KR101901157B1 - 유체증폭노즐을 구비한 에어건 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축공기가 최종 분사될 때 외부공기를 유입 분사시켜 압축공기의 공급량보다 최종 에어 분사량을 효과적으로 증폭함을 제공하도록, 내부에 에어유동로를 형성하며 사용자로부터 조작가능한 작동레버를 구비하는 몸체와, 상기 몸체의 전방에 설치되고 상기 에어유동로에 연통하여 압축공기를 토출시키는 분사로드로 구성된 에어건에 있어서, 상기 분사로드의 선단에 나사 결합하고 전방에 분사노즐공을 구비하는 노즐몸체와, 상기 노즐몸체 상에 복수 개를 구비하되 상기 분사노즐공에 연통하여 압축공기의 유속에 따른 외부공기가 유입가능하게 형성된 외기유입공을 구성하는 유체증폭노즐을 포함하는 유체증폭노즐을 구비한 에어건을 제공한다.

Description

유체증폭노즐을 구비한 에어건 {Air Gun with Fluid Amplification Nozzle}

본 발명은 유체증폭노즐을 구비한 에어건에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 압축공기가 최종 분사될 때 외부공기를 유입 분사시켜 압축공기의 공급량보다 최종 에어 분사량을 효과적으로 증폭하는 것이 가능한 유체증폭노즐을 구비한 에어건에 관한 것이다.

일반적으로 산업현장이나 운동시설장, 등산로 등에서 공기를 이용한 작업을 수행하거나 먼지 및 이물질, 물기 등을 제거하기 위하여 고압의 공기를 생성시키는 에어 콤프레셔로부터 공기를 공급받아 대상물체에 고압의 공기를 분사할 수 있게 설치되는 다양한 유형의 에어건을 사용하게 된다.

이러한 에어건의 구조를 간단히 살펴보면, 에어 콤프레셔로부터 압축공기가 공급될 수 있게 호스 등으로 연결된 구조로서, 공기의 분사 유무를 작동가능하게 작동레버 및 손잡이를 구비한 몸체와 함께 전방 선단에 조립되어 긴 길이의 관체로 이루어진 분무로드를 구비하여 대상물체를 향해 공기를 분사가능한 구조로 구성한다.

그런데 기존 에어건의 경우에는 에어 콤프레셔로부터 공급된 압축공기의 출력 이상의 분사량을 기대하기 어려우며, 에어 분사량을 상승시키기 위해서는 에어 콤프레셔로부터 압축공기량을 늘려야만 한다는 한계가 있었다.

상기와 같은 기술적 한계를 해결하기 위하여 개시되어 있었던 종래기술로써, 대한민국 등록특허공보 제1311996호(2013.09.17.)에는 내부에 공기통로가 형성되고, 상기 공기통로에 교차한 상태로 연통된 밸브실, 상기 밸브실의 일측에 축핀에 의해 회전가능케 결합된 당김레버를 구비한 에어건몸체와, 상기 밸브실의 일방향에서 순차 설치되는 테플론 시일 및 쿠션패킹, 상기 테플론 시일 및 쿠션패킹을 관통하여 기밀상태로 상기 당김레버의 당김에 의해 접동으로 상승하는 피스톤, 상기 피스톤의 상승에 의해 상기 공기통로를 개방하는 개폐밸브, 상기 개폐밸브의 일측을 탄력지지하는 압축스프링, 상기 압축스프링의 타측을 눌러 상기 개폐밸브를 탄력 지지하여 상기 공기통로의 관로를 차단하는 상태로 상기 밸브실의 타측을 기밀하는 기밀캡으로 조립 구성된 밸브체와, 상기 공기통로를 통해 배출되는 압축공기를 분산배출하는 다수의 분사노즐공, 상기 분사노즐공의 주변에 일정높이로 돌출 형성되어 각각 구획하는 각각의 분사유도날개, 각각의 상기 분사노즐공의 후방에서 상기 분사유도날개 사이에 배치되고, 상기 분사노즐공에서 배출되는 압축공기에 의한 기압차로 외부공기의 유입을 안내하는 복수의 공기유도홈을 성형한 노즐몸체부와, 상기 노즐몸체부의 후단에 일체 성형 되어 상기 에어건몸체의 선단에 형성된 나사홈부에 나사조립되는 나사돌기부를 일체 성형한 노즐로 구성된 에어건에 있어서, 상기 노즐몸체부의 분사노즐공은 중앙의 큰 지름 공기통기공의 선단에 방사상으로 분할되어 가늘고 길은 직선형으로 형성되고, 상기 공기유도홈은 상광하협의 유선형으로 형성되고, 상기 분사유도날개는 상기 노즐몸체부의 경사면을 따라 각각의 상기 분사노즐공을 구획함과 동시에 각각의 선단 사이가 협소하게 형성되어 상기 분사노즐공에서 배출되는 압축공기가 분사됨과 동시에 상기 분사유도날개 사이의 면적이 가장 작은 부분에서는 속도 증가하여 상기 분사유도날개 사이의 공간을 벗어남과 동시에 퍼지면서 압축공기가 분사되어 소음 분산이 이루어지도록 구성됨에 따라 압축공기의 출력량을 극대화할 수 있는 에어건이 공지되어 있다.

그러나 상기한 종래 에어건의 경우에는 노즐의 공기통기공을 거쳐 이동된 공기가 노즐분사공을 통해 분사되는 최종 토출위치에서 외부공기를 유도시키기 때문에 에어 콤크레셔에서 공급되는 공기의 분사량보다는 공기의 토출 분사량이 증진되지만 외부공기가 단순히 노즐의 외측 면을 따라 흐르기 때문에 목적하는 양의 압축공기 분사량에 도달하기 어렵다는 문제가 있었다.

KR 등록특허공보 제10-1311996호 (2013.09.17.)

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 압축공기가 최종 분사되는 과정에서 주변의 외부공기를 유입시켜 기본적인 압축공기의 분사량과 함께 외부공기량을 분사할 수 있게 구성하므로 공기분사량 및 유속을 증폭시키면서 공기의 분사효율을 높일 수 있는 유체증폭노즐을 구비한 에어건을 제공하는데, 그 목적이 있다.

뿐만 아니라 본 발명은 압축공기의 최종 분사지점에서 외부공기의 유입될 때 유체의 유동 흐름에 따른 유속을 증속시킬 수 있게 구성하므로 유체의 증폭효율을 보다 향상시킬 수 있는 유체증폭노즐을 구비한 에어건을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 제안하는 유체증폭노즐을 구비한 에어건은 내부에 에어유동로를 형성하며 사용자로부터 조작가능한 작동레버를 구비하는 몸체와, 상기 몸체의 전방에 설치되고 상기 에어유동로에 연통하여 압축공기를 토출시키는 분사로드로 구성된 에어건에 있어서, 상기 분사로드의 선단에 나사 결합하고 전방에 분사노즐공을 구비하는 노즐몸체와, 상기 노즐몸체 상에 복수 개를 구비하되 상기 분사노즐공에 연통하여 압축공기의 유속에 따른 외부공기가 유입가능하게 형성된 외기유입공을 구성하는 유체증폭노즐을 포함하여 이루어진다.

상기 유체증폭노즐은 상기 외기유입공이 상기 노즐몸체의 후방에 형성되어 상기 외기유입공을 향한 외부공기의 유입방향이 상기 분사노즐공과 평행방향을 이루도록 형성한다.

또한 상기 유체증폭노즐은 상기 외기유입공이 상기 노즐몸체의 외주 둘레면에 형성되어 상기 외기유입공을 향한 외부공기의 유입방향이 상기 분사노즐공과 직각방향을 이루도록 형성하는 것도 가능하다.

그리고 상기 유체증폭노즐은 상기 노즐몸체의 외면을 기준으로 상기 외기유입공이 형성된 면의 가장자리가 외측으로 볼록한 곡선형태의 만곡면을 형성함을 포함하고, 상기 유체증폭노즐은 상기 만곡면을 갖는 상기 외기유입공이 상기 노즐몸체의 후방에 형성되어 상기 외기유입공을 향한 외부공기의 유입방향이 상기 분사노즐공과 평행방향을 이루도록 형성하는 것도 가능하다.

또한 상기 유체증폭노즐은 상기 노즐몸체의 외면을 기준으로 상기 외기유입공이 형성된 면의 가장자리가 외측으로 볼록한 곡선형태의 만곡면을 형성함을 포함하고, 상기 유체증폭노즐은 상기 만곡면을 갖는 상기 외기유입공이 상기 노즐몸체의 외주 둘레면에 형성되어 상기 외기유입공을 향한 외부공기의 유입방향이 상기 분사노즐공과 직각방향을 이루도록 형성하는 것도 가능하다.

본 발명에 따른 유체증폭노즐을 구비한 에어건에 의하면 에어건의 분사로드에 압축공기의 유속에 따른 외부공기를 유입시킬 수 있는 유체증폭노즐을 장착하여 구성하므로, 노즐 내에서 압축공기에 외부공기를 혼합하면서 공기의 분사량을 증폭상태로 분사하여 에어건의 분사효율을 증진시킴과 동시에 공기분사에 따른 사용상의 작업효율을 향상시킬 수 있는 효과를 얻는다.

뿐만 아니라 본 발명에 따른 유체증폭노즐을 구비한 에어건은 외기유입공에 볼록한 곡선형태의 만곡면을 형성하므로, 외부공기의 유동 흐름에 따른 유입 유속 및 유량을 증진시켜 보다 효율적인 증폭효과로 압축공기의 분사효율 및 그에 따른 작업효율을 대폭 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 정면도.
도 2는 본 발명에 따른 일실시예에서 유체증폭노즐의 제1실시예를 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 일실시예에서 유량조절수단을 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 일실시예에서 유체증폭노즐의 제1실시예를 나타내는 배면도.
도 5는 본 발명에 따른 일실시예에서 유체증폭노즐의 제2실시예를 나타내는 단면도.
도 6의 (a),(b)는 각각 본 발명에 따른 일실시예에서 유체증폭노즐의 제2실시예 중 외기유입공의 제1실시예 및 제2실시예를 나타내는 예시도.
도 7은 본 발명에 따른 일실시예에서 유체증폭노즐의 제3실시예를 나타내는 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 일실시예에서 유체증폭노즐의 제4실시예를 나타내는 단면도.

본 발명은 내부에 에어유동로를 형성하며 사용자로부터 조작가능한 작동레버를 구비하는 몸체와, 상기 몸체의 전방에 설치되고 상기 에어유동로에 연통하여 압축공기를 토출시키는 분사로드로 구성된 에어건에 있어서, 상기 분사로드의 선단에 나사 결합하고 전방에 분사노즐공을 구비하는 노즐몸체와, 상기 노즐몸체 상에 복수 개를 구비하되 상기 분사노즐공에 연통하여 압축공기의 유속에 따른 외부공기가 유입가능하게 형성된 외기유입공을 구성하는 유체증폭노즐을 포함하는 유체증폭노즐을 구비한 에어건을 기술구성의 특징으로 한다.

다음으로 본 발명에 따른 유체증폭노즐을 구비한 에어건의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저 본 발명에 따른 유체증폭노즐을 구비한 에어건의 일실시예는 도 1에 나타낸 바와 같이, 내부에 에어유동로(도면에 미도시)를 형성하며 사용자로부터 조작가능한 작동레버(13)를 구비하는 몸체(11)와, 상기 몸체(11)의 전방에 설치되고 상기 에어유동로에 연통하여 압축공기를 토출시키는 분사로드(15)로 구성된 에어건(10)에 있어서, 노즐몸체(110) 및 외기유입공(120)으로 구성된 유체증폭노즐(100)을 포함하여 이루어진다.

상기 노즐몸체(110)는 상기 분사로드(15) 상에 장착가능한 구조로서, 전후방으로 일정한 단면적을 갖는 원형이나 전방으로 갈수록 폭이 좁아지는 단면적을 갖는 원추형의 외형으로 형성가능하다.

상기 노즐몸체(110)에는 도 2에 나타낸 바와 같이, 한쪽에 암나사가 형성된 결합공(117)을 형성하여 상기 분사로드(15)의 선단에 나사 결합가능하게 형성한다.

상기 노즐몸체(110)에는 상기 분사로드(15)와 연통된 구조를 이루어 압축공기가 공급되는 분사노즐공(115)을 구비하되 상기 분사노즐공(115)은 대상물체를 향해 압축공기를 최종 토출하여 분사시킬 수 있게 형성한다.

도면에서는 상기 노즐몸체(110)를 일체형 구조로 구성하였지만, 상기 노즐몸체(110)를 전후방으로 구분 형성하면서 서로 결합가능한 분리형 구조를 이루도록 구성하는 것도 가능하다. 즉 상기 노즐몸체(110) 상에 분사노즐공(115)이나 외기유입공(120) 등의 구성들을 원활하게 형성하기 위한 제조생산상의 목적으로 상기 노즐몸체(110)를 분리형 구조로 구성하는 것이 가능하다.

상기 외기유입공(120)은 상기 노즐몸체(110) 상에 형성되되 외부공기를 유입시키는 역할을 수행한다.

상기 외기유입공(120)은 상기 노즐몸체(110) 상에 복수 개를 구비토록 구성한다.

상기 외기유입공(120)은 상기 유체증폭노즐(100)의 노즐몸체(110) 상에 형성하되 상기 노즐몸체(110)의 후방 또는 상기 노즐몸체(110)의 외주 둘레면 상에 형성하거나, 상기 노즐몸체(110)의 후방 및 외주 둘레면 상에 복합적으로 형성하는 것이 가능하다.

또한 상기 외기유입공(120)에는 외측으로 볼록한 곡선형태의 만곡면(130)을 형성하는 것도 가능하다.

상기 외기유입공(120)은 주변의 외부공기가 자연히 유입될 수 있게 형성된 구조로서, 상기 외기유입공(120)은 상기 노즐몸체(110)의 내부에서 상기 분사노즐공(115)에 연통하되 상기 노즐몸체(110)에는 상기 외기유입공(120)과 상기 분사노즐공(115)을 연통하게 서로 연결하는 유입연결로(119)를 형성하고, 상기 분사노즐공(115)으로의 압축공기가 유동하여 토출될 경우 압축공기의 유속에 따른 상기 유입연결로(119) 상에 음압이 걸려 상기 외기유입공(120)을 통해 외부공기가 자연히 유입가능하게 형성된다.

또한 상기 유체증폭노즐(100)에는 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 외기유입공(120)을 통해 유입되는 외부공기의 유량을 조절가능하게 구비되는 유량조절수단(140)을 구성하는 것도 가능하다.

상기 유량조절수단(140)은 도넛형의 판자형상으로 이루어지고, 상기 유입연결로(119)에 대응하여 복수 개의 유량조절공(145)을 형성한다. 즉 상기 유량조절공(145)이 상기 유입연결로(119)에 완전히 일치시킬 경우 온전한 외부공기의 유입을 도모하되 상기 유량조절공(145)이 상기 유입연결로(119)와 일치한 위치에서 벗어나 상기 유량조절수단(140)이 상기 유입연결로(119)를 차단할 경우 상기 유입연결로(119)의 차단면적만큼 외부공기의 유입유량을 탄력적으로 조절하는 것이 가능하다.

상기 유량조절수단(140)은 사용자로부터 조작가능한 구조를 갖게 상기 노즐몸체(110) 상에 외측으로 돌출형성된 조작레버(147)를 구비함에 따라 상기 유량조절수단(140)을 상기 노즐몸체(110) 상에 회전조작가능하게 구성한다.

상기 유체증폭노즐(100)의 제1실시예는 도 2 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 외기유입공(120)이 상기 노즐몸체(110)의 후방에 상기 결합공(117)을 중심으로 서로 간격을 두고 복수 개를 구비토록 형성한다. 즉 상기 유체증폭노즐(100)은 상기 외기유입공(120)을 향한 외부공기의 유입방향이 상기 분사노즐공(115)과 평행방향을 이루도록 형성한다.

또한 상기 유체증폭노즐(100)의 제2실시예는 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 외기유입공(120)이 상기 노즐몸체(110)의 외주 둘레면 상에 서로 간격을 두고 형성된 구조로서, 상기 외기유입공(120)을 향한 외부공기의 유입방향이 상기 분사노즐공(115)을 기준으로 직각방향을 이루도록 형성한다.

상기 외기유입공(120)은 도 6의 (a)에서처럼 상기 노즐몸체(110) 상에 원형의 형상으로 형성하는 것도 가능하고, 도 6의 (b)에서처럼 상기 노즐몸체(110)의 둘레방향으로 연장형성된 장방형 구조의 형상으로 형성하는 것도 가능하다.

또한 상기 유체증폭노즐(100)의 제3실시예는 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 노즐몸체(110)의 외면을 기준으로 상기 외기유입공(120)이 형성된 면의 가장자리가 외측으로 볼록한 곡선형태의 만곡면(130)을 형성하되, 상기 유체증폭노즐(100)은 상기 만곡면(130)을 갖는 상기 외기유입공(120)이 상기한 제1실시예와 동일하게 상기 노즐몸체(110)의 후방에 형성되어 상기 외기유입공(120)을 향한 외부공기의 유입방향이 상기 분사노즐공(115)과 평행방향을 이루도록 형성한다.

상기 유체증폭노즐(100) 내 상기 분사노즐공(115)으로 빠르게 유동하는 압축공기의 영향으로 상기 유입연결로(119) 상에 음압이 걸려 상기 외기유입공(120)으로 외부공기가 유입되되 상기 외기유입공(120)으로 유입되는 외부공기의 경우 상기 외기유입공(120)을 거쳐 코안다 효과에 의해 상기 만곡면(130) 표면을 따라 흐르게 되고, 이때, 상기 만곡면(130)을 따라 흐르는 유체 즉 외부공기는 속력이 빠르기 때문에 상기 만곡면(130) 주위의 압력은 낮아지고 주변의 외부공기와 함께 동반 이동하여 움직이면서 많은 유량의 외부공기가 상기 분사노즐공(115)으로 토출되는 압축공기와 합류하게 된다.

이러한 코안다 효과(coanda effect)는 유체가 곡면을 따라서 흐르려는 유동 현상으로 유체가 자기의 에너지가 가장 덜 소비되는 쪽으로 흐르는 것을 의미한다. 즉 유체가 흐르면서 앞으로 흐르게 될 방향이 어떻게 될 것이지를 아는 것으로서, 유체는 자기가 앞으로 흐르게 되는 경로를 정확하게 파악하고 그에 따라서 흐르는 것을 의미한다.

또한 상기 유체증폭노즐(100)의 제4실시예는 도 8에 나타낸 바와 같이, 상기 노즐몸체(110)의 외면을 기준으로 상기 외기유입공(120)이 형성된 면의 가장자리가 외측으로 볼록한 곡선형태의 만곡면(130)을 형성하되, 상기 유체증폭노즐(100)은 상기 만곡면(130)을 갖는 상기 외기유입공(120)이 상기한 제2실시예와 동일하게 상기 유체증폭노즐(100)은 상기 만곡면(130)을 갖는 상기 외기유입공(120)이 상기 노즐몸체(110)의 외주 둘레면에 형성되어 상기 외기유입공(120)을 향한 외부공기의 유입방향이 상기 분사노즐공(115)과 직각방향을 이루도록 형성한다.

상기에서도 만곡면(130)에 의하여 외부공기가 코안다 효과로 인해 상기 만곡면(130)의 표면을 따라 흐르게 되면서 상기 만곡면(130) 주위의 낮은 압력으로부터 주변의 외부공기와 함께 동반 이동하고, 많은 유량의 외부공기가 상기 분사노즐공(115)으로 토출되는 압축공기와 합류하게 된다.

즉 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 유체증폭노즐을 구비한 에어건에 의하면, 에어건의 분사로드에 압축공기의 유속에 따른 외부공기를 유입시킬 수 있는 유체증폭노즐을 장착하여 구성하므로 노즐 내에서 압축공기에 외부공기를 혼합하면서 공기의 분사량을 증폭상태로 분사하여 에어건의 분사효율을 증진시킴과 동시에 공기분사에 따른 사용상의 작업효율을 향상시키는 것이 가능하다.

뿐만 아니라 본 발명은 외기유입공에 볼록한 곡선형태의 만곡면을 형성하므로 외부공기의 유동 흐름에 따른 유입 유속 및 유량을 증진시켜 보다 효율적인 증폭효과로 압축공기의 분사효율 및 그에 따른 작업효율을 대폭 향상시키는 것이 가능하다.

상기에서는 본 발명에 따른 유체증폭노즐을 구비한 에어건의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허등록청구범위와 명세서 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.

10 : 에어건 11 : 몸체 13 : 작동레버
15 : 분사로드 100 : 유체증폭노즐 110 : 노즐몸체
115 : 분사노즐공 117 : 결합공 119 : 유입연결로
120 : 외기유입공 130 : 만곡면 140 : 유량조절수단
145 : 유량조절공 147 : 조작레버

Claims (5)

1. 내부에 에어유동로를 형성하며 사용자로부터 조작가능한 작동레버를 구비하는 몸체와, 상기 몸체의 전방에 설치되고 상기 에어유동로에 연통하여 압축공기를 토출시키는 분사로드로 구성된 에어건에 있어서, 상기 분사로드의 선단에 나사 결합하며 전방으로 갈수록 폭이 좁아지는 단면적을 갖는 원추형의 외형으로 이루어지고 전방에 분사노즐공을 구비하는 노즐몸체와, 상기 노즐몸체 상에 복수 개를 구비하되 상기 분사노즐공에 연통하여 압축공기의 유속에 따른 외부공기가 유입가능하게 형성된 외기유입공과, 상기 노즐몸체의 내부에서 상기 외기유입공과 상기 분사노즐공을 연통하게 서로 연결하는 유입연결로로 구성되는 유체증폭노즐을 포함하여 이루어지고,
   상기 유체증폭노즐은 상기 노즐몸체의 외면을 기준으로 상기 외기유입공이 형성된 면의 가장자리가 외측으로 볼록한 곡선형태의 만곡면을 형성함을 포함하고, 상기 유체증폭노즐은 상기 만곡면을 갖는 상기 외기유입공이 상기 노즐몸체의 후방에 형성되어 상기 외기유입공을 향한 외부공기의 유입방향이 상기 분사노즐공과 평행방향을 이루도록 형성하며,
   상기 유체증폭노즐에는 상기 외기유입공을 통해 유입되는 외부공기의 유량을 조절가능하게 구비되는 유량조절수단을 포함하고, 상기 유량조절수단은 도넛형의 판자형상으로 이루어지고 상기 유입연결로에 대응하여 복수 개의 유량조절공을 형성하며, 상기 유량조절수단에는 상기 노즐몸체 상에 회전조작가능하게 구비하되 상기 노즐몸체 상에 외측으로 돌출형성된 조작레버로 구성되는 유체증폭노즐을 구비한 에어건.
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