KR20220060542A - 액적을 성장시키기 위한 압력 구동식 확산 튜브 - Google Patents

액적을 성장시키기 위한 압력 구동식 확산 튜브 Download PDF

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Abstract

액적 생성기는 증기를 갖는 기체로 채워진 밀폐 공간을 포함하는 챔버, 챔버를 통해 연장되는 튜브, 튜브 내부의 기체 유로(gas flow channel), 및 챔버 내의 히터를 포함한다. 튜브는 내면 및 챔버의 밀폐 공간으로 노출되는 외면을 갖는 측벽을 포함한다. 튜브는 액체를 수용한다. 히터는 튜브에 수용된 액체의 상을 증기로 변화시킴에 따라 그 증기가 밀폐 공간 내로 제공되도록 동작할 수 있다. 밀폐 공간 내의 압력은 기체 유로 내의 압력보다 높고, 이에 따라 밀폐 공간 내의 증기는 튜브를 통과하여 기체 유로로 흐른다.

Description

액적을 성장시키기 위한 압력 구동식 확산 튜브
본 발명은 일반적으로 액적 생성기 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압력에 의해 구동되는 증기를 공급함으로써 액적을 성장시키는 액적 생성기에 관한 것이다.
사람들은 다양한 수준의 휘발성 유기 화합물, 공기 중 오염 물질, 바이러스나 박테리아, 액적 및 유기/무기 미립자에 노출된다. 응결핵 계수기(condensation nuclueus counter; CNC)라고도 알려져 있는 응결 입자 계수기(condensation particle counter; CPC)는 공기 중에 부유하는 초미세 입자를 측정하는 데 사용되는 기기이다. 이러한 기기는 입자 표면 상에 기상(vapor-phase) 분자를 응결시킴으로써 작은 크기의 입자를 더 큰 크기의 액적으로 성장시키는 액적 생성기를 사용하여 입자가 광학적으로 검출될 수 있도록 할 수 있다. 따라서, CPC는 더 큰 액적을 형성하기 위해 과포화 기체 스트림(supersaturated gas stream)을 생성해야 한다.
따라서, 과포화 기체 스트림을 효과적으로 생성하기 위한 액적 생성기 및 방법이 요망될 수 있다.
일 실시예에서, 액적 생성기는 증기를 갖는 기체로 채워진 밀폐 공간을 포함하는 챔버, 챔버를 통해 연장되는 튜브, 튜브 내부의 기체 유로(gas flow channel), 및 제1 챔버 내의 히터를 포함한다. 튜브는 내면 및 챔버의 밀폐 공간으로 노출되는 외면을 갖는 측벽을 포함한다. 튜브는 액체를 수용한다. 히터는 튜브에 수용된 액체의 상을 증기로 변화시킴에 따라 그 증기가 밀폐 공간 내로 제공되도록 동작할 수 있다. 제1 챔버 내의 증기압은 기체 유로 내의 압력보다 높고, 이에 따라 제1 챔버 내의 증기는 튜브의 측벽을 통과하여 기체 유로로 흐른다.
다른 실시예에서, 액적 생성기는 증기를 갖는 기체로 채워진 밀폐 공간을 포함하는 챔버, 챔버 내에서 연장되는 복수의 튜브(복수의 튜브 각각은 내면 및 챔버의 밀폐 공간으로 노출되는 외면을 갖는 측벽을 포함함), 복수의 튜브 내부의 복수의 기체 유로, 및 복수의 히터(복수의 히터 각각은 챔버 내의 복수의 튜브 중 하나에 수용된 액체의 상을 증기로 변화시킴에 따라 그 증기가 밀폐 공간 내로 제공되도록 동작할 수 있음)를 포함한다. 챔버의 밀폐 공간 내의 압력은 복수의 기체 유로 내의 압력보다 높고, 이에 따라 밀폐 공간 내의 증기는 복수의 튜브의 측벽을 통과하여 복수의 기체 유로로 흐른다.
또 다른 실시예에서, 연속적인 액적을 생성하는 방법은 액적 생성기의 챔버 내에 튜브를 제공하는 단계, 액적 생성기의 튜브에 액체를 제공하는 단계, 액적 생성기의 챔버 내의 튜브를 챔버 내의 히터로 가열하여 챔버 내의 튜브에 수용된 액체의 상을 증기로 변화시킴에 따라 그 증기가 챔버의 밀폐 공간 내로 제공되도록 하는 단계, 밀폐 공간 내의 증기를 튜브의 측벽을 통해 튜브 내부의 기체 유로로 흐르게 하는 단계, 및 입자 함유 기체 흐름을 기체 유로에 통과시키는 단계를 포함한다.
도면에 나타낸 실시예는 본질적으로 예시적인 것이며, 청구범위에 의해 정의된 발명을 한정하기 위한 것이 아니다. 예시적인 실시예에 대한 아래의 상세한 설명은 아래의 도면과 함께 읽을 때에 이해될 수 있으며, 여기서 유사한 구조는 유사한 참조 번호로 표시된다.
도 1a는 본 명세서에 개시 및 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 액적 생성기의 단면도를 도시한다.
도 1b는 본 명세서에 개시 및 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 튜브의 일부의 확대도를 도시한다.
도 1c는 본 명세서에 개시 및 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 튜브의 일부의 확대도를 도시한다.
도 2a는 본 명세서에 예시 및 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 액적 생성기의 개략도를 도시한다.
도 2b는 본 명세서에 예시 및 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 도 1a의 액적 생성기의 단면도를 도시한다.
도 3은 본 명세서에 개시 및 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 과포화 조건을 이용한 액적의 생성을 도시한다.
도 4a는 본 명세서에 개시 및 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 입자 함유 기체 흐름의 방향을 따른 튜브의 내면의 온도를 도시한다.
도 4b는 본 명세서에 개시 및 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 액적 생성기의 제1 챔버의 일부 내의 온도 측정 지점을 도시한다.
도 4c는 도 4b의 온도 측정 지점에 대응되는 온도 분포를 나타내는 그래프를 도시한다.
도 5는 본 명세서에 예시 및 설명된 다른 실시예에 따른 액적 생성기의 단면도를 도시한다.
도 6a는 본 명세서에 개시 및 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 튜브 및 튜브를 둘러싸는 히터의 개략적인 구조를 도시한다.
도 6b는 본 명세서에 개시 및 설명된 다른 실시예에 따른 튜브 및 튜브를 둘러싸는 히터의 개략적인 구조를 도시한다.
도 6c는 본 명세서에 개시 및 설명된 다른 실시예에 따른 튜브 및 튜브를 둘러싸는 표면 히터의 개략적인 구조를 도시한다.
도 7은 본 명세서에 개시 및 설명된 다른 실시예에 따른 튜브에 수용된 액체의 상변화 및 압력에 의해 기체 유로 내로 구동되는 증기를 도시한다.
도 8은 본 명세서에 개시 및 설명된 다른 실시예에 따른 복수의 튜브를 포함하는 액적 생성기를 도시한다.
본 개시 내용의 다양한 실시예의 태양에 대한 참조가 상세히 이루어질 것이고, 그 예는 첨부 도면에 예시되어 있으며, 여기서 유사한 참조 번호는 전체에 걸쳐 유사한 구성요소를 지칭한다.
본 명세서에 설명된 실시예는 일반적으로 입자, 화합물, 생물학적 제제 및/또는 기타 소형 물품이 검출 및/또는 분석될 수 있도록 이를 확대할 것을 필요로 할 수 있는 응결 입자 계수기(CPC) 또는 기타 장치와 함께 사용될 수 있는 응결 액적 생성 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 명세서에 설명된 실시예는 압력에 의해 구동되는 증기를 공급함으로써 액적을 성장시키는 액적 생성기에 관한 것이다. 액적 생성기는 제1 챔버, 액체를 수용하는 제2 챔버, 제1 챔버 및 제2 챔버를 통해 연장되는 튜브, 및 히터를 포함한다. 튜브는 내면 및 제1 챔버와 제2 챔버로 노출되는 외면을 갖는 측벽, 제2 챔버 측의 제1 개구, 제1 챔버 측의 제2 개구, 및 튜브 내부의 기체 유로를 포함한다. 튜브는 제2 챔버로부터 액체를 받도록 구성되고, 히터는 제1 챔버 내의 튜브에 수용된 액체의 상을 증기로 변화시킴에 따라 그 증기가 제1 챔버 내로 제공되도록 동작할 수 있다. 제1 챔버 내의 압력은 기체 유로 내의 압력보다 높고, 이에 따라 제1 챔버 내의 증기는 튜브의 기공을 통과하여 기체 유로로 흐른다. 기체 유로는 제1 챔버로부터의 증기의 흐름으로 인해 과포화된다.
튜브는 제2 챔버로부터의 액체가 제1 챔버 측을 향해 이동할 수 있게 하는 액체 유로로서 기능한다. 즉, 튜브는 제1 챔버에 액체를 공급하기 위한 매개체의 역할을 한다. 또한, 튜브는 히터에 의해 가열될 때에 제1 챔버 내로 증기를 제공한다. 또한, 튜브는 복수의 기공을 포함하고, 이러한 기공은 제1 챔버 내의 증기가 기공을 통과하여 제1 챔버와 기체 유로 간의 증기압 차이 및 확산을 통해 기체 유로 내로 흐를 수 있게 한다.
액적 생성기 및 액적 생성기를 사용하여 액적을 생성하는 방법은 본 명세서에서 보다 상세히 설명될 것이다.
도 1a는 본 명세서에 개시 및 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 액적 생성기의 단면도를 도시한다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 챔버(110)는 하우징(111) 및 튜브(130)에 의해 경계가 정해지는 밀폐 공간(112)을 포함한다. 구체적으로, 밀폐 공간(112)은 하우징(111) 및 튜브(130)의 외면(132)에 의해 경계가 정해진다. 즉, 챔버(110)의 일부는 챔버(110)를 관통하는 튜브(130)에 의해 제외된다. 도 1a에서는 밀폐 공간(112)을 직사각형으로 도시하였으나, 밀폐 공간(112)의 형태는 이에 한정되지 않는다. 실시예에서, 챔버(110)의 중심축은 튜브(130)의 중심축과 평행할 수 있다. 예컨대, 챔버(110)의 중심축은 튜브(130)의 중심축과 중첩될 수 있다. 다른 예로서, 튜브(130)의 중심축은 챔버(110)의 중심축에서 벗어나 있을 수 있지만, 챔버(110)의 중심축은 튜브(130)의 중심축과 평행할 수 있다. 밀폐 공간(112)은 증기를 갖는 기체로 채워진다. 증기는 수증기, 또는 하이드록시기가 알킬기 또는 치환된 알킬기의 탄소 원자에 결합된 임의의 유기 화합물(이소프로필 알코올, 부틸 알코올, 메틸 알코올, 및 에틸 알코올을 포함하지만, 이에 한정되지 않음)이나 물과 이러한 유기 화합물의 임의의 조합의 증기일 수 있다. 밀폐 공간(112) 내의 기체는 액체에 미리 용해된 기체와 같은 비응결성 기체를 포함할 수 있다.
튜브(130)는 다양한 기능을 갖는다. 첫째, 튜브(130)는 외부 액체 공급기로부터의 액체가 모세관 작용에 의해 측벽(136)을 통해 -x 방향으로 이동할 수 있게 하는 액체 유로로서 기능한다. 둘째, 튜브(130)는 히터(150)에 의해 가열될 때에 챔버(110) 내로 증기를 제공한다. 예컨대, 튜브 내의 액체는 히터(150)에 의해 가열될 때에 챔버(110) 내로 기화된다. 셋째, 튜브(130)는 복수의 기공을 포함하고, 이러한 기공은 제1 챔버(110) 내의 증기가 기공을 통과하여 기체 유로(142) 내로 흐를 수 있게 한다. 예컨대, 튜브(130)는 기공 구조를 갖는 친수성 고분자로 만들어질 수 있으며, 이에 대해서는 도 1b 및 1c를 참조하여 상세히 설명될 것이다.
아래에서 상세히 설명되는 바와 같이, 챔버(110)에 있는 측벽(136) 내의 액체는 히터(150)에 의해 증기로 상변화될 수 있다. 액체는 물, 하이드록시기가 알킬기 또는 치환된 알킬기의 탄소 원자에 결합된 임의의 유기 화합물(이소프로필 알코올, 부틸 알코올, 메틸 알코올, 및 에틸 알코올을 포함하지만, 이에 한정되지 않음), 또는 물과 이러한 유기 화합물의 임의의 조합일 수 있다. 히터(150)는 챔버(110) 내의 임의의 위치에 설치될 수 있다. 예컨대, 히터(150)는 튜브(130)의 외면(132)에 설치될 수 있다. 다른 예로서, 히터(150)는 챔버(110)의 외면(132) 위에 설치될 수 있다. 증기는 챔버(110)의 밀폐 공간(112) 내로 흐른다. 이후, 챔버(110) 내의 증기는 튜브(130)의 기공을 통해 기체 유로(142)를 향해 전달된다.
도 1b 및 1c는 튜브(130)의 일부를 포함하는 영역(137)의 확대도를 도시한다. 튜브(130)는 친수성 중합체로 만들어질 수 있다. 예컨대, 튜브(130)는 여과지로 만들어질 수 있다. 튜브(130)는 셀룰로오스 섬유를 포함할 수 있다. 튜브(130)는 복수의 기공을 갖는 기공 구조를 포함한다. 튜브(130)에 수용된 액체는 도 1b에서 대각선으로 표시된 바와 같이 튜브(130)의 기공을 채운다. 기공은 어느 방향으로든 향할 수 있고 상이한 크기를 가질 수 있으므로, 도 1b 및 1c에 도시된 튜브(130)의 기공 및 전체 기공 구조는 단지 예시를 위한 것이라는 점이 이해되어야 한다.
튜브(130)의 외면이 히터(150)(도 1b 및 도 1c에는 도시되지 않음)에 의해 가열되면, 튜브(130)에 수용된 액체는 도 1a에서 화살표로 표시된 바와 같이 챔버(110) 내로 증발한다. 튜브(130)의 외면의 온도가 튜브(130)의 내면의 온도보다 높아지면, 튜브(130)의 외면에서 액체의 증발이 시작된다. 증발에 의해 생성된 증기는 증기압이 증가하는 한 챔버(110)의 밀폐 공간(112) 내에 축적될 수 있다.
밀폐 공간(112) 내의 증기압(Pvapor)이 튜브(130) 내의 모세관압(Pcapiiiary)보다 작을 경우, 밀폐 공간(112) 내의 증기가 튜브(130) 내의 액체에 의해 차단되어 튜브(130)를 통과하지 못할 수 있다. 구체적으로, 도 1b를 참조하면, 밀폐 공간(112) 내의 증기압(Pvapor)은 튜브(130) 내의 모세관압(Pcapiiiary)보다 작다. 모세관압(Pcapiiiary)은 기공 구조의 기공 크기, 튜브(130) 내의 액체의 표면 장력, 및 액체와 기공 구조 간의 접촉각에 의해 결정된다. 모세관압은 아래의 영-라플라스(Young-Laplace) 방정식에 의해 추정될 수 있다.
Figure pct00001
여기서, Pcapiiiary는 모세관압, σ는 액체(122)의 표면 장력, θ는 액체와 기공 구조 간의 접촉각, d는 기공 크기이다. 증기가 히터(150)에 의해 밀폐 공간(112)으로 연속적으로 유입됨에 따라, 밀폐 공간(112) 내의 증기압(Pvapor)은 계속 증가한다.
증기압(Pvapor)이 모세관압(Pcapiiiary)보다 높아지는 소정 수준에 도달하면, 증기압은 튜브(130) 측벽의 기공 구조를 통해 하나 이상의 경로를 만들기 시작한다. 도 1c를 참조하면, 예컨대, 튜브(130)의 측벽의 기공 구조에 경로(160)가 생성된다. 경로(160)의 형태 및 크기는 증기압(Pvapor)과 모세관압(Pcapiiiary)의 역학 관계에 따라 무작위로 결정될 수 있다. 경로(160)는 밀폐 공간(112) 내의 압력과 기체 유로(142) 내의 압력의 압력 차이로 인해 밀폐 공간(112) 내의 증기가 튜브(130)를 통과할 수 있게 한다. 즉, 밀폐 공간(112) 내의 압력은 기체 유로(142) 내의 압력보다 크고, 이에 따라 밀폐 공간(112) 내의 증기는 화살표(162)로 표시된 바와 같이 기체 유로(142) 내로 흐른다. 튜브(130) 내의 액체는 화살표(164)로 표시된 바와 같이 경로(160)를 따라 기화될 수 있고, 이에 따라 증기가 경로(160)에 공급되어 기체 유로(142) 내로 흐른다.
챔버(110)로부터 기체 유로(142) 내로의 증기의 흐름은 기체 유로(142) 내의 습도를 증가시키고 기체 유로(142)를 과포화 상태로 만들며, 이에 따라 응결에 의한 입자의 성장이 이루어진다. 예컨대, 도 1a에 도시된 바와 같이, 응결된 액적(146-1, 146-2 및 146-3)이 입자 상에 형성된다. 챔버(110) 내의 증기의 온도는 기체 유로(142) 내의 입자를 포함하는 기체의 온도보다 높다. 따라서, 챔버(110)로부터의 증기는 입자 및 입자를 포함하는 액적 상에 쉽게 응결될 수 있다.
도 1a를 참조하면, 튜브(130)는 입자 함유 기체 흐름(140)을 튜브(130) 내부의 기체 유로(142) 내로 유도하도록 구성된다. 입자 함유 기체 흐름(140)은 디젤 입자, 미생물, 화합물 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 임의의 수의 다양한 입자를 포함할 수 있다. 입자 함유 기체 흐름(140)은 또한 휘발성 유기 화합물, 화학 가스, 바이러스, 박테리아 등을 포함할 수 있다. 입자 함유 기체 흐름(140)의 운반체는 예컨대 산소 또는 질소와 같은 기체일 수 있다. 입자 함유 기체 흐름(140)은 임의의 수단에 의해 제1 개구(133) 내로 연속적으로 유입될 수 있다. 비한정적인 예로서, 흡입 펌프(미도시)를 사용하여 입자 함유 공기를 튜브(130) 내로 유입시킬 수 있다. 입자 함유 기체 흐름(140)이 -x 방향으로 기체 유로(142)를 횡단함에 따라, 응결된 액적이 입자 상에 형성되고(예컨대, 액적(146-1, 146-2 및 146-3)), 이후에 연속적으로 기체 유로(142)를 빠져나간다. 입자는 나노 크기의 입자일 수 있으며, 물방울이 되는 종자의 역할을 한다. 응결된 액적은 기체 유로(142)를 통해 이동함에 따라 더 커지고 무게가 증가하는데, 이는 액적이 과포화 영역 내에서 이동함에 따라 더 많은 증기가 액적과 접촉하여 액적 상에 응결되기 때문이다. 이에 따라, 나노 크기의 입자가 마이크로 크기의 물방울로 성장한다.
액적(예컨대, 146-1, 146-2, 146-3)의 체적(즉, 질량)을 증가시킴으로써, 액적의 관성 또한 체적 증가에 비례하여 급격히 증가한다. 예컨대, 액적 생성기(100)는 0.3초 미만에 입자(예컨대, 10nm 입자)를 3마이크론의 물방울로 성장시킨다. 입자의 원래 관성은 액적 생성기(100)를 통과하는 동안 0.3초 내에 270만 배 증가한다.
이제 도 2a를 참조하면, 일 실시예에 따른 액적 생성기(100)가 도시되어 있다. 도시된 실시예는 일반적으로 제1 챔버(110), 제2 챔버(120), 튜브(130), 및 히터(150)를 포함한다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 튜브(130)는 x축을 따라 제1 챔버(110) 및 제2 챔버(120)를 통해 연장된다. 튜브(130)는 제2 챔버(120) 측의 제1 개구(133) 및 제1 챔버(110) 측의 제2 개구(131)를 포함한다. 히터(150)는 제1 챔버(110)의 내부에 있고, 도 2b에 도시된 바와 같은 튜브(130)의 외면(132)의 일부를 둘러싼다. 제1 챔버(110)는 우회로(bypass channel)(114)를 통해 제2 챔버(120)에 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, 액적 생성기(100)는 우회로(114)를 포함하지 않을 수 있다.
제2 챔버(120)는 액체(122)를 보유하도록 구성되며, 액체(122)는 물, 하이드록시기가 알킬기 또는 치환된 알킬기의 탄소 원자에 결합된 임의의 유기 화합물(이소프로필 알코올, 부틸 알코올, 메틸 알코올, 및 에틸 알코올을 포함하지만, 이에 한정되지 않음), 또는 물과 이러한 유기 화합물의 임의의 조합일 수 있다. 액체(122)는 제2 챔버(120) 내의 튜브(130)에 의해 흡수될 수 있고, 흡수된 액체는 모세관력에 의해 -x 방향으로(즉, 제1 챔버(110)를 향해) 이동할 수 있다. 제1 챔버(110) 내의 히터(150)는 튜브(130)에 수용된 액체의 상을 증기로 변화시킴에 따라 그 증기가 제1 챔버(110) 내로 제공되도록 한다.
도 2b는 도 1a의 액적 생성기(100)의 x-z 평면 상의 단면도를 도시한다. 도 2a 및 2b에 도시된 바와 같이, 제1 챔버(110)는 밀폐 공간(112)을 포함한다. 밀폐 공간(112)은 제1 하우징(111) 및 튜브(130)의 제1 부분(130-1)에 의해 경계가 정해진다. 구체적으로, 제1 챔버(110)는 제1 하우징(111) 및 튜브(130)의 제1 부분(130-1)의 외면(132)에 의해 경계가 정해진다. 즉, 제1 챔버(110)의 일부는 제1 챔버(110)를 관통하는 튜브(130)에 의해 제외된다. 도 2a에서는 제1 챔버(110)를 원통형 챔버로 도시하였으나, 제1 챔버(110)의 형태는 이에 한정되지 않으며, 제1 챔버(110)는 상이한 형태를 가질 수 있다. 실시예에서, 제1 챔버(110)의 중심축은 튜브(130)의 중심축과 평행할 수 있다. 예컨대, 제1 챔버(110)의 중심축은 튜브(130)의 중심축과 중첩될 수 있다. 다른 예로서, 튜브(130)의 중심축은 제1 챔버(110)의 중심축에서 벗어나 있을 수 있지만, 제1 챔버(110)의 중심축은 튜브(130)의 중심축과 평행할 수 있다.
도 2a 및 2b에 도시된 바와 같이, 제2 챔버(120)는 제2 하우징(121) 및 튜브(130)의 제2 부분(130-2)에 의해 경계가 정해진다. 구체적으로, 제2 챔버(120)는 제2 하우징(121) 및 튜브(130)의 제2 부분(130-2)의 외면(132)에 의해 경계가 정해진다. 즉, 제2 챔버(120)의 일부는 제2 챔버(120)를 관통하는 튜브(130)에 의해 제외된다. 도 2a에서는 제2 챔버(120)를 원통형 챔버로 도시하였으나, 제2 챔버(120)의 형태는 이에 한정되지 않으며, 제2 챔버(120)는 상이한 형태를 가질 수 있다. 실시예에서, 제2 챔버(120)의 중심축은 튜브(130)의 중심축과 평행하다. 예컨대, 제2 챔버(120)의 중심축은 튜브(130)의 중심축과 중첩될 수 있다. 다른 예로서, 튜브(130)의 중심축은 제2 챔버(120)의 중심축에서 벗어나 있을 수 있지만, 제2 챔버(120)의 중심축은 튜브(130)의 중심축과 평행할 수 있다.
도 2a를 참조하여 상술한 바와 같이, 제2 챔버(120)는 액체(122)를 보유하도록 구성된다. 제1 챔버(110)와 제2 챔버(120)는 제2 챔버(120) 내의 액체(122)가 튜브(130)를 통하지 않고 제1 챔버(110) 내로 흐르지 않게 하도록 서로 분리된다. 제2 하우징(121)은 제2 챔버(120)를 액체(122)로 채우기 위한 액체 주입구(미도시)를 포함할 수 있다. 실시예에서, 제2 챔버(120)는 액체(122)로 완전히 채워지거나 또는 액체(122)로 부분적으로 채워질 수 있다.
도 2a 및 2b에 도시된 바와 같이, 튜브(130)는 제2 챔버(120) 측의 제1 개구(133) 및 제1 챔버(110) 측의 제2 개구(131)를 포함한다. 튜브(130)는 외면(132) 및 내면(134)을 갖는 측벽(136)을 포함한다. 측벽(136)은 예컨대 원통형 또는 직사각형과 같은 임의의 적절한 기하학적 형상을 가질 수 있고, 약 0.5 마이크로미터 내지 5 센티미터의 두께를 가질 수 있다.
튜브(130)는 다양한 기능을 갖는다. 첫째, 튜브(130)는 제2 챔버(120) 내에 보유된 액체(122)와 기체 유로(142)를 분리시킨다. 둘째, 튜브(130)는 제2 챔버(120)로부터의 액체가 모세관 작용에 의해 측벽(136)을 통해 제1 챔버(110) 측을 향해 이동할 수 있게 하는 액체 유로로서 기능한다. 예컨대, 제2 챔버(120) 내의 액체(122)는 튜브(130)의 제2 부분(130-2)에 의해 흡수되고, 흡수된 액체는 튜브(130)의 제1 부분(130-1)으로 흐른다. 셋째, 튜브(130)는 히터(150)에 의해 가열될 때에 제1 챔버(110) 내로 증기를 제공한다. 예컨대, 튜브의 제1 부분(130-1) 내의 액체는 히터(150)에 의해 가열될 때에 제1 챔버(110) 내로 기화된다. 넷째, 튜브(130)는 복수의 기공을 포함하고, 이러한 기공은 제1 챔버(110) 내의 증기가 기공을 통과하여 제1 챔버(110)와 기체 유로(142) 간의 증기압 차이 및 확산을 통해 기체 유로(142) 내로 흐를 수 있게 한다.
도 1a 및 1b를 참조하여 상술한 바와 같이, 제1 챔버(110)에 있는 측벽(136) 내의 액체는 제1 챔버(110) 내의 히터(150)에 의해 증기로 상변화될 수 있고, 그 증기는 제1 챔버(110) 내로 흐른다. 이후, 제1 챔버(110) 내의 증기는 튜브(130)의 측벽의 기공 구조를 통해 하나 이상의 경로를 거쳐 기체 유로(142)를 향해 전달된다. 하나 이상의 경로는 도 1b 및 1c를 참조하여 상술한 바와 같이 생성된다.
도 2a 및 2b를 참조하면, 제1 개구(133)는 입자 함유 기체 흐름(140)을 튜브(130) 내부의 기체 유로(142) 내로 유도하도록 구성된다. 입자 함유 기체 흐름(140)은 디젤 입자, 미생물, 화합물 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 임의의 수의 다양한 입자를 포함할 수 있다. 입자 함유 기체 흐름(140)은 또한 휘발성 유기 화합물, 화학 가스, 바이러스, 박테리아 등을 포함할 수 있다. 입자 함유 기체 흐름(140)의 운반체는 예컨대 산소 또는 질소와 같은 기체일 수 있다. 입자 함유 기체 흐름(140)은 임의의 수단에 의해 제1 개구(133) 내로 연속적으로 유입될 수 있다. 비한정적인 예로서, 흡입 펌프(미도시)를 사용하여 입자 함유 공기를 제1 개구(133) 내로 유입시킬 수 있다. 입자 함유 기체 흐름(140)이 -x 방향으로 기체 유로(142)를 횡단함에 따라, 응결된 액적이 입자 상에 형성되고(예컨대, 액적(146-1, 146-2 및 146-3)), 이후에 연속적으로 제2 개구(131)에서 기체 유로(142)를 빠져나간다. 입자는 나노 크기의 입자일 수 있으며, 물방울이 되는 종자의 역할을 한다. 응결된 액적은 기체 유로(142)를 통해 이동함에 따라 더 커지고 무게가 증가하는데, 이는 액적이 과포화 영역 내에서 이동함에 따라 더 많은 증기가 액적과 접촉하여 액적 상에 응결되기 때문이다. 이에 따라, 나노 크기의 입자가 마이크로 크기의 물방울로 성장한다.
액적(예컨대, 146-1, 146-2, 146-3)의 체적(즉, 질량)을 증가시킴으로써, 액적의 관성 또한 체적 증가에 비례하여 급격히 증가한다. 예컨대, 액적 생성기(100)는 0.3초 미만에 입자(예컨대, 10nm 입자)를 3마이크론의 물방울로 성장시킨다. 입자의 원래 관성은 액적 생성기(100)를 통과하는 동안 0.3초 내에 270만 배 증가한다.
액적이 기체 유로(142)를 통해 이동함에 따라 액적이 성장하고 무게가 증가하는 동안, 액적은 또한 휘발성 유기 화합물(VOC) 및/또는 기체 화학물질을 포집할 수 있다. 액적은 VOC 및/또는 화학 기체를 포집하는 매개체 역할을 한다. 물방울(예컨대, 146-1, 146-2, 146-3)의 표면 근처의 VOC 및/또는 기체 화학물질은 그 표면으로 자발적으로 이동하는데, 이는 화학적 농도가 더 높은 영역(예컨대, 물방울 외부의 영역)으로부터 물방울 표면의 농도가 더 낮은 영역으로의 확산에 의해 이루어진다. 액적이 성장하는 동안에, 제1 챔버(110)로부터 생성되는 증기는 액적의 표면 상에 연속적으로 응결된다. 새로이 응결된 증기는 액적의 농도를 더 낮춘다. 따라서, 액적은 포화 없이 VOC 및 기체 화학물질을 연속적으로 포집한다. VOC 및/또는 기체 화학물질이 물방울로 확산하는 것은 아래의 픽(Fick)의 법칙으로 설명될 수 있다.
Figure pct00002
여기서, JVOC는 확산하는 VOC(및/또는 기체 화학물질)의 이동 속도(kmol/초), Area는 물방울의 표면적(m2), Ctotal은 전체 농도(kmol/m3), DVOC는 혼합물 내의 VOC(및/또는 기체 화학물질)의 확산도(m2/초),
Figure pct00003
는 VOC(및/또는 기체 화학물질)와 혼합물 간의 농도 비율이다. 제2 개구(131)는 생성된 액적을 분석하기 위한 외부 감지 장치(미도시)(예컨대, 미립자 필터, 입자 포집기, 입자 계수기, 입자 분석기, 화학 분석기, 생물표지자 분석기, 또는 생물종 분석기)와 연결될 수 있다. 외부 감지 장치는 무선 또는 유선 통신에 의해 추가 시스템 또는 하위 시스템과 통신할 수 있다. 예컨대, 외부 감지 장치는 셀룰러 네트워크, 위성 통신 네트워크, 와이파이 네트워크 등과 같은 무선 네트워크에 의해 원격 컴퓨터에 통신 가능하게 결합될 수 있다. 도면에 도시되지는 않았으나, 본 명세서에 설명된 실시예는 또한 튜브(130)에 앞서 포화기/전조절기 구획을 포함할 수 있는데, 이에 의해 입자 함유 기체 흐름(140)은 튜브(130)에 들어가기 전에 특정 온도 및 포화 비율로 조절될 수 있다. 예컨대, 입자 함유 기체 흐름(140)의 온도는 튜브(130)의 제1 개구(133)에 들어가기 전에 냉각 소자에 의해 낮아질 수 있다.
도 2b에 도시된 실시예에서, 제1 챔버(110)는 우회로(114)를 통해 제2 챔버(120)에 연결될 수 있다. 우회로(114)는 제1 챔버(110)의 내부 압력을 조절하도록 동작할 수 있다. 예컨대, 제1 챔버(110) 내의 압력이 제2 챔버(120) 내의 압력보다 지나치게 클 경우(예컨대, 제1 챔버(110) 내의 압력과 제2 챔버(120) 내의 압력 간의 차이가 기설정된 값보다 큰 경우), 우회로(114)의 포트가 개방되어 제1 챔버(110) 내의 증기가 제2 챔버(120) 내로 흐를 수 있게 한다. 제1 챔버(110) 내의 압력을 낮추고 제2 챔버(120) 내의 압력을 높임으로써, 튜브(130) 내의 액체(122)를 -x 방향을 향해 끌어당기는 모세관력을 증가시켜 액체(122)가 튜브(130)를 따라 -x 방향으로 흐르도록 도울 수 있다. 따라서, 제1 챔버(110) 내의 압력을 제어함으로써 제1 챔버(110) 내로 증기를 공급하는 것이 용이해질 수 있다.
히터(150)는 제1 챔버(110) 내의 튜브(130)의 외면(132) 중 일부를 둘러쌀 수 있다. 예컨대, 히터(150)는 제1 부분(130-1)의 외면(132)을 감싸는 가열 소자 재료로 만들어진 와이어일 수 있다. 히터(150)는 튜브(130)에 수용된 상변화 액체에 대한 열 에너지를 제공하고, 입자 함유 기체 흐름(140)의 방향에 수직인 온도 구배를 생성한다. 예컨대, 도 4a는 입자 함유 기체 흐름(140)의 방향을 따른 튜브(130)의 내면(134)의 온도를 도시한다. 히터(150)는 제어 전류 또는 전압을 받을 때에 열을 발생시키는 가열 소자를 포함할 수 있다.
도 4b는 본 명세서에 개시 및 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 액적 생성기의 제1 챔버의 일부 내의 온도 측정 지점을 도시한다. 도 4c는 도 4b의 온도 측정 지점에 대응되는 온도 분포를 나타내는 그래프를 도시한다. 도 4c에 도시된 바와 같이, 지점 ③(즉, 히터 본체 및 튜브(130)의 외면(132)과의 접촉면)에서의 온도가 가장 높으며, 온도 측정 지점이 +z 방향으로 이동함에 따라 온도가 감소한다. 유사하게, 온도 측정 지점이 지점 ③으로부터 -z 방향으로 이동함에 따라 온도가 감소할 수 있고, 기체 유로(142)의 중심(즉, 지점 ⑥)에서 가장 낮아질 수 있다. 도 4c에 도시된 바와 같이, 제1 챔버(110) 내의 증기의 온도는 기체 유로(142) 내의 기체 및/또는 입자의 온도보다 상대적으로 높기 때문에, 제1 챔버(110)로부터의 증기는 기체 유로(142) 내의 입자 및 입자를 포함하는 액적 상에 쉽게 응결될 수 있다. 또한, 도 4c에 도시된 바와 같이, 지점 ③(즉, 히터 본체 및 튜브(130)의 외면(132)과의 접촉면)에서의 온도는 지점 ④(즉, 튜브(130)의 내면(134))에서의 온도보다 높다. 따라서, 튜브(130) 내의 액체의 기화는 튜브(130)의 외면(132)에서 일어나고, 증기는 제1 챔버(110) 내로 공급된다.
도 1a 및 1b는 히터(150)가 튜브(130)의 외면(132)을 둘러싸는 것으로 도시하지만, 다른 구성도 가능하다. 일부 실시예에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 히터(510)는 제1 챔버(110)의 제1 하우징(111)을 둘러싸도록 구성될 수 있다. 히터(510)는 제1 챔버의 제1 하우징(111)의 전체 또는 일부를 둘러쌀 수 있다. 이러한 실시예에서, 튜브(130)의 제1 부분(130-1) 내의 액체는 히터(510)에 의해 간접적으로 가열될 수 있고, 튜브(130)의 외면(132) 상의 액체는 제1 챔버(110) 내로 증발한다.
일부 실시예에서, 최적의 동작 조건을 제공하기 위해, 히터(150)가 제1 하우징(111) 또는 튜브(130)의 외면(132)의 전체 길이 또는 일부에 열을 제공하도록 히터(150)의 길이가 조정될 수 있다. 예컨대, 도 6a에 도시된 바와 같이, 히터(150)의 열선은 튜브(130)의 제1 부분(130-1)의 중심부만을 둘러싸고 있다. 이러한 예에서, 제1 부분(130-1)의 외면(132)의 중심부가 제1 챔버(110)(도 6a에 도시되지 않음)로 실질적으로 노출되지 않으면서 외면(132)의 나머지 부분이 제1 챔버(110)로 노출되도록, 열선이 외면(132)을 촘촘하게 감쌀 수 있다. 노출된 외면(132)은 복수의 기공을 포함할 수 있고, 제1 챔버(110) 내의 증기가 튜브(130)의 복수의 기공을 통해 기체 유로(142) 내로 흐를 수 있게 할 수 있다.
다른 예로서, 도 6b에 도시된 바와 같이, 히터(150)의 열선은 튜브(130)의 제1 부분(130-1) 전체를 둘러싸고 있다. 이러한 예에서, 감싸는 열선 사이에 외면(132)이 노출되도록, 열선이 튜브(130)의 제1 부분(130-1)의 외면(132)을 성기게 감쌀 수 있다. 감싸는 열선 사이의 노출된 외면(132)은 복수의 기공을 포함할 수 있고, 제1 챔버(110) 내의 증기가 복수의 기공을 통해 기체 유로(142) 내로 흐를 수 있게 할 수 있다. 다른 예로서, 도 6c에 도시된 바와 같이, 표면 히터가 튜브(130)의 일부를 둘러쌀 수 있다.
도 2b를 계속 참조하면, 일부 실시예에서, 튜브(130)는 외벽(130A) 및 내벽(130B)을 포함하는 2층의 벽을 포함할 수 있다. 외벽(130A)은 친수성 층일 수 있고, 내벽(130B)은 소수성 층일 수 있다. 외벽(130A)은 전술한 측벽(136)과 유사한 기능을 한다. 예컨대, 외벽(130A)은 제2 챔버(120)로부터의 액체가 모세관 작용에 의해 측벽(136)을 통해 제1 챔버(110) 측을 향해 이동할 수 있게 하는 액체 유로로서 기능하고, 히터(150)에 의해 가열될 때에 제1 챔버(110) 내로 증기를 제공한다. 외벽(130A)은 또한 복수의 기공을 포함하고, 이러한 기공은 제1 챔버(110) 내의 증기가 기공을 통과하여 제1 챔버(110)와 기체 유로(142) 간의 증기압 차이 및/또는 확산을 통해 기체 유로(142) 내로 흐를 수 있게 한다.
내벽(130B)은 복수의 기공을 갖는 나노 또는 마이크로 크기의 기공 구조를 포함하는 하나 이상의 소수성 층으로 구성될 수 있다. 하나 이상의 소수성 층을 포함하는 내벽(130B)은 액체가 기체 유로(142)에 들어가서 입자 함유 기체 흐름(140)을 방해하는 것을 방지한다. 습윤 벽 장치에서, 충격과 같은 외력으로 인해 액체가 튜브에 들어갈 수 있거나, 수직 방향에서만 효과적으로 동작할 수 있다. 내벽(130B)은 복수의 기공을 포함할 수 있고, 이러한 기공은 제1 챔버(110) 내의 증기가 기공을 통과하여 제1 챔버(110)와 기체 유로(142) 간의 증기압 차이 및/또는 확산을 통해 기체 유로(142) 내로 흐를 수 있게 한다. 내벽(130B)이 소수성 층이므로 외벽 내의 액체가 내벽(130B)을 통과하는 것이 방지되는 반면, 제1 챔버(110) 내의 증기는 제1 챔버(110)와 기체 유로(142) 간의 증기압 차이 및/또는 확산에 기초하여 내벽(130B)의 복수의 기공을 통과할 수 있다.
도 3은 본 명세서에 개시 및 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 과포화 조건을 이용한 액적의 생성을 도시한다. 연속 액적 생성기의 동작 및 동작 파라미터가 설명될 것이다. 액적 생성기의 설계에 관한 한 가지 문제는, 응결에 의한 입자 성장을 촉진하는 튜브(130) 내부의 과포화 상태의 지속 가능성일 수 있다. 포화 비율(또는 과포화)은 아래와 같이 정의될 수 있다.
Figure pct00004
여기서, pv는 증기의 부분 압력이고, psat(T)는 온도 T에서 증기의 포화 압력이다. 물의 경우, 포화 비율은 동일한 온도에서의 포화 상태의 비습에 대한 실제 비습의 비율로 더 정의될 수 있다. 결과값이 1보다 작으면 불포화 상태로 간주된다. 결과값이 1과 같으면 포화 상태이다. 결과값이 1보다 크면 과포화 상태로 간주된다. 과포화란 주어진 온도에서 증기가 과도하게 존재하는 것을 의미한다. 과포화 증기에 입자를 노출시키면, 입자 주위에서 액적을 성장시키는 증기 응결과 흡수가 결합된 형태로 증기 증착이 이루어진다.
연속 액적 생성기의 입자 핵형성 효능은 증발-응결 튜브 내부의 유동장(flow field)과 열 및 질량 수송에 의존한다. 초기 입자 크기가 평균 기체 자유 경로보다 작을 경우에 입자에 의해 유도되는 액적의 성장 속도는 증기 분자의 무작위 분자 충돌 속도에 의해 좌우된다. 충돌 속도는 아래와 같은 기체 운동론에 의해 주어질 수 있다.
Figure pct00005
여기서, M은 액체의 분자량, m는 증기 분자의 질량, λ는 입자 함유 기체 평균 자유 경로, ρp는 입자의 밀도, t는 시간, k는 분자당 기체 상수, Na는 아보가드로(Avogadro) 상수이다.
기체 평균 자유 경로보다 큰 입자의 경우, 성장은 무작위 분자 충돌 속도에 의존하지 않고, 대신에 액적 표면으로의 분자의 확산 속도에 의존한다. 이는 에어로졸 입자의 응고와 유사하다.
Figure pct00006
도 3을 참조하면, 제1 챔버(110)와 튜브(130) 내의 영역(310) 간의 압력 차이로 인해 제1 챔버(110) 내의 증기가 튜브(130)의 기체 유로 내로 연속적으로 흐른 후에 영역(310)이 과포화된다. 따라서, 과포화된 영역(310)으로 입자 함유 기체가 들어가면, 영역(310) 내의 증기가 입자 및 입자를 포함하는 액적 상에 응결된다.
도 7은 본 명세서에 개시 및 설명된 다른 실시예에 따른 튜브(130)에 수용된 액체의 상변화 및 압력에 의해 기체 유로 내로 구동되는 증기를 도시한다.
액적 생성기(700)는 도 1a 및 1b에 도시된 액적 생성기(100)와 동일하다. 이러한 실시예에서, 제2 챔버(120)에 수용된 액체(122)는 물 또는 알코올일 수 있다. 도 1b에 도시된 실시예에서 입자 함유 기체 흐름(140)이 제2 개구(131)에 들어감으로써 기체 유로(142) 내로 흐르는 것과는 대조적으로, 이 실시예에서는 입자 함유 기체 흐름(720)이 제1 개구(133)에 들어감으로써 기체 유로(142) 내로 흐른다. 제2 챔버(120) 내의 액체(122)는 튜브(130)에 의해 흡수되어 제1 챔버(110)를 향해 이동한다. 이후, 제1 챔버(110)에 있는 튜브(130) 내의 액체는 히터(150)에 의해 증기로 상변화될 수 있고, 그 증기는 제1 챔버(110) 내로 흐른다. 이후, 상술한 바와 같이, 제1 챔버(110) 내의 증기압이 기체 유로(142) 내의 증기압보다 높기 때문에, 제1 챔버(110) 내의 증기는 튜브(130)의 기공을 통해 기체 유로(142)를 향해 전달된다.
입자 함유 기체 흐름(140)이 +x 방향으로 기체 유로(142)를 횡단함에 따라, 응결된 액적이 입자 상에 형성되고(예컨대, 액적(722-1, 722-2 및 722-3)), 이후에 연속적으로 제1 개구(133)에서 기체 유로(142)를 빠져나간다. 도 3의 과포화 영역(310)과는 대조적으로, 이 실시예에서 도 7의 영역(710)은 알코올의 특성으로 인해 과포화된다. 이 실시예에서, 입자 함유 기체의 온도는 기체가 +x 방향으로 이동함에 따라 감소하고, 기화된 알코올은 영역(170)을 통해 이동하는 동안에 기체 유로(142) 내의 입자 및 입자를 포함하는 액적 상에 응결될 수 있다.
도 8은 본 명세서에 개시 및 설명된 다른 실시예에 따른 복수의 튜브를 포함하는 액적 생성기(800)를 도시한다.
도시된 실시예는 일반적으로 제1 챔버(810), 제2 챔버(820), 복수의 튜브(830) 및 복수의 히터(850)를 포함한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 복수의 튜브(830) 각각은 x축을 따라 제1 챔버(810) 및 제2 챔버(820)를 통해 연장된다. 복수의 튜브(830) 각각은 제2 챔버(820) 측의 제1 개구(833) 및 제1 챔버(810) 측의 제2 개구(831)를 포함한다. 복수의 히터(850) 각각은 제1 챔버(810)의 내부에 있고, 복수의 튜브(830) 각각의 외면의 일부를 둘러싼다. 제1 챔버(810)는 우회로(814)을 통해 제2 챔버(820)에 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, 액적 생성기(100)는 우회로(814)을 포함하지 않을 수 있다.
제2 챔버(820)는 액체(822)를 보유하도록 구성되며, 액체(822)는 물, 하이드록시기가 알킬기 또는 치환된 알킬기의 탄소 원자에 결합된 임의의 유기 화합물(이소프로필 알코올, 부틸 알코올, 메틸 알코올, 및 에틸 알코올을 포함하지만, 이에 한정되지 않음), 또는 물과 이러한 유기 화합물의 임의의 조합일 수 있다. 액체(822)는 제2 챔버(820) 내의 복수의 튜브(830)에 의해 흡수될 수 있고, 흡수된 액체는 -x 방향으로(즉, 제1 챔버(810)를 향해) 이동할 수 있다. 제1 챔버(810) 내의 복수의 히터(850) 각각은 복수의 튜브(130) 각각에 수용된 액체의 상을 증기로 변화시킴에 따라 그 증기가 제1 챔버(810) 내로 제공되도록 한다.
제1 챔버(810)는 밀폐 공간(812)을 포함한다. 밀폐 공간(812)은 제1 하우징(811) 및 복수의 튜브(830)에 의해 경계가 정해진다. 구체적으로, 밀폐 공간(812)은 제1 하우징(811) 및 복수의 튜브(830)의 외면에 의해 경계가 정해진다. 즉, 제1 챔버(810)는 원통형 챔버이고, 복수의 튜브(830)는 제1 챔버(810)를 관통한다. 제2 챔버(820)는 제2 하우징(821) 및 복수의 튜브(830)에 의해 경계가 정해진다. 구체적으로, 제2 챔버(820)는 제2 하우징(821) 및 복수의 튜브(830)의 외면에 의해 경계가 정해진다. 즉, 제2 챔버(820)는 원통형 챔버이고, 복수의 튜브(830)는 제2 챔버(820)를 관통한다.
제1 챔버(810)와 제2 챔버(820)는 제2 챔버(820) 내의 액체(822)가 복수의 튜브(830)를 통하지 않고 제1 챔버(810) 내로 흐르지 않게 하도록 서로 분리된다. 제2 하우징(821)은 제2 챔버(820)를 액체(822)로 채우기 위한 액체 주입구(미도시)를 포함할 수 있다.
각각의 튜브(830)는 상술한 튜브(130)와 유사한 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 튜브(830) 각각은 외면 및 내면을 갖는 측벽을 포함한다. 측벽은 예컨대 원통형 또는 직사각형과 같은 임의의 적절한 기하학적 형상을 가질 수 있고, 약 0.5 마이크로미터 내지 5 센티미터의 두께를 가질 수 있다. 각각의 튜브(830)는 다양한 기능을 갖는다. 첫째, 튜브(830)는 제2 챔버(820) 내에 보유된 액체(822)와 복수의 튜브(830) 각각의 내부의 기체 유로를 분리시킨다. 둘째, 튜브(830)는 제2 챔버(820)로부터의 액체가 모세관 작용에 의해 튜브(830)의 측벽을 통해 제1 챔버(810) 측을 향해 이동할 수 있게 하는 액체 유로로서 기능한다. 셋째, 튜브(830)는 히터(850)에 의해 가열될 때에 제1 챔버(810)의 밀폐 공간(812) 내로 증기를 제공한다. 넷째, 튜브(830)는 복수의 기공을 포함하고, 이러한 기공은 제1 챔버(810)의 밀폐 공간(812) 내의 증기가 기공을 통과하여 제1 챔버(810)와 튜브(830) 각각의 내부의 기체 유로 간의 증기압 차이 및/또는 확산을 통해 기체 유로 내로 흐를 수 있게 한다.
이제 본 개시 내용의 실시예가 증기압 차이에 기초하여 과포화 영역을 효과적으로 생성하는 액적 생성기 장치를 제공할 수 있다는 점을 이해해야 한다. 액적 생성기는 제1 챔버, 액체를 수용하는 제2 챔버, 제1 챔버 및 제2 챔버를 통해 연장되는 튜브, 및 히터를 포함한다. 튜브는 내면 및 제1 챔버와 제2 챔버로 노출되는 외면을 갖는 측벽, 제2 챔버 측의 제1 개구, 제1 챔버 측의 제2 개구, 및 튜브 내부의 기체 유로를 포함한다. 튜브는 제2 챔버로부터 액체를 받도록 구성되고, 히터는 제1 챔버 내의 튜브에 수용된 액체의 상을 증기로 변화시킴에 따라 그 증기가 제1 챔버 내로 제공되도록 동작할 수 있다. 제1 챔버 내의 압력은 기체 유로 내의 압력보다 높다. 이후, 제1 챔버(110) 내의 증기는 튜브(130)의 측벽의 기공 구조를 통해 하나 이상의 경로를 거쳐 기체 유로(142)를 향해 전달된다. 하나 이상의 경로는 도 1b 및 1c를 참조하여 상술한 바와 같이 생성된다. 기체 유로는 증기의 흐름으로 인해 과포화된다.
본 명세서에 설명된 실시예에 대해 다양한 수정 및 변형이 청구된 주제의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 점이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 명세서는 본 명세서에 설명된 다양한 실시예의 수정 및 변형을 포괄하는 것으로 의도되며, 그러한 수정 및 변형은 첨부된 청구범위 및 그 균등물의 범위 내에 포함된다.

Claims (34)

  1. 액적 생성기로서,
    증기를 갖는 기체로 채워진 밀폐 공간을 포함하는 챔버;
    상기 챔버를 통해 연장되는 튜브 - 상기 튜브는 내면 및 상기 챔버의 밀폐 공간으로 노출되는 외면을 갖는 측벽을 포함함 - ;
    상기 튜브 내부의 기체 유로; 및
    상기 챔버 내의 히터
    를 포함하고,
    상기 튜브는 액체를 수용하며,
    상기 히터는 상기 튜브에 수용된 액체의 상을 증기로 변화시킴에 따라 상기 증기가 상기 밀폐 공간 내로 제공되도록 동작 가능하고,
    상기 밀폐 공간 내의 압력이 상기 기체 유로 내의 압력보다 높고, 이에 따라 상기 밀폐 공간 내의 증기는 상기 튜브의 측벽을 통과하여 상기 기체 유로로 흐르는 액적 생성기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 밀폐 공간은 하우징 및 상기 튜브의 외면에 의해 경계가 정해지는 액적 생성기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 히터는 상기 챔버 내에서 상기 튜브의 외면의 적어도 일부를 둘러싸도록 구성되는 가열 소자인 액적 생성기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 히터는 상기 챔버 내에서 상기 튜브의 외면 위에 위치하는 액적 생성기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 히터는 상기 챔버의 하우징을 둘러싸도록 구성되는 액적 생성기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 히터는 와이어 히터 또는 표면 히터를 포함하는 액적 생성기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 튜브의 외면의 온도는 상기 튜브의 내면의 온도보다 높은 액적 생성기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 튜브는 친수성 층을 포함하는 액적 생성기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 친수성 층은 상기 증기에 대한 상기 챔버로부터 상기 기체 유로로의 경로를 제공하도록 동작 가능한 기공 구조를 포함하는 액적 생성기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 경로는 상기 밀폐 공간 내의 압력이 상기 튜브의 모세관압보다 커지는 것에 응답하여 생성되는 액적 생성기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 튜브는 친수성 층 및 상기 친수성 층 내부의 소수성 층을 포함하는 액적 생성기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 소수성 층은 상기 증기에 대한 상기 챔버로부터 상기 기체 유로로의 경로를 제공하도록 동작 가능한 기공 구조를 포함하는 액적 생성기.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 액체는 물, 하이드록시기(-OH)가 알킬기 또는 치환된 알킬기의 탄소 원자에 결합된 유기 화합물, 또는 이들의 조합을 포함하는 액적 생성기.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 히터는 상기 기체 유로 내의 기체 흐름의 이동 방향에 수직인 온도 구배를 생성하도록 구성되는 액적 생성기.
  15. 제1항에 있어서,
    액체를 수용하는 제2 챔버를 더 포함하고,
    상기 튜브는 상기 챔버 및 상기 제2 챔버를 통해 연장되며,
    상기 튜브의 외면은 상기 제2 챔버 내의 액체로 노출되고,
    상기 튜브는 상기 제2 챔버 측의 제1 개구 및 상기 챔버 측의 제2 개구를 포함하는 액적 생성기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 개구는 입자를 포함하는 기체 흐름을 받도록 구성되고,
    상기 제2 개구는 생성된 응결된 액적을 내보내도록 구성되는 액적 생성기.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제2 개구는 하나 이상의 감지 장치에 결합되도록 구성되고,
    상기 감지 장치는 입자 포집기, 입자 계수기, 입자 분석기, 화학 분석기, 생물표지자 분석기, 및 생물종 분석기 중 하나 이상을 포함하는 액적 생성기.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 챔버는 우회로를 통해 상기 제2 챔버에 연결되는 액적 생성기.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 우회로의 포트는 상기 챔버 내의 압력과 상기 제2 챔버 내의 압력 간의 차이가 임계값보다 커지는 것에 응답하여 개방되도록 구성되는 액적 생성기.
  20. 액적 생성기로서,
    증기를 갖는 기체로 채워진 밀폐 공간을 포함하는 챔버;
    상기 챔버 내에서 연장되는 복수의 튜브 - 상기 복수의 튜브 각각은 내면 및 상기 챔버의 밀폐 공간으로 노출되는 외면을 갖는 측벽을 포함함 - ;
    상기 복수의 튜브 내부의 복수의 기체 유로; 및
    복수의 히터 - 상기 복수의 히터 각각은 상기 챔버 내의 상기 복수의 튜브 중 하나에 수용된 액체의 상을 증기로 변화시킴에 따라 상기 증기가 상기 밀폐 공간 내로 제공되도록 동작 가능함 -
    를 포함하고,
    상기 챔버의 밀폐 공간 내의 압력이 상기 복수의 기체 유로 내의 압력보다 높고, 이에 따라 상기 밀폐 공간 내의 증기는 상기 복수의 튜브의 측벽을 통과하여 상기 복수의 기체 유로로 흐르는 액적 생성기.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 복수의 튜브 각각은 친수성 층을 포함하는 액적 생성기.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 친수성 층은 상기 증기에 대한 상기 챔버로부터 상기 기체 유로로의 경로를 제공하도록 동작 가능한 기공 구조를 포함하는 액적 생성기.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 튜브는 친수성 층 및 상기 친수성 층 내부의 소수성 층을 포함하는 액적 생성기.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 소수성 층은 상기 증기에 대한 상기 챔버로부터 상기 기체 유로로의 경로를 제공하도록 동작 가능한 기공 구조를 포함하는 액적 생성기.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 경로는 상기 밀폐 공간 내의 압력이 상기 튜브의 모세관압보다 커지는 것에 응답하여 생성되는 액적 생성기.
  26. 제20항에 있어서,
    액체를 수용하는 제2 챔버를 더 포함하고,
    상기 복수의 튜브는 상기 챔버 및 상기 제2 챔버를 통해 연장되며,
    상기 복수의 튜브 각각의 외면은 상기 제2 챔버 내의 액체로 노출되고,
    상기 복수의 튜브 각각은 상기 제2 챔버 측의 제1 개구 및 상기 챔버 측의 제2 개구를 포함하는 액적 생성기.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 챔버는 우회로를 통해 상기 제2 챔버에 연결되는 액적 생성기.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 우회로의 포트는 상기 챔버 내의 압력과 상기 제2 챔버 내의 압력 간의 차이가 임계값보다 커지는 것에 응답하여 개방되도록 구성되는 액적 생성기.
  29. 연속적인 액적을 생성하는 방법으로서,
    액적 생성기의 챔버 내에 튜브를 제공하는 단계;
    상기 액적 생성기의 튜브에 액체를 제공하는 단계;
    상기 액적 생성기의 챔버 내의 튜브를 상기 챔버 내의 히터로 가열하여 상기 챔버 내의 튜브에 수용된 액체의 상을 증기로 변화시킴에 따라 상기 증기가 상기 챔버의 밀폐 공간 내로 제공되도록 하는 단계;
    상기 밀폐 공간 내의 증기를 상기 튜브의 측벽을 통해 상기 튜브 내부의 기체 유로로 흐르게 하는 단계; 및
    입자 함유 기체 흐름을 상기 기체 유로에 통과시키는 단계
    를 포함하는 방법.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 튜브는 친수성 층을 포함하는 방법.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 친수성 층은 상기 증기에 대한 상기 챔버로부터 상기 기체 유로로의 경로를 제공하도록 동작 가능한 기공 구조를 포함하는 방법.
  32. 제29항에 있어서,
    상기 튜브는 친수성 층 및 상기 친수성 층 내부의 소수성 층을 포함하는 방법.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 소수성 층은 상기 증기에 대한 상기 챔버로부터 상기 기체 유로로의 경로를 제공하도록 동작 가능한 기공 구조를 포함하는 방법.
  34. 제31항에 있어서,
    상기 경로는 상기 밀폐 공간 내의 압력이 상기 튜브의 모세관압보다 커지는 것에 응답하여 생성되는 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220080450A1 (en) * 2020-09-17 2022-03-17 University Of Washington Nondessicating target capture device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8449657B2 (en) * 2009-01-16 2013-05-28 University Of Cincinnati Continuous droplet generator devices and methods
US20170157583A1 (en) * 2014-07-18 2017-06-08 The United States Of America As Represented By The Secretary, Department Of Health And Human Service Aerosol particle growth systems using polymer electrolyte membranes

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7029921B2 (en) * 2000-10-05 2006-04-18 Brookhaven Science Associates, Llc Apparatus for rapid measurement of aerosol bulk chemical composition
CA2480859C (en) 2002-03-28 2008-01-15 Bioquell Uk Limited Methods and apparatus for decontaminating enclosed spaces
US9610531B2 (en) 2010-08-27 2017-04-04 Aerosol Dynamics Inc. Wick wetting for water condensation systems
WO2013192351A1 (en) * 2012-06-20 2013-12-27 Bio-Rad Laboratories, Inc. Stabilized droplets for calibration and testing
KR101598389B1 (ko) * 2013-10-29 2016-02-29 한양대학교 에리카산학협력단 입자 포집장치
KR101702259B1 (ko) * 2016-01-11 2017-02-06 손상영 액적 생성 장치
US10443838B2 (en) * 2017-04-05 2019-10-15 Hall Labs Llc Method for forming consistently-sized and controllably-timed droplets

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8449657B2 (en) * 2009-01-16 2013-05-28 University Of Cincinnati Continuous droplet generator devices and methods
US20170157583A1 (en) * 2014-07-18 2017-06-08 The United States Of America As Represented By The Secretary, Department Of Health And Human Service Aerosol particle growth systems using polymer electrolyte membranes

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