KR101730433B1 - 스프레이용 노즐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용액을 공기 중에 미립자로 무화시켜 분사하는 스프레이용 노즐에 관한 것으로 그 구성의 특징으로서, 외면에 용액이 유입되는 접속구와, 상기 접속구와 연통되어 용액을 내면으로 배출시키는 유로가 형성되는 하우징관; 상기 하우징관에 동심하는 일면에 유로와 연통되게 장착되어 용액을 외부로 분무하는 하나 이상의 분무노즐을 구비하는 분사관; 및 상기 하우징관내에 분사관 중앙을 가로질러 장착되는 분쇄모터와, 상기 분쇄모터와 연결되어 분무된 용액을 미립자로 분쇄하는 분쇄날개를 구비하는 분쇄수단;을 포함하여 이루어진다.
이에 따라 본 발명은, 분쇄날개가 분무 입자를 미립자로 분쇄시킴과 함께 확산시켜 전반적인 분사효율을 극대화시키는 효과가 있다.

Description

스프레이용 노즐{Nozzles for spraying}

본 발명은 스프레이용 노즐에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 용액을 공기 중에 미립자로 무화시켜 대상물이나 공간으로 분사하는 스프레이용 노즐에 관한 것이다.

노즐이라 함은 용액을 고속으로 분출시키기 위해 유로 끝단에 장착되는 관으로서, 크게 수축형과 확장형으로 구분된다. 이러한 노즐은 고압의 액체를 분출시킬 때 분출 단면적을 작게 하면 압력에너지가 속도에너지로 바뀌는 것을 이용한다. 즉, 수축형은 유로의 단면적을 좁혀 용액을 줄기형태로 분사하고, 확장형은 유로의 단면적을 넓혀 용액을 안개형태로 분사한다.

수축형은 용액을 대상물에 공급하거나 부착된 물질을 탈락시키는 용도로 사용되고, 확장형은 용액을 대상물 표면에 얇은 막 형태로 코팅하거나 용액을 미립자로 추출 또는 공급하는 용도로 사용된다. 여기서 확장형은 수축형과 달리 용액을 공기 중에 무화한 입자의 크기에 따라 대상의 품질과 용도범위가 달라진다고 보아도 무방하다. 즉, 최근에는 분무되는 용액의 입자를 나노(nm)화 시키는 방안이 모색되고 있다.

예컨데, 한국 등록실용신안공보 제20-0277184호 "기초 화장품의 미립자 살갗 분사장치"와 한국 등록특허공보 제10-1063469호 "용액 분사체와 이를 이용한 나노 이온 분무장치"가 개시된다. 개시된 문헌들은 용액의 입자를 나노크기로 분무시켜 침투성을 개선하면서 용액이 가진 효능을 증폭시켜주었다.

그러나 개시된 문헌들은 단순히 분무되는 입자를 저항리브나 나노판에 충돌시켜 나노화함에 따라 실제 나노화되어 외부로 분무되는 입자의 양이 현저히 낮은 문제가 있다. 즉, 분무된 입자가 나노판에 충돌되면, 표면으로부터 튕겨져 나노화되는 입자보다 표면에 부착되어 뭉쳐지는 입자가 많다. 따라서 분무되는 양이 적어도 관계없는 특정 용도에만 적용될 수밖에 없는 폐단이 있다.

한국 등록실용신안공보 제20-0277184호 "기초 화장품의 미립자 살갗 분사장치" 한국 등록특허공보 제10-1063469호 "용액 분사체와 이를 이용한 나노 이온 분무장치"

이에 따라 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 근본적으로 해결하기 위한 것으로서, 용액을 공기 중에 무화시켜 분출하는데 이어서 무화된 입자를 손실 없이 강제적으로 분쇄시켜 다량의 미립자를 대상물이나 공간에 송풍시키는 스프레이용 노즐을 제공하려는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 용액을 공기 중에 미립자로 무화시켜 분사하는 스프레이용 노즐에 있어서: 외면에 용액이 유입되는 접속구와, 상기 접속구와 연통되어 용액을 내면으로 배출시키는 유로가 형성되는 하우징관; 상기 하우징관에 동심하는 일면에 유로와 연통되게 장착되어 용액을 외부로 분무하는 하나 이상의 분무노즐을 구비하는 분사관; 및 상기 하우징관에 분사관 중앙을 가로질러 노출되게 장착되는 분쇄모터와, 상기 분쇄모터와 연결되어 분무된 용액을 미립자로 분쇄하도록 분무를 가속하는 방향으로 회전하는 분쇄날개를 구비하는 분쇄수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 본 발명에 의한 상기 하우징관은 외면 일측에 여타의 동체와의 탈·장착을 유도하는 고정판을 일체로 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 하우징관의 내면은 접속구로부터 유입되는 용액을 분사관으로 전달하는 분기홈과, 분사관의 일단과 맞물리는 장착홈이 내측으로 단차지게 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 분사관은 하우징관의 일면과 장착홈에 각각 밀착되게 맞물려 외부로부터 분기홈을 밀폐하는 기밀판과 기밀관이 일체로 형성되고, 상기 분기홈과 대향하는 기밀판에 분무노즐이 탈·장착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 하우징관의 일면과 기밀관의 외면에 분기홈에 유입된 용액의 유출을 방지하는 패킹홈을 각각 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

삭제

한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이상의 구성 및 작용에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 공기 중에 무화된 입자를 분쇄날개가 강제적으로 분쇄시켜 다량의 입자를 미립화시킬 수가 있는 것은 물론, 미립화된 입자를 강제적으로 확산시켜 전반적인 분사효율을 극대화시키는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 노즐을 전체적으로 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 노즐을 분리하여 나타내는 분해도.
도 3은 본 발명에 따른 노즐을 절개하여 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 노즐의 작동과정을 나타내는 용액흐름도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명은 용액을 공기 중에 미립자로 무화시켜 분사하는 스프레이용 노즐에 관한 것으로, 하우징관(10)과 분사관(20) 및 분쇄수단을 주요 구성으로 하는 스프레이용 노즐이다. 본 발명의 노즐은 휴대가 가능하며 순수 물을 수동으로 펌핑해서 사용하는 가정용 보다는 복수의 성분이 혼합된 용액을 자동으로 펌핑해서 사용하는 산업용이나 의료용에 적합하다. 즉, 분무되는 용액의 입자가 미립화될수록 용액이 가진 효능이 증폭되거나 분무과정 또는 분무에 따른 품질을 개선할 수 있는 분야에 최적이다.

본 발명에 따른 하우징관(10)은 도 1 내지 도 3처럼 중앙이 천공된 관형으로 형성되어 후술하는 분쇄모터(31)에 하나 이상 장착된다. 이러한 하우징관(10)은 외면에 외부로부터 압송되는 용액이 유입되는 접속구(11)와, 내부에 접속구(11)와 연통되어 용액을 내면으로 배출시키는 유로(15)가 형성된다. 여기서 접속구(11)가 위치하는 외면 일측에는 여타의 동체와의 탈·장착을 유도하는 고정판(12)이 일체로 형성된다. 즉, 고정판(12)은 핸드건이나 로봇암 따위에 장착을 유도하는 복수의 고정홀이 형성된다.

이때, 하우징관(10)의 내면은 도 2 및 도 3처럼 접속구(11)로부터 유입되는 용액을 분사관(20)으로 전달하는 분기홈(13)과, 분사관(20)의 일단과 맞물리는 장착홈(14)이 내측으로 단차지게 형성된다. 즉, 분사관(20)의 일단이 장착홈(14)에 맞물리게 삽입되면, 도 3처럼 분기홈(13)은 외부로부터 자동적으로 폐쇄된다. 따라서 유입구(11)로 유입되는 용액은 유로(15)를 지나 분기홈(13)에 모여지고, 분기홈(13)에 모여진 용액은 분사관(20)으로 정량 정압으로 전달하게 된다. 여기서 분사관(20)의 일면과 맞물리는 하우징관(10)의 일면은 분기홈(13)에 모여진 용액의 유출을 방지하는 패킹이 삽입되는 패킹홈(10a)이 더 형성된다.

또한, 본 발명에 따른 분사관(20)은 도 1 내지 도 3처럼 중앙이 천공된 관형으로 형성되어 하우징관(10)에 동심하는 일면에 장착된다. 이러한 분사관(20)은 하우징관(10)의 일면과 장착홈(14)에 각각 밀착되게 맞물려 외부로부터 분기홈(13)을 밀폐하는 기밀판(22)과 기밀관(23)이 일체로 형성되고, 분기홈(13)과 대향하는 기밀판(22)상에 하나 이상의 분무노즐(21)이 탈·장착된다.

여기서 기밀판(22)은 분사관(20)의 일측에 내측으로 수직하게 형성되고, 기밀관(23)은 기밀판(22)의 내측에 분사관(20)과 동심하는 방향으로 수평하게 형성된다. 이러한 기밀판(22)과 기밀관(23)은 각각 독립적으로 형성하여 분사관(20)에 장착될 수도 있고, 분사관(20)을 형성하면서 기밀판(22)과 기밀관(23)을 일체로 형성할 수도 있다. 즉, 기밀판(22)과 기밀관(23)에 의해 폐쇄된 분기홈(13)에 모여진 용액은 복수의 분무노즐(21)에 정량 정압으로 동시에 전달된다. 이때, 기밀판(22)은 하우징관(10)과 체결을 유도하는 복수의 장착홀(22a)이 형성되고, 장착홈(14)과 맞물리는 기밀관(13)의 외면에도 분기홈(13)으로 유입된 용액의 유출을 방지하는 패킹이 삽입되는 패킹홈(13a)이 더 형성된다.

또한, 본 발명에 따른 분쇄수단은 도 1 내지 도 3처럼 분사관(20)내에 분무되는 용액을 미립자로 분쇄하는 것으로, 하우징관(10)내에 분사관(20) 중앙을 가로질러 장착되는 분쇄모터(31)와, 분쇄모터(31)와 연결되어 분무된 용액을 미립자로 분쇄하는 분쇄날개(35)를 구비한다.

분쇄모터(31)는 하우징관(10)내에 분사관(20)의 중앙으로 노출되게 장착된다. 이러한 분쇄모터(31)는 분쇄날개(35)를 고속으로 회전시키기 위해 10,000RPM 이상으로 회전하는 고주파형이 좋다. 그리고 분쇄모터(31)의 중앙에 회전하는 스핀들(32)은 단축 또는 양축타입 중 선택적으로 구비할 수가 있다. 즉, 양축타입은 분쇄날개(35)를 일축과 타축에 각각 장착할 수가 있다. 이 경우 하나의 분쇄모터(31)만으로 한 쌍의 분사관(20)을 구성할 수가 있다.

분쇄날개(35)는 분사관(20)내에 돌출된 스핀들(32)에 연결되어 고속으로 회전한다. 여기서 분쇄날개(35)는 분무노즐(21)로부터 분무되는 용액의 분출을 가속하는 방향으로 회전한다. 즉, 고속으로 회전하는 분쇄날개(35)가 분무되는 용액의 입자를 나노크기의 미립자로 분쇄한다. 분쇄된 미립자는 분쇄날개(35)에 의해 재 가속되어 외부로 분사하게 된다.

이하, 대상물의 표면으로 소정의 두께로 용액을 코팅하는 실시예를 토대로 도 4를 참조하여 용액의 흐름과 작용을 살펴보고자 한다. 먼저, 대상물에 코팅할 용액(코팅제)를 준비하고, 준비된 용액을 수동 또는 자동 펌핑하여 접속구(11)로 압송한다. 압송된 용액은 유로(15)를 지나 분기홈(13)에 꽉 차여진 상태로 모여짐과 동시에 분무노즐(21)로부터 분출하게 된다. 분무노즐(21)로부터 분출되는 용액은 공기 중에 무화된 안개형태로 분사된다. 이어서 고속으로 회전하는 분쇄날개(35)가 분무된 용액의 입자를 나노크기의 미립자로 분쇄시키고, 대상물 표면으로 가속시켜 코팅한다. 따라서 용액의 입자를 나노크기의 미립화된 상태로 분사하므로 표면이 고르고 균일한 두께로 코팅할 수가 있어 품질을 향상할 수가 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 하우징관 10a, 23a: 패킹홈
11: 접속구 12: 고정판
13: 분기홈 14: 장착홈
15: 유로 20: 분사관
21: 분무노즐 22: 기밀판
22a: 장착홀 23: 기밀관
31: 분쇄모터 35: 분쇄날개

Claims (6)

1. 용액을 공기 중에 미립자로 무화시켜 분사하는 스프레이용 노즐에 있어서:
   외면에 용액이 유입되는 접속구와, 상기 접속구와 연통되어 용액을 내면으로 배출시키는 유로가 형성되는 하우징관;
   상기 하우징관에 동심하는 일면에 유로와 연통되게 장착되어 용액을 외부로 분무하는 하나 이상의 분무노즐을 구비하는 분사관; 및
   상기 하우징관에 분사관 중앙을 가로질러 노출되게 장착되는 분쇄모터와, 상기 분쇄모터와 연결되어 분무된 용액을 미립자로 분쇄하도록 분무를 가속하는 방향으로 회전하는 분쇄날개를 구비하는 분쇄수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스프레이용 노즐.
2. 제1항에 있어서,
   상기 하우징관은 외면 일측에 여타의 동체와의 탈·장착을 유도하는 고정판을 일체로 형성하는 것을 특징으로 하는 스프레이용 노즐.
3. 제1항에 있어서,
   상기 하우징관의 내면은 접속구로부터 유입되는 용액을 분사관으로 전달하는 분기홈과, 분사관의 일단과 맞물리는 장착홈이 내측으로 단차지게 형성된 것을 특징으로 하는 스프레이용 노즐.
4. 제3항에 있어서,
   상기 분사관은 하우징관의 일면과 장착홈에 각각 밀착되게 맞물려 외부로부터 분기홈을 밀폐하는 기밀판과 기밀관이 일체로 형성되고, 상기 분기홈과 대향하는 기밀판에 분무노즐이 탈·장착되는 것을 특징으로 하는 스프레이용 노즐.
5. 제4항에 있어서,
   상기 하우징관의 일면과 기밀관의 외면에 분기홈에 유입된 용액의 유출을 방지하는 패킹홈을 각각 더 구비하는 것을 특징으로 하는 스프레이용 노즐.
6. 삭제

Images