KR101202002B1

KR101202002B1 - 자동 용액 분사기 및 이를 구비하는 휴대용 농약 분무기

Info

Publication number: KR101202002B1
Application number: KR1020120104362A
Authority: KR
Inventors: 이명노; 주재용; 이기종
Original assignee: 이명노; 이기종; 주재용
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2012-11-15
Also published as: WO2014046372A1

Abstract

자동 용액 분사기 및 이를 구비하는 휴대용 농약 분무기가 개시된다. 저장조의 농약은 모터에 의해 구동되는 펌프에 의해 송출되고 모터는 배터리 팩으로부터 펄스폭 변조 제어기를 이용하여 전원이 공급된다. 스위칭 유닛을 이용하여 외부의 작업 환경에 따라 선택적으로 모터를 구동하여 농약이 분사되지 않는 경우 배터리 소모를 줄일 수 있다. 펌프와 전원부 및 스위칭 유닛을 실린더 형상을 갖는 하우징의 내부에 적층하고 상기 하우징을 관통하여 펌프와 연결되는 분사유닛을 배치한다. 자동 분사기의 소모전력을 줄이고 유지보수가 용이하며 저장조의 형상과 구조에 무관하게 자동 농약 분무기를 구성할 수 있다.

Description

자동 용액 분사기 및 이를 구비하는 휴대용 농약 분무기 {Automatic solution sprayer and portable agricultural chemical solution spraying appliance having the same}

본 발명은 용액 분사기 및 이를 구비하는 농약 분무기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 자동 용액 분사기 및 이를 구비하는 휴대용 농약 분무기에 관한 것이다.

농약 분무기는 농작물의 재배나 저장 중에 발생하는 병해충 등의 방제를 위한 농약을 분무하는 장치이다. 농약 분무기는 각종 농기계의 구동장치에 연결되어 넓은 영역에 걸쳐 대량의 농약을 살포하는 기계식 농약 분무기도 있지만, 기계적 구동장비와 연결되지 않고 사용자가 간단하게 어깨에 메고 간편하게 사용할 수 있는 휴대용 농약 분무기가 널리 사용되고 있다.

상기 휴대용 농약 분무기는 농약 액재를 분사시키는 펌프를 사용자의 인력으로 구동시키는 수동식과 휴대형 엔진이나 밧데리와 같은 외부전원에 의해 구동되는 모터에 의해 구동시키는 자동식으로 분류된다. 최근 농촌의 고령화 현상에 따라 사용자의 인력에 의존하는 수동식 분무기는 자동식 분무기로 급속하게 대체되고 있다.

그러나, 자동식 농약 분무기는 농촌 실정에 부합하지 않는 과도한 구입비용과 유지보수 비용이 발생하는 문제점이 있다.

종래의 자동식 농약 분무기는 내부에 농약 액재가 저장되는 저장용기와 상기 저장용기의 외부에 부착되는 반고정형 자동 용액 배출 유닛 및 상기 자동 용액 배출 유닛과 연결된 노즐로 구성된다. 상기 자동 용액 배출 유닛은 상기 저장용기를 관통하는 유입관과 연결되는 용액 펌핑부, 상기 용액 펌핑부와 연결된 압력 스위치, 상기 용액 펌핑부를 구동하는 전원부 및 상기 펌핑부와 연결된 배출관을 구비한다. 상기 배출관과 노즐이 연결되어 상기 저장용기에 저장된 농약 액재는 외부로 분무된다. 이때, 상기 노즐에 부착된 배출 밸브와 압력 스위치가 연결되어 사용자는 배출밸브의 개폐를 통하여 자동으로 상기 펌핑부의 작동을 제어함으로써 자동으로 농약 약재를 분무할 수 있다.

이때, 휴대용 엔진이나 밧데리가 상기 전원부로 널리 이용되고 있지만, 휴대용 엔진은 고장이 났을 경우 수리 자체가 용이하지 않을 뿐만 아니라 과도한 교체비용이 발생하고 있다. 또한, 밧데리의 경우에는 내장된 전압조절용 보호회로를 동시에 교체해야 하는 문제점에 의해 밧데리의 교체비용도 과도하게 발생하고 있다. 또한, 상기 저장용기의 형상과 구조에 종속되어 반고정식으로 고착되어 사용됨으로써 다양한 형상과 용량을 갖는 저장용기에 호환되지 않는 문제점이 있다.

따라서, 상기 자동 용액 배출 유닛의 일부에 교체 필요성이 발생한 경우 부품 자체의 고비용과 수급이 원활하지 않은 점으로 인하여 자동식 농약 분무기 전체를 교체하고 있는 실정이다. 그러나, 자동 농약 분무기 자체도 고가에 판매되고 있어 자동 농약 분무기의 활성화에 장애요인으로 작용하고 있다.

이에 따라, 가격이 낮고 유지관리가 용이한 자동형 농약 분무기가 요구되고 있다.

본 발명의 실시예들은 상기의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서, 휴대와 조립이 간편하여 저장용기에 상관없이 용액을 자동으로 분사할 수 있는 자동 용액 분사기를 제공한다.

본 발명의 다른 실시예들은 상기 자동 용액 분사기를 구비하는 휴대용 농약 분무기를 제공한다.

본 발명의 일 목적을 달성하기 위한 실시예들에 의한 자동 용액 분사기는 저장조에 저장된 용액을 송출시키는 펌프와 상기 펌프를 구동하는 모터를 구비하는 용액 송출유닛, 전원부(power source) 및 상기 전원부로부터 상기 모터로 인가되는 구동신호를 제어하는 펄스폭 변조 (pulse width modulation, PWM) 제어기가 배치된 제어부를 구비하는 전원공급 유닛, 상기 모터의 구동을 선택적으로 제어하여 상기 용액의 흐름을 단속하는 스위칭 유닛, 상기 용액 송출유닛, 상기 전원공급 유닛 및 상기 스위칭 유닛을 내부에 수용하고 외부와 밀폐시키는 하우징 및 상기 하우징을 관통하여 상기 펌프와 연결되는 분사 배관 및 상기 분사 배관의 일부에 배치되어 상기 용액의 분사를 조절하는 분사 밸브를 구비하고 상기 분사밸브의 개방에 의해 상기 용액을 외부로 분사하는 분사유닛을 포함한다.

일실시예로서, 상기 제어부는 상기 배터리 팩과 전기적으로 연결되어 상기 배터리 팩의 과전류를 방지하는 제1 보호회로, 상기 모터와 전기적으로 연결되어 상기 모터의 과전류를 방지하는 제2 보호회로, 상기 모터를 구동하기 위한 초기 신호를 인가하는 구동 스위치 및 상기 전원 공급 유닛의 정보를 표시하기 위한 표시부를 포함할 수 있다.

일실시예로서, 상기 전원부는 상기 제어부와 별개로 배치되어 상기 제어부와 독립적으로 교환이 가능한 배터리 팩(battery pack)을 포함한다.

일실시예로서, 상기 스위칭 유닛은 상기 분사 배관으로부터 분기되어 상기 분사배관의 내부 압력을 직접 검출하는 검출수단을 구비하는 압력 스위치를 포함할 수 있다. 이때, 상기 압력 스위치는 상기 제어부와 연결된 제1 배선, 상기 모터와 연결된 제2 배선, 상기 분사 배관의 내부 압력을 검출하는 압력 검출배관, 상기 압력 검출 배관에 의해 검출된 검출압력에 따라 상기 제1 및 제2 배선을 선택적으로 연결하는 단락부를 포함한다.

다른 실시예로서, 상기 스위칭 유닛은 상기 분사배관의 경로 상에 배치되어 내부에 상기 분사배관의 내부압력에 따라 상기 용액의 유로(flow path)를 선택적으로 형성하는 유로 개폐기를 포함한다.

이때, 상기 분사 배관은 상기 펌프로부터 상기 유로 개폐기의 흡입구로 연장되는 제1 배관 및 상기 유로 개폐기의 배출구로부터 외부로 연장하는 제2 배관을 포함하고, 상기 유로 개폐기는 상기 흡입구 및 배출구를 통하여 외부와 연통하고 상기 흡입구 및 배출구와 연결되어 상기 용액이 경유하는 내부 유로(inner flow path)를 구비하는 몸체, 상기 내부 유로를 따라 이동하면서 상기 분사 배관의 내부압력에 따라 상기 흡입구 및 배출구를 선택적으로 개폐시켜 상기 몸체를 경유하여 전송되는 용액을 선택적으로 개폐시키는 개폐 단자, 상기 개폐단자를 이동시키는 구동력을 제공하는 단자 구동기, 상기 개폐 단자의 위치를 검출하여 상기 모터의 구동을 제어하는 제어신호를 생성하는 위치센서 및 상기 제어부와 연결되어 상기 제어신호를 전송하는 제어배선을 포함한다.

상기 위치센서는 상기 흡입구에 인접하여 배치되는 위치 반응기 및 상기 위치 반응기의 위치변동 신호를 검출하는 검출센서를 포함한다. 상기 위치 반응기는 서로 척력이 작용하는 한 쌍의 제1 영구자석을 포함하고 상기 단자 구동기는 상기 제2 영구자석을 포함하여, 상기 검출센서는 상기 제2 영구자석의 자기력에 의해 변동되는 상기 한 쌍의 제1 영구자석 사이의 이격거리에 따라 상기 개폐단자의 위치를 검출한다.

상기 단자 구동기는 선형 스프링을 포함하여 상기 개폐단자는 상기 스프링의 압축력에 의해 상기 흡입구로 이동한다. 이와 달리, 상기 단자 구동기는 제3 영구자석을 포함하여 상기 개폐단자는 상기 제2 영구자석과 제3 영구자석의 척력에 의해 상기 흡입구로 이동할 수 있다.

일실시예로서, 상기 제1 배관은 탄성부재로 구성되어 상기 분사배관의 내부압력이 증가하는 경우 상기 제1 배관의 내부용적이 상기 제1 배관의 탄성범위 내에서 증가한다.

일실시예로서, 상기 하우징은 실린더형으로 배치되어 상기 하우징의 내부에서 상기 용액 송출유닛, 상기 전원공급 유닛 및 상기 스위칭 유닛은 수직방향을 따라 서로 적층되어 배치될 수 있다.

본 발명의 일 목적을 달성하기 위한 실시예들에 의한 휴대용 농약 분무기는 약액이 저장되는 내부공간을 구비하고 상기 내부공간과 외부가 연통하는 적어도 하나의 개구를 구비하는 약액 저장조, 및 상기 개구를 통하여 상기 내부공간으로 삽입되도록 상기 약액 저장조에 착탈 가능하게 고정되고 하단부는 상기 약액에 침잠(immersed)되어 자동으로 상기 약액을 상기 약액 저장조의 외부로 분사하는 실린더형 자동 용액 분사기를 포함한다.

일실시예로서, 상기 실린더형 자동 용액 분사기는 상기 약액 저장조에 저장된 상기 약액을 송출시키는 펌프와 상기 펌프를 구동하는 모터를 구비하는 약액 송출유닛; 전원부(power source) 및 상기 전원부로부터 상기 모터로 인가되는 구동신호를 제어하는 펄스폭 변조 (pulse width modulation, PWM) 제어기를 구비하는 제어부를 구비하는 전원공급 유닛; 상기 분사배관의 내부압력에 따라 상기 모터의 구동을 선택적으로 제어하여 상기 용액의 흐름을 단속하는 스위칭 유닛; 상기 용액 송출유닛, 상기 전원공급 유닛 및 상기 스위칭 유닛을 내부에 수용하고 외부와 밀폐시키는 실린더형 하우징; 및 상기 하우징을 관통하여 상기 펌프와 연결되는 분사 배관 및 상기 분사 배관의 일부에 배치되어 상기 약액의 분사를 조절하는 분사 밸브를 구비하고 상기 분사밸브의 개방에 의해 상기 약액을 외부로 분사하는 분사유닛을 포함한다.

일실시예로서, 상기 스위칭 유닛은 상기 분사배관으로부터 분기되어 상기 분사배관의 내부 압력을 직접 검출하는 검출수단을 구비하는 압력 스위치 및 상기 분사배관의 경로 상에 배치되어 내부에 상기 분사배관의 내부압력에 따라 상기 용액의 유로(flow path)를 선택적으로 형성하는 유로 개폐기 중의 어느 하나를 포함한다.

일실시예로서, 상기 실린더형 자동 용액 분사기를 회전에 의해 상기 약액 저장조에 고정 또는 분리할 수 있는 로터리식 덮개를 더 포함할 수 있다.

일실시예로서, 상기 제어부는 상기 배터리 팩과 전기적으로 연결되어 상기 배터리 팩의 과전류를 방지하는 제1 보호회로, 상기 모터와 전기적으로 연결되어 상기 모터의 과전류를 방지하는 제2 보호회로, 상기 모터를 구동하기 위한 초기 신호를 인가하는 구동 스위치 및 상기 전원 공급 유닛의 정보를 표시하기 위한 표시부를 포함하며, 상기 구동 스위치 및 상기 표시부는 상기 덮개의 외부로 돌출된다.

일실시예로서, 상기 약액 저장조의 일면에 배치되어 사용자의 등에 상기 약액 저장조를 고정할 수 있는 멜빵을 더 포함한다.

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 휴대성과 조립성이 우수한 자동 용액 분사기를 약액 저장조에 간단하게 조립하여 구성함으로써 약액 저장조의 형상과 구조와 무관하게 휴대용 농약 분무기를 구성할 수 있다. 종래의 자동 농약 분무기는 자동 분무 수단과 약액 저장조가 일체로 구성되어 자동 분무 수단의 일부에 하자나 오류가 있더라도 자동 농약 분무기 전체를 새로 구입해야 하는 번거로움이 있었으며 대응하는 약액 저장조 이외의 저장조에는 자동 분무 수단을 사용할 수 없었지만, 본 발명에 의한 자동 분사기는 간단한 착탈에 의해 약액 저장조와 결합될 수 있으므로 약액 저장조와 무관하게 자동 농약 분무기를 구성할 수 있다.

이에 따라, 종래의 휴대용 농약 분무기에 본 발명에 의한 자동 분사기를 조립함으로써 간단하게 수동 분무기를 자동 분무기로 전환할 수 있고 자동 분무 수단의 하자에 의해 폐기 처리되는 종래의 자동 분무기의 약액 저장조를 재활용할 수 있는 장점이 있다. 또한, PWM 제어기를 이용하여 자동 용액 분사기의 구동모터를 제어함으로써 배터리 팩의 전력 소모량을 감소시키고 제어부와 독립적으로 배터리 팩의 교환이 가능하여 유지비용을 절감할 수 있다. 뿐만 아니라, 다양한 스위칭 소자를 이용하여 농약분사가 일시 정지되는 경우 구동모터의 작동을 효율적으로 정지시킴으로써 배터리 소모를 현저하게 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 자동 용액 분사기를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 자동 용액 분사기의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 도 1에 도시된 자동 용액 분사기에 포함된 압력 스위치를 나타내는 구성도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따라 도 1에 도시된 자동 용액 분사기에 포함된 유로 개폐기를 나타내는 구성도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 4a 및 도 4b에 도시된 유동 개폐기의 변형 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 도 1에 도시된 자동 용액 분사기를 포함하는 휴대용 농약 분무기를 나타내는 사시도이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

자동 용액 분사기

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 자동 용액 분사기를 나타내는 단면도이며 도 2는 도 1에 도시된 자동 용액 분사기의 구성도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 자동 용액 분사기(1000)는 저장조(미도시)에 저장된 용액을 송출시키는 펌프(110)와 상기 펌프(110)를 구동하는 모터(120)를 구비하는 용액 송출유닛(100), 전원부(power source, 210)와 상기 전원부(210)로부터 상기 모터(120)로 인가되는 구동신호를 제어하는 펄스폭 변조 (pulse width modulation, PWM, 223) 제어기를 구비하는 제어부(220)를 포함하는 전원공급 유닛(200), 상기 모터(120)의 구동을 선택적으로 제어하여 상기 용액의 흐름을 단속하는 스위칭 유닛(300), 상기 용액 송출유닛(100), 상기 전원공급 유닛(200) 및 상기 스위칭 유닛(300)을 내부에 수용하고 외부와 밀폐시키는 하우징(400), 선택적으로 배치되어 상기 하우징(400)과 상기 저장조를 착탈식으로 결합하는 결합수단(500) 및 상기 하우징(400)을 관통하여 상기 펌프와 연결되는 분사 배관(610) 및 상기 분사 배관(610)의 일부에 배치되어 상기 용액의 분사를 조절하는 분사 밸브(620)를 구비하고 상기 분사밸브(620)의 개방에 의해 상기 용액을 외부로 분사하는 분사유닛(600)을 포함한다.

일실시예로서, 상기 용액 송출유닛(100)은 상기 저장조에 포함된 용액에 침잠되어 상기 용액을 송출하는 펌프(110)와 상기 펌프(110)를 구동하는 구동모터(120)를 포함한다.

예를 들면, 상기 펌프(110)는 압력 차이를 이용하여 하부에 위치하는 용액을 상부로 송출하는 피스톤 펌프를 포함한다. 상기 구동모터(120)에 의해 작동하는 피스톤의 왕복운동에 의해 상기 펌프(110)의 내부에 저압인 제1 상태와 고압인 제2 상태를 주기적으로 형성된다. 펌프(110)의 내부가 제1 상태로 형성되면, 펌프(110)의 하부에 위치하는 상기 용액은 압력 차이에 의해 상기 펌프(110)의 내부로 유입되고 제2 상태로 형성되면 상기 용액은 상기 분사배관을 통하여 외부로 송출된다. 따라서, 상기 펌프(110)는 제2 상태에서 형성된 고압에 의해 상기 분사 배관(610)을 따라 송출된다. 이하에서는 상기 분사배관을 통하여 상기 용액을 송출하는 압력을 분사 압력이라 한다.

상기 구동 모터(120)는 상기 펌프의 피스톤과 연결되어 일정한 속도로 회전함으로써 상기 피스톤을 왕복 운동시킨다. 예를 들면, 상기 구동모터(120)로서 상기 펄스 폭 변조(pulse width modulation, PWM) 제어기에 대한 응답특성이 우수한 직류전류(direct current, DC) 모터를 이용할 수 있다. 그러나, 상기 PWM 제어기에 대한 응답특성만 우수한다면 다양한 모터가 사용될 수 있음은 자명하다.

상기 펌프(110)와 모터(120)는 일체로 구비되고 자체 밀봉에 의해 상기 모터(120)는 용액으로부터 밀봉된다.

상기 전원공급 유닛(200)은 상기 구동모터(120)로 전원을 공급하는 전원부(power source, 210) 및 상기 전원부(210)와 상기 모터(120)를 제어하는 제어부(220)를 포함한다.

상기 전원부(210)는 상기 모터(120)를 구동하기 위한 전원을 공급하며 상기 제어부(220)와 개별적으로 배치되어 서로 독립적으로 관리된다. 이에 따라, 상기 전원부(210)에 대한 유지 보수는 상기 제어부(220)와 서로 독립적으로 이루어진다. 예를 들면, 상기 전원부(210)는 리튬 이온 배터리 팩을 포함한다.

상기 제어부(220)는 전원부(210)인 상기 배터리 팩과 전기적으로 연결되어 상기 배터리 팩의 과전류를 방지하는 제1 보호회로(221), 상기 모터(120)와 전기적으로 연결되어 상기 모터(120)의 과전류를 방지하는 제2 보호회로(222), 상기 모터(120)로 인가되는 구동신호를 제어하는 펄스폭 변조 (pulse width modulation, PWM, 223) 제어기, 상기 모터(120)를 구동하기 위한 초기 신호를 인가하는 구동 스위치(224) 및 상기 전원 공급 유닛의 정보를 표시하기 위한 표시부(225)를 포함한다.

예를 들면, 상기 제어부(220)는 상기 전원부(210)의 측부에 소정의 사이즈를 갖는 인쇄회로 기판(printed circuit board, PCB) 상에 상기 보호회로 및 PWM 제어기를 구비하고 상기 구동 스위치(224) 및 상기 표시부(225)는 상기 PCB와 전기적으로 연결되어 상기 하우징(400)의 외부에 배치될 수 있다.

상기 제1 보호회로(221)는 상기 전원부(210)의 배터리로 설정값 이상의 과부하가 인가되는 것을 방지하여 배터리의 폭발을 방지하며 상기 제2 보호회로(222)는 상기 모터(120)로 과전류가 인가되는 것을 방지하여 상기 모터(120)가 과전류로 인하여 손상되는 것을 방지한다. 따라서, 상기 제어부(220)는 상기 전원부(210) 및 상기 모터(120)의 부하를 검출하는 검출회로를 포함한다. 예를 들면, 상기 전원부(210)의 과부하는 배터리 팩의 제조단계에서 결정되며 상기 모터(120)의 과부하는 상기 모터의 정상작동 범위를 넘는 특정한 값으로 설정될 수 있다. 상기 모터(120)의 과부하가 검출되면 상기 제2 보호회로(222)는 후술하는 PWM 제어기(223)를 구동하여 상기 모터(120)로 공급되는 전원을 차단할 수 있다.

상기 PWM 제어기(223)는 상기 모터(120)의 구동속도를 조절하기 위해 종래와 같이 전류를 조절하는 대신 평균전압의 변화를 조절함으로써 상기 전원부(210)의 전력소모를 줄일 수 있다.

본 실시예의 경우 상기 모터(120)는 인가되는 전압에 따라 회전속도가 결정되는 DC 모터를 이용하며 상기 PWM 제어기(223)는 일정한 전압을 인가한 후 펄스폭을 조절함으로써 상기 모터(120)에 인가되는 평균전압을 변화시킴으로써 상기 모터의 속도를 제어한다.

종래의 휴대용 자동 농약 분무기에 적용되는 자동 분사기의 경우, 상기 모터(120)의 속도를 제어하기 위해 상기 전원부(210)로부터 인가되는 일정한 전압에 서로 다른 저항을 연결하여 상기 모터(120)의 구동속도를 제어하고 있다. 그러나, 상기와 같은 종래의 방식에 의하면, 상기 모터(120)의 구동속도는 상이함에도 불구하고 상기 전원부(210)의 손실 전력은 동일하게 발생하고 전원부(210)의 전력과 모터(120)의 구동전력 차이에 대응하는 전력이 상기 저항에서 열에너지로 손실되는 문제점이 있다. 이에 따라, 상기 전원부(210)의 에너지 효율이 떨어지고 배터리 팩의 교환주기가 빨라지는 문제점이 있다.

그러나, 상기 PWM 제어기(223)는 컨버터부에서는 일정한 전압을 송출하고 인버터부에서는 컨버터에서 보낸 전압의 펄스폭을 변화시킴으로써 모터에 인가되는 평균전압을 조절한다. 이에 따라, 상기 모터(120)의 구동속도에 적합한 평균전압을 인가하므로 저항에서 열에너지로 손실되는 전력을 방지할 수 있으며 이에 따라 상기 전원부(210)의 소모전력을 줄이고 배터리 팩의 사용시간을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.

상기 구동 스위치(224) 및 표시부(225)는 상기 하우징(400)의 외부에 배치되어 상기 자동 용액 분사기(1000)를 최초 구동시 상기 모터(120)에 구동전원을 공급하고 상기 자동 용액 분사기(1000)가 작동되는 동안 상기 전원부(120)의 상태를 외부에 표시한다. 이에 따라, 사용자가 상기 전원부(225)의 상태를 시각적으로 확인할 수 있다. 특히, 상기 제2 보호회로(222)에 의해 상기 모터(120)의 구동이 정지된 경우, 상기 모터(120)를 재가동할 수 있는 리셋 스위치도 상기 표시부(225)에 표시될 수 있다.

상기 제어부(200)는 외부에서 상기 제어부로 제어신호를 전송하기 위한 원거리 신호 전송수단(remote controller, 700)에 제어될 수 있다. 예를 들면, 상기 구동 스위치(224) 및 리셋 스위치는 상기 자동 용액 분사기(1000)와 근접하게 위치하는 사용자가 직접 조작할 수도 있지만, 광 신호 또는 전자기적 신호에 의한 원거리 조작수단을 이용하여 조작할 수도 있다. 가정용 가전제품에 널리 이용되는 리모콘을 이용하여 상기 구동 스위치(224)나 리셋 스위치를 구동할 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 리모콘을 이용하여 자동 용액 분사기(1000)의 초기 설정값을 수정할 수도 있다. 예를 들면, 상기 전원부의 과부하를 방지하기 위한 제1 보호회로(221), 상기 모터의 과부하를 방지하기 위한 제2 보호회로(222)의 작동 조건이나 후술하는 스위칭 유닛(200)의 강제 정지조건, 상기 PWM 제어기의 세부 설정조건 등을 상기 원거리 신호전송 수단을 이용하여 적절하게 수정할 수 있다.

상기 스위칭 유닛(300)은 상기 모터(120)의 구동을 선택적으로 제어하여 상기 용액의 흐름을 단속한다. 일실시예로서, 상기 스위칭 유닛(300)은 상기 분사밸브(620)의 작동에 의해 일시적으로 상기 분사배관(610)을 통한 용액의 분사가 억제되는 경우, 상기 분사배관 내부에서 상기 분사압력 보다 높은 압력이 형성되면, 다양한 수단에 상기 압력증가를 검출하고 상기 모터(120)의 구동을 일시적으로 정지시켜 상기 전원부(210)의 전력소모를 줄일 수 있다.

특히, 상기 스위칭 유닛(300)은 상기 용액 송출 유닛(100)과 상기 전원공급 유닛(200) 사이에 배치되어 상기 모터(120)로의 전원공급을 제어한다. 선택적으로 상기 스위칭 유닛(300)과 상기 용액 송출 유닛(100) 사이에 실링부재(301)를 더 구비하여 상기 스위칭 유닛(300)으로 용액이 침투하는 것을 방지할 수 있다.

일실시예로서, 상기 스위칭 유닛(300)은 상기 분사 배관(610)으로부터 분기되어 상기 분사배관(610)의 내부 압력을 직접 검출하는 검출수단을 구비하는 압력 스위치(310)를 포함할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 도 1에 도시된 자동 용액 분사기에 포함된 압력 스위치를 나타내는 구성도이다.

도 3을 참조하면, 상기 압력 스위치(310)는 상기 제어부(220)와 연결된 제1 배선(311), 상기 모터(120)와 연결된 제2 배선(312), 상기 분사 배관(610)으로부터 분기되어 상기 분사배관(610)의 내부 압력을 검출하는 압력 검출배관(313), 상기 압력 검출 배관(313)에 의해 검출된 검출압력에 따라 상기 제1 및 제2 배선(311,312)을 선택적으로 연결하는 단락부(314)를 구비한다.

예를 들면, 상기 압력 스위치(310)는 상기 용액 송출유닛(100)과 상기 전원 공급 유닛(200)의 사이에 배치되어 상기 용액의 압력에 따라 선택적으로 상기 전원부(210)로부터 상기 모터(120)로 전원을 공급한다.

상기 압력 검출 배관(313)은 상기 분사배관(610)으로부터 분기되어 상기 단락부(314)에 연결된다. 이에 따라, 상기 압력 검출배관(313)은 상기 분사배관(610)을 따라 유동하는 상기 용액의 내부압력을 실시간으로 검출할 수 있다. 예를 들면, 상기 단락부(314)는 상기 압력 검출 배관(313)을 따라 이동된 상기 용액을 수용할 수 있는 밀폐형 실린더로 형성되며 상부는 상기 용액의 검출 압력에 따라 개폐될 수 있는 접점식 스위치(314a)로 구성된다. 상기 제1 배선(311)은 상기 단락부(314)의 스위치(314a) 및 상기 제어부(220)와 연결되고 상기 제2 배선(312)은 상기 단락부의 몸체 및 상기 모터(120)와 연결된다.

따라서, 상기 스위치(314a)가 몸체와 접촉하는 경우, 상기 단락부(314)의 몸체를 통하여 상기 제1 배선(311)과 제2 배선(312)은 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 이와 달리, 상기 스위치(314a)가 몸체와 떨어진 경우, 상기 스위치(314a)는 상기 단락부(314)의 몸체와 서로 분리되어 상기 제1 및 제2 배선(311, 312)도 서로 전기적으로 분리된다. 이에 따라, 상기 모터(120)로의 전원공급이 차단된다.

상기 스위치(314a)가 덮여진 상태에서 초기 구동전원이 상기 모터(120)로 인가되면 상기 용액은 상기 펌프(110)로부터 소정의 분사압력으로 상기 분사배관(610)을 통하여 외부로 분사된다. 이때, 사용자의 필요에 의해 상기 분사밸브(620)가 밀폐되고 상기 용액의 분사가 일시적으로 정지되는 경우, 상기 펌프(110)로부터 송출된 용액은 상기 분사배관(610)으로부터 분기된 상기 압력 검출 배관(313)으로 유입되어 상기 실린더형 단락부(314)의 내부로 유도된다. 상기 분사배관(610) 및 압력 검출 배관(313) 내부의 압력이 점점 증대하여 상기 스위치(314a)를 밀어 올려서 상기 단락부(314)의 몸체와 분리되고 상기 제1 및 제2 배관(311, 312)의 전기적 연결이 끊어짐으로써 상기 모터(120)에 대한 전원공급을 중단한다. 이에 따라, 상기 펌프(110)에서의 상기 용액 송출은 일시 정지되고 상기 실린더형 단락부(314) 내부와 상기 압력 검출 배관(313) 및 상기 분사배관(610)의 내부압력은 일정하게 유지된다. 이하에서는 이때의 내부압력을 분사압력에 대응하여 용액의 정지압력이라 한다.

이어서, 상기 분사밸브(620)의 개방에 의해 다시 용액이 분사되면, 상기 분사배관(610)의 내부압력은 상기 정지 압력보다 낮은 압력으로 떨어지고, 상기 단락부(314) 내부의 용액도 상기 분사배관을 통하여 외부로 배출된다. 이에 따라, 상기 단락부(314) 내부에 진공상태가 형성되고 상기 스위치(314a)는 다시 단락부(314)의 몸체와 접촉된다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 배선(311, 312)은 서로 전기적으로 연결되고 상기 모터(120)에 다시 전원이 공급된다. 이에 따라, 상기 펌프(110)는 상기 분사압력으로 상기 용액을 송출한다.

따라서, 사용자의 필요에 의해 상기 용액의 분사가 일시 정지되는 경우 상기 펌프(110)의 구동을 일시 정지시킴으로써 상기 전원부(210)의 전력소모를 줄일 수 있다.

다른 실시예로서, 상기 스위칭 유닛(300)은 상기 분사배관(610)의 경로 상에 배치되어 내부에 상기 분사배관(610)의 내부압력에 따라 상기 용액의 유로(flow path)를 선택적으로 형성하는 유로 개폐기(320)를 포함할 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따라 도 1에 도시된 자동 용액 분사기에 포함된 유로 개폐기를 나타내는 구성도이다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 상기 유로 개폐기(320)는 흡입구(321a) 및 배출구(321b)를 통하여 외부와 연통하고 상기 흡입구(321a) 및 배출구(321b)와 연결되어 상기 용액이 경유하는 내부 유로(inner flow path, P)를 구비하는 몸체(321), 상기 내부 유로(P)를 따라 이동하면서 상기 분사 배관(610)의 내부압력에 따라 상기 흡입구(321a) 및 배출구(321b)를 선택적으로 개폐시켜 상기 몸체(321)를 경유하여 전송되는 용액을 선택적으로 개폐시키는 개폐 단자(322), 상기 개폐단자(322)를 이동시키는 구동력을 제공하는 단자 구동기(323), 상기 개폐 단자(323)의 위치를 검출하여 상기 모터(120)의 구동을 정지시키는 정지신호를 생성하는 위치센서(324) 및 상기 제어부(220)와 연결되어 상기 위치센서(324)로부터 생성된 상기 정지신호를 상기 PWM 제어기(223)로 전송하는 제어배선(325)을 포함한다.

예를 들면, 상기 몸체(321)는 소정의 크기를 갖는 실린더 형상을 갖고 일측에 상기 펌프(110)로부터 연장되는 분사배관(610)이 연결되는 흡입구(321a)가 배치되고 상기 흡입구(321a)로부터 연장되는 내부공간이 제공된다. 상기 내부공간은 상기 몸체(321)의 내부로 공급된 용액의 내부 유로(inter flow path, P)로 제공된다. 상기 내부공간과 연결되고 상기 몸체(321)의 타측으로 개방된 배출구(321b)가 형성되어 상기 용액은 상기 흡입구(321a), 내부유로(P) 및 배출구(321b)를 통하여 유동한다.

상기 개폐 단자(322)는 상기 내부유로(P)를 따라 이동가능하게 상기 몸체(321)의 내부에 배치된다. 따라서, 상기 개폐단자(322)의 이동에 따라 상기 흡입구(321a)는 개방되거나 밀폐될 수 있다. 이때, 상기 흡입구(321a)의 밀폐시 배출구(321b)는 상기 내부 유로(P)와 상기 개폐단자(322)의 사이즈에 따라 밀폐될 수도 있고 개방될 수도 있다. 상기 개폐단자(322)에 의한 상기 흡입구(321a)의 선택적 개방에 따라 상기 몸체(321)의 내부를 통한 상기 용액의 유동은 선택적으로 단속된다.

상기 단자 구동기(323)는 상기 개폐단자(322)에 외력을 인가하여 상기 개폐단자(322)를 내부유로를 따라 이동시킨다. 이에 따라, 상기 흡입구 및 배출구가 선택적으로 개방되거나 폐쇄될 수 있다. 상기 몸체(321)의 내부에서 상기 개폐단자(322)를 이동시킬 수 있다면 다양한 구동수단이 상기 단자 구동기(323)로 이용될 수 있다.

본 실시예의 경우, 상기 단자 구동기(323)는 상기 내부 유로(P)에 일단이 고정되고 상기 일단과 대응하는 타단은 상기 개폐단자(322)에 연결된 선형 스프링(323a)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 개폐단자(322)가 상기 흡입구(321a)를 막고 있을 때를 상기 스프링(323a)의 자유상태로 설정하고 스프링(323a)이 압축되면서 상기 내부유로(P)의 상방향으로 이동하여 상기 흡입구(321a)를 개방하는 상태를 압축상태로 설정할 수 있다.

상기 위치센서(324)는 상기 개폐 단자(323)의 위치를 검출하여 상기 흡입구(321a)의 개방여부를 판단하고 필요한 경우 상기 모터(120)의 구동을 정지시키는 정지신호를 생성한다. 즉, 상기 개폐단자(323)가 상기 흡입구(321a)와 인접하게 배치되어 흡입구를 막고 있는 경우에는, 상기 센서(324)는 상기 개폐단자(323)의 위치를 검출하고 상기 위치 검출신호에 대응하여 상기 모터(120)의 구동을 정지시키는 정지신호를 생성하여 제어부(220)로 전송한다. 상기 흡입구(321a)가 폐쇄된 경우에는 상기 용액이 상기 몸체(321)를 관통하여 배출되지 못하므로 상기 용액의 분사가 일시 정지된 상태이다. 따라서, 상기 모터(120)의 구동을 정지시켜 상기 용액이 흡입구(321a)로 공급되는 것을 일시 차단함으로써 용액의 일시정지 상태에서 모터의 구동으로 인한 전력소모를 감소시킬 수 있다.

본 실시예의 경우, 상기 위치센서(324)는 상기 흡입구(321a)에 인접하여 배치되는 위치 반응기(324b) 및 상기 위치 반응기(324b)의 위치변동 신호를 검출하는 검출센서(324a)를 포함한다.

예를 들면, 상기 위치 반응기(324b)는 한 쌍의 제1 영구자석을 포함하여 상기 개폐단자(322)가 흡입구(321a)에 인접하여 배치하는 경우와 흡입구로부터 떨어져서 배치하는 경우 상기 영구자석 사이의 상호 이격거리가 변동된다. 본 실시예의 경우, 상기 위치 반응기(324b)는 동일한 극성으로 서로 마주보도록 배치된 한 쌍의 영구자석으로 구성되어 척력에 의해 서로 일정한 이격거리를 유지한다. 이때, 상기 개폐단자(322)가 흡입구(321a)에 근접하면 상기 영구자석 사이의 척력에 변화가 발생하여 상기 영구자석 사이의 이격거리를 줄일 수 있다. 바람직하게는, 상기 개폐단자(322)의 내부에 상기 위치 반응기(324b)의 영구자석보다 더 큰 자기력을 갖는 제2 영구자석을 배치함으로써 제1 및 제2 영구자석의 상호 작용에 의해 상기 제1 영구자석 사이의 이격거리를 조절할 수 있다.

상기 검출센서(324a)는 한 쌍의 제1 영구자석 사이의 이격거리 변화를 전기적 신호로 검출하고 이를 해석하여 상기 모터(120) 구동을 제어하는 제어신호를 생성한다. 예를 들면, 한 쌍의 제1 영구자석 사이의 이격거리가 상대적으로 짧은 경우와 긴 경우에 발생할 수 있는 유도전류의 세기를 기준으로 상기 개폐단자(322)가 흡입구(321a)에 근접하여 위치하는지 떨어져서 배치하는지를 판단할 수 있다. 상기 흡입구(321a)에 근접하여 위치하는 경우, 상기 검출센서(324a)는 상기 모터(120)의 구동을 정지하는 정지신호를 생성하고 상기 흡입구와 떨어져서 위치하는 경우에는 상기 모터의 구동을 재개하는 구동신호를 생성할 수 있다.

상기 제어배선(325)는 상기 검출센서(324a) 및 상기 제어부(220)와 연결되어 상기 검출센서(324)에서 생성된 제어신호를 상기 제어부(220)로 전송한다. 제어부(220)는 상기 제어신호에 따라 상기 모터(120)를 구동하거나 정지시킨다.

작동 스위치(224)를 켜고 모터(120)가 구동되기 시작하면, 펌프(110)로부터 용액은 상기 유로 개폐기(320)의 흡입구(321a)로 송출된다. 이때, 상기 개폐단자(322)는 도 4a에 도시된 바와 같이 단자 구동기(323)인 스프링(323a)의 자유상태 장력에 의해 상기 흡입구(321a)를 밀폐하도록 배치되어 있다. 송출된 용액이 상기 펌프(110)에 의해 인가된 분사압력으로 상기 개폐단자(322)를 밀어 올리면 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 스프링(323a)이 압축되면서 흡입구(321a)가 개방된다. 상기 흡입구(321a)로 유입된 용액은 상기 내부경로(P)를 경유하여 상기 배출구(321b)로 배출되어 분사배관(610)으로 안내되고 외부로 분사된다.

이때, 상기 개폐단자(322)의 이동에 의해 상기 위치센서(324)는 제어신호로서 모터 구동신호를 생성하고 제어배선(325)을 경유하여 상기 제어부(220)로 전송한다. 이에 따라, 상기 작동 스위치(224)에 의해 작동된 PWM 제어기(223)는 이후 상기 제어배선(325)을 통하여 인가되는 제어신호에 의해 제어되어 상기 모터(120) 구동을 제어한다.

상기 용액은 펌프(110)에 의해 인가되는 분사압력에 의해 분사배관(610)을 통하여 외부로 분사되고 상기 분사압력은 상기 분사유닛(600)의 단부에 작용하는 대기압보다는 높게 형성된다. 따라서, 상기 용액은 분사배관(610)을 통하여 연속적으로 외부로 분사된다.

상기 용액이 외부로 분사되는 도중에 상기 분사밸브(620)에 의해 일시적으로 용액 분사가 정지되면 상기 분사배관(610) 내부에 용액이 잔류하여 내부 압력이 증가한다. 증가된 내부압력에 의해 상기 흡입구(321a)와 배출구(321b) 사이의 압력구배가 해소되면 단자 구동기(323)인 스프링(323a)의 압축력에 의해 상기 개폐단자(322)는 상기 흡입구(321a)를 향하여 이동한다. 이에 따라, 상기 흡입구(321a)는 개폐단자(322)에 의해 폐쇄되고 상기 몸체(321)의 내부로의 용액 공급은 중단된다.

상기 개폐단자(322)가 흡입구(321a)와 인접하도록 이동하면, 상기 위치반응기(324b)는 상기 개폐단자(322)의 영구자석과 상호 반응하여 유도전류의 변화를 통하여 개폐단자의 위치신호를 발생한다. 상기 검출센서(324a)는 상기 위치 반응기(324b)의 위치신호를 검출하여 상기 모터의 구동을 정시키는 정지신호를 제어신호로써 생성하고 상기 제어부(220)로 전송한다.

상기 제어부(220)는 상기 정지신호에 따라 상기 모터(120)를 일시적으로 정지시킨다. 이에 따라, 상기 용액의 분사가 사용자의 필요성에 의해 일시적으로 정지된 경우 실시간으로 상기 모터의 구동을 일시적으로 정지시킴으로써 상기 전원부(210)의 전력소모를 줄일 수 있다.

상기 분사밸브(620)의 개방에 의해 용액분사가 재개되면, 상기 분사배관(610) 내부에 잔류하던 용액이 외부로 방출되면서 상기 흡입구(321a)와 배출구(321b) 사이의 압력구배가 다시 발생하게 된다. 즉, 상기 흡입구(321a)에는 여전히 정지압력이 가해지지만 상기 배출구(321b)에는 대기압이 작용하게 된다. 따라서, 상기 용액은 압력구배를 따라 이동하면서 상기 개폐단자(322)를 다시 밀어 올리고 상기 내부경로(P)와 배출구(321b)를 경유하여 외부로 분사된다. 이때, 상기 개폐단자(322)는 다시 상부로 이동하면서 상기 스프링(323a)을 압축하고 상기 개폐단자(322)의 이동에 의해 상기 위치센서(324)는 상기 제어부(220)로 모터 구동신호를 전송한다.

바람직하게는, 상기 분사배관(610)을 상기 펌프(110)와 몸체(321)의 흡입구(321a)를 연결하는 제1 배관(611)과 상기 배출구(321b)로부터 연장되는 제2 배관(612)으로 구분하고 서로 다른 재질로 구성할 수 있다. 따라서, 상기 제2 배관은 상기 스위칭 유닛(300)으로부터 연장되는 분사배관으로서 분사밸브(620) 및 분사노즐 등이 배치된다.

예를 들면, 상기 제1 배관(611) 소정의 탄성을 갖는 탄성부재로 구성되어 상기 제1 배관(611)의 내부압력 정지압력까지 증가하는 경우 증가된 압력의 일부를 상기 제1 배관(611)이 흡수할 수 있도록 구성한다. 따라서, 상기 용액 분사가 재개되는 경우 상기 위치센서(324)에 의해 모터 구동신호가 생성하지 않은 경우라 할지라도 상기 제1 배관(611)으로부터 상기 개폐단자(322)를 충분히 밀어 올릴 수 있다. 즉, 탄성체인 상기 제1 배관(611)의 내부용적이 증가되어 증가된 압력의 일부를 제1 배관(611)의 내부에 유보시킴으로써 용액 분사가 재개되는 개폐단자(322)를 압력을 분사압력 이상으로 유지할 수 있다. 이에 따라, 용액분사 재개 동작을 신속하게 효율적으로 수행할 수 있다.

상기 저장조의 용액이 모두 외부로 분사되면, 상기 흡입구(321a)로 더 이상 용액이 공급되지 않으므로 상기 흡입구(321a)와 배출구(321b) 사이의 압력구배는 소멸한다. 이에 따라, 상기 개폐단자(322)는 상기 흡입구(321a)와 인접하게 배치되고 상기 위치센서(324)에 의해 모터 구동은 정지된다. 상기 제어기(220)의 내부에 강제 정지조건을 설정하여 상기 위치센서(324)로부터 정지신호가 전송된 이후 일정 시간 동안 구동신호가 생성되지 않는 경우에는 상기 전원부(210)로부터 모터(120)로 인가되는 전원을 완전히 끊고 상기 자동 용액 분사기의 작동을 종료시킨다. 상기 위치센서(324)로부터 정지신호가 인가된 경우 상기 PWM 제어기(230)는 작동하고 있는 상태에서 단지 모터의 구동 자체만 일시적으로 정지시킨다.

도 5a 및 도 5b는 도 4a 및 도 4b에 도시된 유동 개폐기의 변형 실시예를 나타내는 구성도이다. 도 5a에 도시된 유동 개폐기는 단자 구동기(323)를 제외하고는 도 4a 및 도 4b에 도시된 유동 개폐기와 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 도 5a 및 도 5b에서 도 4a 및 도 4b에 도시된 유동 개폐기와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하며 상세한 설명을 생략한다.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 상기 변형 유동 개폐기(330)는 상기 개폐단자(322)를 구동하기 위한 단자 구동기(323)로서 영구자석을 이용한다. 즉, 상기 개폐단자(322)를 이동시키기 위한 구동력으로서 스프링의 압축력을 대신하여 영구자석의 자기력을 이용한다.

예를 들면, 상기 개폐단자(322)의 내부에 상기 제2 영구자석을 배치시키고 상기 단자 구동기(323)를 구성하는 제3 영구자석(323b)을 상기 내부경로(P)의 단부에 배치한다. 이때, 상기 제2 영구자석과 제3 영구자석이 서로 동일한 극성끼리 마주하도록 배치한다. 따라서, 상기 개폐단자(322)와 상기 단자 구동기(323) 사이에는 척력에 의해 서로 배척되는 힘이 작용한다.

이때, 상기 개폐단자(322)가 상기 흡입구(321a)와 인접하게 배치되어 상기 흡입구(321a)가 폐쇄되는 위치에 있을 때, 상기 제2 및 제3 영구자석 사이에 작용하는 척력이 상기 분사압력보다 작은 압력이 되도록 상기 제2 및 제3 영구자석의 자기력을 조절한다.

따라서, 상기 용액이 상기 흡입구(321a)에서 상기 개폐단자(322)를 밀어 올릴 때, 상기 제2 영구자석 및 제3 영구자석(323b) 사이의 척력에도 불구하고 상기 개폐단자(322)가 충분히 흡입구(321a)로부터 멀어질 수 있도록 구성한다.

상기 스프링의 압축력을 대신하여 자기력을 이용하여 개폐단자(322)가 이동한다는 점을 제외하면 상기 변형 유동 개폐기(330)의 작동은 상기 유동 개폐기(320)와 실질적으로 동일한 방식으로 작동한다. 따라서, 상기 변형 유동 개폐기(330)의 작동에 관한 상세한 설명은 생략한다.

상기 하우징(400)은 상기 용액 송출유닛(100), 상기 전원공급 유닛(200) 및 상기 스위칭 유닛(300)을 내부에 수용하고 외부와 밀폐시킴으로써 단일한 패키지를 형성한다.

예를 들면, 상기 하우징(400)은 실린더 형상을 갖도록 가공된 성형품을 포함하며 내부에 상기 용액 송출유닛(100), 상기 스위칭 유닛(300) 및 상기 전원공급 유닛(200)이 차례대로 적층된다. 상기 용액 송출유닛(100), 상기 전원공급 유닛(200) 및 상기 스위칭 유닛(300)은 상기 하우징(400)과 단일한 부품단위를 형성한다. 또한, 상기 자동 용액 분사기(1000)의 외부 몸체를 구성한다.

본 실시예에서는 예시적으로 실린더 형상을 개시하고 있지만, 상기 상기 용액 송출유닛(100), 상기 전원공급 유닛(200) 및 상기 스위칭 유닛(300)을 내부에 배치할 수 있고 저장조의 형상과 조화될 수 있다면 실린더 형상 외에 다양한 형상을 가질 수 있음은 자명하다.

선택적으로, 상기 자동 용액 분사기(1000)는 상기 하우징(400)의 상부에 배치되어 상기 하우징(400)과 저장조를 착탈식으로 결합하는 결합수단(500)이 더 구비될 수 있다.

예를 들면, 상기 결합수단(500)은 상기 하우징(400)의 상부 표면과 상기 저장조의 몸체에 동시에 나사 결합되어 상기 자동 용액 분사기(1000)를 저장조에 간단하게 결합할 수 있는 회전식 덮개를 포함할 수 있다. 그러나, 저장조와 자동 용액 분사기(1000)가 결합되지 않더라도 용액을 분사할 수 있다면 상기 결합수단(500)은 제공되지 않을 수도 있다.

선택적으로, 상기 제어부(220)의 구동 스위치(224) 및 표시부(225)는 상기 결합수단(500)의 외부로 노출되도록 배치되어 상기 자동 용액 분사기(1000)를 사용 편의성을 높일 수 있다.

상기 분사유닛(600)은 상기 하우징(400)을 관통하여 내부의 펌프(110)와 연결되어 상기 용액을 저장조로부터 외부로 자동으로 분사한다.

예를 들면, 상기 분사유닛(600)은 상기 펌프(110)와 연결되는 분사 배관(610) 및 상기 분사 배관(610)의 일부에 배치되어 상기 용액의 분사를 조절하는 분사 밸브(620) 및 상기 용액을 직접 분사하는 분사노즐(630)을 포함한다.

상기 펌프(110)에 의해 송출된 용액은 상기 분사배관(610)을 통하여 분사노즐(630)로 전송되고 상기 분사밸브(620)에 의해 선택적으로 분사된다. 사용자의 분사목적과 사용 환경에 따라 상기 분사배관(610)은 다양한 길이를 가질 수 있으며 분사밸브나 분사 노즐 외에 다양한 분사수단이 더 구비될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 의한 자동 용액 분사기에 의하면, 펌프에 의해 용액을 송출하는 용액 송출 유닛, 펌프용 모터를 구동하기 위한 전원 공급 유닛 및 상기 모터의 구동을 선택적으로 조절할 수 있는 스위칭 유닛을 휴대가 간편하고 밀봉성이 우수한 하우징의 내부에 일체로 배치함으로써 저장조의 용량이나 형상에 구애받지 않고 상기 저장조와의 간단한 조립에 의해 저장된 용액을 자동으로 분사할 수 있다. 이에 따라, 사용자의 인력에 구애받지 않고 액상 용액을 분무하는 다양한 분야에 응용될 수 있다.

이때, 상기 용액을 송출하기 위한 구동모터를 PWM 제어기를 이용하여 펄스폭 변조방식으로 구동함으로써 상기 전원부의 소모 전력을 현저하게 줄일 수 있다. 또한, 상기 분사밸브에 의해 필요에 따라 상기 용액의 분사를 간편하게 일시 정지시킬 수 있으며 용액의 분사가 일시정지 되는 경우 상기 스위칭 유닛을 통하여 상기 모터의 구동을 정지시킴으로써 상기 전원부의 전력낭비를 최소화함으로써 상기 전원부의 에너지 효율을 높일 수 있다. 특히, 상기 전원부로서 리튬 이온 배터리 팩을 이용하는 경우, 종래의 리튬이온 배터리 팩과 달리 배터리 보호회로를 구비하는 상기 제어부가 상기 배터리 팩과 독립적으로 배치되므로 소모된 배터리 팩만 용이하게 교환할 수 있다. 따라서, 배터리와 보호회로 일체형 전원부와 비교하여 상기 자동 용액 분사기의 유지비용을 현저하게 감소시킬 수 있다.

상기 자동 용액 분사기를 휴대용 농약 분무기에 응용하는 경우 농약을 저장하는 약액 저장조와 상기 자동 용액 분사기를 간단하게 조립함으로써 약액 저장조의 사이즈와 형상에 관계없이 휴대용 농약 분무기를 조립할 수 있다.

상기 자동 용액 분사기를 응용하는 휴대용 농약 분무기에 대하여 아래에서 상술한다.

휴대용 농약 분무기

도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 도 1에 도시된 자동 용액 분사기를 포함하는 휴대용 농약 분무기를 나타내는 사시도이다.

도 6을 참조하면, 휴대용 농약 분무기(2000)는 농약 약액이 저장되는 내부공간을 구비하고 상기 내부공간과 외부가 연통하는 적어도 하나의 개구(1111)를 구비하는 약액 저장조(1100) 및 상기 개구(1111)를 통하여 상기 내부공간으로 삽입되도록 상기 약액 저장조(1100)에 착탈 가능하게 고정되고 하단부는 상기 약액에 침잠(immersed)되어 자동으로 상기 약액을 상기 약액 저장조의 외부로 분사하는 실린더형 자동 용액 분사기(1000)를 포함한다.

일실시예로서, 상기 약액 저장조(1100)는 소정의 용량을 갖고 상기 내부공간에 농약 약액을 저장할 수 있는 박스 형상을 갖는다. 상면에는 상기 약액을 투입할 수 있는 개구(1111)가 배치되고 일측면에는 사용자의 등에 상기 약액 저장조(1100)를 고정할 수 있는 멜빵(1110)이 배치된다.

상기 자동 용액 분사기(1000)는 도 1에 도시된 자동 용액 분사기와 동일한 구조와 기능을 가지므로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다. 특히, 상기 고정수단(500)으로서 로터리식 덮개를 제공하여 상기 약액 저장조(1100)와 상기 자동 용액 분사기(1000)를 용이하게 고정할 수 있다.

임의의 약액 저장조(1100)에 저장된 농약을 모두 살포한 후, 상기 덮개를 풀고 자동용액 분사기(1000)를 용이하게 분리할 수 있다. 이어서, 다른 약액 저장조에 상기 자동 용액 분사기(1000)를 다시 삽입한 후 덮개를 이용하여 고정함으로써 약액 저장조에 상관없이 농약을 자동으로 살포할 수 있다.

특히, 상기 자동 용액 분사기(1000)의 형상을 실린더 형상으로 구성함으로써 직육면체 형상이나 실린더 형상을 갖는 종래의 약액 저장조에 포함된 농약에 용이하게 침잠시켜 사용할 수 있다. 또한, 덮개에 의해 분리와 고정이 용이하므로, 자동 용액 분사기만 휴대하는 경우에는 다양한 작업환경에서 농약을 자동으로 살포할 수 있다.

선택적으로, 상기 자동 용액 분사기(1000)의 구동 스위치(224) 및 표시부(225)는 상기 덮개(500)의 외부로 배치하여 사용자의 편의성을 높일 수 있다. 특히, 표시부(225)에는 상기 배터리 팩의 충전상태에 관한 정보나 상기 자동 용액 분사기(1000) 전체의 작동을 리세팅에 관한 정보를 표시할 수 있다.

따라서, 다양한 약액 저장조를 이용하여 휴대용 자동 농략 분무기를 구성할 수 있다.

본 실시예에서는 상기 약액 저장조(1100)에 단일한 개구가 구비되어 상기 개구를 통하여 농약을 저장조로 투입하고 투입이 완료된 후 상기 자동 용액 분사기(1000)를 조립하는 것을 개시하고 있지만, 한 쌍의 개구를 배치하여 농약을 투입용 제1 개구와 상기 자동 용액 분사기 고정용 제2 개구를 배치할 수 있음은 자명하다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 휴대성과 조립성이 우수한 자동 용액 분사기를 약액 저장조에 간단하게 조립하여 구성함으로써 약액 저장조의 형상과 구조와 무관하게 휴대용 농약 분무기를 구성할 수 있다. 종래의 자동 농약 분무기는 자동 분무 수단과 약액 저장조가 일체로 구성되어 자동 분무 수단의 일부에 하자나 오류가 있더라도 자동 농약 분무기 전체를 새로 구입해야 하는 번거로움이 있었으며 대응하는 약액 저장조 이외의 저장조에는 자동 분무 수단을 사용할 수 없었지만, 본 발명에 의한자동 분사기는 간단한 착탈에 의해 약액 저장조와 결합될 수 있으므로 약액 저장조와 무관하게 자동 농약 분무기를 구성할 수 있다.

이에 따라, 종래의 휴대용 농약 분무기에 본 발명에 의한 자동 분사기를 조립함으로써 간단하게 수동 분무기를 자동 분무기로 전환할 수 있고 자동 분무 수단의 하자에 의해 폐기 처리되는 종래의 자동 분무기의 약액 저장조를 재활용할 수 있는 장점이 있다.

또한, PWM 제어기를 이용하여 자동 용액 분사기의 구동모터를 제어함으로써 배터리 팩의 전력 소모량을 감소시키고 제어부와 독립적으로 배터리 팩의 교환이 가능하여 유지비용을 절감할 수 있다. 뿐만 아니라, 다양한 스위칭 소자를 이용하여 농약분사가 일시 정지되는 경우 구동모터의 작동을 효율적으로 정지시킴으로써 배터리 소모를 현저하게 절감할 수 있다.

본 발명에 의한 자동 용액 분사기는 농약 분무기뿐만 아니라 선택적으로 유체를 이동시키고 분사시키는 다양한 제품에 응용될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

저장조에 저장된 용액을 송출시키는 펌프와 상기 펌프를 구동하는 모터를 구비하는 용액 송출유닛;
전원부(power source) 및 상기 전원부로부터 상기 모터로 인가되는 구동신호를 제어하는 펄스폭 변조 (pulse width modulation, PWM) 제어기가 배치된 제어부를 구비하는 전원공급 유닛;
상기 모터의 구동을 선택적으로 제어하여 상기 용액의 흐름을 단속하는 스위칭 유닛;
상기 용액 송출유닛, 상기 전원공급 유닛 및 상기 스위칭 유닛을 내부에 수용하고 외부와 밀폐시키는 하우징; 및
상기 하우징을 관통하여 상기 펌프와 연결되는 분사 배관 및 상기 분사 배관의 일부에 배치되어 상기 용액의 분사를 조절하는 분사 밸브를 구비하고 상기 분사밸브의 개방에 의해 상기 용액을 외부로 분사하는 분사유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용액 분사기.
제1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 배터리 팩과 전기적으로 연결되어 상기 배터리 팩의 과전류를 방지하는 제1 보호회로, 상기 모터와 전기적으로 연결되어 상기 모터의 과전류를 방지하는 제2 보호회로, 상기 모터를 구동하기 위한 초기 신호를 인가하는 구동 스위치 및 상기 전원 공급 유닛의 정보를 표시하기 위한 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용액 분사기.
제2항에 있어서, 상기 제어부는 상기 제1 보호회로, 상기 제2 보호회로, 상기 구동 스위치 및 상기 표시부로 신호를 인가하는 원거리 신호 전송수단(remote controller)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용액 분사기.
제1항에 있어서, 상기 전원부는 상기 제어부와 별개로 배치되어 상기 제어부와 독립적으로 교환이 가능한 배터리 팩(battery pack)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용액 분사기.
제1항에 있어서, 상기 스위칭 유닛은 상기 분사 배관으로부터 분기되어 상기 분사배관의 내부 압력을 직접 검출하는 검출수단을 구비하는 압력 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용액 분사기.
제5항에 있어서, 상기 압력 스위치는 상기 제어부와 연결된 제1 배선, 상기 모터와 연결된 제2 배선, 상기 분사 배관의 내부 압력을 검출하는 압력 검출배관, 상기 압력 검출 배관에 의해 검출된 검출압력에 따라 상기 제1 및 제2 배선을 선택적으로 연결하는 단락부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용액 분사기.
제1항에 있어서, 상기 스위칭 유닛은 상기 분사배관의 경로 상에 배치되어 내부에 상기 분사배관의 내부압력에 따라 상기 용액의 유로(flow path)를 선택적으로 형성하는 유로 개폐기를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용액 분사기.
제7항에 있어서, 상기 분사 배관은 상기 펌프로부터 상기 유로 개폐기의 흡입구로 연장되는 제1 배관 및 상기 유로 개폐기의 배출구로부터 외부로 연장하는 제2 배관을 포함하고, 상기 유로 개폐기는 상기 흡입구 및 배출구를 통하여 외부와 연통하고 상기 흡입구 및 배출구와 연결되어 상기 용액이 경유하는 내부 유로(inner flow path)를 구비하는 몸체, 상기 내부 유로를 따라 이동하면서 상기 분사 배관의 내부압력에 따라 상기 흡입구 및 배출구를 선택적으로 개폐시켜 상기 몸체를 경유하여 전송되는 용액을 선택적으로 개폐시키는 개폐 단자, 상기 개폐단자를 이동시키는 구동력을 제공하는 단자 구동기, 상기 개폐 단자의 위치를 검출하여 상기 모터의 구동을 정지시키는 정지신호를 생성하는 위치센서 및 상기 제어부와 연결되어 상기 위치센서로부터 생성된 상기 정지신호를 상기 PWM 제어기로 전송하는 제어배선을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용액 분사기.
제8항에 있어서, 상기 위치센서는 상기 흡입구에 인접하여 배치되는 위치 반응기 및 상기 위치 반응기의 위치변동 신호를 검출하는 검출센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용액 분사기.
제9항에 있어서, 상기 위치 반응기는 서로 척력이 작용하는 한 쌍의 제1 영구자석을 포함하고 상기 단자 구동기는 상기 제2 영구자석을 포함하여, 상기 검출센서는 상기 제2 영구자석의 자기력에 의해 변동되는 상기 한 쌍의 제1 영구자석 사이의 이격거리에 따라 상기 개폐단자의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 자동 용액 분사기.
제10항에 있어서, 상기 단자 구동기는 선형 스프링을 포함하여 상기 개폐단자는 상기 스프링의 압축력에 의해 상기 흡입구로 이동하는 것을 특징으로 하는 자동 용액 분사기
제10항에 있어서, 상기 단자 구동기는 제3 영구자석을 포함하여 상기 개폐단자는 상기 제2 영구자석과 제3 영구자석의 척력에 의해 상기 흡입구로 이동하는 것을 특징으로 하는 자동 용액 분사기.
제8항에 있어서, 상기 제1 배관은 탄성부재로 구성되어 상기 분사배관의 내부압력이 증가하는 경우 상기 제1 배관의 내부용적이 상기 제1 배관의 탄성범위 내에서 증가하는 것을 특징으로 하는 자동 용액 분사기.
제1항에 있어서, 상기 하우징은 실린더형으로 배치되어 상기 하우징의 내부에서 상기 용액 송출유닛, 상기 전원공급 유닛 및 상기 스위칭 유닛은 수직방향을 따라 서로 적층되어 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 용액 분사기.
약액이 저장되는 내부공간을 구비하고 상기 내부공간과 외부가 연통하는 적어도 하나의 개구를 구비하는 약액 저장조; 및
상기 개구를 통하여 상기 내부공간으로 삽입되도록 상기 약액 저장조에 착탈 가능하게 고정되고 하단부는 상기 약액에 침잠(immersed)되어 자동으로 상기 약액을 상기 약액 저장조의 외부로 분사하는 실린더형 자동 용액 분사기를 포함하고,
상기 실린더형 자동 용액 분사기는,
상기 약액 저장조에 저장된 상기 약액을 송출시키는 펌프와 상기 펌프를 구동하는 모터를 구비하는 약액 송출유닛;
전원부(power source) 및 상기 전원부로부터 상기 모터로 인가되는 구동신호를 제어하는 펄스폭 변조 (pulse width modulation, PWM) 제어기를 구비하는 제어부를 구비하는 전원공급 유닛;
상기 분사배관의 내부압력에 따라 상기 모터의 구동을 선택적으로 제어하여 상기 용액의 흐름을 단속하는 스위칭 유닛;
상기 용액 송출유닛, 상기 전원공급 유닛 및 상기 스위칭 유닛을 내부에 수용하고 외부와 밀폐시키는 실린더형 하우징; 및
상기 하우징을 관통하여 상기 펌프와 연결되는 분사 배관 및 상기 분사 배관의 일부에 배치되어 상기 약액의 분사를 조절하는 분사 밸브를 구비하고 상기 분사밸브의 개방에 의해 상기 약액을 외부로 분사하는 분사유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 농약 분무기.
삭제
제15항에 있어서, 상기 스위칭 유닛은 상기 분사배관으로부터 분기되어 상기 분사배관의 내부 압력을 직접 검출하는 검출수단을 구비하는 압력 스위치 및 상기 분사배관의 경로 상에 배치되어 내부에 상기 분사배관의 내부압력에 따라 상기 용액의 유로(flow path)를 선택적으로 형성하는 유로 개폐기 중의 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 농약 분무기.
제15항에 있어서, 상기 실린더형 자동 용액 분사기를 회전에 의해 상기 약액 저장조에 고정 또는 분리할 수 있는 로터리식 덮개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 농약 분무기.
제18항에 있어서, 상기 제어부는 상기 배터리 팩과 전기적으로 연결되어 상기 배터리 팩의 과전류를 방지하는 제1 보호회로, 상기 모터와 전기적으로 연결되어 상기 모터의 과전류를 방지하는 제2 보호회로, 상기 모터를 구동하기 위한 초기 신호를 인가하는 구동 스위치 및 상기 전원 공급 유닛의 정보를 표시하기 위한 표시부를 포함하며, 상기 구동 스위치 및 상기 표시부는 상기 덮개의 외부로 돌출되는 것을 특징으로 하는 휴대용 농약 분무기.
제15항에 있어서, 상기 약액 저장조의 일면에 배치되어 사용자의 등에 상기 약액 저장조를 고정할 수 있는 고정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 농약 분무기.