KR20210083322A - 코팅 제품 스프레이용 보울, 상기 보울을 포함하는 회전식 스프레이 장치, 및 상기 스프레이를 세정하는 방법 - Google Patents

코팅 제품 스프레이용 보울, 상기 보울을 포함하는 회전식 스프레이 장치, 및 상기 스프레이를 세정하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의하여 코팅 제품용 회전식 스프레이 장치(2)에 통합되는, 코팅 제품(coating product)을 스프레이하기 위한 보울(6)이 제공되는바, 상기 스프레이 장치는: 회전축(X8) 주위로 보울(bowl)을 구동하는 터빈(turbine)(4); 및 상기 회전축(X8)을 정의하고 또한 크라운(crown)(88) 내에 배치되어 형상화 공기(shaping air)를 배출하는 오리피스(orifice)(82)들을 포함하는 몸체(8);를 포함한다.
상기 보울은, 축(X6)에 중심을 가진 몸체(60)를 포함하고, 또한 코팅 제품을 스프레이 에지(spraying edge)(63)로 배분하기 위한 내측 반경방향 표면(61)과 외측 반경방향 표면(65)을 한정한다.
상기 보울의 외측 반경방향 표면(65)은, 상기 외측 반경방향 표면을 따라서 스프레이 에지(63)를 향해 유동하는 세정 제품(cleaning product)의 유동(F2)을 상기 몸체의 크라운(88)을 향하여 적어도 부분적으로 지향(F4)시키기 위하여 제공되는 디플렉터(deflector)(66)를 포함한다.

Description

코팅 제품 스프레이용 보울, 상기 보울을 포함하는 회전식 스프레이 장치, 및 상기 스프레이를 세정하는 방법
본 발명은 코팅 제품을 스프레이하기 위한 보울, 그러한 보울을 포함하는 회전식 스프레이 장치, 및 그러한 스프레이 장치를 세정하기 위한 방법에 관한 것이다.
코팅 제품을 정전기 방식 또는 순수 공압식 방법으로 스프레이하는 분야에서는, 회전식 스프레이기의 보울이 회전되도록 설정되고, 코팅 제품의 액적들이 상기 보울의 스프레이 에지로부터 배출되어 상기 에지로부터 구름을 형성하도록 상기 보울에 코팅 제품이 공급된다는 점이 알려져 있는바, 상기 액적들은 예를 들어 자동차 몸체와 같은 코팅될 대상물을 향하여 지향될 수 있다. 이와 같은 유형의 장비에 있어서는, 상기 액적 구름이 코팅될 대상물을 향하도록 지향 또는 형상화시키기 위해서, 액적 구름을 안내하는 공기 유동을 이용하는 방안이 알려져 있다.
이와 같은 적용예에서는, 특히 예를 들어 코팅 제품을 자동차를 위한 색상으로 변경하기 위하여 코팅 제품을 교체할 때에, 스프레이기를 정규적으로 세정함이 필요하다.
이 문제는 자동차 코팅 시스템에만 국한되는 것이 아니다. 이것은 다른 산업용 제품을 위한 코팅 설비에 관한 것이기도 하다.
이러한 상황에서, 각각 전용의 세정 제품 공급 시스템이 구비된 세 가지의 구별된 린스 시스템(rinsing system)을 이용하는 방안이 알려져 있으며, 이 세 개의 시스템들은 인젝터 채널과, 가능하게는 보울의 내측 반경방향 표면을 위한 린스 링(rinsing ring), 보울의 외측을 위한 린스 채널, 그리고 마지막으로 액적 구름을 형상화시키기 위한 공기 배출 오리피스가 개방되어 있는 스프레이 장치의 몸체의 전방면을 세정하도록 설계된 외측 린스 박스(outer rinsing box)를 포함한다.
상기 린스 박스는 설계 및 제조가 복잡하다. 이것의 이용은 코팅 제품 교체 시간을 증가시킬 뿐만 아니라, 린스 박스는 특정의 방식으로 설치, 세정 제품 공급, 및 유지되어야 하기 때문에, 코팅 제품 스프레이 시설의 작동 비용을 증가시킨다.
회전식 코팅 제품 스프레이기의 보울의 내측 및 외측 부품들을 위하여 다양한 기술들이 고려되어 왔는데, 이는 문헌들 EP-A-0 715 896, EP-A-0 951 942, EP-A-1,426,113, US-B-6,578,779, EP-A-2,464,459, EP-A-0,878,238, US-B-6,569,258, US-B-6,341,734, EP-A-3,046,675, EP-A-0,785,032, US-A-5,813,708, US-B-8,840,043, JP-A-2013,000611, JP-A-H10,99731, 및 JP-A-2002,186883 로부터 알 수 있다. 이 문헌들은 안내 공기 배출 포트들이 개방되어 있는 스프레이 장치 몸체의 전방면을 린스함에 관한 것이 아니다.
문헌 US-B-6,569,258 에는 오리피스들 자체를 통하여 용제(solvent)를 공급함으로써 공기 안내 배출 오리피스들을 세정하는 방안이 개시되어 있다. 그 세정은 효과적이지만, 이 방안은 공기 배출 오리피스들의 복수의 작은 공급 채널들을 위한 많은 건조 시간을 유발한다. 실제, 세정 작업의 끝에서는, 코팅 적용의 품질을 저해하지 않도록 세정 제품의 액적들이 코팅 대상물에 스프레이 되지 않음을 보장하기 위하여 상기 채널들이 주의깊에 건조되어야 한다.
이에 반하여 문헌 US-A-2017/128969 의 제1 실시예의 보울은 세정 채널의 유출구에 배치된 어깨부를 포함하는데, 상기 어깨부는 회전축에 대해 반경방향으로 세정 제품을 보울이 장착되는 스프레이 장치의 몸체의 내측 표면을 향하여, 그리고 스프레이 장치의 전방을 향하도록 지향시키는 효과가 있다. 제2 실시예의 보울은 후방에서 원통형이고 전방에서 절두원추형인 반경방향 외측 표면을 포함한다. 코팅 제품은 상기 원통형 표면과 절두원추형 표면 사이의 접합부에 의하여 절두원추형 형상 및 전방을 향하는 유동을 갖도록 안내된다. 이와 같이 상이한 보울들은 공기 배출 오리피스가 개방되어 있는 스프레이기 몸체의 크라운을 세정하지 못한다. 그러므로 상기 크라운은 특정 수단에 의하여 세정되어야 한다.
본 발명은, 린스 박스와 같은 추가적인 장비를 이용하지 않고서 세정이 효과적이고 신속한 방식으로 수행될 수 있도록 스프레이기의 세정을 용이하게 하는, 코팅 제품 스프레이용 회전식 스프레이 장치의 새로운 보울을 제안함으로써 상기 문제들을 해결함을 목적으로 한다.
상기 목적을 위하여, 코팅 제품용 회전식 스프레이 장치에 통합되는, 코팅 제품(coating product)을 스프레이하기 위한 보울이 본 발명에 의해 제공되는바, 상기 스프레이 장치는: 회전축 주위로 보울(bowl)을 회전시키는 터빈(turbine); 및 상기 회전축을 정의하고 또한 크라운(crown) 내에 배치되어 형상화 공기(shaping air)를 배출하는 오리피스(orifice)들을 포함하는 몸체;를 포함한다. 상기 보울은, 축에 중심을 가진 몸체를 포함하고, 또한 코팅 제품을 스프레이 에지(spraying edge)로 배분하기 위한 내측 반경방향 표면과 외측 반경방향 표면을 한정한다. 본 발명에 따르면, 상기 보울의 외측 반경방향 표면은, 상기 외측 반경방향 표면을 따라서 스프레이 에지를 향해 유동하는 세정 제품(cleaning product)의 유동을 상기 몸체의 크라운을 향하여 적어도 부분적으로 지향시키기 위하여 제공되는 디플렉터(deflector)를 포함한다.
본 발명에 의하여, 상기 디플렉터는 세정 제품을 공기 배출 오리피스가 개방되어 있는 몸체의 크라운으로 되돌려 보내는 것이 가능하고, 이에 의하여 상기 크라운에서 크라운에 형성되는 코팅 제품의 퇴적물을 세정함이 가능하게 되며, 이는 특히 간편하고 신속하며 효과적인 방식으로 이루어진다. 따라서 본 발명에 따른 보울을 구비한 스프레이의 전방면이 효과적으로 세정될 수 있다.
본 발명의 유리하되 필수적이지 않은 사항들로서, 상기 스프레이는 다음과 같은 특징들 중 적어도 한 가지를 포함할 수 있다.
- 상기 디플렉터는 상기 외측 반경방향 표면의 각도상 파단 영역(angular breaking area)을 형성한다.
- 상기 디플렉터는, 상기 회전축에 대해 반경방향인 평면에서 상기 디플렉터의 상류측에 있는 외측 반경방향 표면과 함께, 정점(apex)(α)에서 10° 내지 170° 사이, 바람직하게는 45° 내지 135° 사이의 각도를 가진 이면체(dihedral)를 형성한다.
- 상기 디플렉터는 외측 반경방향 표면을 따라서 스프레이 에지로부터 비-제로 거리(non-zero distance)를 두고 위치하며, 상기 비-제로 거리는 바람직하게는 5mm보다 크고, 더 바람직하게는 10mm보다 크다.
- 상기 디플렉터는 세정 제품의 유동을 크라운의 방향으로 안내하기 위한 채널(channel)들을 구비한다.
- 상기 채널들은 디플렉터를 통하도록 형성된다.
- 변형예에서, 상기 채널들은 디플렉터의 표면에 배치된 노치들이다.
- 상기 채널들은 상기 회전축에 대한 반경방향 직각 방향에서 기울어져 있다.
- 상기 디플렉터는 보울과 일체이다.
- 변형예에서, 상기 디플렉터는, 특히 용접, 접착, 애디티브 제조(additive manufacturing), 또는 나사체결에 의하여 상기 보울의 외측 반경방향 표면에 부착된 부재이다.
본 발명의 다른 양태에 따라 제공되는 회전식 코팅 제품 스프레이 장치는: 회전축 주위로 회전하는 보울, 상기 보울을 회전축 주위로 회전시키는 터빈, 상기 회전축을 정의하고 상기 보울의 스프레이 에지로부터 방출되는 코팅 제품의 액적들을 구름과 같이 형상화시키기 위한 공기를 배출하는 오리피스들을 포함하는 몸체를 포함하는바, 상기 오리피스들은 상기 몸체의 링에 배치된다. 본 발명에 따르면 상기 보울은 전술된 보울이다.
유리하게는:
- 상기 디플렉터는, 회전축을 따라서 상기 회전축의 크라운의 직각 투사 지점의 상류에서, 보울의 스프레이 에지를 향하는 코팅 제품의 유동 방향을 따라 배치된다.
- 상기 디플렉터는, 회전축을 따라서 상기 회전축의 크라운의 직각 투사 지점의 하류에서, 보울의 스프레이 에지를 향하는 코팅 제품의 유동 방향을 따라 배치된다.
- 상기 크라운은, 몸체의 전방면을 형성하고, 상기 회전축에 대해 전체적으로 직각이다.
본 발명의 제3 양태에 따라 제공되는, 회전식 코팅 제품 스프레이 장치를 세정하는 방법은:
a) 보울이 회전하고 있는 때에 상기 보울의 외측 반경방향 표면을 향하여 세정 제품의 유동을 지향시키는 단계; 및
b) 상기 세정 제품이 적어도 디플렉터의 레벨까지 유동함을 허용하되, 적어도 부분적으로는 스프레이 장치의 몸체의 크라운의 방향으로 유동하게 하는 단계;를 적어도 포함한다.
유리하게는, 상기 b) 단계는:
b1) 공기 배출 오리피스들에 가압 공기가 공급되지 않는 제1 하위 단계; 및
b2) 상기 공기 배출 오리피스들에 가압 공기가 공급되는 제2 하위 단계;를 포함한다.
본 발명의 원리에 따른 회전식 코팅 제품 스프레이 장치의 실시예들에 관한 아래의 설명으로부터 본 발명의 다른 장점들이 잘 이해될 것인바, 상기 설명에는 본 발명에 따른 보울, 상기 스프레이 장치를 세정하는 방법 등이 상세히 설명되어 있으며, 그 설명은 하기 첨부 도면들을 참조로 하되 예시적으로서만 제시된다.
도 1 에는 본 발명에 따른 보울을 포함하는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 코팅 스프레이 장치의 주요 부분 종단면도가 도시되어 있다.
도 2 에는 도 1 의 III 부분의 확대 상세도인데, 여기에는 스프레이의 제1 세정 단계가 도시되어 있다.
도 3 에는 도 2 와 유사한 상세도가 도시되어 있는바, 여기에는 제2 시정 단계가 도시되어 있다.
도 4 에는 도 2 와 유사한 상세도가 도시되어 있는바, 여기에는 본 발명의 일부 기하학적 사양들이 표시되어 있다.
도 5 에는 도 2 와 유사한 도면이 도시되어 있는바, 여기에서는 본 발명의 다른 기하학적 사양들이 표시디어 있다.
도 6 에는 도 5 와 유사한 도면이 도시되어 있는바, 여기에는 본 발명의 제2 실시예에 따른 스프레이 장치가 도시되어 있다.
도 7 에는 도 5 와 유사한 도면이 도시되어 있는바, 여기에는 본 발명의 제3 실시예에 따른 스프레이 장치가 도시되어 있다.
도 1 내지 도 5 에 단면이 도시되어 있는 전방부를 구비한 스프레이 장치(2)는, 스프레이 장치(2)의 몸체(8)에 의해 형성되는 축(X8) 주위로 보울(6)을 회전시키기 위한 터빈(4)을 포함한다.
스프레이 장치(2)는 정전기 방식 또는 비-정전기 방식의 것일 수 있다.
보울(6)에는 축방향 도관(10)에 의하여 코팅 제품이 공급되는데, 상기 축방향 도관(10)은 축(X8)에 중심을 두고 있으며 또한 보울(6)의 허브(62) 안으로 개방된다. 상기 보울은 보울의 중심축(X6)을 기준으로 내측 반경방향 표면(61) 및 외측 반경방향 표면(65)을 구비한 단일체의 몸체(60)를 포함하며, 상기 중심축(X6)은 보울(6)이 터빈(4)에 장착된 때에 축(X8)과 일치한다. 상기 보울(6)에는 배분기(64)가 구비되고, 상기 배분기(64)는 도관(10)으로부터 나오는 코팅 제품을 코팅 제품이 배분되는 내측 반경방향 표면(61)의 방향으로 되돌려 보냄을 가능하게 하며, 상기 내측 반경방향 표면(61)의 하류측 단부는 스프레이 장치(2)의 작동 동안에 코팅 제품의 액적들의 구름(N)의 스프레이 에지(63)를 이룬다. 상기 내측 반경방향 표면(61)의 기능은 도관(10)으로부터 나오는 코팅 제품을 균일하게 배분하되, 스프레이 에지(63)에 접근함에 따라서 축(X8)을 따라 그 두께가 감소하도록 하는 것이다.
중심축(X6)을 따라서, 표면(65)도 스프레이 에지(63)로 연장된다.
상기 내측 반경방향 표면(61), 외측 반경방향 표면(65), 및 스프레이 에지(63)는 중심축(X6)에 중심을 갖는다.
스프레이 에지(63)의 직경은 D63 으로 표시된다.
본 설명에서, '상류'라 함은 도 1 내지 도 7 에서 좌측에 있는 코팅 제품 또는 세의 공급원을 향하는 방향에 해당되고, '하류'라 함은 상기 도면들에서 우측에 있는 스프레이 에지(63)를 향하는 반대측의 방향에 해당된다.
터빈(4)의 로터(42)와 보울(6) 간의 회전 연결은 자기 인력에 의해 이루어질 수 있는바, 구체적으로는 외측 반경방향 표면(65)의 레벨에서 보울(6)에 통합되어 있는 강자성(ferromagnetic) 링(67)과 상기 로터에 통합된 자석(47)에 의해 이루어질 수 있다. 변형예에서는, 회전방향으로 보울(6)에 대해 로터(42)를 유지시키는 다른 수단이 이용될 수 있으며, 예를 들면 나사체결에 의한 유지될 수 있다.
몸체(8)에는 도시되지 않은 코팅될 대상물의 방향을 향하여 스프레이 에지(63)를 이탈하는 코팅 제품 액적들의 구름(N)을 안내 또는 형상화시키는 스커트 공기 배출 오리피스(skirt air ejection orifice)(82)들이 구비된다. 도 1 에서, 오리피스(82)를 이탈하는 공기 제트는 화살표(F1)로 표시되어 있다. 실제에서, 오리피스(82)들은 축(X8) 주위에 균일하게 분포되되, 2° 내지 15°의 각도 간격을 두고 분포된다.
오리피스(82)들에는 "스커트"라고 호칭되는, 스프레이 장치(2)의 부분(86)에 배치된 가압 공기 도관(84)에 의하여 공급된다.
오리피스(82)들은 스프레이 장치(2)의 각도상 표면에서 개방되는바, 상기 각도상 표면은 보울(6)이 스프레이 장치(2)에 장착된 때에 보울(6)과 축(X8)을 둘러싸는 링(88)을 형성한다. 상기 링(88)은 몸체(8)의 전방면, 즉 스프레이 장치(2)의 작동 동안에 코팅될 대상물을 향하여 지향되는 단부면을 형성한다.
크라운(88)은 축(X8)에 대해 전체적으로 직각을 이루는바, 즉 도면들에서 축(X8)에 대해 반경방향을 이루는 평면 내에서 축(X8)에 대해 80° 내지 100° 사이의 각도를 형성한다.
특히 본 발명이 해결하고자 하는 문제는, 특히 코팅 제품의 교체시에 상기 크라운(88)을 세정함에 관한 것이다.
보울(6)의 외측 반경방향 표면(65)에는 디플렉터(66)가 배치되고, 상기 디플렉터(66)는 외측 반경방향 표면(65) 위로 유동하는 세의 유동의 적어도 일부분이 크라운(88)을 향하여 지향되도록 편향시키게끔 구성된다.
도 1 내지 도 5 에 도시된 예에서, 디플렉터(66)는 보울(6)과 일체를 이루며, 외측 반경방향 표면(65)의 기계가공에 의하여 만들어질 수 있다. 변형예에서는, 상기 디플렉터가 용접, 접착, 애디티브 제조(additive manufacturing), 나사체결, 또는 임의의 다른 적합한 기계적 조립 수단에 의하여 몸체(60)에 부착될 수 있다.
상기 디플렉터는 외측 반경방향 표면(65)의 주변부 전체 둘레로 연속적으로, 즉 몸체(60) 전체 주위로 연장된다.
디플렉터(66)는 외측 반경방향 표면(65)에서 각도상 파단 영역(angular break area), 즉 중심축(X6)에 대해서 표면의 방향이 갑자기 바뀌는 영역을 형성한다.
따라서, 보울(6)의 외측 반경방향 표면(65)을 세정함이 적절할 때에는, 소정량의 세정 제품이 도 2 에 표시된 화살표(F2)의 방향으로 상기 표면을 향해 지향된다. 이로써 형성된 세정 제품의 유동은 외측 반경방향 표면(65)에 걸쳐서 퍼지게 되고, 디플렉터(66)와 맞닥뜨릴 때까지 스프레이 에지(63)를 향하여 진행하는데, 상기 디플렉터(66)는 상기 유동을 도 2 에서 화살표(F4)로 표시된 바와 같이 크라운(88)을 향하여 되돌림으로써 그 유동 방향을 변형시킨다.
세정제품이 스프레이 에지(63)를 향하여 유동하는 방향에서 상기 디플렉터(66)의 상류 및 하류에 위치한 외측 반경방향 표면(65)의 일부분들은 각각 652, 654 로 표시되었다. 하류 부분(654)은 중심축(X6)을 따라서 디플렉터(66)와 스프레이 에지(63) 사이에 위치한다. 중심축(X6)에 대해 반경방향인 평면에서 표면에 대해 평행하게 측정된 하류 부분(654)의 길이는 d6 로 표시되었다. 이 길이는 디플렉터(66)와 스프레이 에지(63) 사이의 거리에 해당된다. 이 거리는 디플렉터(66)의 하류 단부와 스프레이 에지(63) 사이에서 측정된다. 이 거리는 비-제로(non-zero)이고, 바람직하게는 5 mm 이상, 더 바람직하게는 10 mm 보다 크다.
외측 반경방향 표면(65), 구체적으로는 크라운(88)에 가까운 중간 영역에 디플렉터(66)를 배치하면, 외측 반경방향 표면(65)을 세정하기 위하여 의도된 액체 제품을 크라운(88)에 의해 형성되는 각도상 표면을 세정하는데에도 이용함이 가능하게 된다.
따라서, 스프레이 장치(2)의 세정에는, 도관(10)을 거쳐서 세정 제품을 주입함으로써 내측 반경방향 표면(61)을 세정하는 종래의 단계에 추가하여, 화살표(F2)에 의해 표시된 제1 단계로서, 보울(6)의 외측 반경방향 표면(65)이 중심축(X6) 및 축(X8) 주위에서 터빈(4)에 의하여 함께 구동되는 때에 보울(6)의 외측 반경방향 표면(65)의 상류 부분(652)을 향하여 세정 제품의 유동을 지향시키는 단계를 포함하게 된다. 이 제1 단계는 보울의 외측 반경방향 표면이 세정되는 소정 스프레이 장치과 관련하여 이미 알려진 것이다. 이 방법에 포함되는 추가적인 단계 동안에는, 세정 제품이 디플렉터(66)의 레벨에 이르기까지 상류 부분(652)에 걸쳐서 유동하되 디플렉터(66)의 지점에서는 화살표(F4)로 표시된 바와 같이 크라운(88)을 향하여 편향 또는 재지향(redirect)된다.
유리하게도 이와 같은 제2 단계는, 도 2 및 도 3 에 각각 도시된 두 개의 하위 단계들로 구분될 수 있다.
제1 하위 단계에서는, 오리피스(82)들에 가압 공기가 공급되지 않는다. 이로 인하여, 디플렉터(66)에 의해 전환되는 세정 제품의 유동이 오리피스(82)들의 반경방향 외부에 위치한 링의 부분(882)을 포함하는 링(88) 전체를 효과적으로 세정할 수 있다.
도 3 에 도시된 제2 하위 단계에서는, 가압 공기가 오리피스(82)들로 공급되는바, 화살표(F1)로 도시된 바와 같이 오리피스(82)들을 이탈하는 가압 공기 제트는 화살표(F6)로 도시된 바와 같이 외측 반경방향 표면(65)의 하류 부분(654)을 향하여 세정 제품의 유동의 방향을 전환시킨다.
따라서, 표면 부분(652) 상의 디플렉터(66)의 상류측과 표면 부분(654) 상의 디플렉터(66)의 하류측 모두에서 외측 반경방향 표면(65)의 완전한 세정이 달성될 수 있다.
도 4 에 보다 명확히 도시된 바와 같이, 디플렉터(66)는 중심축(X6)을 따르는 축방향에서 중심축(X6)에 대한 표면(88)의 투사점(P88)의 하류에 위치한다. 다시 말하면, 디플렉터(66)는 중심축(X6)을 따라서 오리피스(82)들의 하류에 위치한다.
변형예에서는, 도 4 에 혼합된 선으로 도시된 바와 같이, 디플렉터(66')가 오리피스(82)들의 상류에 배치될 수 있다.
도시되지 않은 다른 변형예에서는, 디플렉터(86)가 중심축(X6)을 따라서 오리피스(82)들과 정렬될 수 있다.
반경방향 단면에서, 디플렉터(66)는 전체적으로 삼각형 형상을 가지며, 도 3 에 도시된 바와 같이 약간 오목한 두 개의 표면을 갖는다.
디플렉터(6)의 상류 표면 및 하류 표면은 각각 662와 664로 표시되는바, 이들은 표면 부분(652) 및 표면 부분(654)를 대면하는 표면들, 즉 각각 스프레이 장치(2)의 보울(6)의 장착된 구성에서 터빈(4) 및 스프레이 에지(63)를 대면한다.
Δ65 는 중심축(X6)에 대해 반경방향인 평면, 즉 도 4 의 평면에서 디플렉터(66)의 상류측에서 표면(65)에 대해 접하는 직선이다. 또한 Δ66 는 동일한 평면에서 표면(662)의 정점을 통과하고 베이스를 통과하는 직선인데, 여기에서 상기 베이스는 디플렉터(66)의 상류측에서 디플렉터(66)와 외측 반경방향 표면(65) 사이의 접합부이고, 상기 정점은 디플렉터(66)의 외측 반경방향 에지이다. 직선 Δ66 은 도 4 의 평면에서 표면(662)의 평균적인 방위를 나타낸다.
직선들 Δ65 및 Δ66 은, 도 3 의 평면에서 정점에서의 각도가 α 로 표시된 이면체(dihedral)(D)이다.
이 각도는 대략 135°의 값을 갖는다.
변형예에서는 도 4 에 개략적으로 도시된 대안적인 실시예에서의 혼합선(mixed line)들로 도시된 바와 같이, 직선 Δ65 과 Δ66'으로 형성된 이면체(D')가 90° 미만인 예각의 정점 각도 α' 를 가질 수 있다.
실제에서, 디플렉터(6)의 상류 표면(662)과 상기 디플렉터의 상류측에 있는 외측 반경방향 표면(65) 사이에서 정의되는 이면체(D 또는 D')의 정점 각도(α 또는 α')는 10° 내지 170° 사이, 바람직하게는 45° 내지 135° 사이의 값을 갖는다.
P66 은 위에서 정의된 직선들 Δ65 와 Δ66 사이의 접합 지점으로 표시되었다. 도 4 의 좌측에 도시된 대안적인 실시예에 있어서는, 직선들 Δ65 와 Δ66' 사이의 교차 지점(P66')이 동일한 방식으로 정의될 수 있다. 상기 지점 P66 또는 P66' 는 도 4 의 평면에서 세정 제품의 유동에 디플렉터(66 또는 66')가 작용을 시작하는 원 형태의 선을 나타낸다. 디플렉터(66 또는 66')는 중심축(X6)에서 크라운(88)의 직각 투사 지점(P88)에 대한 상기 지점 P66 또는 P66'의 위치에 따라서 크라운(88)의 상류 또는 하류에 있다고 고찰된다.
도 5 에 도시된 바와 같이, 상기 지점(P66)은 중심축(X6)을 따라서 지점(P66A)과 같이 상류측에, 또는 지점(P66B)과 같이 하류측에, 또는 중심축(X6)에서 크라운(88)의 직각 투사 지점(P88)과 동일한 레벨에 위치할 수 있다.
도 5 및 도 6 에 도시된 본 발명의 제2 및 제3 실시예에서는, 제1 실시예의 구성요소와 유사한 구성요소들에 동일한 참조번호가 부여된다. 아래에서는 제2 및 제3 실시예가 제1 실시예와 상이한 사항에 대해서만 설명하기로 한다.
도 6 에 도시된 실시예에서, 디플렉터(66)는 채널(666)들을 구비하도록 구성되는바, 상기 채널들 각각은 디플렉터(66)에 인접한 위치에서 5의 외측 반경방향 표면(65)의 부분(652)에 대해 전체적으로 평행한 제1 가지부(666A)와, 제1 가지부(666A)에 연결되고 크라운(88)을 향하여 지향된 부분(666B)을 포함한다.
따라서 도 6 에서 화살표(F2)로 표시된 세정 제품의 유동이 여러 채널 부분(666A)에 진입하여 채널 부분(666B)를 통해서 크라운(88)으로 재지향될 수 있는바, 이로써 크라운(88)이 효과적으로 세정될 수 있다. 도 6 에서, 화살표(F4)는 디플렉터(66) 내의 세정 제품의 경로와 채널(666) 내에서의 방향 변화를 나타낸다.
도 7 에 도시된 제3 실시예에서, 개방된 채널(666)들은 제1 실시예에서 정의되었던 디플렉터(66)의 상류 표면(662) 상의 노치에 의하여 형성된다.
유리하게는, 상기 채널(666)들이 중심축(X6) 주위에 균일하게 배분된다.
제2 및 제3 실시예의 채널(666)들의 갯수 및 배분은 유출 포트(82)의 갯수 및 배분에 따라서 선택될 수 있다. 다만, 반드시 그래야 하는 것은 아니다.
채널(666)들은 그 직경에 있어서 특징을 가질 수 있는바, 상기 직경은 실제에서 0.1 내지 3 mm 사이이고, 바람직하게는 0.5 내지 2 mm 사이이다. 만일 채널들이 단면상 원형이 아니라면, 채널들의 최대 횡단 치수가 0.1 내지 3 mm 사이이고, 바람직하게는 0.5 내지 2 mm 사이이다.
또한 채널(666)들은 회전축(X8)에 대한 각도상 방위와 채널들이 상기 회전축에 대한 반경방향 직각의 성분(ortho-radial component)을 갖는지 여부에 있어서 특징을 가질 수 있다. 다시 말하면, 채널(666)들은 포트(82)들을 향하여 분기하는 형태를 가질 수 있으며, 세정 제품의 유동 F2+F4 에 대해 와류(vortex) 움직임을 부여할 수 있다.
도면들에 도시된 예들에서, 디플렉터(66)는 내측 반경방향 표면(61) 및 외측 반경방향 표면(65)을 형성하는 보울(6)의 몸체(60)와 일체이다. 그러나 변형예에서는, 디플렉터(66)가 보울(6)에 부착된 것일 수 있다.
위에서 설명된 바와 같이, 특히 제1 및 제3 실시예의 구성에 있어서, 디플렉터(66)는 용접 또는 브레이즈 시임(braze seam)의 형태로 외측 반경방향 표면(65) 상에 고정된 금속 스트립으로 형성될 수 있다.
제2 및 제3 실시예에서, 상기 디플렉터가 보울에 부착된 때에 디플렉터(66)가 보울(6)에 장착되기 전 또는 후에 채널(666)들이 디플렉터(66)에 기계가공될 수 있다.
위에서 본 발명은 화살표(F2)에 의해 표시된 유동 전부가 디플렉터(66)에 의하여 크라운(88)를 향해 방향전환되는 경우에 대해 설명하였다. 변형예에서는, 상기 유동의 일부분만이 크라운을 향해 지향될 수 있으며, 상기 유동의 나머지 부분은 도 3 을 참조하여 위에서 고찰된 바와 같이, 계속하여 스프레이 에지(63)을 향해 진행함으로써 축방향에서 디플렉터(66)와 스프레이 에지(63) 사이에 위치한 외측 반경방향 표면(65)의 부분(654)이 스커트 공기의 작용에 대해 독립적으로 세정됨을 가능하게 할 수 있다.
변형예에서는, 상기 디플렉터가 국부적으로 단속(interrupt)될 수 있으며, 이로써 형상화 공기의 작용에 대해 독립적으로 세정 제품을 표면 부분(654)으로 유동시킬 수 있다.
실제에서, 표면(65)에 대한 세정 제품의 공급은 보울 내에서 또는 보울을 통하여 이루어질 수 있다. 보울의 내측 체적에서 디플렉터(64)의 근처에서 세정 제품이 공급되고, 몸체(60)는 표면(65)으로의 세정 제품의 순환을 위한 채널들이 뚫릴 수 있다. 전술된 바와 같이, 세정 제품 공급부는 보울의 외측 반경방향 표면(65)으로 개방되도록 구성될 수 있으며, 도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같이 디플렉터(66)에 의해 방향전환될 수 있다. 변형예에서는, 세정 제품 공급부가 보울의 외측 반경방향 표면(65)에서 개방되고, 디플렉터(66)의 채널(666)들에 진입하며, 도 6 및 도 7 에 도시된 바와 같이 원심 효과에 의해 이탈한다. 도시되지 않은 다른 변형예에 따르면, 세정 제품 공급부는 디플렉터(66)의 채널(666)들로 직접 개방될 수 있다. 또한, 인젝터(10)를 포함하여, 두 가지의 세정 제품 공급 라인들에 의하여 표면들(61, 65)을 세정하기 위하여 세정 제품의 동일한 소스를 이용하는 것이 가능하다. 변형예에서는, 내측 반경방향 표면(61)으로 유동하는 세정 제품의 유량을 제한하기 위하여 인젝터를 이탈하는 세정 제품의 경로에 제한부가 배치될 수 있는데, 그 제한은 상기 유동의 일부분이 외측 반경방향 표면(65)으로 보내져서 세정할 수 있을 정도로 이루어진다.
위에서 고찰된 실시예들 및 변형예들은 본 발명의 새로운 실시예들을 만들기 위하여 조합될 수 있다.

Claims (16)

  1. 코팅 제품용 회전식 스프레이 장치(2)에 통합되는, 코팅 제품(coating product)을 스프레이하기 위한 보울(6)로서,
    상기 스프레이 장치는: 회전축(X8) 주위로 보울(bowl)을 구동하는 터빈(turbine)(4); 및 상기 회전축(X8)을 정의하고 또한 크라운(crown)(88) 내에 배치되어 형상화 공기(shaping air)를 배출하는 오리피스(orifice)(82)들을 포함하는 몸체(8);를 포함하고,
    상기 보울은, 축(X6)에 중심을 가진 몸체(60)를 포함하고, 또한 코팅 제품을 스프레이 에지(spraying edge)(63)로 배분하기 위한 내측 반경방향 표면(61)과 외측 반경방향 표면(65)을 한정하며,
    상기 보울의 외측 반경방향 표면(65)은, 상기 외측 반경방향 표면을 따라서 스프레이 에지(63)를 향해 유동하는 세정 제품(cleaning product)의 유동(F2)을 상기 몸체의 크라운(88)을 향하여 적어도 부분적으로 지향(F4)시키기 위하여 제공되는 디플렉터(deflector)(66)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 보울.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디플렉터(66)는 상기 외측 반경방향 표면(65)의 각도상 파단 영역(angular breaking area)을 형성하는 것을 특징으로 하는, 보울.
  3. 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디플렉터(66)는, 상기 회전축에 대해 반경방향인 평면에서 상기 디플렉터의 상류측에 있는 외측 반경방향 표면(65)과 함께, 정점(apex)(α)에서 10° 내지 170° 사이, 바람직하게는 45° 내지 135° 사이의 각도를 가진 이면체(dihedral)(D, D')를 형성하는 것을 특징으로 하는, 보울.
  4. 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디플렉터(66)는 외측 반경방향 표면(65)을 따라서 스프레이 에지(63)로부터 비-제로 거리(non-zero distance)(d6)를 두고 위치하며, 상기 비-제로 거리는 바람직하게는 5mm보다 크고, 더 바람직하게는 10mm보다 큰 것을 특징으로 하는, 보울.
  5. 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디플렉터(66)는 세정 제품의 유동을 크라운(88)의 방향으로 안내하기 위한 채널(channel)(666)들을 구비하는 것을 특징으로 하는, 보울.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 채널(666)들은 디플렉터(66)을 통하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 보울.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 채널(666)들은 디플렉터(66)의 표면(662)에 배치된 노치들인 것을 특징으로 하는, 보울.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 채널(666)들은 회전축(X8)에 대해 반경방향 직각 방향(ortho-radial direction)에서 기울어져 있는 것을 특징으로 하는, 보울.
  9. 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디플렉터(66)는 보울(6)와 일체인 것을 특징으로 하는, 보울.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디플렉터(66)는, 특히 용접, 접착, 애디티브 제조(additive manufacturing), 또는 나사체결에 의하여 상기 보울(6)의 외측 반경방향 표면(65)에 부착된 부재인 것을 특징으로 하는, 보울.
  11. 회전축(X8) 주위로 회전하는 보울(6);
    상기 회전축 주위로 상기 보울을 회전시키는 터빈(4);
    상기 회전축(X8)을 한정하는 몸체(8)로서, 보울(6)의 스프레이 에지(63)로부터 방출되는 코팅 제품의 액적들을 구름(N)처럼 형상화시키는 형상화 공기를 배출하는 오리피스(82)들을 포함하고, 상기 오리피스(82)들은 몸체(8)의 크라운(88)에 배치되는, 몸체(8);를 포함하는, 코팅 제품용 회전식 스프레이 장치(2)로서,
    상기 보울(6)은 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 따른 보울인 것을 특징으로 하는, 스프레이 장치.
  12. 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디플렉터(66)는, 회전축(X8)을 따라서 상기 회전축의 크라운(88)의 직각 투사 지점(P88)의 상류에서, 보울(6)의 스프레이 에지(63)를 향하는 코팅 제품의 유동 방향을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는, 스프레이 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 디플렉터(66)는, 회전축(X8)을 따라서 상기 회전축의 크라운(88)의 직각 투사 지점(P88)의 하류에서, 보울(6)의 스프레이 에지(63)를 향하는 코팅 제품의 유동 방향을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는, 스프레이 장치.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 크라운(88)은, 몸체(8)의 전방면을 형성하고, 상기 회전축(X8)에 대해 전체적으로 직각인 것을 특징으로 하는, 스프레이 장치.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 스프레이 장치(2)를 세정하는 방법으로서,
    a) 보울이 회전하고 있는 때에 상기 보울의 외측 반경방향 표면(65)을 향하여 세정 제품의 유동(F2)을 지향시키는 단계; 및
    b) 상기 세정 제품이 적어도 디플렉터(66)의 레벨까지 유동(F2)함을 허용하되, 적어도 부분적으로는 스프레이 장치(2)의 몸체(8)의 크라운(88)의 방향(F4)으로 유동하게 하는 단계;를 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는, 스프레이 장치 세정 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 b) 단계는:
    b1) 공기 배출 오리피스(82)들에 가압 공기가 공급되지 않는 제1 하위 단계; 및
    b2) 상기 공기 배출 오리피스(82)들에 가압 공기가 공급되는 제2 하위 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 스프레이 장치 세정 방법.
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