KR102355756B1 - 스프레이건 - Google Patents

Abstract

실린더와 피스톤과의 끼워 맞춤에 대해 높은 정확도로 조정을 하지 않아도 충분한 액체분무압력을 얻을 수 있고, 액체분무압력이 저하된 경우에도 일부 부품을 교환하는 것만으로 원래의 상태로 되돌리 수 있는 스프레이건을 제공하여,
피스톤 펌프(3)를 갖춘 스프레이건(100)으로 상기 피스톤 펌프(3)가 측면에 액체가 흡입되는 흡입구(51)가 개구하고, 끝 부분에 액체 토출구(52)가 개구하는 실린더(5)와 상기 실린더(5) 내를 왕복 운동하는 피스톤(6)과 상기 실린더(5) 내에서 상기 흡입구(51)과 상기 토출구(52) 사이에 설치된 둥근 고리모양의 가스켓(7)을 갖추고, 상기 피스톤(6)의 선단부(62)가 상기 가스켓(7)이 수용되는 수용홈부(6D)를 갖추고 있고, 상기 가스켓(7)이 상기 수용홈부(6D) 내에 상기 피스톤(6)의 왕복 운동방향에 따라 이동 가능하게 설치한다.

Description

스프레이건{SPRAY GUN}

본 발명은 스프레이건에 관한 것으로, 상세하게는 액체 토출시 실린더의 토출구 쪽에 액체가 흡입구 쪽으로 역류하지 않도록 씰이 형성되도록 하는 피스톤 펌프에 의해 도료 및 세정액 등의 액체를 분사하는 스프레이 건에 관한 것이다.

종래의 스프레이건은 실린더와 피스톤으로 구성된 피스톤 펌프를 케이싱 내에 구비하고 있어, 이 실린더 내에서 피스톤이 기단부 쪽으로 이동하면 흡입구에서 액체가 실린더 내로 흡입된다. 그리고, 피스톤이 말단으로 밀려들어가면 흡입된 액체가 토출구에서 토출된다.

그러나, 이와 같은 피스톤 펌프로 충분한 액체분무압력을 얻으려 할 경우, 실린더와 피스톤 사이의 끼워 맞춤을 예를 들면 0.01mm 단위로 조정할 필요가 있다.

그리고, 경년열화에 의한 마찰 등으로 실린더와 피스톤 사이의 틈새가 커져 액체분무압력이 저하된 경우에는 피스톤 펌프 전체를 교환할 필요가 있다. 또한, 새로운 피스톤 펌프를 제조할 시에는 앞서 기술한 것처럼 높은 정확도가 요구되는 관계로 일반 사용자가 직접 부품을 교환하는 건 매우 어렵다라는 문제점이 있다.

국내특허등록번호 제10-1098129호

본 발명은 앞서 기술한 것과 같은 문제에 비추어 이뤄진 것으로, 실린더와 피스톤과의 끼워 맞춤에 대해 높은 정확도로 조정을 실시하지 않아도 충분한 액체분무압력을 얻을 수 있고, 액체분무압력이 저하된 경우에도 일부 부품을 교환하는 것만으로 원래의 상태로 되돌릴 수 있는 스프레이건을 제공하는 것을 목적으로 한다.

다시 말해, 본 발명과 관련한 스프레이건은 피스톤 펌프를 갖춘 스프레이건으로, 상기 피스톤 펌프가 측면에 액체가 흡입되는 흡입구가 개구되고, 끝 부분에 액체 토출구가 개구되는 실린더와, 상기 실린더 내를 왕복 운동하는 피스톤과, 상기 실린더 내에서 상기 흡입구와 상기 토출구와의 사이에 설치된 둥근 고리 모양의 가스켓을 갖추고, 상기 피스톤 끝 부분이 상기 가스켓이 수용되는 수용홈부를 갖추고 있고, 상기 가스켓이 상기 수용홈부 내에서 상기 피스톤의 왕복운동방향에 따라 이동 가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같을 경우, 상기 실린더의 토출구 쪽으로 액체가 충진된 상태로 상기 피스톤을 상기 토출구 쪽으로 밀어 넣으면 상기 가스켓은 액체에 밀려 상기 수용홈부 내에서 상기 흡입구 쪽으로 밀리게 된다. 그 결과, 상기 가스켓에 의해 상기 실린더와 상기 피스톤 사이의 틈새가 폐쇄되고 씰(seal)이 형성된다. 이로 인해 액체 분무 시에는 상기 실린더의 토출구 쪽에 있는 액체가 상기 흡입구 쪽으로 되돌아가는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이 상기 가스켓이 체크밸브(check valve)로 작용하기 때문에 종전처럼 상기 실린더와 상기 피스톤 사이에 전체적으로 씰이 형성되도록 높은 정확도로 끼워 맞춤이 실현될 수 있도록 조정할 필요가 없다.

또한, 경년열화로 인해 상기 가스켓이 마모되고 실링(sealing)이 저하되어 충분한 액체분무압력을 얻을 수 없게 된 경우에는 이 가스켓을 교환하면 원래의 상태로 되돌릴 수 있다. 이로 인해 상기 실린더 및 상기 피스톤을 교환할 필요가 없고 일반 사용자라도 교환작업이 가능하다.

경년열화로 인해 주로 상기 가스켓에 마모가 발생하고 상기 실린더 및 상기 피스톤은 마모가 발생하기 어렵게 해 액체분무압력이 저하되었을 때에 교환하는 부품을 상기 가스켓만으로 한정하기 위해서는 상기 가스켓이 상기 실린더보다 소프트한 재료로 형성되어 있는 것이 좋다.

상기 피스톤이 상기 흡입구 쪽으로 당겨진 때에는 상기 실린더의 내벽면과 상기 피스톤의 측면과의 사이에 상기 흡입구로부터 상기 토출구에 이르는 유로가 형성되고, 상기 피스톤이 상기 토출구 쪽으로 밀려들어간 때에는 상기 가스켓으로 인해 상기 실린더의 내벽면과 상기 피스톤의 측면과의 사이에 씰이 형성되도록 하기 위해서는 상기 가스켓이 상기 실린더의 내벽면과 끼워맞춤이 가능한 외경을 가지고 상기 가스켓의 내경이 상기 피스톤의 상기 수용홈부가 형성되어 있는 부분의 직경보다 크면서 상기 피스톤의 상기 수용홈부가 형성되어 있지 않은 부분의 직경보다 작게 설정되어 있으면 좋다.

상기 흡입구와 상기 피스톤과의 위치맞춤을 하지 않아도 액체분출압력의 변화가 발생하기 어렵게 하기 위해서는 상기 피스톤 끝 부분의 직경이 상기 실린더의 내경보다 작은 것이 좋다.

상기 가스켓이 마모된 경우, 일반 사용자라도 간단히 교환할 수 있도록 하기 위해서는 상기 피스톤이 상기 흡입구와 마주보는 측면을 가진 대경부와, 상기 대경부보다 끝 쪽의 상기 가스켓과 마주보는 측면이 형성된 소경부와, 상기 소경부보다 직경이 크고 해당 소경부 끝 쪽에 탈착이 가능하게 부착되는 스토퍼를 갖추고, 상기 수용홈부가 상기 소경부에 상기 스토퍼를 장착하는 것으로 형성되는 것이라면 좋다.

이와 같이 본 발명과 관련한 스프레이건의 경우, 상기 가스켓이 상기 피스톤에 형성된 수용홈부 내에 상기 피스톤의 왕복운동방향으로 이동 가능하게 되어 있어 가스켓을 체크밸브로 작용하게 해 액체 토출 시에는 상기 실린더의 토출구 쪽에 액체가 상기 흡입구 쪽으로 역류하지 않도록 씰을 형성할 수 있다. 이로 인해, 상기 실린더와 상기 피스톤과의 사이에는 틈새를 형성할 수 있어 종전처럼 실린더 내벽면과 피스톤 측면과의 사이 전체에 씰이 형성되도록 높은 정확도로 조정할 필요가 없다.

따라서, 상기 실린더와 상기 피스톤이 마모 등으로 경년열화되는 것을 방지할 수 있고, 상기 가스켓만 마모가 진행하도록 할 수 있다. 그 결과, 액체분출압력이 저하된 경우에는 상기 가스켓을 교환하는 것만으로 원래의 상태로 되돌릴 수 있다. 또한, 상기 가스켓만을 교환할 경우에는 일반 사용자도 직접 교환 작업을 실시할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예인 스프레이건의 외관을 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예인 스프레이건의 내부구조를 나타내는 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예인 스프레이건의 피스톤 펌프 부분을 확대한 모식적 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예인 피스톤 펌프의 동작을 나타내는 모식도이다.

본 발명의 일 실시예인 스프레이건(100)에 대해 도 1 및 도 4를 참조하여 설명한다.

도 1에 나타낸 스프레이건(100)은 의류 등의 얼룩제거기로 사용되는 것으로, 이 스프레이건(100)으로 세정액이 비말 상태로 되어 얼룩이 있는 부분에 분사된다.

도 2에 나타낸 것처럼 이 스프레이건(100)은 피스톤 펌프(3)로 공급호스(S)를 통해 흡입된 세정액에 압력을 걸어 피스톤 펌프(3)의 토출구(52)에 설치된 노즐부(4)를 통해 비말 상태의 세정액을 분사한다.

보다 구체적으로는 이 스프레이건(100)은 케이싱(C) 내에 여러 장치가 수용되어 있고, 그립 부분(G)의 내부에는 모터(1)로 구동되는 캠 기구(cam mechanism; 2)와, 캠 기구(2)의 출력 축으로 피스톤(6)이 왕복 구동되고, 세정액이 분출되는 피스톤 펌프(3)와 피스톤 펌프(3)에서 분출되는 세정액을 비말 상태로 만드는 노즐부(4)가 수용되어 있다.

다음으로는 도 3 및 도 4를 참조하여 주로 피스톤 펌프(3)에 대해 자세히 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 피스톤 펌프(3)은 대략 내부가 비어 있는 원통형의 실린더(5)와, 실린더(5) 내에 삽입된 대략 내부가 들어찬 원통형의 피스톤(6)과, 피스톤(6)의 끝 쪽에 형성된 둥근 고리모양의 수용홈부(6D)에 수용된 둥근 고리모양의 가스켓(7)을 갖춘 것이다. 그리고 실린더(5) 및 피스톤(6)은 예를 들면 스테인리스로 형성되어 있고, 가스켓(7)은 실린더(5) 및 피스톤(6)보다 소프트한, 예를 들면 흑연(그라파이트) 등의 재료로 형성되어 있다.

실린더(5)는 측면에 개구하고, 세정액 공급호스(S)와 접속되는 흡입구(51)와 끝 부분에 개구하고, 피스톤(6)에 의해 밀려나가는 세정액이 분출되는 토출구(52)를 갖추고 있다. 또한, 실린더(5)의 내벽면은 흡입구(51)가 형성되어 있는 부분의 주위가 다른 부분보다 내경이 크게 형성된 직경확장부(53)가 설치되어 있다. 이 직경확장부(53)로 피스톤(6)이 삽입된 상태에서 세정액이 유입되는 공간이 형성된다.

피스톤(6)은 캠 기구(2)의 출력 축과 연결된 기단부(61)과, 실린더(5)의 내벽면과의 사이에 틈새를 형성하고 흡입구(51)에서부터 토출구(52)까지의 세정액의 유로를 형성하는 선단부(62)로 구성되어 있다. 또한, 기단부(61)와 선단부(62)와의 사이에 마련된 연결부(63)에는 씰부재(631)이 수용되는 고리모양의 홈이 형성되어 있다. 캠 기구(2)로 인해 도 4에 도시된 바와 같이, 피스톤(6)은 왕복직선운동을 반복하고, 세정액의 흡입, 토출을 반복한다. 또한, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 피스톤(6)의 연결부(63) 및 씰부재(631)은 피스톤(6)이 이동해도 실린더(5)의 직경확장부(53)보다 기단 쪽에 항상 위치하도록 설치되어 있다.

그리고 씰부재(631) 및 실린더(5)와 기단부(61) 사이에 형성되는 씰로 인해 세정액에 압력이 걸린 경우에도 실린더(5)의 기단 쪽 개구에서 세정액이 새어 나오지 않도록 구성되어 있다. 이에 이 실시예에서는 피스톤 펌프(3)의 기단 쪽에는 드레인 장치를 두지 않는다.

도 3에 도시된 바와 같이, 피스톤(6)의 기단부(61)은 실린더(5)의 내경과 거의 동일한 직경을 가지고 있고, 실린더(5)의 내벽면에 대해 축 방향에 원활하게 슬라이딩 되도록 구성되어 있다.

피스톤(6)의 선단부(62)는 전체적으로 기단부(61)보다 직경이 작게 설정되어 있고, 선단부(62)의 측면은 실린더(5)의 내벽면에 대해 소정의 거리를 떨어뜨려 놓고 있다.

이 선단부(62)에는 실린더(5)의 흡입구(51)과 토출구(52) 사이에 앞서 언급한 가스켓(7)이 배치되도록 해당 가스켓(7)을 수용하는 둥근 고리모양의 수용홈부6D)가 형성되어 있다. 수용홈부(6D)도 가스켓(7)과 동일하게 둥근 고리모양으로 형성되어 있지만 가스켓(7)보다 크게 형성되어 있다.

구체적으로 선단부(62)는 연결부(63)과 인접하고 실린더(5)의 흡입구(51)과 마주보는 측면을 지닌 대경부(6A)와, 대경부(6A)보다 토출구(52) 쪽에 설치되어 상기 가스켓(7)의 내주면과 마주보는 소경부(6B)와, 소경부(6B)보다 큰 원반 모양의 것으로 소경부(6B)의 토출 쪽에 대해 탈착이 가능하게 장착하는 스토퍼(6C)로 되어 있다. 여기서 스토퍼(6C)는 예를 들면 나사고정으로 소경부(6B)의 토출구(52)쪽 단면에 고정된다. 소경부(6B)에 대해 스토퍼(6C)를 설치함으로 인해 대경부(6A)의 토출구(52)쪽의 단면, 소경부(6B)의 측면, 스토퍼(6C)의 흡입구(51)쪽의 단면에 의해 앞서 기술한 수용홈부(6D)가 형성된다. 바꿔 말하면, 소경부(6B)에 스토퍼(6C)가 설치되지 않은 상태에서 먼저 가스켓(7)이 소경부(6B)의 주위에 장착되고, 그 후 스토퍼(6C)를 장착하는 것으로 가스켓(7)은 수용홈부(6D) 내에 설치된다. 이에 스토퍼(6C)를 탈착하는 것으로 가스켓(7)에 대해서는 교환 가능하다.

또한, 스토퍼(6C)의 측면에는 축 방향으로 연장되는 슬롯이 복수로 형성되어 있어 실린더(5)의 내벽면과의 사이에는 틈새가 형성된다. 이 슬롯을 통해 세정액이 토출구(52)쪽으로 유입되도록 구성되어 있다.

소경부(6B)의 직경은 가스켓(7)의 내경보다 작게 형성되어 있어 가스켓(7)의 내주면과 소경부(6B)의 측면 사이에는 틈새가 형성된다. 반면에 가스켓(7)의 외경은 실린더(5)의 내경과 거의 동일하거나 약간 크게 형성되어 있어 가스켓(7)의 바깥쪽 둘레면은 실린더(5)의 내벽면에 대해 끼워 맞춤한다.

그리고 소경부(6B)의 축방향의 폭 치수는 가스켓(7)의 축방향의 폭 치수보다 크게 형성되어 있어 수용홈부(6D) 내에서 가스켓(7)은 축 방향, 다시 말해, 피스톤(6)의 왕복직선운동방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 이에 세정액의 압력으로 가스켓(7)은 대경부(6A)의 단면 또는 스토퍼(6C)의 단면 중 한쪽으로 밀린다.

스토퍼(6C)의 토출구(52) 쪽의 단면에 의해 밀려나온 세정액은 실린더(5)의 토출구(52) 근방에 접속된 노즐부(4)로 유입된다. 노즐부4는 탄성스프링으로 지지된 구 형태로 구성된 체크밸브(41)를 구비한 것으로 세정액에 소정의 압력이 걸린 경우에만 개방된다.

이와 같이 구성된 스프레이건(100)의 피스톤 펌프(3)의 한바퀴 도는 동작에 대해 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4(a)는 피스톤(6)이 하사점에 있는 상태를 나타내며, 도 4(c)는 피스톤(6)이 상사점에 있는 상태를 나타낸다. 또한, 도 4(b)는 하사점에서 상사점에 이르는 도중의 상태를 나타내고, 도 4(d)는 상사점에서 하사점에 이르는 도중의 상태를 나타낸다.

도 4에 도시된 바와 같이, 피스톤(6)의 동작에 따라 실린더(5)의 토출구(52)쪽에 형성되는 공간이 수축함은 물론, 그 동작에 맞춰 가스켓(7)도 수용홈부(6D) 내에서 이동한다.

구체적으로는 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 피스톤(6)이 하사점에 있는 상태에서는 가스켓(7)은 스토퍼(6C)의 흡입구(51)쪽의 단면에 접촉한 상태가 된다. 이 상태에서는 피스톤(6)에 의해 세정액은 가압되지 않은 관계로 스토퍼(6C)와 가스켓(7)과의 사이에는 씰은 형성되어 있지 않다. 따라서, 흡입구(51)에서 흡입된 세정액은 직경확장부(53), 가스켓(7)의 내주면과 소경부(6B)의 측면과의 틈새, 스토퍼(6C)의 단면과 가스켓(7)의 단면과의 틈새를 지나 실린더(5)의 토출구(52)쪽의 공간까지 유입된다.

다음으로 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 피스톤(6)이 토출구(52)쪽으로 밀려 들어가기 시작하면 가스켓(7)은 대경부(6A)의 단면 쪽으로 이동한다. 이때, 실린더(5)의 토출구(52) 쪽의 공간에 있는 세정액은 피스톤(6)에 의해 가압되는 관계로 가스켓(7)은 대경부(6A)의 단면 쪽으로 밀린다. 이로 인해 가스켓(7)은 씰을 형성하고 가스켓(7)과 대경부(6A)와의 사이에서 흡입구(51)쪽으로 세정액이 역류하지 않게 작용한다.

도 4(c)에 도시된 바와 같이, 피스톤(6)이 상사점에 도달한 상태에서는 충분한 액체분출압력이 실현되고, 노즐부(4)의 체크밸브(41)이 개방되어 세정액이 비말 상태로 외부로 분출된다.

마지막으로 도 4(d)에 도시된 바와 같이, 피스톤(6)이 빠지기 시작하면 가스켓(7)은 스토퍼(6C) 계합 상태가 되어 흡입구(51)쪽으로 이동한다.

이와 같이 본 실시예의 스프레이건(100)은 피스톤(6)의 선단부(62)에 형성된 수용홈부(6D) 내에 설치된 둥근 고리모양의 가스켓(7)을 피스톤(6)의 왕복운동 방향으로 이동 가능하게 설치한 관계로 피스톤(6)이 밀려 들어와 세정액이 가압될 경우에만 흡입구(51)쪽으로 세정액이 역류하는 것을 방지하는 씰을 형성할 수 있다.

또한, 가스켓(7)에 의해 역류방지 씰을 형성할 수 있어 종전처럼 실린더(5)의 내벽면과 피스톤(6)의 측면 전체에 씰이 형성되도록 정밀하게 가공할 필요가 없다.

그리고 피스톤(6)의 선단부(62)와 실린더(5)의 내벽면은 접촉하지 않은 관계로 원리적인 면에서 마모는 발생하지 않는다. 이에 세정액이 가압된 부분에 실린더(5)의 내벽면을 슬라이딩하는 부재는 가스켓(7)만으로 한정할 수 있어 경년열화로 마모가 크게 발생하는 것은 가스켓(7) 뿐이다.

따라서, 마모로 인해 세정액에 충분한 액체분출압력을 가하지 못하게 된 경우에는 가스켓(7)을 교환하기만 하면 되고 실린더(5)와 피스톤(6)을 교환할 필요가 없다.

또한, 가스켓(7)은 스토퍼(6C)를 탈착하는 것만으로 교환이 가능하기 때문에 일반 사용자라도 교환작업이 가능하다.

게다가, 흡입구(51)의 주위에는 직경확장부(53)가 형성되어 있는 관계로 피스톤(6)의 사이에 틈새가 반드시 형성되기 때문에 종전처럼 흡입구(51)에 피스톤(6)을 정확하게 위치 맞춤을 하지 않아도 거의 동일한 액체분출압력을 실현할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 대해 설명한다.

상기 실시예에서는 스프레이건은 얼룩제거기에서 세정액을 분출하기 위해 사용되었지만, 예를 들면, 염료 등을 분출하기 위해 본 발명과 관련된 스프레이건을 이용해도 무방하다. 또한, 본 발명 관련 스프레이건은 기계를 세정하기 위해 이용해도 좋고, 실내와 차내를 클리닝하기 위해 사용해도 무방하다.

수용홈부는 소경부에 대해 스토퍼를 장착하는 것으로 형성되어 있었지만, 소경부와 스토퍼를 하나로 형성하고, 예를 들면, 둥근 고리모양의 홈으로 형성해도 무방하다.

가스켓의 재질에 대해서는 상기 실시예에서 설명한 것에 국한되지 않는다. 실린더 및 피스톤보다 가스켓은 소프트한 재질로 형성되는 것을 권장한다.

기타 본 발명의 취지에 반하지 않는 한, 다양한 변형과 각 실시예의 부분 간의 조합을 실시해도 무방하다.

100 : 스프레이건 3 : 피스톤펌프
5 실린더
51 : 유입구 52 : 토출구
6 피스톤
6A : 대경부 6B : 소경부
6C : 스토퍼 6D : 수용홈부
7 : 가스켓

Claims (6)

1. 피스톤 펌프를 구비한 스프레이건으로서,
   상기 피스톤 펌프의 측면에 액체가 흡입되는 흡입구가 개구하고, 끝 쪽에 액체 토출구가 개구하는 실린더와, 상기 실린더 내를 왕복 운동하는 피스톤과, 상기 실린더 내에 상기 흡입구와 상기 토출구와의 사이에 설치된 둥근 고리모양의 가스켓을 갖추고, 상기 피스톤의 선단부가 상기 가스켓이 수용되는 수용홈부를 갖추고 있고, 상기 가스켓이 상기 수용홈부 내에서 상기 피스톤의 왕복 운동방향에 따라 이동 가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 스프레이건.
2. 제1항에 있어서,
   상기 가스켓이 상기 실린더보다 소프트한 재료로 형성되어 있는 스프레이건.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 가스켓이 상기 실린더의 내벽면과 끼워 맞춤하는 외경을 지니고, 상기 가스켓의 내경이 상기 피스톤에서 상기 수용홈부가 형성되어 있는 부분의 직경보다 크고, 더불어 상기 피스톤에서 상기 수용홈부가 형성되지 않는 부분의 직경보다 작게 설정되어 있는 스프레이건.
4. 제3항에 있어서,
   상기 가스켓이 상기 수용홈부 내에 수용된 상태로 상기 실린더의 내벽면과 끼워 맞춤하고 있고, 상기 피스톤이 상기 토출구 쪽으로 이동할 때에 상기 수용홈부가 상기 흡입구 쪽의 단면과 맞닿도록 구성된 스프레이건.
5. 제1항에 있어서,
   상기 피스톤 선단부의 직경이 상기 실린더의 내경보다 작은 스프레이건.
6. 제3항에 있어서,
   상기 선단부가 상기 흡입구와 마주보는 측면을 지닌 대경부와, 상기 대경부보다 끝 쪽에서 상기 가스켓과 마주보는 측면이 형성된 소경부와, 상기 소경부보다 직경이 크고 해당 소경부의 끝 쪽에 탈착이 가능하게 설치된 스토퍼를 갖추고, 상기 수용홈부가 상기 소경부에 상기 스토퍼를 설치함으로 인해 형성되는 스프레이건.
   
   

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