KR20180074086A - 정전식 스프레이 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정전압 스프레이 장치에 관한 것으로, 더 자세하게는 외부의 환경인자를 측정하고 반영하여 분체의 분무 정도를 조정하는 정전식 스프레이 장치에 대한 것이다.
본 발명은 정전압 스프레이 장치는 외부의 환경인자를 측정하고 반영하여 분체의 분사 정도를 조정하여 분체의 분사 효율성과 분체의 분사 품질을 제어할 수 있다.

Description

정전식 스프레이 장치{ELECTROSTATIC SPRAY DEVICE}

본 발명은 정전압 스프레이 장치에 관한 것으로, 더 자세하게는 외부의 환경인자를 측정하고 반영하여 분체의 분무 정도를 조정하는 정전식 스프레이 장치에 대한 것이다.

정전식 분사 시스템에서, 정전기장은 분사될 대상물 또는 제품과 스프레이 건 사이 근처에 생성된다. 분사된 입자는 정전기장을 통해 전달되고, 정전기장을 통과할 때 각각의 입자는 전하를 픽업한다. 이에 의해 대전된 입자는 분사될 제품에 부착된다. 이러한 처리에 의해, 분사된 입자의 더 많은 분율을 분사될 실제 제품으로 유도할 수 있고, 이에 의해 분사 효율이 종래 방법에 비해 크게 개선된다. 정전식 스프레이 건은, 분사하는 도전성 액체와 관련되어 사용될 수 있음에도 비전도성 액체 및 분말을 도포하는데 특히 유용하다.

이러한 정전식 스프레이 건은 목표 지점으로 스프레이 물질을 대량 전송하는 데에 있어서의 품질 및 효율을 증가시킬 목적으로 스프레이 입자를 하전시켜 공급한다. 유도 하전식 형태의 정전 노즐은 특정 산업과 농업 장치용으로 종종 선택되는데, 그 이유는 상기 노즐은 다른 형태의 정전노즐, 예컨대 충분한 하전을 위해 25 내지 50kV 정도의 전압을 이용하는 코로나, 접촉 또는 전기 유체역학적 하전 원리를 기초로 하는 노즐 같은 더 낮은 입력 전압과 전류를 사용하는 것이 일반적이기 때문이다. 종래 기술에는 기본적으로 두 종류의 스프레이 유도 하전 시스템이 있다. 첫 번째 종류는 전극을 비교적 넓은 유압식, 공압식 또는 다른 형태의 분무화 구역 근처에 위치시키고, 5 내지 15kV 정도의 작동 전압에서 충분히 높은 유도 하전 전계 구배를 얻는 노즐에 관한 것이다. 유도를 기초로 한 장치의 두번째 종류는 보다 양호하게 구획된 분무화 구역에 아주 근접하게 배치되는 내부 매입형 전극을 구비하며, 전극이 분무 구역에 근접하게 위치하기 때문에 단지 1 내지 3kV의 전극 전압으로 충분한 유도 하전 전계 구배를 전개시킬 수 있는 노즐에 관한 것이다. 후자 형태의 예에는 로우(Law)와 파멘타(Parmentar) 등에 의한 것이 있다.

하전된 액적이 목표 지점 쪽으로 전기적으로 추진되는 힘의 크기는 액적의 하전 정도와 액적의 크기의 함수이다. 액적의 크기를 적절히 제어하고 적절히 하전시키면, 결과적으로 특히 3차원 목표물의 은폐 구역에 부착시키는 효율을 크게 향상시킬 수 있다. 로우 및 파멘타에 의한 종래 공기 분무화 유도 하전식 장치는 정전기 효과를 위해서 물 액적을 직경 100㎛ 이하의 원하는 크기 범위로 성공적으로 분무하고, 이 액적을 적어도 3mC/ℓ의 최소의 원하는 정도로 하전시킨다. 이들 매개변수에 따라서, 농작물용 분무 시에 만나게 되는 모종 덮개(plant canopy)와 같은 복잡한 목표물 형상으로의 유사한 비(非)하전식 분무와 비교하여, 적어도 2배의 부착 증가가 얻어진다. 그러나, 통상적으로 사용된 재료가 스프레이 액체 속으로 혼합되어 종래 노즐에 사용될 때, 하전 정도는 정상적인 사용 기간으로서 고려되는 시간 간격에 걸쳐 현저하게 감소하게 된다. 예를 들면, 농약 및 엽상 비료의 분무시에 통상적으로 사용되는 분말, 전도성 액체 또는 금속의 혼합물을 사용하여, 로우의 노즐(또는 유전성 액체 팁에 의해 수정된 상기 노즐의 상업 제품)을 가지고 반나절 동안 분무 작업을 행하면, 하전 정도는 물만을 사용하여 얻어질 수 있는 정도보다 1/5 이하로 감소할 수 있다. 물에 상기 형태의 첨가제를 가하여 연속적으로 사용하는 것은, 공업용 및 농업용 분무 작업시에 만나게 되는 오염된 환경에서, 정 전 스프레이 노즐과 전원에 돌이킬 수 없는 손상을 일으킨다.

따라서, 필요에 따라 정전식 스프레이 건을 통하여 분무되는 대상물의 분무정도를 조정하는 것이 요구되며, 이러한 분무정도를 조절하기 위한 다양한 구성이 제안되고 있다.

한국 공개특허 제2015-0138245호는 복수의 스위치를 구비하고 각 스위치의 작동여부를 확인하여 밸브와 고전압 유닛을 제어하는 정전기 분사 장치를 개시하고 있지만, 분무정도의 미세한 조정은 용이하지 않는 문제가 여전히 존재한다.

한국 공개특허 제2015-0066548호는 정전식 스프레이 건용 교류 발전기 표시기에 대한 발명으로 교류발전기에 결합되고 회전자의 회전 속도의 대표값을 출력하도록 구성되어 있어 교류발전기 작동 조건을 확인할 수 있도록 하지만 여전히 분무정도에 대한 직접적인 수치를 제시하고 있지 못하고 있다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전술한 문제점을 해결하여, 나일론 섬유를 사용하지 않는 원형 복원성 부직포의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 유동화 상태의 분체를 분출구를 통하여 피도장물에 분무하는 정전식 스프레이 장치에 있어서, 외부 환경인자의 측정부를 상기 분출구의 일측에 구비하며, 외부 환경인자인 화학물질 측정부를 상기 분출구의 일측에 구비하며, 상기 외부 환경인자인 화학물질 측정부의 측정치에 따라 분사제어수단에 의해서 분체의 분사정도가 조정되는 것을 특징으로 하는 정전식 스프레이 장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 외부 환경인자로는 화학물질 등일 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 분사제어수단은 유압 제어부인 것을 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 분사제어수단은 정전압 제어부인 것을 사용할 수 있다. 그리고, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 분사제어수단은 유량 제어부인 것을 사용할 수 있다.

본 발명은 정전압 스프레이 장치는 외부의 환경인자를 측정하고 반영하여 분체의 분사 정도를 조정하여 분체의 분사 효율성과 분체의 분사 품질을 제어할 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 안 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전식 스프레이 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전식 스프레이 장치의 단면도이다.

이하, 본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1 및 도 2에는 본 발명에 따른 정전식 스프레이 장치의 일 실시예가 개략적으로 도시되어 있다. 하지만, 이하 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 유동화 상태의 분체를 분출구를 통하여 피도장물에 분무하는 정전식 스프레이 장치는, 외부 환경인자의 측정부를 상기 분출구의 일측에 구비하며, 외부 환경인자인 화학물질 측정부를 상기 분출구의 일측에 구비하며, 상기 외부 환경인자인 화학물질 측정부의 측정치에 따라 분사제어수단에 의해서 분체의 분사정도가 조정되는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 정전압 스프레이 장치는 외부의 환경인자를 측정하고 반영하여 분체의 분사 정도를 조정하여 분체의 분사 효율성과 분체의 분사 품질을 제어할 수 있다.

많은 도장법 중에서 분체 도장은, 용제를 사용하고, 건조에 의해 도막을 형성하는 액체 도료에 의한 도장에 비하여 용제를 사용하지 않기 때문에 자원 절감은 물론 휘발성 유기 화합물의 배출을 방지할 수 있으므로 친환경적이고, 또한 도막 강도가 뛰어난 등의 이점이 있다. 또한 피도장물에 도착되지 않은 도료를 회수하여 재사용하는 것이 가능하여 자원의 유효 활용에도 뛰어난 도장 방법으로 알려져 있다.

한편, 각종 분체 도장 방법 중 스프레이 건에 의한 분체 도장은 범용성이 높고 광범위한 피도장물에 대응할 수 있는 도장 방법으로 널리 이용되고 있다. 또한, 고전압 정전기에 의한 도착 효율을 이용하여, 분무된 도료의 도착 효율을 높여 자원의 유효 활용을 도모하는 정전 도장도 이들의 유효한 도장 방법으로서 넓은 범위에서의 보급이 요망되고 있다.

분체 도료는 그 자체에서 피도장물에의 도착성이 없기 때문에 통상의 분체 도장용 스프레이 건은 분무된 분체도료를 고전압 정전기를 사용하여 피도장물에 부착시키는 기능을 가지며, 정전 스프레이 건으로서 구성되어 있다. 따라서, 분체 도료는 압축 에어에 의해 유동화된 상태에서 스프레이 건에 들여보내지며, 선단에 설치한 분무구로부터 분무된 후 하전 전극으로부터의 방전에 의한 이온화 권역에서 하전되고, 피도장물을 향하여 형성되는 전계에 의해 피도장물에 효과적으로 부착되게 된다.

일반적인 분체 도료의 공급은 이젝터 방식의 펌프에 의해 비교적 많은 공기와 함께 들여 보내지기 때문에 상기한 분무구는 비교적 큰 구경으로 유속을 억제하고, 또한 분무구의 전방에 배플을 배치하여 직진하는 분무 유속을 억제하며, 정전기에 의한 도착 효과를 방해하지 않도록 하고 있다.

본 발명의 정전식 스프레이 장치는 외부 환경인자의 측정부를 상기 분출구의 일측에 구비한다. 이러한 외부 환경인자의 측정부는 화학물질 등과 같은 외부 환경인자를 측정할 수 있으며, 필요에 따라 적적할 성능의 측정센서를 채택할 수 있다.

정전식 스프레이 장치에서의 분사되는 분체는 매우 미세한 분말이므로 화학물질의 농도와 같은 외부의 환경에 많은 영향을 받을 수 있다. 따라서, 이러한 외부 환경 요인의 영향을 최소화 하여 분사 균일한 분사 품질을 유지하기 위하여 외부 환경 요인에 따른 분사 정도의 조정이 필요하다.

예를 들면, 화학물질의 농도가 높은 경우에는 분사된 화학물질로 인한 뭉침 등이 발생할 수 있으므로 분사의 유량을 높이는 것이 바람직할 수 있다. 이와 같이 화학물질의 영향에 따른 분사 품질을 고려하여 분사 정도를 조절할 수 있다.

또한, 새집증후군 등의 예방 및 해소를 위한 흡착성분의 분체를 분무하는 경우에는 화학물질의 농도가 높은 경우에는 분사 정도를 높여서 유해 화학물질의 제거 효율을 높일 필요가 있다.

그리고, 분사 정도를 조절하기 위한 요소로는 여러 가지 요소가 있을 수 있지만 유압, 유량 또는 정전압 제어를 통하여 정전식 스프레이 장치의 분사 정도를 조절할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 분체의 분사정도의 조정 수단은 유압 제어부인 것을 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 분체의 분사정도의 조정 수단은 정전압 제어부인 것을 사용할 수 있다. 그리고, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 분체의 분사정도의 조정 수단은 유량 제어부인 것을 사용할 수 있다.

이러한 분체의 분사정도의 조정 수단은 상기 외부 환경인자의 측정부의 측정치를 반영하여 조정될 수 있으며, 필요에 따라 사용자에 의해 수동으로 조정될 수 있다.

또한, 분체의 분사정도의 조정 수단에 의해서 조정되는 유압, 유량 또는 정전압은 작동 수치를 표시하는 외부디스플레이가 정전식 스프레이 장치에 구비될 수 있다.

본 발명은 정전압 스프레이 장치는 외부의 환경인자를 측정하고 반영하여 분체의 분사 정도를 조정하여 분체의 분사 효율성과 분체의 분사 품질을 제어할 수 있다.

Claims (4)

1. 유동화 상태의 분체를 분출구를 통하여 피도장물에 분무하는 정전식 스프레이 장치에 있어서,
   외부 환경인자인 화학물질 측정부를 상기 분출구의 일측에 구비하며, 상기 외부 환경인자인 화학물질 측정부의 측정치에 따라 분사제어수단에 의해서 분체의 분사정도가 조정되는 것을 특징으로 하는 정전식 스프레이 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 분사제어수단은 유압 제어부인 것을 특징으로 하는 정전식 스프레이 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 분사제어수단은 정전압 제어부인 것을 특징으로 하는 정전식 스프레이 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 분사제어수단은 유량 제어부인 것을 특징으로 하는 정전식 스프레이 장치.

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