KR20020006817A - 간헐식 유체 분사방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

간단한 구조와 편리한 작동으로 유체를 연속해서 분사하거나 또는 일정한 간격을 두고서 연속 분사될 수 있도록 이루어진 간헐식 유체 분사방법 및 그 장치에 관한 것이다.

이러한 간헐식 유체 분사장치는, 중앙부 길이방향으로 선단부가 관통되어 유체가 흐를 수 있도록 이루어진 유체관로와, 이 유체관로의 외측에 형성되어 압축공기의 힘으로 유체관로의 내부 압력을 감소시켜 유체를 배출할 수 있도록 하는 공기통로를 갖는 분사장치 본체와; 상기 분사장치 본체와 약간의 간격을 두고서 그 선단부 외측에 결합되는 노즐과; 상기 유체관로와 연결되며 타측은 유체가 담겨진 용기와 연결되는 유체공급관과; 상기 유체공급관으로 외기를 유입시켜 유체흐름을 제어하는 간헐분사수단을 포함하는 간헐식 유체분사 장치를 제공한다.

Description

간헐식 유체 분사방법 및 그 장치{METHOD AND APPARATUS FOR FLUID SPRAY OF INTERMITTENCE TYPE}

본 발명은 간헐식 유체 분사방법 및 그 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 간단한 구조와 편리한 작동으로 유체를 연속해서 분사하거나 또는 일정한 간격을 두고서 연속 분사될 수 있도록 이루어진 간헐식 유체 분사방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 액상의 유체를 미세한 크기의 입자로 분사하는 유체분사 장치는 여러 분야에서 광범위하게 이용되고 있다.

이러한 유체분사 장치는, 예를 들어 의료분야에서 약품 등을 분무하거나, 가공물에 도료를 도장하는 경우, 비교적 큰 화폭에 수채화 물감을 분사하여 그림을 그리는 미술작업, 살충제 및 제초제와 같은 농약의 살포, 또는 가공이 끝난 공작물의 세정작업 등을 행할 때 많이 이용되고 있다.

유체를 분사하기 위한 장치로는, 사용자의 힘에 의하여 분사하는 수동분사 장치와, 동력을 이용하여 컴프레서에서 발생된 기체의 압축력을 이용한 동력분사 장치가 사용되고 있다.

수동분사 장치는 비교적 소량의 유체를 분사할 때 이용되며, 동력분사 장치는 비교적 많은 양의 유체를 넓은 면적에 분사하기 위하여 이용되는데, 상기 수동분사 장치는 대체적으로 가정용으로 사용되며, 동력 분사장치는 주로 의료용과 산업용으로 사용되고 있다.

이중에서 동력을 이용한 통상적인 유체분사 장치의 일반적인 구조는, 중앙부 길이방향으로 관통되어 컴프레서에서 발생된 압축공기가 유입될 수 있는 공기통로를 갖추며, 이 공기통로와 연통되는 유체관로가 형성된 분사장치 본체와, 상기 공기통로의 선단부에 결합되는 노즐과, 상기 유체관로의 타측이 연장되어 내부로 수용되고 유체가 담겨진 용기로 이루어진다.

이러한 유체 분사장치는 컴프레서에서 발생된 압축공기를 공기통로를 통하여 공급하면, 베르누이의 유체역학 정리에 의하여 압축공기의 유속이 증가하면서 유체가 담긴 용기내의 압력이 감소하게 되어, 용기에 담긴 유체가 유체관로를 따라서 압축공기의 공기통로로 상승 이동되면서 압축공기와 함께 노즐을 통하여 외부로 분사된다.

상기 분사장치 본체 외부에는 분사되는 유체를 멈추거나 일시정지 시키기 위하여 스위치가 설치되는데, 이 스위치의 작동으로 일정한 압력으로 분사장치 본체로 연속 공급되는 압축공기의 공급을 중단하거나, 본체로 공급되는 유체의 공급을 중단하거나 또는 노즐의 내측 끝 부분을 뾰족한 봉으로 막을 수 있도록 이루어져 유체의 분사를 멈추거나 일시정지 시킬 수 있도록 되어있다.

그러나, 이와 같이 종래의 동력을 이용한 유체 분사장치는, 유체가 연속적으로 분사됨으로 필요에 따라 작업자가 임의로 일정한 시간의 간격을 두고 일정량을 분사할 수 없으며, 분사장치 외부에 설치된 스위치를 작동시키는 방법으로는 분사량 및 분사간격을 일정하게 유지하기는 거의 불가능하다.

가공물에 도료를 도장할 경우 전자적인 제어방법에 의하여 유체가 일정한 시간의 간격을 두고 분사될 수 있도록 이루어진 것이 알려져 있으나, 전자적인 구조로 이루어져 구성이 복잡하고 설치비용이 많이 소요되는 단점이 있다.

분사장치를 이용한 미술작업에서는 동일한 색깔의 물감을 여러 곳에 부분적으로 분사하는 기법을 사용할 수 있는데, 이러한 경우 스위치를 수동으로 조작하는 것에 의하여 물감을 분출하거나 분출정지를 하게되므로, 사용의 불편함은 물론이고 수동작동에 의하여 물감의 분출시간이 서로 상이하므로 채색되는 부분마다 색상이 다르게 채색된다.

의료용 약품 또는 식염수 등을 분무하는 비염 치료기(nebulizer)의 경우에는, 환자 또는 분무자가 연속적인 분무에 의하여 흡입하지 못하고 낭비되는 약품의양이 많고 환자의 안면부에 묻어 흐르게 되는 불편함이 있다.

또 농약살포의 경우에는 일반적으로 약제가 연속적으로 분사되도록 한 상태에서 사용하므로 필요 이상으로 약제가 살포될 수 있으며, 약제가 과다하게 살포될 경우 약제가 토양 및 농작물에 잔류하게 되고, 이로 인한 환경오염이 발생하며 농작물을 섭취하는 동물 및 사람에게 큰 피해를 주게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 간단한 구조와 편리한 작동으로 유체를 연속해서 분사하거나 또는 일정한 시간을 두고서 간헐적으로 연속 분사될 수 있도록 이루어진 유체 분사방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 실현하기 위하여, 중앙부 길이방향으로 선단부가 관통되어 유체가 흐를 수 있도록 이루어진 유체관로와, 이 유체관로의 외측에 형성되어 압축공기의 힘으로 유체관로의 내부 압력을 감소시켜 유체를 배출할 수 있도록 하는 공기통로를 갖는 분사장치 본체와;

상기 분사장치 본체와 약간의 간격을 두고서 그 선단부 외측에 결합되는 노즐과;

상기 유체관로와 연결되며 타측은 유체가 담겨진 용기와 연결되는 유체공급관과;

상기 유체공급관으로 외기를 유입시켜 유체흐름을 제어하는 간헐분사수단을 포함하는 간헐식 유체분사 장치를 제공한다.

상기 간헐분사수단은, 일측이 유체공급관과 연통되며 타측은 외측으로 가면서 점차적으로 내경이 커지는 경사면으로 이루어진 개방부를 갖는 공기유입관과, 이 공기유입관의 끝단 외주면에 이동 가능하게 나사 결합되어 상기 공기유입관으로 유입되는 공기의 양을 조절하도록 이루어지며, 그 중앙부분에 공기유입관의 개방부와 대응되는 경사면을 갖추며, 회전에 의하여 전후로 이동하여 상기 개방부의 개폐정도를 조절하는 개폐부와, 상기 개폐부의 외주연부에 형성되어 공기 유입관으로 외기를 유입 가능하게 하는 다수의 유입구멍으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이에 따라 유체분사시 외부의 공기가 유체공급관으로 일정 간격으로 혼합 유입될 수 있도록 하여, 압축공기의 속도증가에 의한 압력감소로 상승하는 유체에 공기가 일정간격으로 혼입되어 압축공기가 유체와 혼입된 공기를 차례로 분사하는 것에 의하여 유체가 일정한 간격을 두고서 간헐적으로 분사된다.

도 1은 본 발명에 따른 유체 분사장치의 단면도.

도 2는 도 1의 A-A선 확대 단면도.

도 3은 도 1의 B-B선 확대 단면도.

도 4는 본 발명에 적용된 공기조절판의 평면도.

도 5는 본 발명에 따른 유체 분사장치의 사용상태도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 유체 분사장치의 단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선 확대 단면도이며, 도 3은 도 1의 B-B선 확대 단면도로서, 본 발명에 의한 유체분사 장치는, 중앙부 길이방향으로 관통되어 유체가 흐를 수 있도록 이루어진 유체관로(2)와, 이 유체관로(2)의 외측에 형성되어 압축공기의 힘으로 상기 유체관로(2) 내부의 압력을 감소시켜 유체를 배출할 수 있도록 하는 공기통로(4)를 갖는 분사장치 본체(6)와;

상기 분사장치 본체(6)와 약간의 간격을 두고서 그 선단부 외측에 결합되는노즐(8)과;

상기 유체관로(2)와 연결되며 타측은 유체가 담겨진 용기(10)와 연결되는 유체공급관(12)과,

상기 유체공급관(12)에 연결되어 유체분사시 외부의 공기가 유체공급관(12)으로 일정 간격으로 혼합 유입될 수 있도록 하는 공기유입수단을 포함한다.

상기 유체관로(2)의 선단부는 직경이 점차적으로 좁아지는 상태로 형성되어 유체가 보다 강력하게 분출될 수 있도록 이루어지며, 유체관로(2)의 후단부는 마개(14)가 긴밀하게 끼워져 폐쇄되어 있다.

상기 분사장치 본체(6)는 앞부분이 테이퍼부(16)로 이루어지며, 상기 본체(6) 후단부에는 공기 유입구(18)를 갖는 연결부(20)의 턱부(21)에 패킹(23)을 개재한 상태로 결합되는데, 이 연결부(20)를 통하여 예컨대, 컴프레서와 같은 것에서 발생된 압축공기를 본체(6)에 공급할 수 있도록 되어있다.

상기 공기 유입구(18)는 분사장치 본체(6)에 형성된 공기통로(4)와 통하도록 이루어지며, 이 공기통로(4)는 도 2에 도시된 바와 같이 분사장치 본체(6)에 중심부 길이 방향으로 형성된 유체관로(2)의 외주연부 원주 방향을 따라서 일정한 간격으로 다수개가 뚫려진다.

이러한 분사장치 본체(6)의 선단부 외측에는, 상기 분사장치 본체(6)에 형성된 테이퍼부(16)와 약간의 간격을 두고서 노즐(8)이 결합됨으로서 노즐(8)과 본체(6)의 테이퍼부(16) 사이에는 공간부(22)가 형성되며, 이 공간부(22)는 공기통로(4)와 연통되어 압축공기가 분사장치 본체(6)를 통하여 노즐(8)로 배출될 수 있도록 구성된다.

상기 노즐(8)의 끝 부분은 분사장치 본체(6) 끝 부분보다 약간 후퇴한 지점에 위치하며, 이러한 구조로 인하여 공간부(22)를 통하여 배출되는 압축공기는 유체관로(2) 쪽으로 유입되지 않는다.

이러한 노즐(8)의 외측에는 노즐커버(24)가 씌워지며, 이 노즐커버(24)의 일측을 지지하고 연결부(20)의 일부분과 분사장치 본체(6)를 수용한 상태로 커버(26)가 씌워진다.

그리고 상기 유체공급관(12)의 하부에는 용기(10)와 분리 가능하게 결합되는 뚜껑(28)이 마련되어 용기(10)의 상부를 덮을 수 있도록 이루어지며, 상기 뚜껑(28)에는 용기(10) 내부로 대기가 유입될 수 있는 구멍(30)이 뚫려있다.

또 상기 유체공급관(12)의 하단부에는 용기(10) 내부의 하부까지 연장되는 연장부(32)가 형성되어 용기(10) 내부에 담긴 유체를 유체공급관(12)으로 공급할 수 있도록 되어 있다.

본 실시예에서는 상기 유체공급관(12)에 사용자의 선택에 의하여 유체공급관(12)으로 외기가 유입될 수 있도록 하는 공기유입수단이 설치되어 있다.

이 공기유입수단은, 일측이 유체공급관(12)과 연통되며 타측은 외측으로 가면서 점차적으로 내경이 커지는 경사면으로 이루어진 개방부(34)를 갖는 공기유입관(36)과, 상기 공기유입관(36)의 끝단 외주면에 이동 가능하게 나사 결합되어 상기 공기유입관(36)으로 유입되는 공기의 양을 조절하여 유체흐름을 제어하는 간헐분사수단(38)으로 이루어진다.

상기 간헐분사수단(38)은 그 중앙부분에 공기유입관(36)의 개방부(34)와 대응되는 경사면을 갖추며, 회전에 의하여 전후로 이동하여 상기 개방부(34)의 개폐정도를 조절하는 개폐부(40)와, 상기 개폐부(40) 외주연부에 형성되어 공기 유입관(36)으로 외기를 유입 가능하게 하는 다수의 유입구멍(42)으로 이루어진다. 상기 개폐부(40)는 상기 개방부(34)와 대응하는 경사면을 갖는다.

상기 유입구멍(42)은 도 4에 도시된 바와 같이 원주방향으로 일정한 간격을 유지하며 다수개 형성되며, 간헐분사수단(38)의 회전에 의하여 개방부(34)와 개폐부(40)의 사이를 통하여 외기가 공기유입관(36)으로 유입될 수 있도록 되어있다.

즉, 간헐분사수단(38)을 공기유입관(36)쪽으로 이동되도록 회전하면, 상기 개폐부(40)가 개방부(34)를 폐쇄하도록 이루어지고, 간헐분사수단(38)을 반대 방향으로 회전하면 상기 개폐부(40)가 개방부(34)를 개방하여 외기가 공기유입관(36)으로 유입될 수 있도록 이루어지며, 이러한 상태에서 간헐분사수단(38)을 더욱 회전시키면 개방부(34)가 더욱 많이 개방되어 많은 양의 외기가 공기유입관(36)으로 유입될 수 있도록 구성된다.

상기와 같이 구성되는 유체분사장치의 사용은, 먼저 용기(10)에 사용하기 위한 유체(F)를 넣은 다음, 공기 유입구(36)를 통하여 압축공기를 공급하면, 이 압축공기가 분사장치 본체(6)의 공기통로(4)를 통하여 노즐(8)의 공간부(22)를 통하여 외부로 배출된다.

이때, 공기유입관(36)이 개폐부(40)에 의해 막혀있는 상태라고 가정하면, 베르누이의 유체역학 정리에 의하여 압축공기의 유속이 증가하면서 유체(F)가 담긴용기(10)내부의 압력이 감소하게 되어, 용기(10)에 담긴 유체(F)가 연장부(32)와 유체공급관(12)을 통하여 유체관로(2)로 이동되면서 압축공기와 함께 외부로 분사되며, 이러한 분사는 압축공기가 계속 공급되면 연속적으로 분사된다.

이 상태에서 도 5에서와 같이 간헐분사수단(38)을 회전시켜 공기 유입관(36)을 막고 있던 개폐부(40)를 외측으로 이동시키면, 개방부(34)가 개방되면서 유입구멍(42)과 개방부(34)를 거쳐서 공기 유입관(36)으로 외기가 유입된다.

그러면, 유체공급관(12)을 따라 이송되는 유체의 압력보다 공기 유입관(36)으로 유입되는 공기의 압력(대기압)이 더 크기 때문에, 유체 공급관(12)을 따라 이송되는 유체의 흐름이 차단되고, 이 유체공급관(12)으로 대기가 흐르게 된다.

이러한 작용으로 유체의 분사는 이루어지지 않고 대기가 분사되는 결과가 된다.

이와 같이 대기가 분사되면, 유체공급관(12)의 대기압은 그 압력보다 낮아지는 상태가 되므로, 대기압이 작용하고 있는 유체가 다시 유체공급관(12)으로 빨려 나오게 되고 대기의 공급은 차단되게 된다.

이러한 작용으로 다시 유체가 분사되게 되는데, 유체가 분사되면 또 다시 대기압이 유체공급관(12)으로 들어오게 되므로 유체의 분사가 중단된다.

따라서 압축공기가 계속 공급되고 공기유입관(36)이 오픈된 상태에서는, 유체분사-유체분사중단-유체분사가 반복되는 간헐분사가 된다.

이때 유체분사와 유체분사중단은 대기가 유입되어 이루어지는 것이므로 공기유입관(36)의 개방정도에 따라 간헐분사의 주기가 결정된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 간헐식 유체 분사방법 및 그 장치는, 간단한 작동으로 유체를 연속적으로 분사하거나 필요에 따라 사용자가 임의로 일정한 시간의 간격을 두고 간헐적으로 일정량을 분사할 수 있으므로 사용의 편리성이 증대된다.

또 본 발명의 유체분사장치는 간단하고 조절이 쉬우므로, 모든 유체를 분사하는 장치 등에 사용될 수 있다.

예를 들면, 의료분야에서 약품이나 식염수 등을 분무하거나, 산업현장에서 가공물에 도료를 도장하는 경우, 비교적 큰 화폭에 수채화 물감을 분사하여 그림을 그리는 미술작업, 살충제 및 제초제와 같은 농약의 살포 및 가공이 끝난 공작물의 세정작업 등을 행할 때와 같이 유체를 분사하는 모든 분야에 응용될 수 있다.

Claims (4)

1. 중앙부 길이방향으로 선단부가 관통되어 유체가 흐를 수 있도록 이루어진 유체관로와, 이 유체관로의 외측에 형성되어 압축공기의 힘으로 유체관로의 내부 압력을 감소시켜 유체를 배출할 수 있도록 하는 공기통로를 갖는 분사장치 본체와;

   상기 분사장치 본체와 약간의 간격을 두고서 그 선단부 외측에 결합되는 노즐과;

   상기 유체관로와 연결되며 타측은 유체가 담겨진 용기와 연결되는 유체공급관과,

   상기 유체공급관으로 외기를 유입시켜 유체흐름을 제어하는 간헐분사수단을 포함하는 간헐식 유체분사 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 간헐분사수단은, 일측이 유체공급관과 연통되며 타측은 외측으로 가면서 점차적으로 내경이 커지는 경사면으로 이루어진 개방부를 갖는 공기유입관과, 이 공기유입관의 끝단 외주면에 이동 가능하게 나사 결합되어 상기 공기유입관으로 유입되는 공기의 양을 조절하는 간헐식 유체 분사장치.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 간헐분사수단은, 그 중앙부분에 공기유입관의 개방부와 대응되는 경사면을 갖추며, 회전에 의하여 전후로 이동하여 상기 개방부의 개폐정도를 조절하는 개폐부와, 상기 개폐부의 외주연부에 형성되어 공기 유입관으로외기를 유입 가능하게 하는 다수의 유입구멍으로 이루어진 간헐식 유체 분사장치.
4. 안쪽에 유체가 흐르는 통로를 개설하고, 이 통로의 외측으로 압축공기통로를 개설하여, 압축공기의 흐름이 상기 유체가 흐르는 통로의 선단부 압력을 저하시키도록 하여, 유체가 흐르는 통로와 연결되어 있는 유체저장용기의 유체가 분사되도록 함과 아울러, 상기 유체저장용기와 유체가 흐르는 통로 사이로 대기압을 작용시켜 상기 분사되는 유체의 흐름이 간헐적 분사가 되도록 하는 유체 분사방법.