KR20160147698A

KR20160147698A - 저비산 노즐 어셈블리

Info

Publication number: KR20160147698A
Application number: KR1020160173404A
Authority: KR
Inventors: 최장수; 이기문
Original assignee: 이노비스 주식회사
Priority date: 2016-12-19
Filing date: 2016-12-19
Publication date: 2016-12-23

Abstract

본 발명은 저비산 노즐 어셈블리에 관한 것이고, 구체적으로 분무 방향으로 에어 커튼이 형성되는 것에 의하여 분무되는 미립자의 분산 범위가 제한될 수 있도록 하는 저비산 노즐 어셈블리에 관한 것이다. 저비산 노즐 어셈블리는 내부 또는 둘레 면을 따라 적어도 세 개의 유체 경로가 형성된 노즐 몸체(111); 상기 적어도 세 개의 유체 경로로 제1, 2 및 3 유체를 공급하는 제1, 2 및 3 유체 공급 유닛(12, 13, 14); 상기 유체를 정해진 경로로 분무시키는 분무 팁(152)이 형성되고, 노즐 몸체(111)의 한쪽에 결합되는 유체 유도 유닛(15); 및 유체 유도 유닛(15)의 앞쪽에 결합되는 캡 유닛(16)을 포함하고, 상기 세 개의 유체 경로 중 하나의 경로는 다른 두 개의 유체 경로와 독립된 분무 경로를 형성하면서 공급 압력이 독립적으로 제어되어 다른 두 개의 유체에 의한 분무 경로를 따라 에어 커튼을 형성한다.

Description

저비산 노즐 어셈블리{A Nozzle Assembly Having Low Scattering Property}

본 발명은 저비산 노즐 어셈블리에 관한 것이고, 구체적으로 분무 방향으로 에어 커튼이 형성되는 것에 의하여 분무되는 미립자의 분산 범위가 제한될 수 있도록 하는 저비산 노즐 어셈블리에 관한 것이다.

액체 또는 기체를 고속으로 자유 공간에 분출되도록 유로의 끝에 형성되는 관을 노즐이라고 한다. 노즐은 고체, 액체 및 기체를 정해진 양으로 특정 부위에 도달되도록 설계가 되고 다양한 구조를 가지는 노즐이 이 분야에서 공지되어 있다. 예를 들어 반도체, 디스플레이 또는 모바일 제품의 생산 공정에서 표면 코팅을 위하여 노즐이 적용될 수 있다. 반도체, 디스플레이 또는 모바일 제품은 진화하는 소재 분야의 기술과 융합되어 비평면, 비구면 또는 3차원 형상으로 점차적으로 변화하고 있다. 이와 같은 제품의 표면 코팅 과정에서 요구되는 수준의 코팅 면을 얻기 위하여 분출 압력 또는 분출 액량이 정확하게 제어될 필요가 있다. 코팅을 위한 분무 노즐이 가진 문제점은 노즐로부터 분무된 코팅 미립자가 분무 방향을 따라 진행되면서 단면적이 커지고 이로 인하여 코팅 면에 번짐이 발생될 수 있다는 점이다. 코팅을 위한 분무 노즐이 가진 또 다른 문제점은 코팅 면에서 반사되어 비산되는 미립자로 인하여 미리 정해진 두께로 코팅이 되기 어려우면서 코팅 면이 불균일하게 될 수 있다는 점이다.

노즐과 관련된 선행기술로 공개특허번호 제2005-0117416호 ‘2유체 분사 노즐’이 있다. 상기 선행기술은 미세하고 균일한 크기의 분무를 위하여 액체가 고정 벽면과의 마찰로 의한 속도 구배를 이루지 않도록 액체와 고정 벽면과의 접촉을 회피할 수 있는 있는 구조를 가진 2유체 분사 노즐에 관하여 개시한다. 상기 선행기술은 2유체 분사 노즐에 있어서, 하단부에 다수의 혼합구가 형성된 몸체를 이루는 하우징; 및 상기 하우징의 중심부에 내삽되어 하우징과의 사이에 스페이서를 형성하고, 상기 스페이서에 압축 기체를 공급하는 기체 주입구와 상기 혼합구와 동일 축에 있고, 상기 혼합구로 액체를 공급하는 액체 주입구를 가지는 내부 구조체를 포함하는 2유체 분사 노즐에 대하여 개시한다. 제시된 선행기술은 분사 노즐에 이격 공간(spacer)이 형성되는 것에 의하여 분무 입자의 불균일성이 해소될 수 있지만 분사 범위가 작아질 수 있고 분사 노즐의 막힘 현상이 발생될 수 있다는 단점을 가진다.

노즐과 관련된 다른 선행기술로 등록특허번호 제1363021호 ‘분사 노즐’이 있다. 상기 선행기술은 저압력에서 미립자를 생성하고 저비산 에어커튼 분사 기능을 가지는 분사 노즐을 제공하기 위한 것으로 제1 유체를 공급하는 제1 통로와 제2 유체를 공급하는 제2 통로 및 제3 유체를 공급하는 제3 통로를 가지는 매니폴드, 상기 매니폴드에 결합되어 내측으로 상기 제1 통로에 연결되어 제1 토출구를 형성하고, 상기 제1 토출구 외측으로 제1 와류 홈으로 제2 통로에 연결되는 제1 와류자, 상기 제1 와류자를 수용하여 상기 매니폴드에 결합되어 내측으로 상기 제2 통로에 연결되어 제2 토출구를 형성하고, 상기 제2 토출구 외측으로 제2 와류 홈으로 상기 제3 통로에 연결되는 제2 와류자 및 상기 제2 와류 홈에 접촉되어 상기 제2 와류자를 수용하여 상기 매니폴드에 결합되어 내측으로 상기 제3 통로에 연결되어 제3 토출구를 형성하는 토출 캡을 포함하는 분사 노즐에 대하여 개시한다.

공지된 선행기술은 위에서 제시된 코팅을 노즐이 가진 문제의 해결을 위한 방법을 제시하지 않는다.

본 발명은 공지된 노즐이 가진 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.

선행문헌1: 공개특허번호 제2005-0117416호(한국 에너지 기술연구원, 2005년12월14일 공개) 2유체 분사 노즐 선행문헌2: 등록특허번호 제1363021호(이노비스 주식회사, 2014년02월14일 공개) 분사 노즐

본 발명의 목적은 분무 방향을 따라 에어 커튼이 형성되어 분무 범위가 제어되면서 코팅 면에서 코팅 미립자의 비산이 감소될 수 있도록 하는 저비산 노즐 어셈블리를 제공하는 것이다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 저비산 노즐 어셈블리는 내부 또는 둘레 면을 따라 적어도 세 개의 유체 경로가 형성된 노즐 몸체; 상기 적어도 세 개의 유체 경로로 제1, 2 및 3 유체를 공급하는 제1, 2 및 3 유체 공급 유닛; 상기 유체를 정해진 경로로 분무시키는 분무 팁이 형성되고, 노즐 몸체의 한쪽에 결합되는 유체 유도 유닛; 및 유체 유도 유닛의 앞쪽에 결합되는 캡 유닛을 포함하고, 상기 세 개의 유체 경로 중 하나의 경로는 다른 두 개의 유체 경로와 독립된 분무 경로를 형성하면서 공급 압력이 독립적으로 제어되어 다른 두 개의 유체에 의한 분무 경로를 따라 에어 커튼을 형성한다.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 유체 유도 유닛은 판 형상의 결합 플레이트, 결합 플레이트로부터 연장되고 뿔대 형상이 되면서 끝 부분에 상기 분무 팁이 형성되는 유도 블록으로 이루어진다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 유도 블록의 표면을 따라 곡선 형상의 와류 경로가 형성된다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 하나의 경로는 유체 유도 유닛의 외부 면과 캡 유닛의 내부 면의 접촉면을 따라 형성된다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 외부 면 또는 내부 면은 접촉 압력의 조절에 의하여 신축되는 신축 면이 된다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 분무 팁의 외부 둘레 면을 따라 형성된 커튼 조절 홀을 더 포함한다.

본 발명에 따른 노즐 어셈블리는 분무 방향의 단면적을 제어하는 것에 의하여 코팅 면의 크기가 적절하게 조절될 수 있도록 한다. 이로 인하여 코팅이 되지 않고 비산되는 미립자의 수가 감소되도록 한다. 본 발명에 따른 노즐 어셈블리는 에어 커튼을 형성하여 미립자의 분무 거리가 증가되도록 하는 것에 의하여 작동 압력이 감소되도록 한다. 또한 정해진 표면의 코팅이 가능하도록 하는 것에 의하여 박막 코팅이 가능하도록 한다. 추가로 본 발명에 따른 노즐 어셈블리는 작은 크기를 가지는 미립자가 정해진 거리로 분무가 되도록 하면서 코팅 미립자의 도착 효율이 향상되도록 한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 노즐 어셈블리의 실시 예에 대한 분해 구조 및 조립 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 노즐 어셈블리에서 각각의 유체가 분무되는 경로의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 노즐 어셈블리에 의한 도장 패턴의 실시 예에 대한 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 도 3의 결과를 수치로 나타낸 것이다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 노즐 어셈블리의 실시 예에 대한 분해 구조 및 조립 구조의 실시 예를 도시한 것이다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명에 따른 저비산 노즐 어셈블리(10)는 내부 또는 둘레 면을 따라 적어도 세 개의 유체 경로가 형성된 노즐 몸체(111); 상기 적어도 세 개의 유체 경로로 제1, 2 및 3 유체를 공급하는 제1, 2 및 3 유체 공급 유닛(12, 13, 14); 상기 유체를 정해진 경로로 분무시키는 분무 팁(152)이 형성되고, 노즐 몸체(111)의 한쪽에 결합되는 유체 유도 유닛(15); 및 유체 유도 유닛(15)의 앞쪽에 결합되는 캡 유닛(16)을 포함하고, 상기 세 개의 유체 경로 중 하나의 경로는 다른 두 개의 유체 경로와 독립된 분무 경로를 형성하면서 공급 압력이 독립적으로 제어되어 다른 두 개의 유체에 의한 분무 경로를 따라 에어 커튼을 형성한다.

본 발명에 따른 노즐 어셈블리(10)는 도료를 분무하기 위한 장치에 적용될 수 있지만 이에 제한되지 않고 적절한 구조 변경에 의하여 다양한 목적을 가진 유체의 분무에 적용될 수 있다. 본 명세서에서 에어 커튼은 분무 방향을 따라 분무 미립자의 둘레에 형성되는 기체층을 의미한다. 기체층의 두께는 특별히 제한되지 않으며 내부의 경로를 따라 형성된 예를 들어 코팅 미립자와 혼합되지 않으면서 일정한 방향을 따라 분무될 수 있다. 에어 커튼은 코팅 미립자와 함께 분무되면서 독립된 경로를 형성할 수 있고 코팅 미립자와 독립적으로 분무 특성이 제어될 수 있다. 다양한 두께 또는 다양한 경로를 가진 에어 커튼이 본 발명에 따른 노즐 어셈블리(10)에 의하여 형성될 수 있다.

노즐 유닛(11)은 노즐 몸체(111), 노즐 몸체(111)의 한쪽에 형성되는 유입 블록(112), 노즐 몸체(111)의 다른 쪽에 형성되는 혼합 블록(113) 및 노즐 몸체(111)의 중간 부분에 형성되는 공급 결합 홀(114)을 포함할 수 있다. 노즐 몸체(111)의 내부 또는 둘레 면을 따라 적어도 3개의 유체 경로가 형성될 수 있고, 3개의 유체 경로는 코팅 성분을 포함하는 액체, 액체를 미립자 형태로 만들면서 분무 특성을 향상시키는 제1 기체(G) 및 에어 커튼(AC)을 형성하는 제2 기체(A)를 포함할 수 있다. 필요에 따라 다양한 성분의 추가를 위한 유체 경로가 형성될 수 있고 본 발명은 노즐 몸체(111)의 내부에 형성되는 유체 경로의 수에 의하여 제한되지 않는다.

노즐 몸체(111)에 각각의 유체를 공급하기 위한 제1, 2 및 3 유체 공급 유닛(12, 13, 14)이 결합될 수 있다. 액체를 공급하기 위한 제1 공급 유닛(12)이 유입 블록(112)에 삽입되는 형태로 결합될 수 있고, 제2 기체(A)를 공급하는 제2 공급 유닛(13)이 노즐 몸체(111)의 둘레에 배치될 수 있다. 그리고 액체와 혼합되는 제1 기체(A)를 공급하기 위한 제3 유체 공급 유닛(13)의 한쪽 끝이 공급 결합 홀(114)에 결합될 수 있다. 제1 및 제2 유체 공급 유닛(12, 13)은 각각의 공급 커넥터(12a, 12b)에 연결될 수 있고, 제3 유체 공급 유닛(14)은 기체 공급이 가능한 적절한 기체 공급 모듈에 연결될 수 있다. 그리고 제1, 2 및 제3 유체 공급 유닛(12, 13, 14)을 통하여 예를 들어, 코팅 액체, 제2 기체 및 제1 기체가 공급될 수 있다.

세 개의 서로 다른 유체 경로는 노즐 몸체(111) 또는 둘레 면을 따라 독립된 경로를 형성할 수 있고, 세 개의 서로 다른 유체 경로를 따라 흐르는 유체 중 어느 하나의 유체는 독립된 유체 경로를 형성하여 분무되면서 에어 커튼(AC)을 형성할 수 있다. 예를 들어 액체 및 제1 기체(G)는 노즐 몸체(111)의 내부에서 독립된 경로를 형성하여 흐르고 혼합 블록(113)에서 혼합되어 유도 홀(113a)을 통하여 분무될 수 있다. 또는 액체는 유도 홀(113a)을 통하여 흐르고, 제1 기체(G)는 유도 홀(113a)의 둘레 면을 따라 흐를 수 있다. 이후 액체와 제1 기체(G)는 분무 팁(152)에서 혼합된 상태로 노즐 어셈블리(10)의 외부로 분무될 수 있다. 이와 같이 액체와 제1 기체(G)는 노즐 어셈블리(10)의 내부 또는 외부에서 혼합이 되어 분무될 수 있고, 제1 기체(G)는 액체를 미립자로 만들면서 액체의 분무를 유도하는 기능을 가질 수 있다. 이에 비하여 제2 유체 공급 유닛(13)으로 공급되는 제2 기체(A)는 노즐 몸체(111)의 둘레 면을 따라 연장되는 독립된 유체 경로를 형성할 수 있다. 제1 유체 공급 유닛(12)은 노즐 몸체(111)의 내부로 삽입되어 액체 경로를 형성하고, 그리고 제2 유체 공급 유닛(13)은 노즐 몸체(111)의 외부에 결합되어 유체 경로를 형성할 수 있다. 제2 유체 공급 유닛(13)을 통하여 이송되는 제2 기체(A)는 유체 유도 유닛(15)의 표면으로 유도되어 캡 유닛(16)의 둘레 면을 따라 분무되어 에어 커튼(AC)을 형성할 수 있다. 이와 같이 제2 기체(A)는 독립된 경로를 통하여 분무되고, 별도의 유체 공급 유닛(13)을 통하여 공급될 수 있다. 그리고 제2 기체(A)는 액체 및 제1 기체(G)와 혼합되지 않고 독립된 경로를 형성하게 된다. 이에 따라 제2 기체(A)의 분무 압력, 분무 방향 또는 분무 양은 액체 및 제1 기체(G)에 관계없이 에어 커튼을 형성하기에 적절하도록 제어될 수 있다.

노즐 몸체(111)의 앞쪽에 유체 유도 유닛(15)이 결합될 수 있고, 제2 기체를 이송시키는 제2 유체 공급 유닛(13)의 한쪽 끝이 유체 유도 유닛(15)에 결합될 수 있다. 유체 유도 유닛(15)은 노즐 유닛(11) 및 제2 유체 공급 유닛(13)을 결합시키면서 이와 동시에 내부로 액체 및 제1 기체(G)가 이송되도록 하고, 그리고 외부 표면을 따라 제2 기체(A)가 이송되도록 하는 기능을 가질 수 있다.

유체 유도 유닛(15)은 판 형상의 결합 플레이트(151), 결합 플레이트(151)로부터 연장되고 뿔대 형상이 되면서 끝 부분에 상기 분무 팁(152)이 형성되는 유도 블록(153)으로 이루어진다. 결합 플레이트(151)는 예를 들어 설치 베이스(B)와 같은 장치에 고정되면서 노즐 유닛(11) 및 제1 유체 공급 유닛(12)을 하나의 어셈블리로 결합시키는 기능을 가질 수 있다. 설치 베이스(B) 또는 이에 고정되는 결합 플레이트(151)는 다양한 구조를 가질 수 있다. 결합 플레이트(151)로부터 각뿔대 또는 원뿔대의 형상으로 연장되는 유도 블록(153)의 내부에 노즐 몸체(111)의 앞쪽에 형성된 혼합 블록(113)에 삽입되는 형태로 결합될 수 있다. 그리고 유도 블록(153)의 앞쪽에 분무 팁(152)이 형성될 수 있고 유도 블록(153)의 표면을 따라 곡선 형상의 와류 경로(153a)가 형성될 수 있다. 분무 팁(152)은 속이 빈 실린더 형상이 될 수 있고 와류 경로(153a)는 뿔대의 표면을 따라 곡선 형상 또는 경사진 방향으로 연장되는 직선 형상이 될 수 있다. 이와 같은 제1 유체 공급 유닛(12)을 통하여 공급되는 액체는 유도 홀(113a)을 경유하여 분무 팁(152)으로 흐르고, 제3 유체 공급 유닛(14)을 통하여 공급되는 제1 기체(G)는 혼합 블록(113)의 표면을 따라 유도되어 분무 팁(152)으로 흐르면서 액체가 미립자로 되어 분무가 되도록 한다. 그리고 제2 유체 공급 유닛(13)을 통하여 공급되는 제2 기체(A)는 유도 블록(153)의 표면에 형성된 와류 경로(153a)를 따라 유도되어 분무 팁(152)의 외부 둘레 면을 따라 분무되어 에어 커튼(AC)을 형성할 수 있다. 그리고 에어 커튼(AC)의 내부 면에 인접하여 흐르는 미립자 형태의 액체가 에어 커튼(AC)의 내부를 따라 미립자로 되면서 에어 커튼(AC)을 벗어나지 않도록 한다.

도 1b를 참조하면, 분무 팁(152)의 끝 부분에 외부 둘레 면을 따라 커튼 조절 홀(155)이 형성될 수 있다. 커튼 조절 홀(155)은 튜브 형상으로 일정 길이만큼 연장되는 형상으로 만들어질 수 있고 와류 경로(153a)의 끝 부분을 형성할 수 있다. 커튼 조절 홀(155)은 예를 들어 길이 방향으로 연장되면서 직경이 작아지는 직선 형상 또는 와류 경로(153a)에 비하여 큰 곡률 반지름을 가지는 형상으로 만들어질 수 있다. 커튼 조절 홀(155)의 연장 길이는 와류 경로(153a)의 전체 길이에 기초하여 결정될 수 있고, 분무 방향을 따라 직경이 커지면서 분무 방향을 따라 분무 팁(152)의 중심 방향으로 경사지는 형상이 될 수 있다. 커튼 형성 홀(155)은 와류 경로(153a)의 전체 구조에 따라 에어 커튼을 형성할 수 있는 다양한 형상을 가질 수 있다.

본 발명에 따르면, 유도 블록(153)의 외부 면 또는 캡 유닛(16)의 내부 면은 접촉 압력의 조절에 의하여 신축되는 신축 면이 될 수 있다. 구체적으로 조절 핀(RP)의 조임 수준에 의하여 접촉 압력이 변할 수 있고 이에 따라 접촉되는 수준이 변화되어 와류 경로(153a)의 구조가 조절될 수 있다. 이에 따라 에어 커튼(AC)의 형상이 조절될 수 있다. 접촉 압력의 변화에 따른 와류 경로(153a)의 변화에 의하여 다양한 형상의 에어 커튼(AC)이 형성될 수 있고, 코팅 미립자의 분무 특성에 따른 에어 커튼(AC)의 형성이 가능하게 된다. 신축 면은 예를 들어 탄성을 가지는 합성수지, 실리콘 소재, 합성고무 또는 이들의 혼합물이 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다.

유체 유도 유닛(15)의 앞쪽에 캡 유닛(16)이 결합될 수 있고, 캡 유닛(16)은 유도 블록(153)의 형상에 대응되는 캡 몸체(161) 및 캡 몸체(161)의 중앙에 형성되는 체결 홀(162)로 이루어질 수 있다.

캡 몸체(161)의 내부 면은 유도 블록(153)의 외부 면과 접촉하고, 체결 홀(162)의 내부로 분무 팁(152)이 삽입될 수 있다. 액체 및 제1 기체(G)는 분무 팁(152)을 통하여 분무되어 코팅 면에 도달할 수 있고 제2 기체(A)는 분무 팁(152)의 둘레 면 또는 커튼 조절 홀(155)을 따라 분무되어 에어 커튼을 형성하게 된다.

캡 유닛(16)은 유체 유도 유닛(15)이 결합되면서 제1, 2 및 3 유체가 분무될 수 있는 다양한 구조를 가질 수 있다.

위에서 설명된 것처럼, 본 발명에 따른 노즐 어셈블리(10)는 액체를 미립자로 만드는 제1 기체(G)가 노즐 유닛(11)을 따라 유도되고, 독립된 경로를 따라 에어 커튼(AC)을 형성하기 위한 제2 기체(A)가 분무 팁(152)의 둘레 면을 따라 유도되도록 한다. 그리고 형성된 에어 커튼(AC)에 의하여 제1 기체(G)에 의하여 미립화가 된 액체는 정량으로 코팅 표면에 도달하게 되고, 코팅 면에서 비산이 되지 않고 코팅 면에 부착될 수 있다. 에어 커튼(AC)은 형성하기 위한 기체는 다양한 경로를 통하여 공급될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

도 2는 본 발명에 따른 노즐 어셈블리에서 각각의 유체가 분무되는 경로의 실시 예를 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 코팅 유체를 포함하는 코팅 유체(L)은 제1 유체 공급 유닛(12)에 형성된 액체 경로(LP)를 통하여 노즐 몸체(111)의 중앙 부분을 따라 유도 홀(113a)에 도달할 수 있다. 제1 기체(G)는 제3 유체 공급 유닛(14)에 형성된 제1 기체 경로(GP)를 통하여 공급되어 제1 유체 공급 유닛(12)의 둘레 면을 따라 유도되어 유도 홀(113a)에 도달할 수 있다. 제1 기체(G)는 제1 유체 공급 유닛(12)의 길이 방향을 따라 임의의 위치에서 공급될 수 있고, 노즐 유닛(11)의 구조에 따라 제1 유체 공급 유닛(12)과 동일한 방향으로 공급될 수 있다. 다양한 위치에서 공급되는 제1 기체(G)는 제1 유체 공급 유닛(12)과 노즐 몸체(111)의 둘레 면에 형성된 분리 틈 또는 분리 경로를 따라 유도되어 유도 홀(113a)의 둘레 면을 따라 흐를 수 있다. 이와 같이 흐르는 제1 기체(G)에 의하여 코팅 유체(L)가 미립자로 만들어지면서 분무 방향이 유도될 수 있다. 그리고 미립자로 만들어진 코팅 유체(L)은 제1 기체(G)와 혼합되어 분무 팁(152)을 통하여 분무될 수 있다.

에어 커튼(AC)을 형성하는 제2 기체(A)는 제2 유체 공급 유닛(13)에 형성된 에어 경로(AP)를 통하여 유도되어 유도 블록(153)의 외부 표면을 따라 유도되어 분무 팁(152)에 도달할 수 있다. 그리고 분무 팁(152)의 둘레 면을 따라 분무되면서 코팅 유체(CP)의 흐름과 별도로 에어 커튼(AC)을 형성하게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 노즐 어셈블리(10)에서 형성되는 에어 커튼(AC)의 실시 예를 도시한 것이다.

도 3의 (가)를 참조하면, 본 발명에 따른 노즐 어셈블리(10)는 미립자 형태의 코팅 유체(CP)의 흐름의 둘레 면을 따라 에어 커튼(AC)을 형성하게 된다. 에어 커튼(AC)은 코팅 면(CS)까지 연장될 수 있다. 이에 비하여 도 3의 (나)를 참조하면, 공지 노즐 어셈블리(30)는 코팅 유체(CP)의 흐름만이 코팅 면(CS)에 도달하게 된다. 이로 인하여 코팅 면(CS)에서 많은 비산 미립자(SP)가 생성될 수 있다. 에어 커튼(AC)의 유속은 적절하게 설정될 수 있지만 바람직하게 코팅 유체(CS)의 흐름에 비하여 클 수 있고, 노즐 어셈블리(10)로부터 코팅 면(CS) 사이의 거리 또는 코팅 유체(CP)의 특성에 따라 적절하게 설정될 수 있다.

도 3의 (가) 및 (나)를 참조하면, 본 발명에 따른 노즐 어셈블리(10)는 공지 노즐 어셈블리(30)에 비하여 분무 방향에 수직이 되는 방향으로 미립자 밀도(41, 41a)가 균일하고, 미립자 크기(PS)가 작고 비산 미립자의 비율이 낮다. 코팅 면(CS)의 경계 면의 시뮬레이션(42, 42a)을 참고하면, 본 발명에 따른 노즐 어셈블리(10)는 균일한 코팅 두께를 형성하면서 비산 미립자의 비율이 낮다는 것을 알 수 있다.

도 4는 도 3의 결과를 수치로 나타낸 것으로 본 발명에 따른 노즐 어셈블리(10)는 공지 노즐 어셈블리(30)에 비하여 작동 압력이 낮고, 미립자의 크기가 작으며 미립자의 비산율이 현저하게 낮다는 것을 알 수 있다.

본 발명에 따른 노즐 어셈블리(10)는 분무 방향의 단면적을 제어하는 것에 의하여 코팅 면의 크기가 적절하게 조절될 수 있도록 한다. 이로 인하여 코팅이 되지 않고 비산되는 미립자의 수가 감소되도록 한다. 본 발명에 따른 노즐 어셈블리(10)는 에어 커튼(AC)을 형성하여 미립자의 분무 거리가 증가되는 것에 의하여 작동 압력이 감소되도록 한다. 또한 정해진 표면의 코팅이 가능하도록 하는 것에 의하여 박막 코팅이 가능하도록 한다. 추가로 본 발명에 따른 노즐 어셈블리(10)는 작은 크기를 가지는 미립자가 정해진 거리로 분무가 되도록 하면서 코팅 미립자의 도착 효율이 향상되도록 한다.

위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

10: 저비산 노즐 어셈블리 11: 노즐 유닛
12: 제1 유체 공급 유닛 12a, 12b: 공급 커넥터
13: 제2 유체 공급 유닛 14: 제3 유체 공급 유닛
15: 유체 유도 유닛 16: 캡 유닛
30: 공지 노즐 어셈블리 42, 42a: 시뮬레이션
111: 노즐 몸체 112: 유입 블록
113: 혼합 블록 113a: 유도 홀
114: 공급 결합 홀 151: 결합 플레이트
152: 분무 팁 153: 유도 블록
153a: 와류 경로 155: 커튼 조절 홀
161: 캡 몸체 162: 체결 홀
A: 제2 기체 AC: 에어 커튼
AP: 에어 경로 B: 설치 베이스
CS: 코팅 면 CP: 코팅 유체
G: 제1 기체 L: 코팅 유체
PS: 미립자 크기 RP: 조절 핀

Claims

내부 또는 둘레 면을 따라 세 개의 유체 경로가 형성된 노즐 몸체(111);
상기 세 개의 유체 경로로 제1, 2 및 3 유체를 공급하는 제1, 2 및 3 유체 공급 유닛(12, 13, 14);
노즐 몸체(111)의 외부에 결합되는 제2 유체 공급 유닛(12)을 통하여 이송되는 제2 기체(A)가 표면으로 유도되도록 뿔대 형상이 되면서 끝 부분에 속이 빈 실린더 형상의 분무 팁(152)이 형성된 유도 블록(153)으로 이루어진 유체 유도 유닛(15); 및
유체 유도 유닛(15)의 앞쪽에 결합되는 캡 유닛(16)을 포함하고,
상기 제1 및 제2 유체는 분무 팁(152)을 통하여 미립자 형태로 분무가 되고, 제2 기체(A)는 독립된 분무 경로를 형성하면서 공급 압력이 독립적으로 제어되어 제1 및 제2 유체에 의한 분무 경로를 따라 에어 커튼을 형성하고, 유도 블록(153)의 외부 면 또는 캡 유닛(16)의 내부 면은 조절 핀(RP)의 조임 수준에 의하여 접촉 압력이 변할 수 있는 신축 면이 되고, 유도 블록(153)의 표면을 따라 곡선 형상의 와류 경로(153a)가 형성되는 것을 특징으로 하는 저비산 노즐 어셈블리.
청구항 1에 있어서, 유도 블록(153)의 표면을 따라 곡선 형상의 와류 경로(153a)가 형성되는 것을 특징으로 하는 저비산 노즐 어셈블리.