KR100971882B1

KR100971882B1 - 원거리 분무용의 고압 분무기용 노즐

Info

Publication number: KR100971882B1
Application number: KR1020090135234A
Authority: KR
Inventors: 김하곤; 김유곤
Original assignee: 김유곤; 김하곤
Priority date: 2009-12-31
Filing date: 2009-12-31
Publication date: 2010-07-22

Abstract

본 발명은 예를 들어 물, 농약과 같은 유체를 비교적 작은 분무압(예, 3-4MPa)으로 원거리(특히 20m 이상의 거리)로 분무할 수 있는 고압 분무기용 노즐에 관한 것이다. 이러한 고압 분무기용 노즐은 고압 분무기에 직접적으로 또는 간접적으로 연결되며, 외주면의 일부에 나사부가 형성되어 있는 노즐 본체; 상기 노즐 본체의 내경과 동일한 입구측 내경을 가지며, 외주면의 일부에 나사부가 형성되어 있는 노즐팁; 및 상기 노즐 본체의 나사부와 상기 노즐팁의 나사부에 대하여 나사 결합되어 상기 노즐 본체와 상기 노즐팁을 수밀하게 체결시키는 체결 부재;를 포함한다. 상기 노즐팁의 내부는 원추형 형상으로 일정한 비율로 선형 감소하며, 상기 노즐팁의 분사공은 상기 노즐팁의 길이방향으로 평행하게 연장되어 있다.

고압 분무기, 고압 분무기 노즐, 농약 살포

Description

원거리 분무용의 고압 분무기용 노즐 {HIGH PRESSURE SPRAY NOZZLE FOR LONG DISTANCE SPRAY IN HIGH PRESSURE OPERATION}

본 발명은 예를 들어 물, 농약과 같은 유체를 비교적 작은 분무압(예, 3-4MPa)으로 원거리(특히 20m 이상의 거리)로 분무할 수 있는 고압 분무기용 노즐에 관한 것이다.

실제 농업 현장에서 약제 살포 시 가장 많이 사용되는 방법은 고압 분무기에 연결된 호스에 노즐을 부착시켜 사용하고 있는 것이 일반적이다.

그러나 현재 국내외에서 시판되고 있는 농업용 및 산업용 고압 분무기용 노즐은 그 구성이 매우 복잡하고 여러 가지 부품으로 이루어져 액체의 분사 시 결합된 부품들로 인하여 저항이 증가함으로 같은 압력으로 분사 시 분사 거리가 짧아지는 단점이 있다. 약제 살포 시 분사거리의 단축은 작업의 효율을 저하시켜 작업시간이 길어지는 단점이 있다.

한편, 한국이나 일본에서 에서 1필지 논의 기준 규격은 어느 정도 차이가 있으나 일반적으로 40 x 100m 가 일반적인 규격이다. 약제 살포 시 풍향과 풍속의 영향은 대단히 커 논 중앙에서 약제 살포 시 바람의 영향이 전혀 없을 때 농업용 분무기로 20m 이상은 분무거리가 나와야 하나 농업현장의 현실은 그렇지가 않다. 따라서 분무거리가 길어 질 수 있다면 어느 정도의 풍향과 풍속에서도 단 1번의 분무로 방제할 수 있기 때문에 분사거리의 증가는 노동력의 감소에 매우 중요한 부분이고 농약과 물의 사용량을 감소시킬 수 있는 매우 중요한 수단으로 친환경 농업에 크게 기여할 수 있다. 또한 분사거리를 증가시키기 위하여 분사 호스(노즐)의 규격을 크게 하거나 분사압력을 증가시킬 경우에는 인력으로는 감당하기가 매우 어려워 규격을 크게 하거나 분사압력을 높이는 것이 매우 어려운 과제이다.

또한 기존 시판되는 노즐은 복잡한 구성으로 인하여 이물질이 노즐에 끼기가 쉽고, 이물질을 제거하려면 노즐의 여러 부품을 분해해서 재조립해야 하는 단점이 있다.

본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 예를 들어 물, 농약과 같은 유체를 고압으로 분무하여 원거리까지 살포하고자 할 때 살포하고자 하는 유체의 살포시 직경을 최소화시키고, 동일 거리에 대한 분무압을 낮추면서, 고압 상태의 분무 조건에서도 장치, 특히 분사공에 손상을 주지 않는 구조의 고압 분무기용 노즐을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 예를 들어 농약(액제)의 살포 시 분사거리를 길게 하여 노동력 감축은 물론 노즐에 이물질의 끼임을 방지하는 한편 이물질을 용이하게 제거할 수 있는 구조의 고압 분무기용 노즐을 제공하는 데에 있다.

상기 및 그 밖의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,

고압 분무기에 직접적으로 또는 간접적으로 연결되며, 외주면의 일부에 나사부(12)가 형성되어 있는 노즐 본체;

상기 노즐 본체의 내경과 동일한 입구측 내경을 가지며, 외주면의 일부에 나사부가 형성되어 있는 노즐팁; 및

상기 노즐 본체의 나사부와 상기 노즐팁의 나사부에 대하여 나사 결합되어 상기 노즐 본체와 상기 노즐팁을 수밀하게 체결시키는 체결 부재;를 포함하며,

상기 노즐팁의 내부는 원추형 형상으로 일정한 비율로 선형 감소하며, 상기 노즐팁의 분사공은 상기 노즐팁의 길이방향으로 평행하게 연장되어 있는 것을 특징 으로 하는 고압 분무기용 노즐을 제공한다.

본 발명에 있어, 상기 노즐팁의 나사부 부위 전방에 상기 체결 부재의 내주면과 수밀하게 결합되게 하는 고무 패킹이 원주를 따라 제공되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 노즐팁의 나사부 후방에는 다수의 길이방향 그루브가 형성되어 있는 회전 유도면이 형성되어 있고, 상기 회전 유도면의 외주면은 상기 체결 부재의 외주면과 나란하게 연결되며, 상기 회전 유도면의 일단과 상기 체결부재의 원주면 단부는 둘레방향으로 치밀하게 결합되고, 상기 노즐팁의 나사부의 측면, 상기 노즐팁의 회전 유도면의 측면 및 상기 체결부재의 나사부에 의해 원형 공동(circle cavity)이 규정되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 노즐팁의 나사부를 포함한 체결 부재와의 연결 부위와 회전 유도면의 합산된 종방향 길이가 상기 노즐팁 전체 길이의 1/2을 초과하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 노즐 본체의 나사부의 외경 보다 상기 노즐팁의 나사부의 외경이 더 큰 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 노즐팁의 회전 유도면이 종방향을 기준으로 대체로 노즐팁의 중심에 위치하며, 노즐팁의 무게 중심은 상기 노즐팁의 나사부 부위에 위치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 노즐팁의 원뿔형 내측면의 종축에 대한 기울기(α)가 바람직하게는 5° 내지 15°, 보다 바람직하게는 7-9°, 특히 8°인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 노즐팁의 입구측 내경 대 분사공측 내경의 비의 범위가 1 : 0.19 내지 0.35 인 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명에 있어, 상기 노즐팁의 전체 길이에서 상기 분사공이 차지하는 길이의 비가 0.016 내지 0.020 범위인 것을 특징으로 한다. 노즐팁(30)의 내부는 1s 이하, 보다 바람직하게는 0.5s 이하로 초정밀 가공되는 것을 특징으로 한다. 한편, 본 발명의 실시예에서는, 상기 노즐팁의 분사공의 길이가 0.5mm 이하이고 분사공의 내경이 2.5mm 내지 4.5mm 인 것이 사용된다.

본 발명에 따른 고압 분무기용 노즐은 후술되어 있는 비교 실시예에서 확인되는 바와 같이 원거리 분사에 적합하다.

또한, 본 발명에 따른 고압 분무기용 노즐은 3개의 부품으로 이루어져 있어 일체형 또는 2개 부품으로 이루어진 구성 보다 이물질 제거를 용이하게 할 수 있는 장점을 갖는다.

이하, 본 발명은 첨부된 예시 도면을 참조하여 보다 상세하게 기술된다.

도 1에는 본 발명의 하나의 바람직한 구체예에 따른 고압 분무기용 노즐이 분해되어 개략적으로 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 고압 분무기용 노즐의 측단면이 도시되어 있으며, 도 3에는 도 1의 고압 분무기용 노즐의 결합 상태 측단면이 도시되어 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 고압 분무기용 노즐은 노즐 본체(10), 노즐팁(30) 및 상기 노즐 본체(10)와 상기 노즐팁(30)을 체결하는 체결 부재(20)를 포함한다.

노즐 본체(10)는 도시되지는 않았지만 고압 분무기에 결합되며, 이의 외주면에는 노즐팁(30)의 체결을 도모하기 위한 나사부(12)가 제공되어 있다.

상기 노즐 본체(10)의 하류부에는 상기 노즐 본체(10)의 내경과 동일한 입구측 내경을 가지며, 외주면의 일부에 나사부(32)가 형성되어 있는 노즐팁(30)이 구비된다.

상기 노즐 본체(10)와 상기 노즐팁(30)의 연결은 도면부호 20으로 도시되어 있는 체결 부재(20)에 의해 달성된다. 체결 부재(20)에는 노즐 본체(10)에 형성된 나사부(12)에 대응하는 (암)나사부(22)가 형성되어 있고, 노즐팁(30)에 형성된 나사부(32)에 대응하는 (암)나사부가 형성되어 있다.

한편, 상기 노즐팁(30)의 (수)나사부(32)는 도시된 바와 같이 도 2에 도시된 바와 같이 상기 체결 부재(20)의 내측 중간 부분에 끼움 결합될 수 있는 입구측 부분과 상기 입구측 부분과 나사산 사이에 고무 패킹(34) 및 나사산 후방과 후술할 회전 유도면(36) 사이의 원형 공동 형성용 부분을 포함한다. 상기 노즐팁(30)의 입구측 부분은 상기 체결 부재(20)의 내측 중간에 형성된 평활한 부분을 경유하여 상기 노즐 본체(10)의 일단과 유체 저항 없이 수밀하게 결합되고, 이러한 수밀한 결합을 더욱 더 보장하도록 특히 도 3에 도시된 바와 같이 고무 패킹(34)이 구비되는 것이다.

노즐팁(30)의 내부는 원추형 형상으로 형상화되어 일정한 비율로 선형 감소한다. 한편, 노즐팁(30)의 단부는 수렴하는 유체의 선형 분사를 위해 노즐팁(30)의 길이방향으로 평행하게 연장되어 있는 분사공(38)을 갖는다.

또한, 노즐팁(30)에는 특히 도 1에 도시된 바와 같이 나사부(32)의 후방으로 다수의 길이방향 그루부가 형성되어 있는 회전 유도면(36)이 제공되어 있다. 이러하나 회전 유도면(36)은 사용자가 노즐팁(30)을 교체할 때 저항을 유도하므로 노즐팁(30)의 신속한 교환 및 더욱 더 견고한 체결을 보장한다.

다시 도 3을 참조하면, 상기 노즐팁(30)에 제공되어 있는 회전 유도면(36)의 외주면은 상기 체결 부재(20)의 외주면과 나란하게 연결되며, 상기 회전 유도면(36)의 일단과 상기 체결 부재(20)의 원주면 단부는 둘레 방향으로 치밀하게 결합된다. 한편, 상기 노즐팁(30)의 나사부(32)의 측면, 상기 노즐팁(30)의 회전 유도면(36)의 측면 및 상기 체결부재(20)의 나사부(22)에 의해 원형 공동(circle cavity)이 규정되어 형성된다.

이와 같이 구성된 고압 분무기용 노즐은 고압 분무기로부터의 유체가 도 3에 도시된 바와 같이 어떠한 저항도 없이 분사공(38)에 이르게 한다.

도 4에는 본 발명의 일부에 속하는 노즐팁(30)의 규격이 도해되어 있고, 도 5에는 노즐팁(30)에서의 유체에 의한 힘의 방향 및 이에 힘의 분배가 도해되어 있다. 도 4 및 도 5에 도시된 규격의 노즐팁(30)은 고압 분무기의 압력이 (2-6)MPa 인 경우에 적합한 규격이다.

이하에서는, 도 4 및 도 5를 참조하여 노즐팁(30)이 보다 상세하게 설명된 다.

도 4에 도시된 바와 같이 노즐팁(30)의 원뿔형 내측면의 종축에 대한 기울기(α)는 바람직하게는 5° 내지 15°의 규격을 가지며, 노즐팁(30)의 입구측 내경 대 분사공측 내경의 비는 바람직하게는 대략 1 : 0.19 내지 0.35 범위를 갖는다. 가령, 노즐팁(30)의 입구측 내경이 13mm인 경우에는 도 4에 도시된 바와 같이 분사공의 내경은 2.5mm 내지 4.5mm 범위의 규격을 갖는다. 한편, 노즐팁(30)의 전체 길이에서 상기 분사공(38)이 차지하는 길이의 비는 바람직하게는 0.016 내지 0.020 범위이다. 가령, 노즐팁(30)의 전체 길이가 30mm인 경우에는 도 4에 도시된 바와 같이 0.5mm의 길이를 갖는다.

도 5를 참조하면, 노즐 본체(10)를 통과한 유체는 노즐팁(30)의 입구측 부분에 이르며, 이때 중앙에 형성된 흐름은 분사공(38)으로 배향되나, 둘레에 형성된 흐름은 원뿔형 내측면을 따라 분사공(38)으로 수렴된다. 이때, 노즐팁(30)의 원주로 반대작용력이 발생하게 되며, 노즐팁(30)의 입구측 부분의 힘을 F라 하면, 도시된 바와 같이 노즐팁(30)의 원주 방향으로의 힘인 Fs가 발생하게 되며, 이러한 Fs에 의해 노즐팁(30)의 나사부(32)쪽으로 팽창하려는 힘이 발생하게 된다. 이러한 힘 Fs는 노즐팁(30)의 팽창을 유도하게 되며, 이러한 팽창은 체결 부재(20)와의 결합을 더욱 더 견고하게 한다.

한편, 본 발명에서는 노즐팁(30)의 나사부(32) 및 회전 유도면(36)의 합산 길이가 상기 노즐팁(30)의 전체 길이의 1/2를 초과하게 구성되고, 또한, 노즐 본체(10)의 나사부(12)의 외경 보다 상기 노즐팁(30)의 나사부(32)의 외경이 더 크게 구성되어 있어, 사용자의 입장에서는 고압 분무로 인한 힘의 이탈을 최소화하게 된다.

이하, 본 발명은 하기의 비교예로 설명된다.

비교예 1

본 비교예에서는 본 발명에 따른 노즐과 A사 제품 및 B사 제품의 동일 조건하에서의 분사 거리를 측정하여 비교하였다. 분사거리는 풍향과 풍속에 영향을 받으므로 풍향과 풍속에 영향을 받지 않는 실내(비닐하우스)내에서 국내에서 시판되는 농업용 고압분무기 하나를 선정하여 분사압력을 3.0MPa로 설정한 후 본 발명에 따른 노즐과 시중에서 판매되고 있는 성능이 가장 우수하다고 알려진 일본산 초원거리노즐 A사와 B사 제품을 대상으로 분사거리를 측정하였다. 본 발명에 따른 노즐로는 내부를 0.5s 이하로 초정밀 가공한 노즐팁을 사용하였다. 노즐의 분출 구경은 수도작에서 가장 많이 사용하는 규격을 정하여 본 발명에 따른 노즐과 일본의 A사 와 B사 제품을 각각 4.5㎜, 4.2㎜, 3.9㎜로 하여 분사재료는 물을 사용하여 분사거리를 측정하였다. 이때 노즐의 위치는 약제 살포시 일반적인 높이인 지면에서 100㎝로 하였고 분사각은 10°를 설정하여 노즐을 고정시킨 후 분사거리를 측정하였다.

결과

분사거리를 측정한 결과 분사거리(하기 표 1 참조)는 본 발명에 따른 노즐과 일본산 제품 모두 노즐의 구경이 커짐에 따라 분사거리가 길어졌다. 노즐 구경이 4.5㎜에서 분사거리는 발명품과 일본의 A (YAMAHO)사 제품(切替ステン畦畔35型(4.7㎜)) B (ARIMITSU)사 제품(キリ力工畦畔ノズルCK-1200(4.0㎜))) 제품이 각각 26, 21, 18m의 순이었고, 노즐 구경 4.2㎜에서는 각각 25, 20, 17m 그리고 노즐 구경 3.9㎜에서는 각각 24, 19, 16m 순으로 본 발명품이 일본산 제품에 비하여 구경 별로 5~9m 정도 길게 나왔다.
< 노즐의 구경별 분사거리 >

구 경	4.5㎜	4.2㎜	3.9㎜
본 발명의 노즐	26m	25m	24m
일본산 A(YAMAHO)사 제품	21m	20m	19m
일본산 B(ARIMITSU)사 제품	18m	17m	16m

그 원인을 구명하기 위하여 본 발명에 따른 노즐과 일본의 A 사 및 B사의 노즐을 분해해 본 발명에 따른 노즐과 달리 3-4개의 부품으로 구성되어 있었으며 물이 노즐을 통과하면서 부품과의 저항으로 인하여 분사거리가 짧아질 수 있다는 것을 육안으로도 쉽게 판단할 수 있었다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고압 분무기용 노즐의 분해 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 고압 분무기용 노즐의 단면도이다.

도 3은 도 2에 도시된 고압 분무기용 노즐의 결합 상태 단면도이다.

도 4는 본 발명에서 사용되는 노즐팁의 규격 일례를 보여주는 도면이다.

도 5는 도 4에 도시된 노즐팁에서의 고압 유체의 흐름과 고압 유체 흐름에 따른 힘의 배향을 도해하는 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 노즐 본체 12 : (숫)나사부

20 : 체결 부재 22 : (암)나사부

30 : 노즐팁 32 : (숫)나사부

34 : 고무 패킹 36 : 회전 유도면

38 분사공

Claims

고압 분무기에 직접적으로 또는 간접적으로 연결되며, 외주면의 일부에 나사부(12)가 형성되어 있는 노즐 본체(10); 상기 노즐 본체(10)의 내경과 동일한 입구측 내경을 가지며, 외주면의 일부에 나사부(32)가 형성되어 있는 노즐팁(30); 및 상기 노즐 본체(10)의 나사부(12)와 상기 노즐팁(30)의 나사부(32)에 대하여 나사 결합되어 상기 노즐 본체(10)와 상기 노즐팁(30)을 수밀하게 체결시키는 체결 부재(20);를 포함하며,

상기 노즐팁(30)의 내부는 원추 형상으로 일정한 비율로 선형 감소하되, 상기 노즐팁(30)의 내측면의 종축에 대한 기울기(α)가 5° 내지 15°이고, 상기 노즐팁(30)의 입구측 내경 대 분사공측 내경의 비율 범위가 1 : 0.19 내지 0.35 이며, 상기 노즐팁(30)의 분사공(38)은 상기 노즐팁(30)의 길이방향으로 평행하게 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 고압 분무기용 노즐.
제 1항에 있어서, 상기 노즐팁(30)의 나사부(32) 부위 전방에 상기 체결 부재(20)의 내주면과 수밀하게 결합되게 하는 고무 패킹(34)이 원주를 따라 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 고압 분무기용 노즐.
제 2항에 있어서, 상기 노즐팁(30)의 나사부(32) 후방에는 다수의 길이방향 그루브가 형성되어 있는 회전 유도면(36)이 형성되어 있고, 상기 회전 유도면(36)의 외주면은 상기 체결 부재(20)의 외주면과 나란하게 연결되며, 상기 회전 유도 면(36)의 일단과 상기 체결부재(20)의 원주면 단부는 둘레방향으로 치밀하게 결합되고, 상기 노즐팁(30)의 나사부(32)의 측면, 상기 노즐팁(30)의 회전 유도면(36)의 측면 및 상기 체결부재(20)의 나사부(22)에 의해 원형 공동(circle cavity)이 규정되어 형성되는 것을 특징으로 하는 고압 분무기용 노즐.
제 3항에 있어서,

상기 노즐팁(30)의 나사부(32) 및 회전 유도면(36)의 합산 길이가 상기 노즐팁(30)의 전체 길이의 1/2를 초과하는 것을 특징으로 하는 고압 분무기용 노즐.
제 4항에 있어서, 상기 노즐 본체(10)의 나사부(12)의 외경 보다 상기 노즐팁(30)의 나사부(32)의 외경이 더 큰 것을 특징으로 하는 고압 분무기용 노즐.
제 5항에 있어서, 상기 노즐팁(30)의 회전 유도면(36)이 상기 노즐팁(30)의 중앙 위치에 근접하며, 상기 노즐팁(30)의 무게 중심은 상기 노즐팁(30)의 나사부(12) 부위에 위치하는 것을 특징으로 하는 고압 분무기용 노즐.
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제 6항에 있어서, 상기 노즐팁(30)의 전체 길이에서 상기 분사공(38)이 차지하는 길이의 비가 0.016 내지 0.020 범위인 것을 특징으로 하는 고압 분무기용 노즐.
제 9항에 있어서, 상기 노즐팁(30)의 내부는 0.5s 이하로 초정밀 가공되는 것을 특징으로 하는 고압 분무기용 노즐.