KR102005368B1

KR102005368B1 - 유체의 압력에 의해 회전하는 노즐조립체 및 상기 노즐조립체를 다수 구비한 회전식 유체분사장치

Info

Publication number: KR102005368B1
Application number: KR1020170180569A
Authority: KR
Inventors: 명진출
Original assignee: 명진출
Priority date: 2017-12-27
Filing date: 2017-12-27
Publication date: 2019-07-30
Also published as: KR20190078847A

Abstract

본 발명은 배관을 통해 노즐로 유입된 고압유체가 노즐하우징의 내부에서 구비된 노즐축의 터빈을 회전시키도록 하고, 상기 터빈과 일체인 노즐축이 회전되도록 구성하며, 상기 터빈을 통과한 고압유체를 노즐축의 중공부 내로 유입시켜 그 하부에 형성된 분사구를 통해 분사되도록 함으로써, 별도의 추가적인 구동수단이 없이도 노즐축을 회전시켜 노즐이 자전하도록 한 노즐조립체에 관한 것이다.
나아가 본 발명은, 상기 노즐축의 상단부에서 중공부를 통해 하부의 분사구로 곧장 흘러가는 우회 유로를 구비하여, 노즐축의 터빈을 통과하는 고압유체의 양과 우회 유로를 통과하는 고압유체의 양을 조절함으로써, 노즐축의 회전속도를 조절할 수 있는 노즐조립체에 관한 것이다.

Description

유체의 압력에 의해 회전하는 노즐조립체 및 상기 노즐조립체를 다수 구비한 회전식 유체분사장치{Rotatable Nozzle Assembly and Rotatable Spray Apparatus for Multi Nozzles}

본 발명은 분사되는 유체의 압력에 의해 노즐이 회전하는 것을 특징으로 하는 노즐조립체 및 다수의 상기 노즐조립체를 구비한 유체분사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배관을 통해 노즐조립체로 유입된 고압유체가 노즐하우징의 내부에서 구비된 노즐축의 터빈을 회전시키도록 하고, 상기 터빈과 일체인 노즐축이 회전되도록 구성하며, 상기 터빈을 통과한 고압유체를 노즐축의 중공부 내로 유입시켜 그 하부에 형성된 분사구를 통해 분사되도록 함으로써, 별도의 추가적인 구동수단이 없이도 노즐축을 회전시켜 노즐이 자전하도록 한 노즐조립체에 관한 것이다.

나아가 본 발명은, 상기 노즐축의 상단부에서 중공부를 통해 하부의 분사구로 곧장 흘러가는 우회 유로를 구비하여, 노즐축의 터빈을 통과하는 고압유체의 양과 우회 유로를 통과하는 고압유체의 양을 조절함으로써, 노즐축의 회전속도를 조절할 수 있는 노즐조립체에 관한 것이다.

더 나아가, 본 발명은 다수의 상기 노즐조립체를 장착하여 상기 노즐조립체를 회전시키면서 유체를 분사하는 유체분사장치에 관한 것이다.

노즐은 유체를 분사하기 위한 용도로 오래전부터 사용되고 있는데, 그 적용분야도 매우 다양하다. 특히, 유체 분사용 노즐은 도장용 페인트 살포, 농약 살포, 세척수 살포, 식물재배용 급수살포, 청소용 고압에어 분사 등 다양하게 쓰이고 있다.

이 중에서도 넓은 면적에 걸쳐 골고루 유체를 분사하기 위해, 노즐을 회전시키기 위한 종래기술들이 많이 개발되고 있다.

한국 등록특허 제10-1028218호(출원일: 2010.06.23)(이하 '종래기술1'이라 한다)에는, 도 10에 도시되어 있는 바와 같이, 고압수나 압축공기 등과 같은 고압유체를 분사하는 분사력에 의해 주입관몸체(다수노즐이 일체로 결합되어 회전하는 회전체를 의미함, 이하 '본체'라 함)에 회전토크를 발생시켜 회전시키는 기술이 개시되어 있다.

그리고, 한국 등록특허 제10-1445556호(출원일 2014.02.11)(이하 '종래기술2'라 함)에는, 도 11에 개시되어 있는 바와 같이, 노즐조립체로 유입된 유체를 세개의 노즐로 분배시켜 유체가 분사되도록하되, 노즐의 분사각도(즉 유체의 분사방향)에 의해 회전분배부(다수노즐이 일체로 결합되어 회전하는 회전체를 의미함, 이하 '본체'라 함)에 회전토크를 발생시켜 노즐을 회전시키는 분사노즐 조립체가 개시되어 있다.

그러나, 상기 종래기술1 및 종래기술2는 다수의 노즐이 일체로 결합된 회전체, 즉 본체를 회전시키기 위한 기술구성으로서, 노즐 그 자체를 회전시키는 것은 아니다. 나아가 종래기술1 및 종래기술2는 본체의 회전축에 직교하는 평면을 기준으로 할 때, 유체의 분사위치를 회전중심점에서 최대한 먼 곳으로 배치시키고, 유체의 분사방향도 회전중심점에 대해 법선방향으로 설정해야만, 큰 회전토크를 얻을 수 있다는 한계가 있다.

나아가, 종래기술1 및 종래기술2는 본체의 회전속도를 조절하는 것도 쉽지 않다. 유체의 분사압력을 낮추면 본체의 회전속도를 낮출수는 있으나, 단위시간당 분사량이 줄어들게 되고 노즐끝단에서 분출되는 유체의 분사거리도 줄어드는 단점이 생긴다.

도 10 및 도 11에 도시된 도면부호는 본 발명과는 무관하다.

(특허문헌 1) KR 10-1028218 B1

(특허문헌 2) KR 10-1445556 B1

(특허문헌 3) KR 20-0474950 Y1

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

다수 노즐이 구비된 본체가 아닌, 유체압력에 의해 노즐축이 그 중심축선을 중심으로 회전(이하 '자전'이라 한다)하는 노즐조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 본원 발명은, 유입되는 유체의 압력을 조절하지 않고도, 노즐의 자전속도를 조절할 수 있는 노즐조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

더 나아가, 본원 발명은, 유입되는 유체를 다수의 노즐로 분배하면서 회전하는 본체의 새로운 회전구조를 제시하는 것을 목적으로 한다.

게다가, 본원 발명은 상기 다수 노즐을 구비한 본체의 회전속도를 간편하게 조절할 수 있는 유체분사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본원 발명의 또다른 목적들은, 후술하는 상세한 설명에서 더욱 구체적으로 제시되고 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 노즐조립체(70)는,

상부홀더(72)와 하부홀더(74)의 내부에서 노즐축이 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되도록 구성하고,

상기 상하부홀더(72)(74)의 내부로 유입된 고압유체가 상기 노즐축(76)의 외부를 따라 축방향으로 흐르게 하면서 노즐터빈(77)을 회전시키고,

상기 노즐터빈(77)에 부딪힌 후의 유체를 상기 노즐축(76) 내부로 유입시켜, 그 하단부에 형성된 분사구(764)로 분사되도록 함으로써,

유체압력에 의해 노즐축(76)이 자전되도록 하는 것을 특징으로 한다.

나아가, 본 발명에 따른 노즐조립체(70)는,

상기 노즐축(76)의 상부에 개폐가능한 자전속도조절공(765)을 구비하고,

유입된 유체의 일부가 상기 노즐터빈(77)을 거치지 않고 자전속도조절공(765)을 통해 곧장 상기 노즐축(76)의 중공부(762)로 유입되어 상기 분사구(764)를 통해 분사될 수 있도록 구성함으로써,

상기 자전속도조절공(765)를 개방하거나 폐쇄하는 조작에 의해, 상기 노즐축(76)의 자전속도를 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.

더 나아가, 본 발명은 상기한 노즐조립체(70)가 방사상으로 다수개 장착되는 본체(30)를 포함하는 유체분사장치에 있어서, 연결관(36)을 통해 본체로 유입된 고압유체가 상부하우징(32)의 공간부(323) 내에서 상기 연결관의 축방향으로 흐르게 하여 본체터빈(37)을 회전시키고, 상기 본체터빈(37)에 부딪힌 후의 유체를 하부하우징(34)에 형성된 분배구(39)로 유출되도록 함으로써, 고압유체의 흐름에 의해 상기 연결관(36)에 대해 본체(30)가 상대적 회전이 되도록 하여, 상기 노즐조립체의 자전과 동시에 상기 본체(30)도 회전하도록 하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 연결관(36)을 통해 유입된 고압유체의 일부가 상기 본체터빈(37)을 거치지 않고 제2유출구(365)를 통해 곧장 상기 하부하우징(34)의 공간부(343)를 거쳐 상기 분배구(39)로 유출되도록 구성함으로써,

상기 제2유출구(365)를 개방하거나 폐쇄하는 조작에 의해, 상기 본체(30)의 회전속도를 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 노즐조립체는,

별도의 동력장치를 구비하지 않고 유체의 유압을 이용하여, 노즐 자체를 자전시킬 수 있어, 유체의 분사효율을 극대화할 수 있으며, 유체압력이 높더라도 사전에 노즐조립체의 조절구를 조작함에 의해 노즐의 자전속도를 손쉽게 제어할 수 있다.

나아가, 본 발명에 따른 노즐조립체 여러 개를 회전가능한 본체에 장착하여 유체분사장치를 구성할 수 있으므로, 여러 노즐조립체를 회전시키면서 동시에 각 노즐의 자전이 가능해져서, 분사효율을 더욱 극대화하고, 세척력을 높일수 있는 이점이 있다.

사용 용도 및 필요에 따라서는 본체의 회전속도까지 조절이 가능하기 때문에 다양한 분야에 적용이 가능하여, 여러 산업분야에서 매우 유용한 발명이다.

도 1의 [A] 및 [B]는 본 발명에 따른 유체분사장치의 외형을 도시한 입체도.
도 2는 본 발명에 따른 노즐조립체의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 노즐조립체의 개략적 분해사시도.
도 4의 [A] 및 [B]는 본 발명에 따른 노즐조립체의 자전속도조절구의 조작상태에 의한 고압유체의 작용관계를 설명한 설명도.
도 5는 본 발명에 따른 본체의 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 본체의 개략적 분해사시도.
도 7의 [A] 및 [B]는 본 발명에 따른 본체의 회전속도조절구의 조작상태에 의한 고압유체의 작용관계를 설명한 설명도.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연결관(36) 및 가이드부재(33)를 도시한 사진.
도 9는 본 발명에 따른 유체분사장치의 또 다른 실시예를 도시한 입체도.
도 10은 노즐이 회전하는 종래기술1의 대표도
도 11은 노즐이 회전하는 종래기술2의 대표도

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 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.

본 명세서에서 기재한 '제1~', '제2~' 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 부여된 순서에 구애받지 않으며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 노즐조립체 및 이를 포함하는 유체분사장치에 대해, 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 유체분사장치의 개략적 외형이 도 1의 [A] 및 [B], 도 9에 도시되어 있듯이, 본 발명은 노즐조립체(70)와, 상기 다수의 노즐조립체들(70)이 분배관(50)에 의해 방사상으로 결합된 본체(30)로 구성된다. 본 발명에 따른 유체분사장치는 그 용도나 적용분야에 따라 다양한 분배관(50)의 형태가 적용될 수 있는데, 'ㄱ'자형 엘보를 구비하거나, 플렉시블 배관으로 구성될 수도 있다. 도 1에서 미설명된 도면부호 10은, 본체로 고압유체가 유입되는 유체공급관을 나타낸다.

도2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 노즐조립체(70)는,

크게, 상부홀더(72)와 하부홀더(74), 하단부에 분사구를 가지며 상기 상부홀더와 하부홀더의 내부에서 중심축선을 기준으로 회전 가능하게 구비되는 노즐축(76)을 포함한다.

그리고, 도5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 유체분사장치는,

상기 노즐조립체(70)가 다수 결합되는 본체(30)를 더 포함한다.

이하에서는 본 발명의 주된 핵심 중 하나인 노즐조립체(70)에 관한 설명을 먼저하고, 다음으로 본 발명의 또 다른 핵심 중 하나인 본체(30)의 특징을 설명한다.

본 발명의 노즐조립체(70)는, 도2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 동일한 중심축선을 갖는 원통형상의 상부홀더(72)와 하부홀더(74)를 포함한다. 상기 상부홀더(72)의 하단부와 하부홀더(74)의 상단부는 상호 나사결합되고, 상기 두 홀더(72)(74)에 의해 형성되는 내부 공간에는 상기 두 홀더(72)(74)의 중심축선과 동일한 중심축선을 가지고 회전 가능하게 구비되는 노즐축(76)을 포함한다.

상기 상부홀더(72)의 상단부는 분배관(50)이 결합되는 결합부를 가지며, 고압유체는 상기 분배관(50)을 통해 상기 상부홀더(72)의 내부에 형성된 공간부(723)로 유입된다.

상기 노즐축(76)은, 상기 상부홀더와 하부홀더의 내부에서 상기 상부홀더와 하부홀더에 대해 상대적 회전이 가능하게 구비되며, 내부에는 중공부(762)가 형성되고, 상기 중공부(762)의 하단부에는 외부로 연통된 분사구(764)를 구비한다.

상기 노즐축(76)의 하단부에 구비된 분사구(764)는 도면에 도시된 바와 같이, 일정 각도로 분기된 복수의 분사구로 이루어질 수도 있으나 단일의 분사구로 구성될 수도 있다. 상기 노즐축(76)의 하단부에 구비된 분사구(764)는 상기 하부홀더(74)의 하단에 형성된 개구부(743)를 통해 하부홀더(74) 외부로 노출되도록 구성함으로써, 분사되는 유체가 상기 하부홀더와 간섭되지 않도록 한다.

그리고, 상기 상부홀더(72)의 내부에는 안내부재(73)가 구비된다. 상기 안내부재(73)는 상기 노즐축(76)의 상측부와 상기 상부홀더(72)의 내면 사이에 끼워지는 중공의 원판형상으로서, 유체가 통과하는 다수의 안내공(733)을 구비한다. 상기 안내부재(73)의 내주면과 상기 노즐축(76)의 상측부 사이에는 베어링(79)이 개재되어 상기 노즐축(76)이 안정적으로 회전할 수 있도록 지지하고, 상기 안내부재(73)의 외주면은 상기 상부홀더(72)의 내면에 고정된다.

상기 노즐축(76)의 외면에는 노즐터빈(77)이 상기 노즐축에 일체로 결합되어 구비된다. 상기 안내부재(73)의 안내공(733)을 통과하면서 상기 중심축선 방향으로 하강하는 유체는 상기 노즐축(76)의 외면에 형성된 노즐터빈(77)에 부딪히게 되는데, 이 충격력에 의해 노즐터빈(77)과 노즐축(76)이 일체로 회전하게 된다.

상기 노즐축(76)에는, 상기 노즐터빈(77)에 부딪힌 후의 유체가 상기 노즐축(76) 내부의 중공부(762)로 통과하도록 하는 관통공(763)이 구비된다. 따라서, 상기 노즐터빈(77)에 부딪히면서 상기 노즐축(76)을 회전시킨 이후의 유체는 상기 노즐축(76)에 구비된 관통공(763)을 통하여 노즐축(76) 내부의 중공부(762)를 통과하여 상기 분사구(764)로 유출된다. 상기 관통공(763)은, 유체의 흐름을 원할하게 유지하기 위해 상기 노즐축(76)의 중심축선에 대해 직교하는 방사상으로 다수개 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성으로 이루어지는 노즐 조립체(70)는, 유입되는 고압유체가 상부홀더 내부에서 하부로 유동하면서 노즐터빈(77)을 회전시키도록 함으로써, 상기 노즐터빈(77)과 일체로 구성된 노즐축(76)도 함께 회전(자전)하도록 작용한다. 이 때, 상기 노즐터빈(77)을 회전시킨 후의 유체는, 상기 관통공(763)을 통하여 회전 중인 노즐축(76)의 내부로 유입되어 분사구(764)를 통해 분사된다. 이러한 유체의 흐름이 도 4의 [A]에서 화살표로 도시되어 있다.

다음으로, 본 발명의 노즐조립체에 있어서, 노즐축(76)의 자전속도를 조절하기 위한 구성으로서, 상기 노즐축(76)의 상부에 자전속도조절공(765)을 형성하고, 상기 자전속도조절공(765)의 개폐 정도를 조절할 수 있는 자전속도조절구(78)를 더 포함한다.

도2와 도 3, 그리고 도 4의 [B]에 도시된 바와 같이, 상기 노즐축(76)의 상단부가 상기 안내부재(73)의 상면보다 더 위로 돌출되게 형성하고, 상기 노즐축(76)의 상측부에 방사상으로 다수개의 관통공(765)(이 관통공은 노즐축의 자전속도를 조절하기 위해 형성된 구성이므로, 이하에서는 '자전속도조절공'이라 한다)을 형성하여, 상부홀더(72) 공간부(723)과 상기 노즐축(76) 중공부(762)를 연통시킨다. 그리고, 상기 노즐축(76)의 상단부에는 상기 중심축선을 기준으로 나사결합되는 무두(無頭)볼트(78)를 구비하여, 이 무두볼트의 결합위치에 따라 상기 자전속도조절공(765)을 개방 또는 밀폐 정도를 조절할 수 있도록 구성한다. 상기 무두볼트는, 상기 자전속도조절공(765)의 개폐정도를 조절하는 구성이므로, 이하에서는 '자전속도조절구(78)'라 한다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 노즐조립체는, 도 4의 [B]에서 화살표로 도시되어 있는 유체 흐름에서 알 수 있듯이, 상기 자전속도조절구(78)를 풀어서 자전속도조절공(765)을 개방하면, 다음과 같이 작동하게 된다.

상기 상부홀더(72)의 공간부(723)로 유입된 유체의 일부는, 상기 노즐터빈(77)을 거치지 않고, 개방된 자전속도조절공(765)을 통해 곧장 상기 노즐축(76)의 중공부(762)로 유입되고, 상기 관통공(763)을 통하여 유입된 유체와 합쳐져서 상기 분사구(764)를 통해 분사된다.

결국, 상기 자전속도조절공(765)이 개방되면, 상부홀더로 유입된 전체 유체중의 일부만이 노즐터빈(77)을 회전시키게 되므로, 상기 자전속도조절공(765)가 폐쇄된 경우에 비해, 그 개방정도에 따라 노즐축(76)의 회전속도를 줄일 수 있다.

이와 같은 구성에 의해, 본 발명에 따른 노즐조립체(70)는, 상기 자전속도조절구(78)를 죄거나 푸는 조작에 의해, 상기 노즐터빈(77)을 회전(자전)시키는 유체의 양을 조절할 수 있게 되고, 따라서 노즐축(76)의 자전속도를 자유롭게 조절할 수 있게 된다.

본 발명에 있어서, 상기 노즐터빈(77)은, 유체가 통과하면서 부딪히는 힘에 의해 회전력이 발생되도록 하기 위해, 경사면(773)을 가지며 일정간격 이격되어 방사상으로 형성되는 다수의 날개(772)와, 상기 날개들(772)의 사이로 유체가 통과하는 유로(774)를 포함한다.

그리고, 상기 안내부재(73)는, 상부홀더와 노즐축의 상측부를 지지함과 아울러 노즐터빈(77)으로 향하는 유체의 흐름을 안내하는 구성으로서, 유체가 통과하는 유로(734)를 구비하는데, 상기 안내부재(73) 유로(734)를 통과한 유체의 흐름방향이 상기 노즐터빈(77) 날개(772)의 경사면(773)에 직각이 되도록, 상기 안내부재(73) 유로(734)의 벽면을 경사면(733)으로 구성하는 것이 더욱 바람직하다.

이상에서 본 발명의 노즐조립체(70)의 구성과 특징에 대해 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하였다.

다음으로 본 발명의 유체분사장치를 구성하는 본체(30)의 구성과 그 작용효과에 대해 첨부도면을 참고하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 유체분사장치는,

유체가 공급되는 유체공급관(10)이 결합되는 연결관(36)과;

상기 연결관(36)을 통해 유입되는 유체가 분배되어 나가는 다수의 분배구(39)를 구비한 본체(30)와;

일단은 상기 본체의 분배구에 결합되고, 타단은 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 노즐조립체의 상부홀더(72)에 결합되는 분배관(50)으로 구성된다.

상기 분배관(50)은 공지의 구성요소이므로 이에 대한 구체적은 설명은 생략하고, 본 발명의 또 다른 특징적 구성인 본체(30)에 대해 상세히 설명한다. 본 발명의 본체(30)를 상세히 설명하는 내용에는 상기 연결관(36)의 구체적인 설명도 포함된다.

도 5는 본 발명에 따른 본체의 단면도를 도시한 것이며, 도 6은 본 발명에 따른 본체의 개략적 분해사시도를 나타낸 것이다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 유체분사장치를 구성하는 상기 본체(30)는, 원통형의 상부하우징(32)과, 상기 상부하우징의 하단부에 상단이 체결되는 하부하우징(34)을 포함한다.

상기 상부하우징(32)과 하부하우징(34) 그리고 연결관(36)은 모두 동일한 중심축선을 갖는다.

상기 상부하우징(32)은 상기 연결관(36)에 대해 상대적 회전이 가능하도록 베어링(325)에 의해 상기 연결관(36)의 외면에 지지된다.

상기 상부하우징의 하단부에 체결되는 하부하우징(34)은, 상기 연결관(36)의 하단부를 수용하며, 하부 측면에 방사상으로 다수개의 분배구(39)가 형성된다. 상기 분배구(39)는 설치될 노즐조립체(70)의 갯수와 동일한 숫자로 구성하는 것이 바람직하다.

상기 상부하우징(32) 내면과 상기 연결관(36) 외면 사이에는 공간부(323)가 형성된다. 그리고, 상기 연결관(36)에는 그 내부(361)와 상기 상기 상부하우징(32) 공간부(323)를 상호 연결하여 통하게 하는 제1유출구(363)가 방사상으로 다수개 형성된다.

그리고, 상기 연결관(36)의 외면에는, 원판 형상의 가이드부재(33)가 상기 연결관과 일체로 결합된다. 상기 가이드부재(33)는 상기 상부하우징(32) 공간부(323) 내에 위치되어, 상기 제1유출구(363)를 통과하여 흐르는 유체를 하부로 안내하는 다수의 가이드공(334)을 구비한다.

상기 가이드부재(33)의 하부에는 본체터빈(37)이 구비되는데, 이 본체터빈(37)은 고압유체의 충격력에 의해 회전되는 구성이다. 상기 본체터빈(37)은 상기 상부하우징(32) 또는 상기 하부하우징(34)의 내면에 결합되어, 상기 본체터빈(37)의 회전에 의해 상기 상부하우징 및 하부하우징이 함께 회전되도록 유도하는 구성요소로서, 상기 연결관(36)에 대해 상대적 회전이 가능하도록 결합된다.

그리고, 상기 하부하우징(34)의 내부에는 또 다른 공간부(343)가 형성되는데, 상기 상부하우징(32)의 공간부(323)와 구분하기 위해 '하부하우징 공간부'라 한다.

상기 본체터빈(37)에 부딪힌 후의 유체는, 상기 하부하우징(34) 공간부(343)에서 합쳐진 후, 상기한 각 분배구(39)로 유출된다.

도 7의 [A]는 상기한 구조를 갖는 본 발명에 따른 본체(30)가, 고압유체의 작용에 의해 어떻게 회전되는지를 설명한 유체흐름 설명도로서, 도 7의 [A]에 도시된 바와 같이, 상기 연결관(36) 내부로 유입되는 고압유체가 상기 제1유출구(363)를 통해 중심축선 방향으로 유동하면서 본체터빈(37)을 회전시키고, 상기 본체터빈(37)의 회전에 의해 다수의 분배구(39)가 형성된 하부하우징(34)이 상부하우징(32)과 함께 일체로 회전된다.

도 5 및 도 6에서 미설명된 도면부호 327은, 상부하우징과 연결관(36) 사이의 유체 누출을 방지하는 씰링부재를 예시적으로 도시한 것이다.

그리고, 도 7의 [B]는 본 발명에 따른 본체의 회전속도조절구의 조작상태에 의한 고압유체의 작용관계를 설명한 설명도를 도시한 것으로,

본체의 상하부하우징(32)(34)의 회전속도를 조절하기 위한 구성으로서, 연결관(36) 내부와 하부하우징 공간부(343)를 연결하는 제2유출구(365)와; 상기 제2유출구(365)의 개폐 정도를 조절할 수 있는 회전속도조절구(38)를 더 포함한다.

상기 제2유출구(365)는 상기 연결관(36)의 하부에 방사상으로 다수개 형성되는데, 이 제2유출구(365)를 통해 연결관(36) 내부와 하부하우징 공간부(343)가 서로 연결되어 통하게 된다. 그리고, 상기 연결관의 중공부(361)의 하단부에는 상기 연결관(36)의 중심축선을 기준으로 회전하면서 나사결합되는 무두(無頭)볼트(38)를 구비하여, 이 무두볼트의 결합위치에 따라 상기 제2유출구(365)를 개방 또는 밀폐 정도를 조절할 수 있도록 구성한다. 상기 무두볼트는, 상기 제2유출구(765)의 개폐정도를 조절하여 본체 상하부하우징의 회전속도를 조절하는 구성이므로, 이하에서는 '회전속도조절구(38)'라 한다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 본체(30)는, 도 7의 [B]에서 화살표로 도시되어 있는 유체 흐름에서 알 수 있듯이, 상기 회전속도조절구(38)를 풀어서 제2유출구(365)를 개방하면, 다음과 같이 작동하게 된다.

상기 연결관(36)의 중공부(361)로 유입된 유체의 일부는, 상기 본체터빈(37)을 거치지 않고, 개방된 제2유출구(365)을 통해 곧장 상기 하부하우징(34) 공간부(343)로 유입되고, 상기 본체터빈(37)을 회전시키고 하강한 유체와 합쳐지며, 이후에 다시 각각의 분배구(39)를 통해 각 노즐조립체를 향하여 흐르게 된다.

결국, 상기 제2유출구(365)가 개방되면, 연결관(36)으로 유입된 전체 유체중의 일부만이 본체터빈(37)을 회전시키게 되므로, 상기 제2유출구(365)가 폐쇄된 경우에 비해, 본체 상하부하우징(32)(34)의 회전속도를 줄일 수 있다. 회전속도의 감속 정도는 상기 제2유출구(365)의 개방정도에 따라 달라진다.

이와 같은 구성에 의해, 본 발명에 따른 본체(30)는, 상기 회전속도조절구(38)를 죄거나 푸는 조작에 의해, 상기 본체터빈(37)을 회전시키는 유체의 양과 상기 본체터빈(37)을 거치지 않고 우회하여 곧장 하부하우징 공간부(343)로 흐르는 유체의 양을 분배할 수 있게 되고, 따라서 본체(30)의 회전속도를 자유롭게 조절할 수 있게 된다.

본 발명에 있어서, 상기 본체터빈(37)은, 유체가 통과하면서 부딪히는 힘에 의해 회전력이 발생되도록 하기 위해, 경사면(373)을 가지며 일정간격 이격되어 방사상으로 형성되는 다수의 날개(372)와, 상기 날개들(372)의 사이로 유체가 통과하는 유로(374)를 포함한다. 본체터빈(37)의 세부구성을 지칭하는 도면부호는 도 8에 기재되어 있다.

그리고, 상기 가이드부재(33)는, 본체터빈(37)으로 향하는 유체의 흐름을 안내하는 구성으로서, 유체가 통과하는 유로(334)를 구비하는데, 상기 가이드부재(33) 유로(334)를 통과한 유체의 흐름방향이 상기 본체터빈(37) 날개(372)의 경사면(373)에 직각이 되도록, 상기 가이부재(33) 유로(334)의 벽면을 경사면(333)으로 구성하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 가이드부재(33)의 세부구성을 지칭하는 도면부호는 도 8에 기재되어 있다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연결관(36)에 일체로 결합된 가이드부재(33)를 도시한 사진으로서, 본체터빈(37)의 상부와 하부에 각각의 가이드부재(33a)(33b)를 구비한 실시예를 도시한 것이다. 도 8에 도시한 바와 같이, 상부 가이드부재(33a)와 하부 가이드부재(33b)를 상기 본체터빈(37)의 상하부에 각각 형성함으로써, 고압유체의 흐름에 의해 상기 본체터빈(37)을 더욱 안정적이면서도 고속으로 회전시킬 수 있는 장점이 있다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 노즐조립체(70)와 본체(30)를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

10: 유체공급관
30: 본체
32: 상부하우징
323: 상부하우징 공간부, 325: 베어링
33, 33a, 33b: 가이드부재
333: 경사면, 334: 가이드공
34: 하부하우징
343: 하부하우징 공간부,
36: 연결관
361: 연결관 내부, 363: 제1유출구, 365: 제2유출구
37: 본체터빈
372: 날개, 373: 경사면, 374: 유로(流路)
38: 회전속도조절구
39: 분배구
50: 분배관
70: 노즐조립체
72: 상부홀더
723: 상부홀더 공간부
73: 안내부재
733: 경사면, 734: 안내공
74: 하부홀더
743: 개구부
76: 노즐축
762:노즐축 중공부, 763: 관통공, 764: 분사구, 765: 자전속도조절공
77: 노즐터빈
772: 날개, 773: 경사면, 774: 유로(流路)
78: 자전속도조절구
79: 베어링

Claims

삭제
고압유체가 유입되는 공간부(723)를 구비한 상부홀더(72)와;
상기 상부홀더의 하단부에 상단이 체결되며, 하단에는 개구부(743)가 형성된 하부홀더(74)와;
상기 상부홀더와 하부홀더의 내부에서 상기 상부홀더와 하부홀더에 대해 상대적 회전이 가능하게 구비되며, 내부에는 중공부(762)가 형성되고, 상기 중공부의 하단부에는 외부로 연통된 분사구(764)를 구비한 노즐축(76)과;
상기 상부홀더(72)의 내면에 일체로 결합되고, 유체가 통과하는 다수의 안내공을 구비한 안내부재(73)와;
상기 노즐축(76)의 외면에 일체로 형성되고, 상기 안내부재를 통과한 유체에 부딪히면서 회전력을 발생시키는 노즐터빈(77)과;
상기 노즐터빈(77)에 부딪힌 후의 유체가 상기 노즐축(76) 내부의 중공부(762)로 통과되어, 상기 분사구(764)로 유출되도록 하는 관통공(763)이 상기 노즐축(76)에 구비됨으로써,
유입되는 고압유체에 의해 상기 노즐축(76)의 외부에 형성된 노즐터빈(77)이 회전하고, 상기 노즐터빈(77)의 회전에 의해 상기 분사구(764)를 구비한 노즐축(76)이 상기 상부홀더와 하부홀더 내부에서 자전되도록 하되,
상기 노즐축(76)의 상부에는 자전속도조절공(765)이 구비되어, 상기 상부홀더(72)의 공간부(723)로 유입된 유체의 일부가 상기 노즐터빈(77)을 거치지 않고 자전속도조절공(765)을 통해 곧장 상기 노즐축(76)의 중공부(762)로 유입되어 상기 분사구(764)를 통해 유출될 수 있도록 하며;
상기 노즐축의 상부에는 상기 자전속도조절공(765)을 개폐하는 자전속도조절구(78)가 더 구비됨으로써;
상기 자전속도조절구(78)를 죄거나 푸는 조작에 의해, 상기 자전속도조절공(765)을 통과하는 유체의 양을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 노즐조립체.
유체가 공급되는 유체공급관이 결합되는 연결관(36)을 구비하고, 상기 연결관(36)을 통해 유입되는 유체가 분배되어 나가는 다수의 분배구(39)를 구비한 본체(30)와;
제2항에 따른 노즐조립체(70)와;
일단은 상기 본체(30)의 분배구(39)에 결합되고, 타단은 상기 노즐조립체(70)의 상부홀더(72)에 결합되는 분배관(50)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 유체분사장치.
제 3 항에 있어서, 상기 본체(30)는,
상기 연결관(36)의 중심축선과 동심축을 가지며, 상기 연결관(36)에 대해 상대적 회전이 가능하도록 베어링에 의해 상기 연결관 외면에 지지되는 원통형의 상부하우징(32)과;
상기 상부하우징의 하단부에 상단이 체결되며, 상기 연결관(36)의 하단부를 수용하며, 하부 측면에는 방사상으로 상기 분배구(39)가 형성된 하부하우징(34)으로 구성되며;

상기 상부하우징(32) 내면과 상기 연결관(36) 외면 사이에 형성되는 공간부(323)와, 상기 연결관(36) 내부를 상호 연결하는 제1유출구(363)가 상기 연결관(36)에 방사상으로 다수개 형성되며;

유체가 통과하는 다수의 안내공을 구비한 가이드부재(33)가 상기 연결관(36)의 외면에 일체로 결합되어 상기 상부하우징(32) 공간부(323) 내에 위치되며;

상기 가이드부재(33)를 통과한 유체에 부딪히면서 회전력을 발생시키는 본체터빈(37)이 상기 상부하우징(32) 또는 상기 하부하우징(34) 내면에 구비되어, 상기 본체터빈(37)의 회전에 의해 상기 상부하우징 및 하부하우징이 상기 연결관(36)에 대해 상대적 회전이 가능하도록 결합되며;

상기 본체터빈(37)에 부딪힌 후의 유체가 상기 하부하우징(34) 내부의 공간부(343)를 통해, 상기한 각 분배구(39)로 유출되도록 함으로써;

상기 연결관(36) 내부로 유입되는 고압유체가 상기 제1유출구(363)를 통해 흐르면서 본체터빈(37)을 회전시키고, 상기 본체터빈(37)의 회전에 의해 다수의 분배구(39)가 형성된 본체(30)가 회전되는 것을 특징으로 하는 유체분사장치.
제 4 항에 있어서,
상기 연결관(36)의 하부에는 제2유출구(365)가 구비되어, 상기 연결관(36)으로 유입된 유체의 일부가 상기 제2유출구(365)를 통해 상기 하부하우징(34)의 공간부(343)로 유출되도록 하며;
상기 연결관(36)의 하부에는 상기 제2유출구(365)를 개폐하는 본체회전조절구(38)가 구비됨으로써;
상기 본체회전조절구(38)를 죄거나 푸는 조작에 의해 상기 제2유출구(365)를 통과하는 유체의 양을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 유체분사장치.