KR101112683B1 - 자동 세척 노즐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세정파이프로부터 유입된 세척 유체를 피세척물에 분사하는 자동 세척 노즐에 관한 것이다.
본 발명은, 상기 세정파이프와 결합하는 후단, 토출구를 구비한 선단 및 상기 토출구의 후방에 구비된 오링홈을 포함하는 노즐 케이스; 상기 노즐 케이스에 수용 및 고정된 고정 노즐; 상기 고정 노즐과 가까워지거나 멀어지는 방향으로 이동할 수 있도록 상기 노즐 케이스에 수용된 유동 노즐; 및 상기 오링홈에 틈 없이 삽입된 오링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 세척 노즐을 제공한다.

Description

자동 세척 노즐{AUTOMATIC WASHING NOZZLE}

본 발명은 자동 세척 노즐에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마이크로 디스크필터와 같은 섬유 여과기의 세척공정 또는 산업용 탈수기의 여과포 세척 등에 사용되는 자동 세척 노즐에 관한 것이다.

일반적으로 여과기의 운전은 여과공정과 세척공정으로 나뉘어 이루어진다. 여과공정은 부유물 제거를 통해 원수를 깨끗한 여과수로 만드는 공정이고, 세척공정은 여과공정 도중 부유물로 오염된 여과필터를 세척수나 공기를 이용하여 세척하는 공정이다.

상기 여과기의 여과필터에는 다양한 재질들이 적용된다. 예컨대 상기 여과필터의 재질로는 모래, 무연탄 등과 같은 무기 입상이 사용되기도 하고, 섬유가 사용되기도 한다. 섬유 여과기는 여과필터의 재질로 섬유를 사용한 것을 말한다.

일종의 섬유 여과기에 해당하는 마이크로 디스크필터는 높은 유연성, 여과필터(필터 엘리먼트) 교체의 용이성, 연속운전 가능, 적은 세척수량, 컴펙트한 구조, 저렴한 유지관리비 및 초기 설치비, 안정적인 처리효율 등과 같은 장점으로 인해 현재 널리 사용되고 있다.

여과기의 세척공정에서는 오염된 여과필터의 세척을 위해 세척 노즐이 사용된다. 그리고 한국등록실용신안공보 제0283547호에는 이와 같은 세척 노즐이 개시되어 있다.

위 등록실용신안공보의 세척 노즐(10)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 노즐 케이스(20)와, 유동 노즐(50)과, 고정 노즐(60)을 포함한다.

노즐 케이스(20)는 고정 노즐(60) 및 유동 노즐(50)을 내장하고, 토출구(23)를 선단에 구비한다. 또한 노즐 케이스(20)에는 오링홈(26)이 구비되고, 상기 오링홈(26)에는 오링(30)이 안착되어 있다. 노즐 케이스(20)의 후방 외면에는 세정 파이프(미도시)와의 결합을 위해 나사산(22)이 구비된다.

유동 노즐(50)은 노즐 케이스(20)의 내부에 직선 왕복 운동이 가능하도록 수용된다. 유동 노즐(50)은 스프링(40)에 의해 상기 토출구(23)로부터 멀어지는 방향으로 가압되고, 세척수 토출을 위한 토출공(53)을 선단에 구비한다. 고정 노즐(50)은 볼트(62)를 통해 노즐 케이스(20)에 고정되고, 세척수 토출을 위해 토출공(63)을 선단에 구비한다.

도 1에 도시된 바와 같이 유동 노즐(50)이 고정 노즐(60)로부터 이격된 상태에서 상기 세정 파이프(미도시)로부터 고압의 세척수가 공급되면, 유동 노즐(50)은 세척수의 압력에 의해 도 2에 도시된 바와 같이 고정 노즐(60)과 맞닿을 때까지 전진한다. 그리고 상기 세척수는 유동 노즐(50) 및 고정 노즐(60)의 선단에 구비된 토출공(53, 63)을 통해 오염된 여과필터로 분사된다.

이후 여과필터의 세척이 완료되어 세척수의 압력을 낮추면, 유동 노즐(50)은 스프링(40)의 탄성력에 의해 후방으로 밀려 도 1에 도시된 바와 같이 고정 노즐(60)로부터 이격된다. 이러한 상태가 되면 유동 노즐(50)의 내부에 끼인 이물질이 노즐 케이스(20)의 토출구(23)를 통해 세척수와 함께 외부로 배출된다.

상술한 바와 같은 세척 노즐(10)에 의하면, 여과필터의 세척시 노즐이 회전하지 않기 때문에 원하는 부위로 세척수를 분사할 수 있다. 또한 유동 노즐(50)에 끼인 이물질이 용이하게 제거될 수 있다. 그러나 상기 세척 노즐(10)은 아래와 같은 문제점들을 발생시킨다.

유동 노즐(50)이 고정 노즐(60)과 분리된 상태에서 세척수가 유입되면 상기 세척수가 부분적으로 도 1의 화살표 방향으로 이동하여 오링(30)을 타격한다. 따라서 상기 세척 노즐(10)에 의하면 오링(30)이 오링홈(26)으로부터 이탈할 우려가 있다.

또한 유동 노즐(50) 토출공(53)의 뒷부분과 고정 노즐(60) 토출공(63)의 뒷부분이 곡면(53a, 63a)으로 형성되어 있어 상기 토출공(53, 63)을 통해 분사되는 세척수의 압력이 고르지 못하다. 즉 세척수 줄기의 중앙부위는 주변부위보다 상대적으로 높은 압력을 갖게 된다.

또한 유동 노즐(50)로 세척수를 공급하는 펌프의 특성에 따라 유동 노즐(50)의 세척수 유입구(55)의 직경이 변경되어야 하는 경우가 있는데, 상기 유동 노즐(50)의 세척수 유입구(55)는 고정된 직경을 구비하므로 상기 세척 노즐(10)은 이와 같은 상황에 적절히 대응할 수 없다.

또한 상기 유동 노즐(50)의 선단 및 고정 노즐(60)의 선단이 노즐 케이스(20)의 토출구(23)를 통해 외부로 노출되어 있어 상기 유동 노즐(50) 및 고정 노즐(60)의 조립시 조립 오차가 발생할 수 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 노즐 케이스에 장착된 오링의 이탈 우려를 불식시킬 수 있고, 분사되는 세척수의 압력분포를 고르게 할 수 있으며, 세척수를 공급하는 펌프의 특성에 따라 세척수 유입구 직경의 조절을 가능케 하고, 유동 노즐 및 고정 노즐의 조립 오차를 종래에 비해 감소시킬 수 있는 자동 세척 노즐을 제공하는 것을 목적으로 삼고 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 세정파이프로부터 유입된 세척 유체를 피세척물에 분사하는 자동 세척 노즐로서, 상기 세정파이프와 결합하는 후단, 토출구를 구비한 선단 및 상기 토출구의 후방에 구비된 오링홈을 포함하는 노즐 케이스; 상기 노즐 케이스에 수용 및 고정된 고정 노즐; 상기 고정 노즐과 가까워지거나 멀어지는 방향으로 이동할 수 있도록 상기 노즐 케이스에 수용된 유동 노즐; 및 상기 오링홈에 틈 없이 삽입된 오링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 세척 노즐을 제공한다.

상기 오링의 단면은 직선 형태의 외면과, 곡선 형태의 내면과, 상기 외면 및 내면과 연결된 직선 형태의 전후면을 포함한다.

상기 고정 노즐과 유동 노즐이 접하였을 때 분사공을 형성하는 제1홈 및 제2홈이 상기 고정 노즐의 앞벽 및 상기 유동 노즐의 앞벽에 각각 형성된다. 그리고 상기 제1홈 및 제2홈의 앞부분은 오목한 곡면 형태로 구비되고, 상기 앞벽의 내면은 평면 형태로 구비된다.

상기 자동 세척 노즐은 내경 조절 블록을 더 포함한다. 상기 내경 조절 블록은 상기 유동 노즐의 내경과 상이한 내경을 갖고, 상기 유동 노즐의 후단에 억지끼움으로 결합된다.

상기 노즐 케이스의 토출구 주변에는 상기 고정 노즐의 앞벽 외면 및 상기 유동 노즐의 앞벽 외면과 접촉하는 걸림턱이 형성된다.

본 발명에 의하면, 노즐 케이스에 장착된 오링이 세척수에 의해 타격을 받더라도 상기 오링이 노즐 케이스로부터 이탈하지 않게 된다.

또한 본 발명에 의하면, 고정 블록과 유동 블록의 접촉시 형성되는 분사공을 통해 피세척물로 분사되는 세척수에 균일한 압력분포가 형성된다.

또한 본 발명에 의하면, 세척수를 유동 노즐로 공급하는 펌프의 특성에 가정 적합한 자동 세척 노즐이 용이하게 구현될 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 유동 노즐 및 고정 노즐의 조립 오차가 종래에 비해 감소한다.

도 1 및 도 2는 종래의 자동 세척 노즐을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 자동 세척 노즐을 도시한 분해 사시도이다.
도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 자동 세척 노즐의 단면도이다.

이하, 본 발명에 따른 자동 세척 노즐의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야할 것이다.

본 발명에 따른 자동 세척 노즐(100)은 세정파이프(미도시)로부터 유입된 세척수를 여과필터와 같은 피세척물에 분사하기 위한 것으로서, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 노즐 케이스(110)와, 고정 노즐(130)과, 유동 노즐(150)과, 오링(170)을 포함한다.

노즐 케이스(110)는 상기 고정 노즐(130) 및 유동 노즐(150)을 수용하기 위한 내부공간을 구비한다. 노즐 케이스(110)의 후단 외면에는 세정파이프(미도시)와의 나사결합을 위한 나사산(112)이 구비되어 있고, 그 선단에는 토출구(118)가 구비되어 있다. 또한 상기 노즐 케이스(110)는 오링홈을 구비하고 있다. 상기 오링홈은 토출구(118)의 후방에 위치하고, 노즐 케이스(110)의 내면에 구비되며, 노즐 케이스(110)의 원주방향을 따라 연장한다.

고정 노즐(130)은 노즐 케이스(110)의 내부공간에 위치하고, 노즐 케이스(110)에 고정된다. 고정 노즐(130)의 고정은 볼트(116)가 노즐 케이스(110)에 구비된 볼트공(114) 및 고정 노즐(130)에 구비된 볼트공(132)에 체결됨으로써 이루어진다. 또한 고정 노즐(130)은 앞벽 및 제1홈을 구비한다. 상기 앞벽은 노즐 케이스(110)의 토출구(118)와 마주하는 외면(134b) 및 상기 외면(134b)의 반대측에 위치하는 내면(134a)을 구비한다. 상기 제1홈은 고정 노즐(130)의 앞벽 하단에 구비되어 후술하는 유동 노즐(150) 앞벽의 제2홈과 함께 분사공(160)을 형성한다.

유동 노즐(150)은 고정 노즐(130)과 가까워지거나 멀어지는 방향으로 이동할 수 있도록 노즐 케이스(110)의 내부공간에 위치한다. 또한 유동 노즐(150)은 앞벽 및 제2홈을 구비한다. 상기 앞벽은 노즐 케이스(110)의 토출구(118)와 마주하는 외면(154b) 및 이 외면(154b)의 반대측에 위치하는 내면(154a)을 구비한다. 상기 제2홈은 유동 노즐(150)의 앞벽 상단에 구비되어 고정 노즐(130) 앞벽의 제1홈과 함께 분사공(160)을 형성한다. 유동 노즐(150)의 후단 외면에는 실링부재(158)가 장착되어 있다.

한편, 유동 노즐(150)과 노즐 케이스(110) 사이에는 스프링(122)이 게재된다. 이 스프링(122)은 유동 노즐(150)을 고정 노즐(130)로부터 이격시키는 방향으로 탄성력을 가한다. 따라서 세정파이프로부터 세척수가 유입되지 않거나 비교적 약한 압력의 세척수가 유입되면, 유동 노즐(150)은 스프링(122)의 탄성력에 의해 도 5에 도시된 바와 같이 고정 노즐(130)로부터 이격된 상태에 놓인다. 그러나 세정파이프로부터 고압의 세척수가 유입되면, 유동 노즐(150)은 세척수의 압력에 의해 도 4에 도시된 바와 같이 고정 노즐(130)과 접한 상태에 놓인다.

상기 오링(170)은 세척수의 누수를 방지하기 위해 노즐 케이스(110)의 오링홈에 삽입된다. 종래에는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 오링(30)이 원형태의 단면을 갖도록 구비되어 있기 때문에 오링(30)과 오링홈 간에 틈이 형성된다. 그리고 이러한 경우 고정 노즐과 유동 노즐이 이격된 상태에서 유입된 세척수의 타격으로 인해 오링(30)이 오링홈으로부터 이탈하는 현상이 발생한다. 본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 오링(170)이 틈 없이 오링홈에 삽입될 수 있는 형태로 구비된다. 이를 위해 오링(170)의 단면은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 직선 형태의 외면(172)과, 볼록한 곡선 형태의 내면(174)과, 상기 외면(172) 및 내면(174)을 연결하는 직선 형태의 전면(176) 및 후면(178)을 포함한다.

본 발명에 따른 자동 세척 노즐(100)에서 고정 노즐(130) 앞벽의 내면(134a) 및 유동 노즐 앞벽의 내면(154a)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 세척수의 이동 방향에 대하여 대략 직각을 이루는 평면 형태로 구비된다. 또한 상기 제1홈 및 제2홈의 앞부분(136, 156)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 오목한 곡면 형태로 구비된다. 상기 내면(134a, 154a) 및 앞부분(136, 156)의 형태가 이러하면, 분사공(160)을 통과한 세척수 줄기의 압력 분포가 고르게 된다. 즉 상기 세척수 줄기의 중앙부위 및 주변부위가 고른 압력을 갖게 된다.

한편 상기 세정파이프로 세척수를 공급하는 펌프(미도시)의 특성에 따라 유동 노즐(150) 내부공간(152)의 입구부 직경이 변경될 필요가 있다. 본 발명에 따른 자동 세척 노즐(100)은 이러한 필요성을 충족시키기 위해 내경 조절 블록(180)을 구비한다. 상기 내경 조절 블록(180)은 유동 노즐(150) 내부공간(152)의 직경보다 작은 직경의 입구부를 갖고, 유동 노즐(150)의 내부공간(152)으로 억지끼움된다. 이와 같이 이루어진 내경 조절 블록(180)의 교체 내지 분리를 통해 상기 펌프의 특성에 가장 적합한 자동 세척 노즐(100)을 용이하게 실현할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 자동 세척 노즐(100)은 고정 노즐(130) 및 유동 노즐(150)의 조립 오차를 최대한 줄이기 위해 걸림턱(120)을 구비한다. 상기 걸림턱(120)은 노즐 케이스(110)의 토출구(118) 주변에 위치하고, 고정 노즐(130)의 앞벽 외면(134b)과 접촉한다. 또한 상기 걸림턱(120)은 유동 노즐(150)이 최대로 전진하였을 때 유동 노즐(150)의 앞벽 외면(154b)과도 접촉한다.

이하, 상기 자동 세척 노즐(100)의 작동 과정을 설명한다.

도 5에 도시된 바와 같이 유동 노즐(150)이 고정 노즐(130)로부터 이격된 상태에서 세정파이프(미도시)로부터 고압의 세척수가 공급되면, 유동 노즐(150)은 세척수의 압력에 의해 도 4에 도시된 바와 같이 고정 노즐(130)과 맞닿을 때까지 전진한다. 그리고 상기 세척수는 유동 노즐(150)과 고정 노즐(60)이 맞닿아 생긴 분사공(160)을 통해 오염된 피세척물로 분사된다.

유동 노즐(150)이 고정 노즐(130)과 맞닿기 전에는 고압의 세척수가 오링(170)을 타격하게 되나, 상기 오링(170)과 오링홈 간 틈이 없어 오링(170)이 오링홈으로부터 이탈하는 현상은 발생하지 않게 된다. 또한 분사공(160)을 통해 세척수가 분사되는 동안 세척수 줄기는 균일한 압력 분포를 갖게 된다.

이후 피세척물의 세척이 완료되어 세척수의 압력을 낮추면, 유동 노즐(150)은 스프링(122)의 탄성력에 의해 후방으로 밀려 도 5에 도시된 바와 같이 고정 노즐(130)로부터 이격된다. 이러한 상태가 되면 유동 노즐(150)의 내부에 끼인 이물질이 노즐 케이스(110)의 토출구(118)를 통해 세척수와 함께 외부로 배출된다.

이러한 이물질 제거 과정에서도 세척수는 오링(170)을 타격하게 되나, 상기 오링(170)과 오링홈 간 틈이 없어 오링(170)이 오링홈으로부터 이탈하는 현상은 발생하지 않게 된다.

한편 상기 세정파이프로 세척수를 펌핑하는 펌프의 교체로 인해 펌프의 특성이 바뀌었다면, 내경 변경 블록(180)의 교체 또는 장착 또는 분리를 통해 교체된 펌프의 특성에 최적화된 자동 세척 노즐을 구현할 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 물론이다.

100 : 자동 세척 노즐 110 : 노즐 케이스
118 : 토출구 120 : 걸림턱
130 : 고정 노즐 134a : 고정 노즐 앞벽의 내면
134b : 고정 노즐 앞벽의 외면 136 : 제1홈의 앞부분
150 : 유동 노즐 154a : 유동 노즐 앞벽의 내면
154b : 유동 노즐 앞벽의 외면 156 : 제2홈의 앞부분
170 : 오링 180 : 내경 조절 블록

Claims (5)

1. 세정파이프로부터 유입된 세척 유체를 피세척물에 분사하는 자동 세척 노즐로서,
   상기 세정파이프와 결합하는 후단, 토출구를 구비한 선단 및 상기 토출구의 후방에 구비된 오링홈을 포함하는 노즐 케이스;
   상기 노즐 케이스에 수용 및 고정된 고정 노즐;
   상기 고정 노즐과 가까워지거나 멀어지는 방향으로 이동할 수 있도록 상기 노즐 케이스에 수용된 유동 노즐; 및
   상기 오링홈에 틈 없이 삽입된 오링;을 포함하며,
   상기 고정 노즐과 유동 노즐이 접하였을 때 분사공을 형성하는 제1홈 및 제2홈이 상기 고정 노즐의 앞벽 및 상기 유동 노즐의 앞벽에 각각 형성되되, 상기 제1홈 및 제2홈의 앞부분은 오목한 곡면 형태로 구비되고, 상기 앞벽의 내면은 평면 형태로 구비된 것을 특징으로 하는 자동 세척 노즐.
2. 제1항에 있어서,
   상기 오링의 단면은 직선 형태의 외면과, 곡선 형태의 내면과, 상기 외면 및 내면과 연결된 직선 형태의 전후면을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 세척 노즐.
3. 삭제
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 유동 노즐의 내경과 상이한 내경을 갖고, 상기 유동 노즐의 후단에 억지끼움으로 결합된 내경 조절 블록;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 세척 노즐.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 노즐 케이스의 토출구 주변에는 상기 고정 노즐의 앞벽 외면 및 상기 유동 노즐의 앞벽 외면과 접촉하는 걸림턱이 형성된 것을 특징으로 하는 자동 세척 노즐.
   

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