Development and Performance Evaluation of a Liquid Particle Generator

In this work, we developed and evaluated the Liquid Particle Generator for generating fine particles in the air. The Liquid Particle Generator, which was based on the spray-evaporation method, had two kinds of orifices: 0.3 mm and 0.5 mm. The Liquid Particle Generator was operated at different pressure between 1 bar and 4 bars to find relationship between input pressure and droplet output rate. In addition, the size distribution of the droplets generated by the Liquid Particle Generator with different orifices was measured by the SMPS system and the optical particle counter. As a result, it was shown that the Liquid Particle Generator with 0.3 mm orifice generated droplets of around 0.3 ${\mu}m$ and atomized particles very stably. The Liquid Particle Generator having 0.5 mm orifice generated bigger droplets, compared with the Liquid Particle Generator with 0.3 mm orifice. Additionally, in these Liquid Particle Generators (0.3 mm and 0.5 mm orifice), little coagulation of particles did occur because of fine droplets atomized by the jet. Therefore, the Liquid Particle Generator could be used as an aerosol generator for atomizing fine particles.

액적 발생 장치 개발 및 성능 평가

본 연구에서는 미세 액적을 발생시키는 액적 발생 장치를 개발 제작하고 이에 대한 성능 평가를 실시하였다. 액적 발생 장치는 spray-evaporation method를 기초로 제작하였으며, 0.3mm, 0.5mm의 오리피스를 사용하였다. 압축 공기 공급 압력을 1bar에서 4bar로 증가시키면서 공급 압력에 따른 발생되는 액적 크기의 미세 정도를 비교하였다. 또한 SMPS(Scanning Mobility Particle Sizer)와 OPC(Optical Particle Counter)를 이용하여 서로 다른 오리피스를 장착한 액적 발생 장치에서 발생되는 액적의 크기 분포를 측정하였다. 연구 결과, 0.3mm 오리피스를 장착한 장치에서 발생되는 액적은 $0.3{\mu}m$ 인근의 크기가 가장 많았으며, 미립화되는 입자는 매우 안정적이었다. 또한 0.5mm 오리피스를 장착한 장치가 0.3mm 오리피스를 장착한 장치에 비해 발생되는 액적의 크기가 큰 것으로 나타났다. 이러한 액적 발생 장치는 입자의 미세한 응집 현상이 나타나는데, 이것은 내부 액체가 미세한 액적으로 미립화되어 분사되기 때문인 것으로 사료된다. 본 연구에서 제작한 액적 발생 장치는 미세 입자를 미립화하기 위한 에어로졸 발생 장치로 사용 가능한 것으로 판단된다.