KR102047298B1 - 스파이럴 노즐 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내부에 나선 형상의 삽입관을 포함하여 유체가 넓은 면적으로 균일하게 ??어지며, 대상물에 균일하게 분사되는 스파이럴 노즐에 관한 것으로, 외부에 형성된 육각 기둥 구조의 외주면으로 인해 지면 또는 특정 대상물에 쉽게 거치할 수 있으며, 내부에서 유체가 회전하며 분사되기 때문에 넓은 면적에 균일한 압력으로 비스듬히 분사하여, 피세정물과 오염물질이 맞닿은 면에 압력을 가하여 보다 낮은 압력으로 세정하는 효과가 있다.

Description

스파이럴 노즐{Spiral Nozzle}
본 발명은 스파이럴 노즐에 관한 것으로, 내부에 나선 형상의 삽입관을 포함하여 유체가 넓은 면적으로 균일하게 흩어지며, 대상물에 비스듬한 각도로 균일하게 분사되는 스파이럴 노즐에 관한 것이다.
차량은 주행 및 주차 모두 외부 환경에 노출되어, 지속적으로 오염 물질과 맞닿는다. 따라서, 차량의 표면은 지속적으로 오염되는 문제가 있다.
이에 따라, 세차 산업이 지속적으로 성장하고 있으며, 과거에는 가정이나 세차장에서 직접 세차가 행해졌으나, 근래에 들어 자동 세차장 및 동전 세차장이 일반화되고 있다.
다만, 자동 세차장 및 동전 세차장에서는 브러시에 의한 세척으로 차량의 표면에 스크래치가 가해지게 되는 문제가 발생한 바, 브러시가 없는 '노브러시' 타입의 세차에 관한 연구 개발이 행해지고 있다.
이러한 '노브러시' 타입의 세차는 수압에 의해 차량 표면의 오염 물질을 제거하는 것이 중요한데, 대표적인 기술로는 한국공개특허 제2015-0060140호가 있으며, 해당 문헌에는 '세척수의 수압을 이용하여 회전노즐팁을 회전시켜 가며 세척수를 분사시키도록 하여 세척수를 보다 넓은 면적으로 확산시킨 상태로 퍼뜨려가며 분사시키도록 한 세차용 노즐'를 개시하고 있으나, 회전노즐팁이 회전하며, 내부가 마모될 수 있는 문제를 가지고 있고, 마모에 따라 불균형한 압력으로 분사될 수 있는 문제가 있다.
일본 공개특허 제2005-000837호 (2005. 01. 06. 공개) 대한민국 공개특허 제2015-0060140호 (2015. 06. 03. 공개)
본 발명의 목적은 분사되는 유체가 스파이럴 노즐의 내부 구조에 의해, 내부에서 회전한 후에 분사되기 때문에, 원심력에 의해 넓은 면적에 균일한 압력으로 유체를 분사하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 외면에 나사산이 형성되어, 유체가 토출되는 유출공에 결합하는 제 1단, 제1 단에 연결되어, 제1 단의 외경보다 넓은 외경의 육각기둥인 제 2단, 제2 단에 연결되어, 제1 단의 외경과 동일한 외경의 원기둥인 제 3단, 제3 단에 연결되어, 제3 단과 연결되지 않은 방향을 향할수록 직경이 좁아지며, 유출공에서 유입된 유체를 분사하는 분사구를 포함하는 오리피스형 제 4단을 포함하는 하우징을 포함한다.
하우징 제 1단의 내경과 동일한 외경을 가지고, 유입되는 유체를 분리시키며 시계 방향으로 회전을 가하는 분리판을 포함하여 하우징의 내부에 삽입되는 삽입관을 포함한다.
삽입관은 분리판에서, 상기 하우징의 전단 방향으로 연장되는 나선형의 스파이럴판을 더 포함한다.
제 1단, 제 2단 및 제 3단의 내경은 동일한 것을 특징으로 한다.
스파이럴판은 분리판을 기준으로 시계 방향으로 하방을 향하도록 굴곡진 구조인 것을 특징으로 한다.
분리판과, 분리판의 하단에서 연장된 스파이럴판이 연결되는 접점에는 오리피스형 유입구를 포함한다.
제 1단, 제 2단, 제 3단 및 제 4단은 1:0.5:0.5:0.2의 비율인 것을 특징으로 한다.
분리판의 길이는 제 1단의 길이와 동일하고, 스파이럴판의 길이는 제 2단과 제 3단의 길이 합과 동일한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 외부에 형성된 육각 기둥 구조의 외주면으로 인해 지면 또는 특정 대상물에 쉽게 거치할 수 있으며, 내부에서 유체가 회전하며 분사되기 때문에 넓은 면적에 균일한 압력으로 비스듬히 분사하여, 피세정물과 오염물질이 맞닿은 면에 압력을 가하여 보다 낮은 압력으로 세정할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스파이럴 노즐의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 스파이럴 노즐의 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 분리판과 스파이럴판을 포함하는 삽입관의 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 분리판의 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 스파이럴판의 사시도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분리판의 사시도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스파이럴판의 사시도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명에 따른 스파이럴 노즐의 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 스파이럴 노즐의 측면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명은 외면에 나사산이 형성되어, 유체가 토출되는 유출공에 결합하는 제 1단(110), 제 1단(110)에 결합되어 제 1단(110)의 외경보다 넓은 외경의 육각기둥 구조인 제 2단(120), 제 2단(120)에 연결되어 제 1단(110)의 외경과 동일한 외경의 원기둥인 제 3단(130), 제 3단(130)에 연결되어 제 3단(130)과 연결되지 않은 방향을 향할수록 직경이 좁아지며, 유출공에서 유입된 유체를 분사하는 분사구(150)를 포함하는 오리피스형 제 4단(140)을 포함하여 본 발명의 외형이되는 하우징(100)을 포함한다.
제 1단(110)은 원기둥의 파이프 형상으로, 제 1단(110)의 외면에는 나사산이 형성되고, 내부는 유로가 형성된다. 제 1단(110)의 외면에 형성된 나사산을 통해, 세차에 이용되는 액체 또는 기액 혼합물인 유체가 토출되는 유출공에 나사 결합을 하게 된다. 즉, 유출공의 내부에 삽입되어 나사 결합된 제 1단(110)은 내주면이 유로가 되어 유출공에서 토출되는 유체가 흐른다.
제 2단(120)은 제 1단(110)에서 연장되고, 내부에는 제 1단(110)의 내주면과 동일한 지름을 가지는 유로가 형성된다. 또한, 제 2단(120)의 외주면은 육각 기둥의 형상으로, 제 1단(110)보다 넓은 폭을 가지는 외주면이 형성된다.
즉, 제 2단(120)의 외주면은 육각 기둥의 형상으로, 제 1단(110)보다 넓은 외주면을 가지는 구조로, 육각 기둥의 형상의 외주면은 각 모서리간 연결된 평면이 지면 또는 특정 대상물에 거치되어 안정적으로, 대상물에 거치될 수 있다.
여기서, 제 2단(120)의 외주면이 사각 기둥이고, 제 1단(110)의 외주면보다 제 2(120)단의 외주면이 클 경우에, 제 2단(120)에 형성된 기둥의 각 모서리와, 제 1단(110)의 외주면 간의 거리가 멀어지기 때문에, 본원발명의 부피가 커지는 문제가 발생하게 된다.
또한, 제 2단(120)이 팔각 기둥 형상일 경우에는, 육각 기둥의 외주면을 가지는 본원발명의 제 2단(120)보다 외주면의 둘레가 작아져서 부피가 작아지는 장점이 있으나, 팔각 기둥의 각 모서리간 연결된 평면의 면적이 좁아서, 안정적으로 지면 또는 대상물에 거치되지 않는 문제가 발생하는 바, 본원발명은 제 2단(120)의 외주면이 육각 기둥의 형상인 것이다.
제 3단(130)은 제 2단(120)에서 연장되고, 제 1단(110)과 동일한 외경을 가지는 원기둥의 파이프 형상이다. 또한, 내부에는 제 1단(110)부터 유입되어 제 2단(120)의 유로를 통해 유체가 유입되어 흐르는 유로가 형성되며, 유로는 제 1단(110) 및 제 2단(120)의 유로와 동일한 지름(내경)을 가진다.
제 4단(140)은 제 3단(130)에서 연장되고, 제 3단(130)과 연결되지 않은 단을 향할수록 외주면이 수렴하는 오리피스형 구조이다. 또한, 외경이 좁아지면서, 외경이 좁아지는 폭과 동일한 비율로 내경이 좁아지는 유로를 포함한다.
여기서, 제 4단(140)은 제 1단(110)에서 유입되어, 제 2단(120) 및 제 3단(130)의 유로를 따라 이송된 유체가 분사되는 분사구(150)를 포함한다.
분사구(150)는 제 4단(140)의 외주면과 외주면이 수렴하는 끝단에 위치하며, 제 4단(140)의 외주면에 형성된 분사구(150)의 전단과, 내주면에 형성된 분사구(150)의 후단은 동일한 직경을 가지는 구조이다.
여기서, 하우징(100)은 위에서 전술한 바와 같이, 제 1단(110) 및 제 3단(130)의 외경은 동일하며, 제 2단(120)은 제 1단(110) 및 제 3단(130)의 외경보다 넓고, 제 4단(140)은 제 1단(110) 및 제 3단(130)의 외경과 동일한 외경에서 시작하여 폭이 좁아지는 오리피스형 구조이다.
또한, 제 1단(110), 제 2단(120) 및 제 3단(130)의 내경은 서로 동일한 지름을 가지며, 제 4단(140)은 제 1단(110)부터 제 3단(130)까지의 내경과 동일한 지름에서 시작하나, 폭이 좁아지는 오리피스형 구조이다.
도 3은 본 발명에 따른 분리판과 스파이럴판을 포함하는 삽입관의 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 분리판의 사시도, 도 5는 본 발명에 따른 스파이럴판의 사시도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본원발명은 하우징(100)의 내부에 삽입되어, 유입되는 유체에 회전을 가하는 분리판(210)을 포함하는 삽입관(200)을 포함한다.
분리판(210)은 제 1단(110)의 내경과 동일한 내경을 가지는 직선형의 판으로, 제 1단(110)의 내경을 막는 것이 아닌, 제 1단의 내경의 어느 한 지점과, 어느 한 지점에서 지름의 길이만큼 직선으로 연결되는 직선판(211)과, 직선판(211)의 좌우를 기준으로 시계 방향을 향할수록 낮아지는 회전판(212)을 포함한다.
즉, 분리판(210)은 제 1단(110)에서 나사 결합된 하우징(100)의 내부로 유입되는 유체를 2단(좌우)으로 분리한다.
여기서, 직선판(110)은 유체가 유입되는 방향에서 바라보았을 때에는 직선형의 판이나, 측면에서 바라보았을 때에는 사다리꼴 형상의 판이다. 이는 시계 방향으로 낮아지는 회전판(212)과 연결되어, 회전판(212)을 통해 회전이 가해지는 유체가 하우징(100)의 내부로 유입되기 위해, 일부가 2개의 모서리가 절삭된 사다리꼴의 형상인 것이다.
여기서, 직선판(211)을 기준으로, 직선판(211)의 좌측과 우측으로 분리된 유체는 회전판(212)을 통해 회전이 가해지게 되는 바, 회전판(212)의 가장 낮은 지점은 직선판(211)의 좌측과 우측에서 서로 상이하게 나타난다. 이를 구체적으로 설명하면, 회전판(212)은 시계 방향을 향할수록 낮아지기 때문에, 직선판(211)의 좌측에서 회전판(212)의 가장 낮은 지점이 직선판(211)의 일단이라면, 직선판(211)의 우측에서는 회전판(212)의 가장 낮은 지점이 직선판(211)의 타단이 되는 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분리판의 사시도이다.
도 6을 참조하면, 분리판(210)은 직선판(211)과, 직선판(211)의 좌우에서 회전판(212)을 타고 흐르는 유체에 포함된 기포를 미세한 크기로 분리하기 위해, 회전판(212)이 끝나는 지점에 충돌판(213)을 더 포함한다. 충돌판(213)은 이동중인 유체에 포함된 기체가 충돌하여 더욱 작은 크기의 입자로 분리되기 때문에, 미세 입자에 의한 세정 효과를 나타낸다.
즉, 본원발명은 하우징(100) 내부로 유입되는 유체를 분리판(210)을 포함하는 삽입관(200)을 삽입하여, 하우징(100) 내에서 1차적인 회전을 통하여 회전시킨 후, 이송ㅇ분사되지만, 더욱 강력한 회전을 원할 경우에는 분리판(210) 및 스파이럴판(220)을 포함하는 삽입관(200)을 삽입하여 1차 및 2차 회전을 가하여 더욱 강한 회전력에 의해, 더욱 강한 원심력으로 분사되는 유체를 분사한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스파이럴판의 사시도이다.
도 7을 참조하면, 스파이럴판(220)의 각 나선층 사이에는 충돌판(221)이 적어도 하나 이상 형성되어, 충돌판(221)에서 작게 분리된 기포를, 더욱 작은 크기로 분리시킨다. 다만, 분리판(210)에 의해 1차적인 회전이 가해진 바, 스파이럴판(220)의 충돌판(221)은 각 나선층 사이에서 바깥 방향을 향하는 위치에 있는 것이 바람직하다. 이는, 회전하는 유체는 원심력에 따라 가장자리의 힘이 강한 바, 더욱 강한 힘으로 입자를 분리하기 위함이다.
위에서 전술한 하우징(100)의 제 1단(110)은, 하우징(100)의 제 2단(120) 및 제 3단(130)의 길이의 합과 동일하다. 또한, 제 1단(110): 제 2단(120): 제 3단(130): 제 4단(140)의 길이 비는 1: 0.5: 0.5: 0.2이다.
또한, 직선판(211) 및 회전판(212)을 포함하는 분리판(210)은 제 1단(110)의 길이와 동일하고, 스파이럴판(220)은 제 2단(120)과 제 3단(130)의 길이 합과 동일하다. 이는 제 1단(110)의 내부에서 분리판(210)이 1차 회전을 가할 때에는 긴 길이의 회전판(212)을 통해 약한 회전을 가하게 되고, 이보다 강한 회전을 원할 경우에는 스파이럴판(220)이 포함된 삽입관(200)을 통하여, 분리판(210)에 비해 동일하거나 짧은 길이에서 회전을 가하여, 2차적인 회전을 가할 수 있는 것이다.
이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 하우징 110 : 제 1단
120 : 제 2단 130 : 제 3단
140 : 제 4단 150 : 분사구
200 : 삽입관 210 : 분리판
211 : 직선판 212 : 회전판
220 : 스파이럴판

Claims (8)

  1. 외면에 나사산이 형성되어, 유체가 토출되는 유출공에 결합하는 제 1단;
    상기 제1 단에 연결되어, 제1 단의 외경보다 넓은 외경의 육각기둥인 제 2단;
    상기 제2 단에 연결되어, 제1 단의 외경과 동일한 외경의 원기둥인 제 3단;
    상기 제3 단에 연결되어, 제3 단과 연결되지 않은 방향을 향할수록 직경이 좁아지며, 유출공에서 유입된 유체를 분사하는 분사구를 포함하는 오리피스형 제 4단;을 포함하는 하우징; 및
    상기 하우징 제 1단의 내경과 동일한 외경을 가지고, 유입되는 유체를 분리시키며 시계 방향으로 회전을 가하는 분리판; 을 포함하여 상기 하우징의 내부에 삽입되는 삽입관;을 포함하고,
    상기 삽입관은 상기 분리판에서, 상기 하우징의 전단 방향으로 연장되는 나선형의 스파이럴판;을 더 포함하며,
    상기 분리판과 스파이럴판은 유체가 충돌하는 충돌판;을 더 포함하는 스파이럴 노즐.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1단, 제 2단 및 제 3단의 내경은 동일한 것을 특징으로 하는 스파이럴 노즐.
  4. 삭제
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 스파이럴판은 상기 분리판을 기준으로 시계 방향으로 하방을 향하도록 굴곡진 구조인 스파이럴 노즐.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 분리판과, 분리판의 하단에서 연장된 스파이럴판이 연결되는 접점에는 오리피스형 유입구를 포함하는 스파이럴 노즐.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1단, 제 2단, 제 3단 및 제 4단의 길이는 1: 0.5: 0.5: 0.2의 비율인 스파이럴 노즐.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 분리판의 길이는 제 1단의 길이와 동일하고,
    상기 스파이럴판의 길이는 제 2단과 제 3단의 길이 합과 동일한 것을 특징으로 하는 스파이럴 노즐.
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