KR100989368B1 - 분수용 스윙노즐장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분수용 스윙노즐장치에 대한 것으로서, 이를 위해 본 발명은 분수용 물이 공급되는 급수관(10)과; 상기 급수관(10)에 축고정되는 박스 케이스(22)의 일측에는 모터(21)가 구비되고, 상기 박스 케이스(22)의 내부에는 상기 모터(21)의 구동축에 축고정되도록 캠 플레이트(23)가 연결되며, 상기 박스 케이스(22)의 내부를 관통하는 상기 급수관(10)에는 회전 가능하게 제1 평기어(27)가 연결되고, 상기 제1 평기어(27)의 일측에는 리니어 레일(26)을 따라 일정 길이로 수평 이동하도록 하는 랙기어(25)가 기어결합되며, 상기 랙기어(25)의 일단과 상기 캠 플레이트(23)의 편심 위치에는 로드엔드베어링(24)으로 연결되도록 하는 제1 기어박스(20)와; 상기 제1 기어박스(20)의 상부에서 상기 제1 평기어(27)에 회전이 가능하게 바닥판(31)이 연결되고, 상기 바닥판(31)의 중앙을 관통하는 상기 급수관(10)의 외주면에는 고정 베벨기어(33)가 결합되며, 상기 고정 베벨기어(33)의 양측에는 상기 바닥판(31)에 안착되도록 한 박스 케이스(32)에 회전 가능하게 각각 축지지되는 회전 베벨기어(34)가 기어결합되고, 상기 박스 케이스(32)의 내부에는 상기 회전 베벨기어(34)의 회전력을 제2 평기어(35)와 제3 평기어(36)에 의해 회전력이 반대 방향으로 전달되도록 하는 제2 기어박스(30)와; 상기 제2 기어박스(30)에 구비되는 상기 급수관(10)의 상단부에는 분기관(41)을 연결하고, 상기 분기관(41)과 상기 제3 평기어(36)에는 회전 가능하게 회전관(42)이 연결되도록 하며, 상기 회전관(42)의 외주면에는 일정한 높이를 수직으로 형성되고, 이 수직의 상단부는 상호 대칭이 되게 일정한 길이로 수평 형성되도록 하면서 이 수평부의 외주면에는 일정한 간격마다 노즐(44)이 복수개로서 구비되는 노즐관(43)을 구비하는 노즐부(40)의 결합으로 이루어지게 하므로서 보다 입체적이고 다양한 물줄기에 의해 현란한 음악분수를 구현할 수 있도록 하는 특징이 있다.

Description

분수용 스윙노즐장치{Swing nozzle apparatus for fountain}

본 발명은 분수용 스윙노즐장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나의 모터만을 사용해서 좌우회전 및 노즐의 각도를 다양하게 조절할 수 있도록 하여 다양한 곡의 음악분수 연출이 가능하도록 하는 분수용 스윙노즐장치에 관한 것이다.

일반적으로 공원이나 거리 또는 건물, 조경시설 등의 분수대에는 수압의 차이를 이용해서 수직 상방으로 설치된 분사노즐을 통해 고압의 물을 분사하도록 하는 분수장치가 설치되도록 하고 있다.

이러한 분수장치를 통해 만들어지는 물줄기를 통해 사람들은 시원함과 함께 아름다운 조경을 감상하게 된다.

특히, 최근에는 분사노즐의 분사각도를 조절할 수 있도록 하는 다양한 분수장치들이 개발되고 있고, 음악에 맞추어 분사되는 물줄기가 마치 춤을 추는 것과 같은 효과를 얻을 수가 있다.

이와 같은 분수를 여러 개 설치하여 음악에 맞추어 각각의 분수가 음성신호에 따라 개별적으로 작동되게 하면 마치 물이 춤을 추는 듯한 광경을 연출하게 된다.

또한 바닥에 다양한 패턴으로 분수를 설치하여 분수를 통해 뿜어져 나오는 물줄기를 직접 맞으면서 온몸으로 분수를 즐길 수 있는 공간을 제공하는 등의 다양한 시도가 이루어지기도 하고 있다.

분수장치는 통상 분사노즐의 각도를 조절할 수 있는 분사노즐 각도 조절 액츄에이터 등을 각 분사노즐에 설치하고, 이러한 다수개의 각도 조절 액츄에이터에 각각 설치되는 모터들에 의해 물줄기의 형태를 다양하게 변화시킬 수 있도록 하고 있다.

따라서 종래의 분수장치는 통상 1개의 분사노즐 당 1개의 액츄에이터가 설치되도록 하고, 각각의 액츄에이터에는 적어도 하나 이상의 모터 및 모터 제어장치가 설치되도록 하고 있어 중복 설치에 따른 설치 비용의 증가가 불가피하였다.

또한 액츄에이터들의 통합된 제어를 위해서는 이들 액츄에이터들을 통합 조정하는 통합 제어부를 따로 설치하여야 하고, 이런 통합 제어부가 설치되더라도 개별 제어과정을 통해 제어하여야 하기 때문에 모든 분사노즐의 분사각도를 일사분란하게 조정하기가 대단히 어려울 뿐만 아니라 제어신호를 모든 액츄에이터에로 동시에 전송하여야 하므로 이를 운용하는데 따른 많은 비용과 시간이 소요되는 문제점이 있다.

한편, 최근에는 다수개의 분사노즐이 설치된 분수대에서도 하나의 모터만을 사용하여 다수개의 분사노즐을 동시에 제어하도록 하고, 모터와 모터제어장치의 중복설치 비용을 절감하도록 하는 분수장치가 시도되고는 있으나, 위와 같은 분수장치들은 다수개의 분사노즐이 일직선으로 배열되어 있기 때문에 분사노즐에서 분사되는 물줄기의 형태를 다양하게 변화시킬 수 없어 분사노즐의 작동성을 최대한 향상시키기에는 다소 한계가 있는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 분수용 스윙노즐장치는 하나의 모터를 사용하여 방사상으로 복수 개의 노즐대가 결합되는 제2 기어박스의 수평회전에 의해 각 노즐대가 상호 반대 방향으로 축회전하면서 각 노즐대의 노즐들이 일정 각도를 회전하도록 하여 각 노즐을 통해 분사되는 물줄기가 현란한 곡선을 그리며 보다 화려하고 다양한 연출이 가능하도록 하는 분수용 스윙노즐장치를 제공하는데 주된 목적이 있다.

또한 본 발명은 모터의 구동력 조절에 의해 복수 개의 노즐 각도를 용이하게 변경시킬 수 있도록 하면서 회전 반경을 더욱 확장시킬 수 있도록 하는 분수용 스윙노즐장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기한 목적 달성을 위한 본 발명의 분수용 스윙노즐장치는, 분수용 물이 공급되는 급수관과; 상기 급수관에 축고정되는 박스 케이스의 일측에는 모터가 구비되고, 상기 박스 케이스의 내부에는 상기 모터의 구동축에 축고정되도록 캠 플레이트가 연결되며, 상기 박스 케이스의 내부를 관통하는 급수관에는 회전 가능하게 제1 평기어가 연결되고, 상기 제1 평기어의 일측에는 리니어 레일을 따라 일정 길이로 수평 이동하도록 하는 랙기어가 기어결합되며, 상기 랙기어의 일단과 상기 캠 플레이트의 편심 위치에는 로드엔드베어링으로 연결되도록 하는 제1 기어박스와; 상기 제1 기어박스의 상부에서 상기 제1 평기어에 회전이 가능하게 바닥판이 연결되고, 상기 바닥판의 중앙을 관통하는 상기 급수관의 외주면에는 고정 베벨기어가 결합되며, 상기 고정 베벨기어의 양측에는 상기 바닥판에 안착되도록 한 박스 케이스에 회전 가능하게 각각 축지지되는 회전 베벨기어가 기어결합되고, 상기 박스 케이스의 내부에는 상기 회전 베벨기어의 회전력을 제2 평기어와 제3 평기어에 의해 회전력이 반대 방향으로 전달되도록 하는 제2 기어박스와; 상기 제2 기어박스에 구비되는 상기 급수관의 상단부에는 분기관을 연결하고, 상기 분기관과 상기 제3 평기어에는 회전 가능하게 회전관이 연결되도록 하며, 상기 회전관의 외주면에는 일정한 높이를 수직으로 형성되고, 이 수직의 상단부는 상호 대칭이 되게 일정한 길이로 수평 형성되도록 하면서 이 수평부의 외주면에는 일정한 간격마다 노즐이 복수개로서 구비되는 노즐관을 구비하는 노즐부;의 결합으로 이루어지는 구성이 특징이다.

상기한 구성에 따른 본 발명의 분수용 스윙노즐장치는 하나의 모터를 이용한 회전운동을 직선왕복운동으로 전환되도록 한 후 다시 일정 각도를 왕복회전되게 하므로서 서로 대응하는 방향에서 각각 복수의 노즐들이 구비되도록 한 노즐대가 수평 왕복 회전을 하는 동시에 각 노즐대가 서로 반대방향으로 수직회전되도록 하여 각 노즐을 통해 분사되는 물줄기가 수평과 수직 방향으로 현란한 곡선을 그리며 보다 화려한 분수를 연출하게 된다.

또한 본 발명은 노즐대의 회전각이나 회전 속도를 적절히 조절하므로서 다양한 곡의 음악분수에도 적용이 가능하도록 하는 유용한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 분수용 스윙노즐장치를 도시한 수직 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 분수용 스윙노즐장치의 분해 단면도,
도 3은 본 발명에 따라 모터 구동에 의한 회전운동을 직선운동으로 전환시키는 구성을 도시한 작동 구조도,
도 4는 본 발명에 따른 고정 베벨기어를 따라서 회전 베벨기어가 회전하는 구성을 도시한 평면도,
도 5는 본 발명에 따라 제2 기어박스와 노즐부의 회전 작동 구조를 도시한 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 노즐관과 노즐의 회전 작동 구조를 도시한 측면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 분수용 스윙노즐장치를 도시한 수직 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 분수용 스윙노즐장치의 분해 단면도이다.

도시한 바와 같이 본 발명은 크게 급수관(10)과 제1 기어박스(20)와 제2 기어박스(30)와 노즐부(40)로서 이루어지는 구성이다.

본 발명의 급수관(10)은 수도를 공급하는 원수 공급관에 연결되는 구성으로서, 급수관(10)은 물이 유동할 수 있도록 내부가 빈 구성이며, 수직으로 일정한 높이로서 구비된다.

제1 기어박스(20)는 모터(21)로부터 발생되는 회전 구동력을 일정 거리를 수평 왕복하는 직선 운동으로 전환되도록 한 후 이 직선 운동을 재차 회전운동으로 전환되도록 하는 구성이다.

이를 위해 제1 기어박스(20)에는 일측으로 모터(21)를 구비하고, 이 모터(21)의 구동축에는 박스 케이스(22) 내부에 구비되는 동력 전달용 기어가 연결되면서 회전운동을 직선운동으로 그리고 직선운동을 회전운동으로 변환하도록 한다.

즉 박스 케이스(22)의 내부에는 모터(21)의 구동축에 캠 플레이트(23)가 축결합되도록 하며, 이때의 캠 플레이트(23)는 원형의 평판으로 이루어지도록 하는 것이 보다 바람직하다.

이러한 캠 플레이트(23)에는 편심의 위치에 로드엔드베어링(24)의 일단이 회전 가능하게 연결되도록 하고, 이 로드엔드베어링(24)의 타단은 리니어 레일(26)을 따라 일정 길이를 직선 왕복하도록 하는 랙기어(25)의 일단에 축연결되도록 한다.

리니어 레일(26)은 박스 케이스(22)에 고정되도록 하고, 이 리니어 레일(26)에는 랙기어(25)가 이탈 방지되게 형성되도록 한다.

이 랙기어(25)에는 일측으로 기어 이빨이 형성되며, 이 랙기어(25)의 일측면은 박스 케이스(22)에 회전 가능하게 축고정되는 제1 평기어(27)의 일측면과 기어결합에 의해 연결되도록 한다.

이때의 제1 평기어(27)는 급수관(10)의 외주면으로 베어링 결합에 의해서 회전 가능하게 구비되도록 한다.

이와 같은 제1 기어박스(20)의 상부에는 제2 기어박스(30)가 제1 평기어(27)와 연동하여 회전이 가능하게 구비되도록 한다.

제2 기어박스(30)는 평판의 바닥판(31) 상부에 양측으로 각각 내부가 빈 박스 케이스(32)가 형성되도록 하고, 바닥판(31) 중앙으로는 급수관(10)이 관통하여 일정 높이 상향 연장되도록 한다.

이런 바닥판(31)의 중앙을 관통하는 급수관(10)에는 바닥판(31)의 상부면측으로 고정 베벨기어(33)가 고정되게 연결되도록 하며, 이 고정 베벨기어(33)에는 양측으로 바닥판(31)의 상부면 양측에 구비되도록 한 박스 케이스(32)에 각각 회전 가능하게 축지지되도록 하는 한 쌍의 회전 베벨기어(34)가 연결되도록 한다.

이들 회전 베벨기어(34)들의 박스 케이스(32) 내측으로 구비되는 기어축에는 제2 평기어(35)와 함께 이 제2 평기어(35)와 그 상부에서 치합하도록 제3 평기어(36)가 구비되도록 하며, 이때의 제3 평기어(36)는 박스 케이스(32)에서 회전 가능하게 축지지되도록 한다.

한편 노즐부(40)는 급수관(10) 상단부에 고정되는 분기관(41)과 이 분기관(41)의 측단부와 박스 케이스(32)에 축지지되는 제3 평기어(36)간으로 회전관(42)이 회전 가능하게 연결되도록 한다.

이때의 분기관(41)에는 회전관(42)의 일단이 회전 가능하게 연결되도록 하되 누수방지를 위해 실링이 이루어지도록 하는 것이 보다 바람직하다.

또한 양측의 회전관(42)에는 각각 주면에 하단부가 연결되고, 상단부는 상호 반대방향으로 일정한 길이로서 노즐관(43)이 구비되며, 양측의 각 노즐관(43)에는 복수의 노즐(44)이 상향 연결되도록 한다.

이에 상기의 구성에 따른 본 발명의 작용에 대해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 분수용 스윙노즐장치는 분수대의 원수 공급관에 급수관(10)의 하단부가 연결되도록 하여 급수관(10)을 통해서는 안정적으로 급수가 이루어지게 하는 동시에 모터(21)의 구동에 의하여 노즐부(40)가 수평 회전하면서 이 노즐부(40)에서 서로 대칭되게 구비되도록 하는 노즐관(43)이 상호 반대방향으로 수직 회전하도록 하는 것이다.

즉 노즐관(43)으로 급수가 이루어지는 동시에 이때의 노즐관(43)이 수평과 수직방향으로 일정한 각도를 회전 왕복하도록 하는 것이므로 노즐(44)을 통한 좀더 화려한 물쇼를 감상할 수가 있도록 한다.

이때 원수 공급관에서 전자적인 제어에 의해 단속밸브(미도시)를 작동시켜 제1 기어박스(20)의 모터(21)가 자동으로 구동되게 할 수도 있고, 제1 기어박스(20)의 모터(21)를 구동시키므로서 급수를 단속하는 단속밸브가 작동시켜 급수가 이루어지게 할 수도 있다.

즉 본 발명은 급수와 모터(21)의 구동이 동시에 수행되도록 하는 것이 가장 바람직하다.

도 3은 본 발명에 따라 모터 구동에 의한 회전운동을 직선운동으로 전환시키는 구성을 도시한 작동 구조도이다.

급수관(10)을 통하여 급수가 이루어지게 하면서 모터(21)를 구동시키게 되면 모터(21)와 박스 케이스(22)의 내부에서 축고정되도록 한 캠 플레이트(23)가 회전하게 되고, 캠 플레이트(23)에 일단이 편심 축결합되도록 한 로드엔드베어링(24)을 통해 타단에서 랙기어(25)가 리니어 레일(26)을 따라 직선방향으로 일정 길이를 왕복이동하게 된다.

즉 일단이 캠 플레이트(23)에 편심 축결합된 로드엔드베어링(24)은 캠 플레이트(23)의 회전 구동에 따라서 일단이 회전하게 되는 동시에 그에 따라 일정 길이를 이동하게 되므로 리니어 레일(26)에 직선 이동만 가능하도록 연결된 랙기어(25)에 연결된 타단은 단순히 일정 길이를 직선 방향으로만 왕복이동하게 된다.

랙기어(25)가 일정 길이를 직선 왕복 이동하게 되면 랙기어(25)의 일측면과 기어결합되도록 급수관(10)의 외주면에서 회전 가능하게 구비되도록 한 제1 평기어(27)가 일정 각도만큼을 회전하게 된다.

따라서 랙기어(25)의 이동 거리에 의해 제1 평기어(27)의 회전 각도는 결정되며, 이러한 회전 각도를 적절히 조절하게 되면 물의 분수형태를 다양하게 구현할 수가 있다.

제1 평기어(27)의 회전에 의해서는 제1 기어박스(20)의 상부에 구비되는 제 기어박스(30)의 바닥판(31)이 회전하게 되고, 이 바닥판(31)의 회전에 의해 바닥판(31)의 상부면 양측에 구비되는 박스 케이스(32)가 연동하게 된다.

다만 양측의 박스 케이스(32) 사이의 바닥판(31) 중심에는 급수관(10)이 관통되어 구비되기는 하나 고정된 상태이고, 이 급수관(10)의 외주면에는 고정 베벨기어(33)가 축고정되어 있으므로 이 고정 베벨기어(33)와 기어결합되는 한 쌍의 회전 베벨기어(34)가 고정 베벨기어(33)의 기어면을 따라서 바닥판(31)과 함께 동일한 회전 방향으로 동시에 회전하게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 고정 베벨기어를 따라서 회전 베벨기어가 회전하는 구성을 도시한 평면도이고, 도 5는 본 발명에 따라 제2 기어박스와 노즐부의 회전 작동 구조를 도시한 사시도이다.

도시한 바와 같이 한 쌍의 회전 베벨기어(34)의 회전에 의해 이들 회전 베벨기어(34)를 각각 축지지하는 기어축을 통해 박스 케이스(32) 내부의 제2 평기어(35)들을 회전시키게 되면, 이들 제2 평기어(35)들에 의해서는 그 상부에서 각각 제2 평기어(35)와 기어 결합되어 있는 제3 평기어(36)들이 동시에 회전하게 된다.

한편 고정 베벨기어(33)의 기어면을 따라 회전하게 되는 한 쌍의 회전 베벨기어(34)들은 회전방향이 서로 반대방향이 되고, 따라서 회전 베벨기어(34)들로부터 제3 평기어(36)로 전달되는 구동방향은 반대방향을 유지하게 된다.

상호 반대방향으로 회전하게 되는 제3 평기어(36)들에 일단이 연결된 회전관(42)들도 제3 평기어(36)들에 연동하여 서로 반대방향으로 회전하게 된다.

따라서 급수관(10)과 분기관(41)을 통해 상호 연통되게 연결되는 회전관(42)을 통해 급수관(10)으로부터 공급되는 물이 유도되고, 회전관(42)에는 서로 대칭되는 형상으로 수직의 상단부를 수평으로 절곡되게 형성한 노즐관(43)이 연결되어 있게 되므로 회전관(42)에 연동하여 노즐관(43)은 수직방향으로 일정각도를 회전 왕복하게 된다.

도 6은 본 발명에 따른 노즐관과 노즐의 회전 작동 구조를 도시한 측면도이다.

특히 노즐관(43)에서 수평부위의 외주면으로 일정 간격마다 수직으로 노즐(44)이 구비되도록 하고 있으므로 결국 급수관(10)과 분기관(41)을 통해서 공급되는 물은 회전관(42)과 노즐관(43) 및 노즐(44)을 통해 상향 분사되도록 한다.

이때 바닥판(31)의 회전에 의해 노즐관(43)을 수평 회전시키면서 동시에 양측으로 구비되는 노즐관(43)은 서로 반대 방향으로 수직 방향으로 일정 각도를 회전 왕복하도록 하고 있으므로 노즐(44)을 통해 분사되는 물줄기는 매우 입체적이면서 다양한 곡선의 형상을 구현하게 된다.

특히 이러한 물줄기는 모터(21)의 회전 속도에 따라서도 보다 다양하게 구현이 가능할 뿐만 아니라 바닥판(31)의 수평 회전 각도 및 노즐관(43)의 수직 회전 각도에 따라서도 다양한 물줄기 형상 구현이 가능하므로 보다 다양한 음악분수의 구현을 가능케한다.

10 : 급수관
20 : 제1 기어박스
21 : 모터
22 : 박스 케이스
23 : 캠 플레이트
24 : 로드엔드베어링
25 : 랙기어
26 : 리니어 레일
27 : 제1 평기어
30 : 제2 기어박스
31 : 바닥판
32 : 박스 케이스
33 : 고정 베벨기어
34 : 회전 베벨기어
35 : 제2 평기어
36 : 제3 평기어
40 : 노즐부
41 : 분기관
42 : 회전관
43 : 노즐관
44 : 노즐

Claims (3)

1. 분수용 물이 공급되는 급수관(10)과;
   상기 급수관(10)에 축고정되는 박스 케이스(22)의 일측에는 모터(21)가 구비되고, 상기 박스 케이스(22)의 내부에는 상기 모터(21)의 구동축에 축고정되도록 캠 플레이트(23)가 연결되며, 상기 박스 케이스(22)의 내부를 관통하는 상기 급수관(10)에는 회전 가능하게 제1 평기어(27)가 연결되고, 상기 제1 평기어(27)의 일측에는 리니어 레일(26)을 따라 일정 길이로 수평 이동하도록 하는 랙기어(25)가 기어결합되며, 상기 랙기어(25)의 일단과 상기 캠 플레이트(23)의 편심 위치에는 로드엔드베어링(24)으로 연결되도록 하는 제1 기어박스(20)와;
   상기 제1 기어박스(20)의 상부에서 상기 제1 평기어(27)에 회전이 가능하게 바닥판(31)이 연결되고, 상기 바닥판(31)의 중앙을 관통하는 상기 급수관(10)의 외주면에는 고정 베벨기어(33)가 결합되며, 상기 고정 베벨기어(33)의 양측에는 상기 바닥판(31)에 안착되도록 한 박스 케이스(32)에 회전 가능하게 각각 축지지되는 회전 베벨기어(34)가 기어결합되고, 상기 박스 케이스(32)의 내부에는 상기 회전 베벨기어(34)의 회전력을 제2 평기어(35)와 제3 평기어(36)에 의해 회전력이 반대 방향으로 전달되도록 하는 제2 기어박스(30)와;
   상기 제2 기어박스(30)에 구비되는 상기 급수관(10)의 상단부에는 분기관(41)을 연결하고, 상기 분기관(41)과 상기 제3 평기어(36)에는 회전 가능하게 회전관(42)이 연결되도록 하며, 상기 회전관(42)의 외주면에는 일정한 높이를 수직으로 형성되고, 이 수직의 상단부는 상호 대칭이 되게 일정한 길이로 수평 형성되도록 하면서 이 수평부의 외주면에는 일정한 간격마다 노즐(44)이 복수개로서 구비되는 노즐관(43)을 구비하는 노즐부(40);
   의 결합으로 이루어지는 분수용 스윙노즐장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 캠 플레이트(23)는 원형의 평판으로 이루어지고, 판면의 일측으로 편심 위치에 상기 로드엔드베어링(24)의 일단이 회전 가능하게 연결되는 분수용 스윙노즐장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 분기관(41)에는 상기 회전관(42)이 회전 가능하면서 누수방지를 위한 실링이 이루어지는 분수용 스윙노즐장치.

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