KR101233394B1 - 차량 탑재형 분무 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명에서 듀얼 모드의 동력 전달장치를 갖는 차량 탑재형 분무 시스템을 개시한다.
본 발명에 따른 분무 시스템은, 차량의 후방에 분무액을 적재하기 위한 분무액함이 위치하고, 분무액을 원거리 분사시키기 위한 분무기 펌프가 장착되고, 상기 분무기 펌프에 체결되는 릴호스로 분무액을 소정 압력으로 공급하기 위한 분무엔진이 구비된 차량 탑재형 분무 시스템에 있어서, 상기 차량 엔진의 동력을 외부로 인출하기 위한 동력인출장치(PTO)를 포함하고, 상기 동력인출장치(PTO) 또는 분무엔진의 동력을 선택적으로 이용하여 상기 릴호스로 분무액을 원거리 분사시키기 위한 분무기 시스템; 및 상기 릴호스의 동파 방지를 위한 동파방지장치를 포함하며; 상기 분무기 시스템은, 분무엔진 또는 동력인출장치(PTO)의 동력을 상기 분무기 펌프로 선택적으로 전달하기 위한 트랜스퍼 박스(Transfer box)를 포함하도록 구성된다.
따라서, 본 발명은 본 발명의 차량(201)이 산불방재 차량으로 사용되는 것은, 차량 탑재형으로서 이동성이 탁월하고, 소형화된 구조로서 적용범위가 매우 넓을 뿐만 아니라, 차량 고장 또는 분무 엔진의 고장 시에도 분무 기능이 가능한 효과를 갖는다.
본 발명에 따른 분무 시스템은, 차량의 후방에 분무액을 적재하기 위한 분무액함이 위치하고, 분무액을 원거리 분사시키기 위한 분무기 펌프가 장착되고, 상기 분무기 펌프에 체결되는 릴호스로 분무액을 소정 압력으로 공급하기 위한 분무엔진이 구비된 차량 탑재형 분무 시스템에 있어서, 상기 차량 엔진의 동력을 외부로 인출하기 위한 동력인출장치(PTO)를 포함하고, 상기 동력인출장치(PTO) 또는 분무엔진의 동력을 선택적으로 이용하여 상기 릴호스로 분무액을 원거리 분사시키기 위한 분무기 시스템; 및 상기 릴호스의 동파 방지를 위한 동파방지장치를 포함하며; 상기 분무기 시스템은, 분무엔진 또는 동력인출장치(PTO)의 동력을 상기 분무기 펌프로 선택적으로 전달하기 위한 트랜스퍼 박스(Transfer box)를 포함하도록 구성된다.
따라서, 본 발명은 본 발명의 차량(201)이 산불방재 차량으로 사용되는 것은, 차량 탑재형으로서 이동성이 탁월하고, 소형화된 구조로서 적용범위가 매우 넓을 뿐만 아니라, 차량 고장 또는 분무 엔진의 고장 시에도 분무 기능이 가능한 효과를 갖는다.
Description
본 발명은 분무 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 엔진 또는 별도 설치된 분무엔진을 선택적으로 사용하여 분무 시스템을 운용하고, 분무 시스템의 동파 방지를 위한 릴호스 내 부동액 공급 및 배출 제어를 수행할 수 있는 차량 탑재형 분무 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 각종 농작물을 경작하기 위해서는 작물에 유해한 해충이나 병충(병원균) 등을 방제하기 위한 방제액 분무가 요구되며, 특히, 과수원과 같이, 다년생 과실수(사과, 배, 복숭아, 포도 등)를 경작하는 경우에는 병충해 예방이 매우 중요하다. 이러한, 과실수는 병충해에 감염되면, 재생이 어렵고 수명이 단축되며, 과실수확량과 직결되어 생산성이 크게 저하되는바, 적절한 시기에 예상되는 병충해를 예방하기 위해서는 주기적인 방제작업이 요구된다.
과수원에서 과실수의 병충해 예방을 위해 실시되고 있는 방제작업은 모터펌프를 이용하여 약액이 분사장치를 통해 고압상태로 분사되도록 하는 방식에 의해 이루어지고 있으며, 분사장치를 작업자가 직접 들고 다니는 수작업에 의한 방제작업이 이루어지고 있다.
상기와 같이, 수작업에 의해 방제작업을 수행하는 과정에서는 많은 인력과 작업시간이 요구되므로 효율적이지 못하고, 특히, 살포되는 유독성의 약액에 작업자가 무방비하게 노출된 상태이므로, 호흡기를 통해 유독성의 약액이 몸 안으로 유입되어 각종 질병을 유발하게 되는 문제점을 안고 있다.
따라서, 상기와 같은 수작업에 의한 방제작업 시 발생되는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 자동 방제를 위한 캐빈 방제차량용 분무장치가 개발되어 사용되고 있으며, 이에 적용되는 구조를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래 차량 탑재용 분무 장치를 설명하기 위한 구성도이다. 도시된 바와 같이, 전원부(10)와 모터(30)와 약제통(20)과 약제분배기(45)와 체크밸브(48, 58)와 분무기(40)와 노즐관(46)과 노즐(60)과 공기압축기(50)와 압력조절챔버(51)와 공기분배기(55)와 송풍기(70)와 송풍관(75)으로 구성된다.
상기 전원부(10)는 자동차의 배터리를 직접적으로 이용한다. 따라서 모터(30) 또는 분무기(40) 등은 자동차의 배터리와 연결되어 구동되는 사양을 갖는다. 상기 전원부(10)에 의해 이동중에 작업을 해야하는 차량용 소독분무기의 특성에 부합되어 전원공급이 자유로우며, 별도의 연료탱크를 차량에 탑재하지 않아도 되므로 장치가 간편하고, 연료소모가 절약되는 이점이 있다.
약제액의 이동경로와 압축공기의 이동경로는 독립적임을 유의하며 살펴보면, 상기 압축공기는 관을 통하여 상기 노즐(60)로 이동되는데, 상기 노즐(60)은 복수개 출력관에 연결되며, 상기 압축공기는 각 노즐(60)에 일대일 대응되어 연결되어야 약제액이 균등 분무된다.
그런데 상기 약제액이 균등분무되기 위해서는 전달되는 공기의 양, 압력이 균등하여야 하므로 상기 압축공기를 각 노즐에 균등분배시키기 위하여 공기분배기(55)를 마련한다. 상기 공기분배기(55) 역시 일종의 완충챔버로서, 상기 압력조절챔버(51)의 압축공기를 입력받아 각 노즐(60)에 압축공기가 골고루 분배되도록 한다.
즉, 상기 압축공기는 압력조절챔버(51)와 공기분배기(55)라는 이중 완충챔버를 가지며, 관에 의해 노즐로 전달되어 진다. 약제액은 상기한 바와 같이 분무기(40)를 통하여 약제통(20)에서 노즐(60)로 배출되며, 상기 압축공기에 의하여 노즐(60)에서 분무된다.
그러나 상기 압축공기는 노즐(60)에서 약제액의 입자의 크기를 미세화시키는 데 에너지를 거의 소진시켜 약제액을 멀리 분사시키기는 힘들다. 따라서 상기 약제액을 멀리 분사시키기 위하여 송풍기(70)를 마련한다. 송풍기(70)는 상기 모터(30) 또는 전원부(10)에 의해 구동되며, 상기 송풍기(70)에서 생산되는 강풍은 송풍관(75)에 의하여 상기 노즐로 안내된다.
상기 송풍관(75)은 바람을 노즐(60)로 안내시키는 가이드관으로서 단부가 복수개의 각 노즐에 독립적으로 바람을 안내시키도록 복수관으로 형성된다. 상기 송풍관(75)에 의해 안내된 강풍은 노즐(60)에서 분무되는 약제액을 멀리 분사시킨다.
한편, 상기 분무기(40)와 노즐관(46) 사이 또는 상기 압력조절챔버(51)와 공기분배기(55) 사이에 적어도 하나의 체크밸브(48, 58)를 형성시켜 공기 또는 약제액의 역류를 차단시킨다.
그러나, 전술된 종래의 분무 장치는 차량의 배터리를 이용하는 구조로서, 저용량의 분무 시스템을 구축하고 있음에 따라, 사용 범위가 매우 한정적인 문제가 안고 있다. 따라서, 분무 장치의 실용적 범위를 넓히기 위해, 용량 증대와 더불어, 안정적인 분무 구동이 가능한 시스템 개발이 시급하다는 문제점이 야기되고 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 분무 시스템을 차량에 탑재하고, 분무 시스템의 동력을 별도의 분무엔진을 사용하거나, 차량의 엔진을 사용하도록 함으로써, 분무 시스템의 사용 용도의 범위를 확장할 수 있는 차량 탑재형 분무 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 트랜스퍼 박스를 이용하여 차량 엔진 또는 분무 엔진을 선택적으로 사용토록 함으로써, 시스템의 구조를 단순화시켜 기능대비 제조단가를 격감시킬 수 있는 차량 탑재형 분무 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 분무 시스템으로 구비되는 릴호스의 동파 방지를 위해, 동력인출장치와 연동하는 컴프레셔를 구비하고, 컴프레셔에 의해 부동액 충진 또는 충진된 부동액을 제거하거나, 릴호스 내의 분무액을 배출 제어함으로써, 릴호스 내의 동파를 사전에 방지하여 시스템의 완성도를 높일 수 있는 차량 탑재형 분무 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 분무 시스템의 사용 범위를 농약분무 기능 및 산불 방지를 위한 방재기능으로 활용될 수 있도록 동력의 출력을 높이고, 소형화를 유도할 수 있는 차량 탑재형 분무 시스템을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 차량 탑재형 분무 시스템은, 차량의 후방에 분무액을 적재하기 위한 분무액함이 위치하고, 분무액을 원거리 분사시키기 위한 분무기 펌프가 장착되고, 상기 분무기 펌프에 체결되는 릴호스로 분무액을 소정 압력으로 공급하기 위한 분무엔진이 구비된 차량 탑재형 분무 시스템에 있어서, 상기 차량 엔진의 동력을 외부로 인출하기 위한 동력인출장치(PTO)를 포함하고, 상기 동력인출장치(PTO) 또는 분무엔진의 동력을 선택적으로 이용하여 상기 릴호스로 분무액을 원거리 분사시키기 위한 분무기 시스템; 및 상기 릴호스의 동파 방지를 위한 동파방지장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 분무기 시스템의 분무기 펌프는, 상기 분무엔진의 회전축에 연결된 엔진풀리와 벨트 체결되고, 전기적 신호에 의해 상기 분무엔진의 동력을 전달하거나 차단하기 위한 제4 전자클러치; 및 상기 동력인출장치(PTO)의 회전축과 벨트 체결되고, 전기적 신호에 의해 상기 동력인출장치(PTO)의 동력을 전달하거나 차단하고, 상기 제3 전자클러치의 직경을 달리하는 제3 전자클러치로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 동파방지장치는, 상기 동력인출장치와 연동하여 소정의 압력을 생성하기 위한 컴프레셔; 상기 컴프레셔의 출력 압력을 적정 압력으로 충진시키기 위한 에어탱크; 상기 에어탱크에 충진된 압력을 이용하여 부동액 탱크에 적재된 부동액을 상기 릴호스로 공급하거나, 상기 분무액함에 적재된 분무액을 상기 릴호스로 공급 제어하기 위한 밸브장치(V); 및 상기 밸브장치(V)를 스위칭 제어하기 위한 제어패널로 구성되는 것을 특징으로 한다.
전술된 바와 같이, 본 발명에서 제시되는 차량 탑재형 분무 시스템은, 분무 시스템의 동력을 별도의 분무엔진을 사용하거나, 차량의 엔진을 사용하도록 함으로써, 분무 시스템의 사용 용도의 범위를 확장할 수 있는 효과가 있다. 또한, 분무 시스템으로 구비되는 릴호스의 동파 방지가 가능함에 따라, 시스템의 기능성 및 완성도를 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 차량용 분무 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 분무 시스템의 차량 탑재 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 주요 기능을 설명하기 위한 메카니즘 구성도이다.
도 4는 도 2의 차량 엔진 동력을 이용한 분무 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 2의 분무엔진 동력을 이용한 분무 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 2의 동파방지 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 히터를 설명하기 위한 구성도이다.
도 8은 본 발명에 따른 히터가 설치된 차량을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 분무 시스템의 차량 탑재 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 주요 기능을 설명하기 위한 메카니즘 구성도이다.
도 4는 도 2의 차량 엔진 동력을 이용한 분무 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 2의 분무엔진 동력을 이용한 분무 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 2의 동파방지 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 히터를 설명하기 위한 구성도이다.
도 8은 본 발명에 따른 히터가 설치된 차량을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 산불진압용 차량 탑재형 분무 시스템을 나타낸 사시도이다. 도시된 바와 같이, 차량(201)의 후방에 분무기 시스템(231)이 탑재되는 구조로서, 상기 분무기 시스템(231)은 전방에, 분무액을 적재하기 위한 분무액함(221)이 위치하고, 후방에는 분무액을 원거리 분사시키기 위한 릴호스(211)가 장착되며, 상기 릴호스(211)의 하단에는 상기 릴호스(211)로 분무액을 소정 압력으로 공급하기 위한 엔진이 탑재되는 펌프실(209)이 마련되고, 상기 차량(201)의 하부에는 상기 엔진의 정지상태에서 차량의 엔진 회전력을 상기 펌프실(209)로 전달하기 위한 동력인출장치(PTO:Power take-offs: 205)가 형성되며, 상기 동력인출장치(205)의 근접 위치에는 상기 릴호스(211)의 내부의 적재된 분무액 또는 부동액을 제거하기 위해 압력 공급용 컴프레셔(203)가 장착된다.
그리고, 상기 차량(201)의 후방 상단에는 소정의 공구를 구비하기 위한 공구함(223)이 형성되고, 상기 분무액함(221)의 일단에는 분무액의 결빙을 방지하기 위한 히터(207)가 설비된다.
이와 같이 구성된 분무기 시스템은, 상기 펌프실(209)에 탑재된 엔진을 구동시켜 분무 기능을 수행하거나, 상기 펌프실(209)에 탑재된 엔진의 고장 시에, 상기 차량(201) 엔진의 구동력을 이용하여 분무 기능을 수행한다.
한편, 상기한 분무 기능을 수행하기 위해서는 릴호스(211)에 적재되어 있는 부동액을 제거하는 선행이 이루어져야 하며, 또한 분무 기능을 종료할 경우 릴호스(211)에 적재되어 있는 분무액을 제거한 후, 부동액을 투입해야 하는 선행이 이루어져야 한다. 이는 분무 기능이 종료될 때, 릴호스(211)에 적재된 잔류수 즉, 분무액을 제거하고, 동파방지를 위한 부동액이 릴호스(211) 내부에 투입시키는 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 분무기 시스템의 구성을 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 상기 분무기 시스템(231)은 차량(201)에 탑재되는 분무엔진(301)과, 상기 차량(201) 엔진의 회전력을 전달하기 위한 동력인출장치(205)와, 상기 동력인출장치(205) 또는 상기 분무엔진(301)의 회전력을 선택적으로 전달받아 분무기 압력을 생성한 후, 분무기 헤드(333)로 분무액 또는 부동액을 분사하는 분무기 펌프(331)와, 상기 동력인출장치(205)와 연동하여 소정의 압력을 생성하기 위한 컴프레셔(203)와, 상기 컴프레셔(203)의 출력 압력을 적정 압력으로 충진시키기 위한 에어탱크(303)와, 상기 에어탱크(303)에 충진된 압력을 이용하여 부동액 탱크(351)에 적재된 부동액을 상기 릴호스(211)로 공급하거나, 상기 분무액함(221)에 적재된 분무액을 상기 릴호스(211)로 공급 제어하기 위한 밸브장치(V)와, 상기 밸브장치(V)를 스위칭 제어하기 위한 제어패널(371)로 구성된다.
한편, 상기 분무기 펌프(331)는 분무엔진(301)의 회전축에 연결된 엔진풀리(307)와 벨트 체결되고 전기적 신호에 의해 상기 분무엔진(301)의 회전력을 전달하거나 차단하기 위한 제4 전자클러치(343)와, 상기 동력인출장치(205)의 회전축과 벨트 체결되고, 전기적 신호에 의해 상기 동력인출장치(205)의 회전력을 전달하거나 차단하기 위한 제3 전자클러치(341)를 포함한다.
또한, 본 발명에서는 분무엔진(301)의 회전력 또는 동력인출장치(205)의 회전력을 분무기 펌프(331)로 전달함에 있어, 회전속도를 달리할 수 있는 트랜스퍼 박스(Transfer box:321)를 더 포함하며, 상기 제3 전자클러치(341) 및 제4 전자클러치(343)의 직경을 달리함으로써 분무기 펌프(331)의 회전수를 가변 제어할 수 있다.
그리고, 상기 트랜스퍼 박스(321)는 상기 엔진풀리(307)에 벨트 결합되어 동력 전달을 스위칭하기 위한 제2 전자클러치(317)와, 상기 제2 전자클러치(317)의 동력을 상기 제4 전자클러치(343)로 전달하는 제2 아이들 풀리(315)와, 상기 동력인출장치(205)의 회전축과 벨트 결합되어 동력 전달을 스위칭하기 위한 제1 전자클러치(311)와, 상기 제1 전자클러치(311)의 동력을 상기 제3 전자클러치(341)로 전달하기 위한 제1 아이들 풀리(313)로 이루어진다.
이와 같이 구성된 제1 전자클러치(311) 내지 제4 전자클러치(343)는 상기 제어패널(371)의 제어신호에 따라 동작한다. 즉, 사용자가 동력인출장치(205)로부터 얻어진 동력을 이용하고자 할 경우, 또는 상기 분무엔진(301)의 동력을 이용하고자 할 경우, 상기 제1 전자클러치(311) 또는 제2 전자클러치(317)가 선택되도록 제어패널(371)이 운용될 것이다. 또한, 분무기 펌프(331)의 회전 속도를 가변하고자 할 경우 즉, 고압으로 분사하거나 저압으로 분사하고자 할 경우, 상기 제3 전자클러치(341) 또는 제4 전자클러치(343)가 선택되도록 제어패널(371)이 운용되는 것이다.
한편, 상기 에어탱크(303)의 출력단에는 압력조절밸브(361)가 마련되며, 상기 압력조절밸브(361)는 에어탱크(303)로부터 공급되는 압력이 균일하게 유지되도록 한다. 상기 압력조절밸브(361)는 체크밸브로 구성된다.
상기 밸브장치(V)는 제어패널(371)에 의해 제어되며, 상기 압력조절밸브(361)의 출력단에 구비된 제1 밸브(V1), 상기 제1 밸브(V1)로부터 공급되는 압력을 릴호스(211)로 제공되기 위한 제2 밸브(V2) 및 제3 밸브(V3), 상기 부동액 탱크(351)에 적재된 부동액 또는 분무액을 상기 릴호스(211)로 선택적으로 제공하기 위한 제4 밸브(V4)로 이루어진다. 상기 제4 밸브(V4)는 3-Way 밸브가 사용된다.
전술된 밸브장치(V)의 배관 라인은 상기 분무기 펌프(331)의 전방에 장착된 분무기 헤드(333) 내부에서 접속되는 구조를 가지며, 상기 제1 밸브(V1)에서 토출되는 압력은 부동액을 릴호스(211)로 투입하거나, 분무액을 릴호스(211)를 통해 토출되도록 한다.
이하, 본 발명의 동작을 첨부된 예시도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 따른 차량 엔진을 이용한 분무 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도시된 바와 같이, 차량의 분무엔진(301)은 별도의 연료탱크로부터 연료를 공급받아 구동되며, 엔진의 동력축에 장착된 엔진풀리(307)는 벨트를 이용하여 상기 트랜스퍼 박스(321)의 제2 전자클러치(317)로 동력을 전달한다.
상기 제2 전자클러치(317)는 현재 분무엔진(301)을 사용함에 따라 스위치 온(ON) 상태를 유지하고, 상기 제1 전자클러치(311)는 스위치 오프(OFF) 상태를 유지함으로써, 엔진풀리(307)의 동력은 상기 제2 전자클러치(317)로 전달되고, 상기 제2 아이들 풀리(315)는 제2 전자클러치(317)로부터 동력을 전달받는다. 상기 제2 아이들 풀리(315)는 제4 전자클러치(343)와 벨트 결합하며, 상기 트랜스퍼 박스(321)의 타측단에 마련된 제1 아이들 풀리(313)는 제3 전자클러치(341)와 연동한다.
이때, 상기 제3 전자클러치(341) 및 제4 전자클러치(343)의 회전 직경은 상이한데, 이는 분무기 펌프(331)의 펌핑 압력을 가변시키기 위해 설계된 것이다. 예컨대, 상기 제3 전자클러치(341)의 직경이 제4 전자클러치(343)의 직경 보다 작도록 설계함으로써, 제3 전자클러치(341)의 동작은 고압을 유도하고, 제4 전자클러치(343)의 동작은 저압을 유도한다.
따라서, 사용자는 제어패널(371)을 이용하여 분무기 펌프(331)의 압력을 조정하는데, 고압을 사용하고자 할 경우 상기 제3 전자클러치(341)를 스위치 온하고, 제4 전자클러치(343)를 스위치 오프한다. 이로부터, 상기 제2 아이들 풀리(315)는 제4 전자클러치(343)의 스위치 오프에 따라 공회전하며, 상기 제3 전자클러치(341)의 스위치 온 동작에 따라, 상기 제1 아이들 풀리(313)의 동력은 제3 전자클러치(341)로 전달된다. 그리고, 상기 분무기 펌프(331)는 제1 아이들 풀리(313) 및 제3 전자클러치(341)로부터 전달되는 동력에 의해 펌프를 구동함으로써, 분무기의 압력을 생성한다.
반면, 사용자가 분무기 펌프(331)를 저압으로 설정하고자 할 경우, 상기 제어패널(371)은 제3 전자클러치(341)의 동력을 차단하기 위한 제3 전자클러치(341)를 스위치 오프하고, 상기 제4 전자클러치(343)의 동력 전달이 이루어지도록 제4 전자클러치(343)를 스위치 온 제어한다.
따라서, 상기 분무엔진(301)의 회전축에 연동하는 엔진풀리(307)의 동력은 상기 제2 전자클러치(317) 및 제2 아이들 풀리(315) 및 제1 아이들 풀리(313)로 전달된다. 그러나, 상기 제3 전자클러치(341)는 스위치 오프 상태이므로, 제1 아이들 풀리(313)는 공회전 동작이 이루어진다. 그러나, 상기 제4 전자클러치(343)가 스위치 온 상태를 유지함에 따라 상기 제2 아이들 풀리(315)의 동력은 제4 전자클러치(343)로 전달된다. 상기 분무기펌프(331)는 제4 전자클러치(343)의 회전 동력에 따라 펌핑된다.
전술된 바와 같이, 제4 전자 클러치(343)의 직경은 제3 전자클러치(341)의 직경 보다 크기 때문에, 트랜스퍼 박스(321)를 통해 전달되는 동력이 제4 전자클러치(343)로 공급될 경우, 상기 분무기 펌프(331)는 저압 모드로 동작되는 것이다.
도 5는 동력인출장치(PTO)를 이용한 분무기 펌프 동작을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 차량 프레임(401) 하부에 동력인출장치(205)가 마련되며, 상기 동력인출장치(205)는 차량 프레이미(401) 상단에 마련된 동력축(407)과 연동하도록 벨트 체결된다. 상기 동력축(407)의 종단에는 PTO 풀리(405)가 형성되고, 상기 PTO 풀리(405)는 상기 트랜스퍼 박스(321)의 제1 전자클러치(311)와 벨트 결합한다.
여기서, 상기 동력인출장치(205)는 차량(201)의 엔진에서 동력을 전달받는 것으로, 차량의 트랜스미션에 연결된다. 따라서, 상기 동력인출장치(205)를 구동하기 위해서는 차량(201)의 시동이 이루어져야 하며, 차량의 기어는 중립을 유지한다. 상기 차량의 트랜스미션으로부터 동력을 전달받은 동력인출장치(205)는 벨트를 통해 상기 동력축(407)을 회전시키고, 동력축(407)의 종단에 마련된 PTO 풀리(405)로 동력이 전달된다.
상기 PTO 풀리(405)는 벨트를 통해 상기 트랜스퍼 박스(321)로 동력을 전달한다. 이때, 상기 제어패널(371)은 분무엔진(301)을 사용하지 않고 차량(201)의 엔진을 이용한 분무기 펌프(331)를 기동시키기 위한 운용이 개시된다. 이를 위해, 상기 제어패널(371)은 제1 전자클러치(311)를 스위치 온(ON)하고, 상기 제2 전자클러치(317)를 스위치 오프(OFF) 한다.
따라서, 상기 엔진 풀리(307)와 제2 전자클러치(317)는 동력이 차단된 상태로서, 상기 트랜스퍼 박스(321)는 동력인출장치(205)로부터 제공되는 동력에 의존한다. 즉, 동력인출장치(205)는 제1 전자클러치(311)로 동력을 전달하며, 제1 전자클러치(311)는 제1 아이들 풀리(313) 및 제2 아이들 풀리(315)로 동력을 전달한다.
이때, 사용자는 분무기 펌프(331)의 압력을 고압 또는 저압으로 설정하도록 제어패널(371)로 명령을 전달하는데, 고압모드로 설정한 경우 상기 제어패널(371)은 상기 제3 전자클러치(341)를 스위치 온하고, 제4 전자클러치(343)를 스위치 오프 한다. 반면, 저압모드일 경우 상기 제어패널(371)은 상기 제3 전자클러치(341)를 스위치 오프하고, 제4 전자클러치(343)를 스위치 온 한다. 이는 상기한 바와 같이 제3 전자클러치(341)의 직경이 제4 전자클러치(343)의 직경 보다 작도록 설계함에 따른 것이다.
예컨대, 고압모드일 경우 상기 제1 아이들 풀리(313)로 전달된 동력은 스위치 온 상태를 유지하는 제3 전자클러치(341)로 전달된다. 그러나, 상기 제2 아이들 풀리(315)의 동력은 제4 전자클러치(343)로 전달되나, 제4 전자클러치(343)의 스위치 오프 상태로 인해 제4 전자클러치(343)의 동력은 분무기 펌프(331)를 기동하지 못한다. 따라서, 상기 제3 전자클러치(341)의 동력은 분무기 펌프(331)를 동작시켜 고압의 펌핑이 이루어진다.
반면, 저압모드일 경우 상기 제1 아이들 풀리(313)의 동력은 제3 전자클러치(341)로 전달되나, 제3 전자클러치(341)는 스위치 오프 상태로서, 공회전 상태를 유지한다. 그러나, 상기 제2 아이들 풀리(3150의 동력은 제4 전자클러치(343)로 전달되며, 제4 전자클러치(343)는 스위치 온 상태로서 분무기 펌프(331)를 기동하게 된다.
도 6은 릴호스 내의 잔류수 제거 및 동파방지 동작을 설명하기 위한 도면으로, 릴호스 내의 부동액을 투입 및 제거하거나, 릴호스 내의 분무액을 투입 및 제거하기 위한 펌프실(209)의 동작을 나타낸다.
먼저, 부동액 또는 분무액은 컴프레셔(203)로부터 제공되는 공압을 이용하는데, 상기 컴프레셔(203)는 동력인출장치(205)의 PTO 축으로부터 벨트 결합하며, 제6 전자클러치(601)를 통해 PTO 동력이 컴프레셔(203)로 전달된다. 상기 제6 전자클러치(601)는 제어패널(371)의 스위칭 제어에 따라 PTO 동력이 컴프레셔(203)를 기동하거나, 컴프레셔(203)의 기동을 차단 제어한다.
상기 컴프레셔(203)의 기동은 상기 에어탱크(303)로 공압을 충진하며, 에어탱크(303)의 출력단에 결합된 압력조절밸브(361)를 통해 정격 압력이 공급된다. 여기서, 상기 릴호스(211)에 부동액이 충진 상태인지 또는 분무액이 충진 상태인지에 따라 그리고, 분무기능을 수행하는지 또는 분무기능을 정지하는지에 따라 제어패널(371)의 제어 운용이 결정된다.
예컨대, 동파방지를 위해 상기 릴호스(211) 내부에 부동액이 충진된 상태에서, 분무 기능을 수행하기 위해 분무액을 공급하고자 할 경우, 상기 제어패널(371)은 릴호스(211) 내부에 충진된 부동액을 추출한 후, 분무액을 공급한다. 이를 위해, 상기 제어패널(371)은 3-WAY 구조를 갖는 제4 밸브(V4)를 동작시켜 분무액과 부동액의 투입을 차단 제어한다.
그리고, 상기 제어패널(371)은 제1 밸브(V1), 제2 밸브(V2) 및 제3 밸브(V3)를 개방함으로써, 상기 에어탱크(303)의 공기압력을 상기 릴호스(211)로 공급한다. 따라서, 릴호스(211)에 충진된 부동액은 부동액 탱크(351)로 이동한다. 사용자는 릴호스(211) 내의 부동액이 부동액 탱크(351)로 모두 이동하였는지를 판단함으로써, 분무 기능을 개시한다.
분무 기능을 수행하기 위해, 상기 제어패널(371)은 제1 밸브(V1)를 차단하고, 제4 밸브(V4), 제2 밸브(V2) 및 제3 밸브(V3)를 개방한다. 여기서, 제4 밸브(V4)는 부동액 투입 경로를 차단하고, 분무액 투입이 이루어지도록 밸브 제어가 이루어지며, 또한 부동액 탱크(351)에 연결된 릴호스(211)를 분리한다. 분무액은 상기 제4 밸브(V4)를 통해 공급되어, 상기 제2 밸브(V2), 제3 밸브(V3)를 거쳐 릴호스(211)로 공급된다. 따라서, 부동액 탱크(351)로부터 분리된 릴호스(211)의 종단에서 분무액이 분사된다.
이후, 분무 기능이 종료되면, 릴호스(211)의 종단이 부동액 탱크(351)에 연결되지 않는 상태에서, 상기 제어패널(371)을 통해 분무액 및 부동액이 공급되지 않도록 제4 밸브(V4)를 차단 제어한다. 그리고, 상기 제1 밸브(V1), 제2 밸브(V2) 및 제3 밸브(V3)를 개방한다. 따라서, 상기 에어탱크(303)의 공기압력이 릴호스(211)로 공급되어 릴호스(211) 내부에 적재되어 있는 분무액이 모두 배출된다.
분무액 배출이 모두 완료되면, 릴호스(211)의 종단을 상기 부동액 탱크(351)에 연결한다. 그리고 상기 제1 밸브(V1)를 개방하고, 상기 제4 밸브(V4)를 제어하여 부동액이 공급되도록 스위칭하며, 제2 밸브(V2) 및 제3 밸브(V3)를 개방한다. 따라서, 에어탱크(303)의 공기압력은 제1 밸브(V1)를 통해 제2 밸브(V2) 및 제3 밸브(V3)로 공급되며, 상기 부동액 탱크(351)로 소정 압력이 전달된다.
부동액 탱크(351)에 적재되는 부동액은 상기 제4 밸브(V4)를 거쳐 릴호스(211)로 제공되어 순환되며, 일정 시간이 경과되면 릴호스(211) 내부에 부동액이 충진된다. 이러한 부동액은 릴호스(211)의 동파를 방지한다.
도 7은 본 발명에서 제시되는 히터(207)를 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 히터(207)는 상기 분무액함(221)의 일단에 고정 설치되어 분무액의 결빙을 방지하도록 한다. 상기 히터(207)는 하우징(709)의 전방으로 열선(701)이 형성되고, 열선(701)의 중앙에 온도감지센서(703)가 마련된 구조이다. 상기 히터(207)는 차량의 배터리(707)와 연결되는데, 히터(207)와 배터리(707) 사이에 히터(207)로 정격 전력을 공급하기 위한 인버터(705)가 접속된다.
상기 히터(207)는 도 8에 도시된 바와 같이, 분무액함(221)의 일단에 삽설되는 구조로서, 분무액함(221)에 적재된 분무액을 히팅한다. 또한, 상기 분무액함(221) 내부에는 히팅된 분무액이 지속적으로 유동하도록 교반장치(805)가 마련되며, 상기 교반장치(805)는 분무액함(221)의 내부에서 분무액이 지속적으로 분사되도록 분사장치가 장착된다. 미설명된 계기판(801), 연료탱크(803)는 분무기 시스템(231)의 배열 구조를 설명하기 위해 도시되고 있다.
이와 같이 구성된 분무기 시스템(231)은 차량의 엔진 또는 별도의 엔진을 이용하여 분무 압력을 생성하도록 함에 따라, 어느 하나의 엔진 고장 시에도 분무 기능이 원활히 작동하도록 설계되고 있다. 또한 차량 탑재형 구조를 제시함에 따라 장소에 관계없이 분무가 가능하게 된다. 상기 분무기 시스템에서 적용되는 분무액은 농약이 사용될 수 있으나, 필요에 따라 산불진화를 위한 용액을 적용함으로써 산불방재 차량으로 사용될 수 있을 것이다.
본 발명의 차량(201)이 산불방재 차량으로 사용되는 것은, 차량 탑재형으로서 이동성이 탁월하고, 소형화된 구조로서 적용범위가 매우 넓을 뿐만 아니라, 차량 고장 또는 분무 엔진의 고장 시에도 분무 기능이 가능하기 때문이다.
201 : 차량 203 : 컴프레셔
205 : 동력인출장치 207 : 히터
209 : 펌프실 221 : 분무액함
223 : 공구함 231 : 분무기 시스템
301 : 분무엔진 303 : 에어탱크
305 : 제5 전자클러치 307 : 엔진풀리
311 : 제1 전자클러치 313 : 제1 아이들 풀리
315 : 제2 아이들 풀리 317 : 제2 전자클러치
321 : 트랜스퍼 박스 331 : 분무기 펌프
333 : 분무기 헤드 341 : 제3 전자클러치
343 : 제4 전자클러치 351 : 부동액 탱크
361 : 압력조절밸브 371 : 제어패널
401 : 차량프레임 403 : 슬라이드 조인트
405 : PTO 풀리 407 : 동력축
601 : 제6 전자클러치 PTO : Power Take Offs
701 : 열선 703 : 온도감지센서
705 : 인버터 707 : 배터리
709 : 하우징 801 : 계기판
803 : 연료탱크 805 : 교반장치
V : 밸브장치 V1 ~ V4 : 밸브
205 : 동력인출장치 207 : 히터
209 : 펌프실 221 : 분무액함
223 : 공구함 231 : 분무기 시스템
301 : 분무엔진 303 : 에어탱크
305 : 제5 전자클러치 307 : 엔진풀리
311 : 제1 전자클러치 313 : 제1 아이들 풀리
315 : 제2 아이들 풀리 317 : 제2 전자클러치
321 : 트랜스퍼 박스 331 : 분무기 펌프
333 : 분무기 헤드 341 : 제3 전자클러치
343 : 제4 전자클러치 351 : 부동액 탱크
361 : 압력조절밸브 371 : 제어패널
401 : 차량프레임 403 : 슬라이드 조인트
405 : PTO 풀리 407 : 동력축
601 : 제6 전자클러치 PTO : Power Take Offs
701 : 열선 703 : 온도감지센서
705 : 인버터 707 : 배터리
709 : 하우징 801 : 계기판
803 : 연료탱크 805 : 교반장치
V : 밸브장치 V1 ~ V4 : 밸브
Claims (10)
- 차량의 후방에 분무액을 적재하기 위한 분무액함이 위치하고, 분무액을 원거리 분사시키기 위한 분무기 펌프가 장착되고, 상기 분무기 펌프에 체결되는 릴호스로 분무액을 소정 압력으로 공급하기 위한 분무엔진이 구비된 차량 탑재형 분무 시스템에 있어서,
상기 차량 엔진의 동력을 외부로 인출하기 위한 동력인출장치(PTO); 상기 동력인출장치(PTO) 또는 분무엔진의 동력을 상기 분무기 펌프로 선택적으로 전달하기 위한 트랜스퍼 박스(Transfer box); 상기 트랜스퍼 박스(Transfer box)로부터 선택된 동력이 상기 분무기 펌프로 공급되면, 상기 분무기 펌프에서 생성된 압력을 이용하여 상기 분무액을 원거리 분사시키는 분무기 시스템; 및
상기 릴호스의 동파 방지를 위한 동파방지장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 탑재형 분무 시스템. - 제 1 항에 있어서 상기 분무기 펌프는,
상기 분무엔진의 회전축에 연결된 엔진풀리와 벨트 체결되고, 전기적 신호에 의해 상기 분무엔진의 동력을 전달하거나 차단하기 위한 제4 전자클러치; 및
상기 동력인출장치(PTO)의 회전축과 벨트 체결되고, 전기적 신호에 의해 상기 동력인출장치(PTO)의 동력을 전달하거나 차단하기 위한 제3 전자클러치로 구성되며;
상기 제3 전자클러치 및 제4 전자클러치의 직경을 달리함으로써 분무기 펌프의 회전수를 가변 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 탑재형 분무 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 분무기 펌프는, 상기 분무엔진의 회전축에 연결된 엔진풀리와 벨트 체결되고, 전기적 신호에 의해 상기 분무엔진의 동력을 전달하거나 차단하기 위한 제4 전자클러치; 및 상기 동력인출장치(PTO)의 회전축과 벨트 체결되고, 전기적 신호에 의해 상기 동력인출장치(PTO)의 동력을 전달하거나 차단하고, 속도 가변을 위해 클러치의 직경을 달리하는 제3 전자클러치로 구성되며;
상기 트랜스퍼 박스는, 상기 분무엔진의 회전축에 연결된 엔진풀리와 벨트 결합되어, 분무엔진의 동력 전달을 스위칭하기 위한 제2 전자클러치; 상기 제2 전자클러치의 동력을 상기 제4 전자클러치로 전달하는 제2 아이들 풀리; 상기 동력인출장치의 회전축과 벨트 결합되어 동력 전달을 스위칭하기 위한 제1 전자클러치; 상기 제1 전자클러치의 동력을 상기 제3 전자클러치로 전달하기 위한 제1 아이들 풀리로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 탑재형 분무 시스템. - 제 1 항에 있어서 상기 동파방지장치는,
상기 동력인출장치와 연동하여 소정의 압력을 생성하기 위한 컴프레셔;
상기 컴프레셔의 출력 압력을 적정 압력으로 충진시키기 위한 에어탱크;
상기 에어탱크에 충진된 압력을 이용하여 부동액 탱크에 적재된 부동액을 상기 릴호스로 공급하거나, 상기 분무액함에 적재된 분무액을 상기 릴호스로 공급 제어하기 위한 밸브장치(V); 및
상기 밸브장치(V)를 스위칭 제어하기 위한 제어패널로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 탑재형 분무 시스템. - 제 4 항에 있어서,
상기 에어탱크의 출력단에는 압력조절밸브가 마련되는 것을 특징으로 하는 차량 탑재형 분무 시스템. - 제 4 항에 있어서,
상기 밸브장치(V)는 상기 에어탱크의 출력단에 구비된 제1 밸브(V1);
상기 제1 밸브(V1)로부터 공급되는 압력을 상기 릴호스로 제공되기 위한 제2 밸브(V2) 및 제3 밸브(V3); 및
상기 부동액 탱크에 적재된 부동액 또는 분무액을 상기 릴호스로 선택적으로 제공하기 위해 3-Way 구조를 갖는 제4 밸브(V4);로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 탑재형 분무 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 분무액함의 일단에 고정 설치되어 분무액의 결빙을 방지하기 위한 히터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 탑재형 분무 시스템. - 제 7 항에 있어서,
상기 히터는 하우징의 전방으로 열선이 형성되고, 상기 열선의 중앙에 온도감지센서가 마련된 일체형 구조이며;
상기 히터는 차량의 배터리와 연결되되, 상기 히터와 배터리 사이에 히터로 정격 전력을 공급하기 위한 인버터가 접속되는 것을 특징으로 하는 차량 탑재형 분무 시스템. - 제 7 항에 있어서,
상기 분무액함 내부에는 히팅된 분무액이 지속적으로 유동하도록 교반장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 탑재형 분무 시스템. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분무액은 농사용 농약 또는 소방방재용 용액인 것을 특징으로 하는 차량 탑재형 분무 시스템.
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KR1020120038668A KR101233394B1 (ko) | 2012-04-13 | 2012-04-13 | 차량 탑재형 분무 시스템 |
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KR (1) | KR101233394B1 (ko) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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