KR20210099950A - Apparatus and method for dispersing nano powders using Hybrid type focused ultrasound - Google Patents

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KR20210099950A
KR20210099950A KR1020200013922A KR20200013922A KR20210099950A KR 20210099950 A KR20210099950 A KR 20210099950A KR 1020200013922 A KR1020200013922 A KR 1020200013922A KR 20200013922 A KR20200013922 A KR 20200013922A KR 20210099950 A KR20210099950 A KR 20210099950A
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Abstract

The present invention relates to a hybrid nano powder dispersion apparatus using focused ultrasonic waves to increase dispersion efficiency of a mixed fluid. According to the present invention, the hybrid nano powder dispersion apparatus comprises: a fluid pipe through which a fluid containing nano powder is introduced to one side; a bath focusing tube allowing the other end of the fluid pipe to be mounted on one side and allowing the fluid containing the nano powder to flow into the inner space; a focusing tube having one end mounted on the other side of the bath focusing tube and into which the fluid of the bath focusing tube is introduced; a focusing-type ultrasonic vibrator surrounding the outer surface of the focusing tube at a predetermined interval, generating ultrasonic waves, and transmitting the ultrasonic waves to the focusing tube; and a large-capacity dispersion ultrasonic vibrator surrounding the outer surface of the bath focusing tube at a predetermined interval, generating ultrasonic waves, and transmitting the ultrasonic waves to the focusing tube.

Description

하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치 및 분산방법{Apparatus and method for dispersing nano powders using Hybrid type focused ultrasound}Hybrid type focused ultrasound nanoparticle dispersing device and dispersing method {Apparatus and method for dispersing nano powders using Hybrid type focused ultrasound}

본 발명은 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치 및 분산방법에 대한 것이다. The present invention relates to a hybrid focused ultrasound nanoparticle dispersion device and dispersion method.

나노 기술의 발달에 따라, 아크 방전법, 가스 증착법, 스퍼터링 방법, 냉동 분쇄법 등 다양한 방법으로 나노 분말을 제조할 수 있다.With the development of nanotechnology, it is possible to manufacture nanopowders by various methods such as arc discharge method, gas deposition method, sputtering method, freeze grinding method, and the like.

이러한 나노 분말은 서로 뭉쳐지기 쉬우므로, 제조 공정 또는 제조 이후에 나노 분말을 적절하게 분산시킬 필요가 있다. 특히, 페인트, 잉크, 샴푸, 음료, 광택제 등의 제품과 같이, 소정의 유체에 나노 분말을 혼합하는 경우, 나노 분말의 분산은 필수적으로 요구되는 공정이다.Since these nanopowders are easy to agglomerate with each other, it is necessary to properly disperse the nanopowder in the manufacturing process or after manufacturing. In particular, when mixing nanopowders in a predetermined fluid, such as products such as paints, inks, shampoos, beverages, and brighteners, dispersion of nanopowders is an essential process.

유체에 포함된 나노 분말을 분산시키기 위하여 볼밀(ball mill) 등을 이용할 수 있으나, 이러한 방법에 따르면 불순물이 유입될 가능성이 높아진다.A ball mill or the like may be used to disperse the nanopowder contained in the fluid, but according to this method, the possibility of introducing impurities increases.

이에 따라, 유체에 포함된 나노 분말을 분산시키기 위하여 초음파를 이용하는 방법이 제안되고 있다. 초음파를 이용하는 나노 분말 분산 방법으로는 배스(bath)형 방법, 혼(horn)형 방법, 집속형 방법 등이 있다. 배스형 방법 또는 혼형 방법에 따르면, 나노 분말의 크기에 비하여 큰 파장의 주파수를 사용하며 초음파 상호 간의 간섭이 발생하므로, 균일한 분산이 이루어지지 못하는 문제가 있다.Accordingly, a method using ultrasonic waves to disperse nanopowders contained in a fluid has been proposed. As a nanopowder dispersion method using ultrasonic waves, there are a bath-type method, a horn-type method, a focusing method, and the like. According to the bath-type method or the horn-type method, since a frequency having a large wavelength is used compared to the size of the nanopowder and interference between ultrasonic waves occurs, there is a problem in that uniform dispersion cannot be achieved.

보다 균일한 분산 효과를 얻기 위하여 집속형 방법을 사용할 수 있으나, 장치 내부의 온도 상승으로 인하여 부하가 발생하며, 최적의 분산 효과를 얻을 수 없는 문제가 있다.In order to obtain a more uniform dispersion effect, a focusing method may be used, but there is a problem in that a load is generated due to an increase in the temperature inside the device, and an optimal dispersion effect cannot be obtained.

이러한 문제점을 해결하기 위해 종래 등록특허 제1514035호는 나노 분말 분산 장치(1)를 기재하고 있다. 도 1은 등록특허 제1514035호의 제작 사진이고, 도 2는 부분 단면도를 도시한 것이다. In order to solve this problem, the prior Patent Registration No. 1514035 describes a nano-powder dispersing device (1). 1 is a photograph of the production of Korean Patent Registration No. 1514035, and FIG. 2 is a partial cross-sectional view.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 등록특허 제1514035호는 나노 분말을 포함하는 유체가 통과하는 유체관(10), 이러한 유체 관을 둘러싸며, 냉각수가 주입되는 주입구와 상기 냉각수가 배출되는 배출구를 포함하고, 상기 냉각수를 수용하는 냉각수 수용부, 상기 냉각수의 온도를 제어하는 온도 제어부, 상기 냉각수 수용부를 둘러싸며, 초음파를 발생시키고, 발생한 초음파를 상기 냉각수를 통하여 상기 유체관에게 전달하는 초음파 진동자(2), 그리고 상기 초음파 진동자에게 초음파를 발생시키기 위한 전원을 공급하는 전원 공급부 등을 포함하여 구성됨을 알 수 있다. As shown in FIGS. 1 and 2 , Patent Registration No. 1514035 discloses a fluid pipe 10 through which a fluid containing nanopowder passes, and surrounds the fluid pipe, an inlet through which cooling water is injected, and an inlet through which the cooling water is discharged. Ultrasound that includes an outlet and surrounds a cooling water accommodating part for accommodating the coolant, a temperature controller for controlling the temperature of the coolant, and the coolant accommodating part to generate ultrasonic waves and transmit the generated ultrasonic waves to the fluid pipe through the coolant It can be seen that the vibrator 2 is configured to include a power supply for supplying power for generating ultrasonic waves to the ultrasonic vibrator.

그러나 이러한 종래 나노분말 분산장치의 경우, 중앙집속형으로 나노입자까지 분산이 가능하나, 집속구간 영역에서만 분산이 가능하기 때문에 분산시간이 매우 오래 걸리게 되어 효율성이 낮아지는 문제점이 존재한다(예를 들어, TiO2 1wt% 100ml 분산시간은 약 200 시간이다.).However, in the case of such a conventional nanopowder dispersing device, it is possible to disperse up to nanoparticles in a centralized manner, but because dispersion is possible only in the focusing section region, the dispersion time takes a very long time, so there is a problem in that the efficiency is lowered (for example, , TiO 2 1wt% 100ml dispersion time is about 200 hours).

대한민국 등록특허 10-1514035Republic of Korea Patent Registration 10-1514035 대한민국 등록특허 10-1514034Republic of Korea Patent Registration 10-1514034

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 혼합유체 분산효율을 높일 수 있는 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치 및 분산방법을 제공하는데 그 목적이 있다. Therefore, the present invention has been devised to solve the conventional problems as described above, and according to an embodiment of the present invention, to provide a hybrid focused ultrasound nanoparticle dispersing device and dispersing method capable of increasing the mixed fluid dispersion efficiency. There is this.

본 발명의 실시예에 따르면, 대용량 분산용 초음파 진동자와, 집속형 초음파 진동자를 동시에 연결하여 나노물질 수분산액 제조의 시간단축(예를 들어, TiO2 1wt% 100mL 분산시간 : 약 1~3시간) 및 대량화가 가능한, 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치 및 분산방법을 제공하는데 그 목적이 있다. According to an embodiment of the present invention, a large-capacity ultrasonic vibrator for dispersion and a focused ultrasonic vibrator are connected at the same time to shorten the time for preparing an aqueous dispersion of nanomaterials (eg, TiO 2 1wt% 100mL dispersion time: about 1 to 3 hours) And it is an object of the present invention to provide a hybrid-type focused ultrasound nanoparticle dispersion device and dispersion method that can be mass-produced.

그리고 본 발명의 실시예에 따르면, 나노물질 유체의 이동경로는 대용량 분산용 초음파 진동자 구간에서 집속형 초음파 진동자 구간으로 순환되며, 대용량 분산용 초음파 진동자 구간을 통해 많은 양의 나노물질 유체가 실시간으로 초음파에 노출된 후, 집속형 초음파 진동자를 통해 강력한 음장이 발생되어 더욱 균일한 나노스케일까지 분산이 가능한, 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치 및 분산방법을 제공하는데 그 목적이 있다. And, according to an embodiment of the present invention, the movement path of the nanomaterial fluid is circulated from the large-capacity dispersion ultrasonic vibrator section to the focused ultrasonic vibrator section, and a large amount of the nanomaterial fluid is ultrasonically transmitted in real time through the large-capacity dispersion ultrasonic vibrator section. An object of the present invention is to provide a hybrid focused ultrasound nanoparticle dispersion device and dispersion method, in which a strong sound field is generated through a focused ultrasonic vibrator after exposure to a more uniform nanoscale dispersion.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 실시간으로 에너지를 받으면서 순환 시 집속 에너지를 받는 혼합 구동을 통해 나노입자 분산액 제조의 시간 단축 및 양산화가 가능한, 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치 및 분산방법을 제공하는데 그 목적이 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, a hybrid focused ultrasound nanoparticle dispersing device and a dispersion method capable of shortening the time for preparing a nanoparticle dispersion and mass-producing it through mixing driving that receives focused energy during circulation while receiving energy in real time. There is a purpose.

그리고 본 발명의 실시예에 따르면, 압전소자 등으로 구성된 대용량 분산용 초음파 진동자와, 집속형 초음파 진동자가 하우징과 연결하는 부분에서 관통하는 방식이 아닌 체결형을 사용함으로써, 초음자 진동자의 성능을 균일화하고, 진동저항요소를 최소화할 수 있으며, 종래 세로로 고정하는 방식에서 각도를 주어 눕히는 방식으로 변경하여 진동저항요소를 최소화할 수 있는 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치 및 분산방법을 제공하는데 그 목적이 있다. And, according to an embodiment of the present invention, by using a large-capacity dispersion ultrasonic vibrator composed of a piezoelectric element, etc., and a fastening type rather than a method in which the focused ultrasonic vibrator penetrates at the portion connected to the housing, the performance of the ultrasonic vibrator is uniformed. And, it is possible to minimize the vibration resistance element, and to provide a hybrid type focused ultrasound nanoparticle dispersing device and dispersing method that can minimize the vibration resistance element by changing from the conventional vertical fixing method to the laying method by giving an angle. There is this.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned are clearly to those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. can be understood

본 발명의 목적은, 나노분말 분산장치에 있어서, 나노분말을 포함하는 유체가 일측으로 유입되는 유체관; 일측면에 상기 유체관 타측 끝단이 장착되며 상기 나노분말을 포함하는 유체가 내부공간으로 유입되는 배스 집속튜브; 일측 끝단이 상기 배스 집속튜브 타측면에 장착되며, 상기 배스 집속튜브의 유체가 유입되는 집속튜브; 상기 집속튜브의 외면과 특정간격 이격되어 둘러싸며, 초음파를 발생시키고, 상기 초음파를 상기 집속튜브에 전달하는 집속형 초음파 진동자; 및 상기 배스 집속튜브의 외면과 특정간격 이격되어 둘러싸며, 초음파를 발생시키고, 상기 초음파를 상기 배스 집속튜브에 전달하는 대용량 분산용 초음파 진동자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치로서 달성될 수 있다. It is an object of the present invention, in the nanopowder dispersing device, the fluid containing the nanopowder is introduced to one side of the fluid pipe; a bath collecting tube having the other end of the fluid pipe mounted on one side and flowing into the inner space of the fluid containing the nanopowder; a focusing tube having one end mounted on the other side of the bath focusing tube and into which the fluid of the bath focusing tube is introduced; a focusing-type ultrasonic vibrator that surrounds the outer surface of the focusing tube and spaced apart from each other, generates ultrasonic waves, and transmits the ultrasonic waves to the focusing tube; and an ultrasonic vibrator for large-capacity dispersion that surrounds the outer surface of the bath focusing tube and is spaced apart from each other, generates ultrasonic waves, and transmits the ultrasonic waves to the bath focusing tube; Hybrid focused ultrasonic nanoparticle dispersion comprising a. device can be achieved.

그리고 내부에 상기 유체관을 수용하며, 냉각수 유입관이 장착되어 내부의 냉각수 수용부로 상기 냉각수를 유입시키는 입구측 하우징; 상기 대용량 분산용 초음파 진동자와 집속형 초음파 진동자 사이에 구비되는 관형태의 연결용 하우징; 및 상기 집속튜브의 타측 끝단이 장착되며 냉각수가 토출되는 냉각수 토출관이 설치되고, 일측면에 상기 집속형 초음파 진동자가 체결되는 출구측 하우징;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. and an inlet housing accommodating the fluid pipe therein and having a coolant inlet pipe installed therein to introduce the coolant into the coolant accommodating part; a tubular connection housing provided between the large-capacity dispersion ultrasonic vibrator and the focused ultrasonic vibrator; and an outlet housing to which the other end of the focusing tube is mounted, a cooling water discharge pipe through which cooling water is discharged is installed, and the focusing type ultrasonic vibrator is fastened to one side thereof.

또한 상기 냉각수는 상기 냉각수 유입관을 통해 유입되어 냉각수 수용부, 상기 대용량 분산용 초음파 진동자 내부공간, 연결용 하우징 내부공간, 집속형 초음자 진동자 내부공간, 출구측 하우징 내부공간을 거쳐 상기 냉각수 토출관으로 토출되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the cooling water is introduced through the cooling water inlet pipe and passes through the cooling water receiving part, the internal space of the large-capacity dispersion ultrasonic vibrator, the housing internal space for connection, the focused supersonic vibrator internal space, and the outlet side housing internal space, and the cooling water discharge pipe It may be characterized in that it is discharged as

그리고 상기 대용량 분산용 초음파 진동자와 집속형 초음파 진동자는 관형태를 가지며, 상기 대용량 분산용 초음파 진동의 직경은 상기 집속형 초음파 진동자의 직경보다 크게 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the large-capacity dispersion ultrasonic vibrator and the focused ultrasonic vibrator have a tubular shape, and the diameter of the large-capacity dispersion ultrasonic vibration is larger than the diameter of the focused ultrasonic vibrator.

또한 상기 대용량 분산용 초음파 진동자와 집속형 초음파 진동자는 PZT 진동자로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the large-capacity dispersion ultrasonic vibrator and the focused ultrasonic vibrator may be characterized in that it is composed of a PZT vibrator.

그리고 상기 대용량 분산용 초음파 진동자는 초음파를 발생시켜 발생한 초음파를 상기 냉각수를 통하여 상기 배스 집속튜브로 전달하여, 상기 배스 집속튜브 내부공간의 유체를 분산시키고, 상기 집속형 초음파 진동자는 초음파를 발생시켜 발생한 초음파를 상기 냉각수를 통하여 상기 집속튜브로 전달하여 상기 유체를 나노 스케일까지 분산시키는 것을 특징으로 할 수 있다. And the large-capacity dispersion ultrasonic vibrator transmits the ultrasonic waves generated by generating ultrasonic waves to the bath focusing tube through the cooling water to disperse the fluid in the inner space of the bath focusing tube, and the focused ultrasonic vibrator generates ultrasonic waves. It may be characterized in that the ultrasonic wave is transmitted to the focusing tube through the cooling water to disperse the fluid to a nanoscale.

또한 상기 입구측 하우징과, 상기 대용량 분산용 초음파 진동자와, 상기 연결용 하우징과, 상기 집속형 초음파 진동자와, 상기 출구측 하우징은 서로 탈부착가능하도록 체결되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the inlet housing, the large-capacity dispersion ultrasonic vibrator, the connection housing, the focused ultrasonic vibrator, and the outlet housing may be detachably fastened to each other.

그리고 상기 연결용 하우징 내면은 일측에서 타측으로 점진적으로 직경이 감소되는 테이퍼면으로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다. And the inner surface of the housing for connection may be characterized in that it is composed of a tapered surface that is gradually reduced in diameter from one side to the other.

또한 상기 나노분말 분산장치는 길이방향이 수직방향에서 특정각도 경사진 형태로 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the nano-powder dispersing device may be characterized in that the longitudinal direction is installed in the form of an inclined at a specific angle in the vertical direction.

그리고 상기 배스 집속튜브의 내부 타측에, 유체홀이 형성된 격벽이 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다. And it may be characterized in that a partition wall having a fluid hole formed thereon is provided on the other inner side of the bath focusing tube.

본 발명의 실시예에 따른 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치 및 분산방법에 따르면, 혼합유체 분산효율을 높일 수 있는 효과를 갖는다. According to the hybrid focused ultrasound nanoparticle dispersion apparatus and dispersion method according to an embodiment of the present invention, it has the effect of increasing the mixed fluid dispersion efficiency.

본 발명의 실시예에 따른 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치 및 분산방법에 따르면, 대용량 분산용 초음파 진동자와, 집속형 초음파 진동자를 동시에 연결하여 나노물질 수분산액 제조의 시간단축(예를 들어, TiO2 1wt% 100mL 분산시간 : 약 1~3시간) 및 대량화가 가능한 효과를 갖는다. According to the hybrid focused ultrasonic nanoparticle dispersing apparatus and dispersion method according to an embodiment of the present invention, the large-capacity dispersion ultrasonic vibrator and the focused ultrasonic vibrator are connected at the same time to shorten the time of preparing an aqueous dispersion of nanomaterials (eg, TiO 2 1wt% 100mL dispersion time: about 1 to 3 hours) and has the effect of being able to mass-produce it.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치 및 분산방법에 따르면, 나노물질 유체의 이동경로는 대용량 분산용 초음파 진동자 구간에서 집속형 초음파 진동자 구간으로 순환되며, 대용량 분산용 초음파 진동자 구간을 통해 많은 양의 나노물질 유체가 실시간으로 초음파에 노출된 후, 집속형 초음파 진동자를 통해 강력한 음장이 발생되어 더욱 균일한 나노스케일까지 분산이 가능한 효과를 갖는다. And according to the hybrid-type focused ultrasound nanoparticle dispersing apparatus and dispersion method according to an embodiment of the present invention, the movement path of the nanomaterial fluid is circulated from the large-capacity dispersion ultrasonic vibrator section to the focused-type ultrasonic vibrator section, and the large-capacity dispersion ultrasonic vibrator After a large amount of nanomaterial fluid is exposed to ultrasonic waves in real time through the section, a strong sound field is generated through a focused ultrasonic vibrator, which has the effect that it can be dispersed to a more uniform nanoscale.

또한 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치 및 분산방법에 따르면, 실시간으로 에너지를 받으면서 순환 시 집속 에너지를 받는 혼합 구동을 통해 나노입자 분산액 제조의 시간 단축 및 양산화가 가능한 효과를 갖는다. In addition, according to the hybrid focused ultrasound nanoparticle dispersing apparatus and dispersion method according to an embodiment of the present invention, it is possible to reduce the time for producing a nanoparticle dispersion and mass-produce it through mixing driving that receives energy while circulating in real time. have

그리고 본 발명의 실시예에 따르면, 압전소자 등으로 구성된 대용량 분산용 초음파 진동자와, 집속형 초음파 진동자가 하우징과 연결하는 부분에서 관통하는 방식이 아닌 체결형을 사용함으로써, 초음자 진동자의 성능을 균일화하고, 진동저항요소를 최소화할 수 있으며, 종래 세로로 고정하는 방식에서 각도를 주어 눕히는 방식으로 변경하여 진동저항요소를 최소화할 수 있는 장점이 있다. And, according to an embodiment of the present invention, by using a large-capacity dispersion ultrasonic vibrator composed of a piezoelectric element, etc., and a fastening type rather than a method in which the focused ultrasonic vibrator penetrates at the portion connected to the housing, the performance of the ultrasonic vibrator is uniformed. And, it is possible to minimize the vibration resistance element, and there is an advantage in that the vibration resistance element can be minimized by changing the conventional vertical fixing method to a laying method by giving an angle.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the following description. will be able

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 종래 등록특허 제1514035호에 따른 나노분말 분산장치의 제작 사진,
도 2는 종래 등록특허 제1514035호에 따른 나노분말 분산장치의 부분 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치의 사시도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치의 정면도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치의 단면 사시도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치의 단면도를 도시한 것이다. The following drawings attached to the present specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical spirit of the present invention together with the detailed description of the present invention, so the present invention is limited only to the matters described in those drawings and should not be interpreted.
1 is a photograph of manufacturing a nano-powder dispersing device according to the conventional registration patent No. 1514035;
2 is a partial cross-sectional view of a nano-powder dispersing device according to the prior patent registration No. 1514035;
3 is a perspective view of a hybrid focused ultrasound nanoparticle dispersion device according to an embodiment of the present invention;
4 is a front view of a hybrid focused ultrasound nanoparticle dispersion device according to an embodiment of the present invention;
5 is a cross-sectional perspective view of a hybrid focused ultrasound nanoparticle dispersion device according to an embodiment of the present invention;
6 is a cross-sectional view of a hybrid focused ultrasound nanoparticle dispersion device according to an embodiment of the present invention.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.The above objects, other objects, features and advantages of the present invention will be easily understood through the following preferred embodiments in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content may be thorough and complete, and the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art.

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, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.In this specification, when a component is referred to as being on another component, it means that it may be directly formed on the other component or a third component may be interposed therebetween. In addition, in the drawings, the thickness of the components is exaggerated for the effective description of the technical content.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 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. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.Embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional and/or plan views, which are ideal illustrative views of the present invention. In the drawings, thicknesses of films and regions are exaggerated for effective description of technical content. Accordingly, the shape of the illustrative drawing may be modified due to manufacturing technology and/or tolerance. Accordingly, embodiments of the present invention are not limited to the specific form shown, but also include changes in the form generated according to the manufacturing process. For example, the region shown at right angles may be rounded or have a predetermined curvature. Accordingly, the regions illustrated in the drawings have properties, and the shapes of the illustrated regions in the drawings are intended to illustrate specific shapes of regions of the device and not to limit the scope of the invention. In various embodiments of the present specification, terms such as first, second, etc. are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. The embodiments described and illustrated herein also include complementary embodiments thereof.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, the terms 'comprises' and/or 'comprising' do not exclude the presence or addition of one or more other components.

아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.In describing the specific embodiments below, various specific contents have been prepared to more specifically describe the invention and help understanding. However, a reader having enough knowledge in this field to understand the present invention may recognize that it may be used without these various specific details. In some cases, it is mentioned in advance that parts that are commonly known and not largely related to the invention are not described in order to avoid confusion without any reason in describing the present invention in describing the invention.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치(100)의 구성, 기능 및 분산방법에 대해 설명하도록 한다. Hereinafter, the configuration, function and dispersion method of the hybrid focused ultrasound nanoparticle dispersion device 100 according to an embodiment of the present invention will be described.

먼저 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치(100)의 사시도를 도시한 것이다. 그리고 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치(100)의 정면도를 도시한 것이다. First, Figure 3 shows a perspective view of a hybrid focused ultrasound nanoparticle dispersion device 100 according to an embodiment of the present invention. And Figure 4 shows a front view of the hybrid focused ultrasound nanoparticle dispersion device 100 according to an embodiment of the present invention.

또한, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치(100)의 단면 사시도를 도시한 것이다. 그리고 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치(100)의 단면도를 도시한 것이다. In addition, Figure 5 shows a cross-sectional perspective view of the hybrid focused ultrasound nanoparticle dispersion device 100 according to an embodiment of the present invention. And Figure 6 is a cross-sectional view of the hybrid focused ultrasound nanoparticles dispersion device 100 according to an embodiment of the present invention.

도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치(100)는 유체관(10), 하우징과, 대용량 분산용 초음파 진동자(30), 집속형 초음파 진동자(60) 등을 포함하여 구성됨을 알 수 있다. 3 to 6, the hybrid focused ultrasound nanoparticle dispersing device 100 according to an embodiment of the present invention includes a fluid pipe 10, a housing, and an ultrasonic vibrator 30 for large-capacity dispersion, a focused type It can be seen that the ultrasonic vibrator 60 and the like are included.

유체관(10)은 나노분말을 포함하는 유체가 일측으로 유입되어 타측에 연결된 배스 집속튜브(40)로 유입되도록 구성된다. 유체관(10)은, 예를 들면 글래스 또는 고분자 수지를 포함하는 재질로 이루어질 수 있다. 도시되지 않았으나, 유체관(10)의 상부 또는 하부에는 펌프가 연결되어, 유체를 강제로 이동시킬 수 있다. The fluid pipe 10 is configured such that the fluid containing the nanopowder flows into one side and flows into the bath collecting tube 40 connected to the other side. The fluid pipe 10 may be made of, for example, glass or a material including a polymer resin. Although not shown, a pump may be connected to the upper or lower portion of the fluid pipe 10 to forcibly move the fluid.

그리고 배스 집속튜브(40)는 일측면의 유체관 장착단(43)을 통해 유체관(10) 타측 끝단이 장착되며 나노분말을 포함하는 유체가 내부공간(41)으로 유입되도록 구성된다. 이러한 배스 집속튜브(40)는 내부공간(41)을 가지고 있어 대용량의 유체가 내부에 저장되게 된다. 그리고 타측면의 집속튜브 장착단(44)에는 집속튜브(80)가 장착되게 된다. And the bath collecting tube 40 is configured such that the other end of the fluid pipe 10 is mounted through the fluid pipe mounting end 43 of one side, and the fluid containing the nanopowder is introduced into the inner space 41 . The bath collecting tube 40 has an inner space 41 so that a large amount of fluid is stored therein. And the focusing tube 80 is mounted on the focusing tube mounting end 44 of the other side.

또한, 배스 집속튜브(40)의 내부 타측에, 유입홀(45)이 형성된 격벽(42)이 구비된다. 따라서 유체관(10)을 통해 유입된 나노분말을 포함하는 유체는 배스 집속튜브(40)의 내부공간(41)에 저장된 후, 유체홀(45)을 통해 집속튜브(80) 측으로 유입되도록 구성된다. 유체가 배스 집속튜브(40) 내에 머무는 동안 상대적으로 많은 양이 대용량 분산용 초음파 진동자(30)에 의해 초음파에 노출되게 된다. In addition, on the other side of the inner side of the bath focusing tube 40, a partition wall 42 having an inlet hole 45 is provided. Therefore, the fluid containing the nanopowder introduced through the fluid pipe 10 is stored in the inner space 41 of the bath focusing tube 40, and then flows into the focusing tube 80 through the fluid hole 45. . While the fluid stays in the bath focusing tube 40 , a relatively large amount is exposed to ultrasonic waves by the large-capacity dispersion ultrasonic vibrator 30 .

즉, 대용량 분산용 초음파 진동자(30)는 관형태로 구성되어, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 배스 집속튜브(40)의 외면과 특정간격 이격되어 둘러싸며, 초음파를 발생시키고, 초음파를 배스 집속튜브(40)에 전달하게 됨을 알 수 있다. That is, the ultrasonic vibrator 30 for large-capacity dispersion is configured in the form of a tube, and as shown in FIGS. 5 and 6 , surround the outer surface of the bath focusing tube 40 and spaced apart at a specific distance, and generate ultrasonic waves, It can be seen that is delivered to the bath focusing tube (40).

그리고 집속튜브(80)는 일측 끝단이 배스 집속튜브(40) 타측면의 집속튜브 장착단(44)에 장착되며, 배스 집속튜브(40)의 유체가 유입되게 된다. 집속튜브(80)는, 예를 들면 글래스 또는 고분자 수지를 포함하는 재질로 이루어질 수 있다. And one end of the focusing tube 80 is mounted on the focusing tube mounting end 44 of the other side of the bath focusing tube 40 , and the fluid of the bath focusing tube 40 is introduced. The focusing tube 80 may be made of, for example, glass or a material including a polymer resin.

또한, 집속형 초음파 진동자(60)는 관형태로 구성되어, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 집속튜브(80)의 외면과 특정간격 이격되어 둘러싸며, 초음파를 발생시키고, 발생된 초음파를 집속튜브(80)에 전달하도록 구성된다. 즉, 나노분말을 포함하는 유체는 먼저, 배스 집속튜브(40)에서 상대적으로 많은 양이 머물면서 초음파에 노출된 후, 집속튜브(80)로 유입되어 집속형 초음파 진동자(60)에 의해 강력한 음장을 인가받아 나노 스케일까지 분산이 이루어지게 된다. In addition, the focused ultrasonic vibrator 60 is configured in the form of a tube, and as shown in FIGS. 5 and 6 , surround the outer surface of the focusing tube 80 and spaced apart at a specific distance, and generate ultrasonic waves, and the generated ultrasonic waves It is configured to deliver to the focusing tube (80). That is, the fluid containing the nanopowder is first exposed to ultrasonic waves while staying in a relatively large amount in the bath focusing tube 40 , and then flows into the focusing tube 80 , and a strong sound field is generated by the focusing ultrasonic vibrator 60 . is applied and dispersion is made to the nanoscale.

대용량 분산용 초음파 진동자(30)와 집속형 초음파 진동자(60)는 전기 에너지를 초음파 에너지로 변환할 수 있다. 예를 들면 압전 세라믹 진동자일 수 있다. 압전 세라믹 진동자는, 예를 들면 납, 지르코늄 및 티타늄 중 적어도 하나를 포함하는 PZT 진동자일 수 있다. 초음파 진동자(30, 60)는 중공의 원통 형상일 수 있다. 초음파 진동자(30, 60)는 원통의 반지름 방향으로 분극시켜 진동할 수 있다. 이에 따라, 초음파진동자(30, 60)로부터 발생한 초음파는 냉각수를 통하여 전달되며, 원통의 내부에서 강한 집속 초음파 음장을 형성하게 된다. The large-capacity dispersion ultrasonic vibrator 30 and the focused ultrasonic vibrator 60 may convert electrical energy into ultrasonic energy. For example, it may be a piezoelectric ceramic vibrator. The piezoelectric ceramic vibrator may be, for example, a PZT vibrator including at least one of lead, zirconium, and titanium. The ultrasonic vibrators 30 and 60 may have a hollow cylindrical shape. The ultrasonic vibrators 30 and 60 may vibrate by being polarized in the radial direction of the cylinder. Accordingly, the ultrasonic waves generated from the ultrasonic vibrators 30 and 60 are transmitted through the cooling water, and a strong focused ultrasonic sound field is formed inside the cylinder.

그리고 대용량 분산용 초음파 진동자(30)와 집속형 초음파 진동자(60)는 관형태를 가지며, 대용량 분산용 초음파 진동자(30)의 직경은 집속형 초음파 진동자(60)의 직경보다 크게 구성된다. 또한, 집속형 초음파 진동자(60)에 의해 인가되는 초음파의 진동수는 대용량 분산용 초음파 진동자(30)에 의해 발생되는 초음파의 진동수보다 크다. In addition, the large-capacity dispersion ultrasonic vibrator 30 and the focused ultrasonic vibrator 60 have a tubular shape, and the diameter of the large-capacity dispersion ultrasonic vibrator 30 is larger than the diameter of the focused ultrasonic vibrator 60 . In addition, the frequency of ultrasonic waves applied by the focused ultrasonic vibrator 60 is greater than the frequency of ultrasonic waves generated by the large-capacity dispersion ultrasonic vibrator 30 .

본 발명의 실시예에 따른 대용량 분산용 초음파 진동자(30)는 초음파를 발생시켜 발생한 초음파를 냉각수를 통하여 배스 집속튜브(40)로 전달하여, 배스 집속튜브 내부공간(41)의 유체를 분산시키고, 연속적으로 집속형 초음파 진동자(60)는 초음파를 발생시켜 발생한 초음파를 냉각수를 통하여 집속튜브(80)로 전달하여 더욱 강력한 음장을 통해 유체를 나노 스케일까지 분산시키게 된다. The ultrasonic vibrator 30 for large-capacity dispersion according to an embodiment of the present invention generates ultrasonic waves and transmits the generated ultrasonic waves to the bath focusing tube 40 through cooling water to disperse the fluid in the bath focusing tube inner space 41, The focused ultrasonic vibrator 60 continuously generates ultrasonic waves and transmits the generated ultrasonic waves to the focusing tube 80 through the cooling water to disperse the fluid down to the nanoscale through a more powerful sound field.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치(100)는 입구측 하우징(20), 연결용 하우징(50), 출구측 하우징(70)을 포함하여 구성된다. 또한, 이러한 입구측 하우징(20)과, 대용량 분산용 초음파 진동자(30)와, 연결용 하우징(50)과, 집속형 초음파 진동자(60)와, 출구측 하우징(70)은 서로 탈부착가능하도록 체결되도록 구성된다. And the hybrid focused ultrasound nanoparticle dispersing device 100 according to an embodiment of the present invention is configured to include an inlet housing 20 , a housing 50 for connection, and an outlet housing 70 . In addition, the inlet housing 20, the large-capacity dispersion ultrasonic vibrator 30, the connection housing 50, the focused ultrasonic vibrator 60, and the outlet housing 70 are fastened to be detachable from each other. configured to be

입구측 하우징(20)은 내부에 유체관(10)이 삽입되어 수용되며, 냉각수 유입관(24)이 장착되어 내부의 냉각수 수용부(23)로 냉각수를 유입시킬 수 있도록 구성된다. 또한, 입구측 하우징(20)의 타측면에는 제1플랜지(22)가 구비되고, 일측면 돌출단에는 입구캡(21)이 설치될 수 있다. The inlet housing 20 is configured such that the fluid pipe 10 is inserted and accommodated therein, and the cooling water inlet pipe 24 is mounted to introduce cooling water into the cooling water receiving part 23 therein. In addition, the first flange 22 may be provided on the other side of the inlet housing 20 , and the inlet cap 21 may be installed at the protruding end of one side.

그리고 연결용 하우징(50)은 대용량 분산용 초음파 진동자(30)와 집속형 초음파 진동자(60) 사이에 구비되는 관형태로 구성된다. 또한, 연결용 하우징(50) 내면은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 일측에서 타측으로 점진적으로 직경이 감소되는 테이퍼면(51)으로 구성되게 된다. And the housing 50 for connection is configured in the form of a tube provided between the large-capacity dispersion ultrasonic vibrator 30 and the focused ultrasonic vibrator (60). In addition, as shown in FIGS. 5 and 6, the inner surface of the housing 50 for connection is composed of a tapered surface 51 whose diameter is gradually reduced from one side to the other.

또한 출구측 하우징(70)의 타측면에 집속튜브(80)의 타측 끝단이 삽입, 장착되며 냉각수가 토출되는 냉각수 토출관(73)이 설치되고, 일측면에 집속형 초음파 진동자(60)가 체결되도록 구성된다. 또한, 일측면 외면에는 제2플랜지(72)가 형성되며, 타측 돌출단에는 출구캡(71)이 설치될 수 있다. In addition, the other end of the focusing tube 80 is inserted and mounted on the other side of the outlet housing 70 , and a cooling water discharge pipe 73 from which cooling water is discharged is installed, and the focusing type ultrasonic vibrator 60 is fastened to one side. configured to be In addition, the second flange 72 is formed on the outer surface of one side, and the outlet cap 71 may be installed on the other protruding end.

따라서 냉각수는 냉각수 유입관(24)을 통해 유입되어 냉각수 수용부(23), 대용량 분산용 초음파 진동자(30) 내부공간, 연결용 하우징(50) 내부공간, 집속형 초음자 진동자(60) 내부공간, 출구측 하우징(70) 내부공간을 거쳐 냉각수 토출관(73)으로 토출되도록 구성된다. Therefore, the cooling water is introduced through the cooling water inlet pipe 24, and the cooling water receiving part 23, the inner space of the ultrasonic vibrator 30 for large-capacity dispersion, the inner space of the housing 50 for connection, and the inner space of the focused ultrasonic vibrator 60 , is configured to be discharged to the cooling water discharge pipe 73 through the inner space of the outlet housing 70 .

또한, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드형 집속초음파 나노분말 분산장치(100)는 길이방향이 수직방향에서 특정각도 경사진 형태로 설치됨이 바람직하다. In addition, the hybrid focused ultrasound nanopowder dispersion device 100 according to an embodiment of the present invention is preferably installed in a longitudinal direction inclined at a specific angle in the vertical direction.

따라서 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치 및 분산방법에 따르면, 혼합유체 분산효율을 높일 수 있게 된다. Therefore, according to the hybrid focused ultrasound nanoparticle dispersing apparatus and dispersing method according to an embodiment of the present invention, it is possible to increase the mixed fluid dispersion efficiency.

본 발명의 실시예에 따른 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치 및 분산방법에 따르면, 대용량 분산용 초음파 진동자와, 집속형 초음파 진동자를 동시에 연결하여 나노물질 수분산액 제조의 시간단축 및 대량화가 가능하다. According to the hybrid focused ultrasound nanoparticle dispersing apparatus and dispersion method according to an embodiment of the present invention, it is possible to reduce the time and mass of the nanomaterial aqueous dispersion production by simultaneously connecting the large-capacity dispersion ultrasonic vibrator and the focused ultrasonic vibrator.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치 및 분산방법에 따르면, 나노물질 유체의 이동경로는 대용량 분산용 초음파 진동자 구간에서 집속형 초음파 진동자 구간으로 순환되며, 대용량 분산용 초음파 진동자 구간을 통해 많은 양의 나노물질 유체가 실시간으로 초음파에 노출된 후, 집속형 초음파 진동자를 통해 강력한 음장이 발생되어 더욱 균일한 나노스케일까지 분산이 가능하다. And according to the hybrid-type focused ultrasound nanoparticle dispersing apparatus and dispersion method according to an embodiment of the present invention, the movement path of the nanomaterial fluid is circulated from the large-capacity dispersion ultrasonic vibrator section to the focused-type ultrasonic vibrator section, and the large-capacity dispersion ultrasonic vibrator After a large amount of nanomaterial fluid is exposed to ultrasonic waves in real time through the section, a powerful sound field is generated through the focused ultrasonic vibrator, enabling even more uniform dispersion to the nanoscale.

또한 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치 및 분산방법에 따르면, 실시간으로 에너지를 받으면서 순환 시 집속 에너지를 받는 혼합 구동을 통해 나노입자 분산액 제조의 시간 단축(예를 들어, TiO2 1wt% 100mL 분산시간 : 약 1~3시간) 및 양산화가 가능하다. In addition, according to the hybrid focused ultrasound nanoparticle dispersing apparatus and dispersion method according to an embodiment of the present invention, the time of preparing the nanoparticle dispersion is reduced (for example, TiO 2 1wt% 100mL dispersion time: about 1-3 hours) and mass production is possible.

그리고 본 발명의 실시예에 따르면, 압전소자 등으로 구성된 대용량 분산용 초음파 진동자와, 집속형 초음파 진동자가 하우징과 연결하는 부분에서 관통하는 방식이 아닌 체결형을 사용함으로써, 초음자 진동자의 성능을 균일화하고, 진동저항요소를 최소화할 수 있으며, 종래 세로로 고정하는 방식에서 각도를 주어 눕히는 방식으로 변경하여 진동저항요소를 최소화할 수 있다. And, according to an embodiment of the present invention, by using a large-capacity dispersion ultrasonic vibrator composed of a piezoelectric element, etc., and a fastening type rather than a method in which the focused ultrasonic vibrator penetrates at the portion connected to the housing, the performance of the ultrasonic vibrator is uniformed. And, the vibration resistance element can be minimized, and the vibration resistance element can be minimized by changing the conventional vertical fixing method to a laying method at an angle.

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.In addition, in the apparatus and method described above, the configuration and method of the above-described embodiments are not limitedly applicable, but all or part of each embodiment is selectively combined so that various modifications can be made to the embodiments. may be configured.

1:종래 나노입자 분산장치
10:유체관
20:입구측 하우징
21:입구캡
22:제1플랜지
23:냉각수 수용부
24:냉각수유입관
30:대용량 분산용 초음파 진동자
40:배스 집속튜브
41:내부공간
42:격벽
43:유체관 장착단
44:집속튜브 장착단
45:유체홀
50:연결용 하우징
51:테이퍼면
60:집속형 초음파진동자
70:출구측 하우징
71:출구캡
72:제2플랜지
73:냉각수토출관
80:집속튜브
100:하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치1: Conventional nanoparticle dispersion device
10: fluid pipe
20: inlet side housing
21: entrance cap
22: first flange
23: cooling water receiving part
24: cooling water inlet pipe
30: Ultrasonic vibrator for large-capacity dispersion
40: bass focusing tube
41: inner space
42: bulkhead
43: fluid pipe mounting end
44: focusing tube mounting end
45: fluid hole
50: housing for connection
51: tapered surface
60: Focused ultrasonic vibrator
70: exit side housing
71: exit cap
72: second flange
73: coolant discharge pipe
80: focusing tube
100: hybrid focused ultrasound nanoparticle dispersion device

Claims (10)

나노분말 분산장치에 있어서,
나노분말을 포함하는 유체가 일측으로 유입되는 유체관;
일측면에 상기 유체관 타측 끝단이 장착되며 상기 나노분말을 포함하는 유체가 내부공간으로 유입되는 배스 집속튜브;
일측 끝단이 상기 배스 집속튜브 타측면에 장착되며, 상기 배스 집속튜브의 유체가 유입되는 집속튜브;
상기 집속튜브의 외면과 특정간격 이격되어 둘러싸며, 초음파를 발생시키고, 상기 초음파를 상기 집속튜브에 전달하는 집속형 초음파 진동자; 및
상기 배스 집속튜브의 외면과 특정간격 이격되어 둘러싸며, 초음파를 발생시키고, 상기 초음파를 상기 배스 집속튜브에 전달하는 대용량 분산용 초음파 진동자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치.
In the nanopowder dispersion device,
a fluid pipe through which a fluid containing nanopowder is introduced to one side;
The other end of the fluid pipe is mounted on one side of the bath collecting tube into which the fluid containing the nano-powder is introduced into the inner space;
a focusing tube having one end mounted on the other side of the bath focusing tube and into which the fluid of the bath focusing tube is introduced;
a focusing-type ultrasonic vibrator surrounding the outer surface of the focusing tube and spaced apart from each other, generating ultrasonic waves, and transmitting the ultrasonic waves to the focusing tube; and
A hybrid focused ultrasound nanoparticle dispersing device comprising a; an ultrasonic vibrator for large-capacity dispersion that surrounds the outer surface of the bath focusing tube and is spaced apart from each other, generates ultrasonic waves, and transmits the ultrasonic waves to the bath focusing tube. .
 제 1항에 있어서,
내부에 상기 유체관을 수용하며, 냉각수 유입관이 장착되어 내부의 냉각수 수용부로 상기 냉각수를 유입시키는 입구측 하우징;
상기 대용량 분산용 초음파 진동자와 집속형 초음파 진동자 사이에 구비되는 관형태의 연결용 하우징; 및
상기 집속튜브의 타측 끝단이 장착되며 냉각수가 토출되는 냉각수 토출관이 설치되고, 일측면에 상기 집속형 초음파 진동자가 체결되는 출구측 하우징;을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치.
The method of claim 1,
an inlet housing accommodating the fluid pipe therein and having a cooling water inlet pipe installed therein to introduce the cooling water into the cooling water accommodating part;
a tubular connection housing provided between the large-capacity dispersion ultrasonic vibrator and the focused ultrasonic vibrator; and
The other end of the focusing tube is mounted, the cooling water discharge pipe through which the cooling water is discharged is installed, and the outlet side housing to which the focusing type ultrasonic vibrator is fastened to one side is a hybrid type focused ultrasound nanoparticle dispersing device comprising a; .
 제 2항에 있어서,
상기 냉각수는 상기 냉각수 유입관을 통해 유입되어 냉각수 수용부, 상기 대용량 분산용 초음파 진동자 내부공간, 연결용 하우징 내부공간, 집속형 초음자 진동자 내부공간, 출구측 하우징 내부공간을 거쳐 상기 냉각수 토출관으로 토출되는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치.
3. The method of claim 2,
The cooling water flows in through the cooling water inlet pipe and passes through the cooling water receiving part, the large-capacity dispersion ultrasonic vibrator inner space, the connecting housing inner space, the focused supersonic vibrator inner space, and the outlet side housing inner space to the cooling water discharge pipe. A hybrid focused ultrasound nanoparticle dispersion device, characterized in that it is discharged.
 제 3항에 있어서,
상기 대용량 분산용 초음파 진동자와 집속형 초음파 진동자는 관형태를 가지며, 상기 대용량 분산용 초음파 진동의 직경은 상기 집속형 초음파 진동자의 직경보다 크게 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치.
4. The method of claim 3,
The large-capacity dispersion ultrasonic vibrator and the focused ultrasonic vibrator have a tubular shape, and the diameter of the large-capacity dispersion ultrasonic vibration is larger than the diameter of the focused ultrasonic vibrator.
 제 4항에 있어서,
상기 대용량 분산용 초음파 진동자와 집속형 초음파 진동자는 PZT 진동자로 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치.
5. The method of claim 4,
The hybrid focused ultrasonic nanoparticle dispersing device, characterized in that the large-capacity dispersion ultrasonic vibrator and the focused ultrasonic vibrator are composed of a PZT vibrator.
 제 4항에 있어서,
상기 대용량 분산용 초음파 진동자는 초음파를 발생시켜 발생한 초음파를 상기 냉각수를 통하여 상기 배스 집속튜브로 전달하여, 상기 배스 집속튜브 내부공간의 유체를 분산시키고,
상기 집속형 초음파 진동자는 초음파를 발생시켜 발생한 초음파를 상기 냉각수를 통하여 상기 집속튜브로 전달하여 상기 유체를 나노 스케일까지 분산시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치.
5. The method of claim 4,
The large-capacity dispersion ultrasonic vibrator generates ultrasonic waves and transmits the generated ultrasonic waves to the bath focusing tube through the cooling water to disperse the fluid in the bath focusing tube inner space,
The focused ultrasonic vibrator generates ultrasonic waves and transmits the generated ultrasonic waves to the focusing tube through the cooling water to disperse the fluid to a nanoscale.
 제 6항에 있어서,
상기 입구측 하우징과, 상기 대용량 분산용 초음파 진동자와, 상기 연결용 하우징과, 상기 집속형 초음파 진동자와, 상기 출구측 하우징은 서로 탈부착가능하도록 체결되는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치.
7. The method of claim 6,
The inlet housing, the large-capacity dispersion ultrasonic vibrator, the connection housing, the focused ultrasonic vibrator, and the outlet housing are detachably coupled to each other. .
 제 7항에 있어서,
상기 연결용 하우징 내면은 일측에서 타측으로 점진적으로 직경이 감소되는 테이퍼면으로 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치.
8. The method of claim 7,
The inner surface of the housing for connection is a hybrid focused ultrasound nanoparticle dispersing device, characterized in that it is composed of a tapered surface that gradually decreases in diameter from one side to the other.
 제 1항에 있어서,
상기 나노분말 분산장치는 길이방향이 수직방향에서 특정각도 경사진 형태로 설치되는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치.
The method of claim 1,
The nanopowder dispersing device is a hybrid focused ultrasound nanoparticle dispersing device, characterized in that the longitudinal direction is installed in the form of an inclined at a specific angle in the vertical direction.
 제 1항에 있어서,
상기 배스 집속튜브의 내부 타측에, 유체홀이 형성된 격벽이 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 집속초음파 나노입자 분산장치.The method of claim 1,
A hybrid focused ultrasound nanoparticle dispersion device, characterized in that a partition wall having a fluid hole formed therein is provided on the other side of the inner side of the bath focusing tube.
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