KR101299547B1 - 분무 장치 - Google Patents

Abstract

압력 용기 내에 유지되는 방향제, 살충제 및/또는 살균제를 분무하기 위한 분무 장치로서, 본 분무 장치는 용기 수용 섹션과 스위칭 섹션을 포함하며, 스위칭 섹션은 솔레노이드 스위치를 통합한다.

Description

분무 장치{Spraying Device}

본 발명은 분무 장치에 관한 것이다. 특히, 한정하는 것은 아니지만, 분무 장치용 스위칭 수단에 관한 것이다.

전형적으로 종래의 분무장치는 가동 암의 아래쪽 위치에 유지되는 에어로졸 용기로 이루어진다. 가동 암은 타이머 및 모터에 의해 제어될 수 있고, 이들에 의해 설정된 시간 간격에 따라, 에어로졸 용기의 토출 밸브를 움직여 누름으로써, 에어로졸 용기로부터 물질의 분무를 야기한다.

이러한 유형의 장치는 에어로졸 용기의 활성화를 확보하기 위하여 암의 이동이 비교적 큰 힘으로 수행되어야 한다는 점에서 불편함이 있다. 그러나, 공차들이 매우 엄격하게 제어되지 않는다면, 에어로졸 용기의 출력 꼭지(stem)의 미세한 측면 움직임은 가동 암이 발휘한 힘에 의해 에어로졸 용기의 손상을 초래할 수 있다. 에어로졸 용기 꼭지는 분무 장치의 오작동에 의해 고장날 수 있다.

본 발명의 목적은 상술한 문제점들을 해결하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 압력 용기 내에 유지되는 방향제, 살충제 및/또는 살균제를 분무하기 위한 분무 장치가 제공되고, 분무 장치는 용기 수용 섹션과 스위칭 섹션을 포함하며, 스위칭 섹션은 솔레노이드 스위치를 통합한다.

유익하게는, 앞에서 언급한 재료들의 분무장치를 제어하기 위한 솔레노이드 스위치의 사용은 종래 장치들에 비해 뛰어난 출력 제어 능력을 제공한다.

솔레노이드 스위치는 코일 스프링, 바람직하게는 팽창된 압축되지 않은 형태에서 원뿔형상, 바람직하게는 절두원뿔 형상(frusto-conical)의 스프링일 수 있는 탄성 바이어스를 통합할 수 있다. 바람직하게는 스프링은 압축되었을 때 스프링의 1회 권 깊이를 갖는 나선 형상을 취한다.

유익하게는, 원뿔형상 스프링의 사용은 탄성 바이어스가 자극하는 솔레노이드 전기자의 자체 중심 이동(self-centering)을 할 수 있도록 한다. 또한, 원뿔형상 스프링은 유리하게는 얇은 꾸러미로 압축되어 솔레노이드 자기 회로의 공극을 최소화한다.

바람직하게는, 탄성 바이어스는 전기자의 오목한 부분에 위치되고, 오목한 부분은 대략 탄성 바이어스가 압축되었을 때의 두께만큼의 깊이를 갖는다. 바람직하게는, 오목한 부분은 전기자의 끝에 위치된다.

솔레노이드는 보빈 요소를 통합하고, 솔레노이드 코일은 보빈 요소의 위 또는 보빈 요소의 부근에 감길 수 있다. 보빈은 솔레노이드의 자기 회로가 위치될 수 있는 프레임을 제공해도 좋다.

유익하게는, 보빈은 누설 방지 구조를 제공하며, 누설 방지 구조는 단지 보빈의 흡입 말단과 토출 말단에서 구멍들을 갖는다. 또한, 보빈은 솔레노이드의 다른 부품들이 고정될 수 있는 프레임을 제공해도 좋다.

바람직하게는, 보빈과 자기 회로는 이들 사이에 바람직하게는 슬리브의 토출구 부근에 위치된 씰(seal)을 갖는다. 씰은 바람직하게는 변형 가능하거나 스위칭 섹션을 조립하는 동안 변형되도록 설치된다. 바람직하게는, 씰은 스위칭 섹션을 조립하는 동안 변형된다. 바람직하게는, 씰은 보빈의 유동 통로로부터 유체의 빠져나감을 방지하도록 설치되고, 상기 유동 통로는 바람직하게는 솔레노이드의 전기자와 보빈의 내부 사이에 위치된다. 씰은 링 형상일 수 있다.

자기 회로는 적어도 제1부분과 제2부분을 포함할 수 있다. 자기 회로의 제1부분은 바람직하게는 단면이 대체로 사각인 U자 형상일 수 있다. 제1부분은 스위칭 섹션의 토출구를 통합할 수 있다. 자기 회로의 제2부분은 U자 형상의 제1부분에 인접하도록 설치되는 대체로 평평한 단면일 수 있다, 자기 회로의 제2부분은 바람직하게는 구멍, 더 바람직하게는 중앙 구멍을 갖는다, 바람직하게는, 전기자는 상기 구멍 안으로 돌출된다. 바람직하게는, 구멍은 보빈의 일부분을 수용한다. 바람직하게는 제2부분은 제1부분보다 두껍다.

유익하게는, 제2부분의 두께는 자기 회로의 저항을 감소시킨다.

제2부분은 제1부분의 부분일 수 있는 크림프 섹션(crimp section)에 의해 제1부분에 고정될 수 있다.

제1부분은 바람직하게는 토출구 부근의 유동 가이드를 포함한다. 유동 가이드는 홈일 수 있다. 이 홈은 바람직하게는 구멍으로 향하는 유체를 안내하기 위해 구멍, 바람직하게는 구멍의 양 측면들로부터 확장될 수 있다. 제1부분에 고정되는 유동 가이드는 상호 맞물린 나사들에 의해 조정이 가능하다. 이 조정은, 예를 들면 장치의 분무 콘(cone)을 넓히거나 좁아지도록 출력 분무를 조정하도록 구성될 수 있다.

보빈은 흡입구를 보빈의 유동 통로 안으로 통합한다. 흡입구는 바람직하게는 유동 통로의 돌출된 섹션에서 유동 통로로 들어간다. 돌출된 섹션은 바람직하게는 씰 요소를 수용하도록 설치된다. 유익하게는, 돌출된 섹션은 감소된 단면적을 제공하고, 씰 요소는 감소된 단면적을 지탱하도록 설치된다. 바람직하게는 씰 요소는 부양하는 씰 요소이다. 바람직하게는 씰 요소는 전기자와 돌출된 플랫폼 섹션 사이에 지지된다.

용기 수용 섹션은 바람직하게는 보빈에 수용되거나 또는 보빈 위에 위치되고, 바람직하게는 용기 수용 섹션의 적어도 하나의 요소는 보빈을 둘러싼다. 바람직하게는, 용기 수용 섹션은 실질적으로 보빈과 동축을 이룬다. 용기 수용 섹션은 유익하게는 사용자의 물질 용기 삽입 동작 또는 물질 용기 제거 동작으로부터 솔레노이드 스위치를 절연한다.

바람직하게는, 씰 요소는 대략 10 bar, 바람직하게는 대략 11 bar, 바람직하게는 대략 12 bar, 바람직하게는 대략 13 bar의 압력으로 유동 통로를 밀폐한다.

바람직하게는, 전기자는 대략 0.1 ~ 0.6 ㎜, 바람직하게는 대략 0.18 ~ 0.45 ㎜ 의 이동량을 갖도록 설치된다.

바람직하게는 스위치 장치는 15 cP 보다 작은, 바람직하게는 13 cP 보다 작은, 바람직하게는 11 cP 보다 작은, 바람직하게는 10 cP 보다 작거나 같은 점성을 갖는 유체를 작동시키도록 설치된다.

바람직하게는, 코일은 대략 100 ~ 300 회 감기며, 바람직하게는 250 ~ 500 AT의 암페어 횟수 값, 바람직하게는 300 ~ 450 AT의 암페어 횟수 값을 갖는다.

바람직하게는, 사용 중, 코일을 통해 흐르는 최대 전류는 대략 3 A이고, 바람직하게는 2 A보다 작다.

바람직하게는, 전기자는 대략 7 ms, 바람직하게는 대략 5 ms, 더 바람직하게는 3 ms의 응답 시간을 갖는다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 용기 수용 섹션과 스위칭 섹션을 포함하는 분무장치가 제공되고, 스위칭 섹션은 보빈 요소를 갖는 솔레노이드 스위치를 포함하며, 솔레노이드의 자기 회로는 보빈 요소의 위 또는 부근에 위치된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 용기 수용 섹션과 스위칭 섹션을 포함하는 분무장치가 제공되고, 스위칭 섹션은 보빈 요소를 갖는 솔레노이드 스위치를 포함하고, 솔레노이드의 자기 전기자는 보빈 요소 내에 유지되며, 씰 요소는 전기자와 보빈의 흡입 부분 사이에 지지된다.

여기에 설명된 모든 특징들은 상기 측면들 중 어느 하나와 어떠한 조합으로도 결합될 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 이해를 돕고 본 발명의 실시예들이 효과적으로 실현될 수 있는 방법을 보여주기 위해, 첨부된 개략적인 도면에 예시적인 방법으로 참조부호를 부여하여 설명한다.

도 1은 분무장치의 스위칭 섹션의 개략적인 사시 단면도이고;

도 2는 도 1에 도시된 스위칭 섹션의 프레임과 보빈 섹션의 개략적인 측면이고;

도 3은 도 2에 도시된 프레임과 보빈 섹션의 개략적인 정면도이고;

도 4는 에어로졸 용기가 구비되고 폐쇄 위치에 있는 스위칭 섹션의 개략적인 단면도이고;

도 5는 개방 위치에서 스위칭 섹션의 개략적인 측면도이다.

분무장치의 스위칭 섹션(10)은 이하에 설명되는 것처럼 솔레노이드 스위치로 구성된다. 에어로졸 용기(14, 도 4 참조)의 출구 꼭지(12)는 스위칭 섹션(10)의 하부 구멍(16)에 수용된다. 밸브 꼭지(12)는 오링(18)과 면 씰 요소(a face seal element, 20)에 의해 밀폐된다. 오링(18)과 면 씰 요소(20)는 스페이서(22)에 의해 분리된다. 면 씰 요소는 에어로졸 용기(14)로부터 물질이 통과되는 구멍(24)을 갖는다. 면 씰 요소(20)는 챔버(26)로 통하는 길을 제공하며, 이 챔버(26)는 핀 구멍(28)으로 가면서 점점 좁아진다. 흡입 핀 구멍(28)은 주 씰 요소(primary seal element)(30)에 의해 밀폐되며, 주 씰 요소(30)는 이동 가능한 자기 전기자(32)에 의해 흡입 핀 구멍(28)과 밀봉 결합한 상태로 유지된다.

플라스틱 보빈(34)은 아래에 설명될 것처럼 다수의 요소들이 위치되는 프레임을 제공한다. 플라스틱 보빈(34)은 챔버(26)와 흡입 핀 구멍(28)을 형성한다. 흡입 핀 구멍(28)은 이하에 설명되는 것처럼 돌출된 플랫폼 섹션(36)을 통과하여 연장된다.

이동 가능한 자기 전기자(32)는 플라스틱 보빈(34) 내에 위치되고, 이하에 설명되는 것처럼 도 1에서 화살표 A의 방향을 따라 위 아래로 이동할 수 있다. 플라스틱 보빈(34)은 또한 솔레노이드의 일부를 형성하는 구리 권선들(38)을 위한 장소를 제공한다. 솔레노이드용 자기 회로는 플라스틱 보빈(34)의 바깥쪽에 위치한 상부 철제 프레임(40a)과, 상부 철제 프레임(40a)과 접촉하는 하부 철제 프레임(40b)으로 이루어진다. 철제 크림프(40c; crimp)는 상부 철제 프레임(40a)의 일부이며, 상부 및 하부 철제 프레임(40a, 40b)과 스위칭 섹션(10)의 나머지 부품들을 함께 지지하는 구실을 한다.

일반적으로, 스위칭 섹션(10)은 유체의 분무를 조절하기 위한 배터리 구동형 솔레노이드 밸브이다. 스위칭 섹션(10)은 미리 압축되고 연속 토출형 밸브가 설치된, 예를 들어, 에어로졸 용기로부터 유체의 토출을 조절하도록 설계되어 있다.

스위칭 섹션(10)은 완전한 보빈 하우징과 에어로졸 접속 챔버 요소(13)로 이루어지고, 보빈 하우징은 전기 코일 권선(38)을 통해 배터리(미도시)에 의해 구동되는 자기 회로를 구비한다. 보빈(34)은 스위칭 섹션(10)의 뼈대를 형성하고, 또한 에어로졸 용기(14)로부터 스위칭 섹션(10)의 토출구(42)까지 유체전달을 위한 통로를 제공한다. 구리 코일(38)은 자기가 발생하도록 보빈(34)의 둘레에 감긴다. 상부 및 하부 철제 프레임(40a, 40b)은 자기 회로를 완성하기 위하여 플라스틱 보빈(34)에 고정된다. 보빈(34)의 바닥에는 핀 구멍(28)이 있으며, 이 핀 구멍(28)은 에어로졸 접속 챔버(26)와 보빈 하우징(34) 사이에 연결 통로를 제공한다.

주 씰 요소(30)는 핀 구멍(28)과 플런저(plunger)를 형성하는 이동 가능한 자기 전기자(32) 사이에 평평하게 부양되어 있는 씰을 형성한다. 주 씰 요소(30)는 활동 핀 구멍의 씰 요소를 제공한다. 상부 철제 프레임(40a)의 중심에는 주변의 공기 중으로 유체를 토출하기 위한 토출구(42)가 위치한다.

스위칭 장치의 몸체로 돌아가 더욱 상세히 설명하면, 구멍(16)은 에어로졸 접속 챔버 요소(13)의 일부이고, 에어로졸 용기(14)의 꼭지(12)를 더 용이하게 수용하기 위하여 약간 벌어진 열린 부분을 구비한 원통 형상을 갖는다. 꼭지(12)는 구멍(16)의 끝에서 면 씰 요소(20)를 구비한 면 씰과, 구멍(16)의 안쪽 면으로부터 미세하게 안쪽으로 돌출된 오링(18)을 구비한 오링 씰에 의해 스위칭 섹션(10)을 밀폐한다. 이 씰들은 모두 에어로졸 용기(14)의 내용물이 누설을 방지하기 위해 제공된다.

접속 챔버는 플라스틱 요소(13)로 형성된다. 플라스틱 요소(13)는 보빈(34)으로부터 접속 챔버 요소(13)를 통과하여 돌출되는 못들(15, 도 2 및 도 3 참조)을 이용하여 초음파 용접됨으로써 보빈(34)에 고정된다. 돌출된 못은 사각형상인 접속 챔버 요소(13) 상부의 각 구석에 배치된다. 마주보고 있는 대각선 구석의 두 개의 못(15)은 다른 두 개의 못보다 더 크며, 접속 챔버 요소(13)와 보빈(34)이 쉽게 위치를 잡을 수 있도록 제공된다. 용접은 하부 철제 프레임(40b)의 보빈(34)과 접속 챔버 요소(13) 사이의 고정을 보장한다. 상부 및 하부 철제 프레임(40a, 40b)은 도 2에 도시된 것처럼, 크림프(40c)의 바깥 모서리를 가압하여 앞에서 언급한 크림핑에 의해 결합한다.

사용 중, 스위칭 섹션은 에어로졸 용기(14)에 고정되고, 에어로졸 용기(14) 의 꼭지(12)는 앞에서 설명한 바와 같이 구멍(16)에 수용된다. 에어로졸 용기(14)는 연속 토출형 밸브를 가지며, 에어로졸 용기(14)의 꼭지(12)는 스위칭 섹션(10)에 의해 눌려진다. 이는 에어로졸 용기(14)의 물질이 용기로부터 챔버(26)를 거쳐 주 씰 요소(30)까지 자유롭게 이동할 수 있다는 것을 의미한다. 에어로졸 용기로부터의 물질의 누설과 구멍(16) 밖으로의 물질의 누설은 오링(18)과 면 씰 요소(20)에 의해 방지된다. 면 씰 요소(20)의 구멍(24)은 물질이 용기로부터 챔버를 경유하고, 핀 구멍(28)을 따라 주 씰 요소(30)로 유입되도록 한다. 이는 스위칭 섹션(10)이 에어로졸 용기(14)의 밸브보다 완벽하게 토출을 제어할 수 있는 이점을 갖는다.

주 씰 요소(30)는 도 4에 도시된 것처럼, 이동 가능한 자기 전기자(32)로부터의 압력에 의해 돌출된 플랫폼 섹션(36) 상에 아래쪽으로 눌려 있으며, 또한 전기자(32)는 스프링(44)에 의해 아래쪽으로 힘을 받게 된다. 이에 관해서는 아래에서 더 상세히 설명될 것이다. 이러한 형태는 코일 권선(38)에 아무런 힘이 작용하지 않을 때 나타난다.

에어로졸 용기(14)로부터 유체의 토출이 필요할 때, 코일(38)에 전류가 인가되고, 그 결과 자기 유도로 인해 이동 가능한 자기 전기자(32)가 도 5에 도시된 형태로 이동한다. 코일(38)에서 전류의 방향은, 전원이 공급되었을 때, 이동 가능한 자기 전기자(32)가 토출구(42)를 향해 위로 이동하도록 선택된다. 따라서, 주 씰 요소(30)가 핀 구멍(28)으로부터 멀어질 수 있다. 이는 압축된 유체가 챔버(26)로부터 자기 전기자(32)가 위치한 공간으로 이동하고, 자기 전기자(32)의 측면 부근을 지나 토출구(42)로 이동하여, 대기 중으로 배출되게 한다. 스위칭 섹션(10)의 다른 특징은 다음에서 자세히 설명될 것이다.

앞에서 언급한 자기 회로는 U자 형상의 상부 철제 프레임(40a)으로 형성된다. 상부 철제 프레임(40a)은 크림프 섹션(40c)을 수용하기 위해 절단된 부분을 제외하고는 대체로 사각형상인 평평한 하부 철제 프레임(40b)과 짝 지어진다(도 2 참조). 하부 철제 프레임은 플라스틱 보빈(34)이 수용되는 중앙 구멍을 갖는다. 이동 가능한 자기 전기자(32)는 자기 회로를 완성하기 위하여 하부 철제 프레임의 구멍으로 돌출된다. 하부 철제 프레임(40b)은 두 프레임(40a, 40b)과 자기 전기자(32) 사이의 자기 저항을 감소시키기 위하여 상부 철제 프레임(40a)보다 두껍게 설계된다. 하부 철제 프레임(40b)의 중심 구멍은 하부 철제 프레임(40b)과 자기 전기자(32) 사이의 고른 자속 결합을 고려하여 원형이다.

스위칭 섹션의 자기 재질은, 자기 전기자(32)가 그 측면을 지나 토출구(42)로 흐르는 유체를 갖는 조건에서, 스위칭 섹션(10)을 통과하는 화학약품과 양립할 수 있도록 선택된다. 또한, 자기 재질은 기계적 강도 및 안정성뿐만 아니라 충분한 비투자율(relative permeability)을 가져야 한다. 프레임 섹션(40a, 40b, 40c)용 자기 재질은 니켈을 도금한 연철을 사용하고, 전기자(32)용 자기 재질은 마그네틱 그레이드 스테인리스 강(magnetic grade stainless steel)을 사용한다.

자기 전기자(32)의 상면에는 스프링(44)을 수용하기 위한 중앙의 오목한 부분(43)이 구비되어, 전기자(32)와 상부 철제 프레임(40a)의 내면 사이의 틈이 최소화된다.

코일을 감기 위한 자기 재질 선택의 설계 특징들은 전기자(32)에 충분한 전 자기력을 제공하고, 표준 알카라인 배터리(standard alkaline batteries)에 의해 구동되어야 하며, 배터리의 충분한 수명을 허용하는 것이다. 또한, 권선은 충분히 빠른 응답 시간을 제공해야 하고, 크기가 작아야 한다. 설계 선택의 범위는 150 ~ 250의 권선 횟수를 갖는 29 또는 30 게이지 와이어(gauge wire)의 사용이 고려된다. 이는 2 amps 보다 작은 최대 전류 값과 5 ms 보다 작은 응답시간을 갖는 300 ~ 450 암페어 횟수 값을 제공한다. 전형적으로, AA 타입 배터리가 사용된다.

상부 철제 프레임(40a)은 상술한 것처럼 유동 가이드 통로를 통합한다. 이 통로는 에어로졸 용기(14)로부터 전기자(32)의 상부를 지나 스프링(44)을 통과한 후 토출구(42)로 토출되는 물질의 유동을 가능하게 한다.

스프링(44)은 압축되지 않았을 때 원뿔 형상이고, 압축되었을 때 전기자(32)의 오목한 부분(43)에 고정되는 나선 형상이다. 원뿔 형상 설계의 장점은, 스프링이 압축되었을 때 단지 1회 권선 시의 깊이를 갖게 되어 최소의 여분 높이를 부가한다는 것이다. 이는 상대적으로 큰 오목한 부분에 비해 자기 회로의 전체 자기저항에 최소한의 자기저항을 부가하는 작은 오목한 부분의 사용을 가능하게 한다. 스프링의 지름은 전기자(32)의 지름보다 작게 형성되며, 이는 더 바람직한 자기 회로를 제공한다. 스프링(44)은 전기자(32)의 축 방향으로의 이동만을 제공하고, 원뿔 형상은 전기자(32)의 반경 방향으로의 불특정한 이동을 최소화하는 자체 중심 이동 스프링을 제공한다. 오목한 부분(43)의 크기는 최소화되며, 이것은 에어로졸 용기(14)로부터의 유체의 바람직하지 않은 정체가 오직 작은 공간에서 허용되도록 돕는다. 그러나, 소량의 정체 유체는 증발되어 다음 작동 시 장치의 초기 상승 출력 이 될 방향제의 포화 덩어리를 남기므로, 소량의 정체는 다소 장점을 갖는다.

스프링(44)은 100 ~ 150 gm 범위의 힘을 제공하므로, 스프링(44)의 시상수(time constant)를 고려할 때, 앞에서 언급한 5 ms 미만의 짧은 응답 시간 안에 스프링의 힘에 대항하여 전기자(32)를 위로 밀어 올리기 위해서는 대략 300 그램의 힘이 필요하다. 스프링의 깊이는 완전히 압축되었을 때, 대략 2 ㎜ 이다.

앞에서 언급한 것처럼, 스프링(44)의 힘은 전기자(32)를 아래로 이동시켜 주 씰 요소(30)를 돌출된 플랫폼 섹션(36)에 대하여 아래로 누르며, 돌출된 플랫폼 섹션(36)은 절두원뿔 형상이다. 돌출된 플랫폼 섹션(36)의 장점은 주 씰 요소(30)가 밀폐해야 하는 표면적이 상대적으로 작다는 것이다. 이는, 상대적으로 작은 면적이 효과적으로 밀폐되므로, 스프링으로부터 더 작은 힘을 필요로 한다. 돌출된 플랫폼 섹션(36)에 대항하는 주 실의 밀폐 압력은 최대 13 bar 인 것이 유리한 것으로 밝혀졌다. 이는 다양한 형태의 에어로졸 용기(14)의 전체에 적용되는 압력 범위에 걸쳐서 효과적으로 밀폐할 수 있다는 장점을 갖는다. 또한, 에어로졸이 과열될 경우, 이중 안전 장치의 메카니즘이 제공된다. 예를 들면, 주 씰 요소의 압력이 15 bar를 초과하는 경우, 에어로졸이 폭발할 수 있지만, 13 bar 이상의 초과압력을 배출하는 본 장치에서는 폭발이 일어나지 않는다. 더욱이, 밸브 개방을 위하여 최소 대략 300 그램의 힘을 필요로 한다. 또한, 상술한 설계를 통해 얻을 수 있는 유리하게 높은 밀폐 압력이 주어지면, 돌출된 플랫폼 섹션(36)은 장치가 배터리에 의해 구동되도록 한다.

주 씰 요소(30)는 전기자(32)의 바닥과 플라스틱 보빈(34)의 일부를 형성하 는 돌출된 플랫폼 섹션(36) 사이에 부양되어 있도록 설계된다. 부양 설계는 주 씰 요소(30)가 에어로졸 용기(14)에 사용되는 화학 추진제와 접촉될 때 3차원으로 팽창된다는 점에서 장점을 갖는다. 선택적으로, 이 결과적인 변형은 주 씰 요소(30)의 휨을 초래하지 않을 것이다. 그 이유는 씰 요소(30)를 향하는 플라스틱 보빈의 선택적인 돌기가 존재하기 때문이다. 돌기의 존재 및 이들 사이의 틈은 돌기 사이의 틈으로 주 씰 요소(30)가 팽창되도록 한다.

주 씰 요소(30)의 두께는 최대 변형, 밀폐에 요구되는 압축률, 제조 공차, 및 전기자(32)에 허용되는 이동량에 의해 한정되는 최대 허용 공극(air gap)에 기초하여 선택된다. 공극은 주 씰 요소의 기저로부터 0.18 ~ 0.45 ㎜의 크기를 갖는다. 이 공극은 전기자(32)의 이동량을 한정한다. 작은 이동량은 더 제어하기 쉬운 응답시간을 갖기 때문에, 상술한 범위의 공극을 갖는 것은, 에어로졸 용기(14)로부터 충분한 양의 유체가 이동되도록 하고, 만족할만한 씰의 팽창성 및 압축성을 갖도록 하고, 장치가 배터리에 의해 쉽게 구동되도록 충분히 작은 이동량을 갖도록 하며, 일정시간 동안 지속적인 분무가 가능하도록 하는 장점들을 갖는다.

핀 구멍은, 주 씰 요소로부터 요구된 밀폐력에 대한 전형적으로 3 ~ 10 bar 사이의 에어로졸 압력; 스프링(44)에 의해 가해지는 힘에 대한 씰 요소(30)의 압축률에 기초하여 고려되어야 하는 밀폐 경도; 또한, 주 씰 요소(30)의 두께에 대해 반드시 고려되어야할 팽창(앞에서 언급한 화학적 공격하에서)인 밀폐 공차; 마지막으로, 스프링 힘에 대항하여 작동하도록 요구되는 전력에 대한 스프링(44)으로부터의 스프링 힘 등의 파라미터들에 기초하여 설계된다.

접속 챔버(13)는 스위치 섹션(10)과 에어로졸 용기(14)의 접촉영역에 보빈(34)으로부터 분리되어 있는 요소를 제공한다. 이는 보빈(34)의 작동이 에어로졸 용기(14)의 삽입에 의해 영향을 받지 않는 장점이 있다; 또한 조립이 매우 간편하다. 따라서, 상기한 공극의 안정성이 유지된다. 또한, 초음파 용접 및 위치지정용 핀들(15)을 사용하여, 스위칭 섹션(10)의 결합을 위한 편리하고 신뢰성 있는 수단을 얻을 수 있다. 위치지정용 핀들(15)은 보빈(34)의 몸체의 네 모서리에 위치되고, 에어로졸 접속 챔버 요소(13)의 대응되는 구멍에 수용된다. 핀들(15)은 도 1에서 에어로졸 접속 챔버 요소(13)로부터 돌출되는 것을 나타나 있으나, 이러한 돌출은 필수적인 것은 아니다. 핀들(15)은 마주보는 귀퉁이들에 있는 상대적으로 큰 지름의 2개의 핀들과 나머지 귀퉁이들에 있는 상대적으로 지름이 작은 2개의 핀들을 갖도록 배치된다. 이는 에어로졸 접속 챔버 요소(13)가 보빈(34)에 대하여 정확하게 위치되게 한다.

물질의 출구로 예정되어 있는 상단부 또는 핀 구멍(28)을 통해 물질이 지나는 하단부에 보빈으로부터의 유일한 출구가 존재하므로, 단일 부품의 플라스틱 보빈(34)의 제공은 누설 방지 설계의 장점을 갖는다. 또한, 단일 부품의 보빈(34)은 쉽고 저렴하게 제조할 수 있다. 플라스틱 보빈(34)의 상측에는, 보빈(34)의 상면을 둘러싸는 링 형상의 압착 씰 요소가 제공된다. 압착 씰 요소는 에어로졸 용기로부터의 물질이 옆으로 누설되어 코일(38)이 위치된 공간으로 유입되는 것을 방지하기 위하여, 상부 철제 프레임(40a)의 상부 내면에 압착된다.

보빈에 사용되는 재료는 POM, (글래스 필(glass fill) 및 PPS를 구비/구비하 지 않은)PA, 당업자가 쉽게 이용할 수 있는 모든 재료들이다. 이러한 재료들은 기계적으로 강하고, 에어로졸 용기에 포함되는 화학 촉진제 등의 공격하에서 이들의 변형은 수용가능한 범위에 있다. 또한, 재료들은 핀 구멍(28)의 형성을 위해 부드러운 마감 및 주조성 뿐만 아니라, 높은 습도 환경에서의 온도 안정성, 치수 및 강도 안정성을 포함하는 조건을 갖는다.

주 씰 요소(30)에 대해, Buna(RTM), 바이트론(RTM), 실리콘 및 네오프렌 등의 재료가 사용된다. 설계 조건은 온도 안정성뿐만 아니라 주 씰 요소(30)를 통과하는 화학 약품과의 융화성, 화학적 공격 하에서 경도 및 경도 변화, 힘 압축률 관계, 화학적 공격하에서 최대 치수 변화 및 반복적인 충격하에서 피로 특성을 포함한다. 재료의 경도는 쇼어 스케일에서 60 ~ 80 정도의 범위에 있는 A 등급 재료가 선택된다.

토출구(42)는 각각 공극의 크기가 감소하거나 증가하도록 스토퍼를 빽빽하게 또는 느슨하게 함으로써 공극을 조절할 수 있도록, 상부 철제 프레임(40a) 안으로 나사산이 형성될 수 있는 나사 스토퍼의 형태로 제공될 수 있다.

여기에 설명되는 스위칭 섹션(10)은 화학 촉진제, 살충제, 살균제 등일 수 있는, 전형적으로 가압된 물질의 용기에 사용하기 위한 것이다.

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본 발명은 전술한 실시예의 상세한 설명에 한정되지 않는다. 본 발명은 첨부된 청구항, 요약서 및 도면을 포함하는 본 명세서에서 설명된 특징들 중 신규한 것 또는 소정의 신규한 조합까지, 또는 그와 같이 설명된 소정의 방법 또는 공정의 단계들 중 신규한 것 또는 소정의 신규한 조합까지 확장한다.

Claims (21)

1. 용기 수용 섹션(13)과 스위칭 섹션(10)을 포함하고, 상기 스위칭 섹션은 보빈 요소(34)를 갖는 솔레노이드 스위치를 포함하고, 상기 보빈 요소(34)의 위 또는 주변에 솔레노이드의 자기 회로가 위치되고, 상기 보빈 요소(34)는 보빈 요소(34)의 유동 통로로 들어가는 흡입구를 포함하고, 상기 흡입구는 상기 유동 통로의 돌출된 섹션(36)에서 상기 유동 통로로 들어가는 것을 특징으로 하는 분무 장치.
2. 제1항에 있어서,

   자기 전기자(32)는 솔레노이드의 보빈 요소(34)에 유지되고, 씰 요소(30)는 상기 전기자(32)와 보빈 요소(34)의 흡입구 사이에 지지되는 것을 특징으로 하는 분무 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 솔레노이드 스위치는 팽창되어 압축되지 않은 형태일 때, 원뿔형상의 코일 스프링(44)인 탄성 바이어스를 포함하는 것을 특징으로 하는 분무 장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 코일 스프링(44)은 압축된 형태일 때, 코일 스프링(44)의 1회 권선 깊이를 갖는 나선 형상인 것을 특징으로 하는 분무 장치.
5. 제3항에 있어서,

   상기 코일 스프링(44)은 전기자(32)의 단부에 있는 오목한 부분에 위치되고, 상기 오목한 부분은 압축된 코일 스프링(44)의 두께만큼의 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 분무 장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 보빈 요소(34)는 상기 솔레노이드의 다른 부분들이 고정되는 프레임을 형성하는 것을 특징으로 하는 분무 장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 보빈 요소(34)와 상기 자기 회로는 상기 보빈 요소(34)와 상기 자기 회로 사이에 위치된 씰을 구비하는 것을 특징으로 하는 분무 장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 씰은 상기 자기 회로의 토출구 주변에 위치되는 것을 특징으로 하는 분무 장치.
9. 제8항에 있어서,

   상기 씰은 상기 스위칭 섹션(10)의 조립 중에 변형가능하도록 형성된 것을 특징으로 하는 분무 장치.
10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 씰은 상기 보빈 요소(34)의 유동 통로로부터의 유체의 유출을 방지하도록 형성된 것을 특징으로 하는 분무 장치.
11. 제2항에 있어서,

    상기 자기 회로는 적어도 제1부분(40a)과 제2부분(40b)를 포함하고, 상기 자기 회로의 제2부분(40b)은 상기 제1부분(40a)에 인접하게 형성된 평평한 말단 섹션이고, 상기 제2부분은 상기 전기자(32)가 돌출되는 구멍을 구비하는 것을 특징으로 하는 분무 장치.
12. 제11항에 있어서,

    상기 구멍은 상기 보빈 요소(34)의 일부분을 수용하도록 형성된 것을 특징으로 하는 분무 장치.
13. 제12항에 있어서,

    상기 제2부분은 상기 제1부분보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 분무 장치.
14. 제11항에 있어서,

    상기 제1부분(40a)은 토출구(42) 부근에 유동 가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 분무 장치.
15. 제14항에 있어서,

    상기 유동 가이드는 홈인 것을 특징으로 하는 분무 장치.
16. 제15항에 있어서,

    상기 홈은 상기 토출구(42)의 양 측면들로부터 연장되는 것을 특징으로 하는 분무 장치.
17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 유동 가이드는 조정 가능한 것을 특징으로 하는 분무 장치.
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