KR830002693B1 - 분무기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

분무기

제1도는 본 발명에 의한 분말 분무기의 일부 축단면도.

제2도는 제1도의 세부 확대도.

제3도는 공지의 분무기로 액체를 분무시켰을 때 형성된 분무구름의 개략도.

제4도 및 제5도는 본 발명에 의한 분무기로 형성시킨 분무구름의 개략도.

제6도는 본 발명에 의한 분무기의 출구의 바람직한 일예의 축상 단면도.

제7도는 본 발명에 의한 분무기의 출구의 다른 바람직한 일예의 축상 단면도.

제8도는 본 발명에 의한 분무기의 다른 예의 세부 축상단면 확대도.

본 발명은 분말상 도포물질을 분무하기 위해서 분무물질 도관과 아울러 그 하류에다 흐름의 방향으로 깔때기 같이 넓어지는 출구를 설치하는 한편, 그 출구에 분무물질 분산용 부품을 사용하지 않고 분무물질의 흐름에 대하여 그 측방에서 개스를 주입시키는 개스도관을 적어도 하나 설치하여 구성하는 분무기에 관한 것이다.

이러한 장치로서는 서독 가특허(Auslegeschrift) 제1427642호와 서독 미심사 특허출원(Offenlegungsschrift) 제1777284호를 들 수 있다. 이들 선행기술의 장치에서는 분말도관과 출구 사이에 교란실을 설치하고, 이 교란실에서 상기한 출구에 근접한 곳에 개스(통상, 공기로 함)도관의 출구를 연결시켜, 이곳으로 들어오는 개스로 하여금 그 분말을 교란시키도록 하였다. 그러나, 이러한 공지의 장치에서는 분무물질의 흐름이 출구로 더 내려와서 각이 진 모서리에 부딪치기 전에는 사실상 분무가 이루어지지 않았

또한, 서독특허 제2030388호에서는 분말을 대전시켜 도포 대상물에 이끌리도록 함으로써 분말이 그 도포 대상물에 더 잘 달라붙도록 함과 아울러 덜 소모되도록 한다.

본 발명은 특히, 분말상 도포물질을 그 흐름의 방향에 대한 횡단방향으로 사실상 밀도가 균일함과 동시에 분무되기 전의 물질보다 사실상 축방향 이동 속도가 낮은 구름의 상태로 분무시킴과 아울러, 분무물질의 분무기상에 퇴적되지 못하도록 한다는 데에 그 목적이 있다.

이러한 목적을 성취하기 위한 본 발명의 분무기는,

(가) 출구를 흐름의 방향으로 점차 확장시키고,

(나) 개스 도관과 상기한 출구를 상대적으로 맞추어서 분무물질이 개스류에 의해서 출구의 벽쪽으로 배출되어 그 벽을 따라서 곧장 흘러서 밖으로 나가게끔 하여 구성한다(코앤더 효과 ; coanda effect)

본 발명의 분무기는 특히, 입자를 포함한 분말상 분무 물질에 대해서 사용하기 위한 것이지만, 액상 분무물질에 대해서 사용해도 좋다. 이 분말상 또는 입자상 분무물질은 통상, 개스류에 실어서 분무기로 공급한다.

유동물질을 분무시키는데 이른바 코앤더 효과를 이용하는 것은 본 발명의 경우가 제일 처음이다. 코앤더 효과는 특정한 조건하에서 액체 및 개스의 분사류가 인접한 벽으로 치우쳐서 달라붙게 된다는 사실에 근거한다. 통상 분사류(jet)는 똑바로 흘러서 그 자신과 인접한 벽 사이에 존재하는 개스나 액체상 입자들을 실어가 버리기 때문에 그 자신과 인접한 벽사이에 압력이 낮아져서 벽쪽으로 치우치게 된다. 즉, 코앤더 효과는 분사류의 인접한 벽쪽 가장자리 대역의 저압현상으로 인한 것이다.

그 인접한 벽은 분사류의 축선에 대하여 평행하지 않아도 된다. 벽과 분사류의 축선간의 각도는 대략 30˚정도까지로 할 수 있으나, 7˚정도까지로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 경우, 이러한 코앤더 효과만으로서는 분무물질의 흐름을 바람직하게 분무시키지 못한다. 왜냐하면, 분무물질의 흐름이 통과하는 출구를 흐름의 방향으로 점차로 깔때기 같이 확대시키기 때문에 출구의 벽과 분무물질 흐름의 표면간의 각도가 코앤더 효과를 사실상 일으키지 못할 만큼 커지기 때문이다.

따라서 적당한 방향과 적당한 세기로 개스를 주입시키기 전에는 도포물질의 흐름이 깔때기형 출구벽에 대하여 코앤더 효과를 일으킬 수 있을 만큼 충분히 반경방향으로 벌어지지 못한다.

본 발명에 의하면 시초부터 바로 축선방향에 대한 횡단방향으로 전체 단면적에 걸쳐서 사실상 밀도가 균일한 분무물질 구름을 형성시킬 수가 있다. 아울러, 이러한 분무물질의 구름의 축방향 이동속도는 분무되기 전의 도포물질의 축방향 속도보다 현저하게 줄어들기 때문에 분무된 도포물질이 도포 대상물에 더욱 잘 달라붙게 되는데, 그 이유는 반동효과가 줄어들기 때문이다.

본 발명에서는 분무물질 분산용 삽입부품을 전혀 사용하지 않기 때문에 깔때기형으로 넓어지는 출구의 단면이 완전히 분무물질 구름으로만 채워지게 된다. 따라서, 출구에서 몇 센티미터 나와 있는 위치에 있어서 조차도 분무물질 구름속에 구멍이 존재하지 않게 됨은 물론, 분사류가 치우치게 되는 현상이 일어나지 않게 된다. 분무 물질 구름의 밀도는 심부에서나 가장자리에서나 마찬가지이다. 따라서, 본 발명에 의한 분무기로 대상물을 도포하면 한번 분무된 부위는 모든 점에서 균일하게 분무물질로 도포되어 있기 때문에 도포 횟수를 적게하고서도 더욱 균일하게 도포할 수 있게 된다.

본 발명의 분무기는 다음과 같이 구성한다. 즉,

(가) 분무개스 도관의 출구를 상기한 바 분무물질 출구의 바로 상류 측단부에다 설치함과 아울러,

(나) 분무물질 출구의 구멍은 분무개스 도관의 출구에서 흐름의 방향으로 점차로 넓어지게끔 한다.

이렇게 하면 분무물질 출구부의 통로상에 분무물질 분산용 부품을 삽입시킬 필요가 없어지기 때문에 분무기상에 분무물질이 퇴적되는 현상이 일어나지 않게 된다. 공지의 분무기의 한 결점은 때때로 이러한 퇴적물이 대상물까지 실려가기 때문에 도포작업을 다시해야 한다는 것이었다. 본 발명에 의하면, 분무물질과 개스의 혼합물이 교란되지 않고서 출구부의 벽면을 따라서 흘러가기 때문에 분무기의 외부 표면이 더럽혀지지 않게 된다. 본 발명에 의한 분무기로서는 도포물질을 비교적 좁은 분사류의 형태로 분

본 발명에 의한 분무기의 출구의 벽면과 분무물질 도관의 축선에 대한 직각평면간의 각도는 상류측 단부에서는 65도 미만으로, 하류측 단부에서는 0도 이상으로 하는 것이 바람직한데, 상류측 단부에서는 50도 이하로 하는 것이 특히 바람직하다.

본 발명의 특징중의 하나는 분무가스도관의 출구를 분무물질도관의 단부에다 형성시키고 바로 이 지점으로 부터 하류를 향하여 출구부의 구멍을 확장시켜 나간다는 것이다. 따라서 분무물질이 분무가스도관의 출구에 이르기 전에는 사실상 팽창되지 않게 된다.

분무가스 도관의 출구는 분무물질 유동로를 둘러싸는 환상홈의 형태로 만드는 것이 특히 바람직하다. 이렇게 하면 분무가스의 소용돌이 작용이 분무물질 흐름의 전 둘레에 대하여 균일하게 미치게 된다. 분무 가스도관을 상류측에서 나선상으로 돌아가게끔 성형시키면 바람직하다.

아울러 공지의 방식으로 분무물질 대전용 전극을 최소한 하나 분무물질 통로상에 설치해 놓을 수도 있다.

출구부를 조립식으로 끼워놓을 수 있게끔 하면 경우에 따라서 구멍각도가 다른 출구부로 교환해서 사용할 수 있게 된다.

출구부의 구멍각도를 크게하면, 분무물질이 비교적 넓은 분무 구름의 형태로 분무되는 반면, 그 구멍각도를 작게하면 비교적 좁은 분사류의 형태로 분무된다는 사실은 자명하다.

본 발명의 분무기는 분말은 물론, 예컨대, 랙커와 같은 도색 물질을 분무시키는 데에도 사용할 수 있다. 도색물질의 분무구름을 반경방향 외측에서 감싸서 제한할 수 있도록 가스막을 형성시키기 위해서 분무물질 도관의 축선을 중심으로 최소한 하나의 분사홈을 형성시켜 놓는다. 가스막을 균일하게 형성시키기 위해서는 분사홈을 환상으로 형성시키는 것이 바람직하다.

분사홈은 여러가지로 바람직하게 조절할 수 있다. 가스막의 직경을 최대로 할려면 분사홈을 출구의 하류측 단부에 배치해야 한다. 이 분사홈에서 나오는 가스막은 도색다질의 분무구름과 사실상 같은 방향으로 흐른다. 이러한 가스막을 이용하면, 어떠한 기계적인 부품도 사용하지 않고서 도색물질 분무구름의 경계선을 아주 뚜렷하게 할 수 있기 때문에 도포 대상물상에서 도포된 부위와 도포되지 않은 부위간의 경계가 아주 뚜렷해짐은 물론, 도색물질 분무구름으로 부터 도색입자가 손실되어 나가버리는 현상을 방지할 수 있다. 분사홈을 조절하여 가스막을 두껍게 또는 얇게 하거나, 원주형 또는 원추형으로 하여 그 속에 들어있는 도색물질 분무구름이 그 같은 모양이 되도록 할 수도 있다.

본 발명에 관해서 첨부한 도면을 예로들어 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 의한 분무기(1)의 일부를 도시한 것으로서, 분무가스도관(2), 제어가스도관(3), 및 고압선(4,5)를 도시하였다. 분무마개(6)는 조립식으로 분무기(1)상에 부착시킨다. 마개 연결지점에서 분리된 곳에 고압선(4,5)용 전기플러그(7,8)를 배치한다. 분무가스도관(2)으로 부터 분무마개(6)로 이어지는 지점에는 밀폐구(9)를 배치시킨다. 도관(2)으로부터의 분무기체(통상은 공기)는 환상실(10)로 들어간다. 환상실에는 나선형 도관(11)을 형성시켜 분무기체가 회전공급되도록 한다. 나선형도관(11)은 평나사로 형성시켜 매끄러운 원통형 벽과 동축으로 접하도록 한다. 분무가스는 나선형 도관을 통해서 접선방향 운동성분을 가지고 환상홈(12)으로 배출되어, 와류 또는 난류 운동을 하면서 도관(13)을 통해서 나오는 분무물질(14)에 작용함으로써 분무가 시작된다. 이 실시예에서 분무물질(14)은 운반매체인 추진기체(통상은 공기)와 이 추진기체에 의해 운반되는 분말 또는 미립상 도포물질로 이루어진다. 도관(13)에서 나오는 분무물질의 축방향 속도 성분은 환상홈(12)에서 분사되는 분무기체에 의해서 상당히 감소된다.

제어가스는 제어가스도관(3)을 통하여 환상실(15)로 들어간다. 환상실에 들어간 제어가스는 복수개의 통로들을 거쳐서 제2환상실(17)을 통해 환상홈(18)으로 배출된다. 분무가스의 배출각도에 따라서, 도관(13)의 단부에서 출구(26a)를 거쳐서 나오는 분무구름의 분무각도를 축소 또는 확대시킬 수 있다. 이 출구(26a)의 벽(26)은 연속적으로 형성시키는 한편 흐름의 방향으로 점차로 깔때기 같이 넓어지도록 한다.

환상홈(18)은 제2도에 도시한 바와같이 출구(26a)를 형성하는 출구부(29)와 그 외부에 돌려끼우는 조정테(30)사이에 형성시켜 조정할 수 있게끔 한다. 조정테(30)를 축방향으로 조정함으로써 환상홈(18)을 형성하는 출구부(29)와 조정체(30)간의 틈새는 물론 그들의 상대적인 위치도 변화시킬 수 있다.

분말상 분무물질을 대전시키는 방법은 서독특허 제2030388호를 보면 알 수 있다. 보호저항(19,20)을 통해서 플러그(7,8)에 고압선(4,5)을 연결하여 도선(21,21a)에 고압이 걸리게끔 함으로써 그 단부가 충전전극(22,23,24,25)의 역할을 하도록 한다.

환상홈에서 돌면서 나오는 공기를 사용하여 랙커를 분무시키는 방식은 기지의 사실이나, 공지의 분무기의 출구는 본 발명에서와 같이 발산하는 형태로 되어 있지 않음은 물론, 분사류가 제3도에 도시한 바와같이 형성된다. 즉, 분사류(35)의 분사심부(36)의 밀도가 가장자리보다 높아진다. 아울러, 액체의 분무를 조절하는 기준과 분말상 물질의 분무를 조절하는 기준이 서로 다르다.

이러한 공지의 분무기와는 달리, 본 발명의 분무기에서는 점차로 깔때기 같이 넓어지는 출구(26a)의 벽(26)을 타고서 분무물질(14)이 흘러나가도록 도관(2)으로 부터 분무가스가 주입된다. 아울러, 이러한 작용으로 인해서 분무마개(6)의 외면(27)에 화살표(28)방향으로 공기의 이동현상이 일어나게 되므로 그 외면(27)상에 도포물질이 퇴적되지 않는다. 공지의 분무기에서는 이러한 도포물질의 퇴적현상으로 인해서 주기적으로 도포물질 덩어리가 도포 대상물 위에 떨어져 쌓이곤 했다. 분무물질의 팽창공간에 아

분무구름의 크기 및 형상은 출구(26a)를 형성하는 출구부(29)의 구조에 의해서 변형시킬 수 있는 바, 출구부(29)의 축선에 대하여 직각을 이루는 평면에 대한 벽(26)의 각도를 조절함으로써 할 수 있다. 출구의 벽(26)은 흐름의 방향으로 점차 확대시킨다.

제6도 및 제7도에 도시한 각도 관계는 본 발명에서 특히 바람직한 것이다. 분무물질 도관(13)과 분무가스용 환상홈(12)의 출구단간의 각도(α)는 대략 65˚로 하는 한편, 도관(13)의 축선에 대한 직각평면(13a)과 출구(26a)의 벽(26)간의 각도(δ)는 상류측 단부에서는 대략 40˚, 하류측 단부에서는 최소한 0˚이상으로 바람직하게는 대략 5˚정도로 이르게 한다. 제7도에 도시한 바, 각도(α)를 대략 85˚정도로 할 경우에는 각도(δ)는 상류측 단부에서 대략 25˚, 하류측 단부에서 최소한 0˚이상으로 바람직하게 2.5˚정도로 이르게 한다.

출구부(29)를 내측 마개부(40)상에 돌려끼워 축방향으로 쉽사리 조정할 수 있게끔 하면 분무가스용 환상홈(12)의 간격을 변화시킬 수 있게 된다.

제8도에서는 분무가스도관(41)의 분무물질(42)유동로에 대한 경사 각도(α)가 약 65˚정도된다. 출구(44)는 분무물질 도관(43)의 단부(44a)에서 연속적으로 점차 유동로의 방향으로 확대시킨다. 단부(44a)와 분무 가스도관(41)의 환상홈 출구간의 벽(45)부분은 반드시 점차로 넓어지게끔 할 필요는 없다. 출구벽(45)의 곡률은 분무물질(42)이 코앤더 효과에 의해서 그 출구벽(45)을 타고서 바람직한 지점(46)까지 흘러가도록 형성한다. 분사심부(48)가 없이 밀도가 균일한 분무구름(47)을 형성시킬려면 분무물질(42)의 최종에너지 벡터(51)와 인접한 출구벽(45)부위에 대한 접선(52)간의 각도(β)를 30˚이하, 바람직하게는 6˚-10˚로 해야 한다.

에너지 벡터(51)는 분무물질(42)의 축방향 에너지 벡터(53)와 도관(41)에서 나오는 분무가스의 출구벽(45)으로 향한 에너지 벡터(54)의 합이다. 에너지 벡터(51), 즉, 가스에 의해 반경방향으로 퍼진 분무물질 흐름의 외부표면과 출구벽(45)간의 각도(β)를 30˚이하로 해야지만 코앤더 효과가 작용한다. 바람직하기로는 각도(β)를 7˚정도로 하는 것이 좋다. 분무가스 도관(41)의 환상출구(49)하류에 위치하는 출구벽(45)의 곡률은 출구벽(45)을 따라서 흐름의 방향으로 존재하는 두 점(57,58)의 접선(55,56)간의 각도(δ)가 30˚미만이 되게끔 형성한다. 이 각도(δ)는 6˚-10˚로 하는 것이 바람직한대, 대략 7˚정도로 하면된다.

제8도에서 분무가스도관(41)의 환상출구(49)는 출구벽(45)의 상류 곡률이 시작되는 지점에다 형성시킨 반면 제1도에서의 환상출구는 깔때기형 출구부 바로 앞에 형성되어 있다. 다른면에서 볼때에는, 제8도의 분무가스도관(41)과 제1도의 분무가스도관(12,11)이 일치한다. 출구벽(45)은 내측 분무마개부(61)에 외측 분무 마개부(60)를 제1도의 나사(39)같은 것으로 축방향으로 조절할 수 있게끔 연결시켜 형성한다. 이 두 부분(60,61)으로 이루어진 분무마개(62)는 기본적으로 제1도의 분무마개(6)와 같은 것이다. 내측 분무마개부(61)에 대하여 외측분무마개부(60)를 축방향으로 조절함으로써 분무가스도관(41)의 환상홈(49)의 틈새너비를 조절할 수 있다.

코앤더 효과로 인해서 분무물질(14,42)과 출구(26a,44)의 벽(26,45)이 서로 강하게 마찰하게 되는데, 이 마찰현상을 이용해서 정전기가 일어나게끔 하여 분무물질을 강하게 대전시킬 수 있는 바, 이 경우에는 충전전극(22-25)이 필요없다. 이렇게 하기 위해서는 출구(26a,44)를 형성하는 분무마개부(29,60)와 분무물질의 대전전위를 서로 아주 다르게 해야한다. 예컨대, 에폭시 분무물질에 대해서는, 테프론을, 플렉시 글라스 분무물질에 대해서는 폴리에스터를 분무마개부(29,60)형성재료로 할 수 있다.

Claims (1)

1. 분말상 도포물질을 분무시키기 위해서 분무물질 도관뒤에 출구를 설치하는 한편 분무물질의 흐름에 대하여 측방에서 가스를 주입시키는 최소한 하나의 가스도관으로 구성한 것에 있어서, 상기한 출구(26a),는 흐름의 방향으로 깔때기 같이 점차 확대시키는 한편 분무물질 분산용 삽입부품은 사용하지 않고, 가스를 분사시켜 분무물질(14)을 소용돌이 상태로 교란시키는 상기한 가스도관(2,11)의 환상홈(12)은 출구(26a)가 시작되는 단부(44a) 또는 그 근방에서 출구(26a)의 벽(26)상의 한 지점을 향하도록 배치하여 그 가스도관에서 나오는 가스류가 분무물질(14)을 출구의 벽(26)쪽으로 보내서 분무물질이 밋나가지 않고 코앤더 효과에 의해 그 출구벽을 따라서 배출지점으로 이르게끔 함을 특징으로 하는 분무기.

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