KR100271823B1 - 평분사 노즐용 마우스피스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2성분 혼합물, 특히 물, 공기 혼합물을 분사하기 위한 평분사 노즐용 마우스피스에 관한 것이다. 다양한 수압 및 가스 압력에 대해 일정한 분사 환경을 조성하며, 평분사 각도를 일정하게 유지하는 2성분 혼합물 분사용 마우스피스를 간단하게 제작할 수 있도록 마우스피스에 2성분 혼합물을 유입하기 위한 원통형의 유입구를 케이스 내부에 배치하고, 단면이 타원형인 구멍에 의해 형성된 챔버와 교차하는 배출홈을 유입구에 이어지도록 배치하며, 배출홈은 챔버의 타원형 단면의 장축에 대하여 90°만큼 전위된 상태로 뻗어 있도록 하는 평분사 노즐용 마우스피스를 제시한다.

Description

평분사 노즐용 마우스피스

본 발명은 2성분 혼합물, 특히 물, 공기 혼합물을 분사하기 위한 평분사 노즐용 마우스피스에 관한 것이다.

식물 보호제 등의 액체를 분산하기 위한 마우스피스는 DE-OS 34 14 880으로부터 소개되었다. 상기의 경우에는 배출홈에 서로를 향해 비스듬하게 기울어진 벽들을 두는데, 상기 벽들은 유체가 흐르는 방향으로 분기한다. 상기와 같은 종래의 구조에서는 유입구를 계단형으로 만들어서, 최소한 하나의 단(段)에 회전 대칭이 아닌 확장부들(extensions)을 할당한다. 상기 확장부는 유입구의 축과 지름 방향으로 맞은 편에 위치하며, 확장부의 단면은 평면도로 보았을 때 두 개의 원호로 구성되거나, 아니면 직사각형을 이루기도 한다. 이같은 확장부를 통해 분사할 액체의 흐름을 조절함으로써, 액체가 배출될 때 원하는 평분사가 이루어지도록 한다. 그러나 이같은 마우스피스들은 2성분 혼합물로부터 평분사를 형성하는데 적합하지 않은 문제점이 밝혀졌고, 제작 비용도 비교적 많이 소요된다.

또한, 2성분 혼합물을 분사하기 위한, 유사한 구조의 노즐이 DE 34 19 423 C2로부터 소개된 바 있다. 상기에서도 유체가 흐르는 방향으로 분기하는 벽들을 배출홈에 설치하고, 유입구를 큰 직경에서부터 시작해서 갈수록 직경이 작아지도록 계단형으로 제작한다. 직경이 작은 유입관의 맞은 편 측면 부분에 와류형 구멍(swirl opening)을 배치한다. 와류형 구멍은 배출홈이 있는, 노즐 본체의 하단까지 뻗어 있고, 노즐 본체의 하단을 흐르는 유체가 유입 부분의 끝에서 분사 방향을 거슬러 구멍 안으로 유입되도록 제작된다. 이를 통해 분무액이 배출되기 전에 유입관에서 난류 운동(turbulent motion)이 발생한다. 상기와 같은 노즐들도 제작 비용이 많이 드는 문제점이 있다.

그리고, 본 발명의 분야인 평분사 노즐용 마우스피스는 US-A-40 97 000으로부터 소개되었다. 여기서는 타원형의 구멍이 배출홈과 교차한다. 그러나 상기 배출홈은 아래를 곡선처리한 타원형 구멍으로 형성된 공간의 하단부만 교차한다. 이 경우 타원체와 유사한 챔버의 가장 아랫쪽 바닥 부분에만 노즐의 배출홈이 있기 때문에, 이 노즐의 경우 분사 각도를 어느 정도 크게 하기 위해서는 유입실을 타원형으로 해야 하나, 상기와 같은 유형의 노즐은 제작하기가 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 다양한 수압 및 가스 압력에 대해 일정한 분사 환경을 조성하며, 평분사 각도를 일정하게 유지하는 2성분 혼합물 분사용 마우스피스를 간단하게 제작할 수 있도록 마우스피스에 2성분 혼합물을 유입하기 위한 원통형의 유입구를 케이스 내부에 배치하고, 단면이 타원형인 구멍에 의해 형성된 챔버와 교차하는 배출홈을 유입구에 이어지도록 배치하며, 배출홈은 챔버의 타원형 단면의 장축에 대하여 90°만큼 전위된 상태로 뻗어 있도록 하는 평분사 노즐용 마우스피스를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 노즐 마우스피스의 축을 따라 절단한 단면도

도 2는 노즐 마우스피스를 도 1의 단면도에 대해 90°만큼 전위시킨 단면도

도 3은 도 1의 노즐 마우스피스를 아래의 화살표(Ⅲ) 방향에서 바라본 도면

도 4는 도 1의 노즐 마우스피스를 위의 화살표(Ⅳ) 방향에서 바라본 도면

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 케이스 2 : 유입구(제 2 챔버)

3 : 제 1 챔버 3a : 제 1 바닥면

3b : 측면 4, 9 : 장축

5 : 배출홈 6 : 측벽

7 : 축 8 : 제 2 타원형 구멍

8a : 제 2 바닥면 10 : 공동

11 : 단축 R, r : 반경

H : 높이

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 상기한 유형의 마우스피스에서 배출홈이 챔버의 작은 축 방향으로 챔버를 완전히 관통하도록 하고, 배출홈에 유입구의 축과 평행한 측벽을 둔다. 상기에서 측벽은 배출홈의 중앙으로부터 양측방의 바깥면을 향해 분기한다. 또한, 챔버에서 배출홈이 관통하는 부분이 긴 축과 접한 끝 면(end surface)에서 끝나도록 한다. 상기 끝 면의 반경은 타원형에서 장축을 제한하는 측벽의 곡률 반경과 같다.

상기와 같은 구조를 통해 비교적 비용이 많이 드는 별도의 확장부를 노즐 마우스피스에 설치할 필요가 없어진다. 긴 배출홈을 통해 쉽게 분사 각도를 크게 할 수 있다. 배출홈의 길이 반향은 홈과 반경의 교선으로 생긴 굽은 면 위에 뻗어 있다. 본 발명의 경우 타원형 챔버의 배출 부분, 다시 말해 상기 타원형 구멍의 아래 부분이 타원형 바닥을 형성하고, 타원형 바닥은 챔버의 폭 전체에 걸쳐 배출홈과 교차된다. 상기 배출홈 역시 나비형을 하고 있기 때문에, 길이 방향으로 액체를 균일하게 분산하기가 쉽다. 배출홈과 교차되는 타원형의 챔버는 배출홈의 길이 방향으로 액체가 균일하게 분산되도록 하는 역할이 아니라, 평분사의 분사 깊이를 배출홈을 향해 가로 방향으로 감소시키는 역할을 한다. 상기에 의해 부딪히는 물의 충격이 커진다. 또한, 유입구를 상기 홈에 대해 수직을 이루면서 타원형으로 연장함으로써 흐름을 완화시키면, 배출되는 유체의 흐름이 속도가 지나치게 빠르더라도 흐름실(flow chamber)에서부터 이미 분사되는 형상에 부정적인 영향을 미치지 않게 된다. 대신 유체의 흐름이 배출홈에 의해서야 비로소 원하는 형태를 취하게 된다. 상기에 의해 홈의 길이 방향으로 분사되는 폭의 안정성도 타원형 구멍과 배출홈의 특수한 형태에 의해 향상된다. 본 발명에 따른 평분사용 마우스피스는 매우 간단하게 제작할 수 있다.

상기의 발명을 보다 발전시키면 제 2의 타원형 구멍은 제 1 챔버와 중복된다. 상기 제 2 타원형 구멍의 장축은 배출홈의 중심면(center plane)과 일치하고, 이 장축과 접하는, 제 2 타원형 구멍의 바닥면(끝 면)도 모서리가 곡선처리된다. 제 1 타원형 구멍과 함께 제 2 타원형 구멍의 상기와 같은 형태를 통해 흐르는 매체가 배출홈 바로 앞에서 서로 겹쳐져 떨어지는 두 개의 분사물로 변형되고, 이 방법으로 평분사가 유리하게 이루어지게 된다.

또한, 본 발명은 상기 제 2 타원형 구멍의 바닥면의 모서리를 장축과 접한 부분에 있는 제 2 타원형 구멍의 측벽과 같은 반경으로 곡선처리 할 수 있다.

그리고, 본 발명은 배출홈의 중앙으로부터 두 개의 바깥면을 향해 분기하는 경계면을 둘 수 있다. 이때 배출홈의 중심은 유입구의 축과 일치한다. 이처럼 분기하는 경계면은 홈의 중앙을 중심으로, 다시 말해서 유입구의 축을 중심으로 선회하면서 축과 평행하게 놓인 톱날 등의 공구로 간단하게 제작할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예의 구성 및 작용에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 노즐 마우스피스의 축을 따라 절단한 단면도이다.

도 2는 노즐 마우스피스를 도 1의 단면도에 대해 90°만큼 전위시킨 단면도이다.

도 3은 도 1의 노즐 마우스피스를 아래의 화살표(Ⅲ) 방향에서 바라본 도면이다.

도 4는 도 1의 노즐 마우스피스를 위의 화살표(Ⅳ) 방향에서 바라본 도면이다.

도 1 - 4를 참조하여 설명하면, 도 1 - 4로부터 특히 노즐 마우스피스 앞의 혼합실에 준비된 물/공기 혼합물을 분사하는데 사용되는, 본 발명에 따른 마우스피스가 원통형의 케이스(1)로 이루어진다는 것을 알 수 있다. 상기 케이스(1)는 먼저 원통형을 이루는 제 2 챔버(2)가 유입구의 역할을 하도록 제작되어 있고, 그 다음으로 횡단면이 타원형인 제 1 챔버(3)가 있다. 상기 제 1 챔버(3)의 아래 쪽은 반원형의 제 1 바닥면(3a)에서 끝이 나는데, 제 1 바닥면(3a)의 반경은 타원형의 장축(4)을 제한하는 측벽의 곡률 반경(R)(도 4)과 같다. 상기 제 1 챔버(3)는 제 1 챔버(3)의 단축(11)을 따라 배출홈(5)과 교차되고, 톱날에 의해 형성된, 배출홈(5)의 측벽(6)은 마우스피스의 축(7)과 평행을 이룬다. 톱날은 마우스피스의 축(7)을 중심으로 약간 선회되어 있기 때문에, 측벽(6)이 배출홈의 중심으로부터 바깥쪽을 향해 분기한다. 이때 제 1 챔버(3)의 횡단면이 최대가 되고, 제 1 챔버(3)의 측면(3b)이 제 1 바닥면(3a)을 향해 축(7)과 평행을 이루며 이어지는 높이(H)까지 배출홈(5)이 제 1 챔버(3)를 관통한다. 여기서 도 2와 도 4는 배출홈(5)이 제 1 챔버(3)의 단축(11) 방향으로 제 1 챔버(3)를 완전히 관통해서, 후술할 제 2 타원형 구멍(8) 부분으로 돌출해 있는 것을 보여준다.

상기 타원형 제 1 챔버(3)는 제 2 타원형 구멍(8)과 중복된다. 제 2 타원형 구멍(8)의 장축(9)은 배출홈(5)의 중심면과 일치하고, 제 1 챔버(3)의 장축(4)에 대해 90°만큼전위되어 있다. 상기 타원형 구멍(8)의 제 2 바닥면(8a)도 타원형 구멍(8)에서 장축(9)과 접한 부분에 있는 측벽의 반경(r)과 같은 반경으로 모서리가 곡선처리되어 있다.

또한, 배출홈(5)의 톱 절삭에 의해 드러난 케이스(1)의 벽 두께 부분에 드릴이나 엔드 밀을 이용해서 공동(10)을 넣는다. 상기 공동(10)은 원하는 각도로 평분사가 이루어지도록 하는 역할을 하는데, 상기 각도는 노즐의 동작 범위 전체에 걸쳐 일정하게 유지된다.

도 1은 마우스피스의 형태를 통해 유입된 2성분 혼합물을 제 1 챔버(3)의 제 1 바닥면(3a) 부분에서 두 개의 분사물로 서로 포갠 채 유입시키고, 배출홈(5)으로부터 배출하며, 그 결과 평분사를 형성하는 것을 보여준다.

상기의 모든 과정을 거쳐서 본 발명이 의도하는 데로 평분사 노즐용 마우스피스가 구현된다.

이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 마우스피스에 2성분 혼합물을 유입하기 위한 원통형의 유입구를 케이스 내부에 배치하고, 단면이 타원형인 구멍에 의해 형성된 챔버와 교차하는 배출홈을 유입구에 이어지도록 배치하며, 배출홈은 챔버의 타원형 단면의 장축에 대하여 90°만큼 전위된 상태로 뻗어 있도록 하여 평분사 노즐용 마우스피스를 간단히 제작할 수 있는 효과와, 다양한 수압 및 가스 압력에 대해 일정한 분사 환경을 조성하고 평분사 각도를 일정하게 유지하는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 케이스(1) 내부에 2성분 혼합물을 유입시키기 위한 원통형의 유입구(2)와,

   상기 유입구(2)에 이어지며 단면이 타원형인 타원형 구멍(8)에 의해 형성된 제 1 챔버(3)와,

   상기 제 1 챔버(3)와 교차하면서 제 1 챔버(3)의 타원형 단면의 장축(4)에 대해 90°만큼 전위된 상태로 뻗어 있는 배출홈(5)을 포함하는 2성분 혼합물, 특히 물/공기 혼합물을 분사하기 위한 평분사 노즐용 마우스피스에 있어서,

   상기 배출홈(5)이 제 1 챔버(3)의 단축(11) 방향으로 제 1 챔버(3)를 완전히 관통하고,

   배출홈(5)에 유입구(2)의 축(7)과 평행한 측벽(6)을 두되, 측벽(6)이 배출홈(5)의 중앙으로부터 두 개의 바깥면을 향해 분기하고,

   제 1 챔버(3)에서 배출홈(5)이 관통하는 부분이 장축(4)과 접하는 제 1 바닥면(3a)에서 끝나되, 제 1 바닥면(3a)의 반경(R)이 타원형의 장축(4)을 제한하는 측벽(6)의 곡률 반경과 같은 것을 특징으로 하는 평분사 노즐형 마우스피스.
2. 청구항 1항에 있어서, 상기 마우스피스의 제 2 타원형 구멍은,

   제 1 챔버(3)와 중복시키되, 제 2 타원형 구멍(8)의 장축(9)이 배출홈(5)의 중심면과 일치 시키고, 제 2 타원형 구멍(8)에서 장축(9)과 접하는 제 2 바닥면(8a)의 모서리를 곡선으로 처리하는 것을 특징으로 하는 평분사 노즐형 마우스피스.
3. 청구항 2항에 있어서, 상기 제 2 바닥면의 모서리는,

   제 2 타원형구멍(8)에서 장축(9)과 접한 부분에 있는 측벽(6)의 반경과 같은 크기로 제 2 바닥면(8a)의 모서리를 곡선으로 처리하는 것을 특징으로 하는 평분사 노즐형 마우스피스.
4. 청구항 1항에 있어서, 상기 배출홈은,

   배출홈(5)의 중심이 유입구(2)의 축(7)과 일치하는 것을 특징으로 하는 평분사 노즐형 마우스피스.
5. 청구항 1항에 있어서, 상기 배출홈은,

   배출홈(5)의 측벽(6)이, 유입구(2)의 축(7)을 중심으로 선회되고, 상기 축(7)과 평행한 톱날 등의 공구로 절삭되어 있는 것을 특징으로 하는 평분사 노즐형 마우스피스.
6. 청구항 1항 내지 5항 중 어느 한항에 있어서, 케이스의 공동의 배치는,

   배출홈(5)이 없는 케이스(1)의 벽 부분에 공동(10)을 배치하되, 공동(10)이 마우스피스의 축(7)과 지름 방향으로 제 2 타원형 구멍(8)의 장축(9) 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 평분사 노즐형 마우스피스.