KR101144962B1 - 자석을 포함하는 안전노즐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 개폐부의 외면 일측 및 케이스의 내면 일측에 서로 같은 극성의 자석을 장착하여 척력에 의해 개폐부를 닫을 수 있는 자석을 포함하는 안전노즐을 제공한다.
또한, 본 발명은 스프링의 탄성 감소 및 방식의 종래 기술에서 발생하던 이물질 끼임에 의한 제품의 신뢰성을 높임과 동시에 제 1 도어 및 제 2 도어의 좌우 개폐방식을 취함에 따라 분수대의 바닥 위로 돌출되는 부분이 없어 안전사고를 방지하는 자석을 포함하는 안전노즐을 제공한다.

Description

자석을 포함하는 안전노즐{Safety nozzle including magnet}

본 발명은 자석을 포함하는 안전노즐에 관한 것으로, 보다 상세하게는 개폐부의 외면 일측 및 케이스의 내면 일측에 서로 같은 극성의 자석을 장착하여 척력에 의해 개폐부를 닫을 수 있는 자석을 포함하는 안전노즐에 관한 것이다.

일반적으로 분수용 안전노즐은 노즐에서 물이 분출되어 수직 또는 옆으로 노즐이 상승되는 동안 노즐의 상부를 덮고 있는 안전덮개가 좌, 우 양측으로 회동되면서 퍼지는 물줄기를 연출하는 구성이다.

최근에는 바닥분수라고 하여 바닥면에 다수개의 노즐을 설치한 뒤 음악의 리듬에 맞게 물줄기를 간헐적으로 분출시켜 시각적인 효과뿐만 아니라 아이들이 물줄기를 맞으면서 뛰어다닐 수 있는 놀이용으로 개발되고 있다.

종래에는 이를 감안하여 국내 특허 제610817호에 분수용 안전노즐이 제공된 바 있다. 이는 노즐이 하강되면 상부를 덮는 덮개가 자중으로 처져서 열리도록 한 구성이다. 그러나 바닥분수의 경우 단속적이고 반복적으로 물이 분출되는 구성이므로 덮개의 처짐보다 빠르게 노즐이 상승되면 충돌에 의해 덮개가 파손되거나 또는 닫히지 않을 수 있으므로 바닥분수용으로 적합하지 않았다.

국내특허 제798456호는 링크 방식으로서 덮개를 좌우측으로 분리하여 여닫는 구성이고, 국내특허 제752130호는 좌우 슬라이드 방식으로 덮개를 양분하여 여닫는 구성이다.

그러나 이들은 노즐이 수직으로 직선운동 되는 동안 이와 직각방향의 좌우측으로 왕복이동되며 여닫히는 구조이므로 여닫힘 동작에 무리가 있으며, 특히 노즐의 반복적인 승강에 부합되게 여닫힐 수 없으므로 음악용 바닥분수로서 부적합한 구성이었다.

한편, 상향 개발 형태의 안전노즐은 유출되는 물의 힘으로 밀어올려 상향 개방되어 노출이 되는 형태로 개방부가 작아 분사속도가 빠른 이점이 있으나, 바닥분수가 주로 아이들이 놀이시설로 이용되고 특히 연출 시에 이러한 형태가 일어난다는 면에서 위험요소가 될 수 있어 안전하지 못하다는 문제점이 있었다.

다른 한편, 국내공개특허 10-2009-0067783의 경우 스프링 방식의 분수용 안전노즐을 개시하고 있다. 이하, 도 1 및 도 2의 안전노즐용 안전덮개의 작동상태 평면도를 참조하여 스프링 방식의 분수용 안전노즐을 설명하면 다음과 같다.

스프링 방식의 분수용 안전노즐은 원통형의 상판(10), 상판(10)의 내부에 위치하여 내부 통로가 형성되는 노즐(20), 반 원통 형태의 좌측덮개(31) 및 우측덮개(32)로 양분되며 이들의 양단에 서로 엇갈리게 형성되는 힌지부를 포함하는 안전덮개(30) 및 좌측덮개(31)와 우측덮개(32)와 연결되어 닫을 수 있도록 하는 스프링(41)을 포함하는 고정나사(40)로 구성된다.

그러나, 스프링에 의한 개폐문을 갖는 안전노즐은 잦은 연출로 스프링의 장력이 약해지거나 스프링 틈으로 이물질이 유입될 경우 개폐가 원활하게 되지 않는 등의 제 기능을 발휘하지 못하는 단점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 개폐부의 외면 일측 및 케이스의 내면 일측에 서로 같은 극성의 자석을 장착하여 척력에 의해 개폐부를 닫게 됨에 따라 제품의 신뢰성을 높일 수 있는 자석을 포함하는 안전노즐을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 제 1 도어 및 제 2 도어를 통한 좌우 개폐방식을 취함에 따라 안전사고를 예방할 수 있는 자석을 포함하는 안전노즐을 제공하는 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 자석을 포함하는 안전노즐은 상부 케이스 홀이 형성된 케이스; 상기 케이스의 내부에 배치되는 개폐부; 상기 개폐부의 하부에 배치되며 중앙부가 상하 방향으로 관통된 연결부재; 상기 연결부재의 중앙부와 일측이 연결되는 노즐 모듈; 및 상기 케이스의 내면 및 상기 개폐부의 외면에 각각 대응하도록 장착되는 다수의 자석;을 포함하고, 상기 개폐부가 열려 있는 경우 상기 개폐부는 상기 다수의 자석의 척력에 의해 닫히는 것을 특징으로 한다.

상기 노즐 모듈은, 중공의 원뿔대인 가이드 노즐 헤드; 상기 가이드 노즐 헤드와 체결되는 중공의 가이드 노즐; 및 상기 가이드 노즐을 둘러싸는 노즐;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 개폐부는 상기 가이드 노즐 헤드가 삽입될 수 있는 제 1 도어 및 제 2 도어를 더 포함하고, 상기 제 1 도어 및 상기 제 2 도어를 연결하여 좌우로 움직일 수 있게 하는 힌지를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제 1 도어 및 상기 제 2 도어는 상기 노즐의 내부로 유입되는 물에 의해 상기 가이드 노즐이 위로 상승하면서 상기 가이드 노즐 헤드에 의해 열리는 것을 특징으로 한다.

상기 다수의 자석은 상기 제 1 도어의 외면 일측 및 상기 제 2 도어의 외면 일측에 장착되는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 본 발명은 개폐부의 외면 일측 및 케이스의 내면 일측에 서로 같은 극성의 자석을 장착하여 척력에 의해 개폐부를 닫게 됨에 따라 스프링의 탄성 감소 및 방식의 종래 기술에서 발생하던 이물질 끼임에 의한 제품의 신뢰성을 높이는 효과가 발생한다.

또한, 본 발명은 제 1 도어 및 제 2 도어의 좌우 개폐방식을 취함에 따라 분수대의 바닥 위로 돌출되는 부분이 없어 사람의 안전사고를 방지하는 효과가 발생한다.

도 1은 종래의 안전노즐용 닫힌 상태의 안전덮개를 나타낸 평단면도,
도 2는 종래의 안전노즐용 열린 상태의 안전덮개를 나타낸 평단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자석을 포함하는 안전노즐의 일 방향에서의 사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자석을 포함하는 안전노즐의 일 방향에서의 분해사시도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 닫힌 상태의 자석을 포함하는 안전노즐의 일 방향에서의 단면도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 열린 상태의 자석을 포함하는 안전노즐의 일 방향에서의 단면도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 닫힌 상태의 자석을 포함하는 안전노즐의 일 방향에서의 평면도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 열린 상태의 자석을 포함하는 안전노즐의 일 방향에서의 평면도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 닫힌 상태의 자석을 포함하는 안전노즐의 일 방향에서의 평단면도,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 열린 상태의 자석을 포함하는 안전노즐의 일 방향에서의 평단면도,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 닫힌 상태의 자석을 포함하는 안전노즐의 일 방향에서의 사시도, 및
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 열린 상태의 자석을 포함하는 안전노즐의 일 방향에서의 사시도이다.

본 발명의 자석을 포함하는 안전노즐(100)을 이루는 구성요소들은 필요에 따라 일체형으로 사용되거나 각각 분리되어 사용될 수 있다. 또한, 사용 형태에 따라 일부 구성요소를 생략하여 사용 가능하다.

본 발명에 따른 자석을 포함하는 안전노즐(100)의 바람직한 실시 예를 도 3 내지 도 12를 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 기술되어야 할 것이다.

특히, 자석(150)은 영구자석인 것이 바람직하다.

이하, 도 3 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 자석을 포함하는 안전노즐(100)을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자석을 포함하는 안전노즐(100)는 상부 케이스 홀(112)이 형성되는 케이스(110), 케이스(110)의 내부에 배치되는 개폐부(120), 개폐부(120)의 하부에 배치되는 연결부재(130) 및 연결부재(130)의 중앙부와 일측이 연결되는 노즐 모듈(140)을 포함한다.

케이스(110)는 상부 케이스(111), 상부 케이스(111)의 상면에 형성되는 상부 케이스 홀(112) 및 상부 케이스(111)의 내측 하면에 형성되는 제 1 나사산(113)을 포함한다.

상부 케이스(111)는 내부가 비어 있는 원통 형상이며, 일정한 두께를 지닌다. 또한, 케이스(111)의 상부 및 하부는 개방되도록 형성되는데, 케이스(110)의 상부는 중앙부의 일부만 개방되며, 케이스(110)의 하부는 모두 개방되어 있다. 이러한 상부 케이스(111)는 상부 케이스 홀(112) 및 제 1 나사산(113)을 포함한다.

상부 케이스 홀(112)은 상부 케이스(111)의 상면 중앙부를 상하방향으로 관통하도록 형성되며, 이러한 상부 케이스 홀(112)은 펌프 등으로부터 공급되는 물의 배출구 역할을 한다. 다만, 상부 케이스 홀(112)의 지름의 크기에 따라 물의 분사속도가 달라지므로 적절히 용도에 맞도록 설계변경하는 것이 바람직하다.

제 1 나사산(113)은 상부 케이스(111)의 하부 내면에 일부분 형성되며, 이러한 제 1 나사산(113)은 후술되는 제 2 나사산(131)과 체결될 수 있도록 서로 대응하여 형성되는 것이 바람직하다.

개폐부(120)는 솔리드의 육면체이며, 그 내부에 후술되는 가이드 노즐 헤드(141)가 삽입될 수 있도록 형성된다. 이러한 개폐부(120)는 제 1 도어(121), 제 1 도어(121)와 대칭되어 움직일 수 있는 제 2 도어(122) 및 제 1 도어(121)와 제 2 도어를 연결하는 힌지(123)를 포함한다.

제 1 도어(121)는 개폐부(120)의 반쪽 형태이며, 그 내부에 후술되는 가이드 노즐 헤드(141)가 삽입될 수 있다.

제 2 도어(122)는 제 1 도어(121)와 마찬가지로, 개폐부(120)의 반쪽 형태이며, 제 1 도어(121)와 대칭되어 좌우로 움직일 수 있다. 이러한 제 2 도어(122)는 그 내부에 후술되는 가이드 노즐 헤드(141)가 삽입될 수 있다.

힌지(123)는 환형의 바 형태를 지니며, 이러한 힌지(123)는 제 1 도어(121) 및 제 2 도어(122)에 형성되는 홈(미도시)에 삽입되어 제 1 도어(121) 및 제 2 도어(122)를 연결하여 좌우로 움직일 수 있게 한다.

연결부재(130)는 개폐부(120)의 하부에 배치되며 중앙부가 상하 방향으로 관통되며, 이러한 연결부재(130)는 제 2 나사산(131), 제 3 나사산(132) 및 연결부재 홀(133)을 포함한다.

제 2 나사산(131)은 연결부재(130)의 외측면에 형성되며, 이러한 제 2 나사산(131)은 제 1 나사산(113)과 대응하여 체결될 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.

제 3 나사산(132)은 연결부재(130)의 중앙부를 관통하면서 형성되며, 이러한 제 3 나사산(132)은 후술되는 제 6 나사산(146)과 대응하여 체결될 수 있도록 형성된다.

연결부재 홀(133)은 연결부재(130)의 중심으로부터 방사 방향으로 형성될 수 있으며, 본 발명의 도 4에서는 4개의 연결부재 홀(133)이 형성되어 있으나, 수량에 제한됨이 유의한다.

노즐 모듈(140)은 연결부재(130)의 중앙부와 일측이 연결되며, 이러한 노즐 모듈(140)은 중공의 원뿔대인 가이드 노즐 헤드(141), 제 4 나사산(142), 가이드 노즐 헤드(141)와 체결되는 중공의 가이드 노즐(143), 가이드 노즐(143)의 상부 외측면에 형성되는 제 5 나사산(144), 가이드 노즐(143)을 둘러싸는 노즐(145) 및 노즐(145)의 상부 외측면에 형성되는 제 6 나사산(146)을 포함한다.

가이드 노즐 헤드(141)는 원뿔대의 형상이며, 그 내부는 비어 있고 일정한 두께를 지닌다. 또한, 가이드 노즐 헤드(141)의 내부에는 제 4 나사산(142)이 형성되며, 이러한 가이드 노즐 헤드(141)는 상승하면서 개폐부(120)의 내부로 삽입되어 제 1 도어(121) 및 제 2 도어(122)를 좌우로 열게 된다.

제 4 나사산(142)은 가이드 노즐 헤드(141)의 내부에 형성되며, 이러한 제 4 나사산(142)은 후술되는 가이드 노즐(143)에 형성된 제 5 나사산(144)과 대응하도록 형성되어 체결된다.

가이드 노즐(143)은 중공의 관 형태를 지니며, 그 상부에는 제 5 나사산(144)이 형성되어 제 4 나사산(142)과 체결된다.

한편, 가이드 노즐(143)의 두께는 일정하다가 가이드 노즐(143)의 하부 일부분부터 증가하게 된다. 위와 같은 구조는 도 5를 참조하면, 가이드 노즐(143)은 노즐(145)의 내부로 공급되는 물을 통하여 위로 상승하게 되는데, 이때에 물과의 접촉면적을 넓히는 것이 상부로 보다 용이하게 상승할 수 있으므로 용도에 맞도록 설계변경하여 적용하는 것이 보다 바람직하다.

제 5 나사산(144)은 가이드 노즐(143)의 상부 외측면에 형성될 수 있으며 이러한 제 5 나사산(144)은 가이드 노즐 헤드(141)에 형성되는 제 4 나사산(142)과 대응하여 체결될 수 있도록 한다.

노즐(145)은 중공의 관의 형태를 지니며, 노즐(145)의 지름은 하부로 진행될수록 넓게 형성되는 것이 바람직하다. 다시 말하면, 노즐(145)의 내부 부피는 노즐(145)의 상부에서 하부로 진행될수록 증가한다.

즉, 본 발명의 노즐(145)은 노즐형 벤튜리 관을 적용한 것으로서 직관의 도중 유로를 좁혀 그 대경부와 소경부의 압력차를 측정하여 유량을 측정하는 관을 말하며, 독일공업규격(Deutsche Industric Normen : DIN), 영국공업규격(British Standard : BS)에 규정되어 있는 것이다. 오리피스와는 달리 교축 뒤에 원래의 관 지름으로 복귀하기 위한 완만한 구배의 확대관 또는 디퓨저를 설치하여 속도 에너지를 압력 에너지로 대부분 회복할 수 있으므로 벤튜리관으로 인한 유체 손실은 적으나 치수는 길어진다.

제 6 나사산(146)은 노즐(145)의 상부 외측면에 형성되며, 이러한 제 6 나사산(146)은 연결부재(130)의 중앙부를 관통하면서 형성되는 제 3 나사산(132)과 대응하도록 형성된다.

자석(150)은 케이스(110)의 내면 및 개폐부(120)의 외면에 각각 대응하도록 장착되며 다수로 형성된다. 도 9에 도시된 상태에서 상부 케이스(111)의 우측 상부 및 제 1 도어(121)의 외면 일측에 한 쌍의 자석(150)이 장착된다. 또한, 상부 케이스(111)의 좌측 상부 및 제 2 도어(122)의 외면 일측에 또 다른 한 쌍의 자석(150)이 장착된다. 이때, 한 쌍으로 장착되는 자석(150)의 마주보는 면은 같은 극성을 띄도록 배치한다. 예를 들어, 마주보는 한 쌍의 자석(150)의 면을 서로 S극 또는 N극으로 배치함으로써 닫혀있던 제 1 도어(121) 및 제 2 도어(122)를 척력에 의해 닫도록 한다.

이하, 도 11 및 도 12를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 자석을 포함하는 자석을 포함하는 안전노즐(100)의 동작 흐름을 살펴보면 다음과 같다.

최초, 도 11에 도시된 바와 같이 케이스(110) 및 연결부재(130) 내부에 제 1 도어(121) 및 제 2 도어(122)를 포함하는 개폐부(120)가 닫힌 상태로 위치하게 된다. 노즐(145)의 내부에는 물이 공급되고, 공급된 물에 의해 가이드 노즐(143)의 상부로 상승하게 된다. 즉, 제 1 도어(121) 및 제 2 도어(122)는 노즐(145)의 내부로 유입되는 물에 의해 가이드 노즐(143)이 위로 상승하면서 가이드 노즐 헤드(141)에 의해 열리게 되고, 이로 인하여 가이드 노즐(143)의 상부에 장착된 가이드 노즐 헤드(141)도 상승하게 되면서 제 1 도어(121) 및 제 2 도어(122)를 좌우로 밀게 된다. 좌우로 벌어진 제 1 도어(121) 및 제 2 도어(122) 사이로 물이 분사되어 케이스(110)의 외부로 분출된다.

한편, 개폐부(120)가 열려 있는 경우 물의 공급이 중단되면 가이드 노즐(143)은 하강하게 되고, 벌어져 있던 제 1 도어(121) 및 제 2 도어(122)는 케이스(110)의 내면 일측, 제 1 도어(121), 제 2 도어(122)에 장착되어 있던 자석(150)의 척력에 의해 닫히게 된다.

상기한 바와 같은 본 발명의 자석을 포함하는 안전노즐(100)은 개폐부(120)의 외면 일측 및 케이스(110)의 내면 일측에 서로 같은 극성의 자석을 장착하여 척력에 의해 개폐부(120)를 닫게 됨에 따라 스프링의 탄성 감소 및 방식의 종래 기술에서 발생하던 이물질 끼임에 의한 제품의 신뢰성 저하를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 제 1 도어(121) 및 제 2 도어(122)의 좌우 개폐방식을 취함에 따라 분수대의 바닥 위로 돌출되는 부분이 없어 안전사고를 방지할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 상판
20 : 노즐
30 : 안전덮개
31 : 좌측덮개
32 : 우측덮개
40 : 고정나사
41 : 스프링
100 : 안전노즐
110 : 케이스
111 : 상부 케이스
112 : 상부 케이스 홀
113 : 제 1 나사산
120 : 개폐부
121 : 제 1 도어
122 : 제 2 도어
123 : 힌지
130 : 연결부재
131 : 제 2 나사산
132 : 제 3 나사산
133 : 연결부재 홀
140 : 노즐 모듈
141 : 가이드 노즐 헤드
142 : 제 4 나사산
143 : 가이드 노즐
144 : 제 5 나사산
145 : 노즐
146 : 제 6 나사산
150 : 자석

Claims (7)

1. 상부 케이스 홀이 형성된 케이스;
   상기 케이스의 내부에 배치되는 개폐부;
   상기 개폐부의 하부에 배치되며 중앙부가 상하 방향으로 관통된 연결부재;
   상기 연결부재의 중앙부와 일측이 연결되는 노즐 모듈; 및
   상기 케이스의 내면 및 상기 개폐부의 외면에 각각 대응하도록 장착되는 다수의 영구자석;을 포함하고,
   상기 개폐부가 열려 있는 경우 상기 개폐부는 상기 다수의 영구자석의 척력에 의해 닫히는 것을 특징으로 하는,
   분수용 안전노즐.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 노즐 모듈은, 중공의 원뿔대인 가이드 노즐 헤드;
   상기 가이드 노즐 헤드와 체결되는 중공의 가이드 노즐; 및
   상기 가이드 노즐을 둘러싸는 노즐;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
   분수용 안전노즐.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 개폐부는 상기 가이드 노즐 헤드가 삽입될 수 있는 제 1 도어 및 제 2 도어를 더 포함하고,
   상기 제 1 도어 및 상기 제 2 도어를 연결하여 좌우로 움직일 수 있게 하는 힌지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
   분수용 안전노즐.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제 1 도어 및 상기 제 2 도어는 상기 노즐의 내부로 유입되는 물에 의해 상기 가이드 노즐이 위로 상승하면서 상기 가이드 노즐 헤드에 의해 열리는 것을 특징으로 하는,
   분수용 안전노즐.
   
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 다수의 영구자석은 상기 제 1 도어의 외면 일측 및 상기 제 2 도어의 외면 일측에 장착되는 것을 특징으로 하는,
   분수용 안전노즐.
   
6. 제 2 항에 있어서,
   상기 가이드 노즐의 벽 두께는 일정하다가 상기 가이드 노즐의 하부 일부분부터 증가하는 것을 특징으로 하는,
   분수용 안전노즐.
   
7. 제 2 항에 있어서,
   상기 노즐의 내부 부피는 상기 노즐의 상부에서 하부 방향으로 증가하는 것을 특징으로 하는,
   분수용 안전노즐.

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