KR20180030392A - 스프레이 노즐 내부의 유체를 회전시키는 장치, 그 장치를 포함하는 조립체, 및 코팅 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스프레이 노즐(2) 내부의 유체를 회전시키는 장치(30)에 관한 것으로서, 이 장치는 유체의 전부 또는 일부의 통과를 위한 적어도 하나의 나선형 슬롯 및/또는 나선형 구멍을 한정하는 몸체를 포함한다. 이 장치는, 스프레이 노즐을 폐쇄하는 니들 밸브 또는 스프레이 노즐(2)에 고정될 수 있다. 또한 본 발명은 이와 같은 장치를 포함하는 도포 장치에 관한 것이기도 하다.

Description

스프레이 노즐 내부의 유체를 회전시키는 장치, 그 장치를 포함하는 조립체, 및 코팅 장치{DEVICE FOR ROTATING A FLUID INSIDE A SPRAY NOZZLE, ASSEMBLY COMPRISING SUCH A DEVICE AND COATING DEVICE}
본 발명은 스프레이 노즐 내부의 유체를 회전시키는 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 코팅 제품을 위한 자동 또는 수동식인 스프레이 건(spray gun)의 스프레이 노즐에 적용된다.
공지되어 있는 바와 같이, 스프레이 건은 헤드 링(head ring)을 구비한 스프레이 헤드(spray head)와, 상기 헤드 내부에 동축으로 배치된 스프레이 노즐을 포함한다. 상기 스프레이 노즐은 스프레이 노즐 내부에서 병진움직임 가능한 니들 밸브에 의하여 선택적으로 폐쇄되도록 구성된 액체 통로 채널을 포함한다. 상기 니들 밸브의 움직임으로 인하여, 코팅 제품 통로의 개방이 통제된다. 상기 니들 밸브의 위치에 따라서, 상대적으로 높거나 낮은 유량으로 코팅 제품이 스프레이 노즐로부터 배출될 것이다.
스프레이 노즐 주위에 배치된 스프레이 헤드는 압축 공기 배출 도관이 가로지르고 있는 두 개의 귀형상부를 포함한다. 도관 각각은, 공기가 코팅 제품 스프레이를 향하여 반경방향으로 배출되도록 구성된다. 그 후, 코팅 제품 스프레이가 공기의 고압 제트의 충격을 받아 미세 액적들로 분무화된다. 상기 액적들의 크기는 압축 공기 압력이 높을 때보다 더욱 미세하다. 그러나, 압축 공기 압력이 과도하게 높으면, 스프레이 건의 전달율(transfer rate)을 감소시키는 박무(mist)의 형성으로 귀결된다 (과잉 스프레이(overspray)). 상기 전달율은 스프레이 건에 의해 스프레이된 코팅 제품의 양과, 코팅될 부품 상에 실제로 적층되는 제품의 양의 비율을 의미한다.
EP-A-1,391,246 에는 압축 공기 압력을 증가시키지 않고서 분무화를 향상시키는 방안이 개시되어 있다. 이 방안에서는 스프레이 노즐의 중앙 도관의 내부에, 액체 유동을 파편화(fragment)시키는 장치가 수용된다. 이 장치는 케이스, 상기 케이스의 위치선정을 위한 안착부, 및 스페이서 부품을 포함한다. 상기 케이스와 안착부는 코팅 제품을 위한 통로 구멍들을 한정하고, 이것은 코팅 제품의 유동에 있어서의 급격한 방향 변화를 유발하도록 구성되어 유동을 저해한다. 따라서 상기 유동은 유출 오리피스의 상류측에서 불안정해지고, 노즐로부터 배출된 코팅 제품은 난류 형태로 되어서 부분적으로 파편화된다. 이것은 공기 제트의 압력을 증가시키지 않고서 코팅 제품의 제트를 효과적으로 분무화시킴을 가능하게 한다. 이 장치의 단점은 스프레이의 폭을 넓힐 수 없다는 점, (세 개의 분리된 부품들로 인한) 제조 비용, 조립 난이도이다. 또한 이 장치는 청소가 곤란하다.
본 발명은 제조가 용이하고, 가격이 저렴하며, 또한 스프레이 노즐 내부에 조립하기가 용이한 회전 장치를 제안함으로써 위와 같은 단점들을 해결함을 목적으로 한다.
상기 목적을 위하여, 본 발명에 의하여, 스프레이 노즐 내부의 유체를 회전시키는 장치가 제공되는데, 이 장치는 유체의 전부 또는 일부의 통과를 위한 적어도 하나의 나선형 슬롯 및/또는 나선형 구멍을 한정하는 몸체를 포함한다.
본 발명에 의하면, 상기 장치의 슬롯(들) 및/또는 구멍(들)로 인해서 스프레이 노즐 내부에서 진행하는 액체에 스프레이 축 주위로의 나선 방향이 부여된다. 상기 스프레이 노즐의 유출 오리피스로부터 상류에서의 회전은 스프레이의 폭이 넓어짐을 유발한다. 또한, 상기 유동이 불안정화되거나 난류화되어서 분무화가 더 용이하게 된다. 따라서 상기 장치에 의하면 분무화를 위한 공기 제트의 유량 및/또는 압력을 증가시키지 않고서 미세한 액적의 분산을 얻을 수 있게 된다. 다시 말하면, 상기 장치로 인하여 종래 기술의 스프레이 건의 분무화 미세도(atomization fineness)와 동일한 분무화 미세도를 가지면서도 압축 공기의 소비가 낮고, 따라서 성능이 우수한 스프레이 건이 제공될 수 있다.
본 발명의 유리하지만 선택적인 형태에 따르면, 그러한 장치는 다음과 같은 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 이들은 기술적으로 허용가능한 범위 내에서 조합될 수 있다.
- 몸체의 인클로저 표면은 원형 또는 타원형의 단면을 갖는다.
- 몸체의 인클로저 표면은 적어도 부분적으로 원통형이고 그리고/또는 절두원추형이다.
- 상기 몸체의 인클로저 표면은 원통형 상류 부분 및 절두원추형 하류 부분을 포함한다. 이와 같은 특정의 형상으로 인하여, 몸체가 스프레이 노즐 안으로 가능한 깊게, 특히 코팅 제품 방출 오리피스를 향해 가능한 가깝게 밀어 넣어질 수 있다. 구체적으로, 이와 같은 구성은 절두체로 끝은 맺는 장치의 형상에 의해 가능하게 되는데, 왜냐하면 스프레이 노즐의 내측 도관은 통상적으로 코팅 제품 방출 세그먼트 앞에서 절두원추형 단면을 가진 세그먼트를 포함하기 때문이다. 이와 같이 방출 오리피스와 가능한 가까운 구성으로 인해서, 유체가 속도를 상실함이 방지될 수 있는바, 다시 말하면 유체가 스프레이 노즐의 유출부까지 그 회전을 유지함이 보장된다.
- 상기 장치는 몸체에 비하여 작은 직경을 갖는 파지용 손잡이를 더 포함한다.
- 상기 파지용 손잡이의 길이는 5 mm 과 같거나 이보다 더 크다.
- 상기 장치는 스프레이 노즐을 폐쇄하는 니들 밸브의 통로를 위한 중앙 관통 보어를 한정한다.
- 상기 장치는 3D 프린팅에 의하여 제작된다.
- 상기 몸체는 원통형 상류 부분 및 절두원추형 하류 부분을 포함하고, 상기 원통형 상류 부분의 표면과 절두원추형 하류 부분의 표면 상에는 각각의 나선형 슬롯이 연속적으로 연장된다.
- 상기 몸체는 원통형 상류 부분 및 절두원추형 하류 부분을 포함하고, 상기 몸체의 절두원추형 하류 부분을 통하여 그리고 원통형 부분을 통해서는 각각의 나선형 구멍이 연속적으로 연장된다.
또한 본 발명은 전술된 장치와, 스프레이 노즐을 폐쇄하는 니들 밸브 및 스프레이 노즐 중 일부분을 포함하는 조립체에 관한 것이다. 상기 장치 및 상기 일부분은 서로에 대해 고정되거나 또는 단일체를 형성한다.
마지막으로 본 발명은 전술된 장치 또는 조립체를 포함하는, 수동식 또는 자동식의 스프레이 건과 같은, 도포 장치에 관한 것이다.
유리하게는, 상기 장치가 스프레이 노즐에 의하여 한정된 액체 통로 도관 내부에서 움직이지 못하게 된다.
유리하게는, 상기 도관이 상기 장치를 수용하는 하우징을 한정하고, 상기 장치는 상기 장치의 몸체의 인클로저 표면의 형상에 대해 상보적인 형상을 갖는다.
유리하게는, 상기 장치가 유체 통로 도관을 한정하는 스프레이 노즐을 포함하고, 상기 도관은 벌어지고 둥근 형태의 방출 세그먼트를 포함한다.
본 발명 및 본 발명의 장점은 하기의 첨부 도면들을 참조로 하여 예시적으로서 제공되는 회전 장치의 두 개의 실시예들에 관한 상세한 설명으로부터 명확히 이해될 것이다.
도 1 에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 회전 장치를 포함하는 코팅 제품 스프레이 건의 사시도이다.
도 2 는 도 2 의 평면 II 에서 본 부분 단면도이다.
도 3 은 도 2 의 박스 III 의 확대도이다.
도 4 는 회전 장치의 사시도이다.
도 5 는 본 발명에 따른 장치의 종단면도이다.
도 6 은 도 1 의 스프레이 건의 평면도로서, 여기에는 스프레이 헤드가 90°만큼 피봇되어 도시되어 있다.
도 7 은 도 6 의 원 VII 의 확대도이다.
도 8 은 도 7 의 선 VIII-VIII 을 따라 취한 (확대) 단면도이다.
도 9 는 본 발명의 제2 실시예에 따른 회전 장치의 사시도이다.
도 10 은 도 9 의 평면 X 에서의 단면도이다.
도 1 및 도 6 에는 코팅 제품을 스프레이하기 위한 수동식 건(1)이 도시되어 있다. 코팅 제품은 하나 이상의 성분 또는 분말 재료를 포함하는 액체일 수 있다. 코팅 제품은 페인트, 프라이머, 바니쉬, 등일 수 있다.
건(1)은 몸체(10), 파지 스톡(gripping stock; 11), 및 몸체(10)에 관절식으로 결합된 작동 트리거(actuating trigger; 12)를 포함한다. 상기 건(1)은 스프레이 헤드(14) 및 스프레이 헤드(14) 주위에 배치된 헤드 링(16)를 포함한다. 상기 스프레이 헤드(14) 및 헤드 링(16)의 중심은 스프레이 축(X-X')에 있다. 스프레이 헤드(14)는, 도 1 내지 도 3 에 도시된 구성형태와 같이 실질적으로 수평인 평면으로, 또는 도 6 내지 도 8 에 도시된 구성형태와 같이 실질적으로 수직인 평면으로 스프레이를 지향시키도록 스프레이 축(X-X') 주위로 피봇될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 스프레이 헤드(14)의 속은 비어 있다. 이것은 두 개의 돌출부(14a, 14b)를 포함하는바, 이들은 흔히 뿔형상부 또는 귀형상부로 호칭되며, 이들은 직경방향에서 서로에 대해 대향되게 배치된다. 상기 뿔형상부(14a, 14b)는 스프레이 축(X-X')에 대해 평행하게, 스프레이 헤드(14)의 나머지 부분에 대해 돌출된다. 이들은 두 개의 압축 공기 배출 오리피스(compressed air discharge orifice; 140)를 구비한다. 상기 오리피스(140)들은 스프레이 축(X-X')을 향하여 공기 제트(air jet)를 안내하도록 구성된다. 구체적으로, 오리피스(140)들로부터의 공기 제트는 스프레이 건의 스프레이 축(X-X')에 대해 실질적으로 반경방향 및 구심의 방향을 갖는다. 여기에서 "실질적으로"라는 부사는, 공기 제트의 방향과 스프레이 축(X-X')에 대한 엄밀한 반경방향 사이에 몇 도 정도의 차이가 있음을 의미한다. 도 1 에 도시된 스프레이 건은 스프레이를 형성하기 위하여 공기 제트를 이용하는 공압방식 유형의 건이다.
스프레이 노즐(2)는 스프레이 헤드(14) 내부에 동축을 이루도록 배치된다. 스프레이 노즐(2)은 표준적인 스프레이 건의 스프레이 노즐이다. 그것은 스프레이 축(X-X') 주위로의 회전대칭 형상을 갖는 부분이다. 도시된 예에서, 스프레이 노즐(2)은 두 개의 동축 부분(2a, 2b)을 포함한다. 동축 부분(2a)은 동축 부분(2b) 내부에 위치한다. 스프레이 노즐(2)은 코팅 제품을 위한 통로 도관(6)을 한정한다. 통로 도관(6)은 동축 부분(2a) 내부에 위치한다. 스프레이 노즐(2)은, "플랫 제트(flat jet)" 유형의 스프레이 노즐, 즉 당겨진 타원 형태를 취하는 공동을 갖는 스프레이 노즐이다. 그러나, 대안적으로는 스프레이 노즐(2)이 "둥근 제트" 유형의 스프레이 노즐, 즉 원판 또는 링 형태를 취하는 공동을 갖는 스프레이 노즐일 수 있다.
통로 도관(6)은 스프레이 노즐(2) 내부에서 축방향으로 병진움직임이 가능한 니들 밸브(22)에 의하여 선택적으로 폐쇄될 수 있도록 구성된다. 니들 밸브(22)의 움직임은 작동 트리거(12)에 의해 제어된다. 작업자가 작동 트리거(12)를 놓을 때에는 복귀 스프링(미도시)로 인하여 상기 니들 밸브가 폐쇄 위치로 복귀할 수 있게 된다.
여기에서 상류 방향은 액체 유동 방향의 반대측 방향으로 향하는 방향으로서 정의되고, 하류 방향은 유동 방향으로 향하는 방향으로 정의된다. 도 2 에서, 상류 방향은 우측에 있으며 하류 방향은 좌측에 있다.
도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같이, 통로 도관(6)은 상류측으로부터 하류측까지 원통형 제1 세그먼트(60), 상류측으로부터 하류측으로 향하여 감소하는 통로 단면을 가진 절두원추형 제2 세그먼트(62), 상류측으로부터 하류측으로 향하여 감소하는 단면을 가진 절두원추형 제3 세그먼트(64), 및 일정한 통로 단면을 가진 방출 채널(discharge channel; 66)을 포함한다.
본원에서, 스프레이 노즐의 "구경(caliber)"은 방출 전 유체의 마지막 통로 단면의 직경에 해당되는바, 본 실시예에서는 방출 채널(66)의 직경(d66)에 해당된다. 실제에서, 스프레이 노즐의 구경은 0.4 mm(구경 4 의 스프레이 노즐) and 2.7 mm(구경 27 의 스프레이 노즐) 사이에서 다양하다.
평면(P)은 스프레이 노즐(2) 내부의 니들 밸브(22)의 밀봉 평면으로서 정의된다. 평면(P)은 스프레이 축(X-X')에 대해 직각이다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 평면(P)은 방출 채널(66)과 제3 세그먼트(64) 간의 인터페이스(interface)에 위치한다. 본 발명에 따른 스프레이 노즐(2)은 스프레이 축(X-X')을 따른 평면(P)의 위치가 표준적이라는, 즉 스프레이 노즐(2)이 니들 밸브(22)과 같은, 상업적으로 입수가능한 니들 밸브와 호환될 수 있다는 장점을 갖는다. 이로 인하여, 스프레이 노즐(2)의 유량을 보장하고 사강(dead space)의 존재를 제한함이 가능하게 되는데, 상기 사강은 코팅 제품을 보유하여 스프레이 노즐(2)이 폐쇄된 이후에 액적이 형성됨을 유발한다.
작업 동안에 스프레이 헤드(14)의 뿔형상부(14a, 14b)로부터의 공기 제트는 스프레이 노즐(2)를 통하여 방출되는 상기 제품의 제트와 부딪친다. 유리하게는, 상기 제품의 스프레이 및 압축 공기의 사용 각각을 중단하기 위하여, 도 1 에 도시된 푸시버튼(18, 20)이 제공된다.
통로 도관(6) 내부에는 분리가능한 장치(30)가 고정된다. 장치(30)는 표준적인 건 스프레이 노즐을 위하여 설계된 것이다. 이것은 통로 도관(6) 내부에서 유체를 회전시키는 장치이다. 이것은 몸체(32)를 포함하는데, 몸체(32)의 인클로저 표면(S32)은 원형의 단면을 갖는다. 인클로저 표면(S32)은 몸체(32)를 에워싸는 표면으로서 형성된다. 인클로저 표면(S32)은, 몸체(32)가 제로 두께의 필름으로 에워싸진 때에의 몸체(32)의 표면으로 생각할 수 있을 것이다. 인클로저 표면(S32)은 장치(30)가 통로 도관(6) 내부에 위치한 때에 스프레이 축(X-X')과 조합되는 축(X32)에 중심을 갖는다.
본 실시예에서, 장치(30)는 기계가공된 금속 부품이다. 그러나 대안적으로는, 장치(30)가 플라스틱으로 만들어질 수 있으며, 예를 들어 3D 프린터 또는 몰딩과 같은 다른 수단을 이용하여 만들어질 수 있다.
본 실시예에서, 상기 몸체의 인클로저 표면(S32)은 원통형 부분(S32a)과, 상기 원통형 부분(S32a)으로부터 하류에 배치된 절두원추형 부분(S32b)을 포함한다. 상기 인클로저 표면(S32)의 절두원추형 부분(S32b)의 직경은 하류 방향으로 가면서 감소한다. 상기 절두원추형 부분(S32b)의 수렴 각도(S32b)는 10° 내지 350°, 특히 180° 내지 350°, 바람직하게는 10° 내지 80° 사이이고, 여기에서는 60°이다.
통로 도관(6)은 몸체(32)의 형상에 대해 상보적인 형상을 가진 장치(30)를 수용하기 위한 하우징을 형성한다. 다시 말하면, 하우징(60)의 직경은 모든 지점들에서 인클로저 표면(S32)의 직경과 동일하다. 이 하우징은 통로 도관(6)의 세그먼트들(60, 62)에 의해 형성된다. 따라서, 몸체(32)의 인클로저 표면의 원통형 부분(S32a)의 직경은 통로 도관(6)의 원통형 제1 세그먼트(60)의 직경과 실질적으로 동일하고, 인클로저 표면(S32)의 절두원추형 부분(S32b)의 수렴 각도는 제2 세그먼트(62)의 각도와 동이하다.
실제에서, 장치(30)는 통로 도관(6)의 내부에서 슬라이딩한다. 본 실시예에서 장치(30)는 건(1)의 조작 동안에 병진움직임을 하지 않은 채로 유지되기에 충분히 긴 길이를 갖는다. 도시되지 않은 대안예에서는, 장치(30)의 병진움직임을 방지하기 위하여, 스프레이 노즐(2) 내부에 통로 도관(6) 내부에 파지 또는 접착 방식으로 장착된 튜브형 슬리브(tubular sleeve)와 같은 추가적인 맞닿음 장치가 포함될 수 있다.
또한 장치(30)는 통로 도관(6) 내부에 억지끼움으로 장착될 수도 있다.
몸체(32)는 적어도 하나, 바람직하게는 네 개의 나선형 슬롯(34)을 포함하는바, 그 각각은 1 mm 내지 50 mm 사이, 본 실시예에서는 20 mm 의 피치를 갖는다. 본 실시예에서, 각 나선형 슬롯(34)의 피치는 일정하다. 그러나 도시되지 않은 실시예에서는 상기 피치가 달라질 수 있다.
각각의 나선형 슬롯(34)은, 코팅 제품을 위한 통로 도관을 형성하는 몸체(32)의 외측 표면 위에 걸쳐 연장된다. 보다 구체적으로, 작업 동안에는 코팅 제품이 통로 도관(6)을 이루는 벽과 몸체(32) 사이에서 나선형 슬롯(34)들 안에서 진행한다. 상기 나선형 슬롯(34)은 유체에 스프레이 축(X-X') 주위로의 나선 방향의 진행을 부여한다. 따라서 장치(30)을 이탈하는 유체의 속도는 스프레이 축(X-X')에 대한 반경방향 성분과 축방향 성분을 갖는다.
도 4 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 몸체(32)는 원통형 상류 부분과 절두원추형 하류 부분를 포함하고, 각각의 나선형 슬롯(34)은 원통형 상류 부분의 표면과 절두원추형 하류 부분의 표면 상에서 연속적으로 연장된다.
유리하게는, 각 나선형 슬롯(34)의 깊이(P34)가 인클로저 표면(S32)의 최대 직경의 1 내지 49% 에 해당되고, 특히 25% 에 해당될 수 있다.
따라서, EP-A-1,391,246 의 장치와는 달리, 장치(30)가 단일체를 이루게 되며, 이로써 조립이 용이하게 된다.
장치(30)의 유출부에서의 반경방향 속도 성분과 축방향 속도 성분 간의 비율은 나선형 슬롯(34)의 피치에 따라 달라진다. 구체적으로, 장치(30)의 유출부에서의 유체의 속도 벡터의 회전 성분은 피치가 작을 때에 더 크다. 점성 유체인 경우에는 상기 피치가 작게 선택되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서, 장치(30)의 유출부에서의 유체의 속도 벡터의 회전 성분은 대략 축방향 성분보다 3배로 크다.
그러나, 작은 구경, 특히 0.9 mm 마만의 구경을 가진 스프레이 노즐(2)의 경우에는 스프레이 노즐 유출부에서의 회전 효과가 작게 되는데, 왜냐하면 통로 단면의 감소로 인하여 유체가 방출 채널(66) 내에서 강한 축방향 가속도를 겪기 때문이다. 따라서 스프레이 노즐 유출부에서의 유체의 축방향 성분이 반경방향 성분을 앞도하게 된다. 역으로, 큰 구경, 예를 들어 적어도 0.9 mm 의 구경을 가진 스프레이 노즐의 경우에서는, 방출 채널(66)에서 유체가 상대적으로 작은 축방향 가속을 겪게 되고 실질적인 회전 성분을 가지고 방출된다. 장치(30)는, 적어도 0.9 mm 의 구격을 가진 노즐 내부에 장착되도록 의도된다.
유리하게는, 장치(30)가 통로 도관(6) 내부에서 가능한 깊게, 즉 스프레이 노즐(2)의 유출 오리피스에 가능한 가깝게 밀어 넣어진다. 본 실시예에서는, 스프레이 노즐(2)의 유출 오리피스와 장치(30)의 하류측 단부 사이의 거리(d1)가 10 mm 미만, 특히 6 mm 이다. 이것은 스프레이 노즐(2)의 유출부에 대한 유체의 회전이 유지됨을 보장한다.
바람직하게는 장치(30)가 파지용 손잡이(36)를 더 포함하는데, 파지용 손잡이(36)는 몸체(32)에 비하여 작은 직경을 갖는다. 파지용 손잡이(36)는 몸체(32)에 대하여 상류 방향으로 축방향으로 연장된다. 이것은 청소 및/또는 교체를 위하여 스프레이 노즐(2)로부터 장치(30)를 수동으로 분리함을 가능하게 한다는 점에서 유리하다. 파지용 손잡이(36)는 적어도 5 mm 인 길이(l36)에 걸쳐 연장되는 것이 바람직하다. 이 최소 길이로 인하여, 장치(30)가 통로 도관(6) 내부에서 가능한 깊게, 즉 스프레이 노즐(2)의 유출 오리피스에 대해 가능한 가깝게 밀어 넣어질 수 있다.
본 실시예에서, 장치(30)는 스프레이 노즐(2)을 폐쇄하는 니들 밸브(22)의 통로를 위한 관통 보어(38)를 한정한다. 관통 보어(38)는 파지용 손잡이(36) 및 스프레이 노즐(2)를 통해 축방향으로 연장된다. 관통 보어(38)의 직경(d38)은 니들 밸브(22)의 직경과 실질적으로 동일하며, 이로써 코팅 제품이 몸체(32) 내부로 지나가지 않게 된다. 그러나 도시되지 않은 대안예에서는, 상기 관통 보어(38)의 직경(d38)이 니들 밸브(22)의 직경보다 더 크도록 선택될 수 있으며, 이로써 코팅 제품이 몸체(32) 내부로 지나갈 수 있게 된다. 이것은, 결과적으로 얻어지는 스프레이의 살포가 용이하게 되고, 또한 살포를 위한 (예를 들어, 공압으로 인한) 에너지 필요량이 적게 된다는 장점을 갖는다.
도 8 에 도시된 바와 같이, 건(1)은 코팅 제품을 공급하기 위한 결합부(40)를 포함한다. 이 결합부(40)는 스프레이 축(X-X')에 대해 직각을 향하며, 특히 건(1)의 몸체(10)로부터 하방향으로 연장된다. 이것은 코팅 제품 공급 호스(미도시)에의 연결을 위해 의도된 것이다. 결합부(40)로부터 스프레이 노즐(2)의 유출 오리피스로의 코팅 제품의 전달은 도 8 에서 화살표(F1)로 도시되어 있다.
상기 실시예와는 다른, 본 발명의 제2 실시예가 도 9 및 도 10 에 도시되어 있다. 제2 실시예는 스프레이 노즐(2) 내부에서 유체를 회전시키기 위한 장치(30)에 관한 것인바, 이 장치는 유체의 전부 또는 일부의 통과를 위한 적어도 하나의 나선형 구멍(33)을 한정하는 몸체(32)를 포함한다. 따라서, 제1 실시예와 비교할 때, 적어도 하나의 나선형 슬롯(34)이 나선형 도관, 즉 장치(30)의 몸체를 실질적으로 나선형의 방향으로 통과하는 구멍(33)으로 교체된 것이다. 이와 같은 장치는 예를 들어 3D 프린팅에 의하여 제작될 수 있다. 도시되지 않은 대안예에서, 몸체(32)는 유체의 전부 또는 일부의 통과를 위한 다수의 나선형 구멍(33)을 한정한다.
바람직하지만 선택적인 형태에 따르면, 이 장치(30)는 다음과 같은 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있는바, 이들은 기술적으로 허용가능한 범위 내에서 임의적으로 조합될 수 있다.
- 몸체(32)는 원통형 상류 부분 및 절두원추형 하류 부분을 포함하고, 각각의 나선형 구멍(33)은 몸체의 원통형 부분 및 절두원추형 하류 부분을 연속적으로 통과하도록 연장된다.
- 몸체(32)의 인클로저 표면(S32)은 원형 또는 타원형의 단면을 갖는다.
- 몸체(32)의 인클로저 표면(S32)은 적어도 부분적으로 원통형이고(표면 (S32a) 참조) 그리고/또는 절두원추형이다(표면 (S32b) 참조).
- 상기 몸체의 인클로저 표면(S32)은 원통형 상류 부분(S32a) 및 절두원추형 하류 부분(S32b)을 포함한다.
- 상기 장치는 몸체(32)에 비하여 작은 직경을 갖는 파지용 손잡이(36)를 더 포함한다.
- 상기 파지용 손잡이(36)의 길이는 5 mm 과 같거나 이보다 더 크다.
- 상기 장치는 스프레이 노즐(2)을 폐쇄하는 니들 밸브(22)의 통로를 위한 중앙 관통 보어(38)를 한정한다.
- 몸체(32)는 상기 유체의 전부 또는 일부의 통과를 위한 적어도 하나의 나선형 슬롯을 한정한다.
- 상기 장치는 3D 프린팅에 의하여 제작된다.
도시되지 않은 대안예에서, 니들 밸브(22)와 장치(30)는 서로에 대해 고정된다. 특히, 장치(30)는 니들 밸브(22) 주위에서 파지에 의하여 장착되거나 또는 니들 밸브(22)에 대해 크림핑(crimping) 또는 접착될 수 있다. 장치(30)와 니들 밸브(22)는 단일체로 이루어질 수도 있다.
도시되지 않은 다른 대안예에서, 스프레이 노즐(2)과 장치(30)는 분리불가능하게 연결된다. 특히 스프레이 노즐(2)과 장치(30)는 서로에 대해 고정된 두 개의 부품이거나, 또는 예를 들어 3D 프린팅에 의하여 제작된 단일의 동일 부품으로 이루어질 수 있다. 장치(30)의 슬롯(34)(들)은 코팅 제품 대신에 솔벤트를 주입함으로써 청소될 수 있다.
도시되지 않은 다른 대안예에 따르면, 장치(30)는 자동식 건(automatic gun) 내부에 장착되고, 상기 자동식 건은 작업자에 의한 수동 조작없이 작동하고 원격으로 제어된다.
도시되지 않은 다른 대안예에 따르면, 나선형 슬롯(34)들의 단면 및/또는 폭은 슬롯들 간에 상이할 수 있다. 각 슬롯의 단면 및/또는 폭은 슬롯의 길이에 따라서 다르게 될 수도 있다. 각 나선형 슬롯(34)의 단면은 사각형, 삼각형, 타원형, 다각형, 또는 이 방안(3D 프린팅)에 의해 고안가능한 형상을 가질 수 있다. 상기 단면의 면적도 다르게 될 수 있다. 이것은 0.2 mm2 내지 8 mm2 사이일 수 있다. 도시되지 않은 다른 대안예에 따르면, 스프레이 노즐(2)의 통로 도관(6)은 벌어지고 둥근 형태의 배출 세그먼트를 포함한다. 이에 의하면, 코안다 효과(Coanda effect)에 의해서 스프레이 노즐을 이탈하는 스프레이의 폭이 더 넓게 될 수 있다. 제트의 폭을 넓히기 위한 이 방안은 특히 작은 구경(0.9 mm 보다 작은 구경)을 가진 스프레이 노즐에 적합한데, 여기에서는 장치(30)에 의하여 부여되는 회전 효과가 상대적으로 적기 때문이다. 실제에서, 이와 같은 유형의 스프레이 노즐은 구경이 0.7 내지 1.2 mm 사이인 경우의 장치(30)에서 시너지 효과를 발생시킨다.
도시되지 않은 다른 대안예에 따르면, 본 발명에 따른 회전 장치, 즉 장치(30)와 동일 또는 상응하는 회전 장치 두 개가 통로 도관(6) 내부에서 서로에 대해 앞뒤로 직렬로 배치된다. 유리하게는, 상기 두 개의 장치들이 역방향의 쓰레드(thread)를 갖는데, 제1 장치의 각 슬롯은 우측 쓰레드를 가지고 제2 장치의 각 슬롯은 좌측 쓰레드를 갖거나, 혹은 그 역으로 된다. 이로 인하여, 유체 유동을 더 불안정하게 함이 가능하다. 상기 두 개의 장치는 단일체로 만들어질 수 있다.
도시되지 않은 다른 대안예에 따르면, 본 발명의 장치는 코팅 제품의 공급을 위한 두 개의 구분된 도관을 포함한다. 두 개의 도관에 담겨지는 제품은 동일한 코팅 제품이거나 또는 혼합될 서로 상이한 코팅 제품일 수 있다. 각각의 공급 도관은 장치(30)의 대응되는 슬롯(34)과 소통되고, 상기 슬롯(34)에는 적어도 두 개의 슬롯이 포함된다. 두 개의 구분된 도관 안에서 진행하는 코팅 제품들은 장치(30)의 하류에서 혼합될 수 있다. 따라서, 스프레이 노즐 내부에서 진행하는 유체의 일부는 슬롯을 통과한다. 보다 일반적으로 상기 장치의 각 슬롯은 코팅 제품의 공급을 위한 별도의 도관과 소통된다. 제품 공급 도관들의 갯수는 2 보다 클 수 있다.
위에서 설명된 실시예 및 대안예들의 구성들이 서로 조합되어서 본 발명의 새로운 실시예가 생성될 수 있다.

Claims (15)

  1. 스프레이 노즐(2) 내부의 유체를 회전시키는 장치(30)로서,
    유체의 전부 또는 일부의 통과를 위한 적어도 하나의 나선형 슬롯(helical slot; 34) 및/또는 나선형 구멍(33)을 한정하는 몸체(32)를 포함하는, 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 몸체의 인클로저 표면(enclosure surface; S32)은 원형 또는 타원형의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는, 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 몸체의 인클로저 표면(S32)은 적어도 부분적으로 원통형(S32a) 및/또는 절두원추형(S32b)인 것을 특징으로 하는, 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 몸체의 인클로저 표면(S32)은 원통형 상류 부분(S32a) 및 절두원추형 하류 부분(S32b)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 파지용 손잡이(36)를 더 포함하고, 상기 파지용 손잡이(36)는 몸체(32)보다 더 작은 직경을 갖는 것을 특징으로 하는, 장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파지용 손잡이(36)의 길이는 5 mm 이거나 5 mm 보다 더 큰 것을 특징으로 하는, 장치.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 스프레이 노즐(2)을 폐쇄하는 니들 밸브(needle valve; 22)의 통과를 위한 중앙 관통 보어(central through bore; 38)를 한정하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 3D 프린팅에 의하여 제작되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 몸체는 원통형 상류 부분 및 절두원추형 하류 부분을 포함하고, 상기 원통형 상류 부분의 표면과 상기 절두원추형 하류 부분의 표면 상에는 각각의 나선형 슬롯(34)이 연속적으로 연장되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 몸체는 원통형 상류 부분 및 절두원추형 하류 부분을 포함하고, 상기 몸체(32)의 절두원추형 하류 부분을 통하여 그리고 상기 원통형 부분을 통하여서는 각각의 나선형 구멍(33)이 연속적으로 연장되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  11. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 장치, 및 상기 스프레이 노즐을 폐쇄하는 니들 밸브와 스프레이 노즐 중 일부분을 포함하는 조립체로서,
    상기 장치와 상기 일부분은 서로에 대해 고정되거나 또는 단일체(single piece)로 이루어진 것을 특징으로 하는, 조립체.
  12. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 장치 또는 제11항에 따른 조립체를 포함하는 도포 장치(application device).
  13. 제12항에 있어서,
    상기 도포 장치는 수동식 또는 자동식의 스프레이 건인 것을 특징으로 하는, 도포 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 장치는 스프레이 노즐(2)에 의하여 한정된 유체 통로 도관(6) 내부에서 움직이지 못하게 되고, 상기 유체 통로 도관(6)은 장치(30)를 수용하는 하우징(housing; 60, 62)을 한정하며, 상기 장치(30)는 상기 장치의 몸체(32)의 인클로저 표면(S32)의 형상에 대해 상보적인 형상을 갖는 것을 특징으로 하는, 도포 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 장치는 유체 통로 도관(6)을 한정하는 스프레이 노즐(2)을 포함하고, 상기 유체 통로 도관(6)은 벌어지고 둥근 형태의(flared and rounded) 방출 세그먼트(discharge segment)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 도포 장치.
KR1020170117412A 2016-09-14 2017-09-13 스프레이 노즐 내부의 유체를 회전시키는 장치, 그 장치를 포함하는 조립체, 및 코팅 장치 KR102512019B1 (ko)

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