KR101708749B1 - 미세 분사 노즐을 갖는 용액 분사 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저장용기에 저장된 용액을 사용시마다 일정량씩 토출하여, 미세한 미립상태의 미스트 상태로 분출하여 사용하는 것이 가능하도록 하는 미세 분사 노즐을 갖는 용액 분사 유닛에 관한 것으로, 용액을 휴대하여 저장할 수 있는 저장용기와; 상기 저장용기와 결합되는 본체와; 상기 본체에서 연장되어 상기 용액을 외부로 분사시키는 펌핑캡과; 상기 펌핑캡 내부에 체결되어 상기 용액을 외부로 전달하는 샤프트와; 상기 펌핑캡의 전면에 유도유로가 형성되고, 상기 펌핑캡의 전면부에 삽입되어, 외주면을 따라 유입된 용액이 상기 유도유로를 통해 이동하도록 하는 유도캡과; 상기 유도캡에 삽입되고, 내측에 회전날개가 형성되어 와류를 발생시키는 분사캡을 포함하여 구성된다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 유입된 액체가 유도유로를 통해 이동하도록 하여, 액체의 유속 및 압력이 상승함에 따라 액체의 분출속도가 상승되어 액체가 넓은 면적으로 분사되는 효과가 있다.

Description

미세 분사 노즐을 갖는 용액 분사 유닛 { Liquid spray unit with fine injection nozzle }
본 발명은 저장용기에 저장된 용액을 사용시마다 일정량씩 토출하여, 미세한 미립상태의 미스트 상태로 분출하여 사용하는 것이 가능하도록 하는 미세 분사 노즐을 갖는 용액 분사 유닛에 관한 것이다.
일반적으로 용액 분사용 노즐은 액상 화장품, 물, 농약 등의 액체를 미세한 미립상태의 미스트 상태로 분출하여 사용하는 것이 가능한 장치를 말한다.
이러한 용액 분사용 노즐에는 기존에 널리 사용되어 왔던 수동 스프레이식 용액 분사용 노즐을 포함하여, 거치식으로 사용하는 스팀 가열 방식, 초음파 진동자를 이용한 노즐 등이 존재한다.
그러나, 스팀 가열 방식 미스트 노즐의 경우, 액체를 가열하여 스팀형식으로 액체를 미립화시켜 분사하는 방식으로, 액체를 비교적 작고 균일한 미립의 형태로 분사하는 것이 가능하다는 장점이 있으나, 가열장치를 구동하기 위하여 비교적 큰 전력이 필요하기에 장치의 크기가 커질 수 밖에 없어 휴대가 불가능한 것은 물론, 액체를 가열하는 방식이기에 액체성분에 변화가 생기는 문제점이 있다.
또한, 대한민국 등록특허 제1278532호에는 도 1에 도시된 바와 같이, 초음파를 이용하여 액체를 미스트 상태로 분사하는 휴대용 액상 화장품 전동 미스트 공급기가 게시된 바 있다.
그러나, 대한민국 등록특허 제1278532호에서는 초음파 진동자를 사용함에 따라 전원의 교체 또는 충전이 필요하고, 사용자가 기포 또는 수막에 의한 작동불량에 의해서 사용도중 노즐을 흔들어야 하는 문제점이 있다.
한편, 수동 스프레이식 노즐의 경우 액체 성분의 변화가 없고, 전원의 교체나 충전이 필요가 없다는 장점이 있으나, 분출공을 통해 분출되는 토출압만을 이용하여 액체를 분산시킴에 따라, 액체를 균일하게 분사시키는 것이 어렵다는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제1278532호
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 유입된 액체의 이동 유속 및 압력을 상승시키는 유로구조를 제공하여, 분사속도 및 압력을 증가시키는 미세 분사 노즐을 갖는 용액 분사 유닛를 제공하는 것이다.
뿐만 아니라, 본 발명은 분사공 내측 공간으로 돌출된 돌출부를 제공하여, 액체 표면장력 증가로 잔여물 발생을 방지하는 미세 분사 노즐을 갖는 용액 분사 유닛를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 와류를 발생시키는 회전날개를 제공하여, 가압된 액체의 회전분사를 유도하여 미세분사가 가능한 미세 분사 노즐을 갖는 용액 분사 유닛를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 용액이 저장되는 저장용기와; 상기 저장용기와 결합되는 헤드본체와; 상기 헤드본체에서 연장되어 상기 용액을 외부로 분사시키는 펌핑캡과; 상기 펌핑캡의 상하운동에 따라 용액의 분출압을 생성시키는 샤프트와; 전면에 유도유로가 형성되어, 외주면을 따라 유입된 용액이 상기 유도유로를 통해 이동하도록 상기 펌핑캡의 전면부에 삽입되는 유도캡과; 상기 유도캡 전면에 삽입되고, 내측에 회전날개가 형성되어, 상기 유도유로를 통해 이동된 용액이 와류를 발생시켜, 중앙부에 형성된 분사공을 통해 분사되도록 하는 분사캡을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 분사캡의 내측면에는 외측에서 중앙부분으로 갈수록 폭이 좁아지게 형성된 회전날개가 형성된다.
또한, 상기 유도캡은 중심부로부터 외측방향으로 상기 분사공을 향해 돌출부가 형성된다.
그리고, 상기 돌출부는 상기 분사공쪽의 돌출 단부로 갈수록 단면적이 작아지도록 형성된다.
또한, 상기 유도유로는 상기 유도캡 전면에 형성된 유도홈에 의해 형성된다.
그리고, 상기 유도유로는 상기 유도캡 전면에 형성된 유도돌기에 의해 형성된다.
또한, 상기 유도홈 및 상기 유도돌기는 상기 유도캡 전면 중심부로부터 다수개가 방사형으로 형성된다.
위에서 살핀 바와 같은 본 발명에 의한 미세 분사 노즐을 갖는 용액 분사 유닛에서는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
본 발명은 유입된 액체가 유도유로를 통해 이동하도록 하여, 액체의 유속 및 압력이 상승함에 따라 액체의 분출속도가 상승되어 액체가 넓은 면적으로 분사되는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 본 발명은 분사공 내측공간으로 돌출된 돌출부를 제공하여, 액체 표면장력이 증가됨에 따라 잔여물 발생을 방지하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 외측부분에서 중앙부분으로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성된 회전날개를 제공하여, 가압된 액체가 와류를 형성하도록 하여 회전 분사를 유도하고, 이를 통해 미세 분사가 가능하도록 하는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 휴대용 액상 화장품 전동 미스트 공급기의 전체 분해 결합 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 미세 분사 노즐을 갖는 용액 분사 유닛의 구체적인 실시예에 의한 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 미세 분사 노즐을 갖는 용액 분사 유닛의 구체적인 실시예를 구성하는 펌핑캡의 요부를 도시한 분해 사시도.
도 4a, 4b, 4c, 4d, 4e 및 4f는 본 발명에 의한 미세 분사 노즐을 갖는 용액 분사 유닛를 구성하는 유도캡의 다양한 실시예를 도시한 사시도.
도 5a, 5b 및 5c는 본 발명에 의한 미세 분사 노즐을 갖는 용액 분사 유닛를 구성하는 분사캡의 다양한 실시예를 도시한 사시도.
이하에서는 본 발명에 의한 미세 분사 노즐을 갖는 용액 분사 유닛의 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 의한 미세 분사 노즐을 갖는 용액 분사 유닛의 구체적인 실시예에 의한 단면도이고, 도 3은 본 발명에 의한 미세 분사 노즐을 갖는 용액 분사 유닛의 구체적인 실시예를 구성하는 펌핑캡의 요부를 도시한 분해 사시도.이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 미세 분사 노즐을 갖는 용액 분사 유닛의 구체적인 실시예는 용액을 저장할 수 있는 저장용기(미도시)와 상기 저장용기와 결합되는 헤드본체(100)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 헤드본체(100)는 내부면에 나사산이 형성되어 상기 저장용기와 결합된다.
그리고, 상기 헤드본체(100)의 상부에는 상기 용액을 외부로 분사시키는 펌핑캡(200)이 형성된다.
이때, 상기 펌핑캡(200)의 내부에는 펌핑캡(200)의 상하운동에 따라 용액의 분출압을 생성시키는 샤프트(300)가 형성된다. 상기 샤프트(300)의 외주면에는 스프링(310)이 형성되어,
상기 헤드본체(100)의 외부에는 상기 펌핑캡(200)의 불필요한 작동을 방지하는 덮개(600)가 삽입된다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 샤프트(300)에서 분사공(510)으로 연장되어 외주면을 따라 이동된 용액이 흐르도록 하는 펌핑캡 전면부(210)가 형성된다. 상기 펌핑캡 전면부(210)에는 외주면을 따라 유입된 용액이 중앙부분으로 유입되도록 하는 유도캡(400)이 삽입된다.
여기서, 상기 유도캡(400)이 삽입된 상기 펌핑캡 전면부(210)의 외주면을 따라 이동된 용액이 상기 유도캡(400)의 전면부 상에 이동하는 이동로인 유도유로(420)가 상기 유도캡(400)의 전면부에 형성된다. 상기 유도유로(420)는 이하 도 4a 내지 도 4f를 참고하여 추후 상세하게 설명하기로 한다.
그리고, 상기 유도캡(400)의 전면 중앙부에는 돌출부(410)가 형성된다. 상기 돌출부(410)는 유도캡(400) 전면에서 상기 분사캡(500)방향으로 갈수록 단면적이 작아지도록 형성되는 것이 바람직하다. 상기 돌출부(410)가 형성됨에 따라, 상기 펌핑캡(200)이 하단으로 이동하여 분사를 마친 상태에서, 상기 분사공(510)에 맺혀진 잔여 용액의 부착력이 강화되어 외부로 이탈되는 잔여물 발생을 방지한다. 이때 부착력의 강화는 잔여 용액의 양에 의해서도 영향을 받을 수도 있다.
또한, 상기 유도캡(400)에는 분사캡(500)이 삽입된다. 상기 분사캡(500)은 일측에 분사공(510)이 형성되어 유입된 용액을 외부로 배출시킨다. 상기 분사캡(500)의 내측에는 회전날개(520)가 형성된다. 상기 회전날개(520)는 외측에서 중앙부분으로 갈수록 폭이 좁아지게 형성된다.
여기서, 상기 유도유로(420)를 통해 이동된 용액은 상기 회전날개(520)로 유입됨에 따라 와류가 발생된다. 이에 따라, 상기 용액이 원호 형태로 분사되어, 분사각도가 넓어지고 균일하게 분사된다.
이하에서는 본 발명에 의한 미세 분사 노즐을 갖는 용액 분사 유닛의 다양한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 4a, 4b, 4c, 4d, 4e 및 4f는 본 발명에 의한 미세 분사 노즐을 갖는 용액 분사 유닛를 구성하는 유도캡의 다양한 실시예를 도시한 사시도이고, 도 5a, 5b 및 5c는 본 발명에 의한 미세 분사 노즐을 갖는 용액 분사 유닛를 구성하는 분사캡의 다양한 실시예를 도시한 사시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 미세 분사 노즐을 갖는 용액 분사 유닛를 구성하는 유도캡의 다양한 실시예를 살펴보면, 상기 유도유로(420)는 동일한 간격의 다수개로 형성된다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 유도유로(420)는 상기 유도캡(400)의 전면에 내부로 함몰된 홈의 형태로 형성된다. 상기 유도캡(400)의 전면에 형성된 홈을 따라 액체가 이동하고 이 홈은 유도유로(420)를 형성한다.
또한, 도 4b, 4c, 4d 및 4e에 도시된 바와 같이, 유도유로(430, 440, 450, 460)는 상기 유도캡(400)의 전면 중심부로부터 다수개가 방사형으로 형성된다.
그리고, 상기 유도캡(400)의 외주면으로 유입된 용액은 상기 유도유로(420)를 통해 이동된다. 따라서, 각각에 형성된 상기 유도유로(420)에 유입하는 액체의 유입압이 동일하게 하기 위해서는 등분포간격의 방사형이 바람직하다.
또한, 상기 유도유로(420)가 많아질수록 상대적으로 유입되는 액체의 압력이 높아진다. 반면에, 상기 유도유로(420)의 개수가 너무 작을 경우 이동 액체량이 작아져 분사되는 액체 양이 감소할 수 있다.
한편, 상기 유도유로(420)가 상대적으로 넓게 형성될 필요가 있을 경우 돌기에 의해 유도유로가 형성될 수도 있다.
그리고, 도 4f에 도시된 바와 같이, 유도유로는 상기 유도캡(400)의 전면부로부터 외부로 돌출된 돌기(470)에 의해 유도유로가 형성될 수도 있다. 즉 돌기(470)와 돌기(470) 사이의 함몰된 공간이 액체가 유입되어 이동하는 유도유로를 형성하는 것이다.
다음으로, 본 발명에 의한 미세 분사 노즐을 갖는 용액 분사 유닛를 구성하는 분사캡의 다양한 실시예를 살펴보면, 도 5a에 도시된 바와 같이, 상기 분사캡(500)은 내측면에 함몰된 형태의 회전날개(520)가 형성된다. 상기 회전날개(520)는 외측에서 중앙부분으로 갈수록 폭이 좁아지게 형성된다.
또한, 상기 회전날개(520)는, 도 5b 및 도 5c에 도시된 바와 같이, 다수개가 방사형으로 형성될 수도 있다.
여기서, 상기 회전날개(520)의 개수나 꺾임각 등에 의해서 와류 발생 강도가 결정된다. 와류 발생 강도가 커지는 경우, 분사되는 용액의 회전력이 증가되어 더 넓고 미세한 분사가 가능하다.
이하에서는 본 발명에 의한 미세 분사 노즐을 갖는 용액 분사 유닛를 구성하는 펌핑캡의 작용을 동작 순서에 따라 살펴보기로 한다.
상기 펌핑캡(200)을 하강시키면 상기 샤프트(300)의 스프링(310)이 압축되면서 상기 샤프트(300) 단부가 상기 저장용기 내부로 이동하여, 저장용기의 내부 압력이 상승하게 된다. 이에 따라 저장용기에 저장된 용액은 상기 샤프트(300) 외주면 공간을 따라 이동하여, 상기 펌핑캡 전면부(210)의 외주면을 거쳐 상기 분사공(510)을 통해 분출된다.
이때, 더욱 상세하게는, 상기 펌핑캡 전면부(210)의 외주면을 따라 이동된 용액은 상기 유도캡(400)의 외주면을 거쳐 상기 유도유로(420)를 통해 이동되고, 상기 유도유로(420)는 이동하는 용액의 이동 공간을 감소시켜 용액의 이동 속도 및 압력을 상승시킨다.
한편, 상기 유도유로(420)를 통해 유속이 증가한 용액은 상기 분사캡(500) 내측에 형성된 상기 회전날개(520)를 따라 이동하며 회전하게 된다. 이후, 회전력이 가해진 용액은 상기 분사공(510)을 통해 외부로 분사된다. 결과적으로, 상기 분사공(510)을 통해 분사되는 용액은 상기 유도유로(420)에 의해 분사압이 증가한 상태에서 회전날개에 의해 회전력을 부가하여 미세한 분사가 이루어진다.
다음으로, 분사과정이 종료된 후에, 상기 펌핑캡(200)은 탄성력을 저장한 채하단부에 정지한 상태를 유지하게 된다.
이때, 분사가 완료된 시점에서 상기 분사공(510)에는 액체가 부착력에 의해 응집된 상태로 부착되어 있다. 이 경우 상기 돌출부(410)에 의해 응집된 용액의 부착력이 증가되어 용액의 표면 장력이 증가한다. 뿐만 아니라, 상기 돌출부(410)에 의해 상기 분사공(510)에 응집된 용액의 체적이 감소하여, 상기 분사공(510) 외부로 용액이 흘러내릴 가능성이 줄어들게 된다. 이후 사용자가 상기 펌핑캡(200)에 가해진 압력을 제거하면, 상기 스프링(310)의 탄성체 복원력에 의해 상기 펌핑캡(200)이 외부로 상승하게 된다. 이때 상기 저장용기의 압력은 대기압보다 낮은 상태로 변화되어 상기 분사공(510) 외측의 용액은 상기 샤프트(300)를 따라 다시 내부로 이동하게 된다.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
본 발명은 저장용기에 저장된 용액을 사용시마다 일정량씩 토출하여, 미세한 미립상태의 미스트 상태로 분출하여 사용하는 것이 가능하도록 하는 미세 분사 노즐을 갖는 용액 분사 유닛에 관한 것으로, 본 발명은 유입된 액체가 유도유로를 통해 이동하도록 하여, 액체의 유속 및 압력이 상승함에 따라 액체의 분출속도가 상승되어 액체가 넓은 면적으로 분사되는 효과가 있다.
100 : 헤드본체 200 : 펌핑캡
300 : 샤프트 310 : 스프링
400 : 유도캡 410 : 돌출부
420 : 유도유로 500 : 분사캡
510 : 분사공 520 : 회전날개

Claims (8)

  1. 용액이 저장되는 저장용기와;
    상기 저장용기와 결합되는 헤드본체와;
    상기 헤드본체에서 연장되어 상기 용액을 외부로 분사시키는 펌핑캡과;
    상기 펌핑캡의 상하운동에 따라 용액의 분출압을 생성시키는 샤프트와;
    전면에 유도유로가 형성되어, 외주면을 따라 유입된 용액이 상기 유도유로를 통해 이동하도록 상기 펌핑캡의 전면부에 삽입되는 유도캡과;
    상기 유도캡 전면에 삽입되고, 내측에 회전날개가 형성되어, 상기 유도유로를 통해 이동된 용액이 와류를 발생시켜, 중앙부에 형성된 분사공을 통해 분사되도록 하는 분사캡을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 미세 분사 노즐을 갖는 용액 분사 유닛.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 분사캡의 내측면에는,
    외측에서 중앙부분으로 갈수록 폭이 좁아지게 형성된 회전날개가 형성됨을 특징으로 하는 미세 분사 노즐을 갖는 용액 분사 유닛.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 유도캡은,
    중심부로부터 외측방향으로 상기 분사공을 향해 돌출부가 형성됨을 특징으로 하는 미세 분사 노즐을 갖는 용액 분사 유닛.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 돌출부는,
    상기 분사공쪽의 돌출 단부로 갈수록 단면적이 작아짐을 특징으로 하는 미세 분사 노즐을 갖는 용액 분사 유닛.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유도유로는,
    상기 유도캡 전면에 형성된 유도홈에 의해 형성됨을 특징으로 하는 미세 분사 노즐을 갖는 용액 분사 유닛.
  6. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유도유로는,
    상기 유도캡 전면에 형성된 유도돌기에 의해 형성됨을 특징으로 하는 미세 분사 노즐을 갖는 용액 분사 유닛.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 유도돌기는,
    상기 유도캡 전면 중심부로부터 다수개가 방사형으로 형성됨을 특징으로 하는 미세 분사 노즐을 갖는 용액 분사 유닛.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 유도홈은,
    상기 유도캡 전면 중심부로부터 다수개가 방사형으로 형성됨을 특징으로 하는 미세 분사 노즐을 갖는 용액 분사 유닛.
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