KR100765493B1 - 정전 스프레이 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 정전 스프레이 장치는, 사용자의 표피 상에 액체 조성물을 정전기적으로 스프레이할 준비가 되었다는 것을 확인하는 능력을 가진다. 상기 장치는 노즐, 및 상기 노즐을 통해 액체 조성물을 분사하기 위한 펌프를 포함한다. 방출 전극은 정전기적으로 스프레이하기 위해 분사되고 있는 액체 조성물을 정전기적으로 대전시키도록 배치된다. 상기 장치에, 파워 스위치, 및 스프레이 모드와 드립핑 모드 사이의 선택을 위한 선택기가 설치된다. 드립핑 모드에서, 정전기적으로 대전되지 않은 액체 조성물을 분사하도록 펌프가 단독으로 작동된다. 스프레이 모드에서, 정전기적으로 스프레이하도록 펌프와 방출 전극이 둘 다 작동된다. 따라서, 사용자는 정전 스프레이를 개시하기 전에 선택기를 단순히 조작함으로써 액체 조성물을 용이하게 드립핑할 수 있다.

액체 조성물 공급원, 정전 스프레이 장치, 작동기, 고전압 발생기, 파워 소스, 용기, 분사 수단, 펌프, 방출 전극, 분사점, 노즐, 필드 전극, 카트리지, 스위치, 선택기.

Description

정전 스프레이 장치{ELECTROSTATIC SPRAYING DEVICE}

본 발명은 개인용 정전 스프레이 장치에 관한 것으로서, 특히 정전기력에 의해 액체 조성물을 스프레이 하기 위한 장치에 관한 것이다.

WO 03/072263은 일정량의 액체 조성물을 수용하는 분리형 카트리지를 구비하는 정전 스프레이 장치를 개시하고 있다. 상기 장치는 용기로부터 액체를 배출하는 플런저 펌프, 및 액체를 분사하기 위한 노즐을 포함한다. 노즐에는, 용기로부터 노즐로 공급되는 상기 액체 조성물에 고전압을 인가하는, 즉, 사용자의 표피에 정전기력에 의해 조성물을 스프레이 하기 위해 조성물의 입자를 정전기적으로 대전시키는 방출(emitter) 전극이 설치된다. 정전기적으로 대전된 액체 조성물의 스프레이를 시작하기 위해, 사용자는 액체 조성물을 노즐로 공급하여 노즐로부터 드립핑하게 하고, 드립핑을 확인한 후에, 노즐에 공급되는 액체 조성물에 고전압을 인가할 필요가 있다. 이것은, 액체 조성물이 방출 전극에 도달하지 않으면, 정전기적 스프레이가 즉각적으로 시작되지 않기 때문이다. 그러나, 드립핑의 확인에는, 사용자가 카트리지를 상기 장치의 주 본체 내의 카트리지의 정위치로부터 퇴출시키고, 펌프와 방출 전극에 에너지를 공급하기 전에 액체 조성물을 드립핑하게 하기 위해 카트리지를 수동적으로 작동시키며, 카트리지를 정위치로 복귀시키는 것이 필 요하다. 이것은 귀찮은 것이며, 상기 장치의 용이한 취급을 방해한다. 정전기적으로 스프레이하기 전에 액체 조성물이 용이하게 드립핑할 수 있게 하는 장치를 제공할 필요가 있다.

종래기술의 어떤 것도 본 발명의 모든 이점을 제공하지 못한다.

본 발명은 액체 조성물이 정전기적으로 즉각적으로 스프레이될 준비가 되었다는 것을 확인하는 단계만으로 액체 조성물을 원활하게 스프레이할 수 있는 정전 스프레이 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 정전 스프레이 장치는 액체 조성물을 정전기적으로 대전시켜 액체 조성물 공급원으로부터 분사점으로 분사하도록 구성된다. 상기 장치는 작동기, 고전압을 발생시키는 고전압 발생기, 상기 작동기 및 상기 고전압 발생기를 작동시키기 위한 파워 소스, 상기 액체 조성물의 상기 액체 조성물 공급원을 포함하는 용기, 및 분사 수단을 포함한다. 상기 분사 수단은 액체 조성물을 분사하기 위한 것이며, 작동기에 의해 구동되도록 상기 작동기에 기계식으로 연결되는 펌프를 포함한다. 방출 전극은, 상기 액체 조성물을 정전기적으로 대전시키기 위해 상기 고전압 발생기에 전기 접속되도록 분사 수단 내에 포함된다. 또한, 상기 액체 조성물을 분사하기 위해 상기 분사점에 배치되는 노즐이 분사 수단에 포함된다. 상기 장치는, 파워 소스를 조정하기 위한 스위치를 더 포함한다. 본 발명의 한 가지 특징은, 스위치가 조작됨에 따라 스프레이 모드와 드립핑 모드를 선택적으로 제공하도록 선택기가 포함된다는 것이다. 드립핑 모드는, 정전기적으로 대전되지 않은 액체 조성물을 노즐로부터 분사하도록 펌프가 단독으로 작동되는 모드이며, 스프레이 모드는, 노즐로부터 나가기 전에 정전기적으로 대전되는 액체 조성물을 노즐로부터 분사시키도록 펌프와 방출 전극이 동시에 작동되는 모드이다. 따라서, 사용자는 정전 스프레이를 개시하기 전에 단순히 선택기를 조작함으로써 용이하게 액체 조성물을 드립핑시킬 수 있고, 그것은 장치의 용이한 취급과 원활한 스프레이를 보장한다.

바람직한 실시예에서, 상기 작동기, 상기 고전압 발생기, 상기 파워 소스, 상기 스위치, 및 상기 선택기를 지지하는 하우징이 설치된다.

바람직하게는, 선택기는 사용자의 손가락에 의해 조작되도록, 상기 하우징의 외부에 노출되고, 상기 드립핑 모드를 형성하는 드립핑 위치와 상기 스프레이 모드를 형성하는 스프레이 위치 사이에서 이동될 수 있다. 상기 선택기는 상기 스위치에 바로 인접하여 상기 스위치를 둘러싸며, 상기 드립핑 위치와 상기 스프레이 위치 사이에서 축 주위로 회전될 수 있다. 따라서, 선택기와 스위치는 하나의 손가락, 즉, 하우징을 쥐는 사용자의 손의 엄지에 의해 용이하게 조작될 수 있어, 상기 장치를 더욱 편리하게 한다.

상기 장치의 의도하지 않은 작동 및 사고로 인한 작동을 방지하도록, 상기 선택기는 상기 모터와 상기 방출 전극이 작동되지 않도록 하는 록 위치를 가질 수 있다.

또한 바람직하게는, 상기 하우징의 외부에, 사용자의 용이한 확인을 위해 상기 드립핑 모드와 상기 스프레이 모드 중 어느 것이 선택되었는지를 표시하는 표시기가 설치된다.

또는, 상기 선택기는, 스위치 핸들이 제1 양으로 눌려짐에 따라 상기 드립핑 모드를 제공하도록, 상기 스위치에 의해 작동되는 압력-응답형일 수 있다.

또한, 상기 스프레이 모드는 상기 고전압 발생기의 작동 시점으로부터 지연 시간을 가진 후에 상기 펌프의 작동을 시작할 수 있다. 고전압 발생기로부터 안정한 전압을 발생시키기 위한 가능한 지연을 위해, 펌프는, 방출 전극에 안정한 고전압이 제공된 뒤에만 액체 조성물을 공급하도록 제어된다. 따라서, 액체 조성물은 용기로부터 분사 수단으로 공급되면 곧 의도된 레벨로 대전될 수 있어, 액체 조성물의 정전 스프레이의 최적 성능을 보장한다.

또한, 상기 스프레이 모드가 상기 고전압 발생기로부터의 상기 고전압을 모니터링하고, 모니터링된 상기 고전압이 방출 전극에서의 바람직하지 않은 코로나 방전을 나타내는 임계 레벨을 초과한 때 상기 고전압 발생기와 상기 펌프의 작동을 중단시켜, 상기 장치의 안전한 동작을 보장한다.

본 발명의 이들 특징, 양상, 및 이점은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백하게 될 것이다.

본 명세서가, 특정하게 지적하고 본 발명을 명백하게 청구하는 청구범위로 결론을 맺지만, 본 발명은 첨부된 도면과 관련하여 취해진 바람직한 비제한적 실시예의 다음의 설명으로부터 더욱 양호하게 이해될 것으로 믿는다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정전 스프레이 장치의 사시도이다.

도 2는 도 1의 장치의 수직 단면도이다.

도 3은 도 1의 장치의 정면도이다.

도 4는 상기 장치의 측면도이다.

도 5는 상기 장치의 분해 사시도이다.

도 6 내지 도 8은 상기 장치에 이용되는 분리형 카트리지의 분해 사시도이다.

도 9는 바닥으로부터 본 도 8의 카트리지의 사시도이다.

도 10은 도 9의 카트리지의 저면도이다.

도 11은 분사 수단의 단면도이다.

도 12는 도 11의 X-X 선을 따른 단면도이다.

도 13은 상기 장치의 주 본체의 사시도이다.

도 14는 분사 수단의 일부를 형성하는 금속판의 사시도이다.

도 15는 분사 수단과 하우징의 측부에 설치된 전압 단자 사이의 전기 접속을 도시하는 부분 후방 단면도이다.

도 16은 분사 수단과 전압 단자 사이의 전기 접속을 도시하는 부분 수직 단면도이다.

도 17은 상기 장치의 하우징의 분해 사시도이다.

도 18은 상기 하우징의 전방 셸이 분리된 상태의 상기 장치의 사시도이다.

도 19는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 하우징의 중앙 프레임, 상기 프레임 상에 장착된 모터와 고전압 발생기를 도시하는 분해 사시도이다.

도 20은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하우징 내에 수용된 모터 및 관련 부품을 도시하는 분해 사시도이다.

도 21은 내부 덮개가 분리된 상태의 상기 장치의 사시도이다.

도 22는 카트리지와 내부 덮개가 분리된 상태의 상기 장치의 사시도이다.

도 23은 도 22에 대응하는 상기 장치의 수직 단면도이다.

도 24는 상기 장치의 필드 전극을 형성하는 부품 및 관련 부품의 분해 사시도이다.

도 25는 외부 덮개가 부착된 상태의 상기 장치의 수직 단면도이다.

도 27은 카트리지의 평면도이다.

도 28은 카트리지의 용기에 부착된 고정 부재의 정면도이다.

도 29는 도 28의 X-X 선을 따른 단면도이다.

도 30은 상기 장치의 스위치, 선택기 및 관련 부품을 도시하는 분해 사시도이다.

도 31의 (a) 내지 (c)는 선택기의 다른 위치를 나타내는 개략도이다.

도 32 및 도 33은 상기 장치의 스프레이 모드와 드립핑 모드의 동작을 나타내는 블럭도이다.

도 34 및 도 35는 상기 실시예의 수정예에 따른 상기 장치의 스프레이 모드와 드립핑 모드의 동작을 각각 도시하는 표시기의 블록도이다.

도 36은 상기 실시예의 수정예에 따른 상기 장치의 스프레이 모드와 드립핑 모드의 동작을 도시하는 표시기의 블록도이다.

도 37의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선택기와 유사한 작용을 하는 스위치의 다른 위치를 도시하는 개략도이다.

도 38은 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라 이용되는 스프레이 모드의 동작을 도시하는 블록도이다.

이제, 도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정전 스프레이 장치가 도시되어 있다. 상기 장치는 용이한 운반을 위해 충분히 컴팩트한 자체 보유 휴대형 구조를 가진다. 상기 장치는 기본적으로, 주 본체 하우징(10), 및 원용에 의해 본 명세서에 포함되는 WO 01/12336, WO 01//12335, US 2001-0020653A, US 2001-0038047A, US 2001-0020652A, US 2001-0023902A, 및 WO 03/072263에 이미 공개되어 있는 기구에 따라 정전기적으로 스프레이되는 일정량의 액체 조성물을 수용하는 분리형 카트리지(200)로 구성된다. 상기 장치에 이용되는 액체 조성물에는, 원용에 의해 본 명세서에 포함되는 WO 03/072263에 공개되어 있는 액체 조성물, 즉, 도전성 및 절연성을 가진 에멀젼이 포함된다.

하우징(10)은 사용자가 손으로 잡을 수 있는 크기를 가지며, 전기 모터(30), 고전압 발생기(40), 및 전지(50), 즉, 상기 모터와 상기 고전압 발생기(40)를 작동시키기 위한 전원을 포함한다. 모터(30)는 액체 조성물을 분사하기 위해 카트리지(200)의 측면에 배치되는 분사 수단(220)을 작동시키며, 이때, 고전압 발생기(40)는 액체 조성물을 사용자에게 전기적으로 스프레이 하기 위해 분사되고 있는 액체 조성물에 1000볼트 이상의 고전압을 인가한다. 하우징(10)에는 액체 조성물 을 수용하는 카트리지(200)의 용기(210)를 수용하기 위한 오목부(12)가 형성된다. 바람직한 실시예에서, 내부 덮개(20)는 하우징(10)의 상단부 위에 분리 가능하게 장착되어 내부 덮개(20)와 하우징(10) 사이에 카트리지(200)의 분사 수단(220)을 유지한다. 다른 바람직한 실시예에서, 외부 덮개(26)는 내부 덮개(20) 위에 분리 가능하게 장착되어, 상기 장치가 사용되지 않을 때 분사 수단(220)을 보호하기 위해 분사 수단(220)을 은폐한다.

카트리지(200)는 바람직하게는 용기(210)와 분사 수단(220)으로 구성된다. 용기(210)는, 액체 조성물의 양에 따라 변형 가능한 플라스틱 재료로 제조될 수 있다. 용기(210)는 동일한 탄성 재료, 또는 강성 재료와 탄성 재료의 조합으로 제조될 수 있다. 용기를 제공하기에 적합한 시판 중인 재료의 예는 12마이크론의 두께를 가진 VM-PET(Vacuum Metalised Polyethylene terephtalate)과 60마이크론의 두께를 가진 LLDPE(Linear Low Density Polyethylene)의 적층막이다. 시판중인 막은 VM-PET를 위해서는 토팬(Toppan)이 제조한 GLAE이고, LLDPE를 위해서는 토첼로(Tocello)가 제조한 FCS이다. 용기는, 용기 내의 액체 조성물에 공통 전기 전위가 인가되도록, 도전성 재료로 제조되고 고전압 발생기에 전기 접속될 수 있다.

도 6 내지 도 9에 가장 잘 도시되어 있듯이, 바람직한 실시예에서, 분사 수단(220)은 단일 구조물로 일체화되는 펌프(230)와 노즐(240)을 포함한다. 펌프(230)는 평평한 베이스(231)를 가지는 기어 펌프이며, 평평한 베이스(231)는 플라스틱 재료로 성형되고, 용기(21)의 입구부에 고정되는 고정 부재(212) 내로 분리 가능하게 삽입하기 위한 플러그(232)가 형성된다. 펌프(230)는 성형되는 플라스틱 의 베이스(231)에 장착되는 금속판(270)을 포함한다. 금속판(270)의 상면에는 펌프실이 형성되며, 펌프실은 한 쌍의 서로 맞물리는 기어(234), 플러그(232) 내부로부터 펌프실로 연장되는 유입 채널(236), 및 펌프실로부터 노즐(240)로 연장되는 유출 채널(237)을 수용한다. 펌프실과 채널(236, 237)은 베이스(231)와 노즐(240) 사이에 고정되는 방출 전극(250)에 의해 밀봉된다. 기어(234)는 베이스(231)의 평면에 대해 수직으로 연장되는 각각의 회전축을 가져, 분사 수단(220)의 높이 및 길이에 대해 최소의 추가적 크기만으로 용기(210)와 노즐(240) 사이에 배치되기에 충분한 평평한 펌프 구조를 실현한다. 기어(234) 중의 하나는, 하우징(10) 내에 배치되는 모터(30)와의 분리 가능한 구동 연결을 위해 베이스(231)의 하면상에 돌출하는 조인트(238)에 결합된다. 기어가 구동되어 회전되면, 액체 조성물은 유입 채널(236)을 통해 용기(210)로부터 흡입되고, 유출 채널(237)을 통해 노즐(240)로 배출된다. 바람직하게는, 노즐(240)은, 도 2에 잘 나타나듯이, 바닥 중앙으로부터 정점부(243)로 연장되는 내부 노즐 통로(242)를 갖도록 베이스(231)와 상보적인 플라스틱 재료로 성형된다.

방출 전극(250)은, 노즐(240)을 통해 분사되는 액체 조성물에 고전압을 인가하여 대전시키기 위해, 펌프(230)의 베이스(231)와 노즐(240)의 바닥(241) 사이에 배치된다. 바람직한 실시예에서, 하우징(10) 내의 고전압 발생기(40)로부터 고전압을 받도록 접속되는 방출 전극(250)은 중앙 안테나(251) 및 동축 실린더(252)를 포함한다. 중앙 안테나(251)는 분사 중인 액체 조성물을 실린더(252)와 협동하여 대전시키기 위해 노즐 통로(242) 내로 연장되며, 실린더(252)는 적절한 정전 스프 레이를 위해 바람직하지 않은 코로나 방전을 피하도록 노즐 통로(242)를 둘러싼다. 중앙 안테나(251)의 상단부는 노즐(240)의 정점부(243)와의 사이에 충분한 절연 거리를 두도록 노즐(240)의 정점부(243)로부터 떨어진다.

도 13 내지 도 16에 잘 나타나듯이, 금속판(270)에는, 방출 전극(250)에 고전압을 릴레이 하도록 하우징(10)의 측부에 설치되는 전압 단자(176)와의 분리 가능한 전기 접속을 위해 베이스(231)를 통해 돌출하는 핀(254)이 일체로 형성된다. 도 6 및 도 7로 돌아가면, 방출 전극(250)은 또한, 펌프를 밀봉하기 위해 베이스(231) 위에 배치되는 평평한 바닥(253)을 포함한다. 평평한 바닥(253)과 금속판(270)은, 액체 조성물의 성능 저하를 초래할 수도 있는 펌프 내의 액체 조성물 내의 바람직하지 않은 전류를 피하기 위해, 펌프 내의 액체 조성물을 대전시키도록 협동한다. 도 11 및 도 12에 도시되어 있듯이, 실린더(252)는 림(rim)(255)에 의해 안테나(251)에 연결된다. 림(255)에는, 액체 조성물을 펌프로부터 노즐 통로(242)로 통과시키기 위한 펌프의 유출 채널(237)과 연통하는 복수개의 슬롯(256)이 형성된다.

도 17에 도시되어 있듯이, 하우징(10)은 대체로 평평한 디스크 모양으로 형성될 수 있고, 기본적으로 모두 유전체 플라스틱 재료로 성형되는 중앙 프레임(100), 전방 셸(shell)(120), 및 후방 셸(140)로 구성되며, 중앙 프레임(100), 전방 셸(120), 및 후방 셸(140)은, 각각 전방 셸 및 후방 셸 뒤에서, 프레임(100)의 양쪽에 전방 격실(130)과 후방 격실(150)을 형성하도록 단일 구조로 함께 조립된다. 그러한 대체로 평평한 디스크 형상을 취할 때, 전방 격실(130)은 프레 임(100) 상에 지지되는 모터(30), 전지(50), 및 고전압 발생기(40)를 수용하고, 후방 격실(150)은 용기(210)를 수용하기 위한 오목부(12)를 형성한다. 프레임(100)의 전방면에는, 도 18 및 도 19에 도시되어 있듯이, 각각 모터(30), 고전압 발생기(40), 및 전지(50)를 장착하기 위한 개별적 섹션(103, 104, 105)이 형성된다. 모터(30)는 기어박스(31)와 함께 섹션(103) 내에 수용된다. 고전압 발생기(40)는 변압기(41), 및 인쇄 회로판(80)에 장착되는 여러 가지 전기 부품으로 구성된다. 변압기(41)는 섹션(104) 내에 장착되는 절연된 모듈로 팩킹된다. 변압기(41)가 모터(30)와 전지(50)보다 훨씬 큰 공간을 차지한다는 점에서, 하우징은 변압기(41), 모터(30), 및 전지(50)를 컴팩트하게 배치하도록 설계된다. 즉, 변압기(41)는 전방 격실의 하부에 수용되고, 모터(30)와 전지(50)는 서로 나란하게 전방 격실의 상부에 수용되어, 모터와 전지는 하우징(10)의 수직축 방향으로 변압기와 적층된다. 섹션(105)은, 전지(50)에 추가하여, 파워 스위치(60)와 인쇄 회로 기판(80) 상에 형성되는 제어 회로를 통해 전지(50)를 모터(30)와 고전압 발생기(40)에 전기 접속시키기 위한 리드선을 가지는 단자 고정구(fixture)(52)를 수용한다. 도 20에 도시되어 있듯이, 기어 박스(31)는 감속 기어 세트(32)를 포함하며, 모터 출력은, 감속 기어 세트(32)를 통해, 카트리지(200)의 측부에서 펌프(230)의 조인트(238)에 대한 분리 가능 구동 접속을 위해 배치되는 작동기(36)에 전달된다. 바람직하게는, 작동기(36)는, 도 22 및 도 23에 도시되어 있듯이, 프레임(100)의 상단부에 형성되는 마운트(110) 바로 아래에 배치되고, 마운트(110) 내의 개구(112)를 통해 접근할 수 있다. 마운트(110)는, 카트리지(200)가 하우징(10)에 부착될 때, 분사 수 단(220)을 마운트(110) 상에 유지하기 위해 약간 오목하다. 마운트(110)는 인접 측벽(114)과 협동하여 카트리지를 위한 위치결정 수단을 형성한다. 바람직하게는, 한 쌍의 후크(108)가, 내부 덮개(20)를 하우징(10) 상에 분리 가능하게 유지하기 위한 위치 결정 수단을 구성하도록, 프레임(100)의 양쪽에 부착된다. 후크(108)는 눌려졌을 때 내부 덮개(20)를 릴리스하는 릴리스 버튼(109)을 구비한다. 도 1 및 도 5에 도시되어 있듯이, 내부 덮개(20)는, 카트리지(200)가 부착되는 하우징(10)의 상반부 위에 내부 덮개(20)가 위치될 때 노즐(240)이 돌출되는 중앙 윈도우(22)가 형성되는 평평한 상부(21)를 가질 수도 있다. 윈도우(22)의 둘레부는 하우징(10)의 상단부에서 마운트(110) 상의 평평한 노즐 바닥(241)을 유지하는 리테이너 링을 형성한다. 도 21에 도시되어 있듯이, 전방 셸(120)에는, 전지(50)를 대치하기 위한 섹션(105)과 연통하는 윈도우(122)가 형성된다. 따라서, 전지(50)는 단순히 내부 덮개(20)와 윈도우(122)의 뚜껑을 분리함으로써 용이하게 대치될 수 있다. 뚜껑(124)은 단순성을 위해 상기 장치로부터 분리될 수도 있다.

액체 조성물 전체가 상기 액체 조성물의 성능을 저하시킬 수 있는 전류를 만나지 않도록 유지하기 위해, 용기(210) 내의 액체 조성물과 분사 수단(220) 내의 액체 조성물에 동일한 전기 전위를 주도록 용기(210)를 둘러싸는 필드 전극(170)이 후방 격실(150) 내에 수용된다. 그러한 액체 조성물의 성능이 저하되는 것은 특히 에멀전 조성물, 및 에멀전 조성물 내에 입자가 분산된 조성물에서 볼 수 있다.

도 23 및 도 24에 도시되어 있듯이, 일실시예에서, 필드 전극(170)은 도전성 금속으로 제조되고, 용기(210)의 전체 영역을 둘러싸는 오목부(12)를 사이에 형성 하는 제1판(171)과 제2판(172)으로 구성된다. 판(171, 172)들은 그 둘레부에서 서로 전기 접속되고, 프레임(100)과 후방 셸(140)에 고정된다. 고전압을 받기 위해, 판(171)은, 고전압 발생기(40)의 단자(44)와의 전기 접속을 위해 프레임(100)을 통해 연장되는 러그(lug)(174)를 구비한다. 판(171)에는 또한, 상술한 바와 같이, 분사 수단(220)의 핀(254)과의 분리 가능한 연결을 위한 스프링 캐치의 형태인 전압 단자(176)가 형성된다.

이러한 점에서, 금속판(270)과 분사 수단(220)의 방출 전극(250)은 필드 전극(170)에 전기 접속되어, 펌프를 덮는 추가적 필드 전극으로서 작용한다는 것에 유의하여야 한다. 또한, 금속판(270)에는, 플러그(273) 내의 액체 조성물을 대전시키기 위해 플러그에 삽입되어 또 다른 필드 전극으로서 작용하는 금속 튜브(271)가 형성된다. 따라서, 액체 조성물은 용기(210)로부터 노즐(240)까지의 전체 경로를 따라 전기 대전된다. 금속 튜브(271)를 이용하는 대신에, 적어도 하나의 판(171, 172)으로부터 연장되고, 플러그(232)와 분사 수단의 인접 부분을 덮도록 오목부로부터 외향으로 돌출되는 연장부를 형성하는 것도 동일하게 가능하다.

바람직한 실시예에서, 외부 덮개(26)가, 도 25 및 도 26에 도시되어 있듯이, 하우징(10) 위에 장착될 때, 외부 덮개(26)의 내부 상단부에 있는 밀봉 고무(27)는 노즐(240)과 접촉된다. 외부 덮개(26)에는 또한 탭(tab)(28)들이 형성되며, 탭(28)들 중 하나는 상기 장치를 동작하지 않는 상태로 유지하기 위해 파워 스위치(60)를 뒤에 은폐한다. 또한, 외부 덮개(26)는 하우징(10)으로부터 내부 덮개가 잘못 분리되는 것을 막기 위해 릴리스 버튼(109)을 뒤에 은폐한다.

도 27 내지 도 29를 참조하여, 용기(210)의 기하학적 형상과 관련하여 카트리지(200)를 다시 상세히 설명한다. 210으로 표시된 용기의 한 바람직한 일실시예는 변형 가능한 플라스틱 재료로 제조되어, 대략 원형 세그먼트의 평면 형상을 가지며, 고정 부재(212)가 부착되는 입구부를 가진 평평한 백(bag) 모양으로 된다. 고정 부재(212)는 분사 수단(220)의 플러그(232)를 분리 가능하게 수용하기 위한 소켓(214)을 갖도록 플라스틱 재료로 성형된다. 상세하게는, 용기(210)는 현(chord)과, 반원의 원주보다 큰 대략 원형의 원주 사이에 형성되는 원의 세그먼트의 모양으로 형성된다. 고정 부재(212)의 입구부는, 입구부로부터 원주상의 임의의 점까지의 거리가 대략 동일하도록 현의 중앙에 위치되어, 최종적으로 남는 잔여량이 최소로 될 수 있도록, 용기로부터 액체 조성물을 유연하게 흡입하고, 용기 내에 남는 액체 조성물의 양에 따라 변형되게 한다.

도 30을 참조하면, 파워 스위치(60)는 중앙 오목부(126) 내에 배치되는 스위치 놉(knob)(61)과 스위치 컨택(62)을 포함한다. 스위치 놉(61)은 스프링 편향에 대항하여 눌려질 수 있도록 리테이너 링(127)에 의해 오목부(126) 내에 유지되고, 눌려졌을 때 모터(30)와 고전압 발생기(40)에 에너지를 공급한다. 오목부(126) 내에 배치되는 발광 다이오드(LED)(63)에는 놉이 눌려지는 것에 대응하여 에너지가 공급되어, 동작을 표시하기 위해 투명 덮개(64)를 통해 광을 방출한다. 바람직한 실시예에서, 상기 장치는 또한, 3개의 모드, 즉, 동작을 불능으로 만들기 위한 록 모드, 액체 조성물이 정전기적으로 스프레이 될 수 있게 하기 위한 스프레이 모드, 및 액체 조성물이 정전기적으로 대전되지 않고 노즐로부터 분사될 수 있게 하기 위한 드립핑(dripping) 모드 중 하나를 선택하기 위한 선택기(70)를 포함한다. 선택기(70)는, 도 31의 (a) 내지 (c)에 도시되어 있듯이, 3개의 위치, 즉, 각각 상기 록 모드, 스프레이 모드, 및 드립핑 모드를 정의하는 록 위치, 스프레이 위치, 및 드립핑 위치 중 하나를 선택하기 위해 링(127) 주위로 회전 가능한 핸들(71)을 포함한다. 도 31의 (a)의 록 위치에서, 핸들(71)은 스위치 놉(61)이 눌려지는 것을 막기 위해 스위치 놉(61)과 결합되는 부분을 가져, 펌프와 고전압 발생기의 동작을 불능으로 만든다. 선택기(70)는 또한, 핸들(71)의 위치에 따라 선택적으로 작동되도록 인쇄 회로판(80) 상에 배치되는 촉각(tact) 스위치(72, 73)를 포함한다. 도 31의 (b)의 스프레이 모드에서, 제1 촉각 스위치(72)는, 스위치 놉(61)이 눌려졌을 때 펌프(230)와 고전압 발생기(40)가 동시에 작동되도록, 작동된다. 도 31의 (c)의 드립핑 모드에서, 제2 촉각 스위치(73)는, 스위치 놉(61)이 눌려졌을 때 펌프(230)만 작동되도록, 작동된다. 도면에서는 명백하게 보이지 않지만, 상기 장치는, 사용자가 용이하게 확인할 수 있도록, 드립핑 모드와 스프레이 모드 중 어느 모드가 선택되었는지를 나타내는 표시기를 더 포함한다. 바람직하게는, 그러한 표시기는 선택기 핸들(71) 주위에 배치된다.

또한, 도 32 및 도 33을 참조하여 상기 동작을 설명한다. 제1 촉각 스위치(72)가 선택기 핸들(71)에 의해 턴온될 때, 놉(61)을 누르면, 전압 소스(81), 모터 제어기(82), 및 변압기(41)용 진동기(83)에 에너지가 공급되어, 액체 조성물을 대전시키도록 고전압을 인가하면서, 모터(30)를 작동시켜 펌프(230)를 작동시킨다. 한편, 제2 촉각 스위치(73)가 선택기 핸들(71)에 의해 턴온될 때, 놉(61)을 누르면, 전압 소스(81)와 모터 제어기(82)에만 에너지가 공급되어, 액체 조성물에 고전압을 인가하지 않으면서 펌프를 작동시킨다. 따라서, 사용자는 정전 스프레이를 시작하기 전에 선택기를 간단히 조정함으로써 액체 조성물을 용이하게 드립핑할 수 있다. 전압 소스(81), 모터 제어기(82), 및 진동기(83)는 인쇄 회로 기판(80)에 형성된다. 또한, 상기 장치는 스프레이 모드와 드립핑 모드 중 어느 것이 작동되는지를 나타내는 표시기를 포함한다. 상기 표시기는 LED 제어기(84), LED 진동기(85), 및 LED(86)를 포함한다. 선택기(70)에서 스프레이 모드가 선택될 때에는, LED 제어기(84)는, 놉(61)이 눌려지는 것에 응답하여, 도 32에 도시되었듯이, LED(86)를 턴온시킨다. 한편, 선택기(70)에서 드립핑 모드가 선택될 때에는, LED 제어기(84)는, 놉(61)이 눌려지는 것에 응답하여, 도 33에 도시되었듯이, LED 진동기(85)를 구동시켜, LED(86)를 간헐적으로 턴온 및 턴오프시켜, 사용자가 스프레이 모드와 드립핑 모드 사이의 용이하게 구별하도록 여러 가지 다른 시각적 확인 수단을 제공한다.

도 34 및 도 35는 다른 색을 방출하는 제1 LED(87) 및 제2 LED(88)를 이용하는 다른 표시기를 도시한다. 제1 LED(87)는 스프레이 모드가 선택되었을 때에 LED 제어기(84)에 의해 단독으로 턴온되고, 드립핑 모드가 선택되었을 때에는 제2 LED(88)만 턴온된다.

도 36은 버저(90) 및 버저 제어기(91)를 이용하는 표시기의 다른 수정예를 도시한다. 버저 제어기(91)는 버저(90)로부터 방출되는 음의 주파수를 시프팅시키거나 단순히 버저(90)를 턴온 및 턴오프시킨다. 스프레이 모드가 선택되었을 때, 버저 제어기(91)는 버저(90)가 제1 주파수의 음을 방출하거나 버저(90)를 턴오프시킨다. 드립핑 모드가 선택되었을 때에는, 버저 제어기(91)는 버저(90)가 제2 주파수의 음을 방출하거나 버저(90)를 턴온시킨다.

도 37의 (a) 내지 도 37의 (c)는 드립핑 모드와 스프레이 모드를 선택하는 다른 방안을 도시한다. 이 수정예에서, 누름-응답형의 촉각 스위치(74)는 스위치 놉(61A)과 협동하여, 선택기의 작용을 추가로 가진 파워 스위치를 구성한다. 즉, 촉각 스위치(74)는 3개의 위치를 주는데, 즉, 도 37의 (a)의 오프 위치, 도 37의 (b)의 스프레이 모드 위치, 및 도 37의 (c)의 드립 모드 위치를 준다. 오프 위치에서, 스위치(74)는 작동되지 않아 펌프 및 고전압 발생기의 동작을 불능으로 만든다. 놉(61A)이 약간 눌려져 스위치(74)를 누를 때, 스프레이 모드가 선택되어, 펌프(230)와 고전압 발생기(40)에 에너지를 공급하여 액체 조성물을 정전 스프레이한다. 놉(61A)이 더 눌려지면, 스위치(74)는 그에 따라 눌려져, 드립핑 모드를 선택함으로써, 액체 조성물을 전기 대전시키지 않고도 분사하도록 펌프(230)만 작동시킨다. 따라서, 사용자는 단순히 스위치 놉(61A)에 인가된 압력을 변화시킴으로써 모드를 용이하게 선택할 수 있다. 또는, 드립핑 모드와 스프레이 모드는 약간의 누름 및 더 이상의 누름에도 할당될 수 있다.

도 38은 스프레이 모드에서 상기 장치를 원활하게 작동시키기 위해 다른 바람직한 실시예의 장치에 포함된 전기 회로를 도시하고 있다. 상기 회로는 스프레이 모드를 원활하고 안전하게 하도록 특정하게 설계된다. 상기 회로에서 실현되는 한가지 방안은, 방출 전극이 액체 조성물을 원활하게 대전시키고 스프레이시키기 위해 안정한 고전압을 받은 뒤에만 액체 조성물을 용기(210)로부터 방출 전극(250)으로 공급하는 것이다. 이론에 집착하지 않더라도, 스프레이 전에 방출 전극 주위의 영역을 충분히 대전시키는 것이, 초기 사용시 및 또한 액체 조성물이 어느 정도 소모된 뒤의 사용시에도, 액체 조성물의 양호한 스프레이 품질을 제공한다고 믿는다. 초기 사용시에, 액체 조성물은 대전되지 않은 분사 수단에 공급된다. 방출 전극 주위의 영역을 미리 대전시키는 것이, 액체 조성물이 처음으로 방출 전극 근처에 공급될 때 액체 조성물을 충분하고 균일하게 대전시켜, 양호한 스프레이 품질을 제공한다고 믿는다. 액체 조성물이 어느 정도 소모된 뒤, 따라서, 액체 조성물이 일련의 대전 및 방전을 거친 뒤의 사용시에는, 액체 조성물은 고체 재료의 덩어리를 분리 및/또는 생성하는 경향이 있다. 액체 조성물을 대전시킴으로써, 그러한 덩어리의 분리 및 생성을 피할 수 있어, 초기 의도된 물리화학적 상태의 액체 조성물을 제공한다고 믿는다. 다른 방안은, 방출 전극 주위에 바람직하지 않은 코로나 방전을 일으켜 의도된 정전 스프레이를 지속하지 못할 수 있는 부적절한 고전압을 방출 전극이 받을 때, 스프레이 동작을 정지시키는 것이다. 유사한 부품들에는 앞의 실시예에 이용된 유사한 도면 부호를 부여하여, 각각의 부품에 대한 중복 설명을 생략한다.

앞의 방안을 달성하기 위해, 모터 제어기(82)는, 고전압 발생기가 안정한 고전압을 발생시킬 때부터 약 1초의 지연 뒤에만 모터(30), 즉 펌프(230)를 작동시키는 지연 수단(182)을 포함한다. 고전압 발생기, 즉, 진동기(83)와 변압기(41)의 조합이 에너지를 공급받은 뒤 약 수십 분의 1초가 경과된 뒤에 안정한 출력을 줄 것으로 기대된다는 점에서, 방출 전극이 변압기(41)로부터 안정한 전압을 받은 뒤에만 액체 조성물이 공급되도록, 펌프는 약 1초 동안 지연된다. 지연 수단(182)은, 전압 소스(81)로부터 파워가 공급되었을 때 카운팅을 시작하는 시간으로 구성되어, 펌프(230)를 작동시키도록 모터 제어기(82)를 트리거링한다. 또는, 지연 수단(182)은 저항기 및 캐패시터로 구성되는 지연 회로에 의해 실현될 수도 있다.

후자의 방안을 달성하기 위해, 상기 회로는 변압기(41)로부터의 전압 출력을 모니터링하기 위한 출력 모니터(45)를 포함한다. 고전압 발생기의 진동기(83)는, 예측 불가한 이유로 인해, 방출 전극 주위에 바람직하지 않은 코로나 방전을 일으키는 과도하게 높은 전압을 변압기(41)로부터 발생시킬 수 있다. 그러한 바람직하지 않은 경우를 없애 상기 장치의 안전한 동작을 유지하기 위해, 출력 모니터(45)는 모니터링된 전압과 임계 레벨을 비교하여, 모니터링된 전압이 임계 베렐을 초과할 때, 진동기(83) 및 모터 제어기(82)의 작동을 정지시킨다. 따라서, 방출 전극(250)은 과도하게 높은 전압을 받지 않도록 유지됨으로써, 바람직하지 않은 코로나 방전을 일으키지 않도록 유지되어, 펌프(230) 또는 분사 수단(220)이 용기(210)로부터 과잉 액체 조성물을 받지 않도록 불능으로 된다. 변압기(41)로부터의 전압 출력은 저항기(46, 47)의 전압 분할기에 의해 분할되어, 출력 모니터(45)에 분할된 전압을 전압 출력으로서 제공한다.

본 발명의 상세한 설명에서 인용된 모든 문헌은, 관련 부분에서, 원용에 의해 본 명세서에 포함되고, 인용된 어떠한 문헌도 본 발명에 대한 종래기술로서 본 출원인이 인정한 것으로 받아들여져서는 안 된다.

본 발명의 특정한 실시예가 도시되고 설명되었지만, 당업자에게는, 본 발명의 정신 및 범위를 이탈하지 않고 여러 가지 다른 변경 및 수정이 이루어질 수 있다는 것이 명백할 것이다. 따라서, 첨부된 청구범위에서는, 본 발명의 범위에 있는 모든 그러한 변경 및 수정을 포함하도록 의도되었다.

본 발명의 정전 스프레이 장치에 의하면, 액체 조성물이 정전기적으로 즉각적으로 스프레이될 준비가 되었다는 것을 확인하는 단계만으로 액체 조성물을 원활하게 스프레이할 수 있다.

Claims (8)

1. 액체 조성물을 정전기적으로 대전시켜 액체 조성물 공급원으로부터 분사점으로 분사하는 정전 스프레이 장치에 있어서,

   작동기,

   고전압을 발생시키는 고전압 발생기,

   상기 작동기 및 상기 고전압 발생기를 작동시키기 위한 파워 소스,

   상기 액체 조성물 공급원을 수용하는 용기, 및

   분사 수단을 포함하고,

   상기 분사 수단은,

   상기 용기로부터 상기 액체 조성물을 공급하기 위해 상기 용기에 대해 바로 상류에 있고, 작동기에 의해 구동되도록 상기 작동기에 기계식으로 연결되는 펌프,

   상기 고전압 발생기에 전기 접속되어, 상기 액체 조성물을 정전기적으로 대전시키는 방출 전극,

   상기 분사점에 배치되어, 상기 액체 조성물을 분사하기 위한 노즐,

   파워 소스를 조작하기 위한 스위치, 및

   상기 스위치가 조작됨에 따라 스프레이 모드와 드립핑 모드를 선택적으로 제공하기 위한 선택기

   를 포함하고,

   상기 드립핑 모드는, 대전되지 않은 상기 액체 조성물이 노즐을 통해 분사되도록 상기 펌프가 단독으로 작동되는 모드이고, 상기 스프레이 모드는 노즐로부터 분사되기 전에 상기 방출 전극에서 대전되는 상기 액체 조성물이 상기 노즐을 통해 분사되도록 상기 펌프와 상기 방출 전극이 동시에 작동되는 모드이고,

   상기 선택기는 핸들, 제1 촉각 스위치, 및 제2 촉각 스위치를 포함하고,

   상기 핸들은 상기 스위치의 스위치 놉과 결합되어 함께 이동가능하며, 상기 제1 및 제2 촉각 스위치와 선택적으로 결합가능한 부분을 가지고,

   상기 제1 촉각 스위치는 인쇄 회로판 상에 장착되고 상기 고전압 발생기 및 상기 작동기를 작동시키도록 연결되어, 상기 핸들에 의해 가압되는 경우 상기 스프레이 모드가 실행되고,

   상기 제2 촉각 스위치는 상기 인쇄 회로판 상에 장착되고 상기 작동기를 작동시키도록 연결되어, 상기 핸들에 의해 가압되는 경우 상기 드립핑 모드가 실행되는 것을 특징으로 하는 정전 스프레이 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 작동기, 상기 고전압 발생기, 및 상기 파워 소스, 상기 스위치, 및 상기 선택기를 지지하는 하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 스프레이 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 선택기가 사용자의 손가락에 의해 조작되도록, 상기 하우징의 외부에 노출되어 있으며,

   상기 선택기가 상기 드립핑 모드를 형성하는 드립핑 위치와 상기 스프레이 모드를 형성하는 스프레이 위치 사이에서 이동 가능하며,

   상기 선택기가 상기 스위치에 바로 인접하여 상기 스위치를 둘러싸며, 상기 드립핑 위치와 상기 스프레이 위치 사이에서 축 주위로 회전 가능한

   것을 특징으로 하는 정전 스프레이 장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 선택기가, 상기 모터와 상기 방출 전극이 작동되지 않도록 하는 록 위치를 가지는 것을 특징으로 하는 정전 스프레이 장치.
5. 제2항에 있어서,

   상기 하우징의 외부에, 상기 드립핑 모드와 상기 스프레이 모드 중 어느 것이 선택되었는지를 표시하는 표시기가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 정전 스프레이 장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 고전압 발생기, 상기 파워 소스, 상기 분사 수단, 상기 용기, 상기 스위치 및 상기 선택기를 지지하는 하우징에 분리 가능하게 장착되는 외부 덮개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 스프레이 장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 스프레이 모드가, 상기 고전압 발생기의 작동 시점으로부터 지연 시간을 가진 후에 상기 펌프의 작동을 시작하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 정전 스프레이 장치.
8. 제1항에 있어서,

   상기 스프레이 모드가, 상기 고전압 발생기로부터의 상기 고전압을 모니터링 하고, 모니터링된 상기 고전압이 임계 레벨을 초과한 때 상기 고전압 발생기와 상기 펌프의 작동을 중단하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 정전 스프레이 장치.

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