KR19980062641U - 저비산 페인트 스프레이건 - Google Patents

Abstract

본 고안은 스프레이건을 통해 분사되는 페인트를 스프레이건의 분출구 선단에서 압축공기를 이용하여 여러번에 걸쳐 무화(霧化)시켜 분사되게 함으로써 분사되는 페인트의 분사속도와 압력을 낮추는 것에 의해 분사되는 페인트의 입자를 곱게 유지하면서도 피도체에 분사된 페인트가 피도체로 부터 반사되어 비산되는 것을 억제할 수 있게 한 것으로서, 스프레이건본체(1)의 선단 중앙에 설치되는 페인트분사노즐(2)은 그 외주에 내협외광의 압축공기유통공(22)을 다수 형성하고 니들(4)에 의해 밀폐되는 토출구(23) 선단에 토출구(23)보다 큰 직경의 1차 무화부(S1)를 형성하고, 2차 무화부(S2)를 구성하며, 상기 경사 측벽(32) 외주에는 다수의 압축공기분출공(33)을 형성하고, 상기 페인트분사노즐(2)의 선단에 일정 간격의 압축공기유통로(P)가 형성되게 체결수단(5)으로서 에어캡(3)을 스프레이건본체(1)에 부착고정한 것을 특징으로 하는 저비산 페인트 스프레이건이다.

Description

저비산 페인트 스프레이건

제1도는 본 고안의 단면도

제2도는 본 고안의 구성요부인 스프레이건 본체의 선단부를 나타내는 확대 단면도

제3도의 (가)(나)는 본 고안에 의한 에어캡의 사시도 및 정면도

제4도의 (가)(나)는 본 고안에 의한 페인트분사노즐의 사시도 및 정면도

제5도는 본 고안의 작동상태를 나타내는 단면도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

A:스프레이건P:압축공기유통로

S1:1차 무화부S2:2차 무화부

S3:2차 무화부1:스프레이건본체

2:페인트분사노즐3:에어캡

4:니들5:체결수단

11:압축공기유통로21:페인트챔버

22:압축공기유통공23:토출구

24:연통공31:압축공기분출구

32:경사측벽32a:절결부

33:압축공기분출공34:선단돌출부

35:압축공기분출공

본 고안은 압축공기로 분무되는 저비산 페인트스프레이건에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 페인트분무를 위하여 고압으로 공급된 공기를 저압으로 감압시키면서 페인트의 무화(霧化)입자를 더욱 미세화시킨 개선된 다단계무화와 다단계 자연감압으로 저압 분사되게 한 것이다.

지금까지 공기 분무형 페인트스프레이건은 일반적으로 고압공기에 의하여 작동되어 페인트를 분무하는 전형적인 방법을 이용하여 왔다.

이와같이 고압공기로 분무되는 스프레이건을 사용함에 따라 페인트가 무화되어 피도체에 도달할 때 이동효율이 극히 저조하고 상대적으로 비산이 심하여 많은 양의 페인트가 대기중에 분산되고 환경오염이나 건강에 해를 끼치는 상황을 낳게하고 있다.

최근에 들어서는 보다 높은 이동효율과 그에 따른 공기오염의 감소를 위해 고체적 저압(HVLP, high volume low pressure)공기로 작동되는 스프레이건의 사용이 증가되고 있는 실정이다. 특히 미국의 캘리포니아 주를 비롯한 몇몇주에서는 10psi(0.7kg/cm²)로 또는 이 보다 낮은 공기압으로 작동분사되는 스프레이건이 이동효율에 합치하기 위한 필요조건으로 규제되어 있다.

이와같은 고체적 저압의 공기를 이용한 스프레이건은 미국의 캘리포니아등 몇몇주의 규제법령의 테두리안에서 개발된 저압 스프레이건으로서 이는 저압 공기공급원과 고압 공기공급원으로부터 작동되도록 설계되는 것으로 저압 공기공급원으로부터 작동되도록 설계된 저압스프레이건은 비실용적인 반면에 고압 공기공급원으로부터 작동되도록 설계된 고체적 저압스프레이건은 그 사용이 날로 증가되고 있다.

고체적 저압스프레이건이 고압 공기공급원으로 부터 작동될 때 고압공기는 밸브와 고정오리피스를 통하여 계량되어 소정의 저압을 얻게 된다.

최대 분무공기압은 어느 관할구역에 있어서 법적인 요구에 직면하게 되어 최고 0.7kg/cm²의 분사압력을 초과하지 않아야 하며, 동시에 개선된 분무를 위해 최대로 허용된 0.7kg/cm²이내의 공기분무압을 가지는 것이 바람직하다. 공기압을 밸브나 고정오리피스를 통하여 고압으로 부터 저압으로 전환시켜 작동되도록 설계된 고체적 저압스프레이건은 페인트 분무에 있어서 이동효율과 저비산효과는 매우 우수하나 저압공기를 무화시킨 페인트의 분무입자는 고압분무방식에 비하여 현저하게 질이 떨어진다. 즉 입자가 고압분무방식에 비하여 거칠다는 것이다. 페인트를 고압 분무방식의 스프레이건과 저압 분무방식의 스프레이건으로 비교분사한 결과 고압분사에서는 분무입자가 극세화되어 표면이 고운반면 고체적 저압 스프레이건으로 저압 분사방식으로 분사한 분무입자는 미세하지 않으며 도포된 표면은 고운표면으로 이루어지지 못하는 것이 사실이다.

그러므로 고체적 저압 스프레이건으로는 미려한 표면이 요구되는 가구, 자동차, 악기등의 미관도장에는 적합하지 않으며 하도나 초벌도장 및 미세하게 도장하지 않아도 되는 등 제한된 용도에 적용되어야 하는 단점을 지닌다.

따라서 본 고안은 상기한 바와 같은 종래 스프레이건에서 나타난 제반문제점을 감안하여, 압축공기통로를 소정의 일정압이 계량되도록 구경을 형성하고 이를 통과한 압축공기와 일정량이 계량되도록 형성된 폐인트 노즐에서 토출된 페인트가 확대된 노즐을 통과하여 흐름의 속도가 느려진 상태에서 압축공기와 1차 합치하여 무화가 용이하도록 하는 동시에, 1차 무화된 페인트와 압축공기는 무화시에 빼앗긴 에너지로 인해 상당량의 공기압이 하강되고 2차로 분출된 압축공기는 2차 무화된 페인트를 더욱 미세하게 미립화시키고 3차 무화로 무화를 완성시키게 되며 이렇게 압축공기는 매 무화과정마다 에너지를 손실하게 되어 분사압력과 분사이동속도는 저압저속이 되어 피도체에 분무된 페인트와 함께 사뿐히 동반안착하게 되는 동시에 더욱 극세화된 페인트의 이동효율(가득율)은 극대화되고 반사로 인한 비산의 억제와 페인트손실을 극소화 시킴으로써 경제적임은 물론 인체의 건강을 보호하는 동시에 환경오염을 줄일 수 있는 개선된 저비산 페인트 스프레이건을 제공함을 목적으로 하는 것으로 첨부도면을 참고로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

스프레이건본체(1)의 선단중앙에 설치된 페인트분사노즐(2)내의 페인트챔버(21)내로 일정압력으로 페인트가 공급되고 별도의 공급수단에 의해 상기 스프레이건본체(1)내부의 압축공기유통로(11)를 경유하여 상기 페인트분사노즐(2) 주위로 일정압력의 압축공기를 공급토록 하여 트리거(6) 작동에 의해 페인트와 압축공기가 섞여 분사되도록 한 페인트 스프레이건(A)에 있어서, 스프레이건 본체(1)의 선단 중앙에 설치되는 상기 페인트분사노즐(2)은 그 외주에 내협외광의 압축공기유통공(22)을 다수 형성하고 니들(4)에 의해 밀폐되는 토출구(23) 선단에 상기 토출구(23)보다 큰 직경의 1차 무화부(S1)를 형성하되 그 둘레에는 서로 대향하는 연통공(24)을 형성하고, 중앙에 상기 토출구(23)와 압축공기분출구(31)를 형성하여 2차 무화부(S2)를 구성하되, 상기 압축공기분출구(31)를 이루는 경사측벽(32)에는 일정 깊이이의 절결부(32a)를 대향 형성하며, 상기 경사 측벽(32) 외주에는 다수의 압축공기분출공(33)을 형성하는 동시에 양측의 선단돌출부(34)에 역시 다수의 압축공기분출공(35)을 형성한 에어캡(3)을 상기 페인트분사 노즐(2)의 선단에 일정간격의 압축공기유통로(P)가 형성되게 별도의 체결수단(5)으로서 스프레이건 본체(1)에 부착고정하여 상기 2차 무화부(S2) 전방에 3차 무화부(S3)를 구성하도록 한 것을 특징으로 하는 페인트 스프레이건이다.

도면중 미설명부호 7은 압축공기유통차단밸브이고 8은 분사폭의 각도 조절밸브이다.

상기와 같은 구성으로 되는 본 고안에 의한 페인트 스프레이건의 실시작동상태 및 그 작용효과를 설명한다.

먼저 제1도에 도시한 상태, 즉 페인트 분사노즐(2)의 내부에 형성된 페인트챔버(21) 선단의 토출구(23)가 트리거(6)와 연결된 니들(4)에 의해 밀폐됨으로써 페인트챔버(21)내에는 일정 압력으로 공급되는 페인트가 채워진 상태로 유지되고, 외부의 콤프레서(도시생략)에 의해 일정압력의 압축공기가 스프레이건본체(1) 손잡이 부분의 압축공기유통로(11)내에 공급되어 압축공기유동차단밸브(7)에 의해 더 이상의 공급진행이 억제되는 상태에서 작업자가 도장작업을 위해 스프레이건(A)의 트리거(6)를 당기게 되면 제5도에 도시한 바와 같이 트리거(6)와 연결된 상기 니들(4)이 후퇴(도면에서 우측방향)하면서 밀폐하고 있던 페인트분사노즐(2)의 토출구(23)를 개방하게 됨과 동시에 스프레이건본체(1) 후단의 압축공기유통로(11)로 차단하고 있던 압축공기유통차단밸브(7) 역시 후퇴되면서 차단하고 있던 압축공기유통로(11)를 개방하게 되어 일정압력으로 공급되는 압축공기는 압축공기유통로(11)를 통해 스프레이건 본체(1) 선단의 압축공기분사통로(P)로 공급되게 된다.

이때 제2도의 도시에서 알 수 있듯이 페인트분사노즐(2)의 토출구(23)로 부터 분사되는 페인트는 토출구(23)를 나서자 마자 압축공기분사통로(P)를 거쳐 상기 토출구(23)보다 큰 직경으로 그 선단에 형성된 1차 무화부(S1)의 둘레에 서로 대향되게 일정각도로 경사지게 형성되는 연통공(24)을 통해 공급되는 압축공기와 섞이면서 1차무화된 상태로 분사되게 된다.

이때 토출구(23)을 통과한 페인트는 보다 큰 직경으로 토출되면서 속도가 대폭 감소하므로 1차 무화를 더욱 용이하게 만들어 준다. 또한 페인트와 공기가 1차 만나 무화되면서 분사압력이 감소된다.

이렇게 1차 무화되어 분사되는 페인트는 다시 페인트분사노즐(2) 선단에 설치되는 에어캡(3) 중앙의 2차 무화부(S2)를 통과하게 되는 것인 바, 1차 무화된 페인트는 에어캡(3) 중앙의 압축공기분출구(31)를 통과하는 순간 페인트 분사노즐(2) 선단외주면과 에어캡(3)의 경사측벽(32)내면과의 사이에 형성된 압축공기분사통로(P)를 통해 압축공기가 공급되면서 1차 무화된 페인트를 2차 무화시키게 되는 것이다.

2차 무화시에도 압축공기와 1차 무화된 페인트가 합치된 후 분사압력이 감소한다.

이때 상기 2차 무화부(S2)로 공급되는 압축공기는 상기 경사측벽(32)에 대향 형성되는 절결부(32a)의 존재에 의해 공기저항을 줄일 수 있게 되므로 1차 무화된 페인트의 2차 무화가 훨씬 용이하게 이루어질 수 있게 된다.

이와 같이 하여 1, 2차 무화부(S1)(S2)를 거치면서 각각 무화되어 고운입자로 분사되는 페인트는 상기 경사측벽(32) 외주에 형성되는 다수의 압축공기 분출공(33)으로 부터 스프레이건(A) 선단측으로 모아져서 3차 무화(S3)를 이루게 된다. 3차로 무화된 분사체는 원형을 이룬다. 스프레이건 본체(1)의 최전방에서 에어캡(3) 선단돌출부(34)의 압축공기 분출공(35)은 3차에 의해 원형으로 분사된 분사체를 분사폭의 각도 조절밸브(8)를 통하여 분출된 압축공기의 강약에 의하여 분사폭의 각도를 조절하게 된다.

3차 무화시에도 무화된 페인트의 분사속도는 감소하므로 3차 감소에 의해 분사속도는 저압으로 변환된다.

이때 상기 경사측벽(32) 외주에 형성된 압축공기분출공(33)을 통해서 분사되는 압축공기와 에어캡(3)의 양 선단돌출부(34)에 형성된 압축공기 분출공(35)을 통해 분사되는 압축공기는 한곳으로 모아지면서 분출된 공기의 강약에 따라 분사폭의 각도를 이루게 된다. 이미 1, 2차 무화되어 전방으로 분사되는 페인트를 한지점에서 모아 다시 3차 무화시켜 분사되는 페인트의 속도와 압력을 일정한 수준으로 낮추어 분사시키는 동시에 페인트의 입자 또한 곱게 유지할 수 있게 되므로 피도체에 도포되는 페인트는 분사되는 페인트의 양을 줄이지 않고서도 피도체로 부터 부딪쳐 반사되는 페인트의 양을 훨씬 줄일 수 있게 되어 작업자의 건강을 해치지 않을 뿐만 아니라 도장작업시간을 크게 줄일 수 있게 된다.

이와 같이 사용하던 스프레이건(A)을 사용하지 않을 경우, 당기고 있던 스프레이건(A)의 트리거(6)를 놓게 되면 당겨졌던 니들(4)은 다시 전진복귀하게 되어 니들(4)의 선단으로 하여금 페인트분사노즐(2)의 토출구(23)를 밀폐하게 하고 계속해서 스프레이건 본체(1)후단의 압축공기유통로(11)를 개방하고 있던 압축공기유통차단밸브(7)로 하여금 다시 압축공기유통로(11)를 차단토록 하는 것에 의해 더 이상의 페인트와 압축공기의 분사는 이루어지지 않게 된다.

상기 구성에 있어서, 본예에서는 페인트분사노즐(2)과 에어캡(3)을 함께 조립하여 사용하는 것으로 설명하였으나 필요에 따라 페인트분사노즐(2)과 에어캡(3)을 따로 분리하여 공지의 페인트분사노즐과 본 고안의 에어캡(3)을 결합하여 사용하거나 공지의 에어캡에 본 고안의 분사노즐(2)을 결합하여 사용할 수도 있는 것으로 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

이와같이 본 고안은 페인트의 토출압과 토출속도는 무화의 미립자의 크기에 절대적 결정요인으로 작용하는데 착안하여 노즐을 차단하는 니들 선단에 노즐구경을 확대설정하여 페인트의 토출흐름의 속도를 늦추게 하여 압축공기가 페인트를 무화하기가 용이하게 하여 페인트를 여러 차례의 무화과정을 거치게 함으로써 무화의 극세 미립화가 생성되도록 하는 것에 의해 페인트는 저압 압축공기와 함께 피도체에 동반 사뿐히 안착되고 페인트를 무화 이송하기 위해 분출된 압축공기는 페인트를 무화시키는 과정에서 그 에너지의 상실로 절감되고 3차례에 걸친 무화과정에서 상당량의 에너지가 손실된 저압 저속의 공기압으로 변환되어 분무된 페인트와 동반 이송되어 고무화를 이루는 동시에 자연 감압되어 저압으로 이송되게 된다.

이상의 설명에서 분명히 알 수 있듯이 본 고안의 저비산 페인트 스프레이건에 의하면, 스프레이건 본체의 선단에 설치되는 페인트분사노즐과 에어캡의 페인트토출구 및 압축공기분출구를 통해 분사되는 페인트에 대해 1차 및 2차 무화가 이루어지게 함으로써 페인트의 분사 양을 줄이지 않고서도 페인트의 분사속도와 무화시마다 감소하여 고압이 저압으로 되어 분사압력을 낮출 수 있게 되는 동시에 이렇게 페인트의 분사압력 및 속도를 낮춘 상태에서 분사되는 페인트를 최종적으로 다시한번 3차무화를 시킴으로써 분사되는 페인트의 입자를 매우 곱게 하는 동시에 피도체에 부딪쳐 반사되어 비산되는 페인트의 양을 크게 줄일 수 있게 되는데 따른 작업자의 건강을 지킬 수 있게 될 뿐만 아니라 그 만큼 사용되는 페인트의 양을 절감할 수 있게 되는 동시에 효율적인 도장작업이 이루어질 수 있게 되느 등의 유용한 효과를 제공한다.

Claims (1)

1. 스프레이건본체(1)의 선단중앙에 설치된 페인트분사노즐(2)내의 페인트챔버(21)내로 일정압력으로 페인트가 공급되고, 별도의 공급수단에 의해 상기 스프레이건본체(1)내부의 압축공기유통로(11)를 경유하여 상기 페인트분사노즐(2) 주위로 일정압력의 압축공기를 공급토록 하여 트리거(6) 작동에 의해 페인트와 압축공기가 섞여 분사되도록 한 페인트 스프레이건(A)에 있어서,

   스프레이건본체(1)의 선단 중앙에 설치된은 상기 페인트분사노즐(2)은 그 외주에 내협외광의 압축공기유통공(22)을 다수 형성하고 니들(4)에 의해 밀폐되는 토출구(23) 선단에 상기 토출구(23)보다 큰 직경의 1차 무화부(S1)를 형성하되 그 둘레에는 서로 대향하는 연통공(24)을 외향경사지게 형성하고,

   중앙에 상기 토출구(23)와 외향 동심의 압축공기분출구(31)를 형성하여 2차 무화부(S2)를 구성하되, 상기 압축공기분출구(31)를 이루는 경사측벽(32)에는 일정 깊이의 절결부(32a)를 대향 형성하며, 상기 경사 측벽(32) 외주에는 다수의 압축공기분출공(33)을 형성하는 동시에 양측의 선단 돌출부(34)에 역시 다수의 압축공기분출공(35)을 형성한 에어캡(3)을 상기 페인트분사노즐(2)의 선단에 일정간격의 압축공기유통로(P)가 형서오디게 별도의 체결수단(5)으로서 스프레이건 본체(1)에 부착고정하여 상기 2차 무화부(S2)전방에 3차 무화부(S3)를 구성하도록 한 것을 특징으로 하는 저비산 페인트 스프레이건.