• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.317-317
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• 2008

기존의 초음파 노즐은 단판액츄에이터형 초음파 노즐을 사용하여 연체 연료를 분사하였다. 하지만 단판액추에이터형 초음파 노즐은 300V이상의 고전압을 필요로 하여 소비전력이 높은 단점을 가지고 있다. 하지만 적층액츄에이터형 초음파 노즐은 저전압 구동이 가능하여 낮은 소비전력을 가지며, 단판액츄에이터헝 초음파 노즐보다 우수한 분사특성을 가지고 있는 장점이 있다. 또한 공진형 인버터를 사용하여 초음파 노즐을 구동하는 경우 노즐의 구동 전압을 공진에 의하여 쉽게 얻어질 수 있는 장점과 구동 스위치에 가해지는 전압의 크기가 상대적으로 작게되므로 인버터 구동에 저전압 MOSFET를 사용함으로써 도통손실의 저감 및 구성회로의 저압화 등에 유리한 이점이 있다. 본 연구에서는 적층액츄에이터형 초음파노즐을 개발하고 그에 따른 공진형 인버터를 설계하여 적층엑츄에이터형 초음파 노즐의 분사 시스템을 제안 한다. 또한 실제 액체연료인 경유를 분사하여 전기적특성과 분사특성을 조사한다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.10 no.4
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• pp.65-71
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• 2003

A new type of ultrasonic spray nozzle was fabricated employing a piezoelectric device. The spray nozzle was designed to disperse chemicals in a water treatment mixing tank. The piezoelectric properties in ultrasonic spray nozzles were optimized to improve the dispersion of chemicals. The piezoelectrics were packaged in an aluminum case with silicone resin for the aqueous solution proof packaging. Chemicals were dispersed with high efficiency and the chemicals consumption was reduced by the ultrasonic fine particle spraying. The concentration of Escherichia coli in mixing tank was decreased remarkably using ultrasonic spray nozzle dispersion compared to the conventional methods.

• Journal of Energy Engineering
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• v.7 no.1
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• pp.17-23
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• 1998

A simplified experiment was performed to figure out the atomization characteristics of highly viscous liquid of rice-bran oil by applying ultrasonic energy to improve the atomization of spray droplets. A spray system, an ultrasonic system, and three kinds of pintle-type nozzles(pin-edge angle: 5 , 10 , 15 ) were manufactured. To investigate the effects of ultrasonic energy on the atomization of a highly viscous liquid, a phase doppler particle analyzer was used for the measurement and calculation of spray droplets data. Nozzle opening pressures were chosen of 3 levels, i.e, 10, 13, 16 MPa. As a result, it could be concluded that the ultrasonic energy was effective to improve the spray atomization when applied to the fuel by means of 3 different nozzles because of the effects of the liquid fuel cavitation and relaxation between molecules caused by ultrasonic energy. The improvement rate of the spray atomization by the ultrasonic spray atomization by the ultrasonic spray compared with the conventional spray was about 10% increase in the case of pintle type nozzles. With the increase of pin-edge angles the distribution lines by nozzle opening pressures are declined for both conventional and ultrasonic sprays. This means that the increase of the pin-edge angle improves the atomization of sprays.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.174-174
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• 2008

초음파를 이용하여 액체 연료를 분사하면 균일한 입경과 미립화가 우수하며 에너지 절약과 공해방지등을 할 수 있다. 또한 유속과 유량에 관계없이 이용할 수 있어 반도체 분야의 웨이퍼와 평판 표시기상에 사진 석판용 화학물질의 균일도포 컴퓨터 하드 디스크의 광택제 도포등에 사용할 수 있다. 이처럼 초저의 유출 용량을 요구하는 모든 공정 및 액체연료의 분사가 요구되는 모든 산업에 적용할 수 있는 장점을 가지고 있다. 하지만 현제까지 주로 사용되고 있는 초음파노즐의 액츄에이터는 단판액츄에이터형로 높은 교류전압을 인가해주어야 하는 단점을 가지고 있다. 이 단점을 해결하기 위해 적층액츄에이터형을 사용하여 초음파 노즐 구동하면 낮은 교류 입력전압에서도 단판액츄에이터형 초음파 노즐과 같은 특성을 가질 수 있다. 또한 초음파 노즐의 구동시 기계적인 진동을 이용하므로 많은 열을 발생시켜 노즐의 온도가 상승하여 세라믹 액츄에이터에도 그 영향을 미치게 되어 열적 열화 현상이 일어날 수 있기에 높은 큐리온도를 가지는 액츄에이터가 필요하다. 본 실험에서는 $Pb(Mn_{1/3}Nb_{2/3})_{0.02}(Ni_{1/3}Nb_{2/3})_{0.12}(Zr_{0.50}Ti_{0.50})_{0.86}O_3$ 조성을 사용하여 $900^{\circ}C$의 저온에서 액상 소결하여 적층혈액츄에이터를 제작하였으며 압전 및 유전 특성을 조사하였다. 제작된 초음파노즐을 구동하기 위해서는 약 36kHz의 30V이상의 교류입력전압 할 수 있는 구동회로가 필요로 한다. 압전액츄에이터의 구동을 위해서는 정확한 정현파 입력이 필요 없다. 압전액츄에이터의 특성상 유사 정현파 입력 만으로도 임피던스 매칭이 이루어지기 때문에 설계가 쉽고 간편한 Push-Pull 방식을 이용한 PWM인버터를 사용하였고 인버터의 출력 주파수를 34~38kHz까지 가변 할 수 있게 설계하였다. 제작된 적층액츄에이터형 초음파 노즐을 PWM인버터로 실제 액체 연료인 경유를 분사하였을 때의 액츄에이터의 온도 변화에 따른 공진주파수와 온도 의존성, 전기적 특성을 조사하고 미립화 분사되는 경유의 미립자 크기 및 최대 분사량을 조사 하였다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.27 no.1
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• pp.52-58
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• 2005

To establish low-cost and high efficiency water treatment process, feasibility of applying ultrasonic spray nozzle for chemical injection was evaluated. Ultrasonic spray nozzle was manufactured using piezoelectric ceramics. Treatment efficiencies of contaminants by ultrasonic spray nozzle were compared with conventional chemical mixing such as back-mixing. It was found out that the rate of chemical diffusion rate by ultrasonic spray nozzle was faster than by back-mixing method. Removal efficiencies of various contaminants, such as turbidity, organics and microorganism by ultrasonic spray nozzle were also higher than by back-mixing method. By adapting ultrasonic spray nozzle in coagulant injection process, it can be prevented that the decline of treatment efficiency by coagulant overdose. The amount of coagulant can be reduced by applying ultrasonic spray nozzle in water treatment. Along with these advantages chemical mixing chamber is not required if ultrasonic spray nozzle is adapted. From these results, it can be concluded that chemical injection by ultrasonic spray nozzle is an economical and highly efficient device for coagulant mixing.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.26 no.1
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• pp.60-67
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• 2022

A study was conducted to analyze the behavioral change of the kerosene flame ultrasonically-atomized under an ultrasonic standing-wave. Combustion region was visualized through DSLR, ICCD camera and the Schlieren photography with high-speed camera. The fuel consumption was measured by a precise scale. As a result, in the case of ultrasonic standing-wave excitation, it was observed that the intensity of OH radical(OH^*) was enhanced and optimal combustion condition was formed around the upper edge of the standing-wave field.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2003.02a
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• pp.423-428
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• 2003

2-유체 노즐은 연료와 농약액에 응용되는 경우에는 공기와 쉽게 혼합되고 미세한 분무입자를 얻을 수 있어서 매우 유용하다(이상용, 1996). 특히 2-유체 상온 연무노즐은 온실 내에 사용하기에 다른 방식보다 유용한 점이 많아 널리 보급되어 있다. 최근 국내에서는 시설재배가 계속 확대 보급되고 있는 바 이에 상응하는 고효율 방제를 위한 고효율 분무노즐 개발은 필수적이다(Kim,1994). 2-유체노즐은 Bryce (1978), Mullinger(1974), Hurley(1985) 등 많은 연구자에 의해 공기의 보조 및 충돌식 등으로 설계되고 개량되어 왔다. (중략)

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.18 no.6
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• pp.1-7
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• 2017

The atomization of a liquid into multiple droplets has many important industrial applications, including the atomization of fuels in combustion processes and coating of surfaces and particles. Ultrasonic atomizing nozzle has a transducer that receives electrical input in the form of a high frequency signal from a power generator and converts that into mechanical energy at the same frequency. Liquid is atomized into a fine mist spray using high frequency sound vibrations. In coating applications, the unpressurized, low-velocity spray reduces the amount of overspray significantly because the droplets tend to settle on the substrate, rather than bouncing off it. The spray can be controlled and shaped precisely by entraining the slow-moving spray in an ancillary air stream using specialized types of spray-shaping equipment. The desired patterns of spray can be obtained using an air stream. To simulate the water mist behavior of an ultrasonic atomizing nozzle using an air stream, the Lagrangian dispersed phase model was employed using the commercial code FLUENT. The effects of the nozzle contraction shape, water droplet size and the pneumatic pressure drop on the spray characteristics were investigated to obtain the optimal condition for coating applications.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2003.02a
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• pp.429-433
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• 2003

온실 내 병충해 방제에 사용하는 상용 연무기에 비해 보다 미세하고 균일한 분무입자를 생성하여 작물에의 부착을 용이하게 할 목적으로 초음파를 적용한 상용 연무기용 2-유체 노즐을 설계, 제작하고 이를 적용한 온실에서의 분무실험을 통하여 부착량과 부착입경을 측정하고 상용분무의 경우의 결과와 비교하여 초음파의 분무특성에 미치는 영향을 분석하였다. (중략)

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2002.02a
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• pp.98-103
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• 2002

초음파 비가진 시인 상용분무와 초음파가진 시인 개질분무, 간접진동분무, 간접진동 및 개질의 겸용분무의 네가지 경우 모두에서 분무액적의 평균직경 및 SMD가 전 영역에 걸쳐서 노즐 글에서 분무방향으로 멀어질수록 조금씩 증가했으며, 또한 초음파 비 가진시인 상용분무 경우가 초음파 가진 세경우에 비해 크게 나타났다. 초음파 가진 세가지 경우에서는 간접진동 및 개질법 겸용의 경우에서 분무액적의 미세화가 가장 우세하게 나타났다. 이는 초음파가 분무 축방향 전영역에 걸쳐서 분무액적의 미세화에 친화적임을 입증한다. 나. 분무 방향 축에서 반경 방향으로 갈수록 분무 액적의 평균 직경과 SMD는 감소하고 있으며, 반경방향 전 영역에 걸쳐서 상용 분무시의 액적이 가장 크게, 초음파겸용 경우에서 가장 작게 나타나고 있다. 이는 초음파가 분무 내부 전 영역에 걸쳐 액적의 미세화에 친화적임을 증명한다. 다. 분무액적의 크기에 따른 분무 분포도 비교에서 네가지 경우 모두에서 축 방향 거리가 멀수록 분무액적의 크기가 다소 증가함을 보였고, 축에서 반경 방향으로는 분무액적의 크기가 다소 감소함을 보이고 있다. 상용 분무와 초음파 분무의 비교에서 초음파 겸용 가진시는 상용 분무 때 보다 분무 영역 전반에 걸쳐서 미세화가 뚜렷이 우세함을 보였다.