KR102646878B1 - 사전-분무화 협폭부를 구비한 스프레이 노즐, 상기 스프레이 노즐을 포함하는 스프레이 헤드 및 스프레이 장치 - Google Patents

사전-분무화 협폭부를 구비한 스프레이 노즐, 상기 스프레이 노즐을 포함하는 스프레이 헤드 및 스프레이 장치 Download PDF

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Abstract

제품 스프레이를 위해 의도된 본 발명의 스프레이 노즐(34)에는 노즐(34)을 통한 상기 제품의 환을 위한 통로(60)가 형성되어 있으며, 상기 통로(60)는 통로의 상류측 단부(56)에서 광폭 연결 구멍(62)을 통하여 노즐(34)의 외부로 개방되고, 또한 제품의 스프레이를 위하여 노즐(34)의 하류측 단부(58)에서 협폭 스프레이 구멍(64)을 통해 외부로 개방된다. 상기 통로(60)는 상기 연결 구멍(62)과 스프레이 구멍(64) 사이에 상기 제품을 분무화시킬 수 있는 적어도 하나의 사전-분무화 협폭부(66)를 구비하며, 사전 분무화 협폭부(66)의 하류에는 광폭부(68)가 이어진다.

Description

사전-분무화 협폭부를 구비한 스프레이 노즐, 상기 스프레이 노즐을 포함하는 스프레이 헤드 및 스프레이 장치{Spraying nozzle with pre-atomization narrowing, and spraying head and spraying device comprising such a nozzle}
본 발명은 제품을 스트레이 하는 스프레이 노즐에 대한 것으로서, 이것은 노즐을 통해 제품의 순환을 위한 통로를 한정하는 유형이며, 상기 통로는 광폭 연결 오리피스를 통해 상류 단부 및 제품을 스프레이 하기에 적합한 협폭 스프레이 오리피스를 통해 노즐의 하류 단부에서 노즐 외부로 나오게 된다.
또한, 본 발명은 중앙 오리피스를 갖는 환형 링을 구비한 유형의 제품 스프레이 장치에 대한 스프레이 헤드 및 상기 환형 링과 실질적으로 동축인 중앙 오리피스에 수용된 전술한 형태의 스프레이 노즐에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 스프레이 되는 제품의 공급원을 구비하는 유형의 스프레이 설치부 및 전술한 유형의 스프레이 헤드에 대한 것으로서, 스프레이 될 제품의 공급원은 스프레이 노즐의 연결 오리피스에 유체 연결된다.
최종적으로, 본 발명은 코팅 제품을 스프레이 하는 방법에 관한 것으로서, 이러한 방법은,
- 연결 오리피스를 통해 코팅 제품을 상기 유형의 스프레이 노즐에 공급하는 단계;
- 사전-분무화 협폭부(pre-atomization narrowing)를 통하여 코팅 제품을 통과시에 코팅 제품을 스프레이 하는 제 1 스프레이 단계;
- 상기 코팅 제품이 상기 스프레이 오리피스를 통과하는 동안 코팅 제품을 스프레이 하는 제 2 스프레이 단계;를 포함한다.
전술한 유형의 스프레이 장치가 공지되어 있다. 이들은 적은 양의 제품으로 넓은 표면을 코팅하기 위해 코팅 제품이 미세한 물방울로 분출되도록 하기 위한 것이다. 이러한 목적을 위해, 코팅 제품은 압력하에 공급원으로부터 스프레이 노즐로 공급된다.
이 스프레이를 수행하기 위한 몇 가지 경쟁 기술이 있다.
우선 공압 스프레이가 있다. 이러한 기술에 따르면, 코팅 제품은 매우 낮은 대기압, 전형적으로 0.5 내지 1.5 바아에 대해 과압하에 공급원으로부터 공급된다. 압축 공기는 노즐 배출구를 향하여 유입되고, 이러한 압축 공기는 노즐에 의해 분사된 액막을 분무화한다. 이 기술은 매우 높은 마무리 품질을 제공한다는 이점이 있다. 또한, 이러한 기술은 상대적으로 저렴하다. 그러나, 낮은 유속을 갖는 단점이 있고, 다량의 코팅 제품이 코팅될 표면에 도달하지 않으면서 대기에 분산되는 문제점도 있다.
또 다른 해결책은 에어리스 스프레이로 구성된다. 이 기술에 따르면, 코팅 제품은 매우 높은 압력하에, 일반적으로 160 내지 300 바아의 압력에서 공급원으로부터 공급된다. 제품이 분출되도록 하는 것은 스프레이 오리피스의 협폭부이다. 공기는 개입되지 않는다. 이 기술은 유속이 우수하다는 장점을 가지고 있다. 그러나, 이러한 기술은 매우 높은 압력에서 코팅 제품을 제공할 수 있는 펌핑 장비를 필요로 하는 단점이 있고, 이러한 펌프를 제공하는 압축 공기를 현저하게 많이 소비하는 단점을 갖는다. 이로 인해 이 기술은 값 비싼 기술이 된다.
마지막 기술은 혼합 스프레이이다. 이 기술에 따르면, 코팅 제품은 고압 공급원으로부터, 전형적으로 50 내지 150 바아의 압력으로 공급된다. 에어리스 스프레이의 경우와 마찬가지로, 코팅 제품이 분출되는 것은 스프레이 오리피스의 협폭부이다. 그러나, 코팅 제품이 공급원으로부터 비교적 낮은 압력으로 공급되면, 이러한 스프레이는 최적의 상태가 아닌 것이 된다. 코팅 제품의 분무화 현상을 개선하기 위해, 공압 스프레이 기술의 경우처럼 압축 공기가 노즐 배출구로 송출된다. 이러한 기술은 유속을 빠르면서도 에어리스 스프레이의 경우와 거의 동일한 품질을 얻을 수 있으면서도, 코팅 제품이 더 낮은 압력에서 공급되기 때문에 경제적이다. 그러나, 공압 스프레이 기술에 비하여 비교적 고가라는 단점이 있다.
본 발명의 목적은 일반적으로 에어리스 스프레이 또는 혼합 스프레이로써작동시에 코팅 제품이 제공되는 압력을 낮추면서도, 이러한 기술에서 일반적으로 얻어지는 유속 및 마무리 품질을 유지할 수 있도록 하는 것이다.
이을 위해, 본 발명은 연결 오리피스와 스프레이 오리피스 사이의 통로가사전-분무화 협폭부의 하류를 확장시키는 것이 후속하여 이어지는, 코팅 제품을 분무화시킬 수 있는 적어도 하나의 사전-분무화 협폭부를 구비하는, 전술한 유형의 스프레이 노즐에 대한 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 스프레이 노즐은 또한 개별적으로 또는 임의의 기술적으로 가능한 조합으로 다음 특성 중 하나 이상을 갖는다 :
- 상기 스프레이 노즐은 축 방향으로 배향되고 연결 오리피스를 이루는 제 1 개구를 통해 본체의 제 1 축방향 단부에서 개방되는 관통 덕트를 내부적으로 형성하는 관형 본체를 포함하며, 상기 스프레이 노즐은 상기 관통 덕트에 하우징되고 사전-분무화 협폭부를 형성하는 사전-분무화 삽입체를 추가로 포함한다;
- 사전-분무화 협폭부는 슬롯에 의해 반구형 캐비티 슬릿 형태로 이루어진다;
- 상기 스프레이 노즐은 스프레이 오리피스를 형성하는 스프레이 부재를 포함하며, 상기 스프레이 부재는 상류에서 하류로 진행하고 하류로 갈수록 감소하는 단면을 갖는 캐비티를 포함하되, 캐비티 다음에는 캐비티를 스프레이 오리피스와 유체 연결하는 실질적으로 일정한 단면을 갖는 채널이 구비되되, 사전-분무화 협폭부는 상기 캐비티 내부로 개방되어 있다;
- 사전-분무화 삽입체는 베이스, 상기 베이스로부터 축방향으로 돌출하는 것, 상기 베이스에 대향하는 자유 단부를 갖는 핑거부를 포함하고, 상기 자유 단부는 사전-분무화 협폭부를 형성하고, 상기 핑거부는 실질적으로 그리고 완전히 스프레이 부재의 캐비티에 수용된다;
- 상기 베이스는 덕트의 단면에 상보적인 단면을 가진다;
- 상기 스프레이 부재는 상기 캐비티가 개방되는 상류면을 가지며, 상기 상류면은 상기 캐비티 주위에 환형 쇼울더를 형성하고, 상기 베이스는 상기 환형 쇼울더와 접하게 된다;
- 상기 사전-분무화 협폭부는 상기 캐비티의 축방향 길이의 절반 이하에서 채널로부터 거리를 두고 개방된다;
- 상기 스프레이 부재는 적어도 부분적으로 덕트 내에 수용된 스프레이 삽입체로 구성된다;
- 상기 스프레이 오리피스의 직경 대 사전-분무화 협폭부의 직경의 비는 0.5 내지 0.8이다.
본 발명은 또한 전술한 유형의 스프레이 헤드에 관한 것으로, 스프레이 노즐은 상기와 같이 형성된 노즐로 구성된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 스프레이 헤드는 또한 다음의 특징을 갖는다.
- 상기 링은 스프레이 장치의 본체에 연결된 상류 단부와 상기 상류 단부로부터 멀어지는 방향으로 향하는 하류면을 가지며, 압축 가스를 수용하고 상기 하류면으로 개방되는 적어도 하나의 직선형 공기 채널을 형성하며, 상기 공기 채널은 수렴 방향으로 배향된다.
본 발명은 또한 전술한 바와 같은 스프레이 헤드를 포함하는 스프레이 건에 관한 것이다.
본 발명은 또한 전술한 형태의 스프레이 설비에 관한 것으로, 여기서, 상기 스프레이 헤드는 상기 정의된 바와 같은 헤드로 구성된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 스프레이 설비는 또한 분리되거나 기술적으로 가능한 조합에 따라 다음 특징 중 하나 이상을 갖는다.
- 스프레이될 제품의 공급원은 스프레이 될 제품에 20 바아 초과, 바람직하게는 100 바아 초과의 압력을 공급할 수 있다.
- 스프레이될 제품의 공급원은 20 내지 300 바아, 바람직하게는 20 내지 150 바아의 압력으로 스프레이 될 제품을 공급할 수 있다.
본 발명은 또한 전술한 유형의 스프레이 공정에 관한 것으로, 스프레이 노즐은 상기에서 정의된 바와 같은 노즐로 구성된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 스프레이 공정은 또한 단독으로 또는 임의의 기술적으로 가능한 조합으로 다음 특성 중 하나 이상을 갖는다 :
- 상기 코팅 제품은 20 바아 초과, 바람직하게는 100 바아 초과의 압력에서 노즐에 공급된다.
- 코팅 제품은 20 내지 300 바아의 압력, 바람직하게는 20 내지 150 바아의 압력에서 노즐에 공급된다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 단지 예시로서 그리고 도면을 참조하여 다음의 설명을 읽을 때 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 스프레이 설비의 개략도이다.
도 2는 도 1의 스프레이 설비의 어플리케이터의 분해 사시도, 즉 3/4 정면도이다.
도 3은 도 2의 어플리케이터의 스프레이 헤드의 사시도, 즉 3/4 정면도이다.
도 4는 도 3의 스프레이 헤드의 종단면도로서,도 3의 Ⅳ-Ⅳ 선으로 단면을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 3의 스프레이 헤드의 스프레이 노즐의 종단면도이다.
도 6은 도 5의 스프레이 노즐의 사전-분무화 삽입체의 사시도이다.
도 7은 도 6의 사전-분무화 삽입체의 변형예의 사시도이다.
도 8은 도 7의 사전-분무화 삽입체의 종단면도이다.
도 1에 도시된 스프레이 설비(10)는, 공지된 방식으로, 코팅 제품의 공급원(12), 압축 가스 서플라이(13), 코팅 제품을 코팅될 표면에 도포하기 위한 어플리케이터(14), 상기 공급원(12)를 상기 어플리케이터(14)에 유체 연결하는 제 1 유체 연결부(15), 상기 서플라이(13)를 상기 어플리케이터(14)에 유체 연결시키는 제 2 유체 연결부(16)를 포함한다. 상기 코팅 제품은 유체, 예를 들어 페인트, 염료, 접착제, 또는 전형적으로 20mPa.s 내지 500mPa.s 사이의 점도를 갖는 퍼티(putty)로 구성되는 것이 바람직하다.
다음에서, 방향을 가리키는 용어인 "상류" 및 "하류"는 설비(10)에서 코팅 제품의 유동 방향을 지칭하며, 코팅 제품은 상류에서 하류로 유동하게 된다.
공급원(12)은 20 내지 300 바아, 특히 20 내지 150 바아, 바람직하게는 20 내지 80 바아의 출구 압력에서 코팅 제품을 공급하도록 설계된다. 이러한 목적으로, 상기 공급원(12)은 전형적으로 코팅 제품 저장소(미도시) 및 코팅 제품을 상기 코팅 제품 저장소로 펌핑하고 출구 압력에서 유체 연결부(16)로 코팅 제품을 배출하기 위한 펌프(미도시)를 포함한다.
상기 서플라이(13)는 바람직하게는 0.2 바아 내지 6 바아, 바람직하게는 0.2 바아 내지 2 바아의 압력에서 가스, 전형적으로 압축 공기를 공급하도록 설계된다. 이러한 목적으로, 서플라이(13)는 예를 들어 공기 압축기로 구성된다.
제 1 유체 연결부(15)는 공급원(12)의 출구(17)를 어플리케이터(14)의 제 1 입구(18)에 유체적으로 연결시킨다. 이것은 일반적으로 가요성을 가지는 파이프로 구성된다.
제 2 유체 연결부(16)는 상기 서플라이(13)의 출구(19)를 어플리케이터(14)의 제 2 입구(20)에 유체 연결한다. 이것은 통상적으로 가요성을 가지는 파이프로 구성된다.
도 2를 참조하면, 어플리케이터(14)는 본체(21) 및 본체(21) 상에 장착된 스프레이 헤드(22)를 포함한다.
상기 본체(21)는 상기 어플리케이터(14)의 제 1 입구(18)를 지니며, 상기제 1 입구(18)를 본체(21)의 코팅 제품 출구(24)에 유체적으로 연결하는 덕트(미도시)를 내부에 형성하는 튜브(23)를 포함하며, 여기서, 상기 오리피스(24)는 튜브(23)의 단부를 형성한다.
상기 본체(21)는 또한 제 2 입구(20)를 포함하고, 상기 제 2 입구(20)를 본체(21) 외부의 압축 가스 출구 오리피스(26)에 유체적으로 연결하는 캐비티(미도시)를 내부에 형성한다. 상기 오리피스(26)는 도시된 예에서 오리피스(24) 주위에 동심으로 배치된다.
상기 어플리케이터(14)는 도시된 예에서 스프레이 건으로 구성된다. 상기 본체(21)는 총과 같은 형상을 하며 밸브(미도시)를 작동 시키도록 설계되된 트리거(28)를 지니며, 상기 트리거는 밸브가 입구 오리피스(18)와 출구 오리피스(24, 26) 사이의 유체 연결부를 폐쇄하는 안착 위치와, 상기 밸브가 유체 연결부를 개방하는 작동 위치 사이에서 상기 본체(21)에 대하여 이동하게 된다.
상기 스프레이 건(14)은 전형적으로 수동 스프레이 건이다. 선택적으로, 상기 스프레이 건(14)은 자동 스프레이 건일 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 스프레이 헤드(22)는 중앙 오리피스(32)를 갖는 환형 링(30)과, 상기 중앙 오리피스(32)에 하우징된 스프레이 노즐(34)을 포함한다.
환형 링(30)은 축(A-A')상에 중심이 있다. 이는 중앙 오리피스를 한정하는 환형 본체 및 본체에 대해 축선(A-A')을 중심으로 회전하도록 장착된 스커트부(38)를 포함한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 본체(36)는 본체(21)로부터 멀어지는 방향으로 향하는 하류면(40)과 본체(21)에 대면하는 상류면(42)을 갖는다. 상기 본체(36)는 복수의 공기 채널(44, 46)을 추가로 형성하되, 상기 공기 채널(44, 46)은 직선이며 상류면(42) 및 하류면(40)에 개방되어 있고, 각각의 공기 채널(44, 46)은 수렴 방향, 즉 축(A-A')을 절단하는 방향으로 배향되어있다.
상기 공기 채널(44, 46)이 출구 오리피스(26)에 유체적으로 연결되도록 상기 스프레이 헤드(22)는 상기 본체(21) 상에 장착된다. 따라서, 공기 채널(44, 46)은 압축 가스의 서플라이(13)에 유체 연결된다.
상기 공기 채널(44, 46)은 특히 노즐(34)에서 수렴하는 제 1 공기 채널(44) 및 노즐(34)의 하류에서 수렴하는 제 2 공기 채널(46)을 포함한다.
상기 스커트(38)는 본체(36)에 대해 상류로 돌출한다. 상기 스커트는 상기 본체(21)에 나사 결합되기 위해 본체(21) 상에 형성된 상보적인 외부 나사산(52)과 상호 작용하도록 설계된 내부 나사산(50)을 갖는다. 이것은 상기 본체(21)에 링(30)을 연결하기 위한 상류단부(54)를 형성한다. 상기 하류면(40)은 이러한 상류 단부(54)에 대향하여 배향된다.
도 5를 참조하면, 스프레이 노즐(34)은 본체(21)를 향한 상류 단부(56) 및 본체(21)로부터 멀어지는 방향의 하류 단부(58)를 갖는다. 노즐(34)은 노즐(34)을 통한 코팅 제품의 순환을 위한 통로(60)를 형성하되, 상기 통로(60)는 상류 단부(56)에서 광폭 연결 오리피스(62)를 통해 그리고 하류 단부(58)에서 협폭 스프레이 오리피스(64)를 통해 노즐(34)로부터 외부로 개방되고 코팅 제품을 스프레이 할 수 있다. 이러한 목적으로, 상기 스프레이 오리피스(64)는 전형적으로 실질적으로 0.3mm와 1.15mm 사이의 직경을 갖는다.
상기 노즐(34)의 외경은 15 mm 미만인 것이 바람직하다.
상기 연결 오리피스(62)는 본체(21)의 출구 오리피스(24)에 유체 연결된다.이를 위해 튜브(23)는 연결 오리피스(62)를 통해 통로(60)에 결합된다.
따라서, 연결 오리피스(62)는 코팅 제품 공급원(12)에 유체 연결된다.
본 발명에 따르면, 상기 통로(60)는 연결 오리피스(62)와 스프레이 오리피스(64) 사이에 제품을 분무화하도록 설계된 적어도 하나의 사전-분무화 협폭부(66)를 가지며, 여기서 각각의 협폭부(66) 다음에는 협폭부(66)의 하류 측에 확장부(68)가 위치한다.
이러한 사전-분무화 협폭부(66)는 노즐(34)의 출구에서 더 미세한 스프레이를 얻고, 노즐(34)의 출구에서 제품 제트의 균질성을 손상시키지 않고 코팅 제품 노즐(34)의 공급 압력을 낮추는 것을 가능하게 한다.
도시된 예에서, 상기 노즐(34)은 특히 관형 본체(70), 스프레이 부재(72) 및 사전-분무화 삽입체(74)를 포함한다.
상기 본체(70)는 축 방향(B-B')으로 배향되되, 즉 축 방향(B-B')는 본체(70)의 축을 형성한다. 상기 본체(70)는 특히 축 방향(B-B')를 중심으로 한 원통형의 회전 표면을 갖는다.
상기 노즐(34)은 특히 링(30)과 동축으로 배치된다. 따라서, 축(B-B')는 축(A-A')와 일치한다.
상기 본체(70)는 노즐(34)의 상류 단부(56)를 규정하는 제 1 축 방향 단부(76) 및 제 1 축 방향 단부(76)에 대향하는 제 2 축 방향 단부(78)를 갖는다. 상기 제 1 축 방향 단부(76)는 특히 편평하고 축 방향(B-B')에 횡방향으로 배향된다. 상기 제 2 축방향 단부(78)는 특히 축(B-B')를 중심으로 절두 원추형이다.
상기 본체(70)는 제 1 개구(80)를 통해 제 1 축 방향 단부(76) 내로 그리고 제 2 개구(82)를 통해 제 2 축 방향 단부(78) 내로 개방되는 관통 덕트(79)를 내부에 형성하며, 제 1 개구(80)는 도시된 예에서 연결부(62)를 구성한다.
상기 제 2 개구(82)는 특히 제 1 개구(80)보다 좁다.
상기 관통 덕트(79)는 큰 직경의 제 1 섹션(84) 및 작은 직경의 제 2 섹션(86)을 갖는다. 제 1 섹션(84)은 제 1 개구(80)를 통해 본체(70)의 외부로 개방되고, 제 2 섹션(86)은 제 2 개구(82)를 통해 본체(70)의 외부로 개방된다.
상기 제 1 섹션(84)은 상기 제 1 개구(80)와 실질적으로 동일한 직경을 갖는다. 상기 제 2 섹션(86)은 상기 제 2 개구(82)와 실질적으로 동일한 직경을 갖는다.
상기 제 1 섹션(84) 제 2 섹션(86)은 서로 결합되고, 상기 본체(70)는 제 1 및 제 2 부분(84, 86) 사이의 계면에서 제 1 개구(80)를 향하는 반경 방향 쇼울더(88)를 형성한다. 이 쇼울더(88)는 특히 실질적으로 편평하고 축(B-B')을 가로 지르는 방향으로 배향된다.
상기 스프레이 부재(72)는 덕트(79)에 수용된 상류면(90)과, 상류면(90)에 대향하고 본체(70)의 외부에 배치된 하류면(92)을 갖는다.
상류면(90)은 실질적으로 편평하고 축(B-B')에 실질적으로 횡방향으로 배치된다. 이는 덕트(79)의 제 1 섹션(84)의 직경과 실질적으로 동일한 직경을 갖는다.
하류면(92)은 축(B-B')를 중심으로 하는 돔의 형태이고, 축(B-B')에 수직인 슬롯(93)으로 분할된다. 이것은 둘레에 있어서 본체(70)의 제 2 축 방향 단부(78)와 높이가 맞추어진다.
슬롯(93)은 그 사이에 전형적으로 5 ° 내지 150 °, 바람직하게는 20 ° 내지 110 °의 각도를 형성하는 립을 갖는다.
상기 스프레이 부재(72)는 스프레이 오리피스(64)를 형성한다.
상기 스프레이 부재(72)는 상류에서 하류로 진행하여, 하류 측으로 갈수록단면이 감소하되 이어서 일정단 단면을 가지면서 스프레이 오리피스(64)와 캐비티(94)를 유체 연결하는 채널(96)이 이어지는 캐비티(94)를 구비한다.
상기 캐비티(94)은 상류면(90)으로 개방되고, 상기 상류면(90)은 상류 측을 향하는 캐비티(94) 둘레에 환형 쇼울더(97)를 형성한다.
사전-분무화 협폭부(66)는 캐비티(94) 내로 개방되고, 캐비티(94)은 협폭부(66)의 하류측의 확장부(68)를 형성한다.
상기 캐비티(94)은 도시된 예에서는 종 모양을 갖는다.
상기 스프레이 오리피스(64)는 채널(96)을 종단시키고 슬롯(93)에 의해 분할되는 협폭부에 의해 형성된다. 이러한 협폭부는 특히 돔 형태이다. 스프레이 오리피스(64)의 직경은 슬롯(93)과 협폭부의 교차에 의해 형성된 타원의 주축으로 정의된다.
스프레이 부재(72)는 특히 본체(70)에 부착되고 덕트(79) 내에 부분적으로 수납되는 스프레이 삽입체로 구성된다.
이 삽입체(72)는 베이스(100)를 포함하고, 상기 베이스(100)로부터 축(B-B')을 따라 축방향으로 돌출되는 것, 및 상기 베이스(100)와 대면하는 자유 단부(104)를 갖는 핑거부(102)를 포함하며, 상기 자유 단부(104)는 스프레이 오리피스(64)를 형성한다.
상기 베이스(100)는 덕트(79)의 제 1 섹션(84)에 일체로 하우징된다. 상기 베이스는 제 1 섹션(84)의 단면과 실질적으로 상보적인 단면을 가지며 상류면(90)을 형성하는 단면을 가진다. 이것은 상기 상류면(90)에 대향하며 상기 본체(70)의 쇼울더(88)에 접하는 반경방향 쇼울더(106)를 형성한다.
상기 베이스(100)는 바람직하게는 4 mm 미만의 축 방향 두께를 갖는다. 특히, 이는 핑거부(102)에 직각인 실질적으로 편평한 플레이트에 의해 형성된다.
상기 핑거부(102)는 원통형의 제 1 섹션(108) 및 돔 형태의 제 2 섹션(110)을 포함한다.
제 1 섹션(108)은 상기 베이스(100)에 부착된다. 제 1 섹션(108)은 덕트(79)의 제 2 섹션(86)에 일체식으로 수용된다. 이것은 상기 제 2 섹션(86)의 단면과 실질적으로 동일한 단면을 갖는다.
상기 제 2 섹션(110)은 상기 덕트(79)의 외부에 배치된다. 이것은 자유 단부(104) 및 하류면(92)을 형성한다.
사전-분무화 삽입체(74)는 덕트(79) 내에 수용되는 동안 본체(70)에 부착되고, 사전-분무화 협폭부(66)를 형성한다.
상기 사전-분무화 삽입체(74)는 베이스(112), 상기 베이스(112)로부터 축(B-B')을 따라 축방향으로 돌출되는 것, 상기 베이스(112)에 대향하는 자유 단부(116)를 가지는 핑거부(114)를 포함하며, 상기 자유 단부(116)는 사전-분무화 협폭부(66)를 형성한다.
상기 베이스(112)는 덕트(79)의 제 1 섹션(84)에 일체식으로 수용된다. 이것은 제 1 섹션(84)의 단면과 실질적으로 상보적인 단면을 갖는다. 이것은 상기 환형 쇼울더(097)에 대하여 지지된다.
상기 베이스(112)는 또한 환형 쇼울더(97)의 하류 및 반대 방향으로 향한 사전-분무화 삽입체(74)의 하류면(117)을 형성한다.
또한, 도 6 및 도 7에 도시 된 바와 같이, 상기 베이스(112)는 본체(70)에 대한 삽입체(74)의 회전을 방지하는 적어도 하나, 특히 두 개의 평평한 표면(119)을 갖는다.
상기 핑거부(114)는 실질적으로 캐비티(94) 내에 완전히 수용된다.
상기 핑거부(114)는 베이스(112)에 연결하기 위한 제 1 섹션(118) 및 자유 단부(116)로 구성된 제 2 섹션(120)을 포함한다. 도 5 및 도 6에 도시된 삽입체(74)의 제 1 변형 예에서, 이것은 제 1 섹션(118) 및 제 2 섹션(120) 사이에 중간 섹션(122)를 포함한다.
제 1 섹션(118)은 원통형이다. 제 1 변형 예에서, 이것은 상기 베이스(112)로부터 중간 섹션(122)까지 연장된다. 도 7 및 도 8에 도시 된 제 2 변형 예에서, 이것은 베이스(112)로부터 자유 단부(116)까지 연장된다.
자유 단부(116)는 축(B-B')에 수직인 슬롯(123)에 의해 슬릿되는 돔 형태이다. 이는 캐비티(94) 내에 수용되고, 캐비티(94)의 축 방향 길이의 절반보다 작게 채널(96)로부터 일정한 거리에서 사전-분무화 협폭부(66)가 개방되도록 배열된다.
상기 슬롯(123)은 그 사이에 전형적으로 5 ° 내지 150 °, 바람직하게는 20 ° 내지 110 °의 각도를 형성하는 립을 갖는다.
상기 중간 섹션(122)은, 그것이 존재할 때, 원뿔대 형상을 가지며 제 1 섹션(118)에서 제 2 섹션(120)으로 연장된다. 또한, 슬롯(123)은 중간 섹션(122) 내로 연장된다.
사전-분무화 삽입체(74)는 상류에서 하류로 진행하여, 하류로 갈수록 감소하는 단면을 갖지며 실질적으로 일정한 단면의 채널(126)이 이어지되, 상기 체널은 캐비티(124)를 사전-분무화 협폭부(66)에 유체 연결한다.
캐비티(124)는 하류면(117) 내로 개방된다. 도시된 실시예에서, 이것은 하류면(117)로 개방된 원통형 하류 섹션(130) 및 절두 원추형 상류 섹션(132)을 갖는다.
도시된 예에서, 상기 사전-분무화 협폭부(66)는 채널(126) 내로 개방되는 베이스(136) 및 슬롯(123)에 의해 분할되며 베이스(136)에 대향하는 상부(138)를 갖는 반구형 캐비티(134)에 의해 형성된다. 이것은 스프레이 부재(72)의 캐비티(94)보다 작은 직경을 가지며, 이 직경은 슬롯(123)과 반구형 캐비티(134)의 교차에 의해 형성된 타원의 장축으로 정의된다.
이러한 특정 형태의 사전-분무화 협폭부(66)는 노즐(34)을 떠나는 제품의 제트의 균질성을 손상시키지 않으면서 더 미세한 스프레이를 얻고 코팅 제품 노즐(34)의 공급 압력을 더 낮추는 것을 가능하게 한다.
사전-분무화 협폭부(66)의 직경은 바람직하게는 0.3 mm와 1.15 mm 사이이며 스프레이 오리피스(64)의 직경보다 크거나 같다. 특히, 사전-분무화 협폭부(66)의 직경은 사전-분무화 협폭부(66)의 직경에 대한 스프레이 오리피스(64)의 직경이 0.5와 1.0 사이가 되도록 정해진다.
이 직경 비율은 스프레이의 매끄러움을 강화시키고, 노즐(34)의 출구에서 제품 제트의 균질성을 손상시키지 않으면서 코팅 제품 노즐(34)의 공급 압력을 점차 낮추는 것을 가능하게 한다.
따라서, 통로(60)는 상류에서 하류로 이어지되 상기 캐비티(124)에 의해 형성되며, 이어서 채널(126)이 이어지고, 사전-분무화 협폭부(66)가 이어지며, 상기 캐비티(94)의 하류부 이전에, 채널(96)이 이어지고, 스프레이 오리피스(64)가 이어진다.
설비(10)에 의해 코팅 제품을 스프레이하는 방법이 이제 기술될 것이다.
먼저, 코팅 제품 및 압축 가스 공급원(12, 13)가 활성화된다. 그 후, 본체(21)의 입구(18, 20)에는 코팅 제품 및 압축 가스가 공급된다.
그러면, 사용자는 트리거(28)를 작동시킨다. 이는 입구(18, 20)를 출구(24, 26)와 유체 연통시키는 각각의 효과를 갖는다. 상기 스프레이 노즐(34)은 연결 오리피스(62)를 통해 코팅 제품에 공급되며, 코팅 제품은 20 내지 300 바아, 특히 20 내지 150 바아, 바람직하게는 20 내지 80 바아의 압력에서 놓이게 된다. 동시에, 공기 채널(44, 46)에는 가압 기체가 공급된다.
압력이 가해질 때, 상기 코팅 제품은 사전-분무화 협폭부(66)를 통과 할 때 처음으로 스프레이화 된다. 이어서, 채널(96)에 진입하기 전에, 캐비티(94)의 하류 부분에 액적 형태로 분산되고, 스프레이 오리피스(64)를 통과할 때 두번째로 분무화된다. 상기 코팅 제품은 노즐(34)의 출구의 공간에 액적 형태로 분산된다. 이러한 분산은 채널(44, 46)에 의해 불어 넣어진 압축 가스에 의해 증가되고, 이것은 액적을 타격하고 파열시키게 된다.
이러한 방식으로, 상대적으로 낮은 코팅 제품 공급 압력에도 불구하고 , 통상적 인 공급 압력으로 혼합 된 스프레이에서 통상 관찰 될 수 있는 것과 유사한, 코팅 제품의 우수한 분산이 얻어진다.
전술한 본 발명의 덕택으로, 혼합 스프레이에서 통상적으로 경험하게 되는 것과 유사한 마무리 품질 및 이송 속도가 얻어 지지만, 코팅 제품의 공급 압력은 감소된다.
또한, 사전-분무화 삽입체(74)의 치밀성(compactness)은 혼합된 스프레이에 통상적으로 사용되는 것과 동일한, 노즐(34)의 본체(70)에 대한 스프레이 삽입체(72) 및 링(30)을 사용할 수 있게 한다. 따라서 기존의 스프레이 설비를 매우 쉽고 저렴하게 개장할 수 있다.
더욱이, 사전-분무화 삽입체(74)의 치밀성은 트리거(28)가 해제될 때, 특히, 염료 또는 상부 코팅 페인트와 같은 매우 유동적인 제품을 사용할 때, 버려지는 양을 최소화하고 따라서 원하지 않은 유동을 방지할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예(미도시)에 따르면, 설비(10)는 어플리케이터(14)에 유체 적으로 연결된 압축 가스의 공급원을 포함하지 않는다. 코팅 제품의 스프레이는 공기없이 행해진다. 이 경우, 코팅 제품의 공급원(12)은 20 바아보다 큰 압력, 바람직하게는 100 바아보다 큰 압력에서 코팅 제품을 공급할 수 있지만, 코팅 제품은 스프레이 공정 중에 그러한 압력으로 공급된다.
혼합된 스프레이의 경우에서와 같이, 본 발명은 통상적으로 얻어지는 것과 유사하지만 코팅 제품의 공급 압력이 감소된 에어리스 스프레이에서의 마무리 품질 및 유속을 얻을 수 있게 된다.
또한, 사전-분무화 삽입체(74)의 치밀성은 노즐(34)의 본체(70)를 위해 스프레이 삽입체(72) 및 링(30)을 사용할 수 있게 하며, 이들은 에어리스 스프레이에 통상적으로 사용되는 것과 동일하다. 따라서 기존 스프레이 설비를 매우 쉽고 저렴하게 개장할 수 있다.
최종적으로, 예비- 분무화 삽입체(74)의 치밀성은 트리거(28)가 해제될 때 예를 들어, 특히 염료 또는 상부 코팅 페인트와 같은 매우 유동적인 제품을 사용할 때, 버려지는 양을 최소화하고 따라서 원하지 않는 흐름을 피할 수 있게 한다.

Claims (17)

  1. 노즐(34)을 통해 제품을 순환시키기 위한 통로(60)를 형성하며 제품을 스프레이하기 위한 스프레이 노즐(34)로서,
    상기 통로(60)는 광폭 연결 오리피스(62)를 통해 상류 단부(56)에서 노즐(34)의 외부로 개방되고, 노즐(34)의 하류 단부(58)에서 제품을 스프레이 할 수 있는 협폭의 스프레이 오리피스(64)를 통해 개방되며,
    상기 통로(60)는 연결 오리피스(62)와 스프레이 오리피스(64) 사이에, 제품을 분무화할 수 있는 적어도 하나의 사전-분무화 협폭부(66: pre-atomizing narrowing)를 가지며, 사전-분무화 협폭부의 다음에는 사전-분무화 협폭부의 하류에 확장부(68)가 위치되며,
    상기 사전-분무화 협폭부(66)는 슬롯(123)에 의해 슬릿된 반구형 캐비티(134)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐(34).
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    축 방향(B-B')으로 배향되고 상기 연결 오리피스(62)를 이루는 제 1 개구(80)를 통하여 본체(70)의 제 1 축방향 단부(76)에 내부적으로 관통-덕트(79)를 형성하는 관형상 본체(70)를 구비하며,
    상기 스프레이 노즐(34)은 상기 관통-덕트(79)에 수용되고 사전-분무화 협폭부(66)를 형성하는 사전-분무화 삽입체(74)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐(34).
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스프레이 오리피스(64)를 형성하는 스프레이 부재(72)를 포함하고, 상기 스프레이 부재(72)는 상류에서 하류로 진행하되, 하류로 갈수록 감소하는 단면을 가진 캐비티(94)를, 캐비티 다음에는 상기 캐비티(94)를 상기 스프레이 오리피스(64)에 유체 연결하는 실질적으로 일정한 단면을 가진 채널(96)이 배치되되, 상기 사전-분무화 협폭부(66)는 상기 캐비티(94)의 내부로 개방되는 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐(34).
  5. 제 4 항에 있어서,
    축 방향(B-B')으로 배향되고 상기 연결 오리피스(62)를 이루는 제 1 개구(80)를 통하여 본체(70)의 제 1 축방향 단부(76)에서 개방된 관통-덕트(79)를 내부에 형성하는 관형 본체(70)를 포함하되,
    상기 스프레이 노즐(34)은 상기 관통-덕트 내에 수납되고 상기 사전-분무화 협폭부(66)를 형성하는 사전-분무화 삽입체(74)를 추가로 포함하며, 상기 사전-분무화 삽입체는 베이스(112), 상기 베이스로부터 축 방향으로 돌출하는 것, 상기 베이스(112)에 대향하는 자유 단부를 갖는 핑거부(114)를 포함하며, 상기 자유 단부(116)는 상기 사전-분무화 협폭부(66)를 형성하며, 상기 핑거부(114)는 상기 스프레이 부재(72)의 캐비티(94) 내에 실질적으로 일체로 수용되는 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐(34).
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 베이스(112)는 상기 관통-덕트(79)의 단면에 상보적인 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐(34).
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 스프레이 부재(72)는 상기 캐비티(94)가 개방되는 상류면(90)을 가지며, 상기 상류면(90)은 상기 캐비티(94)의 주위에 환형 쇼울더(97)를 형성하고, 상기 베이스(112)는 상기 환형 쇼울더(97)를 지지하는 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐(34).
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 사전-분무화 협폭부(66)는 상기 캐비티(94)의 축 방향 길이의 절반보다 작은 상기 채널(96)로부터의 거리에서 개방되는 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐(34).
  9. 제 4 항에 있어서,
    축 방향(B-B')으로 배향되고 상기 연결 오리피스(62)를 이루는 제 1 개구(80)를 통하여 본체(70)의 제 1 축방향 단부(76)에서 개방된 관통-덕트(79)를 내부적으로 형성하는 관형 본체(70)를 포함하며, 상기 스프레이 노즐(34)은 상기 관통-덕트(79)에 수납되고 상기 사전-분무화 협폭부(66)를 형성하는 사전-분무화 삽입체(74)를 추가로 포함하며, 상기 스프레이 부재(72)는 적어도 부분적으로 상기 관통-덕트(79)에 수용된 스프레이 인서트로 된 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐(34).
  10. 제 1 항, 제 5 항, 제 6 항, 제 8 항 및 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스프레이 오리피스(64)의 직경 대 상기 사전-분무화 협폭부(66)의 직경의 비율은 0.5 내지 0.8인 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐(34).
  11. 제품 스프레이 장치(14)용 스프레이 헤드(22)로서,
    상기 스프레이 헤드는 중앙 오리피스(32)를 가지는 환형 링(30)을 포함하며, 제 1 항, 제 5 항, 제 6 항, 제 8 항 및 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 스프레이 노즐(34)을 포함하되, 상기 스프레이 노즐은 상기 링(30)과 실질적으로 동축이며 상기 중앙 오리피스(32)에 수납되는 것을 특징으로 하는 스프레이 헤드(22).
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 링(30)은 상기 스프레이 장치(14)의 본체(21)에 연결하기 위한 상류 단부(54)와 상기 상류 단부(54)에 대향하여 배치되며 압축 가스를 수용하는 적어도 하나의 직선형 공기 채널(44, 46)을 형성하는 하류면(40)을 포함하며, 상기 공기 채널은 상기 하류면(40)으로 개방되어 있으며, 상기 공기 채널(44, 46)은 수렴 방향으로 배향된 것을 특징으로 하는 스프레이 헤드(22).
  13. 제 11 항에 따른 스프레이 헤드(22)를 포함하는 스프레이 건(14).
  14. 제 11 항에 따른 스프레이 헤드(22)와 스프레이 될 제품의 공급원(12)을 포함하는 스프레이 설비(10)로서,
    스프레이 될 제품의 공급원(12)은 스프레이 노즐(34)의 연결 오리피스(62)에 유체 연결되는 동안 20 바아 이상의 압력에서 스프레이 될 제품을 제공하는 것을 특징으로 하는 스프레이 설비(10).
  15. 스프레이 될 제품의 공급원(12), 압축 가스의 서플라이(13), 및 제 12 항에 따른 스프레이 헤드(22)를 포함하는 스프레이 설비(10)로서,
    스프레이 될 제품의 공급원(12)는 스프레이 될 제품에 20 내지 300 바아의 압력을 공급할 수 있고, 스프레이 노즐(34)의 연결 오리피스(62)에 유체 연결되어 있고, 압축 가스의 서플라이(13)는 상기 링(30)의 각각의 공기 채널(44, 46)에 유체 유동 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 스프레이 설비(10).
  16. 코팅 제품을 스프레이 하기 위한 스프레이 방법으로서,
    - 제 1 항, 제 5 항, 제 6 항, 제 8 항 및 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 스프레이 노즐(34)에 연결 오리피스(62)를 통하여 코팅 제품을 공급하는 단계로서, 상기 코팅 제품은 20 바아를 초과하는 압력에 있는, 코팅 제품을 공급하는 단계;
    - 상기 사전-분무화 협폭부(66)를 통하여 상기 코팅 제품의 통과시에 상기 코팅 제품을 분무화시키는 제 1 분무화 단계; 및
    - 상기 스프레이 오리피스(64)를 통하여 상기 코팅 제품의 통과시에 상기 코팅 제품을 분무화시키는 제 2 분무화 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 스프레이 방법.
  17. 코팅 제품을 스프레이 하기 위한 스프레이 방법에 있어서,
    - 제 1 항, 제 5 항, 제 6 항, 제 8 항 및 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 스프레이 노즐(34)에 연결 오리피스(62)를 통해 코팅 제품을 공급하는 단계로서, 상기 코팅 제품은 20 내지 300 바아의 압력에 있는, 코팅 제품을 공급하는 단계;
    - 상기 사전-분무화 협폭부(66)를 통한 코팅 제품의 통과시에 상기 코팅 제품을 분무화시키는 제 1 분무화 단계; 및
    - 상기 스프레이 오리피스(64)를 통한 코팅 제품의 통과시에 상기 코팅 제품을 분무화시키는 제 2 분무화 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 스프레이 방법.
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