KR20150063459A - 정전 스프레이건용 분무팁 조립체 - Google Patents

정전 스프레이건용 분무팁 조립체 Download PDF

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KR20150063459A
KR20150063459A KR1020157010498A KR20157010498A KR20150063459A KR 20150063459 A KR20150063459 A KR 20150063459A KR 1020157010498 A KR1020157010498 A KR 1020157010498A KR 20157010498 A KR20157010498 A KR 20157010498A KR 20150063459 A KR20150063459 A KR 20150063459A
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데이비드 더블유. 쾨네
마크 이. 울리히
타마라 엠. 벤틀리
조세프 에이. 다니스키
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그라코 미네소타 인크.
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Abstract

정전 스프레이건은 총신과, 총신에 부착되는 손잡이와, 총신에 부착되는 분무팁 조립체를 포함한다. 분무팁 조립체는 팁 조립면과, 팁 조립면에 배치되는 팁과, 팁 조립면으로부터 수직하게 연장되는 전극과, 팁 조립면으로부터 수직하게 연장되고 전극 주위에 원통형으로 배치되는 보호 타워를 포함한다.

Description

정전 스프레이건용 분무팁 조립체{SPRAY TIP ASSEMBLY FOR ELECTROSTATIC SPRAY GUN}
본 발명은 일반적으로는 페인트, 밀봉제, 코팅제, 에나멜, 점착제, 분말 등의 유체를 분무하기 위해 사용되는 도포기에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 정전 스프레이건에 관한 것이다.
정전 분무 시스템에서는, 정전장이 스프레이건과 분무 대상 표적 또는 물품 사이의 부근에 생성된다. 분무된 입자는 이 정전장을 통해 전파되며, 각각의 입자는 정전장을 통과할 때 전하를 수집한다. 이로써, 하전 입자는 분무 대상 물품으로 끌어 당겨진다. 이 과정에 의해, 분무 입자들을 훨씬 높은 비율로 해당 분무 대상 물품으로 보낼 수 있게 되어 분무 효율이 종래의 방법에 비해 크게 향상된다. 정전 스프레이건은 전도성 액체의 분무와 관련하여 사용될 수도 있지만, 비전도성 액체 및 분말의 도포에 특히 유용하다.
통상의 정전 분무 시스템에서는, 이온화 전극이 스프레이건의 분무 오리피스 부근에 배치되고, 도장 대상 물품은 대지 전위로 유지되며, 정전장이 이온화 전극과 물품 사이에 생성된다. 전극과 지면 사이의 거리는 대략 0.5 미터 이하일 수 있다. 따라서, 페인트 입자와 대상 사이에 충분한 인력이 발생하도록 충분한 강도의 정전장을 생성하여 대량의 이온/입자 간 상호작용을 일으키기 위해서는 스프레이건 전극에 인가되는 전압은 상당히 높아야만 한다. 분무 작업에 있어 적정 수준의 효율성을 달성하기 위해 대략 20,000 볼트 내지 100,000 볼트(20 kV 내지 100 kV)의 정전 전압을 스프레이건에 인가하는 것이 일반적이다. 대략 50 마이크로암페어의 이온화 전류가 스프레이건 전극으로부터 흘러 나온다.
정전 스프레이건은 핸드헬드 스프레이건이거나 원격 제어 접속기에 의해 작동 가능한 자동 스프레이건일 수 있다. 분무 유체는 압축 공기, 유압, 원심력등의 다양한 주요 무화력을 이용하여 무화될 수 있다. 정전 전압용 전력은 다양한 방식으로 생성될 수 있다. 다수의 시스템에서는, 외부 전원이 정전 스프레이건에 연결된다. 하지만, 다른 설계에서는 정전 스프레이건에 배치되는 교류 발전기를 사용하여 전력을 생성할 수 있다. 예컨대, 미국 특허 제4,554,622호, 제4,462,061호, 제4,290,091호, 제4,377,838호, 제4,491,276호 및 제7,226,004호에서는 공압식 터빈이 교류 발전기를 구동하고, 다음으로 교류 발전기는 전압 증배기를 공급하여 하전 전압을 제공하도록 되어 있는 정전 스프레이건이 기술되어 있다.
정전 스프레이건은 총신과, 총신에 부착되는 손잡이와, 총신에 부착되는 분무팁 조립체를 포함한다. 분무팁 조립체는 팁 조립면과, 팁 조립면에 배치되는 팁과, 팁 조립면으로부터 수직하게 연장되는 전극과, 팁 조립면으로부터 수직하게 연장되고 전극 주위에 원통형으로 배치되는 보호 타워를 포함한다.
도 1은 유체 공급기에 연결되고 표적을 향해 발사되는 정전 스프레이건을 보여주는 정전 스프레이 시스템의 개략도이다.
도 2는 손잡이와 분무팁 조립체에 연결되는 총신을 보여주는 도 1의 정전 스프레이건의 사시도이다.
도 3은 총신 내부에 배치되도록 구성되는 교류 발전기와 전원 공급기를 보여주는 도 2의 정전 스프레이건의 분해도이다.
도 4는 보호 타워와 유체 오리피스를 보여주는 도 2의 분무팁 조립체의 사시도이다.
도 5는 도 4의 분무팁 조립체의 분해도이다.
도 6은 유체 오리피스에 대한 보호 플랜지와 보호 타워의 각위치를 보여주는 도 5의 분무팁 조립체의 정면도이다.
본 발명의 실시예에서, 정전 스프레이건은 융기형 팁과, 비대칭적으로 배치되는 단일 전극과, 전극의 말단부를 제외한 전극 모두를 둘러싸는 보호 타워를 갖춘 분무팁 조립체를 포함한다. 본 개시의 도 1 내지 도 3은 분무팁 조립체가 사용될 수 있는 정전 스프레이건을 설명한다. 도 4a 내지 도 5b는 분무팁 조립체의 다양한 양태, 실시예 및 편익을 설명한다.
도 1은 유체 공급기(14)에 연결되어 표적(16)을 향해 발사되는 정전 스프레이건(12)을 보여주는 정전 스프레이 시스템(10)의 개략도이다. 펌프(18)가 유체 공급기(14)에 결합되어 호스(20)를 통해 스프레이건(12)에 가압 유체를 제공한다. 스프레이건(12)은 호스(22)를 통해 압축 공기 공급원(미도시)에도 연결된다. 표적(16)은 예컨대 래크(24)에 매닮으로써 지면에 연결된다. 유체 분무용 시스템을 참조하여 정전 스프레이 시스템(10)에 대해 설명하고 있긴 하지만, 분말 등과 같은 다른 코팅재가 본 발명과 함께 사용될 수 있다. 공기보조형 시스템을 구체적으로 참조하여 도 1 내지 도 3을 설명하고 있긴 있지만, 본 발명은 공기분무형 시스템과 함께 사용될 수도 있다.
조작자(26)는 표적(16)에 근접하게, 즉, 표적과 대략 0.5 미터 이하의 거리를 두고 스프레이건(12)을 배치한다. 스프레이건(12)의 방아쇠가 가동되면, 교류 발전기에 동력을 공급하여 전력을 생성하는 스프레이건 내부(12)의 터빈에 압축 공기가 공급된다. 전력은 스프레이건(12)의 분무팁 부근의 전극에 공급된다. 따라서, 전기장(EF)이 전극과 표적(16) 사이에 생성된다. 정전 스프레이 시스템(10)은 다양한 지점에서 접지된다. 예컨대, 접지 와이어(28) 및/또는 전도성 공기 호스(22)가 스프레이건(12)을 접지시킬 수 있다. 다른 접지 와이어와 도전재가 접지를 제공하기 위해 정전 분사 시스템(10) 도처에 사용될 수 있다. 동시에, 방아쇠의 가동은 가압 유체가 펌프(18)로부터 분무팁을 통해 방출되도록 하며, 이로써 무화된 유체 입자가 전기장(EF)에서 하전된다. 따라서, 하전 입자는 접지되어 있는 표적(16)으로 끌려간다. 표적(16)은 래크(24)를 통해 매달려 있고, 하전된 유체 입자는 표적(16) 주위를 감싸며, 이로써 과도 분무를 현저히 저감한다.
도 2는 손잡이체(32)에 연결된 총신(30)과 분무팁 조립체(34)를 보여주는 도 1의 정전 스프레이건(12)의 사시도이다. 손잡이체(32)의 손잡이(36)는 공기 유입구(38), 배기구(40) 및 유체 유입구(42)에 연결된다. 손잡이체(32)의 하우징(44)은 총신(30)에 연결된다. 공기 제어기(46)는 하우징(44) 내부의 개폐 밸브(도 3의 공기주입용 바늘(66) 참조)에 연결되어 공기 유입구(38)로부터 스프레이건(12)의 구성요소까지 압축 공기의 유동을 제어한다. 공기 조절기(47A, 47B)는 상기 개폐 밸브로부터 분무팁 조립체(34)까지 공기의 유동을 제어한다. 방아쇠(48)는 총신(30) 내부의 유체 밸브(도 3의 유체주입용 바늘(74) 참조)에 연결되고, 유체 유입구(42)로부터 유체 튜브(50)를 거쳐 분무팁 조립체(34)까지 가압 유체의 유동을 제어하도록 구성된다. 공기 제어기(46)는 교류 발전기로의 공기의 유동을 제어한다. 이후 공기는 배기구(40)를 통해 스프레이건(12)을 빠져나간다.
방아쇠(48)의 가동은 압축 공기와 가압 유체가 동시에 분무팁 조립체(34)로 전달되도록 한다. 압축 유체의 일부는 분무팁 조립체(34)에서 방출되는 유체의 유동에 영향을 주기 위해 사용되며, 이로써 포트(52A, 52B)를 통해 스프레이건(12)을 빠져나간다. 공기 분무형 시스템에서, 압축 유체의 일부는 분무 오리피스를 빠져나갈 때 유체를 직접 무화하기 위해서도 사용된다. 공기 분무형 시스템과 공기 보조형 시스템 모두에서, 압축 공기의 일부는 전극(54)에 전력을 공급하는 교류 발전기를 회전시키기 위해서도 사용되며, 배기구(40)를 통해 스프레이건(12)을 빠져나간다. 교류 발전기와 관련 전극(54)용 전원 공급기는 도 3에 도시되어 있다.
도 3은 손잡이체(32) 내부에 배치되도록 구성되는 교류 발전기(56) 및 전원 공급기(58)와 총신(30)을 보여주는 도 2의 정전 스프레이건(12)의 분해도이다. 교류 발전기(56)는 리본 케이블(60)을 통해 전원 공급기(58)에 연결된다. 교류 발전기(56)는 전원 공급기(58)에 결합되는데, 조립시, 교류 발전기(56)는 하우징(44) 내에 끼움되고 전원 공급기(58)는 총신(30) 내에 끼움된다. 교류 발전기(56)에 의해 생성되는 전기는 전원 공급기(58)로 전송된다. 공기보조형 시스템에서는 스프링(62)과 전도성 링(64)을 포함하는 전기 회로가 전원 공급기(58)로부터 분무팁 조립체(34) 내부의 전극(54)까지 전하를 전달한다. 공기분무형 시스템은 전극에 교류 발전기를 연결하는 다른 전기 회로를 갖출 수 있다.
공기주입용 바늘(66)과 시일(68)은 스프레이건(12)을 통과하는 압축 공기의 제어를 위한 개폐 밸브를 포함한다. 공기 제어 밸브(46)는 하우징(44)을 통해 방아쇠(48)까지 연장되는 공기주입용 바늘(66)을 포함하는데, 방아쇠를 가동하여 시일(68)을 이동시키고 공기 유입구(38)로부터 손잡이체(32) 내부의 통로까지 압축 공기의 유동을 제어할 수 있다. 스프링(70)은 시일(68)과 방아쇠(48)를 폐쇄 위치로 편향시키며, 노브(72)를 조절하여 밸브(46)를 조작할 수 있다. 시일(68)이 개방된 상태에서, 유입구(38)를 통해 들어온 공기는 손잡이체(32) 내부의 통로를 통해 교류 발전기(56) 또는 분무팁 조립체(34)까지 유동한다.
유체주입용 바늘(74)은 스프레이건(12)을 통과하는 가압 유체의 제어를 위한 유체 밸브의 일부를 포함한다. 방아쇠(48)의 가동은 캡(76)을 통해 방아쇠(48)에 결합되는 유체주입용 바늘(74)도 직접 이동시킨다. 스프링(78)은 바늘(74)을 폐쇄 위치로 편향시키기 위해 캡(76)과 방아쇠(48) 사이에 배치된다. 바늘(74)은 총신(30)을 통해 분무팁 조립체(34)까지 연장된다.
분무팁 조립체(34)는 시트 하우징(80), 개스킷(81), 팁(82), 에어캡(84) 및 보유링(86)을 포함한다. 공기보조형 시스템에서, 유체주입용 바늘(74)은 시트 하우징(80)에 결합되어 유체 튜브(50)로부터 분무팁 조립체(34)까지 가압 유체의 유동을 제어한다. 개스킷(81)은 시트 하우징(80)과 팁(82) 사이를 밀봉한다. 팁(82)은 시트 하우징(80)으로부터의 가압 유체를 방출하는 분무 오리피스(87)를 포함한다. 전극(54)은 에어캡(84)으로부터 연장된다. 공기보조형 시스템에서는, 이로부터 전극(54)이 편심되는 분무 오리피스(87)를 통해 고압 유체가 공급된다. 무화는 고압 유체가 소형 분무구를 통과함으로써 일어난다. 공기분무형 시스템에서, 전극은 분무 오리피스와 동심이 되도록 분무 오리피스로부터 연장된다. 저압 유체가 대형 분무구를 통과하고, 에어캡(34)에서 나오는 기류와 충돌함으로써 무화된다. 어느 시스템에서든, 에어캡(84)은 조절기(47A, 47B)의 설정을 토대로 팁(82)으로부터의 유체 유동을 무화하고 형태짓기 위해 압축 공기를 받아들이는 포트(52A, 52B)(도 2)와 같은 포트를 포함한다. 다른 실시예에서, 스프레이건(12)은 포트(52A, 52B) 중 어느 쪽도 없는 상태에서 작동할 수 있거나, 포트(52A, 52B) 중 하나만으로 작동할 수 있다.
압축 공기의 힘을 받아 이루어지는 교류 발전기(56)의 작동은 전원 공급기(58)에 전기 에너지를 제공하며, 다음으로 전원 공급기는 전극(54)에 전압을 인가한다. 전극(54)은 팁(82)에서 유래하는 무화 유체에 전하를 인가하는 전기장(EF)(도 1)을 생성한다. 전기장(EF)에 의해 야기되는 코로나 효과에 의해 하전 유체 입자가 유체 코팅 대상인 표적으로 전달된다. 에어캡(84)과 팁(82)은 보유링(86)에 의해 총신(30)과 조립된 상태를 유지하는 데 반해, 시트 하우징(80)은 총신(30)에 나사식으로 고정된다.
도 4는 (공기 통로(94A-94F)를 포함하는) 포트(52A) 및 (공기 통로(96A-96C, 96D-96F(미도시))를 포함하는) 포트(52B), 전극(54), (유체 오리피스(87)을 갖춘) 팁(82), (기부편(88)과 보호편(90)을 포함하는) 에어캡(84)을 보여주는 분무팁 조립체(34)의 사시도이다. 기부편(88)과 보호편(90)은 팁(82)을 둘러싸는 실질적으로 편평한 면인 팁 조립면(98)을 함께 한정한다. 보호편(90)은 보호 플랜지(100A, 100B)와 보호 타워(102)를 추가로 포함한다.
도 5는 전극(54), (유체 오리피스(87)를 갖춘) 분무팁(82), (공기 채널(94A-94F)을 포함하는 포트(52A), 공기 채널(96A-96F)을 포함하는 포트(52B) 및 중앙 개구부(104)를 갖춘) 기부편(88) 및 (보호 플랜지(100A, 100B)와 보호 타워(102)를 갖춘) 보호편(90)을 보여주는 분무팁 조립체(34)의 분해도이다. 기부편(88)과 보호편(90)은 에어캡(84)을 함께 구성한다. 팁 조립면(98)은 기부편(88)과 보호편(90)을 모두 가로질러 연장된다. 팁(82), 기부편(88) 및 보호편(90)은 공통축(A)을 따라 정렬된다. 중앙 개구부(104)는 팁이(82) 조립 중에 이를 통해 끼움되는 기부편(88) 내의 빈 공간으로, 기부편(88)은 팁(82) 위에 장착되고 팁(82)은 중앙 개구부(104)에 끼움되어 개스킷(81) 상에 팁(82)이 보유된다. 전극(54)은 축(A)에 평행하게 기부편(88)을 통해 연장된다. 보호편(90)은 보호 타워(102)가 전극(54)의 축방향 최외측 선단부를 거의 둘러싸도록 기부편(88) 위에 장착된다. 몇몇 실시예에서, 팁(82), 기부편(88) 및 보호편(90)은 스냅 끼움식으로 서로 결합될 수 있다. 다른 실시예에서, 팁(82), 기부편(88) 및 보호편(90)은 보유링(86)에 의한 파지를 통해 분무팁 조립체(34)에 함께 유지될 수 있다. 도시된 실시예에서, 보호 플랜지(100A, 100B)는 포트(52B)의 공기 채널(96A-96F)을 수용하기 위해 팁 조립면(98) 인근에 광폭 기부(106)를 가지며, 팁(82)에서 먼 쪽을 향해 각지고 팁 조립면(98)으로부터 외향 연장되는 웨지 구간(108)을 갖는다.
도 4 및 도 5에 도시된 실시예에서, 기부편(88)은 개스킷(81) 상에 팁(82)을 보유하고(도 3 참조), 다음으로 기부편(88)과 보호편(90)은 보유링(86)에 의해 총신(30) 상에 보유된다. 총신(30)(도 3)은 예컨대 플라스틱으로 형성될 수 있는 강성 비전도성 편이다. 팁(82), 기부편(88) 및 보호편(90)은 손으로 그리고/또는 핸드헬드 지레 공구를 써서 분리 가능한 정합 구성요소들이다. 기부편(88)은 예컨대 경질 합성 폴리머와 같은 강성 비전도성 재료로 형성될 수 있다. 보호편(90)은 고무나 다른 소폭 변형 가능 또는 압축 가능한 폴리머와 같은 보다 낮은 강성의 비전도성 재료로 형성될 수 있다. 팁(82)은 세라믹, 강성 폴리머 또는 여타의 고내구성 재료와 같은 비전도성 재료로 형성될 수 있거나, 유체 오리피스(87)를 한정하는 고강도 편을 둘러싸는 몸체 재료의 복합재일 수 있다. 유체 오리피스(87)는 정밀 조준형 개구부, 즉 적절한 패턴으로 유체 분무액을 내보내도록 형상화된 개구부일 수 있다.
도 3을 참조하여 상술한 바와 같이, 포트(52A, 52B)는 팁(82)을 가로질러 팁 전방으로 공기를 내보낸다. 포트(52A, 52B)에서 나온 기류는 시트 하우징(80)으로부터 유체 오리피스(87)를 통해 팁(82)을 빠져나온 가압 유체에 충돌하여 분사 패턴을 무화하고 형태짓는 것을 돕는다.
도시된 실시예에서, 포트(52A)는 기부편(88)을 관통하는 여섯 개의 공기 채널(94A-94F)을 포함한다. 도 2 및 도 3을 참조하여 상술한 바와 같이, 공기 채널(94A-94F)은 배기구이다. 공기 채널(94A-94C)은 공기 채널(94D-94F)로부터 이격되게 팁(82) 대향측에 배치된다. 예컨대, 공기 채널(94A-94F)은 유체의 형태 지음 및/또는 무화를 향상시키기 위해 유체 오리피스(87)에서 나온 유체를 향해 충돌 기류를 다양한 각도로 내보내도록 배향될 수 있다. 도시된 실시예는 여섯 개의 공기 채널을 보여주고 있지만, 보다 많거나 적은 수의 채널을 갖는 실시예도 가능하다.
포트(52B)는 기부편(88)을 관통하는 공기 채널(96A-96C)을 포함한다. 공기 채널(94A-94F)과 마찬가지로, 공기 채널(96A-96F)은 배기구이다. 공기 채널(96D-96F)은 도 5에서는 보이지만 도 4에서는 보호 플랜지(100A)에 의해 가려져 있다. 공기 채널(96A-96C)은 보호 플랜지(100B)의 기부에 배치되는 데 반해, 공기 채널(96D-96F)은 보호 플랜지(100A)의 기부에 배치된다. 공기 채널(94A-94F)과 마찬가지로, 공기 채널(96A-96F)은 유체의 형태 지음 및/또는 무화를 향상시키기 위해 유체 오리피스(87)에서 나온 유체를 향해 다양한 각도로 충돌 기류를 내보내도록 배향될 수 있다. 도시된 실시예에서, 포트(52A)는 분무 패턴을 형태 짓는 데 반해, 포트(52B)는 유체를 무화한다. 다른 실시예에서는, 포트(52A, 52B)의 역할이 뒤바뀔 수 있고/있거나 포트(52A, 52B)의 임의의 조합이 형태 지음 및/또는 무화 역할을 수행할 수 있다.
팁(82)은 볼록면 상에 유체 오리피스(87)를 지지하며, 그 결과 유체 오리피스(87)는 팁 조립면(98)에 대해 융기된다. 팁 조립면(98)에 대해 팁(82)을 융기시킴으로써 유체 제어가 향상되고 오목한 팁에 비해 오염이 저감된다. 보호편(90)은 보호 플랜지(100A, 100B)와 보호 타워(102)를 포함한다. 보호 플랜지(100A, 100B)는 조작자의 안전을 위해 팁 조립면(98)으로부터 외향으로 연장된다. 도시된 실시예에서, 보호 플랜지(100A)는 도 6을 참조하여 상세히 후술하는 바와 같이, 보호 플랜지(100B)로부터 이격되게 팁(82) 바로 대향측에 배치된다. 보호 플랜지(100A, 100B)는 스프레이건(12)을 떨어뜨릴 경우 팁(82), 기부(88) 및 팁 조립면(98)이 손상을 입지 않도록 보호하는 충격 흡수 요소일 수 있다.
보호 타워(102)는 분무팁 조립체(34)가 총신(30) 상의 적소에 고정될 때 전극(54)의 말단부를 제외한 전극 모두를 둘러싸는 실질적으로 원통형인 슬리브이다. 보호 타워(102)는 코로나 전류를 통해 무화 유체를 이온화하기 위해 노출되는 전극(54)의 말단부로부터 0.045 인치(1.143 mm)만큼 이격된다. 보호 타워(102)는 유체 무화용 코로나 방전원을 제어한다. 도시된 실시예에서, 보호 타워(102)는 팁(82)과 보호 플랜지(100A, 100B)에 대해 비대칭적으로 배치되고, 보호 플랜지(100B)와 부분적으로 중첩된다. 팁(82)과 같은 융기형 팁은 오목형 팁에 비해 쉽게 오염되지 않으며, 전극(54)과 같은 비대칭적으로 배치된 단일 전극은 다중 전극 시스템에 비해 유체 입자의 이온화에 보다 효율적이다. 하지만, 접지된 물체가 에어캡(84) 가까이로 이동되어 팁(82)이 전극(54)과 접지된 물체 사이에 위치될 경우, 융기형 분무 오리피스(87)는 방출 에너지의 증가를 초래하게 된다. 몇몇 스프레이건은 분무팁 주위에 다수의 전극을 배치시켜 전극이 항상 분무팁과 접지된 물체 사이에 놓이도록 함으로써 고에너지 방출을 방지하지만, 유사 전극들의 반발 속성으로 인해 유체 오리피스(87)를 빠져나온 페인트의 효율적인 하전이 이루어지지 못한다. 보호 타워(102)는 전극(54)으로부터의 코로나 방전 위치를 상승시키고 접지된 물체의 접근시에도 방전 위치가 분무팁(82)으로부터 계속해서 멀리 떨어져 있도록 함으로써 고에너지 방출을 방지하며, 이온화 효율에 부정적인 영향을 미치지 않는다.
도 6은 (유체 오리피스(87)를 갖춘) 팁(82)과, (포트(52A, 52B)를 갖춘) 기부편(88)과, (보호 타워(102)와, 각각 광폭 기부(106)와 웨지 구간(108)을 갖는 보호 플랜지(100A, 100B)를 갖춘) 보호편(90)을 보여주는 분무팁 조립체(34)의 정면도이다. 도 6은 보호 플랜지(100A, 100B)의 각위치(FA, FB)와, 보호 타워(102)의 각위치(T)를 보여준다. 각위치(FA, FB)는 (도시된 바와 같은) 공통 0° 기준선에 대해 각각 ΘA와 ΘB 만큼 편심된다. 각위치(T)는 0°기준선에 대해 ΘA만큼 편심된다. 도시된 실시예에서, |ΘA| = |ΘB| = 90°이어서 보호 플랜지(100A)는 보호 플랜지(100B)로부터 이격되게 팁(82) 바로 대향측에 위치한다. 실험적 테스트를 통해, 이러한 보호 플랜지(100A, 100B)의 위치로 인해 전극(54)으로부터 팁(82)까지 아크가 방지된다는 것을 확인하였다. 다른 실시예에서, 보호 플랜지(100A, 100B)는 각기 다른 각도만큼 편심될 수 있거나(|ΘA| ≠ |ΘB|), 동일한 양만큼 편심되지만 서로 바로 대향하지 않게 편심될 수 있다(|ΘA| = |ΘB| ≠ 90°). 각위치(T)는 0°기준선에 대해 ΘA만큼 편심되며, 따라서 보호 플랜지(100B)의 각위치(FB)에 대해 ΘTF만큼 편심되어 ΘT = ΘFB - ΘTF가 된다. 몇몇 실시예에서, ΘTF 는 예컨대 32° 내지 42°일 수 있다. 보다 일반적으로, 보호 타워(102)와 전극(54)은 분무팁 조립체(34)의 180° 회전 대칭을 깨뜨린다.
도 4를 참조하여 상술한 바와 같이, 팁(82)은 팁 조립면(98)에 대해 융기되어 유체 오리피스(87)의 오염을 저감하고 분무 효율을 향상시킨다. 전극(54)은 쌍 대칭 전극보다 효율적으로 유체 오리피스(87)에서 나오는 무화 유체를 이온화한다. 보호 플랜지(100A, 100B)와 보호 타워(102)는 서로 연동하여 전극(54)의 비대칭 위치와 팁(82)의 융기된 위치로 인해 발생할 수 있는 전극(54)과 팁(82) 간의 아크를 방지한다.
바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 설명하긴 했지만, 기술분야의 통상의 기술자라면 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고 형태 및 세목의 변경이 이루어질 수 있다는 것을 알 것이다.

Claims (19)

  1. 총신과;
    총신에 부착되는 손잡이와;
    총신에 부착되고, 팁 조립면과, 팁 조립면에 배치되는 팁과, 팁 조립면으로부터 수직하게 연장되는 전극과, 팁 조립면으로부터 수직하게 연장되고 전극 주위에 원통형으로 배치되는 보호 타워를 포함하는 분무팁 조립체를 포함하는 정전 스프레이건.
  2. 제1항에 있어서, 분무팁 조립체는
    총신의 제2 단부 및 전극에 부착되는 기부와;
    기부편에 부착되고 팁 조립면과 보호 타워를 포함하는 보호부와;
    기부편에 의해 세장형 총신에 기대어 보유되고 분무팁을 포함하는 팁을 포함하는 정전 스프레이건.
  3. 제2항에 있어서, 분무팁 조립체는 세장형 총신에 보호편과 기부편을 고정시키기 위해 배치되는 보유링을 추가로 포함하는 정전 스프레이건.
  4. 제2항에 있어서, 보호 타워는 전극의 말단부를 제외한 전극 전체를 둘러싸는, 보호편의 실질적으로 원통형 부분인 정전 스프레이건.
  5. 제4항에 있어서, 말단부는 전극의 0.05 인치(1.25 mm) 미만을 포함하는 정전 스프레이건.
  6. 제1항에 있어서, 분무팁 조립체는 팁의 대향측에 배치되고 팁 조립면으로부터 멀리 연장되는 제1 보호 플랜지 및 제2 보호 플랜지를 추가로 포함하는 정전 스프레이건.
  7. 제6항에 있어서, 전극과 보호 타워는 팁과 제1 보호 플랜지 및 제2 보호 플랜지에 대해 비대칭적으로 배치되는 정전 스프레이건.
  8. 제7항에 있어서, 보호 타워는 제1 보호 플랜지 내에 부분적으로 내장되는 정전 스프레이건.
  9. 제7항에 있어서, 보호 타워는 32° 내지 42°의 각편심도만큼 제1 보호 플랜지로부터 편심되는 정전 스프레이건.
  10. 제1항에 있어서, 팁은 팁 조립면에 대해 융기되는 정전 스프레이건.
  11. 제1항에 있어서, 전극에 전압을 인가하기 위해 배치되는 교류 발전기와 전원 공급기를 추가로 포함하는 정전 스프레이건.
  12. 제11항에 있어서, 교류 발전기를 구동하고 팁으로부터 유체를 추진하기 위해 배치되는 공기 시스템을 추가로 포함하는 정전 스프레이건.
  13. 총신을 갖춘 정전 스프레이건의 분무팁 조립체이며,
    총신에 부착되도록 구성되는 기부와;
    기부편에 매립되고 기부편으로부터 연장되는 전극과;
    기부편에 부착되고, 팁 조립면과, 팁 조립면에 수직하게 연장되어 전극을 부분적으로 둘러싸는 보호 타워를 포함하는 보호부와;
    기부편 내에 배치되고 유체 오리피스를 포함하는 팁을 포함하는 분무팁 조립체.
  14. 제13항에 있어서, 보호부는 팁의 대향하는 양측에 배치되는 제1 보호 플랜지 및 제2 보호 플랜지를 추가로 포함하는 분무팁 조립체.
  15. 제14항에 있어서, 전극은 유체 오리피스와 제1 보호 플랜지 및 제2 보호 플랜지에 대해 비대칭적으로 배치되는 분무팁 조립체.
  16. 제14항에 있어서, 보호 타워는 32° 내지 42°의 각편심도만큼 제1 보호 플랜지로부터 편심되는 분무팁 조립체.
  17. 제13항에 있어서, 정전 스프레이건의 총신에 보호부와 기부를 고정시키기 위한 보유링을 추가로 포함하는 분무팁 조립체.
  18. 제13항에 있어서, 기부와 보호부는 유체 오리피스의 전방으로 정전 스프레이건의 몸체로부터 기류를 내보내는 공기 포트를 갖춘 에어캡을 함께 포함하는 분무팁 조립체.
  19. 제18항에 있어서, 에어캡은 유체 오리피스의 전방으로 정전 스프레이건의 몸체로부터 기류를 내보내는 복수의 공기 포트를 포함하는 분무팁 조립체.
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