KR101625059B1 - 액체 비산 장치 - Google Patents

Abstract

농약과 같은 액체를 원거리까지 비산되도록 살포하는 액체 비산 장치가 개시된다. 개시된 액체 비산 장치는, 액체가 수용되는 탱크, 탱크에서 유출된 액체가 흐르는 노즐관, 노즐관의 말단부에 액체가 분출되도록 마련된 것으로 노즐관에 대해 회전 가능하게 결합된 노즐(nozzle), 및 노즐의 액체 분출 방향이 변경되도록 노즐을 회전시키는 노즐 액추에이터(nozzle actuator)를 구비한 액체 공급 유닛, 및 공기를 승압하여 노즐을 향해 고속으로 뿜어내는 송풍 유닛을 구비한다.

Description

액체 비산 장치{Liquid scattering apparatus}

본 발명은 예컨대, 농약과 같은 액체를 원거리까지 비산되도록 살포하는 액체 비산 장치에 관한 것이다.

예컨대, 농약 살포기와 같이 액체를 분무하는 장치가 널리 알려져 있다. 액체를 분무하는 장치에는, 작업자가 가지고 다니면서 액체를 분무하는 휴대용 기구, 스프링클러(sprinkler)와 같이 특정 장소에 고정 설치하고 액체를 분무하는 장치, 및 강한 송풍 압력으로 액체를 원거리까지 비산시키는 장치가 포함된다. 상기 액체 비산 장치는 자동차와 같이 장소를 이동할 수 있게 구성될 수도 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1235955호 및 제10-1371076호에는 종래의 액체 비산 장치가 개시되어 있다. 상기 제10-1235955호에 개시된 액체 비산 장치는 복수의 노즐의 액체 분출 방향이 고정되어 액체 공급이 더 필요한 곳에 액체를 적절하게 뿌려주기 어렵다는 문제점이 있다.

또한, 상기 제10-1371076호에 개시된 액체 비산 장치는 송풍기가 단일의 공기 가이드 덕트(duct) 내부에 구비되어 일 방향으로만 액체를 비산시킬 수 있고, 방향을 바꾸기 위해서는 덕트를 로테이팅(rotating) 및 틸팅(tilting) 시켜야 하며, 동시에 여러 방향으로 액체를 살포할 수는 없는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1235955호 대한민국 등록특허공보 제10-1371076호

본 발명은, 액체의 살포 방향을 필요에 따라 변경시킬 수 있고, 여러 방향으로 동시에 액체를 비산시킬 수 있는 액체 비산 장치를 제공한다.

본 발명은, 액체가 수용되는 탱크, 상기 탱크에서 유출된 액체가 흐르는 노즐관, 상기 노즐관의 말단부에 상기 액체가 분출되도록 마련된 것으로 상기 노즐관에 대해 회전 가능하게 결합된 노즐(nozzle), 및 상기 노즐의 액체 분출 방향이 변경되도록 상기 노즐을 회전시키는 노즐 액추에이터(nozzle actuator)를 구비한 액체 공급 유닛, 및 공기를 승압하여 상기 노즐을 향해 고속으로 뿜어내는 송풍 유닛을 구비하는 액체 비산 장치를 제공한다.

상기 노즐 액추에이터는, 모터와, 상기 노즐에 체결되고 상기 모터의 동력에 의해 회전하는 노즐 결합 부재를 구비할 수 있다.

상기 노즐은, 상기 노즐관에 회전 가능하게 결합되는 노즐 몸통부와, 상기 노즐 몸통부의 외주면에서 돌출되고, 그 말단에 액체가 분출되는 노즐 통공이 형성된 노즐 돌기부를 구비하고, 상기 노즐 결합 부재는 상기 노즐 몸통부를 에워싸는 원통형의 부재로서, 상기 노즐 돌기부가 노즐 결합 부재를 관통하여 외부로 노출되도록 노즐 돌기부 관통공이 형성될 수 있다.

상기 노즐관, 상기 노즐, 및 상기 노즐 결합 부재는 일대일 대응되게 같은 개수로 복수 개 구비되고, 상기 모터는 상기 노즐 결합 부재의 개수보다 작은 개수가 구비되어, 상기 구비된 모터 중 적어도 하나는 적어도 두 개의 노즐 결합 부재를 회전시키는 동력을 제공하도록 구성될 수 있다.

상기 노즐관, 상기 노즐, 및 상기 노즐 액추에이터는 일대일 대응되게 같은 개수로 복수 개씩 구비되고, 상기 송풍 유닛은, 외부에서 유입되는 공기를 승압하여 고속으로 송풍하는 송풍 팬(fan)과, 상기 송풍 팬의 전방에 배치되어 상기 송풍 팬에 의해 승압된 고속 공기의 진행 방향을 방사 방향(radial direction)으로 전환하는 방향 전환 벽을 구비하고, 상기 복수의 노즐은 상기 방사 방향으로 토출된 공기의 유로 상에 배치되어 상기 노즐을 통해 분출된 액체가 상기 토출된 공기에 실려 비행하도록 구성될 수 있다.

상기 노즐관, 상기 노즐, 및 상기 노즐 액추에이터는 일대일 대응되게 같은 개수로 복수 개씩 구비되고, 상기 송풍 유닛은, 외부에서 유입되는 공기를 승압하여 고속으로 송풍하는 송풍 팬과, 상기 송풍 팬에 의해 승압된 고속의 공기가 서로 다른 복수의 방향으로 토출되도록 안내하는, 곡선형으로 굽어진 복수의 덕트(duct)를 구비하고, 상기 복수의 노즐이 상기 복수의 덕트의 공기 유출구에 배치되어 상기 노즐을 통해 분출된 액체가 상기 덕트의 공기 유출구를 통해 토출된 고속의 공기에 실려 비행하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 액체 비산 장치는 노즐을 회전시켜 액체의 살포 방향을 변경함으로써 필요한 곳에 적절한 양으로 액체를 살포할 수 있고, 복수의 노즐을 통해 여러 방향으로 동시에 액체를 비산시키는 경우에도 필요에 따라 액체 살포 지점을 특정 지점으로 집중하거나, 더욱 고르게 분산되도록 액체 살포 방향을 조종할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액체 비산 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 액체 공급 유닛의 내부 구성을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 3은 도 1의 III 부분을 확대 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1의 송풍 유닛을 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 도 4의 변형예에 따른 송풍 유닛을 도시한 분해 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액체 비산 장치를 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액체 비산 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 액체 공급 유닛의 내부 구성을 설명하기 위한 개략적인 구성도이며, 도 3은 도 1의 III 부분을 확대 도시한 사시도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액체 비산 장치(10)는 경작지에 여러 방향으로 액상의 농약이나 영양제를 뿌려주는 장치로서, 액체 공급 유닛(20), 송풍 유닛(40), 및 이동 유닛(11)을 구비한다. 액체 공급 유닛(20)은 예컨대, 농약, 영양제 등의 액체를 복수의 노즐(30)을 통해 분출하는 유닛이다. 송풍 유닛(40)은 공기를 승압하여 복수의 노즐(30)을 향해 고속으로 뿜어내는 유닛이며, 이동 유닛(11)은 액체 공급 유닛(20)과 송풍 유닛(40)을 탑재하고 이동할 수 있게 구성된 유닛이다. 이동 유닛(11)은 작업자가 타서 조종할 수 있는 운전석(16)이 마련되고, 자동차와 마찬가지로 바퀴 구름으로 이동할 수 있도록 4개의 바퀴(13)를 구비한다. 또한, 도시되진 않았으나, 이동 유닛(11)에는 바퀴(13)를 굴리고, 액체 공급 유닛(20) 내부의 펌프(24)를 동작시키기 위한 동력을 발생시키는 엔진(미도시)이 포함될 수 있다.

액체 공급 유닛(20)은 운전석(16)의 후방, 액체 비산 장치(10) 중앙부의 중앙 케이스(18) 내부에 설치된다. 액체 공급 유닛(20)은 중앙 케이스(18) 내부에 탱크(tank)(22), 펌프(pump)(24), 및 분기관(25)과, 중앙 케이스(18) 밖으로 돌출된 10개의 노즐관(27)과, 각 노즐관(27)에 하나씩 장착된 10개의 밸브(valve)(26)를 구비한다. 탱크(tank)(22)에는 액체가 수용되고, 노즐관(27)을 통해서는 탱크(22)에서 유출된 액체가 흐른다. 펌프(24)는 탱크(22)에 수용된 액체를 고압으로 방출되도록 압력을 높여준다. 분기관(25)은 펌프(24)에서 방출된 액체가 10개의 노즐관(27)을 따라 분산되어 흐르도록 10개의 노즐관(27)과 병렬 연결된다. 10개의 노즐관(28)은 중앙 케이스(18)의 일 측벽인 방향 전환 벽(59)을 관통하여 중앙 케이스(18)의 후방으로 돌출되며, 중앙 케이스(18) 외부로 노출된 10개의 노즐관(27)의 말단부에는 액체가 분출되도록 노즐(nozzle)(30)이 하나씩 마련된다.

10개의 노즐(30)은 10개의 노즐관(27)에 각각 회전 가능하게 결합된다. 구체적으로, 각 노즐(30)은 노즐관(27)에 회전 가능하게 결합되는 원통형의 노즐 몸통부(31)와, 노즐 몸통부(31)의 외주면에서 돌출되고 그 말단에 액체가 분출되는 노즐 통공(34)이 형성된 노즐 돌기부(33)를 구비한다. 노즐관(27)과 노즐 몸통부(31)가 연결되는 부분과, 노즐 몸통부(31)와 노즐 돌기부(33)가 연결되는 부분은 개방되나 노즐 몸통부(31)의 말단은 폐쇄되어 있어 노즐관(27)으로 유입된 액체는 노즐 통공(34)을 통해서만 외부로 분출된다.

액체 공급 유닛(20)은 노즐(30)의 액체 분출 방향이 변경되도록 노즐(30)을 회전시키는 노즐 액추에이터(nozzle actuator)(36)를 더 구비한다. 노즐 액추에이터(36)는 모터(37)와, 노즐(30)에 체결되고 모터(37)의 동력에 의해 회전하는 노즐 결합 부재(38)를 구비한다. 노즐 결합 부재(38)는 노즐 몸통부(31)를 에워싸는 원통형의 부재이다. 노즐 결합 부재(38)에는 노즐 돌기부(33)가 노즐 결합 부재(38)를 관통하여 외부로 노출되도록 노즐 돌기부 관통공(39)이 형성된다.

노즐 결합 부재(38)가 그 길이 방향으로 연장된 중심선에 대해 도 3에 도시된 화살표 방향으로 회전하면 노즐 돌기부 관통공(39)의 내주면에 의해 노즐 돌기부(33)가 밀려 노즐(30)이 노즐 결합 부재(38)와 함께 회전하게 된다. 따라서, 노즐 결합 부재(38)를 360° 이내의 범위로 회전시키면 노즐 통공(34)의 통한 액체 분출 방향이 변경되게 된다.

노즐 결합 부재(38)와 모터(37)는 일대일 대응되게 같은 개수로 구비된다. 따라서, 10개의 노즐(30)의 액체 분출 방향은 개별적으로 서로 다르게 변경되도록 제거 가능한다. 모터(37)의 동력을 노즐 결합 부재(38)에 전달하는 기계 요소들은 다양하게 채택 가능하며 도면에 상세하게 표현되지는 않는다. 또한, 도면에 상세하게 표현되진 않았으나 상기 모터(37)는 중앙 케이스(18) 내부에 설치될 수도 있고, 송풍 유닛(40)에 설치될 수도 있다.

한편, 도 2에 도시된 실시예에서는 모터(37)와 노즐 결합 부재(38)가 같은 개수로 일대응 대응되게 구비되어 있으나, 이와 달리 모터(37)의 개수가 노즐 결합 부재(38)의 개수보다 작은 개수로 구비될 수도 있다. 만약, 10개의 노즐 결합 부재(38)에 대해 2개의 모터만 구비되는 경우에는 2개의 모터가 각각 5개의 노즐 결합 부재(38)를 회전시키는 동력을 제공하도록 구성될 수 있고, 10개의 노즐 결합 부재(38)에 대해 1개의 모터만 구비되는 경우에는 하나의 모터가 10개의 노즐 결합 부재(38)를 회전시키는 동력을 제공하도록 구성될 수 있다.

도 4는 도 1의 송풍 유닛을 도시한 분해 사시도이다. 도 1 및 도 4를 함께 참조하면, 송풍 유닛(40)은 송풍 팬(fan)(43), 공기 유입 가이드(41), 송풍 가이드(50), 및 방향 전환 벽(59)을 구비한다. 송풍 팬(43)은 외부에서 유입되는 공기를 승압하여 고속으로 송풍한다. 공기 유입 가이드(41)는 송풍 유닛(40) 외부의 공기를 송풍 팬(43) 내부로 유입되도록 안내한다. 방향 전환 벽(59)은 중앙 케이스(18)의 일 측벽으로서 송풍 팬(43)의 전방(前方)에 배치되어 송풍 팬(43)에 의해 승압된 고속 공기의 진행 방향을 방사 방향(radial direction)으로 전환한다. 송풍 가이드(50)는 송풍 팬(43)과 방향 전환 벽(59) 사이에 개재되어 승압된 고속의 공기를 방향 전환 벽(59)까지 안내한다.

송풍 팬(43) 및 송풍 가이드(50)는 각각 일렬로 밀착되는 보디(44, 51)와, 보디(44, 51)의 중앙부에 형성된 중앙 통공(46, 53)을 구비한다. 중앙 통공(46, 53)이 일렬로 연결되어 송풍 유닛(40) 내부에서 승압된 공기가 유동하는 통로를 형성한다. 송풍 팬(43)의 중앙 통공(46)에는 회전 날개(48)가 배치되고, 회전 날개(48)는 X축과 평행한 회전 축선(RCL1)에 대해 일 방향으로 회전 가능하게 구성된다. 중앙 케이스(18) 내부에 회전 날개(48)를 회전시키는 동력을 제공하는 모터(미도시)가 구비될 수 있다. 송풍 가이드(50)의 중앙 통공(53)에는 승압된 고속 공기의 압력 강하를 최소화하여 방향 전환 벽(59)으로 안내하는 고정 날개(55)가 마련된다.

송풍 가이드(50)의 보디(51)와 방향 전환 벽(59) 사이에는 송풍 가이드(50)에서 방출되어 방향 전환 벽(59)에 가로막힌 고속의 공기를 상기 회전 축선(RCL1)에 대해 방사 방향으로 안내하는 공기 토출 안내 날개(56)가 고정 설치된다. 공기 토출 안내 날개(56)에는 토출되는 공기 흐름을 편중되지 않게 분산하는 복수의 공기 분산 날개(57)가 이격되게 설치된다.

10개의 노즐관(27)은 중앙 케이스(18)의 내부에서 방향 전환 벽(59)을 관통하여 후방으로 돌출 연장되고 각 노즐관(27)의 말단부에 결합된 10개의 노즐(30)(도 2 참조)은 상기 방사 방향으로 토출된 공기의 유로 상에 배치된다. 구체적으로, 각 노즐(30)은 서로 인접한 한 쌍의 분산 날개(57) 사이에 배치된다. 이와 같은 구성으로, 각 노즐(30)의 노즐 통공(34)(도 2 참조)을 통해 분출된 액체가 상기 방사 방향으로 토출된 공기에 실려 원거리까지 비행한 후 낙하한다. 이때, 노즐 액추에이터(36)(도 2 참조)의 작동으로 노즐 통공(34)이 향하는 방향이 변경되면 액체 분출 방향이 변경되어 액체의 비행 방향과 거리도 변경되게 된다.

도 5는 도 4의 변형 예에 따른 송풍 유닛을 도시한 분해 사시도로서, 이를 참조하면, 본 발명의 변형 예에 따른 송풍 유닛(60)은 송풍 팬(fan)(63), 공기 유입 가이드(61), 송풍 가이드(70), 및 덕트 조립체(80)를 구비한다. 송풍 팬(63)은 외부에서 유입되는 공기를 승압하여 고속 유동시켜 덕트 조립체(80)를 향해 방출한다. 송풍 가이드(70)는 송풍 팬(63)과 덕트 조립체(80) 사이에 개재되어 승압된 고속의 공기를 덕트 조립체(80)까지 안내한다. 덕트 조립체(80)는 10개의 덕트(duct)(87)를 구비하며, 10개의 덕트(87)를 통해 상기 승압된 고속의 공기는 서로 다른 10개의 방향으로 토출된다. 공기 유입 가이드(61)는 송풍 유닛(60) 외부의 공기를 송풍 팬(63) 내부로 유입되도록 안내한다.

송풍 팬(63), 송풍 가이드(70), 및 덕트 조립체(80)는 각각 일렬로 밀착되는 보디(64, 71, 81)와, 보디(64, 71, 81)의 중앙부에 형성된 중앙 통공(66, 73, 미도시)을 구비한다. 중앙 통공(66, 73, 미도시)이 일렬로 연결되어 송풍 유닛(60) 내부에서 승압된 공기가 유동하는 통로를 형성한다. 송풍 팬(63)의 중앙 통공(66)에는 회전 날개(68)가 배치되고, 회전 날개(68)는 X축과 평행한 회전 축선(RCL2)에 대해 일 방향으로 회전 가능하게 구성된다. 중앙 케이스(18)(도 1 참조) 내부에 회전 날개(68)를 회전시키는 동력을 제공하는 모터(미도시)가 구비될 수 있다.

송풍 가이드(70)의 중앙 통공(73)에는 승압된 고속 공기의 압력 강하를 최소화하여 덕트 조립체(80)의 중앙 통공(63)으로 안내하는 고정 날개(55)가 마련된다. 송풍 가이드(70)의 중앙 통공(73)을 통과하고 덕트 조립체(80)의 중앙 통공(미도시)로 진입한 고속의 공기는 유량의 손실 없이 10개의 덕트(87)로 유입된다. 10개의 덕트(87)는 각각 공기 유입구(미도시)보다 공기 유출구(88)의 단면적이 더 큰 파이프(pipe) 형태의 부재로서, 상기 공기 유입구와 공기 유출구(88) 사이의 부분이 곡선형으로 굽어지게 형성된다. 10개의 덕트(87)는 중앙 케이스(18)(도 1 참조)와 덕트 조립체(80)의 보디(81) 사이에 배치되고, 회전 날개(68)의 회전 축선(RCL2)에 대해 방사 방향(radial direction)으로 승압된 공기를 토출하도록 공기 유출구(88)가 상기 보디(81)의 외측을 향해 개방된다.

10개의 노즐관(27) 말단부의 노즐(30)(도 2 참조)은 10개의 덕트(87)의 공기 유출구(88)에 각각 배치된다. 이와 같은 구성으로, 각 노즐(30)의 노즐 통공(34)(도 2 참조)을 통해 분출된 액체가 상기 공기 유출구(88)를 통해 토출된 고속의 공기에 실려 원거리까지 비행한 후 낙하한다. 또한, 고압 고속의 공기와 접촉 시간이 증대되어 보다 작은 액적으로 분화되어 뿌려진다. 이때, 노즐 액추에이터(36)(도 2 참조)의 작동으로 노즐 통공(34)이 향하는 방향이 변경되면 액체 분출 방향이 변경되어 액체의 비행 방향과 거리도 변경되게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

10: 액체 비산 장치 11: 이동 유닛
20: 액체 공급 유닛 22: 탱크
24: 펌프 27: 노즐관
30: 노즐 36: 노즐 액추에이터
37: 모터 38: 노즐 결합 부재
40, 60: 송풍 유닛 43, 63: 송풍 팬

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 액체가 수용되는 탱크, 상기 탱크에서 유출된 액체가 흐르는 노즐관, 상기 노즐관의 말단부에 상기 액체가 분출되도록 마련된 것으로 상기 노즐관에 대해 회전 가능하게 결합된 노즐(nozzle), 및 상기 노즐의 액체 분출 방향이 변경되도록 상기 노즐을 회전시키는 노즐 액추에이터(nozzle actuator)를 구비한 액체 공급 유닛; 및,
   공기를 승압하여 상기 노즐을 향해 고속으로 뿜어내는 송풍 유닛;을 구비하고,
   상기 노즐 액추에이터는, 모터와, 상기 노즐에 체결되고 상기 모터의 동력에 의해 회전하는 노즐 결합 부재를 구비하고,
   상기 노즐은, 상기 노즐관에 회전 가능하게 결합되는 노즐 몸통부와, 상기 노즐 몸통부의 외주면에서 돌출되고, 그 말단에 액체가 분출되는 노즐 통공이 형성된 노즐 돌기부를 구비하고,
   상기 노즐 결합 부재는 상기 노즐 몸통부를 에워싸는 원통형의 부재로서, 상기 노즐 돌기부가 노즐 결합 부재를 관통하여 외부로 노출되도록 노즐 돌기부 관통공이 형성된 것을 특징으로 하는 액체 비산 장치.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 노즐관, 상기 노즐, 및 상기 노즐 결합 부재는 일대일 대응되게 같은 개수로 복수 개 구비되고,
   상기 모터는 상기 노즐 결합 부재의 개수보다 작은 개수가 구비되어, 상기 구비된 모터 중 적어도 하나는 적어도 두 개의 노즐 결합 부재를 회전시키는 동력을 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는 액체 비산 장치.
5. 제3 항에 있어서,
   상기 노즐관, 상기 노즐, 및 상기 노즐 액추에이터는 일대일 대응되게 같은 개수로 복수 개씩 구비되고,
   상기 송풍 유닛은, 외부에서 유입되는 공기를 승압하여 고속으로 송풍하는 송풍 팬(fan)과, 상기 송풍 팬의 전방에 배치되어 상기 송풍 팬에 의해 승압된 고속 공기의 진행 방향을 방사 방향(radial direction)으로 전환하는 방향 전환 벽을 구비하고,
   상기 복수의 노즐은 상기 방사 방향으로 토출된 공기의 유로 상에 배치되어 상기 노즐을 통해 분출된 액체가 상기 토출된 공기에 실려 비행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 액체 비산 장치.
6. 제3 항에 있어서,
   상기 노즐관, 상기 노즐, 및 상기 노즐 액추에이터는 일대일 대응되게 같은 개수로 복수 개씩 구비되고,
   상기 송풍 유닛은, 외부에서 유입되는 공기를 승압하여 고속으로 송풍하는 송풍 팬과, 상기 송풍 팬에 의해 승압된 고속의 공기가 서로 다른 복수의 방향으로 토출되도록 안내하는, 곡선형으로 굽어진 복수의 덕트(duct)를 구비하고,
   상기 복수의 노즐이 상기 복수의 덕트의 공기 유출구에 배치되어 상기 노즐을 통해 분출된 액체가 상기 덕트의 공기 유출구를 통해 토출된 고속의 공기에 실려 비행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 액체 비산 장치.

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