자(102), 분사면(103), 변환부(105)를 포함한다. 즉, 진동자 본체(101) 및 분사액 연결 단자(102)에는 그 내부를 관통하는 분사액 채널이 형성되어 있어, 분사액 연결 단자(102)가 연결되어 있는 액체 소스(예컨대, 물 또는 유기 용매 담지 탱크)로부터 공급되는 액체가 상기 채널을 통해 노즐 내부로 도입된다. 즉 분사액 연결 단자(102)는 장착 부재(500)에 형성된 분사액 연결 단자용 홀(520)을 통해 외부로 노출되어, 너트를 매개로 장착 부재(500)에 고정되어, 진동자(100)가 장착 부재(500)에 고정 장착된다. 또 장착 부재(500) 외부로 돌출된 분사액 연결 단자(102)가 상기 액체 소스와 연결되어, 상기 액체 소스를 통해 공급되는 액체가 분사액 연결 단자(102)의 채널을 통해 노즐 시스템 내부로 도입된다.

한편, 도시한 바와 같이, 진동자 본체(101)에는 후면 진동자 커버(104)가 나사(도시 생략)에 의해 결합되어 있는데, 진동자 본체와 일체로 형성되는 분사액 연결 단자(102)가 후면 진동자 커버(104)에 형성된 구멍을 통해 외부로 돌출되는 구조로 되어 있다. 한편, 상기 후면 진동자 커버는 종래 기술의 후방 혼에 대응되는 구성 요소라 할 수 있다. 즉, 후면 진동자 커버(104)는 진동자와 함께 harmonic하게 진동하므로, 후방 혼에 상응하는 구성 요소라 지칭할 수 있다.

또한, 도시한 바와 같이, 노즐 시스템(A)은 후면 진동자 커버(104)와 진동자 본체(101) 사이에 변환부(105)를 포함하고 있으며, 이 변환부는 한 쌍의 압전 세라믹, 즉 압전 트랜스듀서(105)를 포함한다(한 쌍 외에도, 두 쌍 이상의 복수 쌍의 압전 세라믹이 제공될 수도 있다). 이 트랜스듀서는 초음파 전기신호 입력단(108)으로부터 입력되는 전기적 신호, 즉 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하여 주는 변환기이다. 또 한 쌍의 압전 세라믹 사이에 (+) 전극 역할을 하는 구동 전극(106)이 설치되어 있고, 압전 세라믹과 진동자 커버(104) 사이에 (-) 전극 역할을 하는 접지 전극(107)이 설치되어 있다. 이러한 구동 전극(106) 및 접지 전극(107) 각각으로부터 초음파 전기신호 입력단(108)이 연결되어 있다. 이 초음파 전기신호 입력단(108)은 장착 부재(500)에 형성된 초음파 전기신호 입력단용 홀(530)을 통해 외부로 인출되어, 초음파 발생기(도시 생략)와 연결됨으로써, 초음파 발생기로부터 생성된 초음파 신호가 상기 입력단(108)을 통해 수신되어, 구동전극 및 접지전극을 통해 변환부(105)가 구동되어, 진동자를 진동시키게 된다.

상기와 같은 각 구성요소의 기능은 종래 기술에서 설명한 것과 실질상 동일하며, 진동자의 작동 원리는 이미 널리 알려진 것이므로, 더 이상의 상세한 설명은 생략한다. 그러나, 도 1과 도 2를 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 진동자(100)는 종래기술과 다른 구조를 갖고 있다.

구체적으로, 도 1에 도시한 것과 같은 종래의 초음파 스프레이 노즐 시스템에 따르면, 진동자를 보호가 위한 하우징이 반드시 설치되어야 하고, 그 하우징과 진동자 사이에 각종 전기적 신호 입력단이 배치되는 구조를 갖고 있다. 그러나, 하우징이 고가의 금속 재료로 구성되어, 하우징과 관련하여 제조 비용이 상승하는 문제점이 있다.

그러나, 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 진동자(100)는 그 진동자를 보호하기 위한 하우징 구조를 포함하고 있지 않다. 대신에, 진동자 본체(101)와 후면 진동자 커버(104) 사이에 진동자를 구동시키기 위한 각종 구성 요소(예컨대, 변환부)를 배치하고, 구동 전극(106) 및 접지 전극(106)에 각각 연결되는 초음파 전기신호 입력단(108)을 분사액 연결 단자(102)와 마찬가지로, 후면 진동자 커버(104)에 형성된 구멍을 통해 외부로 인출하고 있다. 그 후, 분사액 연결 단자(102)와 후면 진동자 커버(104)의 구멍 사이를 실리콘 밀봉하고, 상호 나사 체결된 후면 진동자 커버(104)와 진동자 본체(101) 사이 역시 도시한 것과 같이 실리콘 밀봉하여, 외부의 환경으로부터 진동자 내부의 구성 요소를 보호하도록 하고 있다. 이와 같은 구조를 통해, 종래 기술과 달리, 하우징을 이용하지 않고도, 진동자를 보호할 수 있으며, 따라서 하우징과 관련된 비용을 대폭 절감할 수 있는 이점이 있다.

한편, 상기와 같은 구조를 채택함에 따라, 본 발명의 진동자는 종래 기술의 진동자와는 다른 진동 모드를 나타내고 있는 것으로 확인되었다. 구체적으로, 도 4에 도시한 것과 같이, 종래의 진동자는 압전 세라믹 부분을 node로 하여, 전방 혼이 크게 진동하고, 후방 혼이 작게 진동하는 일종의 λ/2 진동 모드, 즉 압전 세라믹의 두께 방향으로 두꺼워지고 얇아짐을 반복하는 두께 방향 진동을 하는 것으로 알려져 있다.

이와 관련하여, 본 발명자는 상기 구조를 갖는 진동자에 대해 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였으며, 그 결과를 도 5에 나타내었다. 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 진동자는 λ/2 진동 모드로 진동하지 않으며, 도 2에 도시한 후면 진동자 커버(104)와 진동자 본체(101)의 실리콘 밀봉부 전측 부분을 node점으로 하여 진동하며, 이 경우 도 4에 도시한 종래 기술과 달리, 원의 직경 방향으로 커지고 작아짐을 반복하는 진동을 하는 것으로 확인되었는데, 이는 도 4의 진동자와 달리, 하우징을 제공하지 않는 데에서 비롯된 것으로 보인다.

한편, 상기 구조를 갖는 진동자(100)는 종래 기술과 마찬가지로, 분사면(103)을 통해 액적을 분사한다. 그런데, 분사면(103)을 통해 분산되는 액적은 방향성이 없어서, 원하는 부위에 액적을 정확하게 분사하는 것이 곤란할 수 있다(즉 분사액이 방사상으로 퍼지면서 분사될 수 있다). 본 발명은 이러한 점을 감안하여, 분사면에서 분사되는 액적에 대해 방향성을 부여하는 수단을 제공하는데, 에어 안내 부재(200)가 이러한 역할을 수행한다. 즉, 도 2 및 도 6에 도시된 바와 같이, 진동자 장착 부재(500)의 외측 둘레에는 나사 홈(540)이 형성되어 있고, 에어 안내 부재(200)의 대응되는 후방 내측 둘에에는 나사 홈(도시 생략)이 형성되어 있어, 에어 안내 부재(200)를 진동자 장착 부재(500)에 회전시켜 체결할 수 있도록 구성되어 있다. 이때 에어 안내 부재(200)는 진동자(100)와의 사이에 공간을 형성하면서, 진동자 장착 부재(200)에 체결된다(도 6 참조).

한편, 에어 안내 부재(200)의 전방 벽에는 복수 개의 에어홀(210)이 형성되어 있어, 진동자 장착 부재(500)에 형성된 에어 구멍(510)을 통해 공급되는 에어가 진동자(100)와 에어 안내 부재(200) 사이의 공간을 통과한 후, 상기 에어홀을 통해 외부, 즉 진동자의 전방으로 배출되도록 한다. 즉, 본 발명에 따르면, 에어 구멍(510)에는 진동자 내부에 에어를 공급하기 위한 에어 소스의 에어 공급 단자(도시 생략)가 연결되며, 상기 에어 소스로부터 공급되는 에어가 상기 에어 구멍(510)을 통해, 진동자(100)와 에어 안내 부재(200) 사이의 공간으로 도입된다. 한편, 내부 캡 부재(300)는 도 2에 도시한 것과 같이, 에어 안내 부재(200)의 전방벽에 형성되어 있는 돌출 체결부(220)에 체결되어, 진동자의 전방 혼 부분을 보호하도록 구성되며, 외부 캡 부재(400)는 에어 안내 부재(200)의 전방벽의 주변 엣지부에 형성된 오목 체결부(230)에 체결되도록 구성되며, 이에 따라 내부 캡 부재와 외부 캡 부재 사이에 공간이 형성되어, 에어홀(210)을 통해 배출되는 에어가 상기 공간을 통과하여, 외부 캡 부재의 구멍을 통해 외부로 배출된다. 이때, 분사액 연결 단자용 홀(520), 진동자(100)의 분사면, 돌출 체결부(220)의 구멍, 내부 캡 부재(300)의 구멍, 외부 캡 부재(400)의 구멍은 실질상 동축으로 정렬된다(도 2, 도 6 참조).

그런데, 본 발명에 따르면, 상기 에어홀은 상기 에어 구멍(510)과 평행한 방향으로 상기 에어 안내 부재의 전방벽을 관통하여 형성되는 것이 아니라, 상기 에어 구멍의 방향에 대해 소정의 각도로 경사진 형태로, 상기 전방벽을 관통하여 형성된다. 즉, 장착 부재에는 에어 구멍이 한 개 형성되어 있는데, 그 구멍과 평행하게 에어홀(210)을 형성하게 되면, 에어 구멍과 평행한 부위의 에어홀을 통해서는 다량의 에어가 배출되지만, 에어 구멍과 떨어진 부위의 에어홀을 통해서는 소량의 에어가 배출되어, 불균일의 문제가 발생된다.

이와 관련하여, 본 발명에 따르면, 에어홀(210)이 에어 안내 부재(200)의 전방벽을 에어 구멍의 연장축에 대해 비스듬한 방향으로 관통하도록 형성된다. 따라서, 에어는 에어홀(210)에서 배출될 때, 도 2에 도시한 것과 같이 화살표 방향으로, 즉 에어 구멍(510)의 연장축에 비스듬한 방향으로 배출되어, 내부 캡 부재(300)와 외부 캡 부재(400) 사이를 와류 형태로 통과하고 서로 전체적으로 믹싱되어, 균일한 유량으로 된 채 외부 캡 부재(300)의 구멍을 통해 배출되고, 결국 분사면(103)을 통해 배출되는 액적에 소정의 방향성을 강하게 부여할 수 있어, 분사 액적의 분사 위치를 보다 정밀하게 제어할 수 있게 된다.

이상 본 발명을 특정 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 제한되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 즉 후술하는 특허청구범위 내에서 상기 실시예를 다양하게 변형 및 수정할 수 있다. 예컨대, 에어홀의 경우 복수 개 형성한 것을 설명하였지만, 하나만 형성할 수도 있으며, 이 역시 본 발명의 범위 내에 속하는 것이다. 따라서, 본 발명은 특허청구범위 및 그 균등물에 의해서만 제한된다.

100: 진동자
200: 에어 안내 부재
300: 내부 캡 부재
400: 외부 캡 부재
500: 장착 부재

Claims

초음파 스프레이 노즐 장치에 있어서, 상기 장치는,
내부에 분사액 이송채널이 형성되어 있고 외부의 액체 소스와 연결하기 위한 분사액 연결 단자가 후측에 구비되어 있고, 상기 분사액 연결 단자와 반대쪽 전측 단부에 상기 분사액 이송 채널을 통해 공급되는 액체가 액적 형태로 분사되는 분사면을 갖고 있으며, 상기 분사액 연결단자의 분사액 이송 채널과 연속되는 분사액 이송 채널이 형성되어 있는 진동자 본체와,
상기 진동자 본체와 체결 및 결합되어 상기 진동자 본체와 함께 진동하도록 구성되고 상기 체결 부위가 밀봉되어, 진동자 본체와의 사이를 밀봉하도록 되어 있는 후면 진동자 커버
를 포함하는 진동자를 포함하고,
상기 후면 진동자 커버와 상기 진동자 본체 사이에는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 변환부가 구비되며,
상기 변환부는 한 쌍 이상의 압전 세라믹을 포함하고,
상기 압전 세라믹 사이에는 (+) 전극 역할을 하는 구동 전극이 설치되고, 상기 압전 세라믹과 후면 진동자 커버 사이에는 (-) 전극 역할을 하는 접지 전극이 설치되며,
상기 구동 전극과 접지 전극 각각에는 초음파 전기신호 입력단이 접속되어 있고,
상기 초음파 전기신호 입력단과, 상기 진동자 본체의 분사액 연결 단자는 상기 후면 진동자 커버의 구멍을 통해 외부로 노출되고, 상기 구멍과 진동자 본체 사이는 밀봉되어 있으며,
상기 진동자를 외부 환경으로부터 보호하기 위한 하우징 부재가 제공되지 않는 것을 특징으로 하는 초음파 스프레이 노즐 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 진동자를 장착하기 위한 분사액 연결단자용 홀이 형성되어 있는 장착 부재를 더 포함하고, 상기 진동자의 분사액 연결 단자는 상기 홀을 통해, 상기 장착 부재의 외부로 노출된 후, 체결 수단을 매개로 상기 장착 부재에 체결되어, 상기 진동자가 상기 장착 부재에 고정 장착되는 것을 특징으로 하는 초음파 스프레이 노즐 장치.
청구항 2에 있어서, 상기 진동자 전체를 에워싸면서 상기 장착 부재에 체결되는 실린더 형태의 에어 안내 부재를 더 포함하고, 상기 안내 부재의 전방벽에는 상기 장착 부재에 형성된 에어 구멍을 통해 공급되는 에어를 배출하기 위한 하나 이상의 에어홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파 스프레이 노즐 장치.
청구항 3에 있어서, 상기 에어홀은 상기 장착 부재의 에어 구멍의 연장축에 대하여 소정의 각도로 기울어지게 상기 전방벽을 관통하여 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파 스프레이 노즐 장치.
청구항 4에 있어서, 상기 에어 안내 부재의 전방벽에 형성된 돌출 체결부에 체결되는 내부 캡 부재와, 상기 전방벽의 둘레 엣지부에 체결되는 외부 캡 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 스프레이 노즐 장치.
청구항 5에 있어서, 상기 에어홀을 통해 배출되는 에어는 상기 내부 캡 부재와 외부 캡 부재 사이에서 와류 형태로 형성되어 상호 혼합된 후, 상기 외부 캡 부재의 구멍을 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 초음파 스프레이 노즐 장치.
청구항 6에 있어서, 상기 장착 부재, 공기 안내 부재, 내부 캡 부재 및 외부 캡 부재는 플라스틱 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 스프레이 노즐 장치.