KR101343822B1 - 분사폭 제어 장치 일체형 초음파 분사 노즐 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 분사폭 제어 장치 일체형 초음파 분사 노즐를 제공하는 것을 목적으로 하는 것으로, 본 발명에 의한 분사폭 제어 장치 일체형 초음파 분사 노즐의 구성은 내부에 공간부가 구비된 메인 용기(10)와; 상기 메인 용기(10)의 하부측과 마주하는 면에 화염 분출구가 구비되고 상기 화염 분출구의 둘레부 위치에는 구이판 지지부(22)가 구비되어 상기 메인 용기(10)에 결합된 어퍼 서포터(20)와; 내부에 연료 충전부가 구비되고 상기 연료 충전부의 둘레부에는 섹션 콘택트부(34)가 구비되어 상기 어퍼 서포터(20)의 상기 화염 분출구와 마주하는 위치에 배치되도록 상기 메인 용기(10)에 결합되며 상기 섹션 콘택트부(34)에 의해 상기 메인 용기(10)와 부분적으로 접촉되면서 다른 부분은 상기 메인 용기(10)와 이격된 상태로 배치된 연료 용기(30)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

분사폭 제어 장치 일체형 초음파 분사 노즐{Ultrasonic atomization nozzle integrated with spray pattern apparatus}
본 발명은 분사폭 제어 장치 일체형 초음파 분사 노즐에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 페인트와 같이 점성이 있는 액체를 분사 대상물(페인트를 도포하는 대상물인 경우 피도장 물체)에 분사할 때에 분사액이 대상물 표면에서 튀어 나와서 분사액의 낭비가 되는 요인을 해소하면서도 미립화된 분사액 입자의 방향성을 제어할 수 있어서 대상물에 대한 코팅 효율성 등을 향상시키고 분사액의 미립화된 입자의 방향성을 유도하기 위한 별도의 보조장치를 사용할 필요가 없어서 작업 능률과 생산성 향상 등의 바람직한 결과를 기대할 수 있는 분사폭 제어 장치 일체형 초음파 분사 노즐에 관한 것이다.
일반적으로, 페인트 도장 대상물에 페인트를 도포할 경우에는 스프레이 건과 같은 분무 장치를 이용하여 페인트를 분무하는 경우가 많다. 액체를 무화(Atomization)시키는 분사장치(Spray Gun)는 그것을 무화시키는데 통상 2~3kg/㎠의 비교적 높은 압축공기의 힘을 이용한다. 즉, 에어 콤프레서와 같은 압축공기 발생 장치에서 공급되는 고압의 에어로 액체를 무화시켜서 분무함으로써 페인트 등을 대상물에 도장을 하는 것인데, 이러한 스프레이 등의 분사 장치로 액체를 분무하는 경우에는 분사액이 대상물 표면에서 튀어 나와서 분사액의 낭비(분사액이 페인트일 경우에는 페인트의 낭비)가 많이 되는 문제가 있다.
한편, 초음파의 진동을 이용한 액체의 분사 장치가 개발되어 사용되고 있다. 초음파 진동 액체 분사 장치는 진동자의 진동을 이용하여 액체를 미립자로 만들어서 대상물 표면에 분사하는 방식인데, 이러한 초음파 액체 분사 장치의 압축 공기의 힘을 전혀 이용하지 않고 단지 초음파의 진동만을 이용함으로써, 일반 스프레이 건에 비하여 액체를 분사할 때 물체로부터의 분사액이 되튀어 오르는 힘이 거의 없으므로, 분사액의 낭비가 거의 없는 장점이 있지만, 상기 초음파 분사 장치는 압축공기를 사용하지 않고 분사하는 관계로 미립화된 입자(분사액 입자)의 방향성을 제어하지는 못하므로, 실제 페인트 코팅작업에서는 압축공기를 사용하여 미립화된 액체의 방향성을 유도하기 위한 보조장치를 사용해야 하는 실정이다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 개발된 것으로, 본 발명의 목적은 페인트와 같이 점성이 있는 액체를 분사 대상물(페인트를 도포하는 대상물인 경우 피도장 물체)에 분사할 때에 분사액이 대상물 표면에서 튀어 나와서 분사액의 낭비가 되는 요인을 해소하면서도 미립화된 분사액 입자의 방향성을 제어할 수 있어서 대상물에 대한 코팅 효율성 등을 향상시키고 분사액의 미립화된 입자의 방향성을 유도하기 위한 별도의 보조장치를 사용할 필요가 없어서 작업 능률과 생산성 향상 등의 바람직한 결과를 기대할 수 있는 분사폭 제어 장치 일체형 초음파 분사 노즐을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은 초음파 분사 장치에 압축공기 토출부를 일체화하여 제작하여, 사용 편의성을 높임과 동시에 진동 노즐의 끝단에 일정 각도를 갖는 저압의 압축공기를 분사하여 점도가 높은 도료도 무화를 가능하게 할 수 있는 새로운 분사폭 제어 장치 일체형 초음파 분사 노즐을 제공하는 것이 주요 목적이다. 통상 초음파 노즐로 도료(페인트)를 무화할때는 진동에 의한 미립자가 생성되더라도 점도가 높을 경우 다시 액적이 결합하여 미세 무화가 되지 않지만 본 발명은 액적이 재결합하는 것을 막아서 미립자 상태를 유지하며 동시에 코팅에 유리한 패턴을 형성시켜서 원활한 도료 코팅 작업을 가능하게 하는 분사폭 제어 장치 일체형 초음파 분사 노즐을 제공할 수 있게 된다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의하면, 내부에 압축 공기의 공급을 위한 유입 챔버(12)가 구비된 노즐 바디부(10)와; 상기 노즐 바디부(10)에 내장되어 선단부측 일부가 상기 노즐 바디부(10)의 전면으로 돌출되며 그 내부로는 분사 액체(6)의 공급이 이루어지는 노즐 슬리브(20)와; 상기 노즐 바디부(10)의 상기 유입 챔버(12)에 내장되어 상기 노즐 슬리브(20)를 초음파 진동시켜서 상기 노즐 슬리브(20) 내부로 통과하는 분사 액체(6)를 초음파로 무화시키는 초음파 진동자(30)와; 상기 노즐 바디부(10)의 전면에 구비되며 전단부로는 상기 노즐 슬리브(20)의 선단부가 노출되도록 하며 그 내부에는 상기 노즐 바디부(10)의 상기 유입 챔버(12)와 연통되면서 상기 노즐 슬리브(20)의 선단부 액체 분출공(20h) 부분에 일정 각도 경사지게 압축 공기를 공급하여 상기 노즐 슬리브(20)의 상기 액체 분출공(20h)으로 분사되는 액체(6)의 분사 패턴(6P)을 조절하는 적어도 두 개의 대향 배치된 압축 공기 유도로(42P)가 구비된 압축 공기 유도부(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 분사폭 제어 장치 일체형 초음파 분사 노즐이 제공된다.
상기 압축 공기 유도부(40)의 상기 압축 공기 유도로(42P)는 상기 노즐 슬리브(20)의 길이 방향과 일정 각도로 벌어진 위치이면서 서로 대향되는 위치에 배치되어, 상기 압축 공기 유도로(42P)의 선단부에서 압축 공기가 서로 대향되는 위치에서 분사되면서 상기 분사 액체(6)의 분사폭(6W)을 조절하는 것을 특징으로 한다.
상기 분사 액체(6)의 분사 패턴(6P) 조절은 상기 분사 액체(6)의 분사폭(6W) 조절을 의미하는 것을 특징으로 한다.
상기 노즐 슬리브(20)의 선단부 액체 분출공(20h)에서 분사되는 상기 분사 액체(6)의 분사폭(6W)은 상기 대향된 위치의 각 압축 공기 유도로(42P)에서 압축 공기가 분사될 때에 일자형으로 조절되는 것을 특징으로 한다.
상기 대향 위치의 압축 공기 유도로(42P)의 끝단 압축 공기 토출공(42h)은 상기 노즐 슬리브(20)의 길이 방향 중심부를 기준으로 바깥쪽으로 예각 범위 내에서 벌어지게 배열된 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 노즐 슬리브(20)의 상기 액체 분출공(20h)은 압축 공기 유도부(40)의 전면으로 노출되고, 상기 압축 공기 유도부(40)에는 적어도 두 개의 대칭되는 에어 가이드 호온(46a)이 구비되며, 상기 에어 가이드 호온(46a)에는 상기 노즐 슬리브(20)의 상기 액체 분출공(20h) 중심부에 대해 경사진 각도로 압축 공기를 분사하도록 상기 대칭된 위치에 배열된 상기 에어 가이드 호온(46a)에 각각 관통 형성된 것이 바람직하다.
상기 압축 공기 유도로(42P)의 상기 압축 공기 토출공(42h)이 상기 노즐 슬리브(20)의 길이 방향 중심부에 대해 경사진 각도는 15°~ 35° 범위인 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 노즐 바디부에 내장된 노즐 슬리브 내부로 페인트 도료가 안내되어 지나가고, 노즐 슬리브의 내부를 통과한 액체(페인트 도료)가 노즐 슬리 브의 선단부에 형성된 액체 분출공부터 뿜어져 나올 때에 초음파 진동자의 초음파 진동 작동으로 인하여 페인트 도료를 미립자로 무화(Automization)시키고, 초음파 진동자에 의해 무화된 페인트 도료 입자가 노즐 슬리브의 선단부측 액체 분출공으로부터 나올 때에 상기 압축 공기 유도부에 형성된 압축 공기 유도부로부터 페인트 도료 분사 중심부를 향하여 대향되면서 경사지게 압축 공기가 공급되면서 페인트가 일자형 패턴으로 분사되어 나오게 되므로, 종래에 스프레이 등의 분사 장치로 액체를 분무하는 경우에는 분사액이 대상물 표면에서 튀어 나와서 분사액의 낭비(분사액이 페인트일 경우에는 페인트의 낭비)가 많이 되는 문제가 생기는 것을 방지할 수 있으며, 미립화된 입자(분사액 입자)의 방향성을 제어하여 페인트를 도포하기 편리한 일자형 패턴으로 제어하여 분사하므로, 페인트 코팅 작업에 있어서 편리성을 높여 능률을 기할 수 있으며, 미랍화된 입자의 방향성 제어를 위한 별도의 보조장치를 구비하지 않아도 되므로, 구조적인 측면이나 경제적이 측면 등에서 매우 바람직한 효과를 기대할 수 있다.
본 발명은 분사폭 제어 장치 일체형 초음파 분사 노즐로서, 이처럼 분사폭 제어 장치가 일체형이면서 초음파 무화 장치를 통합한 구조를 가짐으로 인하여 다음과 같은 효과를 가질 수 있게 된다.
1. 높은 도료 도착률에 의해서 비용의 70% 절약
(1) 스프레이건 도장시 로스(Loss)비용 : 30만원/말 × 0.8 = 24만원(도착률 20%)
(2)본 발명에 의한 스프레이건 도장시 로스(Loss) 비용 : 30만원/말 × 0.1 = 3만원(도착률 90%)
따라서, 종래에 비하여 21만원 절약
2. 배기장치 부하량 감소 : 적은 에어압력을 사용함으로써 도착율이 높아 비산되는 도료입자가 거의 없어 배기풍량이 적다.
(1) 일반 도장부스의 배기량 : 200㎥/min, 가격 약 2000천만원
(2) 초음파스프레이시의 배기량 : 1~10 ㎥/min 약 30만원
3. 급기 장치 공급 에어의 감소 : 배기량이 작아 급기량도 동시에 감소
(1) 일반 급기장치의 가격 : 약 3000만원~8000천만원
(2) 본 발명의 초음파스프레이시의 장치가격 : 약 500만원
따라서, 급기장치 운영비의 절감 : 동절기 히터 운전비 약 천만원 하절기 냉동기 운전비 약 천만원
4. 도착률 증가로 생산속도가 증가되고 인건비 감소
설비에 동시 여러 명이 들어가서 작업을 해야하는데 반하여 단일 장비 개념으로 각각 인원을 배치하는 타입으로 도장이 가능하게 되어 40명 소요되는 공정을 20명으로 가능하게 함. 따라서, 인건비 월 8,000만원에서 월 4,000만원으로 절감.
도 1은 본 발명의 외관 사시도
도 2는 도 1의 정면을 보여주는 사시도
도 3은 도 2에 도시된 압축 공기 유도부를 분해하여 보여주는 사시도
도 4는 도 3에 도시된 노즐 바디부의 정면도
도 5는 본 발명의 정면도
도 6 내지 도 8은 본 발명의 내부 구성과 작동 상태를 개략적으로 보여주는 평단면도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 분사폭 제어 장치 일체형 초음파 분사 노즐은 내부에 압축 공기의 공급을 위한 유입 챔버(12)가 구비된 노즐 바디부(10)에 노즐 슬리브(20)와 압축 공기 유도부(40)가 결합된 구조를 이루고 있는 것으로, 페인트와 같이 점성이 있는 액체(6)를 분사 대상물(페인트를 도포하는 대상물인 경우 피도장 물체)에 분사할 때에 분사액의 분사 패턴(6P)(분사폭(6W))을 조절함으로써 분사액의 낭비를 방지하고 미립화된 분사액 입자의 방향성을 제어할 수 있어서 대상물에 대한 코팅 효율성 등을 향상시키는 등의 여러 가지 매우 바람직한 결과를 취득할 수 있는 것에 주요 특징이 있는 발명이다.
상기 노즐 바디부(10)는 내부에 압축 공기가 소통하기 위한 유입 챔버(12)가 구비된 육면체 박스 형상으로 구성된다. 노즐 바디부(10)의 전면에는 나사홀이 형성되어 있으며, 노즐 바디부(10)의 일면에는 코팅기 등에 고정을 하기 위한 거치용 브라켓 볼트(14)가 구비되어 있다. 또한, 노즐 바디부(10)의 상면에는 압축 공기 주입구(16)가 구비되고, 이 압축 공기 주입구(16)에는 커넥터(예를 들어, 엘보관 등)와 호스 등에 의해 압축 공기 공급기(예를 들어, 콤프레서)가 연결되어 있다. 그리고, 노즐 바디부(10)의 후면에는 코팅용 액체 주입구(18)가 형성되어 있다. 코팅용 액체 주입구(18)는 점성이 있는 분사용 액체 공급기(본 발명에서는 페인트, 즉 도료 공급기)에 호스 등을 매개로 연결된다. 노즐 바디부(10)의 전면에는 공기 토출부 베이스(11)가 구비되고, 공기 토출부 베이스(11) 외주면에는 나사부가 형성되어 후술할 압축 공기 유도부(40)를 구성하는 노즐팁(44) 후단부 내주면의 나사부가 공기 토출부 베이스(11)의 나사부에 나사식으로 결합되어 노즐 바디부(10) 전면에 압축 공기 유도부(40)가 구비되는 구조를 취할 수 있다. 물론, 공기 토출부 베이스(11)에는 노즐 바디부(10) 내부의 유입 챔버(12)에 연통되면서 압축 공기 유도부(40) 내부의 압축 공기 유도로(42P)와 연통되는 에어공(17)이 형성되어 있다. 이때, 공기 토출부 베이스(11)의 중심부를 기준으로 대칭되는 위치에 적어도 두 개의 에어공(17)이 구비될 수 있다.
본 발명은 노즐 바디부(10)에 내장되어 선단부측 일부가 노즐 바디부(10)의 전면으로 돌출되며 그 내부로는 분사 액체(6)의 공급이 이루어지는 노즐 슬리브(20)가 구비된다. 이 노즐 슬리브(20)는 일자관 형상으로 구성되는데, 노즐 슬리브(20)의 후단부는 노즐 바디부(10) 후단의 코팅용 액체 주입구(18)에 연결됨과 동시에 노즐 슬리브(20)의 선단부측 외주면은 노즐 바디부(10)의 전면에 형성된 슬리브 결합공(40h)에 상대 슬라이드 가능하게 결합되어 노즐 슬리브(20)의 선단부측 외주면 일부와 액체 분출공(20h)이 노즐 바디부(10)의 전면으로 노출된 구조를 가지고 있다.
상기 노즐 바디부(10)의 유입 챔버(12)에는 초음파 진동자(30)가 내장된다. 이때, 초음파 진동자(30)는 일정 체적을 가진 블록 형상으로 구성될 수 있는데, 이러한 초음파 진동자(30)가 노즐 슬리브(20)의 외주면에 결합된 구조를 취할 수 있다. 한편, 초음파 진동자(30)는 미도시된 전원 공급부에 의해 전원이 공급되면 초음파 진동하는 소자(예를 들어, 피에조 소자 등)로 구성될 수 있으며, 상기 노즐 슬리브(20)가 노즐 바디부(10)에 전후진 가능하게 결합되어 있어서 상기 초음파 진동자(30)가 작동하면 노즐 슬리브(20)가 초음파 진동하면서 노즐 슬리브(20)의 내부를 통과하여 선단부의 액체 분출공(20h)으로 액체(6)(본 발명에서는 점성이 있는 페인트 도료)가 토출되어 나올 때에 액체(6)를 미립자로 형성하는 무 화( Automization )가 수행될 수 있게 된다. 초음파 진동자(30)가 노즐 바디부(10)의 유입 챔버(12) 내부에 설치되어 초음파 진동하면, 초음파 진동자(30)의 전후 방향 진동 거리에 비하여 노즐 슬리브(20)의 선단부측은 더욱더 큰 진동 거리로 초음파 진동하므로, 초음파 진동에 의한 무화 효율을 극대화시킬 수 있게 된다. 즉, 초음파 진동자(30)가 조금만 전후 진동 작동하더라도 노즐 슬리브(20)의 선단부측에는 초음파 진동이 증폭되어 전달되므로, 노즐 슬리브(20)의 선단부측이 초음파 진동자(30)의 전후 방향 진동 거리에 비하여 상당히 증폭된 진동 거리로 초음파 진동하므로, 노즐 슬리브(20)의 페인트 도료가 통과하여 노즐 슬리브 (20) 선단부의 액체 분출공( 20h)으로 토출될 때에 페인트 도료를 미립자로 만드는 무화 효율이 극대화되는 것이다. 상기 액체(6)(즉, 본 발명에서는 페인트 도료와 같은 점성이 있는 액체를 의미함)의 무화는 실제로 노즐 슬리브 (20)의 끝단(즉, 초음파 노즐의 끝단)에서 이루어지게 된다는 점을 이해해야 할 것이다. 즉, 노즐 슬리브(20)의 액체 분출공(20h)으로 액체(6)(즉, 페인트 도료)가 나올 때에 노즐 슬리브(20)가 초 음파 진동자(30)에 의해 길이 방향으로 초음파 진동을 하면서 떨어내며 액체(6)의 무화를 시키는 것이다.
본 발명에 의하면, 상기 노즐 바디부(10)의 전면에 구비되며 전단부로는 노즐 슬리브(20)의 선단부가 노출되도록 하며 그 내부에는 노즐 바디부(10)의 유입 챔버(12)와 연통되면서 노즐 슬리브(20)의 선단부 액체 분출공(20h) 부분에 일정 각도 경사지게 압축 공기를 공급하여 노즐 슬리브(20)의 액체 분출공(20h)으로 분사되는 액체(6)의 분사 패턴(6P)을 조절하는 적어도 두 개의 대향 배치된 압축 공기 유도로(42P)가 구비된 압축 공기 유도부(40)를 포함한다.
이때, 압축 공기 유도부(40)는 중심부에 노즐 슬리브(20)의 선단부측 외주면에 결합되는 슬리브 결합공(40h)이 형성된다. 또한, 압축 공기 유도부(40)는 내부에 노즐 바디부(10)의 전면에 중심부를 기준으로 대칭되는 위치에 적어도 두 개 이상 형성된 압축 공기 공급공과 연통되는 압축 공기 유도로(42P)가 형성되어 있다.
본 발명에서는 압축 공기 유도부(40)가 노즐팁(44)과, 이 노즐팁(44)에 구비된 에어 가이더(46)(Horn member)로 구성될 수 있다.
상기 노즐팁(44)은 후단에 결합 보스(44a)가 형성되고, 이 결합 보스(44a)의 외주면에는 나사부가 형성되어, 노즐팁(44) 후단의 결합 보스(44a) 외주면의 나사부가 노즐 바디부(10)의 전면 중앙부에 형성된 나사홀에 나사식으로 결합된다. 노즐팁(44)의 내부 중앙부에는 제1슬리브 결합공(40h1)이 형성되어 있다. 또한, 노즐팁(44)의 내부에는 중심부를 기준으로 대칭되는 적어도 두 개의 제1압축 공기 유도로(42p1)가 형성되어 있으며, 이 제1압축 공기 유도로(42p1)는 노즐 바디부(10)의 압축 공기 공급공과 연통된다. 물론, 노즐 바디부(10)의 압축 공기 공급공은 내부의 유입 챔버(12)와 연통되어 노즐 바디부(10)의 압축 공기 주입부와 연통되어 있는 구조이다.
상기 에어 가이더(46)는 노즐팁(44)의 전면에 구비되는데, 본 발명에서는 연결링체(48)에 의해 에어 가이더(46)가 노즐팁(44)의 전면에 결합된 구조를 취할 수 있다. 노즐팁(44)의 외주면에 나사부가 형성되고, 연결링체(48) 내주면에 나사부가 형성되며, 연결링체(48) 전단부에 반경 방향 내측으로 연장된 지지턱이 형성되고, 에어 가이더(46)의 외주면에서 반경 방향 외측으로 연장된 플랜지부가 구비되어, 상기 연결링체(48) 내주면의 나사부를 노즐팁(44) 외주면에 나사식으로 결합하면, 상기 에어 가이더(46)의 플랜지부가 연결링체(48)의 지지턱에 걸려진 상태로 결합되므로, 에어 가이더(46)가 노즐팁(44)의 전면에 견고하게 결합된 구조를 취할 수 있다. 이때, 상기 노즐 슬리브(20)의 액체 분출공(20h)은 압축 공기 유도부(40)의 전면으로 노출되고, 상기 압축 공기 유도부(40), 다시 말해, 상기 에어 가이더(46)에는 적어도 두 개의 대칭되는 에어 가이드 호온(46a)이 구비되며, 상기 에어 가이드 호온(46a)에는 노즐 슬리브(20)의 액체 분출공(20h) 중심부에 대해 양쪽의 대칭된 위치에서 경사진 각도로 압축 공기를 분사하도록 제2압축 공기 유도로(42p2)가 각각 관통 형성되어 있다. 또한, 에어 가이더(46)의 중심부에는 노즐팁(44)의 제1슬리브 결합공(40h1)과 연통되는 제2슬리브 결합공(40h2)이 형성되어 있다.
따라서, 상기 노즐팁(44)의 제1압축 공기 유도로(42p1)와 에어 가이더(46)의 제2압축 공기 유도로(42p2)가 압축 공기 유도부(40)의 압축 공기 유도로(42P)(상기 노즐 바디부(10) 내부의 유입 챔버(12)에 에어공(17)을 통하여 연통됨)를 형성하고, 상기 제1슬리브 결합공(40h1)과 제2슬리브 결합공(40h2)이 노즐 바디부(10)에 내장된 노즐 슬리브(20)의 선단부측 외주면을 감싸는 슬리브 결합공(40h)을 형성하는 것이며, 상기 노즐 슬리브(20) 선단부측의 액체 분출공(20h)은 압축 공기 유도부(40)의 슬리브 결합공(40h)에서 보다 앞으로 튀어 나와 있는 구조를 이룰 수 있으며, 노즐 슬리브(20)의 선단부측 액체 분출공(20h)의 둘레부 위치에 상기 압축 공기 유도부(40)의 대칭되는 위치의 적어도 두 개의 압축 공기 유도로(42P)가 배치된 구조를 취할 수 있다.
다시 말해, 상기 압축 공기 유도부(40)의 압축 공기 유도로(42P)는 노즐 슬리브(20)의 길이 방향과 일정 각도로 벌어진 위치이면서 서로 대향되는 위치에 배치되어, 상기 압축 공기 유도로(42P)의 선단부에서 압축 공기가 서로 대향되는 위치에서 분사되면서 노즐 슬리브(20)의 선단부측 액체 분출공(20h)에서 나오는 분사 액체(6)의 분사폭(6W)을 조절한다.
이때, 상기 분사 액체(6)의 분사 패턴(6P) 조절은 분사 액체(6)의 분사폭(6W) 조절을 의미하며, 노즐 슬리브(20)의 선단부 액체 분출공(20h)에서 분사되는 분사 액체(6)의 분사폭(6W)은 상기 대향된 위치의 각 압축 공기 유도로(42P)에서 압축 공기가 분사될 때에 일자형으로 조절될 수 있게 된다. 즉, 분사 액체(6)가 일자형 분사 패턴(6P)으로 분사되어 나올 수 있는 것이다. 본 발명은 주로 분사 액체(6)로는 점성이 있는 액체(6)(특히, 페인트 도료)를 분사하는 것에 주로 채용되는데, 상기 노즐 슬리브(20)의 선단부측 액체 분출공(20h)으로부터 페인트 도료가 분사되면, 페인트 도료가 노즐 슬리브(20)의 액체 분출공(20h) 외부 위치에 대향되도록 배열된 두 개 위치의 압축 공기 유도로(42P)에서 뿜어져 나오는 압축 공기에 의해 일자형 분사 패턴(6P)으로 분사될 수 있게 된다.
바람직하게, 상기 대향 위치의 압축 공기 유도로(42P)의 끝단 압축 공기 토출공(42h)은 노즐 슬리브(20)의 길이 방향 중심부를 기준으로 바깥쪽으로 예각 범위 내에서 벌어지게 배열된 구조를 갖는다. 본 발명에서는 압축 공기 유도로(42P)의 압축 공기 토출공(42h)이 노즐 슬리브(20)의 길이 방향 중심부에 대해 경사진 각도는 15°~ 35° 범위로 하는데, 상기 경사 각도 범위에서 압축 공기를 토출하면 페인트 도료의 일자형 패턴 폭을 필요한 범위에서 충분히 가감할 수 있어서 페인트 도료의 코팅 효율성을 보다 높이는 것을 기대할 수 있다.
한편, 상기 압축 공기 유도부(40)는 단일의 바디로 형성되고, 상기 압축 공기 유도로(42P)와 슬리브 결합공(40h) 및 결합보스(44a)가 단일의 바디 구조인 압축 공기 유도부(40)에 구비되는 구조도 가능함을 이해하여야 할 것이다.
상기한 구성의 본 발명에 의하면, 노즐 바디부(10)에 내장된 노즐 슬리브(20) 내부로 페인트 도료가 지나갈 때에 초음파 진동자(30)가 초음파 진동 작동하여 페인트 도료를 미립자로 무화(Automization)시키고, 초음파 진동자(30)에 의해 무화된 페인트 도료 입자가 노즐 슬리브(20)의 선단부측 액체 분출공(20h)으로 나올 때에 상기 압축 공기 유도부(40)에 형성된 압축 공기 유도부(40)로부터 페인트 도료 분사 중심부를 향하여 대향되면서 경사지게 압축 공기가 공급되면서 페인트가 일자형 패턴으로 분사되어 나오게 된다.
따라서, 종래에 스프레이 등의 분사 장치로 액체(6)를 분무하는 경우에는 분사액이 대상물 표면에서 튀어 나와서 분사액의 낭비(분사액이 페인트일 경우에는 페인트의 낭비)가 많이 되는 문제가 생기는 것을 방지할 수 있으며, 미립화된 입자(분사액 입자)의 방향성을 제어하지 못하여 실제 페인트 코팅작업에서는 압축공기를 사용하여 미립화된 액체(6)의 방향성을 유도하기 위한 보조장치를 사용해야 하는 종래와 달리, 미립화된 입자(분사액 입자)의 방향성을 제어하여 페인트를 도포하기 편리한 일자형 패턴으로 제어하여 분사하므로, 페인트 코팅 작업에 있어서 편리성을 높여 능률을 기할 수 있으며, 미랍화된 입자의 방향성 제어를 위한 별도의 보조장치를 구비하지 않아도 되므로, 구조적인 측면이나 경제적이 측면 등에서 매우 바람직한 효과를 기대할 수 있다.
다시 말해, 본 발명은 초음파분사장치에 압축공기 토출부를 일체화하여 제작하여 사용 편의성을 높임과 동시에 진동 노즐의 끝단에 일정 각도를 갖는 저압의 압축공기를 분사하여 점도가 높은 도료도 무화를 가능하게 한 것으로, 통상 초음파 노즐로 도료를 무화할때는 진동에 의한 미립자가 생성되더라도 점도가 높을 경우 다시 액적이 결합하여 미세무화가 되지 않지만 본 발명품은 액적이 재결합하는 것을 막아서 미립자 상태를 유지하며 동시에 코팅에 유리한 패턴을 형성시켜 도료코팅 작업을 가능하게 한다는 점에서 의미가 큰 발명이라 하겠다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
10. 노즐 바디부 12. 유입 챔버
16. 압축 공기 유입구 18. 코팅용 액체 주입구
20. 노즐 슬리브 30. 초음파 진동자
40. 압축 공기 유도부 42P. 압축 공기 유도로
44. 노즐팁 46. 에어 가이더
48. 연결링체

Claims (6)

  1. 내부에 유입 챔버(12)가 구비된 노즐 바디부(10)와;
    상기 노즐 바디부(10)에 내장 설치되며 그 내부로는 분사 액체(6)의 공급이 이루어지는 노즐 슬리브(20)와;
    상기 노즐 바디부(10)의 상기 유입 챔버(12)에 내장되어 상기 노즐 슬리브(20)를 초음파 진동시켜서 상기 노즐 슬리브(20) 내부로 통과하는 분사 액체(6)를 무화시키는 초음파 진동자(30)와;
    상기 노즐 바디부(10)의 전면에 구비되어 그 전단부로는 상기 노즐 슬리브(20)의 선단부가 노출되도록 하며 그 내부에는 상기 노즐 바디부(10)의 상기 유입 챔버(12)와 연통되면서 상기 노즐 슬리브(20)의 선단부 액체 분출공(20h) 부분에 일정 각도 경사지게 압축 공기를 공급하여 상기 노즐 슬리브(20)의 상기 액체 분출공(20h)으로 분사되는 액체(6)의 분사 패턴(6P)을 조절하는 적어도 두 개의 대향 배치된 압축 공기 유도로(42P)가 구비된 압축 공기 유도부(40);를 포함하고,
    상기 압축 공기 유도부(40)의 상기 압축 공기 유도로(42P)는 상기 노즐 슬리브(20)의 길이 방향과 일정 각도로 벌어진 위치이면서 서로 대향되는 위치에 배치되어, 상기 압축 공기 유도로(42P)의 선단부에서 압축 공기가 서로 대향되는 위치에서 분사되면서 상기 분사 액체(6)의 분사폭(6W)을 조절하며,
    상기 초음파 진동자(30)는 상기 노즐 슬리브(20)의 외주면에 결합되고, 상기 노즐 슬리브(20)가 상기 노즐 바디부(10)에 전후진 가능하게 결합되어, 상기 초음파 진동자(30)가 작동하면 상기 노즐 슬리브(20)가 전후진 초음파 진동함으로써 상기 노즐 슬리브(20)의 내부를 통과하여 선단부의 액체 분출공(20h)으로 점성이 있는 액체(6)가 토출되어 나올 때에 상기 액체(6)를 미립자로 형성하는 무화가 수행되도록 구성된 것을 특징으로 하는 분사폭 제어 장치 일체형 초음파 분사 노즐.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 노즐 슬리브(20)의 선단부 액체 분출공(20h)에서 분사되는 상기 분사 액체(6)의 분사폭(6W)은 상기 대향된 위치의 각 압축 공기 유도로(42P)에서 압축 공기가 분사될 때에 일자형으로 조절되는 것을 특징으로 하는 분사폭 제어 장치 일체형 초음파 분사 노즐.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 압축 공기 유도로(42P)의 끝단 압축 공기 토출공(42h)은 상기 노즐 슬리브(20)의 길이 방향 중심부를 기준으로 바깥쪽으로 예각 범위 내에서 벌어지게 배열된 구조인 것을 특징으로 하는 분사폭 제어 장치 일체형 초음파 분사 노즐.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 압축 공기 유도로(42P)의 상기 압축 공기 토출공(42h)이 상기 노즐 슬리브(20)의 길이 방향 중심부에 대해 경사진 각도는 15°~ 35° 범위인 것을 특징으로 하는 분사폭 제어 장치 일체형 초음파 분사 노즐.
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