KR100349728B1

KR100349728B1 - 분무장치

Info

Publication number: KR100349728B1
Application number: KR1019960702589A
Authority: KR
Inventors: 티모시 제임스 노아케스; 마이클 레슬리 그린; 앤드루 제페리스; 모리스 조셉 프렌더가스트
Original assignee: 더 프록터 앤드 갬블 캄파니
Priority date: 1993-11-16
Filing date: 1994-11-02
Publication date: 2002-11-25
Also published as: CA2176126A1; PT789626E; CN1139394A; DK0789626T3; AU704237B2; JPH09504992A; EP0789626A1; DE69426709T2; ES2154304T3; GR3035852T3; KR960705635A; DE69426709D1; AU8064694A; JP3686675B2; CA2176126C; US5779162A; ATE199128T1; EP0789626B1; WO1995013879A1; CN1072981C

Abstract

적어도 4 cc/min 까지의 분문율에서 5 × 10⁶ohm.cm의 저항률 및 1 포이즈( poise ) 의 점성율을 갖는 액체 ( 특히, 페인트 조제물 ) 를 분무하는데 사용되는 정전 분무 장치에는 노즐 (114) 의 출구에서 나오는 액체에 고전압을 공급하는 고전압 발생기 (126) 에 전기적으로 접속되는 반절연 재료 ( 예컨대, 체저항률이 10¹¹내지 10¹²ohm.cm임 ) 의 환형 덮개 ( annular shroud ; 112 ) 가 제공된다. 이러한 방식으로, 전압은 상기 환형 전극 (126) 상에 설정되며, 이는 액체에 인가된 전압과 동일한 극성 및 실질적으로 동일한 크기이므로써 적어도 4 cc/min 까지의 유량에서 특정의 저항률과 점성율을 갖는 액체의 효과적인 분무 작용을 초래하는 데 필요한 고전압의 사용을 허용하도록 노즐 출구에 바로 인접한 전위 경사도 ( potential gradient ) 를 수정한다.

Description

분무 장치

본 발명은 분무를 일으키도록 노즐 출구 보다 직경이 더 작고 분산하는 리거먼트 ( ligament ) 내로 액체를 끌어 들이는데 효과적인 전계가 발생되는 고전압을 노즐 출구에서 나오는 액체에 인가함으로써 액체를 정전 ( electrostatic )분무시키는 것에 관한 것이다. 이러한 방식으로 정전 분무를 일으키는 장치들은 본원의 선행 유럽 특허 출원 제 441501호 및 제 501725호에 개시되어 있다.

그와 같은 장치들은 다양한 저항률과 점성율을 갖는 액체를 분무시키는데 적당하지만, 이러한 유형의 정전 장치에 의한 분무 작용에 다른 액체들 보다 잘 따르지 않는 몇가지 액체들이 있으며, 특히 이때는 좁은 사이즈 분포를 지니는 액적 ( droplet ) 으로 그리고 4 cc/분 까지의 유량에서 100 마이크론 이하의 체적 평균 직경( VMD )으로 분산 분무를 발생할 필요가 있다. 5 × 10⁶ohm.cm의 저항률 및 1 포이즈( Poise ) 의 점성율을 갖는 액체는 분무가 액적 크기 및 유량의 이런 괼요조건에 따라야 하는 경우 분무 작용에 잘 따르지 않는 그러한 액체를 나타낸다. 이런 크기의 저항률과 점성율은 페인트 조제물에 대해 전형적이다.

분무 액적의 VMD를 지배하는 중요한 파라미터는 노즐 출구에서 나오는 액체에 가해지는 전위이다. 가해진 전위가 높을수록, 노즐에서 벗어나는 리거먼트의 가속은 더욱 크며 결과적인 리거먼트의 직경은 더욱더 작아진다. 그렇지만, 5 × 10⁶ohm.cm의 저항률을 지닌 액체에 있어서, 가해진 전위가 증가함에 따라, 노즐 출구 부근의 전계가 강해지는 동안 일어나는 코로나 방전에 아마 적어도 부분적으로 기인하는 가상 분무 효과가 일어난다. 이러한 효과의 특성은 노즐마다 다양할 수 있지만, 일반적으로 분무는 불량하게 분산하고 다방면 분산하며 많은 분무 용도, 특히 기판상의 페인트 피복에 있어 전혀 만족스럽지 못하다.

4 cc/분 이상의 유량은 노즐 출구로 액체를 강제 공급함으로써 성취될 수 있다( 예를들어 유럽 특허 출원 제 120633 호에 개시된 바와같은 중력 공급 또는 모관 ( capillary ) 작용과 같은 수동 공급과는 상반됨 ). 강제 공급은 여러 가지 방식으로, 예를들면, 소위 배리어 팩 ( barrier pack ) 이 사용되는 유럽 특허 출원 제 441501 호에 개시된 고압 가스에 의해, 또는 유럽 특허 출원 제 482814 호에 개시된 사용자인가 압력에 의해 성취될 수 있다.

유럽 특허 출원 제 441501 호로 부터, 분무의 초점을 모을 수 있도록 노즐 출구에 인접한 전기 절연 재료의 초점 덮개를 제공하는 것이 공지되어 있다. 유럽 특허 출원 제 501725 호로 부터, 1 × 10⁶ohm.cm 미만의 저항률을 지니는 액체의 분무를 촉진시키도록 노즐 출구에 바로 인접한 전위 경사도를 수정할 목적으로 노즐을 둘러싸는 전기 절연 재료의 덮개 부품을 제공하는 것이 또한 공지되어 있다. 두 경우에서, 분무되는 동안 전압은 노즐 출구에서 발생되는 전압과 동일한 극성을 갖는 덮개 부품 ( shroud component ) 상에 설정되는데, 상기 전압은 분무 작동 과정중에 덮개상에 모아지는 전하의 결과로서 설정된다.

노즐에서 나오는 액체와 전극사이에서 세기가 강한 전계를 발생하도록 전극이 분무되는 노즐에 인접하여 실장되고 전위가 상기 전극에 가해지는 정전 분무 장치를 제공하는 것은 선행의 미합중국 특허 출원 제 4854506 호에서 또한 공지되어 있다. 상기 전극은, 보다 높은 전위가 노즐과 전극 사이에서 유지되도록 할 목적으로 5 × 10¹¹내지 5 × 10¹³ohm.cm의 체적 저항률 및 15 kV/mm 보다 큰 유전체 세기를 갖는 반절연 재료내에 봉입된 도전성 또는 반도전성 재료의 코어 ( core )를 포함한다. 전극에 가해진 전위는 노즐에서 나오는 액체에 가해진 전위와 동일한 극성을 가지며 후자 전위와 분무되는 타겟의 전위와의 중간 크기를 가질 수 있다. 구체적인 실시예에서, 액체에 가해진 전위는 40 kV 이며 전계 강화를 일으키도록 전극은 대략 25 kV의 전위에서 유지되며 그리고 분무되는 액체는 10⁶- 10¹¹ohm.cm 범위내의 체적 저항률을 갖는다.

본 발명에 따라서, 5 × 10⁶ohm.cm의 저항률 및 적어도 4 cc/분 까지의 분무율의 1 포이즈 점성율을 갖는 액체를 분무시킬 수 있는 정전 분무 장치가 제공되며, 상기 장치는 출구를 갖는 노즐 수단, 분무되는 액체를 상기 노즐 수단으로 완전하게 공급하는 수단, 고전압 발생기, 상기 노즐 수단의 출구에서 나오는 액체에 전위를 인가하도록 상기 고전압 발생기에 연결된 수단, 상기 노즐 수단의 출구 부근의 전계강도를 완화하도록 상기 노즐 수단에 인접 배치된 전극으로서, 반절연 재료를 포함하는 전극, 및 노즐 출구로부터 나오는 액체와 동일한 극성의 전위로서,전위 경사도가 상기 노즐 수단의 출구에 바로 인접한 부근에서 감소되도록한 크기의 전위를 상기 전극상에 발생시키도록 상기 고전압 발생기에 상기 전극을 전기적으로 접속시키는 수단을 포함한다.

"반절연 ( semi - insulating ) 재료" 는, 적어도 1 × 10⁷ohm.cm의 저항률을 지니는, 도전성 ( conducting ) 이기 보다는 오히려 절연성 ( insulating ) 인 것으로 여겨지는 재료를 의미하지만, 상기 재료는, 충분한 액체가 리거먼트 분무작용을 지지하도록 노즐의 출구에서 모이기 전에 덮개의 최전방부상에 완전한 작동 전위가 설정될 만큼의 시간 간격내에 덮개의 최전방부 상의 완전한 작동 전위가 충전되도록 허용하기에 충분히 도전적이며 이에 의해서 스피팅 ( spitting ) 등의 액체의 가상 분무가 페인트 분무 용도에 특히 바람직하지 못한 분무의 초기 단계 동안에 일어나는 어떠한 경향도 회피한다. 또한, 전극이 반절연 재료로 이루어져 있다는 사실은 전극상의 결합이나 그와 유사한 것으로 부터 일어나는 코로나 방전의 위험을 감소시킨다. 10¹¹내지 10¹²의 체저항률을 갖는 재료들은 본 발명의 이러한 실시 태양에서 반절연 재료로 사용하기에 특히 적합하다.

미합중국 특허 출원 제 4854506 호와 대조하여, 진극의 존재는 노즐 근처의 전위 경사도를 완화시키는데 이용되며, 반면에 미합중국 특허 출원 제 4854506 호는 전계의 세기를 크게하는 데 전극의 사용을 교시한다.

액체의 저항률은 5 × 10⁵내지 5 × 10⁷ohm.cm, 보다 일반적으로는 2 ×10⁶내지 1 × 10⁷ohm.cm 범위내에 있다.

노즐 수단의 출구에서 나오는 액체에 가해지는 전위는 일반적으로 25 kV를 넘어서, 전형적으로는 40 kV 까지 그리고 바람직하기로는 28 내지 35 kV 이다.

바람직하기로는 전극에 가해진 전위는 노즐 수단의 출구에서 나오는 액체에 가해진 전위와 실질적으로 동일한 크기를 갖는다. 실제적으로, 이는 전압 발생기의 일반적 고전압 출력에 전극과 액체를 전기적으로 접속시킴으로써 성취될 수 있다.

액체에 가해지는 전압은 노즐 수단의 출구 근처의 결선에 의해 공급될 수 있으며 또는 그것은 액체가 들어있는 카트리지 ( cartridge )와의 결선을 통해서 공급될 수 있다. 상기 카트리지가 금속 캐스팅 또는 금속 밸브와 같은 도전성의 구성요소 ( 들 ) 를 포함하는 곳에서, 전압은 그러한 도전성의 구성 요소의 에이전씨 ( agency )를 통해 액체에 인가될 수 있다.

카트리지가 금속 캐스팅을 포함하는 하나의 편리한 실시예에서, 액체 및 전극에 인가되는 전압은 금속 캐스팅의 에이전씨를 통해 발생기로부터 공급된다.

특히 전극이 반절연 재료로 부터 제조되는 경우, 바람직하기로는 전극을 형성하는 재료보다 더 절연성을 갖는 재료로 부터 제조되며 노즐 수단은 전형적으로 노즐 출구 쪽으로 집중하는 점차 가는 형태를 지닌다.

상기 출구는 액체가 단일 리거먼트로 분사되는 보통 원형의 개구부의 형태로 이루어질 수 있으며, 이 경우에 전극은 편리하게 상기 반절연 재료의 덮개 또는 칼라 ( collar )와 같은 환형 ( annular ) 형태이다.

바람직하기로는, 상기 장치는 손으로 잡아 사용하기에 적합하며 노즐 수단의 출구로 액체를 공급하는 수단은 공급율이 액추에이터 ( actuator ) 에 가해지는 효과에 의해 제어되도록 배치될 수 있는 사용자가 조작가능한 액추에이터를 편리하게 포함한다. 유리하게도, 상기 배치는 상기 노즐 수단의 출구 수단에서 멀리 분사되는 임의의 액체에 우선해서 전압이 액체에 인가되는 바람직한 방식으로 상기 공급 수단의 액추에이터 작동이 또한 전압 발생기의 활성화를 초래시킴으로써, 상기 장치로 부터 제어되지 않는 액체 방전의 모든 위험을 모면하며 또한 필수적인 동작 전압이 분무개시에 앞서 전극상에 설정될 수 있도록한다.

점성이 있는 액체, 특히 자동차 본체 판넬에 분무하기에 적당한 페인트 조제물에 있어서, 사용자의 역할에 과도한 노력을 요하지 않고서 소기의 분무/유량을 성취하고 액체 조제물내에 떠도는 입자들에 의해 막힘이 일어나는 경향을 또한 줄이기 위해서 노즐 수단의 출구는 직경이 적어도 500 마이크론 (보다 바람직하기로는 적어도 600 마이크론 ) 이 바람직하다.

출구 수단에 관련한 전극의 위치는 소폭의 사이즈 분포를 갖는 액적의 분산분무를 확실히 발생시키는데 있어서 특히 중대한 것으로 밝혀졌다. 그 위치는 일반적으로 전극상에 설정된 전압의 크기에 좌우한다.

실질적으로 액체와 동일한 크기의 전압이 공급된 환형 전극에 의해 둘러쌓인 단일의 리거먼트 발생 노즐 수단을 사용하는 본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 전극은 매우 바람직하게 위치하여 상기 노즐 수단의 최전방부와 환형 전극의 직경에 대향하는 최전방부 사이로 연장되는 가상선들 사이의 각은 140° 내지 195° ,보다 바람직하기로는 150° 내지 180° 사이의 범위내에 있다.

본 발명의 장치는 본 장치의 전류 및 전압 중 하나 또는 양자의 스위칭 작동을 제어하는 발생기의 고전압 출력과 관련한 전자 스위칭 수단을 포함하는 회로를 합체하는 것이 바람직하다.

이와같은 전자 스위칭 수단은 적어도 1 kV의 최대 dc 역전압을 공동으로 갖는 연속 방사 감지의 반도체 접합부, 인가된 전압에 의해 순방향 바이어스된 경우에만 상기 접합부들이 한 방향으로 전류 흐름을 허용하도록 접합부에 고전압을 인가하는 단자 수단, 및 상기 접합부들이 인가된 전압에 의해 역바이어스된 경우 반대 방향으로 전류 흐름을 발생시키기 위해 동일량을 선택적으로 조사하기 위한 상기 접합부와 관련한, 선택적으로 작동 가능한 방사 발생 수단을 편리하게 포함하며, 상기 접합부 및 방사 발생 수단은 방사 발생 수단으로부터 방출된 방사선으로 투과되는 일단의 캡슐봉입 재료내의 일정한 미리 결정된 관계로 지지된다.

상기 접합부들은 역 바이어스되고 상기 방사 발생 수단으로 부터 나온 방사선에 노출되지 않는 경우, 종래의 다이오드 ( 암전류 )의 경우에 있어서 적은 전류 흐름이 존재할 수 있지만 역전류 흐름은 접합부들이 크기는 같지만 반대 극성의 진압으로 순방향 바이어스되는 경우에 발생된 것과 비교해서 무시될 수 있음을 이해하여야 한다. 이와 대조적으로, 접합부들이 역 바이어스되고 조사 ( irradiation )에 영향을 받는 경우, 전류 흐름은 그러한 조사가 없는 경우에 일어나는 것보다 실질적으로 더 크다.

캡슐 봉입물은 접합부 부근에 반사 표면을 제공함으로써 접합부에 직접 투사되지 않는 방사선이 반사되어 접합부가 조사되는 효율을 증가시킬 수 있다. 상기 반사 표면은 방사 발생 수단에 의해 방출된 파장 ( 들 )의 방사선에 반사되는 재료의 특정한 층 ( 들 ) 으로 구성될 수 있다 ; 또는 반사율은 캡슐 봉입물내의 굴절을 변화의 결과로서 얻어질 수 있다.

pn 접합을 갖는 실리콘 다이오드는 감광성이 있으며, 역방향 바이어스되고 근적외 방사선에 노출되는 경우, 상기 다이오드는 도전성의 상태가 되며 실질적으로 암전류 ( dark current ) 를 초과하는 전류 흐름을 허용하는 것이 널리 공지되어 있다. 이는 포토다이오드 동작에 기초가 되는 원리이다. 입사광을 효과적으로 사용케하는 것과 일치하는 구조 또는 레이아웃 ( layout ) 을 갖는 종래의 포토다이오드와 대조하여, 본 발명의 상기 일 실시태양에 따른 스위칭 수단은 종래의 포토다이오드가 동작되는 전압을 실질적으로 초과하는 전압에서 동작하도록 설계된다. 따라서, 종래의 포토다이오드 ( 미국 콜로라도주 엥글우드의 D. A. T. A. Business Publishing 에 의해 출판된 D. A. T. A. Digest 1992의 " 광학 전자학 " ( 제 25 판 ) 중 613 면의 " 포도다이오드 "를 참조 ) 는 최대 dc 역전압이 600 볼트 까지의 범위내로 설계되어 있는 반면에 본 발명의 이러한 실시태양의 스위칭 수단은 적어도 1 kV, 보다 일반적으로는 50 kV 까지의 범위를 갖는 적어도 5 kV의 고전압을 수반하는 용도에 사용하도록 의도되어 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 상기 연속 반도체 접합은 고전압 반도체 다이오드, 바람직하기로는 연속 적층 pn 접합을 갖는 고전압 실리콘 다이오드로 구성된다.

방사 발생 수단은 발광 다이오드를 포함하는 것이 편리하다. 본원에서 사용되는 바와같이, " 광 " ( light ) 에 관한 언급은 가시 스펙트럼 내의 파장 뿐만 아니라 스펙트럼의 가시부분의 외부에 있는 전자기 파장을 포함하는 것으로 이해하여야 한다. 예를들어, 발광 다이오드의 적당한 형태는 근 적외선으로 출력을 발생시키며 상기 연속 접합을 형성하는 고전압 다이오드는 그러한 방사선에 민감할 수 있다.

스위칭 수단을 형성하는 구성 요소는 규모가 큰 집적회로 형태로 제조될 수 있지만, 본 발명은 개별적 구성 요소로 부터 스위칭 수단의 주변 제조 내에 포함된다.

전형적으로, 전자 스위칭 수단을 제조하는 방법은 연속적인 다이오드 접합부가 고체 발광 소오스에 의해 방출된 광에 노출되도록 미리 결정된 관계로 고전압 반도체 다이오드 및 고체 발광 소오스를 조립하는 단계, 상기 소오스에 의해 방출된 광에 투과성이 있는 캡슐 봉입 재료로 그와같이 관련된 다이오드와 소오스를 캡슐 봉입하는 단계를 포함한다.

상기 미리 결정된 관계는 상기 소오스에 의해 방출된 광의 실질적인 부분이 다이오드 접합부에 투사되는 방식으로 다이오드 접합부와 매우 근접하게 상기 소오스를 배치하는 단계를 일반적으로 포함한다.

본 발명의 이러한 실시 태양은 상업적으로 입수가능한 개별적 구성 요소를 사용하여 실행될 수 있다. 상업적으로 입수 가능한 고전압 다이오드는 고전위 취급에 적당한 연속된 적층 pn 접합부 ( 전형적으로는, 열개의 상기 접합을 초과하며종종 20개 이상 ) 등의 구조나 레이아웃을 가지며 그리고 상기 접합부를 외부 방사선에 노출시키기에 특히 적합하지 않은 캡슐 봉입 재료를 사용하여 발광 효과에 관계없이 제조된다 ; 일반적으로 이는 매우 바람직하게 여겨진다.

따라서, 본 발명의 이러한 실시 태양에 따라서, 상기 다이오드는 전기 절연재료로 캡슐 봉입된 종래의 상업적으로 입수가능한 고전압 다이오드를 포함할 수 있으며, 이 경우에 선택된 다이오드는 상기 소오스에 의해 방출된 광의 파장에 관하여 이미 실질적인 투과율을 갖는 캡슐 봉입 재료를 지닌 다이오드일 수 있으며 또는 선택적으로, 소오스에 의해 방출된 광의 파장에 관하여 후자의 투과율에 대한 다이오드 캡슐 봉입 재료와 양립 가능하도록 소오스는 선택될 수 있다.

상업적으로 입수가능한 다이오드가 소오스에 의해 방출된 광에 관하여 투과하지 않거나 비교적 낮은 투과율을 갖는 캡슐 봉입 재료를 지닌 다이오드인 경우, 본 발명에 의한 방법은 상기 소오스와 연속적인 다이오드 접합 사이에서 결합하는 유효한 광을 제공 또는 향상시키도록 다이오드 캡슐 봉입 재료를 개량하는 단계를 포함한다.

상기 개량은 캡슐 봉입 재료의 광 투과율을 향상시키도록 다이오드 캡슐 봉입 재료의 적어도 일부의 제거 또는 어떤 형태의 처리를 포함할 수 있다. 예를들어, 보편적으로 사용되는 일형의 고전압 다이오드는 유리 재료로 캡슐 봉입되며, 그것의 투과율은 열처리에 의해 개량될 수 있다.

위에서 언급된 전자 스위칭 수단은 본 발명에 관한 유형의 정전 분무 장치에 특히 적당하며, 특히 여기서는 전류 소비 ( 전형적으로는 10 μA이하, 몇몇 경우에는 2 μA이하 )는 낮고 소형화 및 저렴화와 같은 요인들은 증가 추세에 있다. 종래의 포토다이오드는 낮은 전압에서 사용할 수만 있고 전류 조작 용도와 상반된 신호조작을 수반하는 용도에서만 여하튼간에 종래의 방식으로 여겨지기 때문에 그것은 완전히 비적합하다. 대부분의 상업적으로 입수가능한 고전압 스위치들은 고전류 용도( 예컨대, 스위치기어 ) 에 마추어져 있으며 그리고 특성상 기계적이고, 부피가 크고, 비싸며 방금 언급된 유형의 분무 장치에 완전히 비적합하다. 리드 계전기 ( reed relay ) 는 저전류 스위칭 용도에 널리 사용될 수 있지만 높은 입력 요구 및 짧은 수명으로 특성상 전자기계적 ( electromechanical ) 인 것으로 비교적 비싸며 12 kV의 상한치 전압을 갖는다. 임의의 기계적 체계의 스위칭 장치는 높은 전압에서 구성 요소를 분리할 필요로 인해 크기에 구속받기가 쉽다.

분무 장치의 일 실시예에서, 스위칭 수단은 고전압 발생기의 불활성화 ( de - energisation )에 응답하여 전류 방전 경로를 제공하도록 작동할 수 있다. 이 경우에, 스위칭 수단은 상기 장치가 분무 작동하는 동안 고전압에 의해 역바이어스될 수 있으며, 상기 장치는 발생기의 불활성화에 응답하여, 방사 발생 수단은 스위칭 수단에 조사 ( irradiate ) 하도록 작동함으로써 발생기의 고전압 출력면에서 용량성으로 저장된 임의의 전하로 부터 전류를 방전하기 위한 경로를 제공하기 위해 후자 수단을 도전성이 되도록 하는 장치일 수 있다. 용량성의 구성 요소는, 고전압 발생기와 연관된 캐패시턴스 및 회로의 출력 전압의 부하 (예컨대, 페인트와 같이 분무될 액체를 담은 금속캔)와 연관된 캐패시턴스 중의 하나 또는 양자에 의해 구성될 수 있다.

이러한 방식에 사용되는 경우, 스위칭 수단은 임의의 용량성으로 저장된 전하를 방전시킬 목적으로 발생기의 출력면에서 저항 소자에 대한 필요성을 없애 주는데, 상기 전하는, 고전압 발생기의 불활성화가 일어날때 방전되지 않는 경우 사용자가 겪는 전기 충격의 위험을 일으킨다. 그러한 저항 소자의 사용으로 분무되는 동안 전류 유출이 형성되며 따라서 고전압 회로는 그러한 전류 유출을 고려하여 설계되어야 하며, 그 결과로서 발생기는 분무 목적에 꼭 필요한 것 이상으로 전류 출력을 당연히 발생시켜야 한다.

소형화 및 저렴화를 위해서, 이러한 특성의 전류 유출을 피하는 것이 바람직하다. 이는, 저전압 전지 전원에 의해 전력이 공급되는 유형의 손으로 잡거나 쉽게 휴대가능한 일체식 분무 장치, 예를들어 손으로 잡는 페인트 성분의 분무용 장치의 경우에 특히 해당한다. 저전압 전기 전원이 사용되는 경우에, 불필요한 전력 소비는 전지 수명을 연장시키기 위해 가능한한 분명히 제거되야 한다. 또한, 경제적인 이유에서, 고전압 회로 설계의 출력 요구량은 비싸지 않은 회로 설계의 사용을 허용하도록 최소화되는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 장치내에 합체되는 경우 스위칭 수단은 전류 유출이 암전류 구성요소 ( 사실상 무시됨 )에 제한되기 때문에 상기 구속이 가해지는 곳에서 특히 적당하며, 고전압 발생기가 작동 불능한 경우, 스위칭 수단은 저장된 전하의 방전을 일으키는 역바이어스 방향으로 도전성을 갖게될 수 있다.

본 발명의 이러한 실시예에서, 스위칭 수단은 고전압 발생기를 불활성화시키고 분무를 중단시키는 사용자가 조작가능한 스위치의 작동에 응답하여 자동적으로도전성을 갖게될 수 있다. 따라서, 상기 장치는, 고전압 발생기의 불활성화를 일으키는 사용자가 조작가능한 수단의 작동에 응답하여 스위칭 수단을 도전성을 갖도록 만들기 위해 고전압 발생기를 선택적으로 활성화 및 불활성화시키는 사용자 조작 가능 수단 및 방사 발생 수단에 의해 방사선의 방출을 초래하는 제어 수단을 편리하게 포함한다.

용량성으로 저장된 전하의 방전 경로를 제공하도록 배열되어 있는 경우, 종래의 방식으로 스위칭 수단은 정류 ( rectification )를 제공하는 방식으로 고전압 발생기에 또는 그내에 결합될 수 있다. 예를들어, 이 경우에, 고전압 발생기는 2차의 한쪽면이 교번하는 고전압 출력을 제공하도록 탭핑 ( tapping ) 되고 2 차의 다른 면이 접지와 같은 저전위부에 접속되는 체증 변압기를 포함할 수 있으며, 스위칭 수단은 교류 전압을 정류하도록 상기 2 차와 직렬로 접속됨으로써 고전압 피크를 제거 또는 적어도 실질적으로 완화시키도록 용량성 평활 ( capacitive smoothing )을 받는 단극의 고전압 출력을 발생시킬 수 있다. 그와 같은 장치에서, 회로가 불활성화되는 경우, 용량성 평활 구성요소에 의해 저장된 전하는 스위칭 수단을 역바이어스 방향으로 도전성을 갖도록 만듬으로써 상기 낮은 전위 ( 예컨대, 접지 )로 방전되며 스위칭 수단은 고전압 발생기의 불활성화에 응답하여 이러한 상태에서 자동적으로 배치될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시태양에 따라서, 하우징 ( housing ), 노즐 수단, 노즐 수단에 분무될 재료를 공급하는 수단, 정전 분무 작용을 초래하도록 고전압이 상기 재료에 인가되는 출력 단자를 갖는 고전압 발생회로, 상기 노즐 수단을 둘러쌓는 반절연 재료로 이루어지고 상기 회로에 전기적으로 접속되거나 접속될 수 있음으로써 상기 재료에 가해진 것과 동일한 극성의 고전압이 노즐 출구에 바로 인접한 전게 강도를 수정하도록 분무 작용중에 설정되는 환형 소자, 및 분무가 일어나는 동안 상기 장치의 용량성 요소에 의해 저장된 전하를 방전시키도록 분무 작용의 중단시에 작동가능한 수단을 포함하는 정전 분무 장치가 제공된다.

상기 방전 수단은 위에서 언급된 스위칭 수단을 포함하는 것이 바람직하며 전압 발생 회로는 적어도 25 kV의 출력 전압을 발생하도록 동작 가능한 것이 바람직하다. 이러한 크기의 전압은 (a) 분무되는 액체가 비교적 점성이 있는 경우 및 (b) 넓은 범위의 유량에 대한 필요가 있는 경우 중의 하나 또는 양자 모두에 필수적이다; 상기의 전압은 적어도 부분적으로 코로나 방전 효과에 기인하는 것으로 여겨지는 가상 분무 효과를 일으키지 않고 사용될 수 있는 전압을 초과하는 것으로 일반적으로 고려된다. 또한, 이러한 크기를 갖는 전압을 사용하여 작동하는 경우 사용자가 어떤 상화에서 불쾌한 쇼크를 받을 가능성을 일으키는 많은 양의 전하의 용량성 저장을 유도한다. 마지막으로 언급된 본 발명의 이러한 실시태양을 이루는 특징들을 겸비함으로써 페인트 조제물과 같은 비교적 점성이 있고 낮은 저항률 액체의 만족스러운 분무를 보장하는 동안 그리고 용량성 저장 전하의 방전에 대해 사용자를 보호하는 동안에 큰 전압이 사용되도록 허용한다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 실례를 들어 지금부터 기술될 것이다.

제 1 도는 본 발명의 특징들을 구체화한 분무기의 일 형태에 관한 개략도이다.

제 2 도는 제 1 도에 도시된 것과 같은 분무기에 사용하는 감광성 고전압 전자 스위칭 수단에 대한 일 실시예를 보여주는 개략도이다.

제 3 도는 제 1 도에 도시된 형태의 전자 스위칭 수단을 구체화한 고전압 발생회로를 합체한 정전 분무 장치에 대한 선도이다.

제 4 도는 제 3 도에 도시된 실시예의 개량형에 대한 선도이다.

제 5 도는 쇼크 억제용 바이폴라 출력을 필요로 하거나, 전기 절연 재료의 타겟과 같은 정상적으로 분무하기 어려운 타켓의 분무를 허용하거나 또는 두가지 경우 모두의 정전 분무 장치등에 사용하는 바이폴라 고전압의 출력용 회로에 대한 선도이다.

도시된 분무기는 손으로 잡아 사용되며 그리고 적어도 4 cc/분 까지의 유량으로 페인트와 같은 비교적 점성이 있고 낮은 저항률의 액체 조제물을 분무하는 데 사용하기 적당하다. 분무되는 전형적인 조제물은 1 포이즈의 점성을 및 5 × 10⁶ohm.cm의 저항률을 갖는다. 분무기는 본체 부재 (102) 와 손잡이 (104) 로 이루어져 있다. 본체 부재 (102) 는 절연 플라스틱 재료, 예컨대 폴리프로릴렌과 같은 고절연 재료의 튜브 형태로 되어 있다. 손잡이 (104) 에서 멀리 끝단에, 폴리프로필렌과 같은 고절연 재료로 또한 구성되어 있으며 그리고 나사산으로 되어 있거나 그렇지 않으며 빨리 풀어서 액체 콘테이너에 접근하기 위해 본체 부재 (102) 와 풀을 수 있게 결합된 칼라 ( collar ; 106 ) 가 본체에 구비되어 있다. 상기 칼라 (106)는 본체 부재 (102) 끝단에 위치한 구성 요소 (108) 를 고정시키며, 상기 구성요소(108) 는 베이스 (110) 및 분무기의 전방으로 돌출한 필수적 환형 덮개 (112) 를 포함한다.

상기 베이스 (110) 는 노즐 (114) 이 돌출한 중심 개구부를 지니며, 노즐 (114) 의 후미는 베이스 (110) 의 후방에 자리한 플랜지 (115) 로 형성되어 있다. 노즐 (114) 은 전형적으로 10¹⁵ohm.cm의 체저항률을 지닌, 폴리아세탈 ( polyacetal ) 과 같은 고절연 재료 ( 예컨대, " 델린 " ( Delrin ) )로 구성되어 있다. 본체 부재 (102) 는 노즐 (114) 로 분사되는 액체를 전달하는 대체가능 카트리지 (116) 를 지탱한다. 분무기가 적어도 4 cc/분 까지의 유량으로 액체를 공급할 필요가 있을 때, 노즐 (114) 로의 액체의 완전한 공급 ( positive feed ) 이 요구되며 본 발명의 이러한 실시예에서 플루오르카본 134A 등의 액화 추진제에 의해 가압된 금속 콘테이너 (118) 를 포함하는 소위 배리어 팩 ( parrier pack ) 형태의 카트리지를 사용함으로써 초래되며, 분무되는 액체는 액체를 상기 추진제와 분리하는 가요성 금속박 쌕 ( metal foil sack ; 120 ) 내에 밀봉된다. 콘테이너에 대한 후미 방향으로 밸브가 이동함으로써 통로 (122) (상기 추진제에 의해 발생된 가압에 의해 ) 로 완전한 액체의 공급을 허용하도록 밸브가 개방되는 점에 있어서의 재래식 에어로졸 형의 캔 ( can ) 밸브에서 유사한 방식으로 작동하는 밸브 (124) 를 통해 상기 쌕 (120) 내부는 노즐내의 축 통로 (122) 와 통해있다. 상기 통로 (122) 는 노즐 출구를 형성하는 감소된 직경의 보어내의 전방 말단에서 끝이 난다. 노즐 (114) 의 최전방부는 덮개 (112) 의 최전방부를 포함하는 평면 가까이에서 끝이난다.

카트리지 (116) 의 후방으로, 본체 부재 (102) 는 튜브형 캐리어 (128) 내에 장착된 고전압 발생기 (126) 를 수용한다. 상기 캐리어 (128) 는 본체 부재 (102) 의 축방향으로 제한적 미끄럼짐의 움직임을 위해 장착된다. 장력 스프링 (130) 은 캐리어 (128) 를 후방으로 바이어스시킨다. 고전압 발생기 (126) 는 펄스된 출력을 발생시키고나서 고전압 DC 출력을 제공하도록 펄스된 출력을 정류하여 평활화하는 유형의 발생기이다. 이런 유형의 발생기의 적당한 형태는 유럽 특허 출원 제 163390 호에서 기술되어 있다. 상기 발생기는 캐리어에 고정되고 금속 콘테이너 (118) 의 후미와 결합하도록 배치된 접촉부 (134) 에 리드 (133) 로 연결된 고전압 출릭 극 ( pole ) 을 갖는다. 발생기의 제 2 출력 극 (135) 은 리드 (136), 저항기 (138) 및 손잡이의 외부 표면에 고정된 도전성의 접촉 스트립 ( contact strip ; 140 ) 을 통해 접지에 연결되도록 배치됨으로써, 사용자가 분무기를 잡았을 때 접지로의 경로가 사용자를 통해 제공된다. 손잡이 (104) 내에 수용된 전지팩 (142) 을 포함하며 그리고 ( 저항기 (138)와 사용자를 통해 ) 접지에 연결된 리드 (136) 및 마이크로스위치 (146) 를 통해 발생기 (126) 의 출력면에 전지 팩 (142) 을 연결하는 리드 (144) 를 포함하는 저전압 회로의 부품을 형성하는 저전압 DC 공급원에 의해 발생기는 전력이 공급된다.

밸브 (124) 는 사용시에 카트리지 (116) 와 본체 부재 (102) 사이의 관련 움직임에 의해 개방되며, 노즐 (114) 은 본체 부재에 대하여 고정된 상태로 있다. 밸브 (124) 의 작동 움직임은 발생기/캐리어 조립체의 움직임에 의해 카트리지 (116)에 가해지며, 후자는 손잡이 (104) 와 관련한 트리거 (148) 의 작동에 의해 움직이는 데, 트리거가 당겨진 경우 상기 손잡이는 피보트식 연결부 (152) 주위의 레버 (150) 를 피보트 ( pivot ) 회전시킴으로써 (156) 에서 피보트 회전되며 링크 (158) 에 의해 레버 (150) 에 결합된 부가적인 레버 (154) 를 피보트회전 시킨다. 레버 (154) 의 피보트 회전이 캐리어 (128) 를 옮기는 데 효과적이어서 이에의해 카트리지 (116) 가 밸브 (124) 를 전방으로 개방시키도록 레버 (154) 는 캐리어의 후미를 지탱한다. 트리거 (148) 가 풀어질때, 여러가지의 구성 요소들은 스프링 (130) 을 포함하는 적당한 바이어스 수단에 의해 도시된 출발 위치로 되돌아온다. 트리거 (148) 를 당기는 것은 마이크로스위치 (146) 에 연결된 링키지 (160) 의 움직임을 또한 수반함으로써 트리거 작동은 발생기 (126) 에 저전압 전력을 공급하는 마이크로스위치 작동을 수반한다.

적어도 4 cc/분 ( 예로써, 6 cc/분 까지 또는 그이상 ) 까지의 유량으로 비교적 점성이 있고 낮은 저항률의 액체를 분무하도록 설계된 장치에 있어서 전형적으로 25 kV를 초과하는, 발생기에 의해 발생된 고전압은 노즐 끝부분과 접지 전위의 주변 사이에 전계를 제공하도록 접촉부 (134), 금속 콘테이너 (118) 및 통로 (122) 내의 액체를 통해서 노즐 (114) 의 출구에 연결된다. 이러한 전계는 균일한 막으로 데포지션 ( deposition ) 에 적당한 비교적 일정한 크기의 대전된 액적 ( droplet )의 분산 분무로 분해되는 리거먼트 내로 노즐 출구에서 나오는 액체를 끌어들일 목적으로 설정된다. 분무되는 조제물 ( 예컨대, 점도가 1 포이즈 ) 의 비교적 점성이 있는 특성 때문에, 상기 출구의 직경은 적어도 4 cc/분 까지의 유량을달성하기 위해서 비교적 크게( 전형적으로 적어도 600 마이크론 ) 하여야 한다. 또한, 비교적 점성이 있는 재료에서, 상기 차수의 유량으로 만족한 리거먼트 형성 ( 특히, 단일의 축방향 리거먼트 형성 )을 성취하기 위해서, 점성있는 재료로 부터의 리거먼트 형성이 증가된 전계 강도를 필요로 하기 때문에 보다 낮은 점성의 액체에 필요로 하는 것보다 더 높은 전압에서 동작하는 것이 필요하다.

이런 이유 때문에, 사용되는 발생기 (126) 는 발생기의 고전압 출력을 30 Gigohm의 내부 저항을 갖는 Brandenburg 139D 고전압 미터에 연결함으로써 측정된 25 kV 이상의 출력 전압을 갖는다. 그렇지만, 노즐 출구 바로 부근의 전계 강도가 공기의 항복 ( breakdown ) 전위를 초과할 수 있기 때문에 이러한 차수의 전압 사용은 아마도 코로나 방전 효과의 결과로서 일반적으로 가상 분무를 초래하게 된다. 예를들어 이와같은 가상 분무는 리거먼트로 부터 분열하는 매우 미세한 액적의 안개형태로 그리고 불량하게 분산하는 조립 ( coarse ) 액적의 근축 ( paraxial ) 흐름으로 대략 다중 분산의 액적을 초래한다.

25 kV 이상의 전압이 존재할 때의 만족한 리거먼트 형성 및 분열은 구성요소(108) 및 특히 환형 덮개부 (112) 를 제공함으로써 성취된다. 상기 구성요소 (108) 은 듀퐁사 ( DuPont Corporation ) 로 부터 입수가능한 " Hytrel " 등급 4778 등의 반절연 재료 ( 전형적으로 10¹¹- 10¹²Ohm.cm 까지의 체저항률을 지님 ) 로 이루어져 있으며, 금속 콘테이너와 접촉되어 있는 후방 분사 환형부 (162) 와 함께 배열됨으로써 접촉부 (134) 를 통해 가해진 전압은 덮개 (112) 의 최전방부에서 설정되며 노즐 (114) 의 출구에서 발생된 전압과 동일한 극성 및 실질적으로 동일한 크기를 갖는다. 상기 환형부 (162) 는 구성요소 (108) 가 본체 부재 (102) 에 대하여 고정되도록 본체 부재의 전방 말단과 칼라 ( collar ; 106 ) 상의 플랜지 (164) 사이에 설치된다. 트리거 (148) 의 작동은 구성요소 (108) 에 관한 콘테이너 (118) 의 변위를 초래하지만 전기적 연속성은 콘테이너 (118) 의 앞쪽 끝과 환형부 (162) 의 내부 주변 사이의 미끄럼 접촉에 의해 유지된다.

고전압 발생기와 덮개 사이의 접촉은 도시된 미끄럼 접촉 장치 이외의 다른 방식으로 이루어질 수 있음을 이해할 것이다 ; 예를들어, 접촉은 스프링 접촉을 통해서 이루어질 수 있다. 보통 접촉 장치는, 노즐 끝부분에 설정된 진압에 실질적으로 해당하는 전압이 분무개시에 앞서서 또는 실질적으로 그와 동시에 덮개상에서 발생됨으로써 덮개가 분무 개시에 즉시 효과가 있음을 보장하도록 할 것이다.

노즐 끝부분에 관련한 덮개의 최전방부의 적당한 위치 선정에 의해, 노즐 끝부분 바로 부근의 전계 강도는 비교적 일정한 크기의 액적으로 분열하는 단일 리거먼트의 형성을 만들어 내도록 충분히 완화될 수 있다. 덮개 말단의 최적 위치는 시행 착오에 의해, 예컨대 축방향으로 조정 가능한 덮개를 지닌 표준판의 분무기에 의해 쉽게 설정될 수 있다. 이러한 방법으로, 덮개는 분무의 특성을 관찰하는 동안 수축된 위치로 부터 앞쪽으로 조정될 수 있다. 처음에는, 덮개가 수축된 상태에서, 상기 언급된 가상 분무 효과가 관찰되며 덮개가 전방으로 이동하는 동안 위치는 분무질이 현저하게 향상되고 비교적 일정한 크기의 씩적이 얻어지는 곳에 도달된다. 이 지점을 넘어서는 조정은 처음에는 분무되는 질에 영향을 미치지 않지만 초점 효과를 갖는 경향이 있다. 실제로, 덮개 말단상에 설정된 전압이 노즐 끝상의 전압과 실질적으로 동일한 곳에서, 최적의 위치는 노즐의 끝이 덮개의 최전방부를 포함하는 평면과 어느정도 일치하는 곳이되는 경향이 있음을 알고 있다 ; 전형적인 배치에 있어서, 내부 직경이 16 mm이고 외부 직경이 20 mm인 덮개를 사용하는 경우, 노즐의 끝은 상기 평면을 약 1 mm 넘어서 돌출해 있다. 일반적으로, 노즐의 최전방부와 덮개의 직경에 대향하는 최전방부 사이로 연장되는 가상선 사이의 각이 140° 내지 195° , 보다 바람직하기로는 150° 내지 180° 의 범위내에 있도록 배치된다 ( 노즐의 최전방부에 대응하는 180° 미만의 각은 덮개의 앞방향이며 덮개에 대응하는 180° 이상의 각은 노즐의 최전방부의 앞방향이다 ).

리거먼트 분열 특성의 현저한 차이점은 동일한 조건하에서 동일한 액체로 두개의 노즐을 작동시킴으로써 입증될 수 있으며, 하나의 노즐은 덮개없이 작동되며 덮개를 지닌 다른 하나는 최적의 위치에서 위치 선정된다. 덮개가 존재하지 않는 경우의 전형적인 분열 영역에서는 노즐로 부터 단거리에서 매우 미세한 액적 안개가 생성된 이후에 불량하게 분산하는 조립 액적의 흐름으로 리거먼트의 중심 코어가 분열된다. 이 경우에서 발생된 분무는 분무되는 표면상에서 액체 ( 예컨대, 페인트 ) 의 균일한 막을 생성하는데 완전히 적합하지 않다. 이와 대조적으로, 덮개가 최적의 위치내에 있고 노즐 끝에 분포한 전압과 실질적으로 동일한 전압에서 작동되는 상태에서, 리거먼트는 좁은 크기의 분포를 갖는 액적의 분산 흐름으로 분열하기 전에 노즐 출구로 부터 실질적인 거리를 이동하는 것으로 관찰되었다. 100 마이크론 미만의 체적 중심 직경을 갖는 액적에서의 분무 발생은 노즐이 최적 위치내에 있는 덮개와 함께 작동되었을 때 쉽게 달성되었다.

노즐의 끝에 가해지는 비교적 높은 전압 ( 예로써, 보통 25 kV 이상 ) 과 결부된 금속 콘테이너 (118) 의 존재는 분무되는 동안 용량성으로 저장된 전하의 대량 증강을 초래할 수 있는데, 카트리지를 대체할 목적등으로 사용자가 분무 중단시에 상기 장치의 내부에 접근하려고 하는 경우 사용자는 불쾌한 전기 쇼크를 받을 가능성이 있다. 이러한 가능성은 분무 중단에 대응하여 용량성으로 저장된 전하를 방전시키는 수단을 합체시킴으로써 비켜날 수 있다. 이러한 하나의 수단은 제 2 도에서 언급된 것과같은 고전압 스위치에 의해 이행될 수 있다.

제 2 도에 있어서, 고전압 스위치는 필립스 ( philips ) EHT 다이오드인 Part No. BY 713 ( RS Components Limited로 부터 입수가능한 Part No. RS 262 - 781 ) 에 의해 전형적으로 구성될 수 있는 고압 다이오드 (210) 를 포함한다. 이러한 디이오드는, 캡슐봉입 재료 P1 ( 본원에서는 제 1 의 캡슐 봉입물 ( primary encapsulant ) 로 칭함 )으로 캡슐 봉입되고 다이오드의 최대 dc 역전압이 24 kV인 고전압 인가에 사용되도록 설계된 연속의 적층된 pn 접합을 포함하는 실리콘 다이오드이다. 캡슐 봉입 재료 P2 ( 제 1 의 캡슐 봉입물이지만, 반드시 재료 P1과 동일한 재료는 아님 ) 로 또한 캡슐 봉입된 발광 다이오드 ( LED , 212 ) 형태의 광원은 EHT 다이오드 (210) 와 매우 근접하게 실장됨으로써 활성화될 때의 LED (212) 에 의해 방출되는 광은 EHT 다이오드 (210) 에 투사된다. 전형적으로는 LED (212) 는 RS Components Limited 로 부터 입수가능한 Part No. RS 635 - 296과 같은 고전력 적외선 방출 LED에 의해 구성된다. EHT 다이오드 (210) 및 LED (212) 는 공급되는 바와같이 캡슐봉입된다. 상기 스위치가 제 1 도의 경우에서와 같이 개별의 구성요소로 부터 제조되는 경우, LED에 의해 발생된 광의 파장에 대하여 적어도 어느 정도의 투과율이 있는 캡슐봉입물을 지닌 EHT 다이오드의 선택은 이점이 있다. 따라서, 공급된 바와같은 Philips BY713 EHT 다이오드가 RS635 - 296 LED에 의해 발생된 IR의 파장에 대하여 투과율이 있는 유리 캡슐 봉입물을 가지고 있기 때문에 상기 구성요소의 결합은 이점이 있음이 밝혀졌다.

제조하는 동안, 다이오드 (210) 의 구조가 광모음 ( 포토다이오드의 경우에서와 같이 ) 보다는 오히려 고전압 취급에 목적이 있다는 사실을 고려해 볼 때, LED (212) 에 의해 방사된 상기 IR이 다이오드 (210) 의 pn 접합부를 조사 ( irradiate ) 하는데 완전효과적일 수 있도록 EHT 다이오드 (210) 및 LED (212) 는 광학적으로 정렬된 관계로 조립된다. 그리고나서 일단 적절히 정렬된 EHT 다이오드 (210) 및 LED (212) SMS LED의 방사 파장에 대하여 적당한 투과율을 지닌 재료 ( 제 2 캡슐 봉입물 S ; 214 ) 내에 캡슐 봉입된다. 상기 캡슐 봉입물 (214) 은 각각의 접촉면에서 반사 경계로 작용하는 경향이 있는 공기틈의 생성을 피하는 방식으로 다이오드 (210) 및 LED (212) 의 주위에서 모울딩 ( moulding ) 된다. 이는 모울딩 기법을 사용함으로써 쉽게 성취될 수 있는바, 상기 기법은 캡슐 봉입 재료의 경화시에 일어나는 임의의 수축이 다이오드 (210) 및 LED (212) 의 접촉면에서 보다는 오히려 캡슐 봉입물 (214) 의 외부 주변 표면에서 일어나도록 한다. 유해한 경계 효과를 피하기 위해, 상기 봉입물 (214) 을 형성하는 캡슐 봉입 재료는 다이오드 (210) 및 LED (212) 의 캡슐 봉입 재료와 정합하는 적어도 합당한 굴절율을제공하도록 선택된다. 구체적인 구성요소 ( BY713 다이오드 및 RS635 - 296 LED ) 의 경우에 있어서, 적당한 캡슐 봉입 재료는 가벼운 경화 수지 ( curing resin ) LUXTRAKLCR 000 ( LUXTRAK는 Imperial Chemical Industries Group 회사의 RTM 이다 ) 및 RS Components로 부터 입수가능한 UV 경화수지 RS505 - 202 이다. 제 2 캡슐 봉입물 ( S ) 은 저전압에서의 다이오드 (212) 와 고전압에서의 HT 다이오드 (210) 사이에서 고도의 전기적 절연을 제공하는 데 부가적으로 이용된다.

위에서 지적된 바와같이, 제 2 캡슐 봉입물 ( S ) 내에 다이오드 (210, 212) 를 캡슐 봉입하는 모울딩 절차 ( moulding procedure ) 는 다이오드 (212) 에 의해 방사되는 방사선이 효과적으로 사용되도록 하는 방식으로 실행되는 것은 중요하다. 특히, 제 1 제 2 캡슐 봉입 재료사이의 중간막 간극 ( interlayer voidage ) 형성을 방지하는데 주의하여야 한다. 이러한 간극은 제 2 의 캡슐 봉입 재료가 경화 ( curing ) 시에 줄어드는 동안 생겨난 내부 응력의 결과로서 일어나는 경향이 있다. 이는, 제 2 의 경화 캡슐 봉입 재료가 주형 ( mould ) 표면 보다는 오히려 수축시에 제 1 의 캡슐 봉입 재료에 바람직하게 부착되도록 제 2 의 캡슐 봉입 재료가 주형 측면에 부착되는 것을 방지하기 위해 이형제 ( release agent ) 를 주형에 가함으로써 성취될 수 있다. 선택적으로, 이형제를 사용하는 대신에, 상기 주형은 제 2 의 캡슐 봉입재료가 주형 표면에 부착되는 것을 방지하도록 가요성 막 받침판 ( film liner ) 에 나란하게 놓을 수 있다.

앞에서 언급한 바와같이, 종래의 고전압 다이오드의 구조는 입사광의 효과적인 사용에 맞게 조정되지 않는다 ; 사실상 많은 고전압 다이오드는 pn 접합부를 광노출로 부터 차단하는 데 효과적인 재료로 캡슐 봉입된다. 이와 대조적으로, 광이 pn 접합부에 미치는 공지된 작용효과가 이용되며, 다이오드를 광 노출로 부터 차단하기 보다는 오히려, 스위치가 상업적으로 입수가능한 개별의 고전압 다이오드를 사용하여 제조되는 경우에, 상기 구조가 광을 모으는데 최적 조건이 아닌 것으로 가정하고 광 노출을 최대화하는 것이 바람직하다. 따라서, EHT 다이오드 (210) 와 매우 근접하게 그리고 이와 관련된 최적 배향으로 LED (212) 를 위치 선정시키는 것에 부가하여, 광 노출의 향상이 요구되는 경우 EHT 다이오드에 직접 투사되지 않는 재직사 광으로의 표면 ( 들 ) 반사가 제공된다.

예시된 실시예에서, 이는, EHT 다이오드 (210) 를 둘러쌓며 그리고 광 노출이 요구되는 EHT 다이오드 상의 위치쪽으로 광을 반사시키는데 이용되는 재료의 층이나 피막에 의해 이행된다. 층/피막 (216) 의 적어도 일부는 대략 구면의 외형을 갖는 것이 편리하다. 예를들어 상기 층/코팅 (216)은 MgO로 구성될 수 있다.

EHT 다이오드 (210), LED (212) 및 캡슐 봉입물 (214) 의 조립체는 주형 봉입 재료 ( potting compound , 18 ) (제 3 의 캡슐 봉입물 ) 내에 밀폐되는데, 상기 재료는 양호한 전기 절연 성질을 지니며 다이오드 (210) 를 순환광 ( ambient light ) 으로 부터 차단하는 동안 EHT 다이오드 (210) 및 LED (212) 의 전극 (222) 의 리드 (220) 를 외부 회로에 접속하기 위해 노출되도록 하는 방법으로 상기 조립체를 밀폐한다. 제 3 의 캡슐 봉입물이 적당히 선택되는 경우, 개별적인 반사층 (216) 은 없어도 가능하다 ; 예를들면, 제 3 의 캡슐 봉입물 (18) 은 RS Components로 부터 입수가능한 것과 같은 흰색의 반사 재료인 Part No. RS 552 -668 일 수 있다.

조립체의 모양과 규모는 다이오드 (212) 가 동작하는 저전압과 HT 다이오드 (210) 동작하는 더욱더 큰 전압사이에서 적절한 전기적 절연이 제공되는 방법으로 선택된다. 예를들어 제 2 의 캡슐 봉입물만이 사용되는 경우 ( 반사층 (216) 있거나 또는 없이 ), 제 2 의 캡슐 봉입물의 노출된 표면을 가로질러 측정된 고 저전압 리드 (220, 222) 사이의 거리가 HT 다이오드 (210) 에 가해진 각각의 kV 에 대해 적어도 3 mm 가 되도록 제 2 의 캡슐 봉입물의 모양과 규모는 선택된다. 그렇지만 상기 조립체가 주형 봉입 재료내에 캡슐 봉입되는 경우 ( 예를들어, 다이오드 (210, 212) 를 포함하는 조립체를 지닌 전기 회로를 집합적으로 형성하는 다른 요소들과 함께 ), 제 2 의 캡슐 봉입물의 외부 표면은 공기에 노출되지 않으며 이 경우에서의 모양과 규모는 제 2 의 캡슐 봉입물의 외부 표면을 가로질러 측정된, 다이오드 (210) 에 가해지는 각각의 kV 에 대해 적어도 1 mm 의 리드 (220, 222) 사이의 거리를 허용하도록 한다.

RS 635 - 296 LED의 경우에서, 약 1.3 V의 한계 진압은 고전압 다이오드를 역방향으로 도전 ( conducting ) 하는데 필요한 광을 발생시키도록 초과되어야 한다. 전형적으로 LED는 스위치를 개방하는데 1 mA를 필요로 할뿐이지만, 특히, 제 4 도에 관하여 이후부터 기술되는 바이폴라 출력의 발생에 사용되는 경우, LED 로의 초기 피크 ( peak ) 전류는 최대 전류 수용량을 제공하도록 약 300 mA 까지 달해야 하며, 이후부터 기술되는 정전 분무와 같은 전형적인 용도에 대해 충분한 HT 출력 전류 흐름을 유지하도록 5 - 30 mA ( 바람직하기로는 5 - 10 mA )의 전류 공급원이뒤따르는 것이 바람직하다.

제 1 도의 장치에 대한 제 2 도를 참조하여 위에서 기술된 것과 같은 고전압, 저전류 스위치의 한가지 용도는 제 1 도의 장치에 대한 전압 발생 회로의 레이아웃 ( layout ) 을 개략적으로 도시한 제 3도에서 예시되어 있다. 제 3 도에 도시된 바와같이, 고전압 발생기 (126) 는 전지 팩 (142) 및 접지와의 연결부를 지니는 사용자가 조작가능한 스위치 (146) 를 포함하는 저전압 회로 (332) 에 의해 전력 공급된다.

제 1 도의 장치내에 있는 트리거의 작동은 스위치 (36) 를 작동하여 액체가 사용시에 정전 분무되는 노즐 (114) 에 공급하기 위한 액체가 들어있는 통 (120) 에 압력을 가하는 역할을 한다.

발생기 (120) 의 고출력 전압 ( 예시된 실시예에서 양성으로 도시됨 )은 노즐의 출구에서 나오는 액체가 충전되도록 어떤 적당한 유형으로 사용시에 접속되는 출력 단자 (344)에 인가된다. 제 3 도에서, 노즐 (114) 를 통해서 액체 공급 경로내에 배치된 전극에 접속된 단자 (344) 가 도시되어 있다 ; 변형적인 배치에서, 예를들어 단자 (334) 는 노즐 출구의 위로 향하는 위치에서 액체에 전기적으로 접속될 수 있으며 예컨대, 절연 재료로 이루어진 경우는 액체통의 벽을 관통하는 접촉부를 통해서 또는 도전성 재료로 이루어진 경우는 액체통의 벽을 통해서 전기적 접속이 이루어질 수 있다. 상기 단자 (344) 는 또한 상기 장치의 덮개 (도시되지 않음 )에 접속된다.

고전압 발생기 (126) 는 dc 저전압 회로 (126) 에 연결된 오실레이터를 사용하여 교류의 실질적 사각파 출력을 발생시키는 역할을 하는 유형일 수 있는 데, 상기 출력은 고전압 출력 ( 전형적으로 20 Hz의 주파수를 갖는 펄스열의 형태로 ) 이 탭핑 ( tapping ) 되어 정류기와 캐패시턴스 회로를 통해 출력 단자 (344) 에 공급되는 2 차 권선으로 부터 체중 변압기에 공급됨으로써 30 Gigohm 의 내부 저항을 갖는 Brandenburg 139 D 고전압 미터에 발생기의 고전압 출력을 연결하여 측정된 전형적으로 10 내지 30 kV의 유니폴라 ( unipolar ) 고전압을 제공한다. 상기 캐패시턴스는 펄스열 ( pulse train ) 의 평활화를 제공하며 약 100 kV 까지 도달할 수 있는 2차 출력에서 매우 높은 전압 피크를 제거하는데 도움이 된다.

나오는 액체와 저전위 사이에서 발생된 정전 전계 ( 예컨대, 특정의 타겟, 주변, 또는 노즐 부근의 상기 장치에 실장된 저전위 전극에 의해 제공됨 )는 전기적으로 대전된 액적의 분무를 발생시키도록 분열되는 하나 이상의 리거먼트내로 액체를 끌어들이는데 효과적이다. 전형적으로 상기 액체는 약한 분사로 방전을 일으키도록 충분한 압력하에서 공급되며 정전 전계는 상기 분사가 일어나는 구멍보다 실질적으로 더 작은 지름으로 넥킨 ( necking ) 하도록 분사를 일으키는 데 효과적일 수 있으며, 이에 의해서 대전된 액적의 분무를 발생시키도록 분열되는 리거먼트를 형성한다.

트리거를 풀고 스위치 (46) 를 개방시키는 등의 결과로서 분무가 중단될 때, 발생기 (126) 가 불활성화되는 경우에도, 부하와 관련된 캐피시턴스에 의해 저장된 전하등의 시스템내의 저장된 잔류 전하가 존재할 수 있다 ( 예컨대, 액체용 통을 형성하는 금속 콘테이너와 같은 임의의 금속 요소 또는 발생기 (126) 의 고전압 면상의 임의의 금속 요소 ). 적절한 수단을 이용하지 않는 경우, 이러한 저장된 전하는 작동자에게 전기 쇼크의 잠재적인 위험을 가한다 ; 예를들면, 분무 중단될 때 즉시 작동자가 콘테이너를 대체할 목적으로 그것에 접근하려고 시도하는 경우.

공업용 목적으로 사용되고 분무 장치와 별개의 ac 전력 공급원에 의해 전력 공급되는 유형의 대형 분무 장치에 있어서, 일반적으로 사용되는 해결책은 발생기의 고전압 출력을 블리드 저항기 ( bleed resistor )를 통해서 접지에 결합시키는 것으로서, 분무가 중단될 때 잔류 전하는 블리드 저항기를 통해서 접지로 신속하게 방전된다. 신속한 방전을 확실히 하기 위해서, 블리드 저항값은 비교적 낮다. 따라서, 상기 장치의 전원은 충분한 전력을 공급하도록 배치되어 낮은 값의 블리드 저항기에 의해 일어난 연속적인 전류 유출을 보상한다. 별개의 ac 소오스에 의해 전력이 공급되는 공업용 장비에 대하여, 이는 특별한 문제를 일으키지 않는다. 그렇지만, 전원이 분무 장치에 내장된 dc 전지 공급원의 형태를 이루는 소비자용 물품 ( 예컨대, 페인트 및 그와 유사한 것 ) 을 분무할 목적의 작고 저렴한 분무 장치의 경우에 있어서, 분무되는 동안에 다른 방법으로 전류의 유효량을 블리딩 ( bleeding ) 하는 블리드 저항기를 사용하는 것은 상업적으로 실행가능하지 않다.

제 3 도에 도시된 바와같이, 발생기 (126) 의 불활성화시에 잔류의 용량성 저장 전하에 대한 방전 경로를 제공하기 위해서, 제 2 도에 대하여 기술된 스위칭 (146) 은 EHT 다이오드 (210) 가 역바이어스된 상태에서 양극의 고전압 출력 단자 (344) 와 접지사이에 결합된다. 정상적인 분무 작동중에, LED (212) 는 비활성적이며 다이오드 (210) 는 무시할 수 있는 암전류의 흐름을 제외하고는 효율적으로 비도전성을 갖는다. 발생기 (126) 가 불활성화되는 경우, LED (212) 는 일시적으로 활성화됨에 따라서 EHT 다이오드를 역방향으로 도전성을 갖도록하여 잔류의 저장된 전하에 접지로의 경로를 제공한다.

LED (212) 의 활성은 사용자에 의한 트리거의 풀림에 응답하여 자동적으로 초래된다. 트리거의 풀림은 극 (352) 에서 극 (354) 으로의 스위치 이동을 수반함으로써 저항 분할기 ( R1, R2 ) 를 발생기 (126) 의 압력측의 입력에 연결한다. 결과적으로, 발생기 (126) 의 입력측에서 참조 번호 (356) 로 표시된 내부 캐패시턴스는 분할기 ( R1, R2 ) 를 통해서 접지로 방전된다. 이러한 전류 흐름은 " 온 " ( on ) 상태로 스위칭 ( switching ) 되는 트랜지스터 스위치 (358) 의 근저에 제어 전압을 발생하여 전류 제한 저항기 (360) 를 통해서 LED (212) 를 전지 전원 (142) 에 연결한다. 이러한 방법으로, LED 는 활성화되어 잔류 전하를 소비하도록 EHT 다이오드 (210) 를 도전성으로 만든다.

내부 캐패시턴스 (356) 로 부터 유도된 제어 전류는 구성요소 ( 356, R1, R2 ) 로 형성된 저항성/용량성 회로망의 시정수 ( time constant ) 에 의해 지배되는 제한 시간 간격동안에만 효과적이다. 일단 제어 전류가 감쇠하면, 트랜지스터 스위치 (358) 는 " 오프 " ( off ) 상태로 되돌아가며 LED (212) 는 불활성화된다. 실제로, 상기 회로는 작동자가 받는 전기 쇼크의 어떠한 위험도 모면하기 위해 발생기 (126) 의 출력측에 있는 잔류 전하의 충분 ( 보통은, 완전한 ) 하고 신속한 방전을 확실케 하도록 설계된다.

제 3 도에서는 하나만의 스위치가 도시되어 있다 ; 그렇지만 몇몇 경우에서,특히 발생기의 고전압 출력이 30 kV 이상등으로 특히 큰 경우에, 출력 단자 (344) 와 접지 사이에 직렬로 연결된 EHT 다이오드 (210) 들과 함께 배치된 두개의 스위치 ( 또는, 두개의 스위치가 가장 충분하지만 그 이상 ) 가 존재할 수 있다. 이 경우에, 상기 회로는 두개의 LED (212) 에 전력을 가하기 위해 적당히 수정될 것이다.

제 3 도에서, EHT 다이오드 (210) 는 단자 (210) 에 가해진 고전압 출력에 대한 역 바이어스된 관계로 배치된다. 변형적인 배치에 있어서, 그것은 이중 기능, 즉 분무가 중단될 때의 잔류 전하의 방전 및 발생기 (126)의 체증 변압기의 2 차 권선에서 발생된 출력의 정류를 제공하도록 배치될 수 있다. 제 4 도에 있어서, 이러한 실시예가 제 3 도의 것과 일반적으로 유사한 바와같이 저전압 회로 (332) 는 블록의 형태로 도시되어 있지만 그것은 제 3 도에 있어서와 같은 동일한 형태임을 이해할 것이다 ; 또한 제 4 도에서 유사한 구성 요소들은 제 3 도에서와 같은 동일한 참조 번호로 표시되어 있다. 제 4 도에 관한 실시예의 작동 방법은 아래에 기술되는 부분들을 제외하고는 제 3 도의 것과 일반적으로 동일하다. 이러한 경우에서의 EHT 다이오드 (210) 는 순방향 바이어스된 상태로 체중 변압기의 2 차 권선 (400) 과 출력단자 (344) 사이에 결합된다. 캐패시터 (462) ( 개별적인 회로 구성 요소이거나 부하에 의해 제공된 캐패시턴스일 수 있음 ) 는 고전압 피크를 제거하고 제 3 도에 관련하여 기술된 평활화 ( smoothinig ) 를 제공하는 데 도움이 된다. 발생기 (126) 의 작동중에, 2 차 출력은 EHT 다이오드 (210) 에 의해 정류되어 단자 (344) 에 유니폴라 출력을 제공한다. 분무가 중단되고 발생기 (126) 가 불활성화되는 경우에, LED (212) 는 제 3 도에 관련하여 기술된 방식으로 일시적으로 활성화되어 역바이어스 방향으로 EHT 다이오드 (210) 를 도전성으로 만듬으로써 2 차 권선 (400) 을 통해서 캐패시터 (362) 및 부하와 관련한 캐패시턴스에 의해 저장된 잔류 전하에 대한 방전 경로를 제공한다.

제 5 도에서는 제 1 도에 도시된 형태에 대한 장치의 출력 단자에서 바이폴라 출력을 발생시킬 목적으로 제 2 도를 참조하여 기술된 바와같은 스위치를 사용하는 일실시예가 예시되어 있다. 바이폴라 출력을 발생시키는 장치는 유럽 특허 출원 제 468736 호에 개시된 바와같은 쇼크 억제에 사용될 수 있으며 또는 유럽 특허 출원 제 468735 호에 개시된 바와같이, 정전기적으로 분무하기에 일반적으로 어려운 타겟 (예컨대, 전기 절연 재료로 구성된 타겟 ) 의 분무를 실행하는데 사용될 수 있다. 유럽 특허 출원 제 468735 호 및 제 468736 호의 명세는 참고적으로 본원에 반영되어 있다.

제 5 도에서, 고전압 발생기 (126) 는 저전압 입력에서 저전압 회로 (568) 의 일부를 형성하는 dc 전지 공급원 (142) 및 사용자 작동 스위치 (146) 에 접속된다. 고전압 발생기 (126) 내에 합체된 저전압 회로의 2 차 권선 (500) 의 고전압측은 교류 펄스열 ( 전형적으로 20 Hz 의 주파수를 가짐 ) 의 형태로 고전압을 발생시키는데, 상기 펄스열은 병렬로 배치되지만 반대 방향으로 바이어스된 한쌍의 재래식 고저압 다이오드 (574, 576) 에 연결된다. 따라서, 2차 권선 (500) 에서 유도된 교류의 EMF 는 정류되며, 다이오드 (574) 는 전압의 정진행 사이클을 통과시키며 다이오드 (576) 는 부진행 사이클을 통과시킨다. 캐패시터 (578, 580) 는 전압피크를 제거하고 펄스의 평활화를 제공하도록 각각의 다이오드 (574, 576) 와 서로 관련되어 있다. 스위칭 소자(582A, B) 들은 노즐의 출구에서 나오는 액체에 고전압을 인가하도록 임의의 적당한 유형으로 노즐에 차례로 결합되는 출력 단자 (580) 에 발기 전압의 결합을 제어한다. 각각의 스위치 (582A, B) 는 고전압 다이오드 (210) 및 관련 LED (212) 를 포함하며 앞서 기술된 방식으로 작용하도록 배치된다.

각각의 다이오드 (210) 는 직렬로 그리고 각각의 재래식 다이오드 (574, 576) 와 역병렬 ( back to back ) 관계로 접속된다. LED (210)의 활성화는 다이오드 (210) 가 번갈아 그리고 주기적으로 역바이어스 방향으로 도전성을 갖는 방식으로 제어 회로 (588) 에 의해 제어되며, 제어회로 (588) 는 사용자 작동 스위치 (146) 의 닫힘에 응답하여 활성화된다 ( 예컨대, 분무 장치의 손잡이 부분과 관련된 트리거의 압착에 응답하여 활성화됨 ). 유럽 특허 출원 제 468736 호 및 제 468735 호에 개시된 바와같은 쇼크 억제 및 절연 타겟의 분무 등, 바이폴라 출력에 의해 성취되는 효과에 적당한 주파수와 교번적으로 다이오드 (210) 가 도전성을 갖도록 제어 회로 (588) 는 설계된다. 따라서, 예를들어, 제어 회로 (588) 는 10 Hz 까지 전형적으로는 1 내지 2 Hz 의 주파수를 갖는 일반적 사각파형의 단자 (580) 에서 바이폴라 출력을 발생시키는 것과 같은 방식으로 다이오드 (210) 의 도전 작용을 제어하도록 동작할 수 있다.

제 1 도에서 예시된 분무기 (제 2 도 내지 제 5 도에 관련하여 기술된 개량형을 포함함) 는 적어도 4 cc/분 까지 보다 바람직하기로는 6 cc/분 까지의 분무/유량에서 0.5 - 10 포이즈의 점성율 ( 특히, 1 - 8 포이즈 ) 및 5 × 10⁵- 5 × 10⁷ohm.cm ( 특히, 2 × 10⁶- 1 × 10⁷ohm.cm ) 의 저항률을 갖는 액체를 분무하기에 특히 적당하다. 노즐 출구와 직경과 전압 발생기 (126) 의 전압 출력은 분무되는 액체의 점성율과 저항률에 따라 선택된다. 비교적 점성 있는 액체 ( 예컨대, 페인트 조제물의 경우에서 ) 내에 떠도는 임의의 입자들에 의한 막힘을 피하기 위해서 그리고 콘테이너 (118) 에서 사용되는 추진 연로로 부터 이용가능한 압력으로 소기의 분무/유량을 성취하기 위해서, 전형적으로 노즐 출구는 적어도 500 마이크론, 보다 일반적으로는 600 마이크론의 직경을 갖는다. 발생기 (126) 의 DC 출력 전압은 전형적으로는 25 내지 40 kV 사이에서, 보다 일반적으로는 30 Gigohm 의 내부 저항을 갖는 Brandenburg 139 D 고전압 미터로 측정된 28 내지 35 kV 사이에서 값을 갖는다. 덮개상에 설정된 전압이 노즐의 끝에 분포된 것과 실질적으로 동일한 크기를 갖도록 발생기 (126) 의 출력에 덮개 (112) 를 접속시키는 것이 보다 간단할지라도, 덮개의 전압이 노즐 끝의 전압과 상당히 다르다는 가능성은 배제되지 않는다 ; 이러한 경우, 전압차는 좁은 크기의 분포를 갖는 액적의 소기의 분산 분무를 확실시 하기 위해서, 노즐 끝에 관련한 덮개의 적절한 배치에 의해 보상될 수 있다.

Claims

적어도 4 cc/분 까지의 분무율에서 5 × 10⁶ohm.cm 의 저항율 및 1 포이즈 ( Poise ) 의 점성율을 갖는 액체를 분무시킬 수 있는 정전 ( elertrostatic ) 분무 장치에 있어서,

출구를 지니는 노즐 수단;

상기 노즐 수단으로 분무될 액체를 완전하게 공급하는 수단;

고전압 발생기;

상기 노즐 수단의 출구에서 나오는 액체에 전위를 인가하도록 상기 고전압 발생기에 연결된 수단;

상기 노즐 수단의 출구 부근의 전계 강도를 수정하도록 상기 노즐 수단에 인접 배치되고, 반절연 ( semi - insulating ) 재료를 포함하는 전극; 및

전위 경사도가 상기 노즐 수단의 출구에 바로 인접한 부근에서 감소되도록, 노즐 출구로 부터 나오는 액체와 동일한 극성을 가지며, 상기 액체에 인가된 전위와 실질적으로 동일한 크기를 가진 전위를 상기 전극 상에 발생시키기 위하여, 상기 고전압 발생기에 상기 전극을 전기적으로 접속시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 분무 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 반절연 재료는 적어도 1 × 10⁷ohm.cm 의 저항률을갖는 것을 특징으로 하는 정전 분무 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 반절연 재료는 10¹¹내지 10¹²ohm.cm 의 저항률을 갖는 것을 특징으로 하는 정전 분무 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 노즐 수단의 출구에서 나오는 액체에 가해지는 전위는 25 kV 를 초과하는 것을 특징으로 하는 정전 분무 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 노즐 수단의 출구는 직경이 적어도 500 마이크론 ( micron ) 인 것을 특징으로 하는 정전 분무 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 전극은 대체로 환형 ( annular ) 이며, 상기 전극은, 상기 노즐 수단의 출구와 환형 전극의 직경에 대향하는 최전방부 사이로 연장되는 가상선 사이의 각이 140° 내지 195° 내에 있도록 배치되는 것을 특징으로 하는 정전 분무 장치.
제 6 항에 있어서, 상기 각은 150° 와 180° 사이에 있는 것을 특징으로 하는 정전 분무 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 장치의 전류 및 전압 중 하나 또는 양자의 스위칭 ( switching ) 작동을 제어하도록 상기 발생기의 고전압 출력과 연관된 전자 스위칭 수단을 더 포함하며,

상기 스위칭 수단은 상기 고전압 발생기의 불활성에 응답하여 용량성으로 저장된 전하에 대한 전류 방전 경로를 제공하도록 작동가능한 것을 특징으로 하는 정전 분무 장치.
제 8 항에 있어서, 상기 스위칭 수단은 정류 작용을 제공하는 방식으로 상기 고전압 발생기의 부품에 연결되거나 상기 고전압 발생기의 부품을 형성하는 것을 특징으로 하는 정전 분무 장치.
제 8 항에 있어서, 상기 전자 스위칭 수단은 한쌍의 방사선 - 응답 전자 스위칭 요소 및 미리 결정된 주파수의 바이폴라 ( bipolar ) 출력 전압을 발생시키도록 상기 스위칭 요소의 작동을 제어하도록 배치된 방사선 - 발생 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 분무 장치.
하우징 ( housing );

노즐 수단;

분무될 재료를 노즐 수단에 공급하는 수단;

고전압이 정전 분무 작용을 초래시키도록 상기 재료에 인가되는데 사용되는출력 단자를 갖는 고전압 발생 회로;

반절연 재료로 이루어지고, 상기 노즐 수단을 둘러싸며, 상기 회로에 전기적으로 접속되거나 접속가능하며, 상기 재료에 가해진 전압과 동일한 극성 및 실질적으로 동일한 크기의 고전압이 노즐 출구에 바로 인접한 부근의 전계 강도를 완화시키도록 분무 작용 중에 설정되도록 하는 환형 요소; 및

분무 작용 중에 상기 장치의 용량성 요소에 의해 저장된 전하를 방전시키도록 분무 작용의 중단시에 작동가능한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 분무 장치.
제 11 항에 있어서, 상기 방전 수단은 전자 스위칭 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 분무 장치.
제 12 항에 있어서, 상기 전자 스위칭 수단은 방사선 - 감지 전자 스위치 및 상기 전자 스위치의 작동을 제어하는 방사선 - 발생 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 분무 장치.
제 1 항에 있어서, 고전압은 대부분의 액체를 통해서 상기 노즐에서 나오는 액체에 인가되는 것을 특징으로 하는 정전 분무 장치.
제 11 항에 있어서, 고전압은 대부분의 액체를 통해서 상기 노즐에서 나오는액체에 인가되는 것을 특징으로 하는 정전 분무 장치.