KR20060128840A

KR20060128840A - 유체 내 난류를 유도하기 위한 장치 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20060128840A
Application number: KR1020067005058A
Authority: KR
Inventors: 호세 제이. 씨. 히가레다
Original assignee: 에스.씨. 존슨 앤드 선, 인코포레이티드
Priority date: 2003-09-12
Filing date: 2004-09-10
Publication date: 2006-12-14
Also published as: DE602004003786D1; AU2004274412A1; BRPI0414285A; DE602004003786T2; US20050056708A1; ES2274485T3; ATE348661T1; EP1562710B1; AR045636A1; EP1562710A1; WO2005028118A1

Abstract

유체 내 난류를 유도하기 위한 장치는, 제1 및 제2 통로 단부 사이에서 연장되는 통로(20)가 내부에 형성되어 있는 도관을 포함한다. 제1 및 제2 오프셋 리브들은 상기 통로 내부로 부분적으로 연장한다. 상기 통로는 그 전장에 걸쳐 상기 제1 통로 단부로부터 상기 제2 통로 단부를 향해 테이퍼된다.

난류 유도, 오프셋 리브, 유체, 도관, 분사, 밸브대

Description

유체 내 난류를 유도하기 위한 장치 및 그 제조 방법{APPARATUS FOR INDUCING TURBULENCE IN A FLUID AND METHOD OF MANUFACTURING SAME}

본 발명은 유체 내 난류를 유도하기 위한 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내부에 도관이 형성되어 있는 유체 내 난류를 유도하기 위한 장치에 관한 것이다.

장치를 이용하여 생성물(product)을 분사하는 방법들은 공지되어 있다. 통상적으로, 상기 장치를 통해 분사되는 생성물들은 적당한 입자 크기 및 분포도를 갖는 최적의 분사 패턴을 가지고 주변으로 확산되는 것이 필요하거나 또는 바람직하다. 와류 형성 챔버 등과 같은 난류 형성 장치를 구비한 분사 장치들이 다양한 특허문헌들에 개시되어 있다.

앱플래낼프(Abplanalp) 등에게 허여된 미합중국 특허 제 2,989,251호는 분사캡(spray cap) 및 그 주변에 형성된 밸브대(valve stem)를 개시하고 있다. 상기 밸브대는 중앙 채널을 형성하는 외면 및 내면을 구비한다. 상기 외면에는 그루브(groove)가 형성되어 있다. 상기 분사캡은 상기 밸브대 상에 장착되며, 상기 그루브에 대응하도록 정렬되는 분사 오리피스를 구비한다. 압력 액체 용기 내에 저장된 고체 입자형 유효 성분(active ingredients)들을 포함하는 생성물은 상기 중앙 채 널로부터 상기 그루브를 통해 유동하며, 최종적으로 상기 분사 오리피스를 통해 외부로 분사된다. 상기 그루브는 생성물 내에 난류 형성을 촉진하며, 생성물 중의 고체 성분들을 균일하게 분포시킬 수 있는 형상을 가지고 있다.

그린(Green)에게 허여된 미합중국 특허 제 3,942,725호는 분사 헤드 및 밸브대를 개시하고 있다. 상기 분사 헤드의 소켓에는 와류 형성 챔버 및 상기 와류 형성 챔버와 연통하는 접선 채널(tangential channel)들이 형성되어 있다. 상기 분사 헤드를 통과하는 생성물은 상기 분사 헤드로부터 배출되기 전에 와류화 된다.

또한, 그린(Green)에게 허여된 미합중국 특허 제 4,036,439호는 밸브대 상에 장착된 분사 헤드를 개시하고 있다. 상기 분사 헤드에는 삽입체(insert)가 장착되는 공동(cavity)이 형성되어 있다. 상기 특허의 도 7을 참조하면, 생성물은 밸브대를 통해 상방향으로 유동하며, 이후, 중앙 돌출부 둘레 및 유로를 가로질러 확장되어 있는 벽부(50,51) 둘레에 배치되는 통로를 통해 횡방향으로 유동한다. 상기 중앙 돌출부 둘레 및 상기 벽부(50,51) 둘레를 유동하는 과정에서 상기 생성물에 와류가 형성된다.

이베스케(Evesque)에게 허여된 미합중국 특허 제 3,433,419호는 와류 형성 챔버를 구비한 밸브 버튼(button)을 개시하고 있다. 또한, 앱플래낼프(Abplanalp) 등에게 허여된 미합중국 특허 제 3,008,654호는 비틀린 형상을 갖는 와류 형성 유로를 구비한 분사 버튼 및 상기 분사 버튼을 제조하기 위한 암수형(male and female) 몰딩 부재를 개시하고 있다.

상기 특허들은 유동하는 생성물 내에 기계적으로 난류를 형성시키는 다양한 난류 형성 장치들을 개시하고 있지만, 상기 특허들은 대부분 별도 제작되는 분사용 삽입체 그리고/또는 다수의 접선 채널들을 필요로 하고 있다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 내부에 통로를 구비한 도관이 형성되어 있는, 유체 내 난류를 유도하기 위한 장치가 제공된다. 상기 통로는 제1 및 제2 통로 단부 사이에 연장되어 있다. 제1 및 제2 오프셋 리브(offset rib)들이 상기 통로 내부로 부분적으로 연장된다. 상기 통로는 그 전 길이에 걸쳐 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부 방향으로 테이퍼 된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 제1 단부로부터 제2 단부를 향해 점점 좁아지는 테이퍼 영역을 포함하는, 유체 내 난류를 유도하기 위한 장치를 제조하기 위한 몰드 코어가 제공된다. 상기 테이퍼 영역은 소정의 길이 및 폭을 가지고 있다. 제1 및 제2 노치(notch)들이 상기 제1 및 제2 단부 사이에 배치된다. 상기 노치들은 상기 길이 및 폭 방향을 따라 상호 오프셋 되어 형성된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 유체 내 난류를 유도하기 위한 장치를 제조하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 제1 단부로부터 제2 단부를 향해 점점 좁아지는 테이퍼 영역을 구비하는 몰드 코어를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 테이퍼 영역은 소정의 길이 및 폭을 가지고 있다. 제1 및 제2 노치(notch)들이 상기 제1 및 제2 단부 사이에 배치된다. 상기 노치들은 상기 길이 및 폭 방향을 따라 상호 오프셋 되어 형성된다. 상기 몰드 코어에 의해 통로가 형성된다. 상기 통로는 제1 및 제2 통로 단부 사이에서 연장되며, 상기 통로 내부로 부분적으로 연장되는 제1 및 제2 오프셋 리브들을 포함한다. 상기 통로는 그 전 길이에 걸쳐 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부 방향으로 테이퍼 된다.

본 발명의 다른 특징들 및 장점들은 이하 상세한 설명을 통해 더욱 명확해질 것이다.

도 1A는 본 발명에 따른 컨테이너 및 오버캡을 도시하는 사시도이고;

도 1B는 밸브대에 장착되는 분사 버튼을 도시하는 부분 사시도이며;

도 2 및 3은 도 1A 및 1B에 도시된 오버캡 또는 분사 버튼 내에 배치되는 통로부분을 도시하는 부분 단면도들이고;

도 4A 및 4B는 액추에이터 내에 유체 통로를 형성하기 위해 사용되는 본 발명에 따른 몰드 코어의 부분 확대 입면도이며;

도 4C는 도 4A 및 4B에 도시된 몰드 코어의 평면도이고;

도 5A 및 5B는 본 발명에 따른 몰드 코어의 부분 확대 입면도로서, 상기 몰드 코어에 형성된 노치들의 치수를 보여주는 도면이며;

도 6A 및 6B는, 도 4A 및 4B와 유사한 도면으로서, 몰드 코어 치수를 보여주는 도면이고;

도 6C는, 도 6B와 유사한 도면으로서, 몰드 코어의 이면(opposite side)을 보여주는 도면이며;

도 6D는, 도 6C와 유사한 도면으로서, 몰드 코어의 테이퍼된 원통형 영역을 보여주는 도면이고;

도 7 및 8은 도 1A에 도시된 오버캡의 전방부 및 후방부를 보여주는 입면도이며;

도 9는 도 8에 도시된 9-9 라인을 따라 절취한 오버캡의 단면도이다.

도 1 내지 도 3 그리고 도 7 내지 도 9에는 유체 내 난류를 유도하기 위한 장치(14)와 통합된 액추에이터(12)가 도시되어 있으며, 도 4 내지 도 6에는 상기 장치(14) 내부에 유체 통로를 형성하기 위한 몰드 코어(15)가 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 유체 통로(17)는 제1 및 제2 통로 단부들(23,26) 사이에서 연장되는 제1 통로부(20)를 포함한다. 상기 제1 통로부(20)는 변환 영역(20c)에서 서브(sub) 통로구역(20a,20b)들로 세분된다. 도 2 및 도 3에는 도시되어 있지 않지만, 각각의 서브 통로구역들(20a,20b)은 그 전장에 걸쳐 테이퍼 된다. 필수적인 것은 아니지만, 상기 테이퍼 형상은 상기 서브 통로구역들(20a,20b)의 전장에 걸쳐 실질적으로 균일하게 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 테이퍼 형상은 선형으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 이하에서 더 상세히 설명될 것이지만, 상기 테이퍼 형상으로 인하여 상기 서브 통로구역들(20a,20b)의 단면 형상이 상기 제1 단부(23)에서 제2 단부(26) 방향으로 점점 축소된다. 상기 제1 통로부(20)의 테이퍼 형상은, 일단부(15a)에서 타단부(15b) 방향으로 점점 좁아지는 몰드 코어(15)를 도시하고 있는 도 4A 및 도 4B에 더욱 상세히 도시되어 있다. 상기 몰드 코어(15)는 다양한 방식을 이용하여 테이퍼될 수 있다. 하기 표 1은 몰드 코어(15)의 테이퍼 각도 A, B, C, D 및 E에 대한 대략적인 테이퍼 값을 보여주고 있지만, 본 발명이 이에 제한되 는 것은 아니다. 상기 몰드 코어(15)의 하나 이상의 표면 영역은 테이퍼 형상을 갖지 않을 수 있다. 예컨대, 상기 몰드 코어(15)의 일면(28a, 도 4B 참조)은 테이퍼 되지 않으며, 이에 대응하는 타면(28b)은 테이퍼 된다. 일단부(23)에서 타단부(26) 방향으로 점점 좁아지는 통로부(20)의 형상으로 인해, 상기 통로부(20)를 통과하는 생성물의 유속이 증가하며, 따라서 상기 생성물이 용이하게 혼합될 수 있다. 다수개의 오프셋 리브(29)들이 상기 통로부(20) 내부로 부분적으로 연장함으로써, 상기 통로부(20)를 통과하는 생성물을 위한 난류 형성 유로를 제공한다. 추가적인 통로부 또는 혼합 챔버(30)가 상기 통로부(20)와 연통되도록 제공될 수 있다. 상기 혼합 챔버(30)의 일부는 경사면(31)으로 형성되는데, 상기 경사면(31)에 의해 상기 혼합 챔버(30) 내에서 난류가 용이하게 형성될 수 있다.

상기 액추에이터(12)는 생성물 수납용 에어로졸 컨테이너(36)를 위한 오버캡(33; 도 1A 참조)을 구비한다. 상기 생성물은 공기 청정제, 곤충 방지제, 페인트, 헤어 스프레이액, 세정제, 광택제, 또는 방향제 등과 같은 컨테이너에 저장될 수 있는 다양한 생성물들을 포함한다. 통상적으로 상기 생성물은 일반적인(conventional) 또는 특수한(non-conventional) 에멀션, 현탁액(suspension), 또는 유효 성분액을 포함하는 에어로졸 제형(formulation)을 포함한다. 상기 생성물은 적합한 추진제(propellant)에 의해 컨테이너(36)의 본체(37) 내에 압력을 받는 상태로 또는 압력을 받지 않는 상태로 유지된다. 상기 적합한 추진제로는 탄화수소 추진제, 압축성 추진제 및 이산화탄소 등과 같은 비압축성 추진제가 있다. 상기 생성물은 오버캡의 버튼(33a)을 가압함에 따라 밸브대(38)로부터 배출되며, 이에 따 라, 상기 밸브대(38)가 기울어지거나 또는 눌려지게 되어(상기 밸브대(38)의 형상에 따라 달라질 수 있음) 상기 컨테이너의 본체(37) 내에 설치된 밸브(도시 안됨)가 개방된다. 선택적으로, 도 1B에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 액추에이터(12)는 컨테이너(36)의 밸브대(38)에 장착된 분사 버튼(43)을 구비할 수 있다. 여하튼, 상기 액추에이터(12)는 플라스틱과 같은 적당한 재료를 이용하여 제조될 수 있다. 상기 액추에이터(12)는, 밸브대(38)를 구비하지 않지만 당 업계에 공지되어 있는 암형(female type) 리시버 밸브(도시 안됨)를 갖는 컨테이너용으로 설계될 수 있다. 이러한 경우, 상기 액추에이터(12)는 적절한 삽입 튜브를 구비하며, 상기 삽입 튜브는 상기 암형 리시버 밸브와 결합하여 상기 액추에이터(12)로 생성물을 공급한다.

다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 서브 통로구역(20a)은 상기 제1 통로 단부(23)에 배치되는 소켓(45)을 형성하는데, 상기 소켓(45)은 상기 밸브대(38)를 수납한다. 상기 소켓(45)은 절두 원추형(frustoconical) 테이퍼면(46)을 포함한다. 상기 절두 원추형 테이퍼면(46)에 의해 상기 밸브대(38)가 상기 소켓(45) 내부로 용이하게 삽입될 수 있게 된다. 상기 통로부(20,30)들은 제1 방향으로 연장하며, 제2 통로부(47)는 상기 통로부(20)으로부터 제2 방향으로 연장한다. 도시되어 있는 바와 같이, 상기 제2 통로부(47)는 상기 제1 통로부(20)에 대략 수직적으로 형성된다. 그러나, 상기 제2 통로부(47)는 상기 제1 통로부(20)와 동일 선상에 배치될 수 있으며, 또는 상기 제1 통로부(20)로부터 다양한 각도로 연장될 수도 있다. 이러한 경우, 상기 각도는 생성물의 종류에 따라 달라질 수 있다. 몇몇 생성물들의 경우( 예컨대, 세정제의 경우), 상기 생성물을 상기 밸브대(38)의 대해 대략 횡방향으로 분사하는 것이 바람직하다. 또한, 다른 생성물의 경우(예컨대, 공기 청정제의 경우), 상기 생성물을 상기 밸브대(38)와 대략 동일선상 방향으로 분사하여 상기 생성물이 공기 중에 상방향으로 분사될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 상기 제2 통로부(47)는, 상기 생성물을 대기중으로 최종적으로 배출 또는 분사시키는 배출 오리피스(51)에서 종결된다.

상기 제2 통로부(47)는 생략 가능하며, 상기 제1 통로부(20)는 적당한 배출 오리피스(도시 안됨)을 구비할 수 있다. 또한, 상기 제1 통로부(20)를 제공하는 대신에, 상기 제2 통로부(47)에 리브(29)들을 설치할 수도 있다. 물론, 상기 제1 통로부(20) 제공함과 동시에 상기 제2 통로부(47)에 리브(29)들을 설치하는 것도 가능하다. 상기 제2 통로부(47)는 상기 제1 통로부(20)와 함께 테이퍼 될 수 있으며, 또는, 상기 제1 통로부(20)는 테이퍼 시키지 않은 상태에서 상기 제2 통로부(47)만 테이퍼시킬 수도 있다. 이러한 경우, 상기 구조의 제2 통로부(47)를 형성하기 위해 상기 몰드 코어(15)와 유사한 또는 동일한 몰드 코어를 사용하는 것이 요구된다. 그러나, 상기 제2 통로부(47)의 단면 크기가 상기 배출 오리피스(51) 방향으로 증가하도록 상기 제2 통로부(47)를 테이퍼시키는 것은, 바람직한 분사 패턴의 형성이라는 관점에서 볼 때 몇몇 생성물들의 경우 바람직하지 않다. 왜냐하면, 이러한 테이퍼 형상은 유속을 과도하게 감소시킬 수 있으며, 바람직한 크기 이상의 입자 또는 액적을 형성할 수 있기 때문이다.

상기 제1 통로부(20) 내에서 유체의 난류를 유도함에 의해 최적의 분사 패턴 이 형성된다는 것은 매우 놀랍고, 예기치 않은 것이었다. 왜냐하면, 상기 생성물이 상기 제2 통로부(47)를 통과하여 최종적으로 배출 오리피스(51)를 통해 배출될 때, 상기 제1 통로부(20) 내에서 난류를 형성하면 생성물이 최적의 분사 패턴으로 분사될 수 있다는 사실이 아직까지는 불확실했기 때문이다.

도 4 내지 도 6에는 상기 리브(29)들을 형성하는 다수개의 노치(60)들이 도시되어 있다. 상기 몰드 코어(15)는 일 단부(15a)로부터 타 단부(15b) 방향으로 점차 좁아지는 테이퍼 영역(61)을 포함한다. 도 4A는 소정 길이(L) 및 소정 폭(T)을 갖는 상기 테이퍼 영역(61)을 도시하고 있다. 상기 노치(60)들은 상기 일 단부(15a)와 타 단부(15b)의 사이에 배치된다. 상기 노치(60)들은 상기 테이퍼 영역(61)의 길이 방향을 따라 상호 오프셋되어 형성된다. 또한, 상기 노치(60)들은 상기 테이퍼 영역(61)의 폭 방향을 따라 상호 오프셋되어 형성된다. 더욱 상세하게는, 상기 노치(60)들은 상기 몰드 코어(15)의 대향면들 상에 배치되어 있다. 따라서, 상기 리브(29)들은 상기 통로부(20)의 종방향 및 횡방향으로 상호 오프셋되어 있다. 상기 노치(60)들이 상기 몰드 코어(15)의 대향면 상에 교차적으로 형성됨으로써, 상기 리브(29)들도 상기 통로부(20)의 대향면 상에 교차적으로 형성된다. 상기 노치(60)들은 소정의 크기로 형성될 수 있다. 예컨대, 도 5A 및 표 1에 나타난 바와 같이, 상기 노치(60)들은 약 0.21mm에 상응하는 깊이(F) 및 약 0.51mm에 상응하는 길이(G)를 갖는다. 상기 제1 통로부(20)를 통과하는 생성물은 상기 리브(29)들의 둘레를 지그재그 형태로 유동한다. 또한, 상기 리브(29)들의 둘레를 지그재그 형태로 통과한 생성물은 최소한 2회, 바람직하게는 2회 이상, 상기 제1 통로부(20) 의 일측으로부터 타측을 향해 이동하거나 또는 지그재그 형태로 유동한다. 상기 생성물에 함유되어 있는 유효 성분들은 난류가 형성됨에 따라 혼합됨으로써, 충분히 일관된 크기를 갖는 액적 또는 입자들을 포함하는 실질적으로 균질의 혼합물을 최적의 상태로 제공하게 된다. 바람직하게는, 상기 배출 오리피스(51)로부터 배출되는 생성물의 체적은 다른 입자들이 집중된 국부 구역들 그리고/또는 입자 크기의 최소치와 대략 동일하다. 상기 국부 집중 구역들은 생성물을 낭비시키며, 생성물이 주변에 효율적으로 분포될 수 없도록 하고, 분사된 생성물을 과습(excessive wetness)시키는 역할을 하기 때문에 바람직하지 않다.

상기 통로부(20)는 원형 단면 형상 또는 비원형 단면 형상을 가질 수 있다. 바람직하게는, 상기 통로부(20)는 대략 직사각형의 단면 형상을 갖는다. 이러한 경우, 상기 몰드 코어(15)는 대향 배치되는 단측벽들(65; 도 4 참조) 및 대향 배치되는 장측벽들(66; 도 5 참조)로 구성되는 대략 사각형의 구조를 갖는다. 따라서, 상기 제1 통로부(20)를 직사각형 단면 형상을 갖도록 제작하면, 상기 제1 통로부(20)를 정사각형 단면 형상으로 제작하는 경우에 비해, 상기 몰드 코어(15)가 상기 제1 통로부(20)로부터 탈리될 때 상기 제1 통로부(20)가 더욱 탄력적으로 절곡될 수 있으며, 이에 따라, 상기 유체 통로(17)로부터 상기 몰드 코어(15)를 용이하게 제거할 수 있게 된다. 또한, 상기 몰드 코어(15)는 테이퍼된 형상을 가지고 있기 때문에, 몰딩 공정 이후 상기 유체 통로(17)로부터 상기 몰드 코어(15)를 용이하게 제거할 수 있게 된다. 특히, 상기 몰드 코어(15)가 상기 제1 통로부(20)로부터 탈리될 때 상기 몰드 코어(15)가 상기 리브(29)들에 대해 밀리게 되는 것을 고려하면, 상기 몰드 코어(15)가 테이퍼된 형상을 갖는 것은 매우 바람직하다. 도 5A 및 도 5B에 도시되어 있는 바와 같이, 각각의 노치(60)는 오목부(depression; 73), 테이퍼된 엣지부(76) 및 예리한 엣지부(78)를 구비한다. 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 테이퍼된 엣지부(76)는 각각의 노치(60)의 상단에 형성되어 상기 몰드 코어(15)가 상기 유체 통로(17)로부터 용이하게 탈리될 수 있도록 한다. 상기 오목부(73)는 소정의 곡률 반경(R)을 가지며, 바람직하게는 0.1mm의 곡률 반경을 갖는다. 상기 테이퍼된 엣지부(76)와 예리한 엣지부(78)는 "0"에 상응하는 곡률 반경을 갖는다. 그러나, 상기 테이퍼된 엣지부(76)와 예리한 엣지부(78)가 "0" 이상의 곡률 반경을 갖도록 형성될 수도 있다. 도 5B를 참조하면, 상기 노치(60)들은 종방향 중심선(C)으로부터 소정의 거리(Z) 만큼 이격되어 배치된다. 바람직하기로는, 상기 소정의 거리(Z)는 약 1.52mm이다. 또한, 상기 노치(60)들은 상기 몰드 코어(15)의 종방향 중심선(C)으로부터 소정의 거리 만큼 이격되어 배치된다. 표 1에 나타난 바와 같이, 상기 소정의 거리는 AC, AD, AE, AF, AG, AH, 및 AI로 표시된다. 다시 도 5A를 참조하면, 상기 테이퍼된 엣지부(76)는 노치면(79)의 일 부분으로 형성된다. 상기 노치면(79)은 상기 테이퍼된 엣지부(76)를 통과하는 수평축(80)에 대해 각도(I) 만큼 경사지게 형성된다. 상기 각도(I)는 소정의 범위 내에서 형성될 수 있으며, 바람직하기로는, 약 60.22°이다. 노치면(81)과 예리한 엣지부(78)를 통과하는 수평축(82) 사이에도 소정의 각도(H)가 형성된다. 바람직하기로는, 상기 각도(H)는 약 13°이다. 도 6C를 참조하면, 상기 몰드 코어(15)는 상기 혼합 챔버(30)의 상기 경사면(31)을 형성하는 경사면(83)을 추가로 구비한다. 상기 몰드 코어(15)의 경사 면(83)은 상기 몰드 코어(15)의 팁부(86)에서 상기 종방향 중심축(C)을 통과하는 수평축(85)에 대해 각도(X) 만큼 경사지게 형성된다. 선택적으로, 상기 각도(X)는 약 28.47°로 형성될 수 있다. 상기 노치(60)들의 테이퍼된 형상 및 테이퍼된 엣지부(76)에 의해 상기 몰드 코어(15)가 용이하게 탈리될 수 있다. 상기 노치(60)들이 테이퍼된 형상 및 테이퍼된 엣지부(76)를 구비하지 않는 경우, 상기 몰드 코어(15)의 탈리가 어렵게 되거나 불가능하게 된다. 상기 노치(60)들이 테이퍼된 형상 및 테이퍼된 엣지부(76)를 구비함에 따라, 별도의 난류 형성 부재를 별도의 조립 공정을 통해 상기 제1 및 제2 통로부(20,47) 내에 삽입할 필요가 없게 된다. 당 업계에 공지되어 있는 바와 같이, 상기 제2 통로부(47)는 상기 제1 통로부(20)로부터 소정의 각도로 분기되어 있기 때문에, 다중 몰드 코어의 사용 및 상기 다중 몰드 코어를 다양한 방향으로 탈리시키는 작업이 다소 복잡해지게 된다. 이로 인해, 종래 장치에서는 몰드 코어를 복잡하게 제작하는 대신에 별도의 난류 형성용 삽입체가 자주 사용되었다. 본 발명에서는 상기 난류 형성용 삽입체를 사용할 필요는 없지만, 난류 형성용 삽입체를 상기 제1 및 제2 통로부(20,30,47) 중의 어느 하나에 선택적으로 삽입시키는 것도 가능하다.

도 6D를 참조하면, 상기 몰드 코어(15)는 절두 원추형 테이퍼 면(46)을 형성하는 테이퍼 영역(90) 및 유체 통로(17)의 두 지점(98,99) 사이에서 연장되는 원통형 밀봉 영역(97; 도 2 및 도 3 참조)을 형성하는 원형 단면을 갖는 원통형 영역(93)을 포함한다. 상기 밀봉 영역(97)은 원형으로 형성되어 상기 원형 밸브대(38)를 유체 누수가 발생하지 않도록 견고하게 밀봉하고, 상기 제1 통로부(20)는 대략 직사각형 형상으로 형성되어 상기 몰드 코어(15)의 탈리를 용이하게 한다. 상기 원통형 구역(93)은 테이퍼진 형상을 갖는다. 예컨대, 도 6D는 상기 원통형 영역(93)의 외주 상에 상오 대향 배치되는 두 대향면(102,103)으로부터 직선적으로 연장하는 두개의 라인들(100,101)을 도시하고 있다. 도 6D에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 라인들(100,101)은 상기 종방향 중심축(C)에 대해 테이퍼되어 있다. 상기 라인들(100,101) 각각은 상기 종방향 중심축(C)에 대해 약 3°의 각도 만큼 테이퍼 된다.

도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 제3 통로부(104)가 상기 제1 통로부(20) 및 제2 통로부(47) 사이에 제공될 수 있다. 상기 제3 통로부(104)는 상기 제1 및 제2 통로부(20,47)에 비해 상대적으로 작은 크기 및 축소된 단면적으로 가지고 있다. 이러한 제3 통로부(104)의 구조로 인해, 상기 제3 통로부(104)를 통과하는 유체의 유속이 증가되며, 상기 제1 통로부(20) 및 제2 통로부(47) 내에서 상기 생성물에 대한 압력이 증가된다. 선택적으로, 소정의 생성물의 유속을 감소시키는 것이 필요할 경우, 상기 제3 통로부(104)는 상기 제1 및 제2 통로부(20,47)에 비해 상대적으로 큰 단면적을 갖도록 형성될 수도 있다. 명백히 기술하자면, 상기 제3 통로부(104)의 단면적의 크기는 소정의 생성물의 유속을 증가 또는 감소시킬 수 있도록 가변될 수 있다. 또한, 상기 제1 통로부(20)의 테이퍼 각도 또는 좁아지는 정도는 생성물의 종류 및 그 생성물에 바람직한 유속에 따라 달라질 수 있다.

상기 액추에이터(12)의 가장 큰 장점은, 복잡한 몰드 부품들을 사용하지 않고도 상기 몰드 코어(15)를 이용한 단순 공정을 통하여 상기 제1 통로부(20)를 형 성시킬 수 있도록 한다는 것이다. 상기 몰드 코어(15)는 상대적으로 단순한 구조를 가지고 있다.

하기 표 1은 본 발명 일 실시예에 따른 샘플 치수들을 보여주고 있다. 하기의 치수들은 단순 예시를 위한 것일 뿐이며 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다(달리 특정되어 있지 않은 경우, 모든 치수는 mm 단위이다).

참조부호	치수
A	2.79°
B	2.78°
D	1.5°
E	1.14°
F	0.21
G	0.51
H	12.88°
I	60.22°
J	3.91
K	1.5
L₁	7.19
L₂	5.25
M	1.2
N	2.54
O	4.07
P	1.5
Q	8.7
R₁	0.1
R₂	1.96
S	7.2
U	10
W	0.7
X	30°
Y	5.25
Z	1.52
AA	1.07
AB	0.56
AC	0.66
AD	0.73
AE	0.81
AF	0.88
AG	0.71
AH	0.78
AI	0.85
BA	2.21

도 4A 및4B를 참조하면, 상기 몰드 코어(15)의 표면(123)으로부터 직선적으로 연장하는 라인(120)은 상기 종축 중심선(C)에 대해 약 2.79°의 테이퍼 각도(A)를 형성한다. 상기 몰드 코어(15)의 표면(123)에 대향된 표면(129)으로부터 직선적으로 연장하는 라인(126)은 상기 종축 중심선(C)에 대해 약 2.78°의 테이퍼 각도(B)를 형성한다. 상기 몰드 코어(15)의 표면(133)으로부터 직선적으로 연장하는 라인(130)은 상기 종축 중심선(C)에 대해 약 1.5°의 테이퍼 각도(D)를 형성한다. 상기 몰드 코어(15)의 표면(139)으로부터 직선적으로 연장하는 라인(136)은 상기 종축 중심선(C)에 대해 약 1.14°의 테이퍼 각도(E)를 형성한다. 도 4C를 참조하면, 곡률 반경 R₂는 약 1.96mm에 상응하는데, 이는 라인(J)의 1/2에 해당되는 수치이다. 라인(170) 사이에 형성되는 BA 라인(도 4C 및 도 6A 참조)은 2.21mm에 상응하는 길이를 갖는다. 선택적으로, 상기 BA 라인은 2.24mm에 상응하는 길이를 가질 수 있다.

작동시, 사용자가 상기 액추에이터(12)를 가압하면, 상기 액추에이터(12)는 상기 소켓(45) 내에 안착된 밸브대(38)를 가압 그리고/또는 틸트시키며, 이에 따라, 컨테이너 본체(37) 내에 배치된 밸브(도시 안됨)가 개방되어 생성물이 상기 밸브대(38)를 통해 유동한다. 이때, 상기 생성물은 상기 제1 통로부(20), 혼합 챔버(30), 제3 통로부(104; 생략 가능) 및 제2 통로부(47) 통해 교차적으로 배열된 리브들(29)의 둘레로 지그재그 형태로 유동하며, 최종적으로 배출 오리피스(51)를 통 해 외부로 배출된다. 상기 언급한 바와 같이, 생성물이 상기 리브들(29) 둘레로 유동함에 따라, 상기 생성물에 난류가 형성되어 상기 생성물이 용이하게 혼합된다.

상기 장치(14)를 제조하기 위한 방법은, 몰드 코어(15)를 제공하는 단계, 통로(17)를 상기 몰드 코어(15)를 이용하여 몰딩 제작하는 단계, 및 상기 몰드 코어(15)를 상기 통로(17)로부터 탈리시키는 단계를 포함한다. 상기 몰드 코어(15)의 테이퍼 형상 및 상기 노치들(60)의 테이퍼된 엣지부(76)는 상기 몰드 코어(15)를 상기 통로부(20)로부터 용이하게 탈리시킬 수 있도록 한다.

전술된 바와 같이, 상기 액추에이터(12)는 밸브대(38) 대신에 암형(female) 리시버 형태의 밸브 장치를 구비하는 컨테이너용으로 사용될 수 있다. 아울러, 전술된 바와 같이, 상기 제2 통로부(47)는 상기 제1 통로부(20)의 특징 중 하나 이상을 구비하여, 상기 제1 통로부(20)와 함께 제공되거나 또는 상기 제1 통로부(20) 없이 제공될 수 있다. 전술된 실시예들은 가압 생성물을 수용하는 에어로졸 컨테이너와 관련하여 서술되었지만, 상기 액추에이터(12)는 펌프형 액추에이터의 형태로 제조될 수도 있다. 이러한 경우, 상기 액추에이터(12)를 가압하면 공기가 컨테이너 본체 내부로 주입되며, 이에 따라, 상기 컨테이너 본체 내부에 수납된 생성물이 가압되어 상기 액추에이터(12)를 통해 상기 컨테이너 본체 외부로 유동된다.

본 발명이 바람직한 실시예를 참조로 설명되었지만, 본 발명의 사상 및 범주 내에서 다양한 변형 및 개조들이 이뤄질 수 있음을 당업자라면 명확히 인지할 수 있을 것이다. 본 발명의 실시예들은 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 당업자들로 하여금 본 발명을 구현할 수 있도록 하기 위한 것이다. 상기 다양한 개조 및 변형들이 첨부된 청구범위의 범주 내에 속하는 경우, 그에 대한 배타적 권리도 본 발명의 범주에서 보호되어야 한다는 것은 당 업자라면 잘 알고 있을 것이다.

Claims

유체 내에 난류를 유도하기 위한 장치로서,

제1 및 제2 통로 단부 사이에서 연장되는 통로가 내부에 형성되어 있는 도관; 및

상기 통로 내부로 부분적으로 연장되는 제1 및 제2 오프셋 리브를 구비하며,

상기 통로는 그 전장에 걸쳐 상기 제1 통로 단부로부터 상기 제2 통로 단부를 향해 테이퍼되는 것을 특징으로 하는 난류 유도 장치.
제1항에 있어서, 에어로졸 컨테이너용 액추에이터와 연합 작동되는 것을 특징으로 하는 난류 유도 장치.
제2항에 있어서, 상기 액추에이터는 생성물용 컨테이너에 장착되는 오버캡을 구비하는 것을 특징으로 하는 난류 유도 장치.
제2항에 있어서, 상기 액추에이터는 생성물용 컨테이너에 장착되는 분사 버튼을 구비하는 것을 특징으로 하는 난류 유도 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 통로 단부는 제1 단면적을 가지며, 상기 제2 통로 단부는 상기 제1 단면적과 다른 제2 단면적을 가지는 것을 특징으로 하는 난류 유 도 장치.
제5항에 있어서, 상기 제1 통로 단부는 유체 유입 단부이며 상기 제2 통로 단부는 유체 배출 단부인 것을 특징으로 하는 난류 유도 장치.
제5항에 있어서, 상기 제1 통로 단부는 유체 유출 단부이며 상기 제2 통로 단부는 유체 유입 단부인 것을 특징으로 하는 난류 유도 장치.
제5항에 있어서, 상기 제1 단면적은 상기 제2 단면적 보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 난류 유도 장치.
제1항에 있어서, 상기 리브들은 상기 통로의 종방향을 따라 오프셋되어 배치되는 것을 특징으로 하는 난류 유도 장치.
제9항에 있어서, 상기 리브들은 상기 통로의 횡방향을 따라 오프셋되어 배치되는 것을 특징으로 하는 난류 유도 장치.
제10항에 있어서, 상기 생성물은 상기 통로를 통해 상기 리브들의 둘레로 지그재그 방식으로 유동하는 것을 특징으로 하는 난류 유도 장치.
제2항에 있어서, 상기 액추에이터는 컨테이너로부터 연장하는 밸브대를 수납하는 소켓을 포함하며, 상기 밸브대의 작동에 따라 상기 통로에 생성물이 공급되는 것을 특징으로 하는 난류 유도 장치.
제12항에 있어서, 상기 소켓은 상기 제1 통로 단부에 배치되는 것을 특징으로 하는 난류 유도 장치.
제2항에 있어서, 상기 통로는 제1 방향으로 연장하는 제1 통로부를 구비하고, 상기 장치는 상기 제1 통로부로부터 제2 방향으로 연장하는 제2 통로부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 난류 유도 장치.
제14항에 있어서, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 대해 횡방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 난류 유도 장치.
제15항에 있어서, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 대해 대략 수직인 것을 특징으로 하는 난류 유동 장치.
제14항에 있어서, 상기 제2 통로부는 배출 오리피스에서 종결되는 것을 특징으로 하는 난류 유동 장치.
제14항에 있어서, 상기 제1 및 제2 통로부 사이에 형성되는 제3 통로부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 난류 유동 장치.
제18항에 있어서, 상기 제3 통로부의 단면적은 상기 제1 및 제2 통로부의 단면적 보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 난류 유동 장치.
제1항에 있어서, 상기 통로부의 적어도 일부분은 비원형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 난류 유동 장치.
제20항에 있어서, 상기 통로부의 적어도 일부분은 대략 사각형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 난류 유동 장치.
유체 내에 난류를 유도하는 장치를 제조하기 위한 몰드 코어로서,

제1 단부에서 제2 단부를 향해 점점 좁아지며, 소정의 길이 및 폭을 갖고 있는 테이퍼 영역; 및

상기 제1 및 제2 단부 사이에 형성되는 제1 및 제2 노치들을 구비하며,

상기 노치들은 상기 테이퍼 영역의 종방향 및 횡방향을 따라 상호 오프셋되도록 정렬되는 것을 특징으로 하는 몰드 코어.
제22항에 있어서, 상기 장치는 에어로졸 컨테이너용 액추에이터와 연합 작동 되는 것을 특징으로 하는 몰드 코어.
제22항에 있어서, 상기 테이퍼 영역의 적어도 일부분은 비원형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 몰드 코어.
제24항에 있어서, 상기 테이퍼 영역의 적어도 일부분은 대략 사각형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 몰드 코어.
제22항에 있어서, 각각의 노치는 제1 및 제2 엣지부를 구비하며, 상기 제1 및 제2 엣지부 사이에는 중앙 오목부가 형성되어 있고, 상기 제1 엣지는 라운드 되는 것을 특징으로 하는 몰드 코어.
유체 내에 난류를 유도하는 장치를 제조하기 위한 방법으로서,

제1 단부에서 제2 단부를 향해 테이퍼되며, 소정의 길이 및 폭을 갖고 있는 테이퍼 영역 및 상기 테이퍼 영역의 제1 및 제2 단부 사이에 형성되며, 상기 테이퍼 영역의 종방향 및 횡방향을 따라 상호 오프셋되도록 정렬되는 제1 및 제2 노치를 구비하는 몰드 코어를 제공하는 단계; 및

상기 몰드 코어를 이용하여 통로를 몰딩 제작하는 단계를 구비하고, 상기 통로는, 제1 및 제2 통로 단부 사이에서 연장되며, 상기 통로 내부로 부분적으로 연장되는 제1 및 제2 오프셋리브들을 구비하고, 그 전장에 걸쳐 상기 제1 통로 단부 로부터 상기 제2 통로 단부를 향해 테이퍼되는 것을 특징으로 하는 방법.
제27항에 있어서, 상기 테이퍼 영역의 적어도 일부분은 비원형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제28항에 있어서, 상기 테이퍼 영역의 적어도 일부분은 대략 사각형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제27항에 있어서, 각각의 노치는 제1 및 제2 엣지부를 구비하며, 상기 제1 및 제2 엣지부 사이에는 중앙 오목부가 형성되어 있고, 상기 제1 엣지는 라운드 되는 것을 특징으로 하는 방법.