KR100297304B1 - 트리거스프레이어용포머노즐어셈블리 - Google Patents

Abstract

포머노즐 어셈블리는 개구부를 이루기 위해 여러 개의 이격된 리브로 이루어지는 포움강화기를 가지는 난류실과 난류실의 내벽에 수직으로 놓여 있는 편평면을 가지는 리브로 이루어져 포움을 발생시키며 포움버블은 편평표면에 충돌하여 난류실의 공기와 혼합된다.

Description

트리거스프레이어용 포머노즐 어셈블리

제1도는 트리거스프레이어의 분사단부(噴射端部)에 장착된 본 발명의 포머노즐어셈블리(foamer nozzle assembly)의 한 실시예의 수직단면도.

제2도는 제1도의 2-2선을 따라서 본 도면.

제3도는 제3도의 4-4선을 따라서 본 도면.

제4도는 본 발명에 따른 포움강화기(foam enhancer)의 또 다른 실시예에 대한, 제2도와 유사한 도면.

제5도는 제4도의 6-6선을 따라서 본 도면.

제6도는 본 발명에 따른 포움강화기(foam enhancer)의 또 다른 실시예에 대한, 제2도와 유사한 도면.

제7도는 제6도의 8-8선을 따라서 본 도면.

제8도는 본 발명의 또 다른 실시예에 대한, 제6도와 유사한 도면.

제9도는 본 발명의 또 다른 실시예에 대한, 제6도와 유사한 도면.

본 발명은 트리거 스프레이어(trigger sprayer)용 포머노즐(foamer nozzles)에 관한 것으로 특히 포밍(foaming)을 증대시키기 위해 주형 플라스틱 격자와 조합된, 포움(foam) 생성을 위한 난류실(turbulence chamber)을 가지는 포머노즐에 관한 것이다.

특히 주방용 세정 제품을 포움으로 분사할 수 있는 펌프스프레이어의 수요가 증대하고 있고 여러 유형의 포움분사기(foam dispenser)가 업계에 알려져 있다. 용액의 효능을 증대시키기 위해 제품생산자들의 계속적인 연구가 진행되고 있는데, 이러한 효능은 일반적으로 활성성분 농도의 증가와, 수직표적면위에 제품이 머무는 시간의 월등한 증가를 의미한다.

표백제를 베이스로 하는 용액이 함유되는 가정용 세제에 있어서, 화장실 또는 샤워실 등의 작은 폐쇄공간에서 분사될 때 생성된 증기가 코, 입, 눈에 심한 불쾌함 등을 유발할 수 있다. 시중의 어떤 포머는 사용에 적합한 품질의 포움을 발생하기는 하나 이 또한 대기 중에 상당량의 부유입자(airborne droplets)들을 발생시키며, 이것이 상기와 같은 증기를 만든다.

부유입자의 양을 상당히 감소시킬 수 있는 포머들이 있기는 하나 최적의 포움을 생성하지는 않는다.

포움 형성기구로서 포움을 발생시키는 펌프스프레이가 미국특허 4,603,812에 나타나 있는데, 이는 스프레이 통로 내에 내재된 망사스크린을 포함하여, 실질적으로 모든 스프레이가 스크린만을 접촉하며 포움 형성기구를 통과한다.

미국특허 4,768,717에 나타나 있는 포머노즐은 노즐의 포움 생성능력을 강화하기 위하여, 난류실(turbulence chamber)과 조합된 망사스크린 디스크를 가진다.

미국특허 4,925,106에 나타나 있는 포움노즐 어셈블리는 포움발생실과 조합된 천공벽을 가지고 있는데, 상기 천공벽은 리브(rib)와 슬롯(slot)을 가지고 있으며, 슬롯 사이의 리브 위치의 후방 에지는 둥글게 되어 있는데, 이는 원추형 스프레이가 포움을 생성하기 위한 포움발생실 내에서 공기와 혼합을 위해 상이한 방향에서 충돌하고 반사될 수 있는 표면을 제공하기 위해서이다.

미국특허 4,883,227과 4,971,252에 나타나 있는 포머노즐은 포움생성을 위해 난류실 내에서 충돌돌기(impingement protuberances)를 가진다.

본 발명의 목적은 대기 중으로 부유되는 입자의 양을 크게 감소시키면서 동시에 표적에 뿌려졌을 때 똑똑 떨어지지 않고 적당 시간 머무를 수 있는, 사용에 적합한 품질의 포움을 생성하는 포머를 제공하는데 있다.

이 목적은, 보다 많은 포움을 생성하기 위하여 실린더 벽에 수직으로 놓이며 편평한 면을 가지며, 일정한 간격으로 배치되어 균일한 출구를 형성하는 여러 개의 리브를 가지는 포움강화기를 충돌, 통과하는 포움을 생성하고 그 농도를 높이는 분사 덩어리(spray plume)가 충돌하는 매끄러운 벽의 실린더를 가지는 포머노즐 어셈블리를 제공함으로써 이루어진다.

여기서 리브는 포움을 발생하기 위해 실린더 벽에 수직으로 놓여 있는 편평면(flat surfaces)을 가진다.

리브는 격자(grid)형으로 교차될 수 있으며, 또는 서로 떨어진 평면 내에 위치하며 서로 어긋나 있는 두 세트의, 상기와 같은 리브를 가지는 그릴의 형태로서 동일한 방향으로 이어져 있을 수도 있다. 아니면 상기 두 세트의 어긋나 있는 리브는 지그재그형의 교차리브에 의해 엮일 수도 있다. 더욱이 리브는 이격되어 서로 평행한 면들에 놓일 수도 있는데, 한 평면의 리브는 다른 평면의 리브와 인접하며 또한 그에 대하여 수직으로 연장될 수 있다.

리브는 단면이 사다리꼴일 수 있으며, 떨어진 평면 내에 놓여 있을 때, 하류방향 리브의 측벽(sidewalls)들은 하류방향으로 넓어지거나 (diverge) 좁아질 (converge) 수도 있고 상부 리브의 측벽들은 하류방향으로 넓어지거나 좁아질 수도 있다.

아니면 리브는 단면이, 그 긴 쪽 측면이 하부방향으로 연장되는 직사각형 이어도 된다.

본 발명의 다른 목적, 이점 및 특이한 점등은 이하의 상세한 설명과 부가도면으로부터 보다 명백하게 설명될 것이다.

도면에서 같은 문자는 전체 도면을 통해 동일한 부분을 나타낸다. 트리거 펌프스프레이어는 제1도에 10으로 표시되는데, 제1도에는 액체가 펌핑에 의하여 분사로 13을 통하여 흘러 들어가는 분사단부(discharge end)와 트리거 발생기(trigger actuator, 11)가 있는 공지의 구조가 나타나 있다.

중앙분사구(central discharge orifice) 15를 가지는 회전식 노즐 캡 14는 16과 같이 분사단부에 대하여 스냅식으로 장착되어 있다. 캡은 원추형 분사 플랩밸브 19(annular discharge flap valve)를 가지고 있는 프로브캡(probe cap) 18과 결합된 내부 슬리브 17을 가진다. 프로브캡은 프로브 21의 한쪽 끝에 고정되며 그 바깥쪽 끝부분에는 와류실(swirl chamber)이 형성되어 있다. 프로브캡과 슬리브 17 상의 길이방향 홈(longitudinal grooves) 23,24는, 원추형 스프레이로 분사구를 통해 분사하기 위해 제품에 소용돌이를 일으키기 위한 스프레이어의 펌핑작용에 의해, 액체를 분사밸브를 거쳐 접선 채널(tangential channel) 25를 통해 와류실로 보내기 위하여 노즐캡의 상대회전에 대해 정렬되어 있다.

본 발명에 따른 포머노즐 어셈블리 26은, 공기구멍 29를 가지고 형성된 외측스커트(outer skirt) 28을 가진 포머캡 27과 복수개의 스냅록레그(snap-lock legs, 미도시)를 포함하며, 상기 스냅록레그는 스커트 28로부터 연장되어 있으며, 분사구 15를 포함하는 노즐캡 14 위 단부벽 31 내에 위치한 적당한 개구부(미도시) 내로 스냅핑(snappint)하기 위한 것이다. 이와 같은 스냅식 결합장치(snap fit arrangement)는 미국특허 5,366,160에서 볼 수 있으며, 그 후 널리 사용되고 있다.

포머캡 27은 분사구와 동일축의 내부실린더 32를 가지며, 상기 실린더는 단부벽 31로부터 일정 거리에서 끝나는 매끄러운 내벽 33을 가진다. 실린더 32는 난류실(turbulence chamber) 34를 형성하는데, 펌핑하는 동안 원추형 스프레이가 난류실의 내벽 33에 충돌하고 공기구멍 29를 통해 흡입된 난류실내의 공기와 스프레이 입자가 혼합되어 포움을 생성하고 그 농도를 높인다.

본 발명의 한 실시예에 따르면 포머캡 27과 함께 주형될 수 있는 주형 플라스틱 구조의 격자나 스크린(screen) 35 형태의 포움강화수단은 그 하류단부 36 근처 실린더 32 내에 위치하며 단부벽 31과 거의 평행하다. 스크린은 여러 개의 교차 리브(37,38)로 형성되며 상기 리브들은 일정 간격 떨어져 균일한 개구부 19를 이룬다. 분사구를 면하고 있는 리브들 37,38의 후면은 편평하며, 난류실의 내벽 33에 수직인 공통면 내에 놓여 있다.

따라서 분사구 15를 통한 원추형의 스프레이의 분사는 먼저 실린더의 매끄러운 내벽 33에 충돌하고 난류실 34 내에서 공기와 혼합되어 포움버블(foam bubbles)을 생성되며, 상기 포움버블은, 리브 37,38의 평평한 표면에 포움이 충돌하고 난류실 내의 공기와 더욱 혼합되어 스크린을 통하여 표적에 분사되는 포움의 생성이 강화됨으로써 그 농도가 높아진다.

후에 기술될 난류실과 포움강화기의 조합은 양질의 폼을 생산하는데 이 양질의 폼은 크기가 큰 부유입자의 양이 적으며 그 지속시간도 짧다.

리브 37,38은 각각, 리브의 후방에 포밍형성을 강화하는 편형한 충돌면을 가지면서, 개구부 39를 통한 포움버블의 유동을 강화하기 위해 측벽이 하류방향으로 넓어지는, 제1도의 사다리꼴 단면이어도 된다.

본 발명에 따른 포움강화기의 또 다른 실시예가 그레이트(grate) 즉 격자 41 형태로 제2, 3도에 나타나 있는데, 상기 격자는 실린더 32내 하류단부 36 근처에 설치되어 있다. 격자는 여러 개의 리브 37,38을 포함하는데 각각은 동일한 방향, 이를테면 수평방향으로 연장되어 있다. 리브 37은 서로 평행하며 서로 일정 간격 떨어져 제1세트의 리브로 균일한 개구부 42를 이룬다.

유사하게, 리브 38은 서로 평행하며 서로 일정 간격 떨어져, 제2세트의 리브로 균일한 개구부 43을 이룬다. 제1, 2 세트의 리브는, 42, 43의 1/2의 간격과 거의 같은 거리만큼 서로 어긋나 있어(도면에서 나타난 수직방향), 두 세트 사이의 리브의 순간격(net spacing)은, 제2도에서와 같이 개구부 44를 이룬다.

이 배열로써 각각의 세트에 있어서 더 큰 리브의 간격 42, 43에 의해 가공과 몰딩 작업이 쉬워지며, 실질적으로 간격 42나 43의 1/2배인 유효간격 44를 얻는다.

두 세트의 리브는 이격된 평면에 놓이고, 양 세트의 리브의 뒷면은 제1도와 관련하여 상기에서 설명한 것과 유사하게 편평하다.

리브 37, 38은 단면이, 제1세트의 리브의 마주보는 측벽들은 하류방향으로 좁아지며, 제2세트의 리브의 마주보는 측벽들은 하류방향으로 넓어지는, 사다리꼴이어도 된다. 물론 양 세트의 리브 37,38은 마주보는 측벽들이 하류방향으로 모두 좁아지거나 모두 넓어져도 된다.

난류실과 맞닿는 리브의 편평한 면은 난류실에서 발생된 포움버블을 위한 충격면으로 제공되어 포밍형성을 강화하며, 실제로 포움이 포머노즐 단부 36의 격자를 통하여 바깥으로, 방해받지 않고 용이하게 분사될 수 있게 한다.

본 발명에 따른 또 다른 실시예로서, 리브가 42와 43에서와 같이 떨어져있고, 이격되어 있는 평면에 놓인 서로 어긋나 있는 제1, 2세트의 리브를 포함한다는 점에서, 격자 41의 것과 유사한 스크린 45 형태의 포움강화기가 제4도와 제5도에 나타나 있다. 게다가 서로 일정 간격 이격되어 있는 제3세트의 리브 46이, 리브 37,38이 연장되어 있는 공통방향과 수직인 방향으로 연장되어 있다. 리브 46은 지그재그형이며, 제5도에 나타난 것과 같이 리브 37의 하부 또는 뒤쪽으로 연장되면서, 수평리브 38과 교차하도록 주형된다. 서로 이격된 세 세트의 리브들은 제4도에 나타난 개구부 47을 형성한다. 리브 46의 후면은 편평하며, 하류방향으로 좁아지거나 넓어지는 마주보는 측벽들에 의해 그 단면이 사다리꼴이어도 된다.

포머노즐과 함께 일체로 형성될 수도 있는 스크린 45를 생산하기 위한 가공과 몰딩 작업은 덜 복잡하며 가격도 저렴한데, 그 이유는 주로 초기 간격의 방향으로 그의 1/2만큼의 순유효간격으로 각각의 리브 37, 38 사이에 더욱 큰 상호 간격을 허용하는 독특한 그물망 구조 때문이다.

제4,5도의 포움강화기 45는 제1도와 제2,3도에 대하여 설명한 것과 유사한 방법으로 포밍형성을 강화하는 기능을 한다.

본 발명에 따른 포움강화기의 또 다른 실시예로서, 각각 평행한 면에 놓여있는 제1, 2세트의 리브 49, 51을 포함하며, 실린더 32의 내벽 33의 반대편 단부에 일체로 형성된 스크린 48이 제6,7에 나타나 있다.

리브 49와 51은 인접하며, 각 세트의 리브는 각각 평행하며 서로 수직방향을 이루어 두 세트의 리브 사이에 직사각형 개구부 52를 형성한다.

그리고 리브 49,51은 각각 단면이 직사각형이며, 분사구로부터 제품이 유동하는 하부 방향을 따라 연장되는 측면 53이 길다.

리브의 긴 쪽이 유동로를 따라 배치됨으로써, 난류실에서 농축된 포움버블은 먼저 리브 51의 편평면에 충돌하고 리브 51의 측면 53을 따라 미끄러져서 난류를 가속하고, 리브 49의 편평면에 충돌하며 측면 53을 따라 미끄러짐으로써 난류를 더욱 가속함에 따라, 포밍형성을 강화한다. 더욱이 포움은 난류실 34내에서 공기와 혼합되어, 스크린 48을 통과하여 표적에 포움을 생성시킨다.

제8도에 나타난 변형은 리브 51이 리브 49에 수직이 아닌 각도로 놓여 비직사각형 52b의 개구를 나타내는 것을 제외하고 제6도와 유사하다.

또한 두 세트의 리브에 의해 제공되는 개구부 52b는 제9도에서처럼 불균일할 수도 있다.

상기 기술로부터 본 발명에 대하여 여러 개량과 변형을 할 수 있다. 예를 들어, 제3, 4도의 실시예에서 리브는, 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 수직 또는 다른 동일 각도의 공통방향으로 연장될 수 있다. 아니면, 상술한 임의의 실시예 중 하나 또는 두 세트의 리브는, 본 발명에 의해, 서로 이격되어 불균일 개구부를 제공할 수 있다. 그러므로 청구범위의 범위 내에서 본 발명은 특히 기술된 것 이상으로 실시될 수 있음이 명백하다.

Claims (12)

1. 분사단부(12)의 단부벽(31)에 위치하는 분사구와 동축인 난류실(34)을 형성하며 매끄러운 내벽(33)을 갖는 내부 실린더(32)를 포함하며, 상기 분사구를 통해 원뿔형 스프레이가 포움을 형성하기 위해 하류로 분사되어 상기 난류실(34)로 유입되어 스프레이 입자가 포움버블을 형성하기 위해 상기 내벽(33)에 충돌하여 공기와 혼합되며, 트리거 스프레이어(10)의 상기 분사단부(12)에 장착되는 포머 노즐 어셈블리에 있어서, 플라스틱 주형의 포움강화수단이 하류단부에 인접하여 상기 실린더(32)에 위치하며, 상기 수단은 제1, 제2의 평행한 평면에 각각 놓이는, 서로 이격되어 분리된 제1, 제2 세트의 리브(rib)(37,38)를 포함하며, 상기 리브(37, 38)는 상기 내벽에 수직이고, 상류를 향하는 편평면을 갖고, 포움버블이 상기 편평면에 충돌하여 공기와 더욱 혼합되어 포움생성을 증가시켜, 상기 강화수단에서 방출되는 포움을 생성하며, 또한 상기 리브(37, 38)는 상류를 향하는 상기 편평면의 폭보다 긴 길이를 갖는 마주보는 면을 가지며, 상기 마주보는 면은 그 면을 따라서 포움버블의 난류를 더욱 가속하는 것을 특징으로 하는 포머노즐 어셈블리.
2. 제1항에 있어서, 상기 리브(37,38)가 사다리꼴의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 포머노즐 어셈블리.
3. 제2항에 있어서, 상기 양 세트의 리브(37,38)가 공통방향으로만 연장되는 것을 특징으로 하는 포머노즐 어셈블리.
4. 제3항에 있어서, 상기 제1세트의 리브(38)들은 동일한 간격으로 떨어져 있고, 제2세트의 리브(37)들은, 동일 간격으로 떨어져 있으며 상기 제1세트의 리브(38)에 대하여 제1세트의 리브(38)들 사이의 간격의 거의 1/2 거리만큼 어긋나게 놓여 있는 것을 특징으로 하는 포머노즐 어셈블리.
5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1세트의 리브는 제2세트의 하류방향에 위치하며, 제1세트의 리브(38)의 마주보는 측벽들은 하류방향으로 좁아지며(converging), 제2세트의 리브(37)의 마주보는 측벽들은 상기 하류방향으로 넓어지는(diverging) 것을 특징으로 하는 포머노즐 어셈블리.
6. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수단은 또한 제3세트의 리브(46)를 가지며 이 리브는 상기 제1, 2세트의 리브에 수직인 방향으로 연장되며 상기 제1,2세트의 리브와 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 포머노즐 어셈블리.
7. 제6항에 있어서, 제1세트의 리브는 제2세트의 하류에 위치하며, 제3세트의 리브(46)는 제1세트의 리브(38)의 하류로 연장되고 제2세트의 리브(37)와 교차하는 것을 특징으로 하는 포머노즐 어셈블리.
8. 제6항에 있어서, 제3세트의 리브(46)는 상기 수직방향으로 지그재그 모양인 것을 특징으로 하는 포머노즐 어셈블리.
9. 제1항에 있어서, 상기 제1, 제2세트의 리브(37,38)는 서로 인접하여 수직인 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 포머노즐 어셈블리.
10. 제9항에 있어서, 상기 제1, 제2세트의 리브(37,38)는 직사각형의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 포머노즐 어셈블리.
11. 제1항에 있어서, 상기 제1, 제2세트의 리브(37,38)는 서로 인접하여 서로 수직이 아닌 각을 이루며 연장되는 것을 특징으로 하는 포머노즐 어셈블리.
12. 제1항에 있어서, 상기 제1, 제2세트의 리브(37,38)는 그들 사이에 균일한 입구를 형성하도록, 서로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 포머노즐 어셈블리.