KR101963800B1 - 동력분무기의 피스톤 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 동력분무기의 피스톤 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 분무장치 내의 용수에 유입 및 혼합되는 것을 원천적으로 막을 수 있도록 하여 윤활유 유입을 방지하기 염려를 불식시킬 수 있고, 구성의 간결을 도모하여 유지·관리가 용이하며, 피스톤 작동의 부하를 현저하게 줄일 수 있도록 한 것이다.
이를 위해 본 발명은 동력장치의 피스톤로드를 분무장치의 실린더블록에 결합하여 동력장치의 피스톤로드가 분무장치에 직접 결합되도록 하는 동력분무기의 피스톤 장치에 있어서, 상기 실린더블록의 내실에 끼워져 실린더블록과 이중관 형태로 구성되는 실린더와; 상기 실린더에 삽입되는 피스톤과; 상기 피스톤 및 상기 피스톤로드를 연결하여 일체화하는 연결로드를 포함하여 구성하되, 상기 피스톤이 상기 실린더에 삽입되도록 하여 상기 피스톤로드와 실린더의 직접적인 접촉이 방지되도록 함으로써 상기 피스톤로드가 동력장치의 내부로 반복 출몰함에 따라 피스톤로드 표면에 묻는 동력장치의 윤활유가 분무장치 내의 물 또는 농약에 유입 및 혼합되는 것을 원천적으로 방지할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 피스톤 장치를 제공하고자 하는 것이다.

Description

동력분무기의 피스톤 장치{piston device of power sprayer}

본 발명은 분무과정에서 물 또는 농약 등(이하 '용수'로 통칭함)에 동력장치의 윤활유(구리스 등) 등이 혼합되지 않으면서 구조는 더욱 간결해지는 동력분무기의 피스톤 장치에 관한 것이다.

일반적으로 동력분무기는, 동력장치와 분무장치를 결합하여 동력장치의 동력으로 분무기로 공급되는 용수를 일정한 압력으로 분무할 수 있도록 한 것이다. 위 동력분무기는 도 5에서 도시한 바와 같이 동력장치(10)의 피스톤로드(11)가 후방에서 삽입되고, 전방에는 제1역지밸브(90)가 설치되는 실린더블록(60)과; 상기 실린더블록(60)의 제1역지밸브(90) 전방 측에 고정되어 용수를 실린더블록(60)의 내실(61)로 공급시키는 공급유닛(80)과; 상기 실린더블록(60) 중앙 상부로 돌출되어 토출실(71)이 토출로(711)로 통하여 실린더블록(60)의 내실(61)과 연통되는 토출통(70)과; 상기 토출로(711)에 설치되는 제2역지밸브(100)와; 상기 토출통(70) 상부에 장착되고, 압력조정기에 의해 압력이 조정되는 압축탱크(73)와; 상기 토출통(70)의 전방에 장착되는 토출구(72)로 구성된다.

위 구성에 따른 용수의 분무과정은, 동력장치의 피스톤로드를 피스톤작동 시키면 공급유닛으로 공급되는 용수가 제1역지밸브를 거쳐 실린더블록(60)의 내실(61)로 흡입되고, 흡입된 용수는 제2역지밸브를 경유하여 토출통의 토출실로 이동한 후 토출구로 토출됨으로써 분무된다.

위와 같은 동력분무기에서 본 발명과 대응되는 피스톤 장치(이하 '종래피스톤 장치'라 함)를 도 5에 의거하여 설명하면, 동력장치(10) 내부를 출몰하는 피스톤로드(11)가 직접 분무장치(50)의 실린더블록(60)에 삽입되고, 상기 실린더블록의 내벽과 피스톤로드(11)의 외면 사이에 형성되는 공간(62)에는 2개 이상의 V패킹(621), 둘레에 여러 개의 윤할유공급공이 형성된 윤활패킹(623), 3개 이상의 V패킹(622) 및 오링이 순차적으로 삽입되어 실린더블록(60) 내부의 단턱(63)에 걸리게 되며, 상기 윤활패킹의 윤활유공급공에는 실린더블록(60) 외부에서 도입하는 윤활유공급관(624)이 접속되고, 상기 실린더블록의 후방을 막이판(200)으로 막아 상기 패킹들이 단턱(63)과 막이판(200) 사이에서 압박되도록 함과 동시에 외부 이탈이 방지되도록 함으로써 실린더블록 내실의 기밀이 유지되도록 한 것이다.

이러한 종래피스톤 장치는, 피스톤로드(11)가 동력장치(10) 내부로 반복 출몰하기 때문에 피스톤로드 표면에 동력장치의 윤활유가 묻을 수밖에 없고, 피스톤로드 표면에 묻은 윤활유는 피스톤로드의 작동과정에서 실린더블록의 내실(61)로 유입되게 되어 용수를 오염시키는 경우가 빈번하였다. 물론 여러 개의 패킹들이 피스톤로드 표면과 밀착되어 있어 윤활유를 스크레이퍼(scrper)하여 유입을 방지하긴 하나, 피스톤로드 표면과 패킹들의 반복적인 마찰로 인하여 발생하는 패킹의 마모 등에 의한 유입방지 작용의 신뢰성이 담보되지 않아 용수에 윤활유가 혼합되는 것을 완벽하게 방지할 수 없었다.

위 문제에 따라 패킹들의 마모를 줄이기 위하여 윤활패킹과 윤활유공급관을 채용하여 V패킹 및 피스톤로드 표면 사이에 윤활유를 공급하고는 있지만, 이 윤활유 또한 용수를 오염시키는 원인이 되어 왔다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 윤활패킹으로 공급되는 윤활유를 분무하는 용수로 대처하는 방식도 실용신안등록 제04828819호로 제안되어 있으나, 위 실용신안은 패킹들의 마모를 지연시키는 작용만 있을 뿐 용수에 대한 윤활유의 혼합 방지를 근본적으로 해결할 수 없었다.

한편, 종래피스톤 장치는 여러 개의 패킹, 막이판 및 윤활유공급관 등의 채용이 필수적이므로 피스톤 장치의 구조가 복잡하여 생산원가가 높음은 물론 유지· 보수도 어려운 문제가 있었다. 또한, 피스톤로드가 여러 개의 패킹과 마찰되기 때문에 피스톤로드의 작동에 상당한 부하가 발생하게 되므로 필요 이상으로 고출력 동력원(모터)을 사용케 하는 문제도 발생시킨다.

따라서 종래피스톤 장치는, 농작물의 피해를 유발시키는 용수 오염을 원천적으로 막을 수 없는 점, 구조가 복잡하여 기술적으로 어려운 점, 구조의 복잡으로 인한 보수 등이 어려운 점 및 필요 이상의 부하가 발생 되는 점 등과 같은 다양한 문제를 안고 있다.

다음으로, 종래피스톤 장치에서 주물로 제작되는 실린더블록 내벽을 가공하여 피스톤로드를 삽입하면 패킹의 개수를 최소화할 수 있어 위 문제들을 대부분 해소할 수 있을 것이라 생각할 수 있겠지만, 주물제품인 실린더블록 내벽의 가공은 숙련된 기술자라도 어려워 실현이 쉽지 않다. 가사, 실린더블록 내벽을 가공하더라도 피스톤로드의 오류 없는 피스톤 작동을 위한 정밀가공은 그 비용이나 시간을 상당히 요구하기 때문에 실질적으로 불가능하다.

그렇기 때문에 피스톤을 이용하는 기계 등이 현재 다양하게 있음에도 동력분무기에서 윤활유 혼합용수(이하 오염용수) 발생을 근본적으로 차단할 수 있는 동력분무기의 피스톤 장치를 이 분야에 통상의 지식을 가진자라 하더라도 현재까지 발명하지 못했다. 이로 인하여 농가에서는 오염용수로 인한 피해를 약 50년 동안 감당할 수밖에 없었고, 현재에도 이를 수용하고 있는 실정이다.

(KR)실용신안등록 제04828819호 (KR)공개특허 제10-2002-0090198호

본 발명은 종래피스톤 장치에서 나타나는 문제를 해결하기 위하여 발명된 것으로, 동력장치 내부를 출몰하는 피스톤로드와 분무장치의 실린더블록 간의 직접적인 접촉을 방지하여 동력장치에 사용되는 윤활유 등이 용수에 혼합되는 것을 막을 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 위 목적을 달성하면서도 피스톤 장치를 구현하는 구성요소가 최소화되는 피스톤 장치를 제공할 수 있도록 한 것이다.

본 발명에 의한 동력분무기의 피스톤 장치는, 동력장치의 피스톤로드를 분무장치의 실린더블록에 결합하여 동력장치의 피스톤로드가 분무장치에 직접 결합되도록 하는 동력분무기의 피스톤 장치에 있어서, 상기 실린더블록의 내실에 끼워져 실린더블록과 이중관 형태로 구성되는 실린더와; 상기 실린더에 삽입되는 피스톤과; 상기 피스톤 및 상기 피스톤로드를 연결하여 일체화하는 연결로드를 포함하여 구성하되, 상기 피스톤이 상기 실린더에 삽입되도록 하여 상기 피스톤로드와 실린더의 직접적인 접촉이 방지되도록 함으로써 상기 피스톤로드가 동력장치의 내부로 반복 출몰함에 따라 피스톤로드 표면에 묻는 동력장치의 윤활유가 분무장치 내의 물 또는 농약에 유입 및 혼합되는 것을 원천적으로 방지할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 것이다.

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본 발명에 따른 동력분무기의 피스톤 장치에 의하면, 본 발명은 동력장치의 피스톤로드 표면에 묻어나오는 윤활유 등이 분무장치 내의 용수에 유입 및 혼합되는 것을 원천적으로 막을 수 있으므로 오염용수로 인한 농작물의 피해를 막을 수 있는 효과가 있고, 나아가 윤활유 유입을 방지하기 위한 피스톤 장치의 빈번한 보수(패킹 교체 등)가 필요하지 않고, 또 용수 분무 시 오염용수 피해로부터 자유로울 뿐 아니라 그 염려도 불식시킬 수 있는 효과가 있다.

한편, 본 발명은 실린더블록 후방에 별도의 구성요소가 존재하지 않으므로 본 발명의 구성이 상당히 간결해져 유지·관리가 편리한 효과가 있고, 위 효과는 동력분무기의 생산원가 하락을 도모하는 효과와 함께 생산성도 향상시키는 효과도 있다.

그리고 본 발명은 실린더와 피스톤 간의 결합 틈새를 최소한의 패킹으로도 실린더 내부의 기밀을 유지할 수 있으므로 피스톤 작동의 부하를 종래피스톤 장치에 비해 현저하게 줄일 수 있어 원가가 종래피스톤 장치의 동력원보다 상대적으로 낮은 동력원을 채용하더라도 용수의 동력분무 효율을 종래피스톤 장치와 동등하게 유지할 수 있거나 혹은 그 이상의 효율을 얻을 수 있는 효과가 있다.

이로써, 본 발명은 동력분무기의 윤활유가 피스톤로드를 통해 혼합되는 것을 원천적으로 방지시키는 간결한 피스톤 장치를 통하여 약 50년 동안 농가가 감당하고 있었던 오염용수의 피해를 완전하게 해결할 수 있을 뿐만 아니라 유지·보수의 용이성, 우수한 경제성 및 생산의 우월성 등을 갖춘 발명인 것이다.

도 1은 본 발명이 적용된 동력분무기의 전체구성을 나타내기 위한 예시도로서, 동력장치와 분무장치를 분해한 입체도
도 2는 본 발명의 적용된 분무장치의 단면 예시도
도 3은 본 발명의 중요부분 분해 입체도
도 4는 본 발명의 또 다른 예시도
도 5는 종래피스톤 장치 예시도 이다.

본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면과 함께 구체적으로 설명하면 다음과 같은데, 도면 부호 및 그 명칭은 종래피스톤 장치를 예시한 도 5와 동일하게 표기하였다. 위 실시 예는 거기에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

본 발명은 특허청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이지, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니고, 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.

이하, 본 발명의 실시 예 1을 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같은데, 위 실시 예 1은 기존의 동력분무기에도 적용가능하다.

도 1은 본 발명의 실시 예 1이 적용된 동력분무기의 전체구성을 나타내기 위한 예시도로서, 동력장치(10)와 분무장치(50)를 분해하면서 동력장치의 다 수개 피스톤로드 중 하나의 피스톤로드(11)에서 피스톤(30)을 분해한 입체도이다.

도시된 바와 같이, 동력원(모터 등)의 동력을 인가받는 동력장치(10) 전방에 두 개 이상의 피스톤로드(11)가 장치되고, 위 피스톤로드(11) 끝에는 그 직경이 피스톤로드의 직경보다 작은 연결로드(20)가 연결되며, 연결로드(20) 전방에는 피스톤(30)이 장착된다.

위 동력장치(10) 전방 측에는 토출통(70), 압축탱크(73), 압력조정기, 토출구(72) 및 상기 피스톤로드와 동일한 개수의 실린더블록(60)이 구현된 분무장치(50)가 배치되고, 상기 각 실린더블록(60)에는 별도의 실린더(40)가 끼워져 상기 피스톤(30)이 삽입됨으로써 동력장치(10)의 피스톤로드(11)와 실린더블록(60) 간의 직접적인 접촉이 방지된다.

도 2는 본 발명의 실시 예 1이 적용된 분무장치의 단면도로서, 분무장치(50) 후방의 동력장치(10)는 생략되어 있어 피스톤(30)의 연결로드(20) 후방도 생략되어 있다.

도시된 바와 같이, 전방에 용수 공급유닛(80)이 결합된 실린더블록(60) 중앙 상측에 압축탱크(73)를 가진 토출통(70)이 일체로 형성되고, 토출통(70) 일 측에는 밸브를 갖춘 토출구(72)가 연결된다.

상기 실린더블록(60)의 내실(61)에는 실린더(40)가 끼워져 실린더블록(60)과 실린더(40)가 이중 관 형태로 구성되며, 상기 실린더(40) 전방 내부로는 실린더블록(60) 전방의 공급유닛(80)으로부터 용수를 공급받는 제1역지밸브(90)가 위치하며, 상기 공급유닛(80) 상대방인 후방 내부로는 상기 피스톤(30)이 삽입되어 실린더(40) 내부에 도달하게 된다.

상기에서 실린더블록(60)의 내실(61)에 끼워지는 실린더(40)는 실린더블록(60) 내부의 단턱(63) 중앙을 통과하면서 실린더(40) 외면과 단턱(63)의 내면이 공차 없이 결합되고, 실린더(40)의 헤드(41) 외면 역시 공차 없이 실린더블록(60) 내벽에 결합 됨으로써 실린더블록(60)의 내실(61)에 실린더(40)가 견고하게 장착될 수 있다. 그리고 상기 실린더(40) 중앙에는 절개구멍(42)이 형성되어 있어 토출통(70)의 토출실(71)과 실린더(40) 내부가 연통되도록 함으로써 제1역지밸브(90)를 통해 공급되는 용수는 절개구멍(42)을 경유하여 토출실(71)로 이동할 수 있게 된다. 상기에 '공차 없이 결합'이라 함은 억지결합을 말하는 것으로, 결합의 정도는 실린더(40) 내부에서 피스톤(30)이 작동할 때 피스톤 작동으로 인한 실린더의 유동 등이 없는 확고한 것을 의미하는 것이다.

도 3은 본 발명의 실시 예 1에서 피스톤과 실린더를 분해한 입체도이다.

도시된 바와 같이, 실린더(40)의 중앙에 형성되는 절개구멍(42)이 실린더의 외면을 따라 형성되며, 헤드(41)는 실린더블록(60) 내벽에 결합될 수 있도록 실린더의 직경보다 크게 형성되고, 동력장치(10)의 피스톤로드(11) 연결되는 연결로드(20) 끝에는 나사가 형성되어 있어 피스톤로드(11)에 나사 체결방식으로 분해 및 조립되며, 상기 연결로드(20) 전방의 피스톤(30) 외면에는 두 개 이상의 패킹(31)이 채용되고, 상기 패킹(31) 사이에는 웨어링(32)이 채용되어 상기 피스톤(30)이 실린더(40) 내부에 삽입된 후 실린더(40) 내부의 기밀이 유지되도록 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시 예 1은 실린더블록(60)의 공급유닛(80)에서 용수가 공급되면 그 용수는 실린더(40)의 내부에서 작동하는 피스톤(30)에 의해 실린더(40) 내부로 흡입됨과 동시에 실린더 중앙의 절개구멍(42)을 거쳐 토출통(70)의 토출실(71)로 이동하여 토출구(72)로 분무된다.

다음으로, 도 4의 (가)와 (나)는 본 발명의 실시 예 1에서 실린더블록(60)과 실린더(40)의 결합구성에 있어, 차이가 있는 것이다.

도 4의 (가)는 본 발명의 실시 예 2이다. 도시된 바와 같이, 실린더블록(60) 내벽은 평평하게 형성되어 있으며, 상기 내벽에는 실린더블록(60)의 내실(61)에 끼워지고, 중앙에는 절개구멍(42)이 형성된 실린더(40) 외면 전체가 밀착된다.

도 4의 (나)는 본 발명의 실시 예 3이다. 도시된 바와 같이 실린더블록(60)의 내실(61)이 후방 내실은 넓고 전방 내실은 좁은 계단형태로 형성되어 있으며, 상기 후방 내실에 실린더(40)가 끼워져 실린더(40) 끝이 계단(64)에 걸리게 되어 있다. 여기에서 실린더(40)의 길이는 피스톤(30)의 작동반경보다 길어야 함은 물론 실린더(40) 끝이 토출통(70)의 토출로(711) 직 하부까지는 도달하여야 한다. 그러나 실린더(40)로 인하여 정상적인 용수의 토출 작용이 방해받지 않아야 하므로 실린더 끝이 위치하는 지점은 토출로 후방 끝에서부터 토출로 중앙 사이의 중간 지점(토출로 폭의 1/3 지점)이 바람직하다.

위와 같은 구성의 실시 예 2는 실시 예 1의 공간(62)과 단턱(63)이 필요하지 않으며, 실시 예 3은 실시 예 1의 공간(62)과 실린더(40)의 절개구멍(42)이 필요 하지 않으므로 실린더블록(60)의 주물제작과 실린더(40)의 제작이 쉽다. 또 실린더블록(60)을 주물로 제작하고, 실린더(40)는 이종의 재질(내마모성 재질 등)로 제작한 다음 실린더를 실린더블록의 내실에 억지 결합하는 것만으로도 실린더블록과 실린더의 이상적인 결합을 도모할 수 있으므로 별도의 가공 공정 등과 같은 후공정을 거치지 않더라도 실린더블록에 대한 실린더의 결합을 신속/용이하게 할 수 있어 생산인력 및 생산원가 등의 절감이 상당한 작용이 있다. 특히, 실시 예 3은 실린더블록(60)을 제작할 때 실린더(40)를 금형에 먼저 투입한 다음 실린더블록을 주조하는 방식 이른바 인서트 주물방식으로 할 수 있어 생산원가의 상승을 초래하는 실린더블록과 실린더의 억지 결합공정을 없앨 수 있는 작용이 있다.

이상과 같은 본 발명의 실시 예 1 내지 3은, 동력장치(10)의 피스톤로드(11) 전방에 별도의 피스톤(30)을 연결로드(20)로 연결 및 장착하고, 분무장치(50)의 실린더블록(60)의 내실(61)에는 상기 피스톤(30)을 수용하는 별도의 실린더(40)를 장치하여 상기 피스톤(30) 만이 상기 실린더(40)에 삽입되어 피스톤 작동하도록 함으로써 동력장치(10) 내부로 출몰하는 피스톤로드(11)와 분무장치(50)가 직접적으로 접촉(연결 또는 결합)되는 것이 방지(단절)되는 작용이 있고, 위 방지 작용은 동력장치의 윤활유 등이 피스톤로드를 통하여 분무장치(50)의 용수에 혼합되는 것을 원천적으로 막을 수 있게 한다.

한편, 위 실시 예들은 종래피스톤 장치와 다르게 실린더블록(60) 후방에 막이판이나 여러 개의 패킹 등을 채용하지 않더라도 피스톤 작동을 통한 용수 분무를 아무런 문제없이 실현할 수 있으므로 피스톤 장치의 구조가 현저하게 간결해지는 작용이 있다.

따라서 본 발명의 실시 예들은 실린더블록(60)의 내실(61)을 피스톤 작동공간으로 이용하는 종래피스톤 장치와 다르게 상기 실린더블록(60)의 내실(61)에 이중 관 형태로 장치되는 실린더(40) 내부를 피스톤 작동공간으로 이용하는 차이가 있어 본 발명의 실시 예들과 같은 장치를 구현할 수 있는 것이다. 그리고 위 실시 예들은 별도의 실린더(40)를 실린더블록(60) 내부에 장치하는 구성을 채택하고 있으므로 피스톤(30)과 결합하는 실린더(40)의 재질이나 가공을 선택 및 자유롭게 할 수 있어 정밀하고 내구성이 우수한 피스톤 장치를 얻을 수 있게 한다.

이상으로 본 발명의 설명을 모두 마치며, 이 기술분야에 통상의 지식을 가진 기술자라면 상술한 구체적인 내용을 통해 본 발명에서 추구하고자 하는 요지를 충분히 파악할 수 있을 것으로 보이고, 도시는 되어 있지만 설명하지 않은 부분에 대한 작용효과는 도면을 통해 충분히 유추 가능할 것이다. 이에 통상의 기술자라면 본 발명에서 언급한 내용을 기반으로 이 기술분야의 다양하게 수정 및 변경하여 적용할 수 있을 것이며, 이로 인해 이 기술분야의 발전은 물론 사용상의 효율성을 더욱더 증대시킬 수 있을 것이다.

10 : 동력장치 11 : 피스톤로드
20 : 연결로드 30 : 피스톤
31 : 패킹 32 : 웨어링
40 : 실린더 41 : 헤드
42 : 절개구멍 50 : 분무장치
60 : 실린더블록 61 : 내실
63 : 단턱 64 : 계단
70 : 토출통 71 : 토출실
711 : 토출로 72 : 토출구
73 : 압축탱크 80 : 공급유닛
90 : 제1역지밸브 100 : 제2역지밸브

Claims (1)

1. 동력장치(10)의 피스톤로드(11)를 분무장치(50)의 실린더블록(60)에 결합하여 동력장치(10)의 피스톤로드(11)가 분무장치(50)에 직접 결합되도록 하는 동력분무기의 피스톤 장치에 있어서,
   상기 실린더블록(60)의 내실(61)에 끼워져 실린더블록(60)과 이중관 형태로 구성되는 실린더(40)와;
   상기 실린더(40)에 삽입되는 피스톤(30)과;
   상기 피스톤(30) 및 상기 피스톤로드(11)를 연결하여 일체화하는 연결로드(20)를 포함하여 구성하되,
   상기 피스톤(30)이 상기 실린더(40)에 삽입되도록 하여 상기 피스톤로드(11)와 실린더(40)의 직접적인 접촉이 방지되도록 함으로써 상기 피스톤로드(11)가 동력장치(10)의 내부로 반복 출몰함에 따라 피스톤로드(11) 표면에 묻는 동력장치(10)의 윤활유가 분무장치(50) 내의 물 또는 농약에 유입 및 혼합되는 것을 원천적으로 방지할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 동력분무기의 피스톤 장치.

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