KR102570643B1 - 분사유량 제어식 도장장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일정한 도료 분사량이 유지되도록 하여 사용자의 숙련도는 가사시간에 무관하게 일정한 품질의 도장막을 생성하도록 한 분사유량 제어식 도장장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 분사유량 제어식 도장장치는 도료와 첨가제가 혼합된 혼합도료가 저장되는 도료 저장부; 상기 도료 저장부에 저장된 상기 혼합도료가 토출되는 노즐부; 상기 혼합도료를 펌핑하여 상기 노즐부에 공급하는 펌프; 상기 혼합도료의 이동을 위해 상기 도료 저장부, 상기 펌프 및 상기 노즐부를 연결하는 유로; 및 도장 시간의 경과 또는 토출되는 도료양의 변화에 따라 상기 펌프에 의한 공급 압력을 변화시키는 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

분사유량 제어식 도장장치{Injection flow rate controlled coating device}

본 발명은 분사유량 제어식 도장장치에 관한 것이고, 일정한 도료 분사량이 유지되도록 하여 사용자의 숙련도는 가사시간에 무관하게 일정한 품질의 도장막을 생성하도록 한 분사유량 제어식 도장장치에 관한 것이다.

선박이나 항공기의 경우 도장은 선체나 기체를 보호하는 매우 중요한 요소이다. 선박이나 항공기는 넓은 면적의 도장을 형성하기 위해 일반적으로 동력을 이요한 도장장치를 사용자가 운영하게 된다.

도장장치는 도료에 희석액을 혼합하고, 이를 공기의 압력으로 분사하도록 함으로써 선체나 기체에 도장막을 형성하게 된다. 이러한 도장막은 분사되는 도료의 양에 밀접한 연관성이 있으며, 분사량에 따라 도장막의 도착효율이 달라지게 된다.

그리고, 도장막 작업시 분사되는 도료의 양은 희석액의 혼합 정도, 도료의 점도, 도장장치의 압력, 도장에 소요되는 시간인 가사시간과 같은 다양한 사항에 따라 변화하게 된다.

종래에는 이러한 도료와 희석액의 혼합량과 공기의 압력을 모두 사용자가 설정하여 이용하였다. 때문에, 도료의 혼합비율, 도장막의 형성 정도가 사용자의 감각과 경험에 따라 변화되게 된다.

이로 인해, 사용자의 숙련도에 따라 도장막의 품질이 달라지는 문제가 있다. 또한, 숙련된 사용자라 하더라도 가사시간의 증가에 따라 도료와 희석액이 혼합된 혼합도료의 점도가 변화하면서, 사용자가 균일하게 도포를 하더라도 도장장치를 통해 분무되는 도료의 양이 달라지게 되어 도장막을 균일한 품질로 생성하지 못하는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 제10-2016-0033972호(공개일 2016.03.29.)

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로, 일정한 도료 분사량이 유지되도록 하여 사용자의 숙련도는 가사시간에 무관하게 일정한 품질의 도장막을 생성하도록 한 분사유량 제어식 도장장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 가사시간의 경과에 따라 도료와 희석액이 혼합된 도료의 점도변화를 일정하게 유지되도록 하여 가사시간에 무관하게 일정한 품질의 도장막을 생성할 수 있도록 한 분사유량 제어식 도장장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 분사유량 제어식 도장장치는 도료와 첨가제가 혼합된 혼합도료가 저장되는 도료 저장부; 상기 도료 저장부에 저장된 상기 혼합도료가 토출되는 노즐부; 상기 혼합도료를 펌핑하여 상기 노즐부에 공급하는 펌프; 상기 혼합도료의 이동을 위해 상기 도료 저장부, 상기 펌프 및 상기 노즐부를 연결하는 유로; 및 도장 시간의 경과 또는 토출되는 도료양의 변화에 따라 상기 펌프에 의한 공급 압력을 변화시키는 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 분사유량 제어식 도장장치는 일정한 도료 분사량이 유지되도록 하여 사용자의 숙련도는 가사시간에 무관하게 일정한 품질의 도장막을 생성하도록 하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 분사유량 제어식 도장장치는 가사시간의 경과에 따라 도료와 희석액이 혼합된 도료의 점도 변화를 일정하게 유지되도록 하여 가사시간에 무관하게 일정한 품질의 도장막을 생성하도록 하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명에 분사량 제어식 도장장치의 구성을 개략적으로 도시한 예시도.
도 2는 기능적 구성을 블록형태로 도시한 구성 예시도.
도 3은 본 발명의 도료장치의 동작을 설명하기 위한 예시도.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.

도 1은 본 발명에 분사량 제어식 도장장치의 구성을 개략적으로 도시한 예시도이고, 도 2는 기능적 구성을 블록형태로 도시한 구성 예시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 분사량 제어식 도장장치는 도료 저장부(10), 본체부(20) 및 노즐부(50)를 포함하여 구성되고, 본체부(20)는 펌프(29), 설정부(22), 출력부(25), 유량센서(27) 및 제어부(31)를 포함하여 구성된다.

도료 저장부(10)는 도색을 위한 도료와 첨가제가 혼합되는 혼합도료(13)가 저장된다. 여기서, 도료는 도색을 위한 페인트 원액을 의미하고, 첨가제는 도료의 점도, 점착력과 같은 특성 조절을 위해 혼합하는 액을 의미한다. 본 발명에서는 도료와 첨가제가 혼합되는 것으로 설명하고 있으나, 도료에 첨가제 성분이 포함된 경우도 본 발명의 혼합도료에 포함된다.

본체부(20)는 도료 저장부(10)와 노즐부(50)에 연결되어 도료저장부(10)에 저장된 혼합도료를 노즐부(50)에 공급하는 역할을 한다. 이를 위해 본체부(20)는 설정부(22), 출력부(25), 유량센서(27), 펌프(29) 및 제어부(31)를 포함하여 구성된다.

설정부(22)는 도장 작업을 수행하는 작업자로부터 설정값을 입력받아 제어부(31)에 전달한다. 특히, 설정부(22)를 통해서 도장작업을 위해 도포될 도료의 양을 설정하는 값이 입력되고, 입력된 설정값이 제어부(31)에 전달된다. 이를 위해 설정부(22)는 입력을 위한 입력수단(21)이 구비되며, 입력수단은 본체부(20)의 케이스 외부에 노출되게 구성된다. 또한, 설정부(22)는 휴대용 저장장치, 스마트 폰과 같이 다른 장치와 연결되는 인터페이스를 구비할 수 있으며, 이를 통해 도장장치의 운영을 위한 설정값 또는 데이터를 입력받을 수 있다. 일례로, 설정부(22)를 통해 사용자는 도장장치의 압력을 설정하거나, 시간의 경과 또는 혼합도료의 양에 따른 압력의 증가치를 설정할 수 있다. 또는 설정부(22)를 통해 압력별 토출량 정보와 같은 데이터 입력될 수 있다.

출력부(25)는 도장장치의 운영에 따른 각종 정보를 출력하여 제공한다. 예를 들어 출력부(25)는 첨가제 보충 요청, 현재 압력, 작업시간, 혼합도료의 토출량과 같은 정보를 출력하여 제공할 수 있다. 그리고, 이러한 정보는 제어부(31)로부터 전달되는 것일 수 있다. 이러한 출력부(25)는 스피커와 같은 음향 출력장치, 표시장치를 포함하여 구성될 수 있다. 또는 설정부(22)를 통해 출력 수단을 가지는 장치와 연결되는 경우, 연결된 장치의 출력 수단을 이용하여 도장장치에는 생략될 수 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

유량센서(27)는 노즐부(50)로 공급되는 혼합도료의 유량을 감지하고, 감지결과를 제어부(31)에 전달한다. 이를 위해, 유량센서(27)는 도시된 바와 같이 노즐부(50)와 본체(20)의 펌프(29)를 연결하는 유로(11b) 또는 펌프(29)와 도료 저장부(10)를 연결하는 유로(11a) 중 어느 한 곳 이상에 설치될 수 있다.

여기서, 유량 센서(27)를 별도로 구성하지 않고 압력별 토출량 정보와 펌프의 현재 압력을 이용하여 산출하여 유량센서(27)의 측정값을 대체하는 것이 것이 가능하다. 즉, 압력별 토출량에 대한 정보가 미리 저장되면, 제어부(31)는 펌프(29)의 현재 압력과 압력별 토출량 정보에 대조하여 토출량을 확인하고, 확인된 토출량에 현재 압력을 유지한 시간을 반영하여 유량을 산출하게 된다.

펌프(29)는 제어부(31)의 제어에 따라 동작하여 도료 저장부(10)에 저장된 혼합도료(13)를 유로(11 : 11a, 11b)를 통해 노즐부(50)에 공급한다. 이때, 펌프(29)는 노즐부(50)에 공급하는 혼합도료(13)의 압력을 제어부(31)의 제어에 따라 변화시켜 공급하게 된다. 이러한 펌프(29)는 공기를 혼합도료(13)에 혼합하여 노즐부(50)로 공급할 수도 있으나, 이로써만 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

제어부(31)는 도장 시간의 경과 또는 노즐부(50)를 통해 토출되는 도료양의 변화에 따라 펌프(29)가 노즐부(50)로부 혼합도료(13)를 공급하는 압력이 변하도록 펌프(29)를 제어하게 된다. 특히, 제어부(31)는 도장의 시작 후 시간이 경과함에 따라 또는 노즐부(50)를 통해 토출되는 혼합도료의 양이 증가함에 따라 펌프(29)에 의한 공급압력이 증가되도록 펌프(29)를 제어하게 된다. 이때, 제어부(31)는 펌프(29)의 공급압력이 지속적 또는 선형적으로 증가되도록 펌프(29)를 제어할 수 있으나, 지속적 또는 선형적 증가가 곤란한 경우 이에 근사화된 계단형 증가방법을 이용할 수 있는 것으로 제시된 바에 의해 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 특히, 제어부(31)는 사용자가 설정부(22)를 이용하여 도료의 도포량을 설정하는 경우 해당 도포량에 적합한 초기압력으로 공급압력을 결정하고, 시간의 경과 또는 도포양의 누적값 변화에 따라 공급압력을 증가시키게 된다.

이를 위해 제어부(31)는 내부 타이머를 통해 도장장치가 작동시작된 이후의 경과시간을 산출하고, 미리 저장된 경과시간에 따른 압력정보를 이용하여 펌프(29)의 공급압력을 조절하게 된다. 또는 이와 같은 압력제어를 유량의 변화 즉, 노즐부(50)를 통해 토출된 도료의 양을 산출하여 수행할 수 있다. 전술한 바와 같이 유량센서(27)가 구비되는 경우, 유량센서(27)에 의해 측정된 도료의 유량이 제어부(31)에 전달될 수 있다.

제어부(31)는 이 유량값을 이용하여 토출된 누적 도료양을 산출하고, 산출된 도료양에 적합한 압력이 되도록 펌프(29)의 공급압력을 조절할 수 있다. 이를 위한 도료의 토출량에 따라 조절되는 압력의 값은 미리 저장될 수 있으며, 이를 위해 제어부(31)는 메모리소자와 같은 저장장치를 포함하여 구성된다.

또는 제어부(31)가 펌프의 압력, 토출 중에 현재 압력이 유지된 시간을 미리 저장되는 압력별 토출량을 이용하여 누적된 도료양을 산출하고, 이를 통패 펌프(29)의 공급압력을 조절할 수도 있다.

한편, 제어부(31)는 펌프(29)의 공급압력을 조절하는 과정에서 공급압력이 미리 설정된 기준 압력 이상으로 증가하는 경우 이를 출력부(25)를 통해 사용자에게 통지하게 된다. 즉, 제어부(31)는 혼합도료에 포함된 첨가제의 휘발에 의해 도료의 점도가 크게 증가하는 경우와 같이 펌프(29)의 공급압력이 과도하게 증가되는 경우 사용자에게 이러한 상황을 전파하여, 사용자가 첨가제를 혼합도료에 추가하도록 종용할 수 있다. 이를 위해, 제어부(31)는 공급압력과 미리 설정된 기준압력을 비교하여 공급압력이 기준압력 이상인 경우 출력부(25)를 통해 첨가제의 혼합 또는 혼합도료의 충전을 사용자에게 요청하게 된다.

노즐부(50)는 유로(11b)에 의해 본체(20)의 펌프(29)와 연결되어, 펌프(29)에 의해 공급되는 혼합도료를 분사한다. 이를 위해 노즐부(50)는 유로(11b)와 연결되고 사용자에 의해 파지되는 본체부(53), 노즐의 개폐 및 개폐 정도를 조절하기 위한 손잡이(52) 및 노즐(51)을 포함하여 구성될 수 있다.

도 3은 본 발명의 도료장치의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.

도 3을 참조하면, (a)는 도료분사량과 도착효율의 관계를 나타낸 도면이다. (a)에서와 같이 도착효율은 도료 분사량이 너무 적거나 많은 경우에 저하되는 것을 확인할 수 있다.

이러한 도착효율은 사용자의 숙련도와 밀접한 관계를 가지지만, 숙련도 외에도 도료의 점도, 첨가제의 혼합도, 도장시간의 경과에 따라 첨가제의 휘발정도, 도장면의 온도와 같은 다양한 요인들에 의해 변화하게 된다.

특히, 사용자의 숙련 정도가 증대된다 하더라도 혼합도료의 점도 변화에 따른 도료의 도포양 변화는 사용자가 조절하기 어려운 부분이며, 이로 인한 도착효율의 저하가 빈번하게 발생된다. 같은 제조회사에서 생산되 도료라 할지라도 제조 기간, 생산 공장에 따라 도료의 점도가 상이해지며, 이에 따른 도표양을 사용자가 스스로 결정하기에는 무리가 따른다.

때문에, 본 발명에서는 도포될 도료의 양을 사용자가 입력하면, 이에 따른 기본 압력이 설정된다. 이러한, 도포될 도료의 양은 도료 제공 업체 또는 관리자에 의해 권고되는 값을 수치값으로 사용자에게 전달되고, 사용자가 해당 도료의 사용시 설정부를 통해 직접 입력하여 사용할 수도 있다.

그러나, 이러한 방법 외에, 사용자가 혼합도료를 생성한 후 도장작업의 시작 후 일정시간 동안 유지되는 압력을 제어부(31)가 확인하고, 이를 기준 압력으로 설정한 후 이 기준압력으로부터 시간의 경과 토출된 도료양의 증가에 따라 공급압력이 증가되도록 제어할 수 있다.

좀 더 구체적으로 사용자가 도장작업을 시작하는 경우 새로 투입된 혼합도료에 의한 도장면 형성을 확인하기 위해 초기 작업에서는 손잡이를 조절하여 분사량을 지속적으로 조절하게 된다. 그리고 이러한 과정이 끝나면 사용자가 거의 일정한 손잡이 조절을 통해 도장면을 형성하게 된다. 이러한 조절에 의해 분사량이 달라지면 같은 압력을 유지하기 위해 펌프(29)는 동작과 중지를 반복하게 된다. 즉, 이러한 일련의 과정을 이용하여 사용자의 손잡이 조작정도 즉, 사용자가 원하는 분사량을 제어부(31)가 확인하는 것이 가능하며, 제어부(31)는 이를 기준압력을 설정할 수 있게 된다.

한편, (b)는 작업시간의 경과에 따른 혼합 도료의 점도변화를 나타낸 것이다.

(b)를 참조하면, 사용자가 압력 또는 도포될 도료양를 결정하고 작업을 진행하는 경우 혼합도료의 점도는 지속적으로 변화하게 된다. 이러한 변화는 전술한 바와 같이 혼합된 첨가제의 휘발, 내부 화학반응과 같은 요소에 의해 발생된다.

때문에, 사용자가 손잡이를 일정하게 조절하고, 펌프(29)가 일정한 압력으로 혼합도료를 공급하더라도, 점도의 증가로 인해 노즐부(50)를 통해 토출되는 단위 시간당 도료의 양을 감소하게 된다. 때문에 (a)의 도면에서와 같이 시간당 토출되는 도료의 양이 감소되어 도착효율이 저하되게 된다.

이를 해소하기 위해 본 발명에서는 도장시간의 경과, 누적된 토출량을 감지하여 점진적으로 펌프(29)의 압력을 증가시키게 된다. 이를 통해, 혼합도료의 점도가 시간의 경과에 따라 증가한다하더라도 펌프(29)의 압력을 증가시켜, 시간당 도료의 토출량을 일정하게 유지하는 것이 가능하다.

특히, 본 발명은 펌프(29)의 압력이 증가되는 한계 즉, 적정압력을 벗어나는 경우 도료의 점도가 작업이 곤란한 수준인 것으로 판단하고, 이를 사용자에게 통보하게 된다. 이를 통해, 사용자가 첨가제를 추가하거나 혼합도료를 새로 생성하여 점도를 낮춤으로써 도장면의 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여려가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.

10 : 도료저장부 11 : 유로
13 : 혼합도료 20 : 본체
21 : 인터페이스 22 : 설정부
25 : 출력부 27 : 유량센서
29 : 펌프 31 : 제어부
40 : 유량센서 50 : 노즐부
51 : 노즐 52 ; 손잡이
53 : 본체부

Claims (5)

1. 도료와 첨가제가 혼합된 혼합도료가 저장되는 도료 저장부;
   상기 도료 저장부에 저장된 상기 혼합도료가 토출되는 노즐부;
   상기 혼합도료를 펌핑하여 상기 노즐부에 공급하는 펌프;
   상기 혼합도료의 이동을 위해 상기 도료 저장부, 상기 펌프 및 상기 노즐부를 연결하는 유로; 및
   도장 시간의 경과 또는 토출되는 도료양의 변화에 따라 상기 펌프에 의한 공급 압력을 변화시키는 제어부;를 포함하되,
   상기 유로를 통해 흐르는 상기 혼합도료의 유량을 측정하는 유량센서를 더 포함하여 구성되고, 상기 제어부는 상기 유량센서의 측정값에 의해 상기 도료양의 변화를 판별하며,
   상기 제어부는 미리 저장되는 압력별 토출량 정보에 현재의 상기 펌프의 압력을 적용하여 상기 도료양의 변화를 산출하고.
   상기 제어부는 토출된 상기 도료양의 누적값이 증가하거나, 도장 시간이 경과함에 따라 상기 펌프에 의한 공급압력을 증가시키고,
   출력부;를 더 포함하여 구성되고 상기 제어부는 상기 공급압력이 미리 설정된 값 이상이면 상기 첨가제의 보충요청을 상기 출력부를 통해 출력하며,
   상기 제어부는 혼합도료에 포함된 첨가제의 휘발에 의해 도료의 점도가 증가하는 경우와 같이 펌프의 공급압력이 과도하게 증가되는 경우 사용자에게 이러한 상황을 전파하고,
   상기 제어부는 점도의 증가로 인해 노즐부를 통해 토출되는 단위 시간당 도료 양의 감소를 방지하도록 도장시간의 경과, 누적된 토출량을 감지하여 점진적으로 펌프의 압력을 증가시키는 것을 특징으로 하는 분사유량 제어식 도장장치.
   
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