KR20060104641A - 도료분사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피도장체의 도장특성에 따라 노즐을 통해 분사되는 도료의 분무특성을 변환시켜 우수한 품질의 도장특성을 얻을 수 있는 도표분사장치에 관한 것으로서, 도료분사노즐의 교체하지 않고도 분사되는 도료의 입경 조절이 가능하고, 도료의 분사형상을 가변할 수 있는 도료분사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이와 같은 목적을 실시하기 위한 본 발명에 따른 도료분사장치는 일측에 도료를 공급하는 도료관이 연결된 제1공기공급관의 단부에 설치되어 도료를 분사하는 도료분사노즐과, 상기 도료분사노즐의 둘레에 배치되며 제2공기공급관이 연결되어 상기 도료분사노즐에서 분사되는 도료의 진행경로 상으로 공기를 분사하는 복수의 공기분사노즐과, 상기 제2공기공급관에 설치되어 관로를 개폐하는 밸브와, 상기 도료분사노즐에서 분사된 도료가 상기 공기분사노즐에서 분사된 공기와 부딪히며 분무형태가 가변되도록 상기 밸브의 작동을 제어하는 제어기를 포함한다.

도료, 스프레이, 용기, 밸브, 공기, 송풍기, 컴프레서, 피도장체

Description

도료분사장치 {PAINT SPRAYER}

도 1은 일반적인 도료분사장치를 도시한 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 도료분사장치의 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 도료분사장치의 노즐이 도시된 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 도료분사장치에 의한 도료입자의 분사형태가 도시된 도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50 : 도료분사장치 52 : 도료분사노즐

54 : 제1공기공급관 56 : 도료관

57 : 도료용기 58 : 조절밸브

62 : 공기분사노즐 64 : 제2공기공급관

67 : 송풍기 68 : 밸브

70 : 주컴프레서 75 : 보조 컴프레서

80 : 제어기

본 발명은 도료분사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피도장체의 도장특성에 따라 노즐을 통해 분사되는 도료의 분무특성을 변환시켜 우수한 품질의 도장특성을 얻을 수 있는 도료분사장치에 관한 것이다.

일반적으로 도료분사장치는 도료를 분사하여 피도장체를 도장하는 장치로서, 액상의 도료와 연결된 노즐관에 압축공기를 공급하여 도료가 노즐을 통해 분사되도록 한다.

도 1은 일반적인 도료분사장치를 도시한 사시도이다.

이러한 도료분사장치(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 압축공기를 공급하는 (도시되지 않은) 공압배관 또는 컴프레서 등에 연결되어 압축공기를 공급하는 공기공급관(14)이 설치되고, 상기 공기공급관(14)의 일측에는 도료용기(17)와 배관을 통해 도료를 공급하는 도료관(16)이 연결되며, 스프레이건 형태의 하우징(11)에 의해 일체화된다.

또한, 상기 도료분사장치(10)는 상기 공기공급관(14)의 단부에는 도료분사노즐(12)이 결합되며, 상기 도료분사노즐(12)의 입경에 따라 분사되는 도료의 입자크기가 결정된다.

여기서, 상기 도료분사장치(10)는 휴대용으로 제작되어 작업자에 의해 수동으로 작동되거나, 도장로봇 등에 장착되어 자동으로 작업을 수행할 수도 있으며, 그 크기와 용도가 제한되지 않는다.

여기서, 상기 도료의 입자크기는 상기 공기공급관(14)에 공급되는 공기의 압력이 낮을 경우 커지게 되며, 도료의 입자크기가 클수록 먼거리까지 도착하는 도착 효율이 증가하게 된다.

한편, 상기와 같이 도료의 입자크기가 클 경우, 도착효율 즉, 도료가 피도장체에 묻는 효율은 증가하나 피도장체에 도장되는 도료의 균일성이 저하된다.

반면에 상기 도료의 입자크기가 작을 경우, 도료의 균일성이 향상되나 분사된 도료입자가 바람에 날리는 등의 문제로 인해 도착효율이 낮은 문제가 있다. 즉, 도료의 분무입경이 작아지면 도료의 피도장체에 대한 도착효율이 떨어져 도료의 손실은 크나 도장균일성이 증가하여 도장의 품질을 높일 수 있다.

이와 같이 분무입경의 크기는 도착효율의 성능과 도장균일성능을 모두 만족시킬 수 없고, 피도장체의 도장특성에 따라 결정된다.

이에 따라 종래의 도료분사장치(10)는 도료의 분무특성을 조절하기 위해 입경이 다른 도료분사노즐(12)을 마련하고, 분무특성에 맞는 도료분사노즐(12)로 교체 사용한다.

그러나, 종래의 도료분사장치(10)는 피도장체의 도장상태 또는 도료의 분사특성에 따라 도료분사노즐(12)을 교체해야 하므로 작업이 번거로울 뿐만 아니라, 상기 도료분사노즐(12)의 교체를 위한 작업시간의 소요로 인해 작업시간이 지체되는 문제가 있다. 또한, 피도장체의 도장상태를 조절하기 위해서는 다양한 입경의 도료분사노즐(12)을 구비해야 하므로, 추가적인 고가의 도료분사노즐(12) 구입 및 관리에 따른 비용증가로 인해 생산성이 떨어지는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제를 해소하기 위한 것으로, 도료분사 노즐의 교체하지 않고도 분사되는 도료의 입경 조절이 가능하고, 도료의 분사형상을 가변할 수 있는 도료분사장치를 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 실시하기 위한 본 발명에 따른 도료분사장치는 일측에 도료를 공급하는 도료관이 연결된 제1공기공급관의 단부에 설치되어 도료를 분사하는 도료분사노즐과, 상기 도료분사노즐의 둘레에 배치되며 제2공기공급관이 연결되어 상기 도료분사노즐에서 분사되는 도료의 진행경로 상으로 공기를 분사하는 복수의 공기분사노즐과, 상기 제2공기공급관에 설치되어 관로를 개폐하는 밸브와, 상기 도료분사노즐에서 분사된 도료가 상기 공기분사노즐에서 분사된 공기와 부딪히며 분무형태가 가변되도록 상기 밸브의 작동을 제어하는 제어기를 포함한다.

또한, 상기 제2공기공급관의 일측에 설치되어 상기 제어기에 의해 제어되는 송풍기를 더 포함하는 것이 바람직하며,

상기 도료분사노즐과 상기 공기분사노즐은 하우징에 의해 일체로 결합된다.

이와 같은 본 발명의 특징적인 구성 및 이에 따른 작용효과는 첨부된 도면을 참조한 실시예의 상세한 설명을 통해 더욱 명확해 질 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 도료분사장치의 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 도료분사장치의 노즐이 도시된 사시도이다.

본 발명에 따른 도료분사장치(50)는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 압축된 공기를 송풍하는 주컴프레서(70) 또는 (도시되지 않은) 공압배관에 설치된다. 상기 주컴프레서(70)의 일측에는 제1공기공급관(54)이 연결되어 상기 주컴프레서(70)로부터 압축된 공기가 공급된다. 또한, 상기 제1공기공급관(54)의 일측에는 도료관(56)이 연결되며, 상기 도료관(56)은 도료용기(57)와 연결되어 상기 제1공기공급관(54)으로 도료를 공급한다.

이때, 상기 제1공기공급관(54)의 내부는 공기가 고속으로 통과됨에 따라 도료관(56)의 입구는 압력이 낮아지고, 이에 따라 상기 도료용기(57) 내의 도료가 압력차에 의해 상기 도료관(56)을 통해 상기 제1공기공급관(54)으로 공급되며 고압의 공기와 혼합된다.

또한, 상기 제1공기공급관(54)의 단부에는 도료분사노즐(52)이 설치되며, 공기와 혼합된 도료가 상기 도료분사노즐(52)을 통과하면서 미립화되며 분사된다.

또한, 상기 제1공기공급관(54)의 일측에는 공기의 공급량을 조절하기 위한 조절밸브(58)가 설치되며, 상기 조절밸브(58)를 조절하여 사기 도료분사노즐(52)에서 분사되는 도료량을 조절할 수 있다.

상기 도료분사노즐(52)의 둘레에는 복수의 공기분사노즐(62)이 일정 간격으로 배치된다. 상기 공기분사노즐(62)은 제2공기공급관(64)의 단부에 설치되며, 상기 도료분사노즐(52)에서 분사되는 도료와 공기의 혼합기의 진행경로 상으로 고압의 공기를 분사한다.

상기 제2공기공급관(64)은 상기 주컴프레서(70)와 연결된 배관의 일측에 연결되어 공기를 공급받거나, 상기 주컴프레서(70)와 별도로 설치된 보조 컴프레서(75)와 연결되어 공기를 공급받는다.

한편, 상기 제2공기공급관(64)의 일측에는 상기 제2공기공급관(64)의 관로를 개폐하기 위한 밸브(68)가 설치된다. 본 발명에 있어서, 상기 밸브(68)는 솔레노이드 밸브로 이루어질 수 있으며, 전기적인 신호에 의해 작동되는 다른 작동방식의 밸브를 포함한다. 또한, 상기 밸브(68)는 작동신호를 발생시키는 제어기(80)가 연결된다.

상기 제어기(80)는 상기 밸브(68)의 개폐를 제어하며 제2공기공급관(64)으로 공급되는 공기의 송풍량을 조절한다. 이와 같이, 상기 제2공기공급관(64)으로 공급되는 공기의 송풍량을 조절함으로써, 상기 도료분사노즐(52)에서 분사된 도료가 상기 공기분사노즐(62)에서 분사된 공기와 부딪히며 분무형태가 가변되도록 조절할 수 있다.

즉, 전술된 도료분사장치(50)는 상기 제2공기공급관(64)으로 공급되는 공기의 송풍량에 따라 상기 도료분사노즐(52)에서 분사되는 도료의 입자크기가 커지거나 작아지고, 이에 따라 도료의 도착효율, 도장균일도 등의 분무 특성이 가변된다.

더불어, 상기 제어기(80)는 각각의 제2공기공급관(64)에 설치된 밸브(68)의 열린 정도를 조절함에 따라 도료의 분무 형태를 변경시킬 수 있다. 즉, 상기 제어기(80)는 각각의 제2공기공급관(64)에 설치된 밸브(68)를 선택적으로 개폐할 경우, 밸브(68)가 열린 공기분사노즐(62)로만 공기가 분사된다. 이와 같이 상기 공기분사노즐(62)로부터 분사된 공기는 상기 도료분사노즐(52)로부터 분사된 도료와 부딪치며 도료의 분사형태를 가변시킨다.

보다 상세한 이해를 돕기위한 작동예를 들어 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제1컴프레서(70)를 작동시키면, 제1공기공급관(54)에 공기가 공급되고 이에 따라 하면 도료분사노즐(52)로부터 공기와 도료의 혼합기가 분사된다.

다음으로 제2컴프레서(75)를 작동시키면 제2공기공급관(64)으로 공기가 공급되어 공기분사노즐(62)을 통해 분사된다.

이때, 상기 도료분사노즐(52)로부터 분사된 도료와 공기의 혼합기는 상기 공기분사노즐(62)에서 분사된 공기와 부딪히며 작은 크기의 입자로 분리됨과 동시에 원형(corn type)으로 분산된다.

이와 같이, 상기 도료분사장치(50)는 상기 공기분사노즐(62)로부터 분사되는 공기를 조절하여 도료의 입자크기를 변경시킬 수 있다. 더불어, 상기 도료분사장치(50)는 상기 공기분사노즐(62)이 선택적으로 공기를 분사하도록 조절하여 도료의 분사형태를 바꿀 수 있다.

이에 대한 실시예를 살며보면, 상기 도료분사노즐(52)을 중심으로 서로 마주보는 방향에 위치된 어느 하나의 공기분사노즐(62)에는 공기가 분사되도록 하고, 다른 공기분사노즐(62)에는 공기가 분사되지 않도록 각각의 제2공기공급관(64)에 설치된 밸브(68)를 조절한다.

이때, 상기 도료분사노즐(52)에서 분사된 도료와 공기의 혼합기는 서로 마주보게 배치된 공기분사노즐(62)에서 분사된 공기와 부딪히며 작은 크기의 입자로 분리됨과 동시에 일자형(flat type)으로 분산된다.

이와 같이, 상기 도료분사장치(50)는 상기 밸브(68)를 조절하여 상기 공기분사노즐(62)로부터 분사되는 공기의 방향을 바꿀 경우, 다양한 형태로 분사형태를 변형시킬 수 있다.

또한, 상기 밸브(68)의 열린 정도를 조절하여 상기 공기분사노즐(62)로 분사되는 공기량을 조절함에 따라 상기 도료분사노즐(52)로부터 분사된 도료의 분포면적 크기를 조절하는 것도 가능하다.

더불어, 상기 도료분사장치(50)는 상기 제2공기공급관(64)의 일측에 공급되는 공기를 가압하는 송풍기(67)를 더 설치하는 것도 가능하다. 상기 송풍기(67)는 상기 제어기(80)에 의해 작동이 제어된다. 여기서, 상기 송풍기(67)는 상기 밸브(68)의 열린 정도에 따라 송풍량을 가변하는 것이 바람직하며, 이에 따라 상기 밸브(68)가 닫혀있을 경우 상기 송풍기(67)가 공회전 되는 것이 방지되며, 송풍기의 과부하가 방지된다.

또한, 상기 도료분사장치(50)는 상기 송풍기(67)에 의해 상기 공기분사노즐(62)에서 분사되는 공기를 더욱 고압으로 분사할 수 있으며, 상기 도료분사노즐(52)로부터 분사된 도료입자는 고압의 공기와 부딪히며 더욱 작은 크기의 입자로 분산되며 분사된다. 더불어, 고압의 공기가 분사됨에 따라 도료의 도착거리가 더욱 증가된다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 도료분사노즐(52) 및 공기분사노즐(62)은 하우징(51)에 의해 일체로 결합되어 있으나, 하우징(51) 없이 별도의 고정부재에 의해 고정되는 것도 물론 가능하다. 또한, 상기 공기분사노즐(62)은 상기 도료분사노즐(52)의 경로에 대해 소정의 경사진 각도로 설치되어 있으며, 상기 공기분사노즐(62)의 경사진 각도는 상기 도료의 분사형태, 도달거리 또한 상기 공기분사노 즐(62)과 도료분사노즐(52) 사이의 거리 등에 의해 가변될 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 도료분사장치에 의한 도료입자의 분사형태가 도시된 도로서, 이를 참조하여 도료의 분사특성을 살펴보면 다음과 같다.

상기 도료분사노즐(52)에서 분사된 도료의 입자형태를 살펴보면, 구형의 입자 형태로 분사되며, 상기 공기분사노즐(62)로부터 경사지게 분사된 공기와 부딪히게 된다. 이때, 상기 도료 입자에는 전단응력이 발생되며 작은 크기의 도료 입자로 분리된다.

이와 같이, 상기 도료분사장치(50)는 피도장체의 도장상태에 따라 상기 공기분사노즐(62)에서 분사되는 공기의 압력을 조절하여 도료 입자의 크기를 더욱 미세하게 하거나, 큰 입자크기의 도료가 분사되도록 할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 도료분사장치를 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형될 수 있음은 물론이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 도료분사장치는 상기 공기분사노즐에서 분사되는 공기의 압력을 조절할 경우 상기 도료분사노즐에서 분사되는 도료의 입자 크기를 변경할 수 있으므로, 도료 입자의 크기를 변경하기 위한 별도의 노즐이 필요하지 않고, 노즐의 크기에 따른 노즐 교체시간이 소요되지 않고, 피도장체의 도장상태에 따라 신속하게 도료의 입자크기를 조절할 수 있으므로, 작업시 간 과 생산비용을 획기적으로 절감시킬 수 있다.

또한, 상기 공기분사노즐에 설치된 밸브를 선택적으로 개폐하여 도료 입자의 분사형태를 가변시킬 수 있으므로, 피도장체의 형상에 적합한 형상으로 도료를 분사시킬 수 있다.

이와 같이, 상기 도료분사장치는 분사되는 도료의 입자 크기 또는 형태를 변형시켜 피도장체에 도장되는 도료를 보다 균일하게 도장할 수 있으며, 이에 따라 피도장체의 도장 품질을 향상시킬 수 있고, 생산비를 절감시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 일측에 도료를 공급하는 도료관이 연결된 제1공기공급관의 단부에 설치되어 도료를 분사하는 도료분사노즐과,

   상기 도료분사노즐의 둘레에 배치되며 제2공기공급관이 연결되어 상기 도료분사노즐에서 분사되는 도료의 진행경로 상으로 공기를 분사하는 복수의 공기분사노즐과,

   상기 제2공기공급관에 설치되어 관로를 개폐하는 밸브와,

   상기 도료분사노즐에서 분사된 도료가 상기 공기분사노즐에서 분사된 공기와 부딪히며 분무형태가 가변되도록 상기 밸브의 작동을 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 도료분사장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 제2공기공급관의 일측에 설치되어 상기 제어기에 의해 제어되는 송풍기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도료분사장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 도료분사노즐과 상기 공기분사노즐은 하우징에 의해 일체로 결합된 것을 특징으로 하는 도료분사장치.

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