KR20010070322A

KR20010070322A - 노즐 조립체

Info

Publication number: KR20010070322A
Application number: KR1020000079481A
Authority: KR
Inventors: 고엔카라키난드랄; 스트랍마크앨란
Original assignee: 레슬리 씨. 호지스; 비스테온 글로벌 테크놀로지스, 인크.
Priority date: 1999-12-22
Filing date: 2000-12-21
Publication date: 2001-07-25
Also published as: CA2329446A1; EP1239971B1; DE60003944T2; JP2001198491A; EP1239971A1; WO2001045856A1; DE60003944D1; US6328226B1

Abstract

본 발명은 제1 재료(18)와 제2 재료(22)를 선택적으로 수용하고 제1 재료(18)를 사용하여 제2 재료(22)를 선택적으로 분무하는 부재(12)를 포함하는 노즐(10)에 관한 것이다. 노즐(10)은 실질적으로 동시에 제1 재료(18)를 확산된 제2 재료(22)에 접선 방향으로 가하면서 분무된 제2 재료(22)를 수용하고 그 수용되고 분무된 제2 재료(22)를 확산시키는 확산 부재(50)를 더 포함하여, 분무된 제2 재료(22)가 목표 지점(7) 및/또는 대상(9) 위에 양호하게 적층되게 한다.

Description

노즐 조립체{NOZZLE ASSEMBLY}

본 발명은 노즐, 보다 구체적으로는 비교적 균일하고 및/또는 실질적으로 동일한 액적을 가지고 실질적으로 전단력(shear)이나 난류가 없는 흐름(streaming) 시트 재료를 선택적으로 방출하는 노즐에 관한 것이다.

노즐은 제한 없이 페인트처럼 다양한 종류의 재료를 선택적으로 방출하므로 다양한 대상에 및/또는 하나 이상의 "목표(targeted)" 지점에 소정의 형태 및/또는 농도로 선택적으로 방출된 재료를 위치시키거나 적층되게 한다. 특히, 페인트나 다른 재료는 비교적 높은 속도의 가스 흐름에 의해 통상 분무되고, 이 분무된 입자 또는 액적은 가스와 함께 노즐로부터 선택적으로 방출되어 목표 지점이나 대상에 부딪치게 된다.

적층된 재료가 전체적으로 심미감 있는 외관을 생성하도록 하기 위해 및/또는 목표 지점이나 대상 중에 일부만이 방출된 재료를 실제로 수용하는 것을 보장하기 위해, 적층된 재료가 실질적으로 "윤곽이 명확하고(well-defined)" 비교적 연속적이고, "뚜렷하고(crisp)" 그리고/또는 실질적으로 "분명한(clear)" 테두리 및/또는 경계를 형성하거나 포함하는 것이 종종 바람직하다. 예컨대, 차량 페인트 제거 작업(stripping)은 차량의 전반적인 외관을 적절히 향상시키기 위해 통상 윤곽이 명확하고 비교적 연속적인 테두리를 필요로 한다. 더욱이, 다색(예를 들어, 둘 이상) 페인트 부분을 갖는 차량 페인트 제거 작업은 바람직한 전체적인 제거 외관을 제공하기 위해 각각의 도색된 재료 사이에 비교적 연속적인 테두리 또는 실질적으로 "명확한 분기선"을 생성시키는 것이 요구된다.

종래의 노즐 및 노즐 조립체가 선택적으로 재료를 방출하여 그 선택적으로방출된 재료가 다양한 대상 및/또는 목표 지점에 위치되는 반면, 이러한 노즐 및 노즐 조립체는 방출된 재료의 테두리에 그리고/또는 테두리를 따라 전형적으로 생성되는 비교적 난류성 "전단층(shear layer)"의 발생 및/또는 존재로 인해 윤곽이 명확한 소정의 테두리를 제공하기가 용이하지 않다.

또한, 비교적 점성이 높은 재료의 사용은 분무 가스가 비교적 높은 속도로 노즐에 전달되고 관통하는 것이 요구되어 분무된 재료가 비교적 높은 속도로 노즐로부터 방출되고, 분무된 재료가 목표 위치나 대상 위에서 "튀는(spattering)" 것을 방지하기 위해 노즐과 목표 영역 사이에 비교적 긴 거리를 필요로 한다. 이러한 비교적 긴 거리는 출구 개구로부터 방사되는 방출 재료로 하여금 분무 형태의 테두리 또는 외주에 비교적 난류성 전단층을 가지는 통상 원추형의 형상 또는 형태를 형성하게 하여 성분 액적이 균일하지 않은 방출 속도 프로파일(profile)을 갖도록 하고(예컨대, 액적이 균일하지 않은 속도나 속력으로 노즐로부터 방출됨), 목표 위치나 대상 위에서 실질적으로 균일하지 않은 재료 적층 농도의 발생을 유발한다. 또한, 적층 형태 역시 통상 비틀려서 어떤 경우에는 방출된 재료가 "목표로 하지 않은(non-targeted)" 부분이나 대상에 가해질 수도 있다.

따라서, 비교적 점성이 높은 재료가 목표 지점 및/또는 대상으로 선택적으로 분무, 방출 및 적층될 수 있고, 선택적으로 적층된 재료가 실질적으로 윤곽이 명확한 그리고/또는 실질적으로 "뚜렷한" 그리고/또는 비교적 연속적인 그리고/또는 비교적 "분명한" 그리고 고른 테두리 형성을 가능하게 하고, 적층된 재료가 목표 대상이나 지점에만 위치할 가능성을 높이면서 전체적으로 심미감 있는 외관의 형성 및/또는 제공을 가능하게 하는 새롭고도 개선된 노즐에 대한 필요성이 있다.

본 발명의 제1 목적은 종래의 노즐 및/또는 노즐 조립체의 상술한 단점의 일부 또는 전부를 극복하는 노즐을 제공하는 것이다.

본 발명의 제2 목적은 종래의 노즐 및/또는 노즐 조립체의 상술한 단점의 일부 또는 전부를 극복하는 노즐을 제공하는 것이다.

본 발명의 제1 태양에 따르면, 노즐은 연통하는 입구 개구 및 출구 개구를 가지는 하우징을 포함한다. 제1 재료는 입구 개구로 수용되어 출구 개구로 전달된다. 또한, 노즐은 출구 개구 내에 배치되고 제2 재료의 공급원과 연결되고, 제2 재료를 선택적으로 출구 개구에 분사하여 분사된 제2 재료가 제1 재료에 의해 효과적으로 분무되게 하는 분사기(injector)를 더 포함한다. 또한, 노즐은 하우징에 연결되고, 분무된 제2 재료를 수용하고, 분무된 제2 재료가 제1 재료와 혼합됨에 따라 분무된 제2 재료를 확산시키고, 이 확산 분무된 제2 재료를 방출하는 부재를 더 포함한다.

본 발명의 제3 목적은 노즐로부터 나온 분무된 재료를 특정 목표 지점으로 전달하는 방법을 제공하는 것이다. 이 방법은 분무된 재료를 확산시키는 단계와, 분무된 재료가 확산되는 동안 분무된 재료와 제2 재료를 혼합하는 단계와, 확산되어 분무된 재료를 목표 지점에 전달하는 단계를 포함한다.

본 발명의 이들 태양 및 다른 태양, 특성 및 장점은 첨부 도면과 함께 본 발명의 양호한 실시예의 후속의 상세한 설명을 숙독하면 명백해질 것이다.

도1은 본 발명의 양호한 실시예의 기술 사상에 따라 제조되고 스프레이 건이나 재료 방출 장치에 작동적으로 배치된 노즐의 사시도.

도2는 도1에 도시된 노즐의 측단면도.

도3은 도2에 도시된 노즐의 선 3-3을 따라 취한 확대 단면도.

도4는 도2 및 도3에 도시된 분사 부재의 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 노즐 조립체

12 : 재료 방사기

14 : 중공 본체

18 : 제1 재료

20 : 제2 재료

24, 26, 60, 62, 68, 70 : 튜브 또는 도관

72, 74 : 스트럿

도1을 참조하면, 종래의 그리고/또는 상업적으로 가용한 스프레이 건이나 재료 방사기(12)에 효과적으로 배치되고 본 발명의 양호한 실시예의 기술 사상에 따라 제조된 노즐 조립체(10)가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 스프레이 건이나 재료 방사기(12)는 가스와 같은 재료(18)의 공급원(16)에 통하도록 물리적으로 연결된 출구 개구(15)를 갖는 통상의 중공 본체(14; hollow body)를 포함한다. 또한, 본체(14)는 페인트 또는 다른 타입의 액체와 제한없이 플럭스(flux) 및/또는 연료와 같은 재료(22)의 공급원(20)에 통하도록 물리적으로 연결되고, 그 액체는 차량(9)의 부분(7)과 같이 차량이나 다른 목표 지점이나 대상에 분무되어 선택적으로 적층된다. 비제한적 실시예에서는 노즐(10) 및/또는 노즐(10)의 다양한 부품은 실리콘 마이크로 기계 가공 공정에 의해 선택적으로 형성된다.

당업자에 의해 알 수 있는 바와 같이, 건 또는 방사기(12)는 종래의 공지된 방법으로 재료(18, 22)가 각각의 튜브나 도관(24, 26)을 선택적으로 통과하여 흐르도록 한다. 특히, 이 실시예에서는 재료(18)는 튜브(24)에 의해 본체(14)로 전달되어 구멍(15)을 통과해 본체(14)를 벗어난다.

도2 및 도3에서 가장 잘 도시되어 있듯이, 노즐(10)은 출구 개구(15)와 통하며, 가스나 다른 재료(18)가 본체(14)를 통해 부재 또는 부분(28)에 유입될 수 있도록 출구 개구(15)와 상호 작용하는 입구 개구(30)를 가지는 제1 중공 부재 또는 부분(28)을 포함한다. 부재 또는 몸체(28)는 제거 가능하게 본체(14)에 장착되거나 본체(14) 내에 일체로 형성된다. 또한, 부재(28)는 출구 개구(29)를 더 포함한다.

또한, 노즐 조립체(10)는 부재(28)에 제거 가능하게 결합 및/또는 연결되거나 부재(28)와 일체로 형성되고, 사실상 넓은 출구 개구(52)와 이 출구 개구(52)와 통하도록 결합된 상대적으로 좁은 입구 개구(54)를 갖는 통상 중공이고 사실상 넓은 각도를 갖는 확산기(50)를 더 포함한다. 또한, 확산기(50)는 실질적으로 동일하고 일체로 형성되고, 통상 중공이고 호형의 "시트"형 부재 또는 부분(56, 58)을 더 포함하는데, 이는 종래의 수단으로 각각의 튜브나 도관(60, 62)에 의해 튜브(24)에 통하도록 물리적으로 연결되고 확산 부재(50)의 접선 방향 모서리(64, 66)를 따라 가스상 재료(18)를 제공한다. 비제한적 실시예에서는, 튜브나 도관(60, 62)이 가스상 재료(18)의 개별 공급원에 부착될 수도 있다.

또한, 도2 및 도3에서 도시된 바와 같이, 재료 캐니스터(20)는 튜브나 도관(26)을 사용하여 튜브나 도관(68, 70)에 결합되고, 이 튜브나 도관(68, 70)의 한 개방 단부는 개구(29) 내에 각각 배치된다. 즉, 한 쌍의 호형 또는 "V"형상의 스트럿(72, 74; strut)은 개구(29) 내에 배치된다. 각 스트럿(72, 74)은 개구(29) 내에 각각의 도관(68, 70)을 수납하고 고정 배치하는 통상 "컵 모양" 또는 홈진 부분(76)을 갖는다. 또 다른 비제한적 실시예에서는, 제3 스트럿(78)은 부재(28)의 목부(80; throat portion) 내에 배치될 수도 있고, 그 목부(80) 내에 튜브나 도관(26)으로 또한 결합되는 다른 튜브나 도관(도시되어 있지 않음)을 고정 배치한다.

작동시, 가스상 재료(18)는 본체(14)로 전달되어 초음속으로 통과하고, 전달구멍(15, 30)을 통해 부재(28)로 들어간다. 초음속으로 이동하는 가스상 재료(18)는 부재(28)를 관통하고, 배치된 듀브나 도관(68, 70)에 의해 개구(29) 내에 위치한 분사된 재료(22)를 분무한다. 또한, 재료(22)는 목부(80) 내부에 위치한 배치된 튜브나 도관에 의해 목부(80) 안으로 분사된다. 그 후, 분무된 재료(22)는 입구 개구(54)를 통해 확산기로 들어가서 출구 개구(52)를 통해 부재(50)를 벗어난다. 부재(50) 내에서, 분무된 재료(22)는 확산 부재(50)의 모서리(60, 64)와 확산 및 분무된 재료(22)의 모서리에 가해지는[예컨대, 재료(18)는 수용되고 분무되는 재료(22)에 접선 방향으로 가해지는] 가스상 재료(18)와 동시에 확산되고 혼합된다.

확산기(50)와 접선 방향으로 분사된 가스상 재료(18)는 수용되고 분무되는 재료(22)가 목표 지점(7)이나 대상(9)에 실질적으로 균일한 농도로 적층되게 하며, 가해진 분무 재료(22)의 형태를 뒤틀리게 하는 상대적으로 난류성 전단층의 발생을 실질적으로 막는다. 또한, 분사기(72, 74, 78)로부터 방출된 재료(22)는 부재(28)의 종방향 대칭축(88)에 실질적으로 평행한 방향으로 최초 분사된다는 것을 알아야 한다. 이러한 방법으로, 재료(18)의 흐름은 실질적으로 방해 및/또는 차단되지 않는다.

본 발명은 전술한 구조와 방법로 꼭 맞는 범위에 한정되는 것이 아니고 본 발명의 요지와 범위를 벗어나지 않고서도 다양한 변형 및 수정이 행해질 수도 있다는 것을 알아야 한다.

본 발명은 비교적 점성이 높은 재료가 선택적으로 분무, 방출되어 목표 지점 및/또는 대상에 적층을 가능하게 하고, 선택적으로 적층된 재료가 실질적으로 윤곽이 명확한 그리고/또는 실질적으로 "뚜렷한" 그리고/또는 비교적 연속한 그리고/또는 비교적 "분명한" 그리고 고른 테두리 형성을 가능하게 하고, 적층된 재료는 목표 대상이나 지점에만 위치할 가능성을 높이면서 전체적으로 심미감 있는 외관의 형성 및/또는 제공을 가능하게 하는 신규하고 개선된 노즐이다.

Claims

제1 재료를 선택적으로 수용하는 제1 부분과 제1 재료 및 제2 재료를 모두 선택적으로 수용하는 제2 부분을 구비하며, 수용된 제1 재료가 수용된 제2 재료를 효과적으로 분무시키고 분무된 제2 재료를 선택적으로 수용하고 제1 재료가 분무된 제2 재료에 가해지는 동안 분무된 제2 재료를 확산시키는 제3 부분을 구비하고, 상기 제3 부분은 분무된 제2 재료와 제1 재료가 방출되는 구멍을 구비하는

것을 특징으로 하는 노즐.
제1항에 있어서, 제1 재료는 가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 노즐.
제2항에 있어서, 제2 재료는 페인트를 포함하는 것을 특징으로 하는 노즐.
제1항에 있어서, 상기 노즐은 제2 재료의 공급원과 연결되어 사용하도록 구성되고, 제2 재료의 공급원과 연결된 제1 단부와 상기 노즐 내부에 배치된 제2 단부를 갖는 튜브와, 상기 노즐의 내부에 배치되고 상기 노즐의 내부에 상기 제2 단부를 위치시키는 스트럿을 구비하는 것을 특징으로 하는 노즐.
제4항에 있어서, 상기 스트럿은 실질적으로 "C"자형이고, 상기 튜브의 제2 단부를 수납하는 컵 모양 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 노즐.
제1항에 있어서, 제1 재료는 상기 분무된 제2 재료에 접선 방향으로 가해지는 것을 특징으로 하는 노즐.
제4항에 있어서, 상기 제2 부분은 출구 개구를 포함하고, 상기 스트럿은 상기 출구 개구 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 노즐.