KR101625072B1

KR101625072B1 - 원거리 액체 비산 장치

Info

Publication number: KR101625072B1
Application number: KR1020140074231A
Authority: KR
Inventors: 조희근
Original assignee: 주식회사 트론; 안동대학교 산학협력단
Priority date: 2014-06-18
Filing date: 2014-06-18
Publication date: 2016-05-27
Also published as: KR20150145019A

Abstract

동시에 여러 방향으로 액체를 비산시키고, 공기 압력의 손실을 최소화하여 더욱 멀리 액체를 비산시킴으로써 넓은 면적을 빠르게 작업할 수 있는 원거리 액체 비산 장치가 개시된다. 개시된 원거리 액체 비산 장치는, 액체가 수용되는 탱크와, 탱크에서 유출된 액체가 흐르는 복수의 노즐관과, 복수의 노즐관의 말단부에 액체가 분출되도록 마련된 복수의 노즐(nozzle)을 구비한 액체 공급 유닛, 및 송풍 팬(fan)과, 송풍 팬에 의해 승압된 고속의 공기가 서로 다른 복수의 방향으로 토출되도록 안내하는 복수의 덕트(duct)를 구비한 송풍 유닛을 구비하고, 복수의 덕트는 자신의 공기 유입구와 자신의 공기 유출구 사이의 부분이 곡선형으로 굽어지고, 복수의 노즐이 복수의 덕트의 공기 유출구에 배치되어 노즐을 통해 분출된 액체가 덕트의 공기 유출구를 통해 토출된 고속의 공기에 실려 비행하도록 구성된다.

Description

원거리 액체 비산 장치{Long range liquid scattering apparatus}

본 발명은 예컨대, 농약과 같은 액체를 원거리까지 사방으로 비산되도록 살포하는 원거리 액체 비산 장치에 관한 것이다.

예컨대, 농약 살포기와 같이 액체를 분무하는 장치가 널리 알려져 있다. 액체를 분무하는 장치에는, 작업자가 가지고 다니면서 액체를 분무하는 휴대용 기구, 스프링클러(sprinkler)와 같이 특정 장소에 고정 설치하고 액체를 분무하는 장치, 및 강한 송풍 압력으로 액체를 원거리까지 비산시키는 장치가 포함된다. 상기 원거리 액체 비산 장치는 자동차와 같이 장소를 이동할 수 있게 구성될 수도 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1235955호 및 제10-1371076호에는 종래의 원거리 액체 비산 장치가 개시되어 있다. 상기 제10-1235955호에 개시된 원거리 액체 비산 장치는 송풍기에 의해 가압된 공기가 방출 분배판에 부딪쳐 여러 방향으로 분산 방출되도록 구성되어 공기 압력의 손실이 크고, 액체, 즉 농약의 비산 거리가 크지 않다는 문제점이 있다.

또한, 상기 제10-1371076호에 개시된 원거리 액체 비산 장치는 송풍기가 단일의 공기 가이드 덕트(duct) 내부에 구비되어 일 방향으로만 액체를 비산시킬 수 있고, 방향을 바꾸기 위해서는 덕트를 로테이팅(rotating) 및 틸팅(tilting) 시켜야 하며, 동시에 여러 방향으로 액체를 비산시킬 수는 없는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1235955호 대한민국 등록특허공보 제10-1371076호

본 발명은, 동시에 여러 방향으로 액체를 비산시키고, 공기 압력의 손실을 최소화하여 더욱 멀리 액체를 비산시킴으로써 넓은 면적을 빠르게 작업할 수 있는 원거리 액체 비산 장치를 제공한다.

본 발명은, 액체가 수용되는 탱크와, 상기 탱크에서 유출된 액체가 흐르는 복수의 노즐관과, 상기 복수의 노즐관의 말단부에 상기 액체가 분출되도록 마련된 복수의 노즐(nozzle)을 구비한 액체 공급 유닛, 및 송풍 팬(fan)과, 상기 송풍 팬에 의해 승압된 고속의 공기가 서로 다른 복수의 방향으로 토출되도록 안내하는 복수의 덕트(duct)를 구비한 송풍 유닛을 구비하고, 상기 복수의 덕트는 자신의 공기 유입구와 자신의 공기 유출구 사이의 부분이 곡선형으로 굽어지고, 상기 복수의 노즐이 상기 복수의 덕트의 공기 유출구에 배치되어 상기 노즐을 통해 분출된 액체가 상기 덕트의 공기 유출구를 통해 토출된 고속의 공기에 실려 비행하도록 구성된 원거리 액체 비산 장치를 제공한다.

상기 공기 유입구보다 상기 공기 유출구의 단면적이 더 클 수 있다.

상기 송풍 팬은 일 방향으로 회전하는 회전 날개를 구비하고, 상기 복수의 덕트는 상기 회전 날개의 회전 축선에 대해 방사 방향(radial direction)으로 상기 고속의 공기를 토출하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 원거리 액체 비산 장치는, 상기 액체 공급 유닛과 상기 송풍 유닛을 탑재하고 이동할 수 있는 이동 유닛을 더 구비할 수 있다.

상기 덕트의 내부에서 상기 공기 유입구에서 상기 공기 유출구를 향해 유동하는 공기가 소용돌이치면서 진행하도록, 상기 덕트의 내부에 나선형으로 연장된 나선 블레이드가 구비되거나, 상기 덕트의 내주면에 나선 패턴으로 연장된 나선 홈이 형성될 수 있다.

본 발명의 원거리 액체 비산 장치는, 빠른 속도로 송풍된 공기를 곡선형으로 휘어진 덕트를 통해 방출하므로 공기 압력의 손실이 최소화되어 노즐에서 분출된 액체를 강한 바람에 실어 먼 거리까지 비산시킬 수 있다.

또한, 복수의 덕트를 구비하고, 각 덕트의 출구가 여러 방향을 향하도록 구성되어 여러 방향으로 동시에 액체를 원거리로 비산시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 원거리 액체 비산 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 액체 공급 유닛의 내부 구성을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 3은 도 1의 송풍 유닛을 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 덕트 조립체를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 3의 덕트를 Ⅲ-Ⅲ에 따라 절개하여 도시한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 원거리 액체 비산 장치를 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 원거리 액체 비산 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 액체 공급 유닛의 내부 구성을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 원거리 액체 비산 장치(10)는 경작지에 여러 방향으로 액상의 농약이나 영양제를 뿌려주는 장치로서, 액체 공급 유닛(20), 송풍 유닛(40), 및 이동 유닛(11)을 구비한다. 액체 공급 유닛(20)은 예컨대, 농약, 영양제 등의 액체를 복수의 노즐(30)을 통해 분출하는 유닛이고, 송풍 유닛(40)은 공기를 승압하여 고속으로 송풍하는 유닛이며, 이동 유닛(11)은 액체 공급 유닛(20)과 송풍 유닛(40)을 탑재하고 이동할 수 있게 구성된 유닛이다. 이동 유닛(11)은 작업자가 타서 조종할 수 있는 운전석(16)이 마련되고, 자동차와 마찬가지로 바퀴 구름으로 이동할 수 있도록 4개의 바퀴(13)를 구비한다. 또한, 도시되진 않았으나, 이동 유닛(11)에는 바퀴(13)를 굴리고, 액체 공급 유닛(20) 내부의 펌프((24)를 동작시키기 위한 동력을 발생시키는 엔진(미도시)이 포함될 수 있다.

액체 공급 유닛(20)은 운전석(16)의 후방에 설치되고, 하우징(21)과, 하우징(21) 내부에 탱크(tank)(22), 펌프(pump)(24), 및 분기관(26)과, 하우징(21) 밖으로 돌출된 10개의 노즐관(28)과, 각 노즐관(28)에 하나씩 장착된 10개의 밸브(valve)(27)를 구비한다. 탱크(tank)(22)에는 액체가 수용되고, 노즐관(28)을 통해서는 탱크(22)에서 유출된 액체가 흐른다. 펌프(24)는 탱크(22)에 수용된 액체를 고압으로 방출되도록 압력을 높여준다. 분기관(26)은 펌프(24)에서 방출된 액체가 10개의 노즐관(28)을 따라 분산되어 흐르도록 10개의 노즐관(28)과 병렬 연결된다. 10개의 노즐관(28)은 하우징(21)을 관통하여 후방으로 돌출되며, 하우징(21) 외부로 노출된 10개의 노즐관(28)의 말단부에는 액체가 분출되도록 복수의 노즐(nozzle)(30)이 마련된다. 각 노즐(30)에는 액체가 분출되는 노즐 통공(32)(도 5 참조)이 형성된다. 각 노즐관(28)의 말단은 액체가 통과하지 못하도록 막혀 있다.

도 3은 도 1의 송풍 유닛을 도시한 분해 사시도이고, 도 4는 도 3의 덕트 조립체를 도시한 사시도이며, 도 5는 도 3의 덕트를 Ⅲ-Ⅲ에 따라 절개하여 도시한 단면도이다. 도 3 및 도 4를 함께 참조하면, 송풍 유닛(40)은 송풍 팬(fan)(43), 공기 유입 가이드(41), 송풍 가이드(50), 및 덕트 조립체(60)를 구비한다. 송풍 팬(43)은 외부에서 유입되는 공기를 승압하여 고속 유동시켜 덕트 조립체(60)를 향해 방출한다. 송풍 가이드(50)는 송풍 팬(43)과 덕트 조립체(60) 사이에 개재되어 승압된 고속의 공기를 덕트 조립체(60)까지 안내한다. 덕트 조립체(60)는 10개의 덕트(duct)(67)를 구비하며, 10개의 덕트(67)를 통해 상기 승압된 고속의 공기는 서로 다른 10개의 방향으로 토출된다. 공기 유입 가이드(41)는 송풍 유닛(40) 외부의 공기를 송풍 팬(43) 내부로 유입되도록 안내한다.

송풍 팬(43), 송풍 가이드(50), 및 덕트 조립체(60)는 각각 일렬로 밀착되는 보디(44, 51, 61)와, 보디(44, 51, 61)의 중앙부에 형성된 중앙 통공(46, 53, 63)을 구비한다. 중앙 통공(46, 53, 63)이 일렬로 연결되어 송풍 유닛(40) 내부에서 승압된 공기가 유동하는 통로를 형성한다. 송풍 팬(43)의 중앙 통공(46)에는 회전 날개(48)가 배치되고, 회전 날개(48)는 X축과 평행한 회전 축선(RCL)에 대해 일 방향으로 회전 가능하게 구성된다. 액체 공급 유닛(20)의 하우징(21) 내부에 회전 날개(48)를 회전시키는 동력을 제공하는 모터(미도시)가 구비될 수 있다.

송풍 가이드(50)의 중앙 통공(53)에는 승압된 고속 공기의 압력 강하를 최소화하여 덕트 조립체(60)의 중앙 통공(63)으로 안내하는 고정 날개(55)가 마련된다. 덕트 조립체(60)의 중앙 통공(63)에는 송풍 가이드(50)의 중앙 통공(53)을 통과한 고속의 공기를 10개의 덕트(67)로 분리하여 유도하는 복수의 분리 블레이드(65)가 설치된다. 복수의 분리 블레이드(65)는 바퀴살처럼 상기 회전 날개(48)의 회전 축선(RCL)에 대해 방사상으로 연장된다.

인접한 한 쌍의 분리 블레이드(65) 사이로 진입한 고속의 공기는 유량의 손실 없이 10개의 덕트(67)의 공기 유입구(69)로 유입된다. 10개의 덕트(67)는 각각 공기 유입구(69)보다 공기 유출구(68)(도 5 참조)의 단면적이 더 큰 파이프(pipe) 형태의 부재로서, 공기 유입구(69)와 공기 유출구(68) 사이의 부분이 곡선형으로 굽어지게 형성된다. 10개의 덕트(67)의 공기 유입구(69)는 X축과 평행한 회전 날개(48)의 회전 축선(RCL)에 대해 같은 거리만큼 이격되게 배치된다. 10개의 덕트(67)는 액체 공급 유닛(20)의 하우징(21)과 덕트 조립체(60)의 보디(61) 사이에 배치되고, 회전 날개(48)의 회전 축선(RCL)에 대해 방사 방향(radial direction)으로 승압된 공기를 토출하도록 공기 유출구(68)가 상기 보디(61)의 외측을 향해 개방된다.

10개의 노즐관(28) 말단의 노즐(30)은 10개의 덕트(67)의 공기 유출구(68) (도 5 참조)에 각각 배치되고, 노즐(30)의 노즐 통공(32)은 공기 유출구(68)와 마찬가지로 보디(61)의 외측을 향해 개방된다. 이에 따라 각 노즐(30)을 통해 분출된 액체는 상기 공기 유출구(68)를 통해 토출된 고속의 공기에 실려 원거리까지 비행한 후 낙하한다. 또한, 고압 고속의 공기와 접촉 시간이 증대되어 보다 작은 액적으로 분화되어 뿌려진다.

도 5는 도 3의 덕트를 Ⅲ-Ⅲ에 따라 절개하여 도시한 단면도이다. 도 3 내지 도 5를 함께 참조하면, 각 덕트(67)의 내부에는 나선형으로 공기 유입구(69)에서 공기 유출구(68)까지 연장된 나선 블레이드(70)가 구비된다. 따라서, 공기 유입구(69)를 통해 덕트(67)로 유입된 고속의 공기는 소용돌이치면서 덕트(67)의 길이 방향으로 이동하여 압력 손실은 더욱 줄이고, 공기 유출구(68)의 밖으로 배출되더라도 바로 확산되지 않고 공기 유출구(68)가 향하는 방향으로 더 멀리 직진한다. 따라서, 노즐(30)를 통해 분출되는 액체를 보다 작은 액적으로 세밀하게 분화시킬 수 있고, 더 멀리 비산시킬 수 있다. 한편, 도면으로 첨부되진 않았으나 상기 나선 블레이드(70) 대신에 덕트(67)의 내주면에 공기 유입구(69)에서 공기 유출구(68)까지 나선 패턴(pattern)으로 연장된 나선 홈(spiral groove)가 형성되는 경우에도 나선 블레이드(70)와 같은 효과를 기대할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

10: 원거리 액체 비산 장치 11: 이동 유닛
20: 액체 공급 유닛 22: 탱크
24: 펌프 28: 노즐관
30: 노즐 40: 송풍 유닛
43: 송풍 팬 60: 덕트 조립체
67: 덕트 70: 나선 블레이드

Claims

액체가 수용되는 탱크와, 상기 탱크에서 유출된 액체가 흐르는 복수의 노즐관과, 상기 복수의 노즐관의 말단부에 상기 액체가 분출되도록 마련된 복수의 노즐(nozzle)을 구비한 액체 공급 유닛; 및, 고속의 공기가 서로 다른 복수의 방향으로 토출되도록 안내하는 복수의 덕트(duct)를 구비한 송풍 유닛;을 구비하고,
상기 송풍 유닛은, 각각 공기가 통과하는 중앙 통공이 형성되면서 나란히 밀착 배치되어 공기가 순서대로 통과하는 송풍팬(fan)과,송풍 가이드와, 덕트 조립체를 포함하고,
상기 송풍 팬의 중앙 통공에는 회전 날개가 배치되고,
상기 송풍 가이드의 중앙 통공에는 복수의 분리 블레이드들이 상기 회전날개 축선에 대하여 방사상으로 연장되고,
상기 덕트 조립체의 중앙 통공에는, 복수개의 덕트들이 형성되고,
상기 각각의 덕트들은 서로 인접하는 분리 블레이드들 사이로 유입되는 공기를 유입하는 공기 유입구와, 상기 공기 유입구로부터 곡선으로 굽어져 형성된 공기 유출구를 포함하고,
상기 복수의 노즐들은 각각 상기 덕트의 공기 유출구에 배치되어 상기 노즐을 통해 분출된 액체가 상기 덕트의 공기 유출구를 통해 토출된 고속의 공기에 실려 비행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 원거리 액체 비산 장치.
제1 항에 있어서,
상기 공기 유입구보다 상기 공기 유출구의 단면적이 더 큰 것을 특징으로 하는 원거리 액체 비산 장치.
제1 항에 있어서,
상기 송풍 팬은 일 방향으로 회전하는 회전 날개를 구비하고, 상기 복수의 덕트는 상기 회전 날개의 회전 축선에 대해 방사 방향(radial direction)으로 상기 고속의 공기를 토출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 원거리 액체 비산 장치.
제1 항에 있어서,
상기 액체 공급 유닛과 상기 송풍 유닛을 탑재하고 이동할 수 있는 이동 유닛;을 더 구비한 것을 특징으로 하는 원거리 액체 비산 장치.
제1 항에 있어서,
상기 덕트의 내부에서 상기 공기 유입구에서 상기 공기 유출구를 향해 유동하는 공기가 소용돌이치면서 진행하도록, 상기 덕트의 내부에 나선형으로 연장된 나선 블레이드가 구비되거나, 상기 덕트의 내주면에 나선 패턴으로 연장된 나선 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 원거리 액체 비산 장치.