KR0127487B1

KR0127487B1 - 공기 동력식 워터 디스플레이

Info

Publication number: KR0127487B1
Application number: KR1019890002986A
Authority: KR
Inventors: 더블유. 풀러 마아크; 에스. 로빈슨 앨런
Original assignee: .; 웨트 엔터프라이지즈 인코포레이티드
Priority date: 1988-03-11
Filing date: 1989-03-11
Publication date: 1997-12-30
Also published as: JPH01231958A; KR890014896A; JPH0745020B2; US4852801A

Abstract

없음.

Description

공기 동력식 워터 디스플레이

제1도는 연못 또는 호수에 있어서 본 발명의 통상 설치의 평면도,

제2도는 살수기들이 동시에 분출되든지 또는 몇가지 유형의 순서로 분출되든지 하는 제1도의 워터 디스플레이에 의하여 분출되는 물 분류(奔流)의 통상적인 변화를 예시하고 있는 제1도의 선 2-2에 따른 도면,

제3도는 제1도의 선 3-3에 따른 확대도,

제4도는 제3도의 선 4-4에 따른 확대도,

제5도는 제4도의 선 5-5에 따른 부분 횡단면도,

제6도는 제5도의 살수기 (50) 및 지지구조의 횡단면도,

제7도는 제6도의 선 7-7에 따른 부분 횡단면도,

제8도는 제7도의 선 8-8에 따른 횡단면도,

제9도는 제7도의 선 8-8에 따른 제어시스템을 포함하고 있는 제1도 내지 제8도의 실시예의 전체 시스템 개략 예시도,

제10도는 본 발명의 선택실시예의 측면도,

제11도는 제10도의 선 11-11에 따른 평면도,

제12도는 제11도의 선 12-12에 따른 부분 횡단면도,

제13도는 또 하나의 선택 실시예의 측면도, 및

제14도는 제13도의 실시예의 평면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

20 : 호수22 : 지지구조

24 : 파이프28 : 노즐

34 : 커플링36 : 밸브

38 : 압축공기저장탱크40 : 밸브

42 : 공급라인46 : 단엽나비형밸브

56 : 고압공기저장탱크58 : 압축기

본 발명은 워터 디스플레이(water display)의 분야에 관한 것이다.

단순한 분수(噴水)로부터 복잡한 시간 변화 및 발광식 워터 디스플레이까지 이르는 워터 디스플레이들은 종래기술로서 알려져 있다. 대부분의 워터 디스플레이들은 디스플레이된 물이 재순환하여 디스플레이를 위하여 복귀하는 몇가지 형태의 분수 푸울(pool)과 관련하여 동작한다.

또한, 불변식 디스플레이가 외견상 매우 유쾌하게도 하고 음향상 마음을 진정시키게도 할 수 있지만, 시간 변화식 디스플레이들은 아마 그 디스플레이가 관중으로 하여금 그 디스플레이의 변화들의 모든 것을 경험하고 그 진가를 인정하도록 관중의 주목을 요구하고 거의 필요로 하기 때문에 그 인기도가 계속 증가하여 왔다.

통상적으로 비교적 작은 디스플레이들에 있어서, 동적인 또는 시간 변화식 디스플레이의 문제점은 원하는 변화들을 제어하는 사라의 능력을 둘러싸고 집중하는 경향이 있으며, 여기에서 큰 디스플레이들에 있어서, 기술적인 문제점들은 제어뿐만 아니라 순수동력의 필요 및 상당히 높은 동력 수준을 변화시키는 능력을 포함하고 있다.

한예로서, 큰 연못 또는 작은 호수의 바로 물가를 제외한 어딘가에 창작되는 워터 디스플레이는 워터 디스플레이가 수역(水域)의 완전한 크기에 의하여 작게될 수 없는 경우에 매우 높은 순간 동력 수준을 필요로 한다.

따라서, 그러한 용도를 위한 단순하고 효과적인 워터 디스플레이의 창작은 본 발명의 목적들 중의 하나이다.

공지의 종래기술에 관하여 미합중국 특허 제914,419호는 분출액과 그 분출액을 분수의 꼭대기에 있는 노즐을 통하여 분출시키는 압력하의 공기를 포함하고 있는 저장통을 구비하고 있는 소형 자동분수를 개시하고 있다.

물의 분출중에 팽창하는 공기의 변화압력을 용이하게 하기 위하여, 자동 밸브장치는 실질적으로 일정 압력이 분출노즐에 공급되도록 설치되어 있다.

분수는 더 많은 물이 추가될 수 있기 전에 압력실의 통기를 요구하면서 실질적으로 연속적인 체제상에서 작동하도록 설계되어 있다.

비록 그러한 분수들이 의도한대로 동작한다고 해도, 그것들은 디스플레이를 온(on)시키고 오프(off)시키는 것이 높은 압력 상태하에서 물흐름의 온/오프 밸브작용을 요구하며, 그리고 물론 물을 가진 저장통에 대한 주기적인 통기 및 보충을 요구하기 때문에 고에너지의 순간적인 디스플레이로서 사용하기에 적당치 않다.

또한, 물이 통하여 분출되는 원통실의 크기와 비교하여 저장통의 크기 때문에, 특히 큰 제어 저장통이 고에너지, 고유량의 워터 디스플레이들이 요구되는 경우에 필요해진다.

기타의 디스플레이들은 미합중국 특허 제1,066,565호 및 제3,484,045호에 개시된 것들과 같은 증기 동력식들이 알려져 있다.

그러한 디스플레이들은 규칙적인 패턴(pattern)으로 동작하고 디스플레이의 높이 또는 그것들의 동작의 사이를 주기에 있어서 제어할 수 없는 순간적인 디스플레이들이다.

본 발명은 변화 가능하고 고에너지의 용량을 가지고 있는 순간적인 워터 디스플레이들을 이루기 위한 공기동력식 워터 디스플레이들을 개시하고 있다.

하나의 형태에 있어서, 한끝에 노즐을 구비한 원통실은 그 노즐의 팁(tip)이 수면과 실질적으로 같은 높이에 있도록 푸울(pool) 또는 호수안에 배치되어 있다.

솔레노이드 밸브를 통하여 원통실의 하부와 연결되어 있는 것은 압축공기의 탱크인데, 그것은 분류들의 사이에서 워터 디스플레이의 높이에 따라서 선택된 압력에서 압축공기로 채워져 있으며, 그 압력은 컴퓨터 제어 같은 것을 통하여 분류들의 사이에서 변화된다.

솔레노이드 밸브의 개방은 높은 압력의 공기를 원통실의 물기둥의 바닥과 연결해서, 그 안에서 대부분의 물을 압력에 따라 150피트(feet) 이상에 달하는 높이까지 노즐을 통하여 위로 가압한다. 분류들의 사이에서는 원통실이 주위의 물에 의해 자동적으로 보충된다.

발광식 실시예를 포함해서, 다양한 실시예들이 개시되어 있다.

먼저 제1도에 대해 설명하면, 거기에는 본 발명의 한 실시예를 포함하고 있는 작은 호수(20)의 평면도가 예시되어 있다. 이 실시예에 있어서, 복수의 상향 노즐들은 복수의 물 분류들을 호수의 표면으로부터 위로 향하게 한다.

즉 도시된 실시예에 있어서는 8개의 그러한 물분류들이 존재한다. 분출될 수 있는 통상의 분류들은 제2도에 예시되어 있는데, 비록 그 분류들이 마치 이어서 보일것이라고는 해도, 그 분류들이 다른 높이들을 가지고 있을 뿐만 아니라, 그러나 일반적으로 그것들은 순간적인 분류들일 뿐만 아니라. 원하는 대로 때가 이르면 흔들거리게도 될 수 있다. 하나의 실시예에 있어서, 물분류들은 직경이 대략 3인치(inch)정도이고, 공기압력을 동력으로 사용한 경우 그 공기압력에 따라서 150피트 이상까지 위로 뻗어올라갈 수 있다. 어느 것이나 하나의 분류는 2초 정도의 지속 시간을 가지고 있지만, 그 시간주기는 디스플레이의 크기와 디스플레이의 에너지를 특별히 고려했을 때 관중의 관심을 끌기에 충분히 길다.

그 일에 관해서는 훨씬 더 작은 디스플레이들이 역시 본 발명의 원리를 사용해서 창작되는 한, 본 발명의 신규한 능력들중의 하나가 통상의 워터 디스플레이들보다 더 작게 되길 바라는 호수들 및 기타 수역들과 관련되어 사용가능한 큰 디스플레이들을 제공하는 것이다.

이제 제5도에 대하여 설명하면, 거기에는 고에너지의 순간적인 물분류를 각각 제공하기 위한 구조가 예시되어 있다. 각각의 분류에 대하여, 지지구조(22)가 수역의 바닥에 고정되어 있다.

지지구조의 위에 지지되어 있는 것은 기초부(26)에 뚜껑이 덮힌 플라스틱 파이프(24)의 수직부를 포함하고 있으며 그것의 꼭대기에 노즐(28)을 결합한 살수기 조립체인데, 노즐은 수역의 수면(30)의 바로 위로 돌출해 있다.

한 실시예에 있어서, 파이프(24)는 12인치의 내경을 가지고 있고, 그것의 상부끝에서 노즐(28)을 올려놓고 보울트로 죄기 위하여 그리고 그것의 하부끝을 완전히 뚜껑으로 덮은 플레이트(26)상에서 보울트로 죄기 위하여 그것의 양끝에 용접되어 있는 플랜지들을 가지고 있는 10피트짜리의 PVC 파이프이다.

부재(24)의 하부끝에 인접하여 접합되어 있는 것은 파이프 접속부(32)인데, 적당한 플라스틱파이프 및 파이프 커플링(34)들을 통해서 그리고 밸브(36)를 통해서 압축 공기저장탱크(38)와 연결되어 있으며, 차례로 밸브(40)를 통해서 공급라인(42)과 연결되어 있다.

제5도에 도시된 바와 같이 압축공기저장탱크는 유출 포오트는 물론이고 유입포오트를 가지고 있는데, 그렇지만 단일 포오토식 트랭크들이 2개의 접속부를 포오트에 제공하도록 그것과 연결되어 있는 외부티이(T)와 함께 용이하게 사용될 수도 있다.

물론 압축공기저장탱크(38)는 적당한 무게를 가지고 있으며, 각자의 설치의 편의에 따라 독립적으로도 플랫포옴(22)의 일부분으로서도, 수역의 바닥에 부착된다.

이제 제6도, 제7도 및 제8도에 대하여 설명하면, 거기에는 제5도의 조립체의 부분들의 상세도들이 도시되어 있다.

제6도에 도시된 바와 같이 파이프(24)는 상부끝에서 노즐(28)과 보울트로 죄어져 있다고 앞에서 설명한 바와 같이 그것의 양끝에 용접한 플랜지들을 가지고 있다.

노즐이 다양한 방법들중의 어느 한 방법에서도 제작될 수 있지만, 노즐의 내부 기하학적 형상에 대하여 원하는 윤곽 및 매끄러운 표면 다듬질의 양쪽 모두로 귀착하는 손조립목적들을 위하여 재사용가능 금형 숫틀을 제작하는 것이 비교적 용이하기 때문에 유리섬유로 노즐을 만드는 것이 편리하다.

파이프(24)의 다른끝에는 인접 플랜지와 보울트로 죄어진 적당한 시일을 그것의 위에 구비한 캡플레이트(26)가 있을 뿐만 아니라, 적어도 몇개의 보울트들이 지지구조(22)의 꼭대기에 있는 플레이트(44)를 관통하여 뻗어서 조립체를 원하는 방향과 높이로 유지하고 있다.

플레이트(26)에 장착되어 있는 것은 제7도에서 가장 잘 보이는 단엽 나비형밸브(46)이다.

이 나비형 밸브는 바람직하게는 워터플레이트형(water plate-like) 밸브부재보다 더 무겁고 힌지 로드(48; hinge rod)상에 헐겁게 지지되어 있는 단순체이어서, 바깥쪽물과 파이프(24)내의 물과의 사이의 유체 정력학적인 차압의 영향하에서 파이프(24)안으로 물이 들어가게 열리고 차압이 제로(Zero)로 접근함에 따라 중력의 영향하에서 닫힌다.

이러한 목적을 위하여 황동제의 단엽 나비형 밸브가 사용될 수 있다.

또한 다음에서 알 수 있는 바와 같이 워터 디스플레이가 분출될 때, 일반적으로 부호 50으로 지시되어 있는 각 살수기 조립체안의 압력은 극히 수초내에 대기압으로 빠져나가게 되며, 분출하는 동안에, 얼마간의 물이 조립체의 기초부로 떨어져 남아있게 된다.

따라서 나비형 밸브는 닫혀 있을 때 완전하게 밀봉할 필요가 없는데, 그것은 순간적인 분출과정 동안에 그것으로부터 빠져나갈 수 있는 물의 양이 적으며 또한 조립체의 기초부에 남아있는 양보다 더 적은 양이기 때문이다.

물론, 다른 형식들의 체크밸브식 조립체들도 사용될 수 있지만, 바람직하게는 밸브를 개방하는데 필요한 역압이 각각의 분출후에 수역으로 부터 물을 살수기 조립체에 대한 충분한 자동 보충을 보장하도록 낮아져야 한다.

이제 제3도 및 제4도, 그리고 부수적으로 제5도에 대하여 설명하면, 거기에는 본 발명의 대표적인 설치의 상세도가 도시되어 있다.

특히 앞에서 설명한 바와 같이, 압축공기저장탱크(38)들의 각각은 밸브(40)를 통하여 라인(42)들과 연결되어 있는데, 그것들은 차례로 라인(52)들에 의하여 주압축공기공급라인(54)과 고리 형상을 이루면서 연결되어 있다.

제9도에 도시된 바와 같이 주공급라인(54)은 차례로 공기 펌프 또는 압축기(58)에 의하여 공급되는 고압공기저장탱크(56)와 연결되어 있다.

또한 제9도에 도시한 바와 같이, 밸브(36)들은 그것들의 제어를 위해 적당한 인터페이스(interface)를 통하여 개인용 컴퓨터(60)와 연결되어 있다.

그것에 관하여는 바람직한 실시예에 있어서, 밸브(36)들은 솔레노이드 밸브들이며, 그리하여 적당한 전기적인 인터페이스를 통하여 컴퓨터에 의해 용이하게 작동할 수 있다.

또한 컴퓨터와 연결되어 있는 것은 밸브(40)들인데, 그것들은 바람직한 실시예에 있어서 페어챠일드 인터스트리얼 프로덕츠 캄파니(Fairchild Industrial Products Company)를 통하여 가용하고 정밀 공기체적 부우스터로서 알려져 있는 밸브의 유형이다.

이러한 밸브들은 제어압력에 의하여 제어되며 고 체적흐름을 가진 제어 압력의 재생을 제공한다.

그러한 밸브들은 제어압력과 피제어압력과의 사이의 1 대 1 대응을 제공하는 것 뿐만 아니라, 1 대 4, 4 대 1, 등등과 같은 다른 비(比)들을 제공하는 것도 가능하다.

따라서 그것은 똑같은 또는 더욱 더 높은 압력에서 펌프(58) 및 공기공급탱크(56)를 이용해서 개인용 컴퓨터(60)에 의한 제어를 위하여 훨씬 더 높은 피제어 압력을 제공하도록 훨씬 더 낮은 제어압력을 사용할 수 있다.

용이하게 구입할 수 있는 압력 변환기에 대한 전류는 컴퓨터 출력을 개별적인 체제에 따라 정밀 공기체적 부우스터들을 제어하는 압력으로 변환하는데 사용된다.

이제까지 본 발명의 한 실시예의 기본 구성을 개시하였는데, 이제부터 그것의 작동을 설명할 것이다.

정지상태에서, 살수기 조립체(50)들은 그것의 바닥에서 나비형 밸브(46)를 통하여 물로 채워지게 된다(제7도 참조). 시스템을 가동시키기 위해, 공기 펌프 또는 압축기(58)가 온으로 되어 고압공기저장탱크(56)에 압축공기를 공급하는데(제9도), 저장탱크는 통상 수역의 가장자리의 어딘가에 설치된 압축기의 근처에 위치되어 있다.

컴퓨터(60)가 또한 온으로 되고 솔레노이드밸브(36)들과 공기체적 부우스터(40)들을 제어하도록 간단한 작동 프로그램이 로우딩된다.

살수기(50)들중의 하나의 통상의 작동순서에 있어서, 컴퓨터(60)는 명령압력을 각 부우스터(40)에 주어, 그것으로 하여금 공급탱크(56)내의 공기를 라인(54), 라인(52)들 및 각 라인(42)을 통하여 연결해서 각 저장탱크(38)를 피명령압력으로 일정하게 유지한다.

각 탱크(38)가 피명령압력에 도달하는 경우에 대하여 피이드백이 없지만, 각 부우스터(40)는 그것이 일어날때 자동적으로 오프되며, 컴퓨터자신은 원하는 경우에 피명령압력에 도달될때를 컴퓨터자신이 판단할 수 있도록 지난 경험을 근거로 하여 간단한 룩업 테이블(look-uo table)을 구비할 수도 있다.

그후에 원하는 때에, 솔레노이드밸브(36)가 작동개시되어, 탱크(38)들중의 각각의 것내의 압축공기를 각 살수기에 직접 연결한다.

공기의 저밀도, 저점도와, 압축공기 저장탱크(38)와 각 살수기(50)의 비교적 정밀한 연결때문에 살수기의 기초부를 통한 탱크내의 공기 압력의 우수한 연결은 노즐(28)에서의 트인구멍보다 더 작은 솔레노이드 밸브를 사용해서 달성된다. 특히 3인치 노즐구멍을 사용하는 바람직한 실시예에 있어서는 1.5 내지 2.0인치의 솔레노이드 밸브가 적당하지만, 주의해야할 것은 그 밸브와 살수기의 사이의 라인에 있는 어떤 딴곳에서 더 큰 제한들을 회피하여야 한다는 것이다.

솔레노이드밸브(36)가 분출될때, 각 탱크(38)의 공기압력은 살수기의 기초부와 연결된다.

제6도에 도시된 바와 같은 순효과는 그 안의 노즐을 통하여 위쪽으로 가압해서 고속의 비교적 만족스럽게 조직화된 분류로 그것으로 부터 위로 가압한다.

그것에 관해서는 살수기 조립체(50)내의 물의 얼마간은 분출하는 동안에 공기를 통과해서 그것의 기초부에 모이지만, 12인치 내경의 파이프(24)와 함께 3인치 노즐을 가지고 있는 기본형 조립체에서까지도, 파이프내의 대략 3분의 2가 고압공기가 노즐 부분에 닿기전에 노즐을 통해 사실상 분출된다는 것을 알게 되었다.

분명히, 훨씬 더 작은 튜브가 노즐로부터 파이프(24)의 바닥쪽으로 뻗어 있고 고압공기가 그 파이프의 내벽과 그 더 작은 튜브의 외경과의 사이에서 물을 튜브의 바닥아래로 밀어내려서 튜브를 통하여 위로 올리기 위해 그것의 꼭대기 근처에서 파이프(24)안으로 주입된 경우에 훨씬 더 높은 비율이 분출될 수 있다.

그러나 그러한 배열은 구조가 복잡해지기 때문에 바람직하지 않으며, 튜브를 통한 고속 분류의 점성효과가 실질적인 에너지손실을 야기시키고 훨씬 비효율적인 워터 디스플레이로 만든다.

보다 상세히는 튜브를 통한 유동이 매우 순조롭게 전개하므로 분출되는 최후의 분류는 그것의 중심에서만 높은 속도를 갖고 분류의 주위에서는 매우 낮은 값으로 속도가 낮아지며 그것에 의하여 결과로서 생기는 분류는 살수기와 유통된 공기압력으로 표시되는 수두의 적은 부분만이 위로 분출한다.

따라서, 그러한 배열은 분출되는 물의 비율의 항으로 살수기의 효율을 증가시키지만, 분출되는 분류의 에너지와 그것이 도달하는 높이를 매우 실질적으로 감소시킨다.

그것에 관해서는 기본형의 유니트에 있어서, 분류높이들은 사용될 압력에 의존하여 150피트이상의 높이까지 도달해서 이용가능한 위치수두의 매우 실질적인 부분을 나타내도록 도달된다.

그것은 노즐에 의해 분출되는 분류상에서의 점성효과를 최소화하는 비교적 짧은 노즐의 성과이다. 그것에 관해서는 단순한 날카로운 오리피스(orifice)까지도 사용될 수 있으며 또한 점성효과를 감소시킬 수 있다.

기본형의 워터 디스플레이들에 있어서, 물이 배출되고 살수기 조립체의 파이프(24)내의 고압공기가 대기에 방출되는데 대략 1 내지 2초 정도 걸린다.

따라서, 각 솔레노이드밸브(36)의 작동개시는 1 내지 초간만 있을 필요가 있는데, 이는 그후에는 압축공기의 에너지가 단순한 손실이기 때문이다. 이것도 역시 저장탱크(38)의 크기를 결정하는데 여기에서 파이프(24)의 내부용적과 똑같은 정도의 탱크크기가 바람직한 반면에, 워터 디스플레이의 분출 동안에 약간의 압력강하는 초기압력이 물분류로하여금 원하는 높이에 달하게 하는 것을 조건으로 하여 중대하지 않기 때문에 훨씬 더 큰 탱크를 사용하는 것은 전혀 헛된 일이다.

복수의 살수기를 이를테면 제1도 내지 제9도에 도시된 8개의 살수기들을 분출시키기 위한 프로그램은 원하는대로 다양한 형태를 취할 수 있다.

한 예로서, 그 하나는 가장 낮은 분류와 가장 높은 분류, 그리하여 원하는 최저 압력 및 최고압력이 되는 것을 결정하고, 각각의 분출에 대하여, 컴퓨터가 각 살수기의 다음 분출을 위하여 이들 두 번위의 사이에서 압력을 되는대로 선택하게 할 수 있다.

유사하게 분출들의 사이의 시간은 적당한 시간범위의 사이에서 되는대로 만들어질 수 있으며, 그것에 관해서는 살수기의 분출은 원하는대로 순차적으로 또는 그외로 될 수 있다.

또한 때때로 그것은 2개의 살수기들의 동시분출을 회피하지만, 평소에는 2개 또는 그 이상이 원하는 대로 똑같은 압력 또는 다른 압력들을 사용하여 동시에 분출될 수 있다.

나아가서, 그것은 또한 도달되는 높이에 의존하거나 직접 그것에 비례하여 주어진 살수기의 분출들의 사이를 지연시킬 수도 있으므로, 관중의 기대가 분출들의 사이의 지연에 근거하여 고양된다.

그것에 관해서는 바람직한 접근은 개인의 취향의 문제이므로, 아마 접근의 혼합은 가장크고 계속적인 관중의 호감을 제공한다.

시스템의 작동은 통상의 컴퓨터속도의 항에 있어서 거의 드문 체제로서만이 경신되는 일련의 개인적인 일에 기초하므로, 제어프로그램은 일들의 사이의 시간지연이 요구되는 컴퓨터 사용시간을 더욱 잘 초과할 수 있기 때문에 베이직(BASIC)과 같은 비교적 저속의 고급 언어로 용이하게 작성될 수 있다.

제1도 내지 제9도에 개시된 본 발명의 실시예는 본 발명의 매우 중요한 이점들중의 하나를 예시하고 있다. 상세히는, 살수기의 각각의 분류가 기껏해야 통상 단지 수초동안 지속하는 순간적인 일이기 때문에 분출된 각각의 물분류로 나타나는 순간 동력은 어느정도의 크기이상으로 압축기(58)의 연속동력을 초과할 수 있다.

특별한 예로서, 한 실시예에 있어서 정지상태에서 20,000마련의 펌프를 필요로 하는 물분류는 단지 수백마력의 공기 압축기를 사용하여 충분한 주기가 달성될 수 있다.

제10도 내지 제12도를 참조하면, 본 발명의 선택실시예가 도시되어 있다.

여기에서 공기는 압축기(도시하지 않음)로부터 라인(62) 및 제어가능밸브(64)를 통해서 압축공기저장탱크(66)로 공급되는데, 탱크(66)내의 고압공기는 솔레노이드 밸브(68)를 통해서 살수기로 공급된다.

본 실시예에서 살수기 그 자체는 앞에서 설명한 실시예의 살수기와 실제로 다르다.

특히, 솔레노이드밸브(68)에 의해서 라인(72)을 통해 공급되는 더욱 짧은 원통형 용기(70)가 사용되었다.

그러므로 라인(72)은 고압공기를 용기(70)에 연결시킬 뿐만 아니라 디스플레이의 분출들의 사이에서 자체가 물로 채워져 있는 용기의 부분을 사실상 형성하고 있다.

제12도에 양호하게 도시되어 있는 바와 같이 용기(70)는 가압된 물이 통해서 분출되는 복수의 개구부(78)를 갖춘 상부 투명(또는 바람직하게는 불투명한) 노즐 플레이트(76), 및 바닥 연속 투명 플레이트(74)를 구비하고 있다.

이점에 관해서, 여기에서 사용되는 용어노즐은 가압된 물이 분류로서 분출되는 개구부를 한정하는 일반적인 의미로 사용되며, 실제로 층류(laminar flow)를 제공하는 노즐, 층류로부터 실제로 벗어난 흐름을 제공하는 노즐, 오리피스 또는 다른 이러한 개구부를 포함하고 있다.

이 점에 관하여, 제12도에 도시한 개구부(78)는 플레이트(76)를 통해서 드릴로 뚫은 구멍인데, 이것은 더욱 짧은 구멍의 길이를 줄여서 여기를 통해 지나는 물의 점성 손실을 줄이도록 더욱 큰 드릴로서 차례로 부분 관통시킨다.

이러한 전반적인 조립체는 지지구조(80)위에 위치해 있어서(제10도 참조) 노즐 플레이트(76)의 상부 표면은 본 실시예에서 더욱 전형적인 분수 푸울의 크기의 연못 또는 푸울에 전형적으로 위치해 있는 수역의 수위(82)의 약간 아래에 있다.

전기한 바와 같이 라인(72)은 수역에서 물이 노즐 플레이트(76)의 개구부를 통해서 조립체로 흘러들어가는 결과로서 분출 사이에서 물로 역시 채워져 있다.

라인(72)은 솔레노이드밸브(68)가 개방되어 있는 기간동안 탱크(66)로부터 공기흐름을 방해하지 않도록 충분한 직경을 갖추고 있는 한편, 이것이 디스플레이의 분출동안 노즐 플레이트(76)에서 개구부를 통해서 분출되는 물의 주 공급원이기 때문에 증가된 물저장용량을 구비하는 것이 달리 요구됨에 따라 라인(72)은 실제로 더욱 크거나 또는 더욱 길다. 또한 라인(72)은 디스플레이의 분출동안 방출되는 물의 많은 량을 포함하고 있을 뿐만 아니라 축외(off axis) 방식으로 되어 있다는 것은 주목할만 하다.

용기(70)는 분출하는 동안 가압된 공기가 노즐 플레이트(76)에서 개구부를 통해서 방출되기 바로전까지 완전히 물로 채워져 있다는 것이 순수한 결과이다.

용기(70)내에서 기포의 부분 및/또는 불규칙한 물-공기 공유 영역으로 인해서 용기(70)는 충분한 빛 전달체를 구비하고 있으며 이것에 의해서 용기(70)의 기초부를 밀폐하고 있는 바닥 플레이트(74)아래에 위치한 광원(84)은 투명한 플라스틱 노즐 플레이트(76)를 통해설와 마찬가지로 물분류를 통해서 상향으로 빛을 투영한다.

이점에 관해서, 노즐 플레이트(76)의 상부는 수역의 수면(82) 아래에 위치해 있어서, 개개의 물분류는 전형적으로 디스플레이가 기간동안만 비추는 다이나믹 토우치형 디스플레이를 본질적으로 창작하면서 수역의 밖으로 물의 실질적인 양을 액적 동반하게 된다.

분명히 제10도 내지 제12도의 실시예는 노즐 플레이트(76)가 수면바로위로 올라오도록 위치되어 있을 수도 있다.

이 경우에 물은 개별적이고 잘 형성된 분류로서 노즐로부터 상승하는 반면에, 수면아래에 위치되어 있는 경우에는 중앙 분류에서보다는 주변 분류에서 전형적으로 더욱 뚜렷한 수역으로부터의 물의 액적동반은 덤블형 디스플레이를 제공할 것이며, 이것의 전체적인 특성은 사용된 압력, 노즐플레이트가 위치한 수면아래의 깊이 등에 따라서 좌우된다.

분명히, 수면아래에 위치하지 않은 경우에는 앞서 설명한 실시예와 같이, 디스플레이의 자동 보충을 제공하도록 플래퍼 또는 자유롭게 작동되는 다른 형태의 체크밸브가 사용되지만, 물론 설계자의 취향 및 특별한 적용에 따라서 어떤 형태의 동력 보충도 사용 가능하다.

제13도 및 제14도를 참조하면, 본 발명의 대체 실시예가 도시되어 있다.

본 실시예는 물의 깊이가 계절, 조수 또는 다른 영향에 의해서 변하는 호수 또는 기타 천연수역에서 사용되도록 예정된 것이다.

이러한 목적을 위해서, 복수의 부양점 압축공기탱크(86)는 구조 구성 부재(88,90)를 통해서 서로 연결되어 있으며, 압축공기는 부재(90)를 통해서 조립된 저장탱크(86)와 다지관(92) 사이를 유통한다.

살수기 조립체(50)는 상기 구조에서 지지되어 있는데, 제1도 내지 제9도의 실시예에 대하여 상기에서 설명한 살수기 조립체(50)와 동일하다.

살수기 조립체(50) 및 부양구조에 설치된 부가적인 한쌍의 관상부재는(92)는 꼭대기에 캡(94)을 쓰고 있으며, 이들의 각각은 작은 구멍(96)을 갖추고 있다.

공기는 라인(98)으로부터 다지관(92)을 연결 또는 차단하는 제어가능밸브(100)로, 지상의 공기압축(도시하지 않음)로부터 라인(98)을 통해서 조립체에 공급된다.

상기 밸브는 통상 솔레노이드밸브이거나, 또는 대안으로서, 상기에서 설명한 정밀공기 체적 부우스터도 가능하다.

또한 상기에서 설명한 바와 같이 솔레노이드밸브(102)는 다지관(92)과 연결되어 라인(104)을 통해서 작동되도록 살수기(50)의 기초부 근처위치에 연결되어 있다.

상기에서 설명한 전반적인 부양 조립체는 수역의 바닥에 고정되어 있는 적절한 구조에 의해서 제위치에 머물러 있다. 고정구조는 호수의 바닥에 따라서 설치할때마다 달라지게 된다.

실례로서 비교적 부드러운 호수바닥에는 파일을 박을 수도 있고, 또는 제13도에 도시한 바와 같이 바위가 많고 견고한 호수 바닥에는 콘크리트 기초부(106)가 사용되기도 한다.

제13도 및 제14도에서 도시한 실시예에서 한쌍의 수직부재(108)가 호수바닥으로부터 상향으로 뻗어 있어서, 관상부재(92)쪽으로 상향으로 뻗어있으며 관상부재대에서 헐렁하게 미끄럼식으로 끼워진 구형 끝부분(112)을 갖춘 더욱 작은 수직부재(110)를 지지하고 있다.

이러한 방식으로 부양 조립체는 호수수위가 변하면서 구형부재(112)에서 상하운동하여 호수수위의 높이에 자동적으로 조절된다.

쾌속정 또는 다른 파도발생 현상이 있는 호수에 위치할때 전체적인 부양조립체는 관상부재(92)로 구성된 실린더와 구형 부재로 구성된 피스톤 사이에서 구속력없이 흔들린다.

살수기에서 분출될때 구형부재(112)는 분출의 결과로서 생긴 하항력을 흡수하는 및 분출의 잠깐동안 부양조립체의 약간의 하향운동만을 허용하는 관상부재내에서 피스톤으로 작용한다.

그러므로, 부양 조립체는 호수의 수위의 변화에 대응하여 자신의 높이를 쉽게 모색하며 분출동안 큰 하향 운동을 하지는 않는다.

마지막으로 제1도 내지 제9도, 제13도 및 제14도의 실시예로 귀착하는 물분류는 원하는 백색조명 또는 칼라조명으로 역시 비출수 있는데 이것은 색다른 규모의 야간 구경거리 디스플레이를 제공하게 될 것이다.

여기에서 초점없이 이 조명의 단지 일부분만이 원하는 노들 개구부로 향해 있기 때문에 살수기(50)의 바닥으로 부터의 조명은 바람직하지 않으며, 또한 최초의 원하는 방향으로 향했을지라도, 분출동안에 불규칙한 공기-물 공유 영역, 및 공기-물 공유영역 인접 대기에서 물방울과 물에서의 기포가 분산되어서 조명을 원하는 모우드로 빛 전달의 매우 낮은 효율을 제공한다.

대신, 바람직하게 살수기의 용기 외부 광원으로부터의 빛은 광섬유다발에 모일수가 있으며, 이것의 다른 끝은 파이프(24)로 향해 뻗어있으며, 상향으로 방출되는 조명의 대부분이 물분류쪽으로 향하도록 노즐(28) 바로 아래에 축방향으로 뻗어있다.

광섬유다발이 파이프(24)내에서 양호하게 유지되는 것이 필요하며, 한편 노즐(28)은 비교적 짧게 유지되어 광섬유다발의 끝이 노즐쪽으로 중요하게 뻗어있지 않아도, 물분류의 축을 따라서 조명을 비추는데 상당한 효율을 제공한다.

실례로서 3인치 노즐에서 광섬유다발이 노즐직경이 약 6인치되는 부분에서 끝났다면, 이 부분에서의 유동면적은 노즐출구의 유동면적의 약 4배가 되어, 물의 평균속도는 노즐 출구 속도의 1/4이 되고, 유동압력은 노즐출구 유동압력의 1/16이 된다.

그러므로 노즐에서 출구 분류에서 유동압력이 160psi가 될지라도 광섬유다발의 끝부분에서 유동압력은 단지 10psi 정도이며 물론 그 이하 뿐에서는 상당히 감소하게 된다.

흥미로운 신규의 동적인 워터 디스플레이 뿐만 아니라 통상의 물펌프류를 활용하는데 실용적이지 않은 규모로 이러한 디스플레이의 창작을 허용하는 새롭고 유일한 공기 동력식 워터 디스플레이가 여기에서 개시되고 설명되었다.

본 발명의 2가지 실시예가 여기에서 개시되고 설명되었을지라도, 당해 기술분야의 숙련된자는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 여러가지 변형을 가할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.

Claims

상기 수역내에서 최소한 일부분이 배치되어 있으며, 공급된 물을 압력하에서 최소한 하나의 분류로서 위로 지향시키기 위하여 상부끝에 최소한 하나의 노즐을 상기 수역의 수면의 근처에 배치하여 구비하고 있는 내압공기와, 압축공기 저장탱크와, 압축공기를 상기 압축공기 저장탱크로 부터 상기 내압공기의 하부로 제어가능하게 연결시키기 위하여 상기 압축공기 저장탱크와 상기 내압용기의 상기 하부와의 사이에 연결되어 있는 제1밸브 장치와, 상기 압축공기 저장탱크와 연결되어 그 안의 공기압력을 증가시키기 위한 공기압축기 장치, 및 압축공기를 상기 압축공기 저장탱크로 부터 상기 내압용기의 상기 하부로 연결하는 상기 제1밸브 장치를 제어하여 그 안의 물의 적어도 실질적인 부분을 상기 노즐을 통하여 순간적이고 고에너지의 물 분류로서 위로 분출시키기 위한 제어장치로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 워터 디스플레이.
제1항에 있어서, 상기 내압용기가 압력이 없는 상태로 될 때 상기 내압용기를 수역으로 부터 물로 자동 보충시키기 위한 장치로 더 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 워터 디스플레이.
제2항에 있어서, 상기 내압용기를 자동 보충시키기 위한 상기 장치는 상기 수역의 수위의 약간 아래에 상기 최소한 하나의 노즐을 위치시키기 위한 장치를 구비하고 있으며, 이에 의하여 상기 내압용기는 상기 노즐을 통과하는 물로 보충하는 것을 특징으로 하는 워터 디스플레이.
제2항에 있어서, 상기 내압용기를 자동 보충하기 위한 상기 장치는 상기 내압용기의 기초부에 인접한 제2밸브장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 워터 디스플레이.
제4항에 있어서, 상기 제2밸브 장치는 상기 내압용기의 여압에 기인하여 폐쇄된 대로 남아 있는 상기 제2밸브장치를 가로지른 차압에 응답하며, 그리고 물이 상기 수역으로 부터 상기 내압용기 안으로 흐를 수 있게 하는 대향 차압에 응답하는 것을 특징으로 하는 워터 디스플레이.
제1항에 있어서, 빛을 상기 노즐을 통하여 위로 지향시키기 위한 조명장치로 더 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 워터 디스플레이.
제1항에 있어서, 상기 압축공기 탱크내의 압력을 상기 제1밸브 장치를 통하여 상기 내압용기로 연결하기에 앞서서 그 압력을 설정하기 위한 압력 설정 장치로 더 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 워터 디스플레이.
제7항에 있어서, 상기 압력 설정장치는 상기 제어장치와 연결되어 있으며, 그것에 의하여 상기 제어장치는 순간적인 물 분류의 높이와 워터 디스플레이의 동작들의 사이의 지속시간을 제어하고 변화시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 워터 디스플레이.
제8항에 있어서, 상기 압력 설정 장치는 상기 압축기장치와 상기 압축공기 저장 탱크와의 사이에 연결된 제3밸브 장치이고 상기 압축공기 저장탱크 내의 압력이 상기 제어 장치로 부터의 제어신호에 해당하는 압력에 도달할때 제3밸브 장치를 폐쇄하도록 상기 제어 신호와 상기 압축공기 저장탱크 내의 압력에 응답하는 것을 특징으로 하는 워터 디스플레이.
제1항에 있어서, 상기 수역의 수면에 띄우기 위한 부양장치를 더 구비하고 있으며, 상기 내압 용기는 상기 부양장치와 연결되어 상기 수역의 수위가 올라가고 떨어짐에 따라 함께 떠오르고 가라 앉은 것을 특징으로 하는 워터 디스플레이.
(a) 공급된 물을 압력하에서 최소한 하나의 분류로서 지향시키기 위하여 상부 끝에 결합된 최소한 하나의 노즐을 구비하고 있는 내압용기를 설치하는 단계와, (b) 압축공기 저장장치를 설치하는 단계와, (c) 내압용기를 물로 충전시키고 압축공기 저장장치를 압력하에서 공기로 충전시키는 단계, 및 (d) 내압용기내의 물의 적어도 실질적인 부분을 직접적으로 응답하는 상기 최소한 하나의 노즐을 통하여 분출시키기 위해 압축공기 저장 장치를 내압 용기의 최소한 바닥부근의 위치에 직접 연결시키는 단계로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 고에너지 워터 디스플레이를 창작하는 방법.
제11항에 있어서, (c) 단계와 (d) 단계는 다수번 반복되는 것을 특징으로 하는 방법.
제12항에 있어서, (c) 단계와 (d) 단계가 반복되는 주기가 변경되는 것을 특징으로 하는 방법.
제12항에 있어서, (c) 단계에서, 내압용기 내의 공기의 압력은 반복들의 사이에서 변경되는 것을 특징으로 하는 방법.
제14항에 있어서, (c) 단계와 (d) 단계가 반복되는 주기가 또한 변경되는 것을 특징으로 하는 방법.
제11항에 있어서, (d) 단계가 일어나는 동안 내압 용기의 안으로부터 상기 최소한 하나의 노즐을 통하여 분출되는 물을 밝게 빛나게 하는 단계로 더 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
공급된 물을 압력하에서 최소한 하나의 분류로서 서로 지향시키기 위하여 상부끝에 결합된 최소한 하나의 노즐을 구비하고 있는 실질적으로 원통의 내압용기와 압축공기 저장탱크와, 압축공기를 상기 압축공기 저장탱크로 부터 상기 내압용기의 하부로 제어가능하게 연결시키기 위하여 상기 압축공기 저장탱크와 상기 내압용기의 상기 하부와의 사이에 연결되어 있는 제1밸브 장치와, 상기 압축공기 저장탱크와 연결되어 그안의 공기압력을 증가시키기 위한 공기 압축기 장치, 및 압축공기를 상기 압축공기 저장탱크로 부터 상기 내압용기의 상기 하부로 연결하는 상기 제1밸브 장치를 제어하여 그 안의 물의 적어도 실질적인 부분을 상기 노즐을 통하여 순간적이고 고 에너지의 물 분류로서 위로 분출시키기 위한 제어장치로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 워터 디스플레이.
제17항에 있어서, 상기 내압용기가 압력이 없는 상태로 될 때 상기 내압용기를 물로 자동보충시키기 위한 장치로 더 구성되어 있는 것을 탄수화물 워터 디스플레이.