KR20140027941A

KR20140027941A - 에어로졸 스프레이 시스템 및 노즐 인서트

Info

Publication number: KR20140027941A
Application number: KR1020137024427A
Authority: KR
Inventors: 제임스 폴 발츠; 제시카 로즈 브라이언트
Original assignee: 피니싱 브랜즈 홀딩스 인코포레이티드
Priority date: 2011-02-14
Filing date: 2012-02-13
Publication date: 2014-03-07
Also published as: JP2014510622A; KR101522914B1; MX2013009418A; AU2012217917A1; CN103459044A; WO2012112446A1; CA2827302A1; ZA201306918B; US20120205466A1; EP2675569A1

Abstract

에어로졸 무화 어셈블리 또는 인서트를 포함하는 시스템이 제공된다. 에어로졸 무화 어셈블리 또는 인서트는 유체 무화 경로, 유체 무화 경로를 따라 배치되고 유체 무화 경로를 따라 유체의 유체 흐름을 제한하도록 구성되는 프리 오리피스 및 유체 경로를 따라 배치되고 유체 흐름 내에 난류를 생성시키도록 구성되는 기계적 분해 유닛을 포함하고, 프리 오리피스 및 기계적 분해 유닛은 단일체로 통합된다.

Description

에어로졸 스프레이 시스템 및 노즐 인서트{AEROSOL SPRAY SYSTEM AND NOZZLE INSERT}

본 출원은 그 전체가 참조로써 본원에 포함된 2011년 2월 14일에 제출된 발명의 명칭이 "AEROSOL SPRAY NOZZLE,"인 미국 가출원 특허 제 61/442,671 호에 우선권 및 이익을 주장한다.

본 개시는 일반적으로 에어로졸 스프레이 노즐, 보다 구체적으로 에어로졸 캔으로부터 방출되는 유체의 무화 및 입자 분해를 위한 시스템에 관한 것이다.

에어로졸 스프레이 코팅 시스템은 종종 낮은 전달 효율을 갖는다. 즉, 스프레이되는 코팅 물질의 대부분은 물체를 실제로 코팅하지 못할 수 있다. 오히려, 다량의 스프레이되는 코팅 물질은 주위의 대기로 유실될 수 있고, 코팅되도록 의도하지 않은 물체를 코팅하거나 또는 유저, 예를 들면 유저의 손 또는 옷 상에 의도하지 않게 랩어라운드 또는 침전될 수 있다. 예로서, 금속 울타리가 에어로졸 스프레이 페인트 캔으로 스프레이될 때, 대부분의 페인트가 많은 에어로졸 노즐을 내재하는 스프레이 패턴 때문에 낭비되면서 에어로졸 노즐 페인트의 적은 일부만이 울타리 상에 실제로 침전될 수 있다. 또한, 액체 코팅 물질은 구상체(globule), 입자 또는 리거먼트(ligament)를 종종 포함하고 이는 물체 상의 평평하지 않는 코팅으로 결부되어 원하지 않게 마무리된다.

본 개시의 다양한 실시형태는 자체 내장형 에어로졸 대전 유체 스프레이 캔의 스프레이 노즐 내에 장착되도록 구성되는 무화 인서트를 갖는 시스템을 제공한다. 무화 인서트는 유체 무화 경로, 유체 무화 경로를 따라 배치되는 프리 오리피스(pre-orifice) 및 유체 무화 경로를 따라 배치되는 기계적 분해 유닛을 포함한다. 프리 오리피스는 유체 무화 경로를 따라 유체의 유체 흐름을 제한하도록 구성된다. 기계적 분해 유닛은 유체 흐름 내에 난류를 증가시키도록 구성되고, 무화 인서트는 유체 무화 경로, 프리 오리피스 및 기계적 분해 유닛을 갖는 일체형 구조이다.

하나의 실시형태에서, 시스템은 자체 내장형 에어로졸 대전 유체 스프레이 캔에 커플링되도록 구성되는 에어로졸 스프레이 노즐을 갖는다. 노즐은 유체 경로, 유체 경로를 따라 배치되는 제 1 리셉터클을 포함하고, 제 1 리셉터클은 자체 내장형 에어로졸 대전 유체 스프레이 캔의 유체 아웃렛을 수용하도록 구성되고, 제 2 리셉터클은 유체 경로를 따라 배치된다. 또한, 시스템은 프리 오리피스 및 기계적 분해 유닛을 갖는 일체형 무화 인서트를 포함하고 무화 인서트는 제 2 리셉터클 내에 삽입되도록 구성된다.

다른 실시형태에서, 시스템은 스프레이 캔 리셉터클 및 스프레이 노즐 개구를 갖는 프레임을 갖는 스프레이 장치를 갖는다. 스프레이 캔 리셉터클은 자체 내장형 에어로졸 대전 유체 스프레이 캔을 수용하도록 구성된다. 또한, 시스템은 서로에 대해 크로스 연장되는 제 1 및 제 2 섹션을 갖는 스프레이 노즐을 포함하고, 제 1 섹션은 자체 내장형 에어로졸 대전 유체 스프레이 캔의 유체 아웃렛에 커플링되도록 구성되고, 제 2 섹션은 프레임으로부터 오프셋 거리까지 스프레이 노즐 개구를 통해 연장되도록 구성된다. 시스템은 프레임에 커플링되는 트리거를 더 포함하고 트리거는 스프레이 노즐을 작동하도록 구성된다.

본 개시의 이러한 및 다른 특징, 양상 및 이점은 유사한 도면 부호가 도면 전체에 걸쳐 유사한 부분을 나타내는 첨부된 도면을 참조하여 다음의 상세한 설명을 정독한다면 보다 양호하게 이해될 것이다.

도 1은 본 개시의 하나의 실시형태에 따른 정전 스프레이 코팅 시스템을 예시하는 도표이다.
도 2는 도 1에 예시된 스프레이 코팅 시스템에서의 사용을 위한 스프레이 장치의 실시형태의 사시도이다.
도 3은 도 2에 예시된 스프레이 장치의 측면도이고 트리거 어셈블리가 노출되도록 측면 패널이 제거되어 있다.
도 4는 도 3의 4-4 라인 내에서 취해진 도 3의 스프레이 장치의 측단면도이며 통합된 프리 오리피스와 함께 직접 대전 전극 및 기계적 분해 유닛을 갖는 노즐 어셈블리의 실시형태를 예시한다.
도 5는 도 4의 노즐 어셈블리의 분해된 측단면도이다.
도 6은 도 5의 6-6 라인 내에서 취해진 분해된 측 측단면도이며, 서로 분해된 노즐의 기계적 분해 유닛 및 전방부를 예시한다.
도 7은 도 4의 7-7 라인 내에서 취해진 측단면도이며, 노즐에 대해 설치된 부분 내에서 기계적 분해 유닛을 예시한다.

본 개시의 하나 이상의 특정한 실시형태가 아래에 설명된다. 이러한 실시형태의 간결한 서술을 제공하기 위해, 실질적인 실시예의 모든 특징이 본 명세서에 설명되지는 않을 수 있다. 임의의 그러한 실질적인 실시의 전개에서, 임의의 공학적 또는 디자인 프로젝트의 경우와 같이 다수의 실시예와 관련된 특정한 결정은 시스템 관련 및 사업 관련 제한에 따라 개발자의 구체적인 목적을 달성하도록 행해져야 하고, 이는 하나의 실시예로부터 또 다른 실시예로 변경될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 그러한 개발 노력은 복잡하고 시간 소모가 클 수 있지만 그럼에도 불구하고 당업자라면 본 개시의 이익을 갖는 설계, 제조 및 제작을 일반적으로 행할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

본 개시의 다양한 실시형태는 모두 노즐 어셈블리의 아웃렛 근방에 배치되는 단일 부품으로 통합될 수 있는 방출되는 스프레이가 프리 오리피스와 마주치게 하도록 구성된 노즐 어셈블리 및 기계적 분해 유닛(MBU라 칭해지는)을 포함하는 스프레이 장치를 제공한다. 몇몇 실시형태에서, 모두 향상된 무화 효율을 제공할 수 있는 프리 오리피스 및 기계적 분해 유닛 유닛은 노즐 어셈블리의 외부로 흐르는 유체를 제한하고 유체 흐름 내에 난류를 생성하도록 구성된 챔버를 포함한다. 또한, 노즐 어셈블리는 대전 전극(예를 들면, 직접 대전을 통해)에 걸쳐 방출되는 유체를 통과시키거나 또는 무화(예를 들면, 간접 대전을 통해) 후에 이온 필드를 통해 방출되는 유체를 통과시키고 이는 스프레이 캔으로부터 방출되는 유체가 정전기적으로 대전되도록 한다.

노즐 어셈블리의 스프레이 노즐은 적어도 하나의 제 1 섹션 및 제 2 섹션을 포함하고 그 중 적어도 하나는 노즐이 배치되는 스프레이 장치의 프레임의 외부로 돌출될 수 있다. 그러한 돌출부는 방출되는 스프레이의 랩어라운드(wrap-around)(즉, 유저의 손 또는 스프레이 장치 상으로)를 경감할 수 있다.

이제 도 1을 참조하면, 스프레이 코팅 시스템(10)의 예시적인 실시형태의 도해적인 대표예가 예시된다. 도 1에 예시된 스프레이 코팅 시스템(10)은 물체(14)에 원하는 코팅을 도포하기 위한 스프레이 장치(12)를 포함한다. 예시된 실시형태에서 스프레이 장치(12)는 물체(14)를 향해 유체의 스프레이(18)를 제공하도록 구성된 자체 내장형 스프레이 캔(16)을 포함한다. 이해되는 바와 같이, 자체 내장형 스프레이 캔(16)은 페인트, 가압된 가스 또는 추진제와 같은 액체 코팅제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 자체 내장형 스프레이 캔(16)은 자체 내장형 에어로졸 대전 페인트 스프레이 캔일 수 있다. 에어로졸은 일반적으로 스프레이 캔(16)에 압력을 가하고, 스프레이 캔(16)이 작동될 때(즉, 밸브가 열릴 때) 에어로졸의 일부가 배출됨으로써 코팅을 개시하게 한다. 예시된 실시형태에서, 스프레이 캔(16)은 스프레이 캔(16)으로부터 방출되는 유체를 대전 또는 스프레이하기 위해 다양한 특징을 포함할 수 있는 노즐 어셈블리(20)와 인터페이싱한다. 위에서 언급하고 아래에서 더욱 상세히 논의될 바와 같이, 노즐 어셈블리(20)는 프리 오리피스 및 기계적 분해 유닛를 갖는 일체형 인서트를 포함한다. 노즐 어셈블리(20)가 눌릴 때, 스프레이 캔(16)의 밸브가 개방됨으로써 노즐 어셈블리(20)를 통해 유체의 흐름을 촉진하여 코팅제 액적의 미세 스프레이제를 포함하는 유체의 스프레이(18)를 생성한다. 특히, 추진제(즉, 에어로졸)에 의해 액체 상에 가해지는 압력은 액체가 노즐 어셈블리(20)를 통해 흐를 때 액체의 분해를 촉진시킨다. 액적이 물체(14)와 충돌하면 물체(14)는 액체로 코팅된다. 어떤 실시형태에서 액체는 페인트이고, 페인트가 건조되면 물체(14) 상에 막을 형성한다.

유저에게 유체의 스프레이(18)를 선택적으로 생성하게 하도록 스프레이 장치(12)는 트리거 어셈블리(22)를 포함한다. 트리거 어셈블리(22)는 일반적으로 노즐 어셈블리(20)와 맞물리도록 구성되어 유체가 자체 내장형 스프레이 캔(16)으로부터 배출되게 한다. 또한, 스프레이 장치(12)는 유체의 스프레이(18)를 정전기적으로 대전하도록 대전 전극(24)과 같은 대전 장치를 포함한다. 특히, 대전 전극(24)은 대전 전극(24)의 위치 설정에 따라 무화 전 또는 후에 유체 액적 상에 정전 전하를 부여한다. 정전하를 갖는 결과로서, 액적은 물체(14)와 같이 전기적으로 접지된 물체에 정전기적으로 부착됨으로써 유체와 물체(14) 사이의 전달 효율을 증가시킬 수 있다. 바람직하지 않게, 스프레이 장치(12)가 위에서 언급한 바와 같이 어떤 실시형태에 따라 접지되기 때문에, 정전기적으로 대전된 유체의 스프레이(18)의 일부는 스프레이 장치(12)를 보유하는 유저 또는 장치 자체로 부착될 수도 있다. 따라서, 노즐 어셈블리(20)는 위에서 언급한 바와 같이 유체의 스프레이(18) 주위의 그러한 랩어라운드를 경감하도록 스프레이 장치(12)의 외부로 임의의 거리만큼 연장된다.

하나의 실시형태에서, 스프레이 코팅 시스템(10)은 직접 대전 시스템을 포함하고, 대전 전극(24)은 직접 대전 전극이다. 직접 대전 시스템에서 스프레이 캔(16)으로부터 방출되는 유체가 대전 전극(24) 상을 통과할 때, 유체는 전하(즉, 음전하)를 직접적으로 수용한다. 이때 유체는 대전 전극(24)에 의해 전하를 수용한 후 노즐 어셈블리(20)에서 무화된다. 다른 실시형태에서, 스프레이 코팅 시스템(10)은 대전 전극(24)이 간접 대전 전극인 간접 대전 시스템을 포함한다. 간접 대전 시스템에서, 유체는 노즐 어셈블리(20)에서 무화되고 이어서 각각의 유체 입자는 이온 필드를 통해 통과함으로써 각각의 유체 입자가 전하를 얻도록 한다. 예를 들면, 본 실시형태는 이를 위해 그 전체가 참조로서 본원에 포함된 2010년 11월 24일에 출원된 발명의 명칭이 "Electrostatic Spray System with Grounding Teeth,"인 미국 특허 No. 12/954,525 by Bryant et al. 및 2010년 2월 26일에 출원된 발명의 명칭이 "Electrostatic Spray System,"인 미국 특허 No. 12/714,280 by Seitz et al.에 설명된 대전 시스템과 함께 사용될 수 있다. 따라서, 시스템(10)의 실시형태는 유체 액적에 정전 전하를 부여하도록 다양한 간접 또는 직접 대전 장치(즉, 정전 변환기)를 사용할 수 있다.

예시된 바와 같이, 대전 전극(24)은 전극(24)에 고전압 신호를 공급하는 고전압 전원 공급기(28)에 전기적으로 커플링된다. 예를 들면, 어떤 실시형태에서 고전압 전원 공급기(28)는 대전 전극(24)에 대략 5k, 7.5k, 9k, 10.5k, 15k, 20k, 25k, 30k, 35k 볼트 또는 그 이상을 제공할 수 있다. 고전압 신호가 제공되지만 상대적으로 작은 전류가 유체 액적 상에 원하는 전하를 부여하는데 충분할 수 있다. 예를 들면, 고전압 전원 공급기(28)는 대략 100, 80, 60, 50, 40, 30 이하 또는 마이크로 암페어보다 작게 출력하도록 구성될 수 있다. 예시된 바와 같이, 배터리(30)의 양극 단자는 고전압 전원 공급기(28)의 양극 단자에 전기적으로 커플링된다. 고전압 전원 공급기(28)로부터의 소망된 전원에 기초하여, 상업적으로 이용 가능한 배터리(예를 들면, 9V, 12V 등)가 고전압 전원 공급기(28)에 전기적 동력을 제공하도록 사용될 수 있다. 다양한 대안적인 실시형태에서, 표준형 또는 독자형의 재충전 가능한 배터리가 사용될 수 있다.

예시된 실시형태에서, 배터리(30)의 음극 단자는 접지부(32)에 전기적으로 커플링된다. 예를 들면, 적절한 접지부(32)는 토양 내로 전도성 지주를 부설함으로써 구축될 수 있다. 그러한 구성에서, 지주 내에 흐르는 전하는 토양을 통해 소멸될 수 있다. 대안적으로, 접지부(32)는 지하에 연결되는 부분을 갖는 전도성 송수관 또는 메인관과의 전기적 연결부를 포함할 수 있다. 전도성 관의 지하에 연결되는 부분은 상술한 지주와 유사한 방식으로 토양 내로 전하를 소멸시키는 역할한다. 접지부(32)는 붙박이 접지(building ground)(즉, 전기적 아웃렛의 접지 플러그)와의 전기적 연결부를 포함할 수도 있다.

예시된 바와 같이, 전기 컨덕터(34)는 물체(14)와 접지부(32) 사이로 연장된다. 결론적으로, 물체(14)의 전위는 접지부(32)의 전위와 실질적으로 동일하다. 결과적으로, 정전기적으로 대전된 유체 액적과 물체(14) 사이의 전위차 또는 전압은 물체(14)가 스프레이 장치(12)의 섀시 접지부와 연결되는 구성에서보다 높을 수 있다. 예를 들면, 스프레이 장치(12)의 섀시의 전위가 접지부에서의 전위보다 크면, 대전된 유체 액적과 물체(14) 사이의 전위차는 감소될 수 있다. 물체(14)는 접지부(32)에 전기적으로 커플링되고 따라서 유체의 스프레이(18) 전달 효율은 증가된 전위차로 인해 향상된다.

또한, 자체 내장형 스프레이 캔(16)은 접지부(32)와 전기적으로 커플링된다. 예시된 바와 같이, 스프레이 캔(16)은 본체부(36) 및 목부(38)를 포함한다. 본체부(36) 및 목부(38)는 알루미늄 또는 강철과 같은 전도성 재료로 구성될 수 있다. 본 실시형태에서, 전기 컨덕터(40)는 스프레이 캔(16)과 접지부(32) 사이로 연장된다. 결과적으로, 스프레이 캔(16)은 접지부(32)에 의해 전기적으로 접지된다.

고전압 전원 공급기(28)는 양과 음의 전기적 연결 모두 배터리(30)에 의해 구축된 후 작동될 수 있다. 예시된 실시형태에서, 배터리(30)와의 음의 전기적 연결은 전기 컨덕터(40) 및 자체 내장형 스프레이 캔(16)을 포함한다. 고전압 전원 공급기(28)와 배터리(30) 사이의 음의 전기적 연결은 스프레이 캔(16)이 스프레이 장치(12)로부터 분리될 때 차단된다. 결과적으로, 고전압 전원 공급기(28)는 스프레이 캔(16)이 스프레이 장치(12) 내에 존재하고 전기 컨덕터(40)가 스프레이 캔(16)과 연결되지 않는 한 작동되지 않을 수 있다.

예시된 실시형태에서, 전기 컨덕터(44)는 트리거 어셈블리(22)와 스위치(46)를 연결한다. 스위치(46)는 트리거 어셈블리(22)가 예를 들면 트리거 어셈블리(22)와 대전 전극(24) 사이의 전기적 연결부(47)를 통해 전하를 제공함으로써 작동될 때 대전 전극(24)을 선택적으로 작동하도록 구성된다. 스위치(46)는 예시된 개방 위치에 있는 동안 고전압 전원 공급기(28)로부터 전류를 차단하고, 단락 위치에 있는 동안 고전압 전원 공급기(28)로부터 전류를 인가한다. 대안적인 실시형태에서, 스위치(46)는 배터리(30)의 양극 단자와 고전압 전원 공급기(28)의 음극 단자 사이에 위치될 수 있다. 예시된 실시형태에서, 스위치(46)는 트리거의 눌림이 스위치(46)를 단락하도록 트리거 어셈블리(22) 근처에 위치된다. 이러한 방식으로, 유체의 스프레이(18)는 대전 전극(24)의 작동과 동시에 실질적으로 개시된다.

또한, 스프레이 장치(12)는 접지부(32)에 커플링되는 전도성 패드(48)를 포함한다. 아래에서 상세히 논의되는 바와 같이, 전도성 패드(48)는 조작자가 스프레이 장치(12)를 파지하는 동안 조작자의 손이 패드(48)와 접촉되도록 스프레이 장치(12)의 핸들에 부착될 수 있다. 전도성 패드(48)는 조작자가 스프레이 장치(12)를 파지하는 동안 조작자의 전위가 접지 전위와 실질적으로 동일하도록 접지부(32)에 전기적으로 연결된다.

이제 도 2를 참조하면, 도 1의 스프레이 코팅 시스템(10)에서의 사용을 위한 예시적인 스프레이 장치가 도시된다. 예시된 바와 같이, 스프레이 장치(12)는 프레임(50) 및 분리 가능한 스프레이 캔 하우징(52)을 포함한다. 스프레이 캔 하우징(52)은 스프레이 장치(12) 내의 자체 내장형 스프레이 캔(16)을 수용하고 적절히 위치시키도록 구성되어 있다. 스프레이 장치(12)에 스프레이 캔(16)을 커플링하도록 스프레이 캔 하우징(52)은 프레임(50)으로부터 커플링 해제될 수 있고 스프레이 캔(16)은 하우징(52) 내로 삽입될 수 있고 하우징(52)은 프레임(50)과 재차 커플링될 수 있다. 스프레이 캔(16)이 스프레이 장치(12)에 커플링되면 유체 스프레이(18)는 위에서 언급한 바와 같이 스프레이(18)의 랩어라운드를 경감하도록 프레임(50)의 개구(54)를 통해 적어도 부분적으로 연장되는 노즐 어셈블리(20)로부터 배출될 수 있다. 예를 들면, 조작자는 트리거(56)를 누를 수 있고, 그에 따라 자체 내장형 스프레이 캔(16)의 노즐 어셈블리(20)를 작동하도록 트리거 어셈블리(22)를 유도한다. 이전에 논의된 바와 같이, 트리거 어셈블리(22)는 트리거(56)를 누르는 것이 대전 전극(24)을 작동하도록 정전 작동 스위치(46)에 커플링될 수 있다. 이러한 방식으로, 트리거(56)를 누르는 것은 노즐 어셈블리(20)를 작동함으로써 물체(14) 쪽으로 노즐 어셈블리(20)로부터 배출되는 정전기적으로 대전된 유체의 스프레이(18)를 유도한다.

또한, 스프레이 장치(12)는 프레임(50)의 핸들부(60)에 커플링되는 전원 모듈(58)을 포함한다. 어떤 실시형태에서, 전원 모듈(58)은 배터리(30)(도 1) 및 고전압 전원 공급기(28)(도 1)를 포함한다. 전원 모듈(58)은 배터리(30)가 교체될 수 있도록 분리 가능할 수 있다. 또한, 핸들부(60)는 스프레이 장치(12)의 작동 중 조작자와 접촉하도록 구성된 전도성 패드(48)를 포함한다. 전도성 패드(48)는 조작자가 핸들부(60)를 파지하는 동안 패드(48)와 접촉하도록 핸들부(60)에 위치된다. 전기 컨덕터(40)는 스프레이 장치(10)의 프레임(50)으로부터 핸들부(60) 근방까지 연장되고 상술한 바와 같이 접지부(32)와 스프레이 장치(10)를 접지하도록 이용될 수 있는 스프링 접촉기(62)에서 연장 종료된다.

이제 도 3을 참조하면, 트리거 어셈블리(22)가 노출되도록 측면 패널이 제거된 도 2의 예시적 스프레이 장치(12)가 도시된다. 또한, 도 3은 스프레이 장치(12) 내에 포함되는 다양한 전기적 특징을 예시한다. 전기적 특징은 노즐 어셈블리(20) 내에 배치되는 고전압 소스(28)부터 대전 전극(24)(도 4 참조)까지의 전기적 경로 뿐만아니라 스프레이 캔(16)과 접지부(32) 사이의 접지를 유지하도록 사용되는 것들을 포함한다. 특히, 예시된 실시형태에서 전기 컨덕터(40)는 스프링 클립(62)으로부터 스프레이 장치(12)의 프레임(50)의 내부 부분을 지나 스프레이 캔(16)[즉, 스프레이 캔(16)의 목부]에 고정된 전기적 인터페이스 탭(68)까지 연장된다. 전기적 인터페이스 탭(68)은 컨덕터(40) 및 스프링 클립(62)[예를 들면 접지부(32)]과 스프레이 캔(16) 사이에 전기적 인터페이스를 제공하고 그것은 아래에서 논의되는 바와 같이 스프링 클립(62)이 접지부에 고정되는 동안 스프레이 캔(16)이 어스에 접지된 채로 유지하게 한다. 따라서, 전기적 인터페이스 탭(68)은 스프링, 볼트, 전도성 접착제, 용접, 납땜 또는 압축 피트(compressive fit)과 같은 하나 이상의 전기적 전도성 특징부를 통해 스프레이 캔(16)에 고정될 수 있다.

이전에 논의된 바와 같이, 트리거 어셈블리(22)는 유체의 스프레이(18)를 개시하도록 노즐 어셈블리(20)를 작동시킬 수 있다. 또한, 트리거 어셈블리(22)는 캔(16)으로부터 방출되는 액적을 정전기적으로 대전하도록 전기적 경로가 고전압 소스(28)와 대전 전극(24)(도 4 참조) 사이에 형성되게 할 수 있다. 예시된 실시형태에서, 트리거 어셈블리(22)는 트리거(56), 피벗(70) 및 작동 암(72)을 포함한다. 예시된 바와 같이, 트리거(56)가 방향(76)으로 변위될 때 트리거 어셈블리(22)가 제 1 회전 방향(74)으로 회전될 수 있도록 피벗(70)은 프레임(50)에 커플링된다. 또한, 트리거 어셈블리(22)는 회전에 저항하는 스프링력을 제공하는 프레임(50)의 돌출부(80)와 접촉되는 바이어싱 부재(78)를 포함한다. 이러한 저항력은 바람직하게 스프레이(18)가 장치(12)로부터 배출되는 비율을 유저가 용이하게 조정할 수 있게 한다. 예를 들면, 유체의 스프레이(18)를 개시하도록 트리거(56)는 방향(76)으로 눌려짐으로써 트리거 어셈블리(22)가 제 1 회전 방향(74)으로 피벗(70) 주위로 회전하도록 구동시킨다. 트리거 어셈블리(22)가 회전하면, 바이어싱 부재(78)와 돌출부(80) 사이의 접촉은 바이어싱 부재(78)가 구부러지도록 유도함으로써 저항력을 제공한다. 또한, 트리거 어셈블리(22)의 회전은 작동 암(72)의 말단 단부의 접촉면(82)이 방향(84)으로 이동하도록 유도한다. 접촉면(82)은 방향(84)으로의 접촉면(82)의 이동이 노즐 어셈블리(20)를 스프레이 캔(16)의 목부(38) 쪽으로 구동시키도록 노즐 어셈블리(20) 근처에 위치됨으로써 유체의 스프레이(18)를 개시한다. 또한, 어떤 실시형태에서, 접촉면(82)은 아래에서 논의될 바와 같이 고전압 동력원(28)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예시된 바와 같이, 대전 전극(24)(도 4 참조)은 접촉면(82)이 대전 전극(24)에 접촉되고 대전 전극(24)에 전하를 부여하도록 노즐 어셈블리(20)의 외부로 부분적으로 연장된다. 이는 대전 전극(24)이 스프레이 캔(16)으로부터 통과하여 흐르는 유체를 정전기적으로 대전하도록 한다.

위에서 언급한 바와 같이, 예시된 실시형태에서 트리거 어셈블리(22)는 유체의 스프레이(18)가 개시됨과 실질적으로 동시에 대전 전극(24)을 작동하도록 구성된다. 특히, 트리거(56)는 정전 작동 스위치(46) 근처에 위치되는 하단부(86)를 포함한다. 트리거(56)가 방향(76)으로 눌리면, 트리거(56)의 하단부(86)는 스프링-부하 돌출부(88)와 접촉되고 돌출부(88)를 방향(90)으로 구동시킴으로써 스위치(46)를 단락시킨다. 스위치(46)를 단락시키는 것은 고전압 전원 공급기(28)와 접촉면(82) 사이의 전기적 연결을 구축하고 이는 대전 전극(24)이 작동되도록 한다. 결과적으로, 트리거(56)를 누르는 것은 노즐 어셈블리(20)로부터 정전기적으로 대전된 유체 액적의 스프레이를 생산한다. 대안적인 실시형태에서는 트리거(56)를 누르는 것이 스위치(46)를 단락 위치로 구동하도록 트리거 어셈블리(22)의 다른 영역[즉, 작동 암(72), 피벗(70) 등] 근처에 스위치(46)가 위치될 수 있다. 다른 실시형태에서, 스위치(46)는 조작자가 정전기적 대전을 작동하지 않고 유체의 스프레이(18)를 개시할 수 있도록 트리거(56)와 독립적으로 작동될 수 있다.

예시된 바와 같이, 도 1에 대해서 위에서 언급한 전기적 연결부(44)를 갖는 전기 도관(92)은 고전압 전원 공급기(28)와 대전 전극(24) 사이로 연장된다. 이해되는 바와 같이, 고전압 신호를 전달하는 전기 컨덕터는 주변 전기 장치와 인터페이싱 될 수 있거나 또는 근처의 컨덕터 또는 회로 내에 전하를 유도할 수 있다. 결과적으로, 도관(92)은 주변 장치, 컨덕터 또는 회로를 대전 전극 공급 컨덕터를 통해 통과하는 고전압 신호로부터 차폐하도록 구성된다. 또한, 본 실시형태는 정전 대전 시스템의 작동 상태를 시각적으로 나타내는 LED(light emitting diode)와 같은 표시기를 포함한다. 아래에서 상세히 논의되는 바와 같이, 표시기(94)는 배터리(30)와 전기적으로 커플링되고 대전 전극(24)의 작동 시에 유저-인지 가능 표시(즉, 조광)를 제공하도록 구성된다. 그러한 시각적 표시기는 유저가 유체의 스프레이(18)가 스프레이 장치(12)에 의해 정전기적으로 대전됐는지의 여부를 용이하게 판별할 수 있게 한다.

이제 도 4를 참조하면, 도 3의 4-4 라인 내부에서 취해진 단면도가 예시된다. 특히, 노즐 어셈블리(20)의 단면도, 스프레이 캔(16)의 상부(100) 및 트리거 어셈블리(22)의 일부가 예시된다. 위에서 언급한 바와 같이, 트리거 어셈블리(22)는 방향(76)(도 3)으로의 트리거(56)의 이동에 의해 작동될 수 있다. 트리거 어셈블리(22)의 작동은 방향(84)으로의 접촉면(82)의 이동으로 결부된다. 접촉면(82)이 대전 전극(24)과 만나도록 방향(84)으로 이동할 때, 도관(92)은 대전 전극(24)에 전하를 차례로 제공하는 접촉면(82)에 전하를 제공한다. 이후, 전기적으로 대전된 전극(24)은 예시된 실시형태에 따라, 유체에 정전 전하를 부여하도록 스프레이 캔(16)으로부터 방출되는 유체에 직접적으로 접촉된다.

노즐 어셈블리(20)를 향하는 접촉면(82)의 하방 이동[즉, 방향(84)]은 위에서 언급한 바와 같이 유체가 스프레이 캔(16)으로부터 방출되도록 한다. 노즐 어셈블리(20)는 제 1 섹션(즉, 수직 섹션)(104)을 갖는 노즐(102) 및 제 1 섹션(104)으로부터 제 1 섹션(104)의 축(108)의 옆 방향으로 연장되는 제 2 섹션(106)(즉 수평 섹션)을 포함한다. 따라서, 섹션(104, 106)은 서로에 대해 대략 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 또는 90도와 같이 대략 10도에서 90도 사이로 서로에 대해 각을 이룬다. 몇몇 실시형태에서, 제 1 및 제 2 섹션(104, 106)은 실질적으로 L자형 구조의 노즐(102)로 규정된다. 제 1 섹션(104)은 한 쌍의 리셉터클, 제 1 리셉터클(110) 및 제 1 섹션(104)의 세로 길이 방향으로 대향으로 배치되는 제 2 리셉터클(112)을 포함한다.

제 1 리셉터클(110)은 대전 전극(24)의 적어도 일부를 수용하도록 구성되고 트리거 어셈블리(22)의 접촉면(82) 근방의 제 1 섹션(104)의 범위에 배치된다. 이러한 방법으로, 제 1 리셉터클(110)은 트리거 어셈블리(22)가 작동될 때 접촉면(82)이 전하를 제공하기 위해 대전 전극(24)과 접촉하도록 접촉면(82) 근방에 대전 전극(24)을 위치시킬 수 있다. 제 1 리셉터클(11)은 대전 전극(24)의 형상에 따르도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 제 1 리셉터클(110)은 환형 형상도 가질 수 있는 대전 전극(24)에 대해 상대적으로 고정 피트를 제공하도록 환형 형상을 가질 수 있다. 다양한 실시형태에서 제 1 리셉터클(110)은 대전 전극(24)의 구조에 따라 정사각형, 직사각형, 원형, 삼각형 또는 다른 적절한 구조를 가질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 제 1 리셉터클(110)은 대전 전극(24)을 접촉면(82) 근방에 위치시킬 때 스프레이 캔(16)으로부터 방출되는 유체의 흐름 경로(114)를 따르거나 또는 근방에 대전 전극(24)을 위치시킬 수도 있다. 이는 대전 전극(24)이 전기적으로 대전됐을 때 직접적으로 방출되는 유체 상에 정전 전하를 부여하도록 한다.

제 1 섹션(104)의 제 2 리셉터클(112)은 위에서 언급한 바와 같이 제 1 리셉터클(110)로부터 제 1 섹션(104)의 대향된 종방향 범위에 배치된다. 제 2 리셉터클(112)은 일반적으로 캔(16)으로부터 방출되는 유체가 흐름 경로(114)를 따라 제 1 섹션(104) 내에 수용되도록 스프레이 캔(116)의 아웃렛(116)을 수용하도록 구성된다. 제 2 리셉터클(112)은 스프레이 캔(16)의 아웃렛(116)의 구조를 따르도록 크기 설정될 수 있다. 따라서, 제 2 리셉터클(112)은 몇몇 실시형태에서 스프레이 캔(16)의 아웃렛(116)을 수용하도록 구성되는 원뿔형, 절단된 원뿔형, 실린더형 또는 환형 형상을 가질 수 있다. 또한, 제 2 리셉터클(112)은 노즐 어셈블리(20)가 다양한 다른 스프레이 캔(16) 또는 스프레이 장치(12)와 함께 사용될 수 있도록 아웃렛(116)의 다양한 형상 또는 크기를 수용하도록 구성될 수 있다. 또한, 제 2 리셉터클(112)은 접합면(118)으로서 사용되는 노즐 어셈블리(20)의 영역을 포함한다. 접합면(118)은 아웃렛(116)의 나팔형 표면(120)과 접촉하도록 구성된다. 스프레이 캔(16)의 본체부(36)를 향해 안으로 눌렸을 때 나팔형 표면(120)은 스프레이 캔(16)의 아웃렛 밸브가 열리게 하여 스프레이 캔(16) 내에 포함되는 에어로졸을 방출하게 한다. 따라서, 트리거 어셈블리(20)가 작동될 때 노즐 어셈블리(20)는 스프레이 캔(16) 쪽으로 이동함으로써 접합면(118)이 아웃렛(116)의 나팔형 표면(120)과 만나게 한다. 접합면(118)과 나팔형 표면(120) 사이의 접촉은 유체가 아웃렛(116)으로 이어지는 스프레이 캔(16)의 내부 도관(122)을 통해 흐르도록 한다. 이는 유체가 축(108)을 따라 제 1 섹션(104) 내로 방출되도록 한다.

유체가 캔(16)으로부터 제 1 섹션(104) 내로 방출되고 대전 전극(24)으로부터 정전 전하를 얻으면 유체는 흐름 경로(114)를 따라 노즐(102)의 제 2 섹션(106) 내로 흐른다. 위에서 언급한 바와 같이, 제 2 섹션(106)은 축(108)에 대해 실질적으로 크로스 방식으로 제 1 섹션(104)로부터 연장된다. 제 2 섹션(106)은 노즐(102)의 아웃렛(126) 근방에 제 3 리셉터클(124)을 포함한다. 아웃렛(126)은 일반적으로 스프레이(18)를 방출하도록 구성되고 위에 언급된 바와 같이 개구(54)의 최외각 범위(129)로부터 적어도 오프셋 거리(127) 만큼 프레임(50)의 개구(54)의 외부로 연장되는 노즐(102)의 영역에 있다. 거리(127)는 적어도 부분적으로 정전기적으로 대전된 스프레이(18)가 스프레이 장치(12) 또는 유저의 손 상에 랩어라운드 및 증착되는 것을 방지한다. 예를 들면, 거리(127)가 증가하면 대전된 스프레이와 접지[즉, 장치(12)] 사이의 분리가 증가되면서 그러한 랩어라운드를 일으키는 정전력이 사라지기 때문에 스프레이(18)가 장치(12) 또는 유저의 손 상에 랩어라운드될 가능성이 감소할 수 있다. 제 3 리셉터클(124)은 무화 인서트(128)를 수용하고 하우징하도록 구성된다.

무화 인서트(128)는 단일 부품으로서 무화 인서트(128) 내에 각각 통합되는 프리 오리피스(130) 및 기계적 분해 유닛(132)을 포함한다. 단일 부품은 개별 부품을 함께 부착하거나 또는 단일 부품을 몰딩함으로써 형성될 수 있다. 무화 인서트(128)의 구성은 아래에서 더욱 상세히 논의된다.

도 5는 노즐 어셈블리(20)의 분해된 측단면도이다. 도 5에 예시된 바와 같이, 대전 전극(24) 및 무화 인서트(128)는 그들의 개별적인 연결축을 따라 노즐(102)로부터 분해되어 도시된다. 예시된 실시형태에서, 제 1 리셉터클(110)은 일반적으로 대전 전극(24)의 실린더형 외부 형상과 부합되는 실린더형 내부 형상을 갖고 전도성 전극(24)이 노즐(102)의 범위를 넘어 연장되도록 한다. 위에서 언급한 바와 같이 제 1 섹션(104)의 대향 범위에 축(108)을 따라 배치되는 제 2 리셉터클(112)은 테이퍼진 표면인 접합면(118)이 스프레이 캔(16)의 아웃렛(116)의 나팔형 표면(120)과 접촉되게 하면서 스프레이 캔(16)의 아웃렛(116)이 수용되게 하는 절단된 원뿔형 형태를 갖는다. 위에서 언급한 바와 같이, 흐름 경로(114)는 제 1 섹션(104)을 통해 스프레이 캔(16)으로부터 방출되는 유체가 대전된 전극(24)의 적어도 일부를 지나 노즐(102)의 제 2 섹션(106) 내로 흐르게 한다. 제 2 섹션(106)은 유체가 제 2 섹션(106) 및 유체 흐름 축(140)을 따라 제 3 리셉터클(124)로부터 분해되어 도시된 무화 인서트(128)를 통해 흐르게 하는 유체 흐름 축(140)을 갖는다.

제 2 섹션(106)은 위에서 언급한 바와 같이 아웃렛(126)이 프레임(50)으로부터 오프셋 거리(127)까지 프레임(50)의 개구(56)의 외부로 연장되도록 하는 길이(142)를 갖는다. 실제로, 몇몇 실시형태에서 제 2 섹션(106)의 길이(142)의 제 1 섹션(102)의 길이(144)에 대한 비율은 적어도 약 1.1:1일 수 있다. 예를 들면, 비율은 대략 1.1:1, 1.2:1, 1.3:1, 1.4:1, 1.5:1, 1.6:1, 1.7:1, 1.8:1, 1.9:1, 2.0:1, 2.1:1, 2.2:1, 2.3:1, 2.4:1, 2.5:1, 2.6:1, 2.7:1, 2.8:1, 2.9:1, 3:1 또는 그 이상일 수 있다. 또한, 섹션의 각각의 전체 외부 길이는 상술한 것과 유사하거나 동일한 비율을 가질 수 있다.

제 2 섹션(106)은 무화 인서트(128)를 수용하고 하우징하도록 구성되는 제 3 리셉터클(124)을 포함한다. 위에서 언급한 바와 같이, 무화 인서트(128)는 프리 오리피스(130) 및 기계적 분해 유닛(132)을 포함한다. 프리 오리피스(130)는 무화 인서트(128) 내로 들어가는 화살표(146)로서 나타낸 대전된 유체의 흐름을 제한하도록 구성된다. 프리 오리피스(130)는 제 1 원뿔형 통로(150)로 진행되는 입구(148)를 포함한다. 제 1 원뿔형 통로(150)는 입구(148)로부터 어셈블리(128)의 대향 종방향 범위에 배치되는 아웃렛(152)으로 수렴하는 구조를 갖는다. 프리 오리피스(130)를 규정하는 제 1 원뿔형 통로(150)는 기계적 분해 유닛(132)을 규정하는 제 2 원뿔형 통로(154)로 진행된다. 기계적 분해 유닛(132)은 일반적으로 대전된 유체(146)의 흐름 내에 난류를 생성하고 아웃렛(152)으로 진행되도록 구성된다.

도 6은 도 5의 6-6 라인 내에서 취해진 측단면도이다. 도 6에 예시된 바와 같이, 제 1 확장 영역(160)(즉, 환형 확장 영역) 및 제 2 확장 영역(162)(즉, 환형 확장 영역)과 같은 한 쌍의 유체 확장 영역에 의해 경계진 제 3 리셉터클(124)을 갖는 제 2 섹션(106)이 도시된다. 제 1 확장 영역(160)은 제 3 리셉터클(124)의 상류로 유체 경로(114)를 따라 배치됨으로써 대전된 유체(146)가 제 2 섹션(106)의 메인 도관(164)을 빠져나가자마자 확장되게 한다. 제 1 확장 영역(160)은 대전된 유체(146)가 메인 도관(164)의 직경(168)보다 큰 직경(166)까지 방사상으로 확장하도록 한다. 예로서, 확장 영역(160)의 직경(166)은 메인 도관(164)의 직경(168)보다 대략 10%, 20%, 30%, 40%, 50% 크거나 또는 그 이상일 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 그러한 영역 내에 생긴 확장부에서는 난류, 혼합 및 유체 분해를 발생시키거나 포함할 수 있다.

유체가 제 1 확장 영역(160)을 통해 통과하면 유체 무화 경로(170)를 따라 감소하는 직경을 갖는 복수의 환형 영역을 포함하는 무화 인서트(128)와 마주친다. 예시된 실시형태에서, 무화 인서트(128)는 제 1 확장 영역(160)의 직경(166)과 비교하여 상당히 감소된 직경(172)을 갖는 입구(148)를 포함한다. 예를 들면, 입구(148)의 직경(172)은 제 1 확장 영역(160)의 직경(166) 치수의 대략 1%에서 50% 사이일 수 있다(즉, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% 또는 90%). 입구(148)의 직경(172)은 노즐 어셈블리(20)로부터 무화되고 배출되는 유체의 양을 조절하도록 변화될 수 있다. 이러한 점에서, 무화 인서트(128)의 프리 오리피스(130)는 무화 장치(12)를 빠져나가는 유체의 양을 조절하는 역할도 한다. 또한, 위에서 언급되고 아래에서 더욱 설명되는 급격한 직경 변경은 유체의 혼합, 난류, 분해, 고밀화, 확장 등을 유도하는데 도움될 수 있다.

유체 무화 경로(170)를 따라 무화 인서트(128)는 입구(148) 및 제 1 원뿔형 통로(150)에 의해 규정되는 프리 오리피스(130)를 포함한다. 제 1 원뿔형 통로(150)는 제 1 굴곡 영역(174) 내로 테이퍼진다. 제 1 굴곡 영역(174)은 입구(148)의 직경(172)보다 작은 직경(176)을 갖고 무화 인서트(128)의 기계적 분해 유닛(132) 부분의 입구이다. 예로서, 입구(148)의 직경(172)의 제 1 굴곡 영역(174)의 직경(176)에 대한 비율은 대략 1.1:1, 1.2:1, 1.3:1, 1.4:1, 1.5:1, 2.0:1, 2.5:1, 3.0:1, 3.5:1, 4.1:1 또는 그 이상과 같이 대략 1.1:1과 대략 4:1 사이일 수 있다. 하나의 실시형태에서, 비율은 대략 1.3:1일 수 있다. 제 1 굴곡 영역(174)은 예시된 실시형태와 관련하여 이해되는 바와 같이 제 1 원뿔형 통로(150)를 형성하고 제 1 테이퍼(즉, 각도)를 갖는 제 1 테이퍼진 면(178)이 도 7과 관련하여 더욱 상세히 논의될 바와 같이 제 2 원뿔형 통로(154)를 형성하고 제 2 테이퍼(즉, 각도)를 갖는 제 2 테이퍼진 면(180) 내로 굴곡되는 영역이다. 제 2 원뿔형 통로(154)는 위에서 언급한 바와 같이 직경(176) 및 직경(172)보다 작은 직경(182)을 갖는 아웃렛(152)를 향해 수렴한다. 예로서, 입구(148)의 직경(172)의 아웃렛(152)의 직경(182)에 대한 비율은 대략 1.1:1, 1.2:1, 1.3:1, 1.4:1, 1.5:1, 2.0:1, 2.5:1, 3.0:1, 3.5:1, 4.0:1 또는 그 이상과 같이 대략 1.1:1과 대략 4:1 사이일 수 있다. 하나의 실시형태에서, 직경(172)의 직경(182)에 대한 비율은 대략 2.0:1일 수 있다. 제 1 굴곡 영역(174)의 직경(176)의 아웃렛(152)의 직경(182)에 대한 비율은 1.1:1, 1.2:1, 1.3:1, 1.4:1, 1.5:1, 2.0:1, 2.5:1, 3.0:1, 3.5:1, 4.0:1 또는 그 이상과 같이 대략 1.1:1과 대략 3:1 사이일 수 있다. 하나의 실시형태에서, 직경(176)의 직경(182)에 대한 비율은 대략 1.5:1일 수 있다.

위에서 언급한 바와 같이, 제 2 확장 영역(162)은 제 1 확장 영역(160)으로부터 무화 인서트(128)의 대향 범위 상에 배치된다. 제 2 확장 영역(162)은 무화 인서트(128)를 횡단하는 유체가 확산하고 정전 스프레이(18)를 생성하게 한다. 예로서, 제 2 확장 영역(162)은 아웃렛(152)의 직경(182)보다 큰 직경(184)을 가질 수 있다. 실시형태에서, 제 2 확장 영역(162)의 직경(184)은 제 1 확장 영역(160)의 직경(166)보다 작거나, 실질적으로 동일하거나 또는 클 수 있다. 예로서, 제 2 확장 영역(162)의 직경(184)은 제 1 확장 영역(160)의 직경(166)보다 대략 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60% 크거나 또는 그 이상일 수 있다. 제 2 확장 영역(162)의 직경(184)의 아웃렛(152)의 직경(182)에 대한 비율은 2.0:1, 3.0:1, 4.0:1, 5.0:1, 10:1, 15:1, 20:1 또는 그 이상과 같이 대략 2.0:1과 대략 20:1 사이 또는 그 사이의 임의의 비율일 수 있다. 하나의 실시형태에서, 직경(184)의 직경(182)에 대한 비율은 대략 10:1일 수 있다.

이제 도 7을 참조하면, 도 4의 7-7 라인 내부에서 취해진 측단면도가 예시된다. 특히, 노즐(102)의 제 2 섹션(106)의 제 3 리셉터클(124) 내에 배치된 무화 인서트(128)가 도시된다. 또한, 대전된 유체(146)가 유체 무화 경로(170)를 따라 흐를 시 확장, 수축 및 재확장하는 방식이 예시된다. 대전된 유체(146)가 유체 경로(114)를 따라 흐르면 유체(146)는 유체 무화 경로(170)의 제 1 확장 영역(160)과 조우한다. 대전된 유체(146)는 이때 화살표(190)에 의해 묘사된 바와 같이 난류, 혼합, 확장 또는 유체 분해 중 임의의 하나 또는 조합이 행해질 수 있다. 결과적인 유체는 무화 인서트(128)[예를 들면, 프리 오리피스(130)]의 입구(148)와 조우하고 제 1 확장 유체(190)의 흐름은 입구(148)의 직경(172)에 의해 제한된다. 입구(148)는 유체의 난류, 혼합 및 분해도 증가시키면서 유체 흐름을 조절하도록 구성될 수 있다. 유체(190)가 프리 오리피스(130)를 통해 진입하여 진행하면 유체(190)는 가속되고 그리고 몇몇 경우에서 일반적으로 화살표(192)로 나타낸 바와 같이 점점 고밀도로 된다. 이러한 과정은 일반적으로 제 1 원뿔형 통로(150)를 규정하는 테이퍼진 면(178) 때문이다. 테이퍼진 면(178)의 테이퍼는 유체 흐름 축(140)으로부터 대략 1°에서 15°와 같은 각도(194)로 규정될 수 있다.

유체(192)가 프리 오리피스(130)를 통해 이동하고 굴곡 영역(174)[즉, 기계적 분해 유닛(132)]과 마주치면 유체(192)는 일반적으로 화살표(196)로 나타낸 바와 같이 난류 또는 고밀화가 증가된다. 증가된 난류는 굴곡 영역(174)의 존재로부터 기인할 수 있고 증가된 고밀화는 제 2 원뿔형 통로(154)를 규정하는 제 2 테이퍼진 면(180)으로부터 기인할 수 있다. 제 2 테이퍼진 면(180)의 테이퍼는 유체 흐름 축(140)으로부터 대략 1°에서 25°와 같은 각도(198)로 규정된다. 어떤 실시형태에서, 각도(194) 및 각도(198)는 다를 수 있고 각도가 예를 들면 0.1과 10도 사이만큼 더 클 수 있다. 이러한 방식으로, 제 2 원뿔형 통로(154)는 보다 가파른 각도(즉, 보다 빠른 속도로)로 아웃렛(152)를 향해 수렴한다.

대전된 유체(146)가 무화 인서트(128)를 통해 흐르면, 유체(146)는 유체(196)가 아웃렛(152)을 빠져나갈 때 방출되는 포텐셜 에너지를 얻는다. 예를 들면, 유체는 테이퍼진 면(178, 180)을 경유하여 발생되는 과정 때문에 포텐셜 에너지를 얻음으로써 유사하거나 동일한 정전 전하를 갖는 액적이 서로의 근처에 가까이 위치되게 한다. 고밀화는 보다 높은 레벨의 정전기 척력을 생성함으로써 고밀화되는 유체의 포텐셜 에너지를 증가시킨다. 또한, 그러한 고밀화는 단순한 유체 역학에 의해 아웃렛(152) 외측면의 기압에 대해 유체의 압력을 증가시킨다. 따라서, 몇몇 실시형태에서, 기계적 분해 유닛(132)의 길이(202)에 대한 프리 오리피스(130)의 길이(200)의 비율은 유체가 무화 인서트(128)를 통해 흐를 때 적어도 부분적으로 유체 유동 역학 및 유체의 포텐셜 에너지에 영향을 미친다. 예로서, 길이(198)의 길이(200)에 대한 비율은 대략 0.5: 1.0과 2.0에서 1.0까지의 사이일 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 길이(198)의 길이(200)에 대한 비율은 대략 0.5:1, 0.6:1, 0.7:1, 0.8:1, 0.9:1, 1:1, 1.1:1, 1.2:1, 1.3:1, 1.4:1, 1.5:1, 1.6:1, 1.7:1, 1.8:1, 1.9:1 또는 2.0:1일 수 있다. 아웃렛(152)에 도달하자마자 유체(196)는 상술한 직경(184) 때문에 난류 유체(196)가 무화 인서트(128)를 통해 흐름으로써 얻어진 저장된 포텐셜 에너지를 방출할 수 있게 하는 제 2 확장 영역(162)과 조우한다. 또한, 그러한 결과의 확장은 상술한 정전 코팅 스프레이(18)를 생산하는데 도움이 될 수 있다. 또한, 제 2 확장 영역(162)은 스프레이(18)의 형상을 더욱 무화 또는 제어하는데 도움을 줄 수 있다.

또한, 본원에 개시된 다양한 예시가 본원에 개시된 다른 예시 또는 실시형태의 것과 결합될 수 있는 특징을 가질 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 즉, 본 예시는 설명을 단순화하지만 하나가 다른 하나와 결합될 수 있도록 하는 방식으로 나타난다. 본 개시의 특허 범위는 청구항에 의해 규정되며 당업자가 할 수 있는 다른 예시를 포함할 수 있다. 그러한 다른 예시는 그들이 청구항의 문체적인 언어와 다르지 않은 구조적 요소를 갖는다면 또는 그들이 청구항의 문체적인 언어와 비실질적으로 다른 동등한 구조적 요소를 포함한다면 청구항의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.

Claims

자체 내장형 에어로졸 대전 유체 스프레이 캔의 스프레이 노즐 내부에 장착되도록 구성된 무화 인서트를 포함하는 시스템이며,
무화 인서트는 (i) 유체 무화 경로,
(ii) 유체 무화 경로를 따라 배치되고 유체 무화 경로를 따라 유체의 유체 흐름을 제한하도록 구성되는 프리 오리피스 및
(iii) 유체 무화 경로를 따라 배치되고 유체 흐름 내에 난류를 증가시키도록 구성되는 기계적 분해 유닛을 갖는 일체형 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 1 항에 있어서,
무화 인서트는 유체 아웃렛을 포함하고, 프리 오리피스는 유체 아웃렛을 향해 수렴하는 제 1 원뿔형 통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 2 항에 있어서,
제 1 원뿔형 통로는 제 1 직경을 갖는 제 1 입구를 포함하고, 제 1 원뿔형 통로는 제 1 직경보다 작은 제 2 직경을 갖는 굴곡 영역 내부로 수렴하고, 제 2 직경은 기계적 분해 유닛의 제 2 원뿔형 통로의 제 2 입구를 규정하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 3 항에 있어서,
제 2 직경에 대한 제 1 직경의 비율은 적어도 대략 1.1:1인 것을 특징으로 하는 시스템.
제 3 항에 있어서,
제 2 원뿔형 통로는 유체 아웃렛 내부로 수렴하고, 유체 아웃렛은 제 1 직경 및 제 2 직경보다 작은 제 3 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 5 항에 있어서,
제 3 직경에 대한 제 1 직경의 비율은 적어도 대략 1.2:1인 것을 특징으로 하는 시스템.
제 5 항에 있어서,
제 3 직경에 대한 제 2 직경의 비율은 적어도 대략 1.1:1인 것을 특징으로 하는 시스템.
제 3 항에 있어서,
제 1 원뿔형 통로는 유체 무화 경로의 유체 흐름 축에 대해 제 1 각도로 배향되는 제 1 테이퍼진 면을 포함하고, 제 2 원뿔형 통로는 유체 흐름 축에 대해 제 2 각도로 배향되는 제 2 테이퍼진 면을 포함하고, 제 1 각도는 제 2 각도보다 작은 것을 특징으로 하는 시스템.
제 1 항에 있어서,
유체 경로를 갖는 스프레이 노즐을 포함하며, 스프레이 노즐은 유체 경로를 따라 배치되는 제 1 리셉터클을 포함하고, 제 1 리셉터클은 무화 인서트를 수용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 9 항에 있어서,
스프레이 노즐은 유체 경로와 자체 내장형 에어로졸 대전 유체 스프레이 캔의 유체 아웃렛을 커플링하도록 구성되는 제 2 리셉터클 및 유체 경로를 따라 대전 전극을 지지하도록 구성되는 제 3 리셉터클을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 10 항에 있어서,
제 1 섹션은 제 2 리셉터클 및 제 3 리셉터클을 갖는 유체 경로의 제 1 부분을 포함하고, 제 2 섹션은 제 1 리셉터클을 갖는 유체 경로의 제 2 부분을 포함하고, 유체 경로의 제 1 부분 및 제 2 부분은 서로 크로스되는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 11 항에 있어서,
제 1 섹션은 제 1 축을 갖고, 제 2 섹션은 제 2 축을 갖고, 제 1 축 및 제 2 축은 서로 크로스되고, 제 2 섹션은 제 1 섹션으로부터 떨어져 돌출되는 것을 특징으로 하는 시스템.
자체 내장형 에어로졸 대전 유체 스프레이 캔에 커플링되도록 구성되는 에어로졸 스프레이 노즐로서,
유체 경로,
유체 경로를 따라 배치되고, 자체 내장형 에어로졸 대전 유체 스프레이 캔의 유체 아웃렛을 수용하도록 구성되는 제 1 리셉터클,
유체 경로를 따라 배치되는 제 2 리셉터클을 포함하는 에어로졸 스프레이 노즐과,
프리 오리피스와 기계적 분해 유닛을 갖는 일체형 무화 인서트로서, 무화 인서트는 제 2 리셉터클 내부에 삽입되도록 구성되는 일체형 무화 인서트를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 13 항에 있어서,
일체형 무화 인서트는 에어로졸 스프레이 노즐에 대해 제거 가능하고, 프리 오리피스는 유체 경로를 따라 유체의 유체 흐름을 제한하도록 구성되고, 기계적 분해 유닛은 유체 흐름 내에 난류를 증가시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 13 항에 있어서,
제 1 리셉터클은 유체 경로의 제 1 섹션을 따라 자체 내장형 에어로졸 대전 유체 스프레이 캔과 동축으로 정렬되도록 구성되고, 제 2 리셉터클은 유체 경로의 제 2 섹션을 따라 배치되고, 유체 경로의 제 1 섹션은 유체 경로의 제 2 섹션의 제 2 유체 흐름 축에 대해 크로스되는 제 1 유체 흐름 축을 갖고, 제 2 섹션은 제 1 섹션보다 적어도 대략 10% 긴 것을 특징으로 하는 시스템.
제 15 항에 있어서,
제 1 섹션 및 제 2 섹션은 에어로졸 스프레이 노즐의 L형상의 기하학적 형상을 규정하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 16 항에 있어서,
제 1 섹션은 유체 경로를 따라 배치되는 제 3 리셉터클을 포함하고, 제 3 리셉터클은 유체 경로를 따라 대전 전극을 지지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
스프레이 캔 리셉터클과 스프레이 노즐 개구를 갖는 프레임으로서, 스프레이 캔 리셉터클이 자체 내장형 에어로졸 대전 유체 스프레이 캔을 수용하도록 구성되는 프레임,
서로에 대해 크로스되어 연장되는 제 1 섹션과 제 2 섹션을 포함하는 스프레이 노즐로서, 제 1 섹션은 자체 내장형 에어로졸 대전 유체 스프레이 캔의 유체 아웃렛에 커플링되도록 구성되고, 제 2 섹션은 스프레이 노즐 개구를 통해 프레임으로부터의 오프셋 거리까지 연장되도록 구성되는 스프레이 노즐 및
프레임에 커플링되고, 스프레이 노즐을 작동하도록 구성되는 트리거를 포함하는 스프레이 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 18 항에 있어서,
스프레이 노즐은 대전 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 18 항에 있어서,
스프레이 노즐은 프리 오리피스를 갖는 제거 가능한 무화 인서트 및 일체형으로 통합되는 기계적 분해 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.