KR100430782B1 - 활성 물질 분배용 노즐 - Google Patents

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개츠메이어존제이.
뮤지엘디.제임스
발틀로앨렌엠.
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에스.씨. 존슨 앤드 선, 인코포레이티드
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Abstract

호스 또는 다른 유체 공급원에 연결가능한 노즐이 개시된다. 노즐은 살충제와 같은 활성 물질을 저장할 수 있고, 이어서 호스로부터 제공된 물로 활성 물질을 희석시킬 수 있다. 노즐은 긴 원통형 외부 하우징(11)을 갖는다. 슬리브(12)는 활성 물질을 저장하는 하우징내에 위치된다. 캡(13)과 밸브간의 상호 작용에 의해 밸브의 온/오프 동작과, 또한 노브(10)에 대한 하우징의 회전에 반응하는 세정 바이패스가 제어된다. 슬리브를 통과한 액체는 하우징의 출구에 도달하기 전에 S자 경로를 경유하게 된다. 미립자 포획 및 와류 챔버를 경유하게 되는 액체의 이러한 경로가 상대적으로 일정한 용액 농도를 제공하게 된다.

Description

활성 물질 분배용 노즐{NOZZLE TO DISPENSE ACTIVE MATERIAL}
살충제, 제초제, 비료, 자동차 클리너, 윈도우 클리너, 방염제, 살균제, 제습제, 풀장 보호제 및 그밖의 클리닝 물질, 살균제 및 제취제(이를 공통적으로 "활성 물질"이라 함)와 같은 활성 물질을 유체 라인으로 호스내의 물을 이용하여 이송하는 여러 시스템이 개발되어 왔다. 활성 물질은 대체적으로 사용하기 전에는 별도의 용기에 농축 액상 형태로 제형화 및 저장된다. 그 다음, 분배 시스템은 용수 공급원과 함께 흡입/통합될 농축액을 필요로 한다. 이에 따라 장치가 적절하게 흡입 및 분배할 수 있도록 일련의 복잡한 내부 및 외부 연결관계가 발생된다.
활성 물질을 노즐 자체가 저장하고 있는 경우에 호스 등으로부터 활성 물질을 희석 및 분출시키는 다른 시스템이 개발되어 왔다. 미국특허 제165,773호, 제4,767,059호 및 제4,875,626호를 참고하라. 본 명세서에서 참고되는 이들 특허 및 그 밖의 출판물에 개시된 부분은 충분히 설명하는 바와 같이 참조로 본 명세서에 통합된다.
그러나, 이러한 의도로 이용되는 피스톤을 기초로 하는 시스템들은 제조가 복잡하거나 어려울수 있으므로, 생산 비용이 증가된다. 또한, 피스톤을 기초로 하는 시스템들은 단지 활성 물질이 액체 상태라는 가정하에 설계되었으므로, 고체/준고체(겔 상태) 상태의 활성 물질에는 적합하지 않다. 고체/준고체 물질은 액체 상태에 비하여, 용기 내의 공간을 덜 요구하고, 무게도 가벼울 뿐만 아니라, 이동이 용이하고, 그램당 사용량의 주기가 길기 때문에 더 선호된다. 고체를 이용하는데 더 알맞은 시스템은 과거에는 활성 물질이 불균일하게 분배되었고, 파이프관이 막히기 쉽거나, 그 구조가 거대하는 등 다른 문제점들을 수반하였다.
그러므로, 활성 물질을 저장 및 분배하는 개선된 호스-말단 노즐이 요구된다.
본 발명은 유체 공급기(예:정원에서 사용하는 호스와 같은 도관)로부터 물에 희석된 활성 물질을 분출시키기 위한 노즐에 관한 것이다. 활성 물질은 곤충 퇴치용, 잡초 제거용, 클리닝용, 거름용 물질 등이 될 수 있다. 더욱 자세하게는 본 발명은 활성 물질을 저장하는 노즐에 관한 것이다.
본 발명은 유체 공급원에 연결가능하고, 유체 공급원에 의하여 이송된 액체로 노즐내에 저장가능한 활성 물질을 희석하는데 적절한 노즐 조립체를 제공하는 것이다.
일 단부에 인접한 입구와, 반대쪽 단부에 인접한 출구 및 그 사이에서 연장된 내부축 보어를 갖는 긴 하우징이 있다. 또한, 축 보어내로 삽입되는 슬리브가 제공되는데, 이 슬리브는 희석된 활성 물질이 수용되기에 적합한 내부 용기부와, 액체가 상기 용기부쪽으로 진입하는 것을 허용하는 상류 입구를 갖는다.
또한, 캡은 노즐이 개방 위치에 있으면서 액체 공급원에 연결되면 슬리브로 액체를 향하게 하기 위하여 상류 슬리브 입구에 근접하게 위치된다. 밸브는 제1 위치에서 캡을 통한 액체의 흐름을 제한할 수 있고, 제2 위치에서 캡을 통한 액체의 흐름을 허용할 수 있도록, 캡에 인접하게 위치된다. 밸브에 대하여 캡의 축방향 운동을 일으키는 수단(개폐 기능의 효과) 및 노즐에 대한 호스의 연결을 허용하는 노즐의 상류측 단부에 인접하게 위치되는 수단(예, 나삿니, 베이어닛 연결, 스냅 핏 등)이 있다.
하우징과 슬리브는 액체가 활성 물질과 접촉한 후 생성된 용액이 노즐의 출구까지 S자 경로로 이동하도록 형성 및 병렬 배치된다. S자 경로는 활성 물질이 접촉된 후 적어도 두 번 이상 90˚보다 큰(바람직하게는 145˚이상) 방향의 변화를 겪은 경로를 의미한다.
바람직하게는 노즐은 하우징 주변에 배치되는 노브(knob, 손잡이)를 갖는다. 노브는 돌출부 및 함몰부 결합에 의하여 하우징에 내부적으로 맞추어진다. 노브를 잡고 있는 동안 하우징을 회전시키면 지속적으로 그들의 축 방향 운동을 유발한다. 일실시예에서, 이는 함몰부 및 돌출부 사이의 캠 상호작용(camming interaction)에 기인된다. 이는 밸브의 개폐를 제어한다.
슬리브는 바람직하게는 작은(바람직하게는 신장 형상) 개구를 갖는 플랜지를 갖는다. 이들 개구는 하우징의 하류측 단부에 도달하는 미용해된 활성 물질 조각의 크기를 제한한다. 활성 물질의 미용해된 덩어리가 슬리브 외부의 물에 의하여 추진되면, 이들 덩어리는 트랩핑(trapping) 구조로 인하여 슬리브 및 외부 하우징 사이의 공간으로 인입될 수 없다. 그러면, 덩어리는 슬리브쪽으로 되돌아가 떨어지든지(이들이 충분히 분해되거나 용해될 때까지), 개구부들에 인접하여 더 용해되고/되거나 분해된다.
와류 챔버는 슬리브 하류측 단부 인접한 부분에 배치될 수 있다. 이는 용액이 노즐 조립체를 나가기 전에 활성 물질과 액체를 혼합하게 하는 추가의 기회를 제공한다. 활성 물질은 바람직하게는 고체 형태이고, 살충제, 방충제,구충제, 제초제, 비료, 계면 활성제 및 방염제로 구성된 그룹으로부터 선택된다.
적절한 살충제로는 사이플루드린(cyfluthrin), 사이할로드린(cyhalothrin) 및 알레드린(allethrin)과 같은 파이레스로이즈(pyrethroids), 벤디오카브(bendiocarb) 및 카바릴(carbaryl)과 같은 카바메이트, 클로르피리포스, 디아지논 및 아진포스메틸 같은 유기인산염, 피프로닐(fipronil)과 같은 피라졸, 메톡시클로르(methoxychlor)와 같은 유기염소(organochlorines), 프로파지트(propargite)와 같은 유기황(organosulfur), 아미트래쯔(amitraz)와 같은 포름아미딘즈(formamidines), 디-리모넨스(d-limonence), 님(Neem) 및 파이레드럼(pyrethrum)과 같은 보타니칼(botanicals), 헥사플루무론(hexaflumuron), 플루페노쥬론(flufenoxuron) 및 디플루벤주론(diflubenzuron)과 같은 아실우레아(acylureas), 비누 및 피페로닐 부톡사이드(piperonyl butoxide) 및 MGK2647과 같은 증강제, 아바멕틴(abamectin) 및 아바멕틴 B1과 같은 항생물질, 하이드로프렌(hydroprene), 메소프렌(methoprene) 및 펜옥시카브(fenoxycarb)와 같은 곤충 성장 조절제, 박테리아(bacteria: 예, Bacillus thuringiensis), 바이러스(viruses: 예, Heliothis nuclear polyhedrosis virus), 균류(fungi: 예, Metarhizium anisopliae), 원생동물문(protozoa: 예, Nesema locustae), 및 선충류(nematodes: 예, Neoaplectana carpocapsea)들을 포함한다.
적절한 살선충제(nematocides)는 페나민포스(fenaminphos) 및 디설포톤(disulfoton)과 같은 유기인산염과 포레이트(phorate)와 같은 카바메이트를 포함한다.
적당한 방충제는 디메틸 프탈레이트(dimethyl phthalate), 시트로넬라(citronella), 시트로넬라유(citronella oil), DEET 및 퍼메스린(permethrin), 아작디랙틴(azadiractin), 및 님유(Neem oil)와 같은 방충성 살충제를 포함한다.
적당한 제초제는 알라클로(alachlor)와 같은 아세트 아닐리드(acetanilides), 프로파닐(propanil)과 같은 치환된 아미드(amides) 또는 아미드, 또는 클로람벤(chloramben)과 같은 벤조익(benzoics), 파라쿼트(paraquat)와 같은 벤타존비피리드리움(bentazonbipyridliums)과 같은 벤조티아디아졸(benzothiadiazole), 프로팜(propham)과 같은 카바닐레이트(carbanilates), TCA 및 댈라폰(dalapon)과 같은 염소로 처리한 지방산, 쎄톡시딤(sethyoxydim)과 같은 사이크로헥세논(cyclohexenones), 프로디아민(prodiamine)과 같은 니트로안틸린(nitroantilines), 디니셉 (diniseb)과 같은 디니트로페놀 (dinitrophenols), 아시플루오로펜(acifluorfen)과 같은 디페닐 에테르(diphenyl ethers), 이미아자피르(imiazapyr)와 같은 이미다졸(imidazoles), 플루어지포프부틸(fluazifopbutyl)과 같은 옥시페녹시(oxyphenoxys) 산 에스테르, 석유, 2,4-D와 같은 페녹스 산(phenox acids), 플루오메튜론(fluometuron)과 같은 페닐우레아(phenylureas) 또는 치환 우레아, 글리포세이트(glyphosate)와 같은 포스포노 아미노산(phosphono amino acids), 크롤로탈(chlorothal)과 같은 프탈산(phthalic acids), 피라존(pyrazon), 피리디녹시 및 피콜린산과 같은 피리다지논(pyridazinones) 및 피리디논(pyridinone), 피클로람, 지방산 염(fatty acid salt)(예: 라우르산)와 같은 비누, 클로르설프론(chlorsulfuron)과 같은 설포닐우레아, EPTC와 같은 티오카바메이트(thiocarbamates), 아트라진(atrazine)과 같은 트리아진(triazines), 및 브로마실(bromacil)과 같은 우라실(uracil) 또는 치환 우락실을 포함한다.
적당한 식물 성장 조절제는 기간(giggan)과 같은 지베렐린(gibberellines), 아다닌(adanine)과 같은 시토킨(cytokins), 에테폰(ethephon)과 같은 에틸렌 발생기 및 신남산(cinnamic acid) 및 앱시스산과 같은 분류된 반응 억제제 및 저해제를 포함한다.
적당한 고엽제(difoliant) 및 건조제(desiccant)는 무기염, 지방산, 제초제, 머포스(merphos)와 같은 유기인산염, 카로딜산(carodylic acid), 디노셉(dinoseb)과 같은 페놀 유도체, 및 디쿠엇(diquat) 같은 비피리이듐(bipyriydium)을 포함한다.
적당한 살균제는 황 및 구리 화합물과 같은 무기물, 및 티람(thiram)과 같은 디티오카라바메이트(dithiocarabamate), 에트리다졸(etridaazole)과 같은 티아졸(thiazole), PCNB와 같은 치환된 방향족 및 벤젠 유도체, 캡탄(captan)과 같은 설펜이미드(sulfenimide), 카복신(carboxin)과 같은 옥틴(oxzthiin), 베노밀(benomyl)과 같은 벤즈이미다졸(benzimidazole), 디메티몰(dimethirmol)과 같은 피리미딘(pyrimidine), 메탈실(metalxyl)과 같은 페닐아민(phenylamine), 헥사코나졸(hexaconazol)과 같은 트리아졸(triazole), 트리포린(triforin)과 같은 피페라진(piperazines), 포세티얼(fosetyal)과 같은 유기인산염(organophosphate), 프로시미돈과 같은 디카복시미드, 도데모프(dodemorph)와 같은 모르폴린(morpholines), 디노캡(dinocap)과 같은 디니트로페놀(dinitrophenol), 펜틴 하이드로옥사이드(fentin hydroxide)와 같은 오르가노틴(organotin), 도딘(dodine)과 같은 지방족 니트로겐(aliphatic nitrogens), 및 스트립토마이신(striptomycin)과 같은 항생물질(antibiotics) 등의 유기 화합물을 포함한다.
적당한 조류제거제(algaecides)는 무기 염소, 구리 화합물, 할로겐화 4차 암모늄(quaternary ammonium halides), 및 트리페닐주석 아세테이트와 엔도탈 같은 유기 화합물을 포함한다.
적당한 살균제는 페놀, 할로겐, 하이포클로라이트, 클로라인-T와 같은 클로로아민, 중금속, 및 스테아르산 모노글리세라이드 같은 4차 암모늄 세제 화합물을 포함한다.
적당한 화학 비료(제1, 제2, 및 미량 영양분)는 질소, 인, 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 황, 철, 붕소, 망간, 구리, 아연, 몰리브덴, 및 염소를 포함한다.
상기 계면활성제는 적용 분야에 따라 음이온성, 양이온성, 비이온성, 또는 양쪽성이온성일 수 있다. 예를 들어, 자동차 세척에 사용하는 계면활성제는 바리쿠엇 66(Variquat 66)이다. 유리 세정용 계면활성제는 마크아미드 CS(Mackamide CS), 바리쿠엇 66, 및 트리톤 DF 12(Triton DF 12)를 포함한다.
소화제 포말로 사용되는 적당한 억제제의 예는 안술(Ansul) 3%의 정규 단백질 같은 단백질, 3% 안술 플루오로단백질 같은 플루오로단백질, 필름 형성용 플루오로단백질, 안술라이트(Ansulite) 1% 같은 수용성 필름 형성 포말, 안술라이트 3X3 3% 같은 알코올 억제 포말, 및 합성 세제를 포함한다.
습기, 분산, 색, 유효 수명 및 그 이외의 요소를 제어하기 위하여 다른 첨가제가 첨가될 수 있다. 예를 들어 하기 제형물로 살충제 용도로 바람직한 정제(tablet)를 제조했다.
원료물질 wt % 기능
살충제 13.04 활성물질
합성 비정질 실리카 16.96 캐리어
알킬 치환된
나프탈렌 술폰산, 나트륨염 3.00 습윤제
나프탈렌 술폰산 나트륨염,
포름알데히드 농축액 3.00 분산제
카올린 점토 24.00 충전제
락토스 32.5 결합제
셀룰로오스 5.00 분산제
변환 수지 셀룰로오스 2.00 분산제
마그네슘 스테아레이트 0.50 윤활제
정제(tablet)는 다음 공정을 이용하는 것에 의해 상기한 제형으로부터 제조된다. 믹서에 실리카를 첨가하였고, 그리고, 혼합하는 동안 실리카에 살충제를 뿌림과 동시에 살충제를 용해시켰다.
혼합물은 미세하게 분리되도록 분쇄하였고, 혼합 동안에 습식 작용제를 첨가하였으며, 분산제 및 다른 성분들을 혼합하였다. 그리고나서, 프레스를 이용하여 혼합물로부터 정제를 형성하였다.
구아 검(guar gum), 하이드록시에틸셀룰로오스(hydroxyethylcellulose) 또는 다른 셀룰로오스성 에테르(cellulosic ethers)와 같은 결합제들의 이용이 많은 응용에 있어서 바람직하다는 것이 발견되었다.
특히 바람직한 형태로서, 캡(cap)은 슬리브로 돌출하는 하향 연장부를 가져 액체를 배향시킨다. 상기 연장부는 일방향 체크 밸브를 갖으며, 하류 단부에 슬리브관의 내벽쪽으로 비스듬하게 배치된 출구가 있다(따라서 물은 활성 물질과 접촉하기 전에 벽으로부터 먼저 떨어져야 한다)
다른 특징으로서 본 발명은 활성 물질을 희석시켜 희석 형태로 활성 물질을 전달하는 방법을 제공한다. 유체 공급기로 상기 노즐을 연결하고, 상기 노즐로 액체(통상 물)을 제공하고, 개방 위치로 노즐을 돌리고, 그리고, 노즐을 통해 액체를 유동시킨다.
본 발명은 제어된 방식으로 고체 또는 반-고체(겔) 활성 물질을 용해시키는 방법을 제공한다. 노즐로부터 분출된 활성 물질의 농도는 놀랍게도 일정한 상태로 (활성 물질이 슬리브관 내경 내에 잔류하는 한) 유지될 수 있다. 이것은 에스(S)자 경로, 너무 큰 입자 트랩, 와류 챔버, 캡 연장부상의 배출 방향 및 다른 형태의 디자인에 기인한다.
다른 실시예에서, 손잡이는 하우징과 관련하여 적어도 세 위치로 회전될 수 있다. 첫번째 위치는 액체가 노즐 조립체를 통하여 통과하는 것을 방지하는 것이고, 두번째 위치는 활성 물질과 혼합된 액체가 노즐 조립체를 빠져나가도록 하는 것이며, 세번째 위치는 활성 물질과 혼합되지 않은 액체가 노즐 조립체를 빠져나가는 것을 허용하는 것이다. 이것은 세정 능력(스위칭 노즐의 필요없이)을 제공한다.
본 발명의 첫 번째 목적은 고체 또는 반고체 활성 물질을 저장 및 희석시킬 수 있고, 선택적으로 세정할 수 있는 상기한 종류의 노즐을 제공하기 위한 것이다.
관련된 목적은 제조비용이 많이 들지 않고, 1회용품으로 판매하기에 적절한 노즐과 같은 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 활성 물질의 희석 양을 적당히 분출시킬 수 있도록, 보다 큰 입자에 의해서도 잘 막히지 않는 노즐과 같은 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 세정 위치를 갖는 노즐과 같은 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 그러한 노즐을 이용하는 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상술한 목적과 다른 목적 및 이점은 다음의 상세한 설명 및 첨부된 도면을 통해 보다 분명해질 것이다. 본 명세서의 일부를 구성하고 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 첨부도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 이 실시예는 발명의 모든 범위를 나타내는 것은 아니다. 오히려 본 발명의 모든 범위를 해석하기 위해 클레임을 참조해야 한다.
도 1은 정원 호스에 부착되는 본 발명의 노즐을 나타낸 사시도.
도 2a는 개방 위치 상태에 있는 본 발명의 노즐을 나타낸 평면도.
도 2b는 도 2a의 2B-2B선을 따라 취한 본 발명의 노즐을 나타낸 단면도.
도 3a는 밀폐 위치 상태에 있는 본 발명의 노즐을 나타낸 평면도.
도 3b는 도 3a의 3B-3B선을 따라 취한 본 발명의 노즐을 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 노즐의 제1실시예를 보여주는 분해사시도.
도 5는 제1실시예의 슬리브관을 나타낸 확대 사시도.
도 6a는 노즐이 세척액 위치에 있을 때 본 발명의 노즐의 수정형태를 나타낸 평면도.도 6b는 도 6a의 6B-6B선을 따라 취한 본 발명의 노즐을 나타낸 단면도.도 7은 도6b의 일부분의 확대 단면도.도 8a는 노즐이 혼합된 활성/물 개방 위치에 있을 때 본 발명의 도 6a의 실시예의 평면도.도 8b는 도 8a의 8B-8B선을 따라 취한 단면도.도 9는 도 6a의 실시예의 수개의 부품을 나타낸 확대 분해도.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 바람직한 노즐 조립체(일반적으로 9)를 도시한 것이다. 노즐 조립체의 주 구성요소는 노브(10), 외부 하우징(11), 슬리브(12), 인젝터 캡(13), 밸브 조립체(14), 유체 동작형 체크 밸브(15), 및 고체 활성 물질(16)이다.
상기 체크 밸브(15)는 도시된 바와 같이 "오리너구리(duckbill)"형일 수도 있고, 다른 형태의 체크 밸브일 수도 있다. 예컨데, 다른 형태의 적당한 체크 밸브는 배출구를 커버링하는 네 개의 사분원(quadrant)형 플랩을 가질 수 있다. 체크 밸브를 통한 흐름은 플랩을 하류 방향으로 개방시켜서, 용수를 흐를 수 있도록 한다. 체크 밸브의 상류 방향으로 네가티브 압력이 가해지는 경우에, 상기 플랩은 다시 상류 방향으로 동작되어 차단벽을 형성한다. 상기 동작은 오리너구리 동작과 유사하지만, 2개 대신에 4개의 탄력성 고무 플랩을 사용한다.
상기 노즐은 나사홈(19,20)을 통하여 정원 호스(18)에 연결될 수 있다. 상기 노브(10)에는 원주를 따라 손잡이 표면(21)이 존재한다. 이들은 노즐의 개방 및 폐쇄 위치에 대응하는 로브(23,24)를 갖는 2개의 지그재그형 단면(22)에 의해서 노브의 반대편(바람직하게는 180°떨어진 곳)에서 차단된다. 상기 노브는 ABS와 같은 플라스틱으로 형성되고, 하우징(11) 주위, 특히 하우징(11)의 돌출부(33)에 힘을 전달할 수 있도록 충분히 탄력적인 것이 바람직하다.
상기 하우징(11)은 기본적으로 원통형이다. 하우징은 제작 과정에서 각 부분의 회전 방향을 지지하는 리브(28)에 의해 둘러싸인 배출구(27)를 구비한다. 폴리에틸렌과 같이, 임팩트 과정에서 누설을 방지할 수 있도록 적당히 딱딱한 플라스틱 재질로 형성하는 것이 바람직하다. 하우징의 상류 끝단(11)에는 일반적으로 내부의 원통형 구경(35)과 소통하는 개방 끝단(34)이 있다. 하우징(11)의 반대편(바람직하게는 180°떨어진 지점)의 원통형 돌출부(33)는 방사상의 외부 방향으로 퍼져나간다. 상기 돌출부는 지그재그형 단면(22)에 수용되어 캠(cam) 시스템을 형성하도록 고안된다.
하우징(11)의 하류 끝단에서 구경(35)은 좁아지기 시작한다. 최종적으로는 배출구 구멍(27)에 이어진다.
슬리브(12)는 또한 통상적으로, 상류 개방부(41)에서 연장되는 내부 원통형 구경(40)으로 이루어진 원통형이다. 폴리프로필렌과 같이 플라스틱 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 슬리브(12)의 상류 끝단에는 주 몸체(main body)로부터 방사상으로 연장되는 플랜지(43)가 존재한다. 작은 신장 형태의 개구(44)(4개의 개구가 바람직한)가 내부에 형성된다. 슬리브(12)의 하류 끝단에는 4개의 측면 통로(47)로 둘러싸인 배출구 포스트(46)가 구비된다. 상기 구조 및 하우징 하류 끝단(조립되어 형성되었을 때)은 배출구의 바로 앞에 와류 챔버/혼합 영역을 형성한다.
인젝터 캡(13)은 통상적으로 입구(51)를 갖는 원통형 부분(50)을 구비한다. 상기 캡은 폴리프로필렌과 같은 플라스틱으로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 일련의 사다리꼴 배출구(53)가 슬리브 내부벽에 비스듬히 향하는 확장부(52)를 구비한다. 내부 선반(54)은 일방향 흐름을 형성하는 체크 밸브(15)를 쐐기형으로 지지한다.
중앙 부분(50)은 상류 끝단에서 우산(55)으로 둘러싸여 있다. 상기 우산은 조립체의 목적에 부응할 수 있도록, 슬리브(12)의 플랜지(43)에 물리는 가요성 확장부(56)를 구비한다.
상기 밸브 조립체(14) 및 일방향 흐름을 형성하는 체크 밸브(15)는 미국특허 제4,875,626호의 도 8 내지 13에 개시된 것과 동일할 수도 있다. 상기에서 기술된 대로, 이의 개시내용은 본 발명에 참고문헌으로 인용된다. 상기 두 부분은 사노프렌(sanoprene) 또는 네오프렌(neoprene)과 같은 고무로 형성하는 것이 바람직하다. 밸브 조립체(14)에 있어서, 특히 주요한 부분은 다수의 입구(61), 중앙 구경(62), 및 배출구(63)이다.
상기 노즐은 다음과 같이 조립된다. 체크 밸브(15)는 선반(54)의 인젝터 캡(13)에 먼저 삽입된다. 캡과 체크 밸브의 부조립체는, 고체/반고체 활성 물질(16)이 슬리브(12)내에 위치한 후에 슬리브(12)에 맞물린다. 상기 조립체는 하우징(11)에 삽입되어, 슬리브(12)의 경사진 끝단(48)이 상기 하우징의 표면(72)에 인접하도록 한다.
그런 다음, 상기 밸브 조립체(14)는 노브(10)의 나사홈 끝단에 삽입된다. 그 후에, 상기 부조립체(sub-assembly)가 하우징(11) 주위에 힘을 가하여, 돌출부(33)가 지그재그형 함몰부(22)에 꽉 끼이도록 한다. 마지막으로, 상기 조립체는 나사홈(19,20)을 통하여 정원 호스(18)에 연결된다.
도 2a 및 도 2b는 개방 상태의 노즐 조립체를 나타낸다. 도 3a 및 도 3b는 완전히 폐쇄된 상태의 노즐 조립체를 나타낸다.
도 2b 및 3b(그리고, 이에 상당하는 도 2a 및 3a)를 비교하면 알 수 있는 바와 같이, 노브(10)를 제위치에 고정시킨 상태로, 하우징을 세로축 방향으로 회전시키면 밸브의 개방/폐쇄 상태를 제어할 수 있다. 밸브가 도 2a의 개방 상태인 경우에, 하우징(11)을 회전시키면 돌출부(33)가 지그재그 길을 따라 미끄러져서 다른 함몰부(24)에 연결된다. 함몰부(22) 벽의 캠 효과에 의하여 하우징(11)과, 슬리브(12), 인젝터 캡(13) 및 체크 밸브(15)가 밸브(14), 호스(18), 및 노브(10)의 하류 방향으로 축방향으로 움직이게 된다. 도 2b의 화살표 방향을 고려하면, 밸브가 개방 상태일 때, 용수는 노즐로 주입되어 최종적으로 배출구(27)를 통하여 배출된다.
에지(75)는 밀폐할 수 있도록 탄력성있는 테두리로 이루어지고, 하우징(11)이 회전하면, 캡을 따라 축방향으로 움직일 수 있다. 에지(76)는 주 밀폐수단이다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 하우징(11)을 시계 방향으로 회전시키면, 돌출부(33)가 도 2b에 도시된 위치로 노브(10)를 이동시키게 되어 노즐을 개방한다. 상기에 의하여, 인젝터 캡(상류 끝단)과 밸브(14)가 교차하는 지점에서 에지(79)가 에지/가장자리(76)를 개방시킨다.
용수가 들어가는 밸브는 일방향 체크 밸브(15)를 통하여 캡(13)의 중심축의 하부 방향으로 형성되고, 인젝터 캡의 끝단에서 사다리꼴형 배출구로 이어진다. 슬리브(12)의 내부 측벽에 활성 물질이 아닌 용수가 먼저 힘을 미친다. 상기 용수는 측벽에 부딪치지만, 여전히 하류 방향의 벡터 성분을 가지고 있다.
활성 물질 또는 조성물(16)은 슬리브(12)의 용기(80) 영역에 위치된 상태이다. 슬리브에 유입되면, 상기 활성 물질은 장벽을 형성하여, 활성 물질의 횡단면 영역(및 표면 직경)만이 일정 시간동안 유체 공급원(liquid source)과 접촉되도록 한다. 그리고 나서, 상기 용액은 인젝터 캡(13)의 연장부 주위로 역류하고, 이어서 상기 용액은 또다른 제2 역방향의 경로를 통하여 이동한다. 그 후에, 콩팥 형태의 개방구(44)를 통하여 이동한다. 상기 개방구는 여러 가지 활성 물질이 배출구에서 막히거나, 최종 농도가 급격히 변하는 것을 방지하는 트랩 역할을 한다.
그리고 나서 상기 물은 4개의 측방향 채널(47)을 경유하여 안쪽으로 방사상으로 흘러 들어 간다. 상기 물은 네방향으로부터 상기 포스트(46) 주위로 힘을 받아 포스트 주위에 격렬한 와류를 형성하고(다소, 접선 방법으로), 그리하여 약간의 활성물질을 용해시키고, 통로의 막힘을 없앤다. 그러면, 상기 물/활성 물질 혼합물은 출구 구멍(27)으로부터 하우징(11)의 말단을 빠져나간다.
상기 노즐을 턴 오프하기 위하여 반시계방향으로 상기 하우징(11)을 회전시킨다(노브가 도 3a에 도시된 위치로 되돌아옴). 이것은 밸브(14)의 가장자리(79)를 인젝터 캡의 상류 끝단에 대해 밀폐되도록 하고, 유입되는 액체(바람직하게 물)의 압력이 밸브(14)에 대해 밀폐되도록 에지/가장자리(76)에 힘을 가한다. 이것이 상기 노즐을 닫게 한다.
모든 활성물질이 노즐에서 배출되면, 상기 정원 호스는 노즐로부터 빠져나오고 전체 노즐 조립체는 버려진다. 이로 인해 활성물질의 한정된 부분들이 특별한 목적으로 공급될 수 있다. 또한, 만약 부적당하게 사용되어지면 활성물질이 위험하게 될 수도 있는 경우에 용기의 안전한 폐기를 가능하게 해준다.만약, 필요하면, 사용되는 플라스틱 물질이 투명할 수도 있으므로 소비자가 노즐에 남겨져 있는 활성물질의 양을 모니터할 수 있다. 또한, 활성물질이 노즐을 빠져나갈 때 활성물질의 위치를 추적하면서 활성물질이 노즐에 남아 있는지 여부를 모니터하는데 도움이 되도록 염료(예를들면, Acid Blue #9)를 상기 활성물질에 첨가할 수도 있다.
본 발명의 제2실시예(도 6a 내지 도 9 참조)에서 상기 밸브에는 또한 세정(rinse) 위치가 제공된다. 유사한 부분들은 상기 유사한 부분들의 번호앞에 비록 1을 부가하기는 하나 같은 번호에 의해 참조된다.
상기 슬리브(112)는 2개의 부가적인 돌출부(190)와, 그들 사이에 있는 분리부(191)를 갖는다. 상기 캡(뚜껑)(113)은 2개의 유사한 돌출부(193)와, 그들 사이의 분리부를 갖는다.상기 돌출부(193)는 상기 돌출부(190)의 안쪽으로 단단하게 미끄러지게 할 수 있도록 방사상으로 공간이 형성되어 있다. 상기 부분들이 결합되었을 때, 이것은 하나의 밸브 시스템을 형성한다. 한 정렬에서는 물이 상기 분리부(191 및 193)를 통해 흐른다. 다른 정렬에서는 각각의 돌출부가 분리부를 막는다.
특히, 도 6a를 참조하면, 손잡이 위에 부가적인 세척 위치(123A)가 나타나 있다. 그 위치에서의 내부 구성 요소들은 도 6b에 도시된 바와 같다.
그 위치에서는 물이 뚜껑과 슬리브로 들어갈 수 있다고 생각되어질 것이다. 그러나, 그 물은 앞서 말한 다른 돌출부들 사이의 분리부를 막고 있는 돌출부 때문에 정상적인 방식으로는 빠져나갈 수 없다. 그 결과 도 7에 가장 잘 도시되어 있듯이, 이러한 구조로 인해 깨끗한 물이 립(163)을 지나 우산형상부(155)의 외부로 흐르게 되고, 통상의 배출 경로를 따라 아래로 흐르게 된다. 결국 세척액에 어떠한 활성물질도 포함되지 않게 세척 흐름이 형성된다.
도 8a에 도시된 위치로 손잡이를 회전시킴으로써, 내부의 부품들은 도 8b에 도시된 바와 같이 된다. 이 위치에서는 뚜껑과 슬리부상의 각각의 돌출부들이 분리부를 막지 못한다. 따라서, 혼합된 물과 활성물질이 상기 밸브를 통해 흐를수 있다.
상기 돌출부(133)가 124 위치(도시되지 않음)에 있도록 상기 손잡이가 회전되면, 밀봉부가 도 3b와 유사한 위치에 있을 것으로 추정되므로 밸브는 닫힐 것이다.
상술한 설명은 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 설명한 것이다. 당해분야에 속하는 기술자라면 상기 발명의 사상과 범위로 부터 벗어남이 없이 이 실시예를 변형할 수 있을 것이다. 예컨대, 이러한 노즐과 함께 고체 활성물질이 사용되는 것이 가장 바람직하지만 노즐과 함께 점착성 겔(gels)들과 다른 형태의 활성 물질들이 함께 사용될 수 있다. 또한 노즐의 가장 바람직한 사용은 가정 등의 하부구조를 따라 분사될 수 있는 살충제를 제공하는 것에 있으나, 본 발명의 범위 내에서 의도되는 다른 수많은 활성물질과 응용제품들에도 적용될 수 있다. 예를 들면, 상기 활성 물질은 애완동물(강아지 등)을 목욕시키는 동안 또는 목욕시킨 후 애완동물에 뿌려지는 벼룩킬러가 될 수 있다.
다른 의도의 응용제품들로는 클리닝 제품들(예를 들면, 유리창 클리너, 도로의 보도 클리너, 벽 클리너, 자동차 및 엔진 클리너, 갑판 그리고 울타리 클리너, 동물보호구역 클리닝 조성물, 보트 클리너, 풀장 클리너 등)과 제초제 및 비료와 같은 잔디 보호 제품들이 포함된다.
추가적으로 청구된 본 발명의 주제로부터 벗어나지 않고 노즐 조립체의 다른 변형이 이루어 질 수 있다.
본 발명은 활성 물질들이 사용되려 할 때 희석될 필요가 있는 활성 물질들을 저장하고 분배하는 방법을 제공하는데 유용성을 갖고 있다. 본 발명은 정원 호스를 통해 살충제, 제초제, 비료제, 계면활성제, 그리고 방화제의 희석용액을 전달하는데 특히 적합하다.

Claims (14)

  1. 노즐 내에 저장가능한 활성 물질을 액체로 희석하기 위해 유체 공급원에 연결가능한 노즐 조립체(9)로서,
    일 단부에 인접한 입구(34)와, 반대측 단부에 인접한 출구(27), 및 그들 사이에서 연장하는 내부 축 보어(35)를 갖는 긴 하우징(11);
    희석될 활성 물질(16)을 수용하기에 적합한 내부 용기부(80)와, 상기 용기부(80)로 액체의 진입을 허용하는 상류 입구(41)를 갖는, 상기 축 보어(35)내에 삽입되는 슬리브(12);
    상기 슬리브의 상류 입구(41)에 인접하게 위치되어, 상기 노즐(9)이 개방 위치에서 액체 공급원(18)에 연결되면, 상기 슬리브로 액체를 향하게 하는 캡(13); 및
    상기 노즐의 상류측 단부에 인접하게 위치되어, 상기 유체 공급원으로의 연결을 허용하는 수단(19, 20)을 포함하는 노즐 조립체에 있어서,
    상기 슬리브의 용기부(80)는 활성 물질이 내부에 있을 때 액체 흐름에 대한 장벽을 형성함으로써 활성 물질의 횡단면 영역만이 액체와 소정시간동안 접촉하도록 하고,
    상기 하우징(11)과 슬리브(12)는, 상기 액체가 용기부(80)를 떠난 후 슬리브내(12)의 제1 역방향 및 슬리브 밖의 제2 역방향을 포함하는 S자 경로로 이동하여 상기 하우징의 출구(27)에 도달하도록 형성 및 병렬 배치되는 것을 특징으로 하는 노즐 조립체(9).
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 캡(13)에 인접하게 위치되어, 제1 위치에서 상기 캡(13)을 통한 액체의 흐름을 제한하고, 제2 위치에서 상기 캡(13)을 통한 액체의 흐름을 허용하는 밸브(14); 및
    상기 제1 및 제2 위치 사이에서 상기 밸브(14)에 대해 상기 캡(13)의 축방향으로의 상대 운동을 일으키는 수단(33, 22, 24)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 조립체.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 슬리브(12)는 플랜지(43)를 추가로 포함하고, 상기 플랜지는 하우징(27)의 출구에 도달하는 미용해된 활성 물질의 크기를 제한하는 개구(44)들을 갖는 것을 특징으로 하는 밸브 조립체.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 슬리브(12)와 하우징(11)의 하류측 단부(46) 사이에 와류 챔버(47)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 조립체.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 용기부(80)내에 위치하는 고상의 활성 물질(16)을 추가로 포함하고, 상기 고상의 활성 물질은 살충제, 방충제, 구충제, 제초제, 계면 활성제, 및 방염제로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 밸브 조립체.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 캡(13)은 그로부터 슬리브의 용기부(80)내로 연장하여, 유체를 상기 슬리브내로 적어도 부분적으로 방사상으로 향하게 하는 하류측 연장부(52)를 갖는 것을 특징으로 하는 밸브 조립체.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 캡은 그 내부에 체크 밸브(15)를 갖고, 연장부(52)의 하류측 단부 위치에 슬리브(12)의 내벽을 향하는 출구(53)가 위치하는 것을 특징으로 하는 밸브 조립체.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 하우징 주위에 배치되고, 돌출부와 함몰부 결합(33, 22, 24)에 의해 하우징과 내부적으로 맞추어진 손잡이(10)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 조립체.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 손잡이(10)내에서의 하우징(11)의 회전이 그들사이의 축방향 운동을 일으키는 것을 특징으로 하는 밸브 조립체.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 손잡이(10)는 하우징에 대해 적어도 3개소 위치로 회전이 가능하고, 3개의 위치중 제 1 위치에서 노즐 조립체(9)를 통한 액체의 통과가 방지되고, 제 2 위치에서 활성 물질(16)과 혼합된 액체가 노즐 조립체를 빠져나가는 것을 허용하며, 제 3 위치에서 활성 물질과 혼합되지 않은 액체가 노즐 조립체를 빠져나가는 것을 허용하는 것을 특징으로 하는 밸브 조립체.
  13. 활성 물질(16)을 희석하고, 상기 활성 물질을 희석된 형태로 전달하기 위한 방법으로서,
    제1항에 따른 노즐 조립체(9)를 호스(18)에 연결하는 단계;
    액체를 호스에 공급하여 노즐 조립체(9)에 공급하는 단계; 및
    상기 노즐 조립체(9)를 개방 위치로 돌려, 액체가 노즐 조립체를 통해 흘러 적어도 일부의 활성 물질(16)을 용해시키도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 단계들에 이어서, 활성 물질(16)과 혼합되지 않은 액체를 노즐 조립체(9)로부터 전달하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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