KR102363422B1 - 노즐 어셈블리 및 이를 포함하는 분무 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 노즐 어셈블리 및 이를 포함하는 분사 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 일단에 제1 유체 및 제2 유체가 배출되는 출구를 가지고, 타단에 제1 공급 라인과 연결되며, 일측으로 제2 공급 라인과 연결되는 베이스 바디, 및 상기 베이스 바디에 삽입되되, 표면에 배치된 가이드홈을 가지는 인서터를 포함하고, 상기 베이스 바디는 상기 제1 공급 라인에서 공급되는 상기 제1 유체의 제1 압력이 상기 제2 공급 라인에서 공급되는 상기 제2 유체의 제2 압력보다 작으며, 상기 인서터는 내부공간을 통과하여 상기 제1 유체가 상기 출구로 이동하고, 상기 가이드홈을 따라 상기 제2 유체가 상기 출구로 이동한다.

Description

노즐 어셈블리 및 이를 포함하는 분무 시스템{Nozzle assembly and spray system comprising the same}
본 발명은 노즐 어셈블리와 분무 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 다수의 노즐들을 통해 물을 분무시키는 분무장치는 식물의 성장을 위한 농작물 재배용이나, 양계장이나 돈사 등 축사의 온도 저하용, 또는 여름철 건물의 외벽이나 도로 등의 열섬 온도를 낮추기 위한 용도 등으로 널리 사용되고 있다.
분무장치는　분무관에 다수 연결된 노즐들을 통해 물을 안개 형태로　분무시키기 위해　분무관에 고압으로 물을 공급하도록 구성될 필요가 있다.　분무관에 공급되는 물의 압력이 높아질수록 물을 미립화시키는 효과가 높아지게 된다. 그러나, 물을 고압으로 설정하는데 한계가 있으며, 물을 고압으로 설정하면 부품의 내구성을 유지하기가 어렵다. 또한, 분무되는 물을 아주 미립화하는 것이 중요하므로, 이에 대한 연구 개발이 필요하다.
분사되는 유체를 미립화하고, 내부 클리닝을 할 수 있는 노즐 어셈블리와 분무 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일측면은, 일단에 제1 유체 및 제2 유체가 배출되는 출구를 가지고, 타단에 제1 공급 라인과 연결되며, 일측으로 제2 공급 라인과 연결되는 베이스 바디, 및 상기 베이스 바디에 삽입되되, 표면에 배치된 가이드홈을 가지는 인서터;를 포함하고, 상기 베이스 바디는 상기 제1 공급 라인에서 공급되는 상기 제1 유체의 제1 압력이 상기 제2 공급 라인에서 공급되는 상기 제2 유체의 제2 압력보다 작으며, 상기 인서터는 내부공간을 통과하여 상기 제1 유체가 상기 출구로 이동하고, 상기 가이드홈을 따라 상기 제2 유체가 상기 출구로 이동하는 노즐 어셈블리를 제공한다.
또한, 상기 출구에서 상기 제2 유체가 배출되면서, 상기 제1 유체의 유동이 증폭될 수 있다.
또한, 상기 인서터는 적어도 하나 이상의 상기 가이드홈이 표면에 배치된 헤드부, 상기 헤드부와 연결되는 샤프트, 및 상기 샤프트와 연결되되, 반경방향으로 연장되는 플렌지를 구비할 수 있다.
또한, 상기 가이드홈은 복수개가 상기 헤드부의 경사면을 따라 이격되게 배치되되, 각각의 연장선이 서로 어긋나게 배치될 수 있다.
또한, 상기 가이드홈은 복수개가 상기 헤드부의 경사면에 배치되되, 기 설정된 경사로 틸팅되게 배치되어, 상기 제2 유체에 스월을 형성할 수 있다.
또한, 상기 가이드홈은 상기 제2 유체가 유입되는 입구단과, 상기 제2 유체가 배출되는 출구단을 가지고, 상기 입구단의 단면적은 상기 출구단의 단면적 보다 클 수 있다.
또한, 상기 가이드홈은 상기 입구단에서 상기 출구단으로 단면적의 넓이가 줄어들 수 있다.
또한, 상기 인서터는 상기 제1 유체가 배출되는 제1 개구를 가지고, 상기 제1 개구의 단면적은 복수개의 상기 가이드홈의 출구단들의 단면적 합보다 작고, 복수개의 상기 가이드홈의 출구단들 중 하나의 단면적보다 클 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 제1 유체가 저장된 저장조와, 상기 저장조와 연결된 제1 공급 라인과, 상기 제1 공급 라인 상에 배치되는 펌프와, 상기 제1 공급 라인과 연결되는 노즐 어셈블리와, 상기 노즐 어셈블리의 일측에 연결되며, 제2 유체를 상기 노즐 어셈블리에 공급하는 제2 공급 라인, 및 상기 제2 공급 라인 상에 배치되는 압축기를 포함하며, 상기 제1 공급 라인에서 공급되는 상기 제1 유체의 제1 압력이 상기 제2 공급 라인에서 공급되는 상기 제2 유체의 제2 압력보다 작으며, 상기 노즐 어셈블리는 상기 제1 공급 라인과 상기 제2 공급 라인과 연결되며, 상기 제1 유체 및 상기 제2 유체가 배출되는 출구를 가지는 베이스 바디, 및 상기 베이스 바디에 삽입되되, 표면에 배치된 가이드홈을 가지는 인서터를 포함하고, 상기 인서터는 내부공간을 통과하여 상기 제1 유체가 상기 출구로 이동하고, 상기 가이드홈을 따라 상기 제2 유체가 상기 출구로 이동하는 분무 시스템을 제공한다.
또한, 상기 펌프는 상기 압축기가 구동하여, 상기 제2 유체가 상기 노즐 어셈블리에서 분사되고, 상기 제1 유체가 상기 저장조에서 상기 펌프로 유입된 이후에 구동될 수 있다.
본 발명에 따른 노즐 어셈블리와 분사 시스템은 분사되는 유체를 매우 작게 미립화시킬 수 있다. 노즐 어셈블리에 서로 다른 유체가 유입되고, 제1 유체가 분사시에 선회력을 가지는 제2 유체가 제1 유체와 부딪히면서 제1 유체를 분쇄할 수 있다. 또한, 선회력을 가지는 제2 유체가 제1 유체의 이동을 안내하여, 제1 유체가 넓은 면적에 분사될 수 있다.
본 발명에 따른 노즐 어셈블리와 분사 시스템은 내부 이물질을 제거할 수 있다. 노즐 어셈블리의 단부를 막으면, 제2 유체의 유동방향이 변경되면서, 제1 유체의 이동 방향의 역방향으로 이동한다. 제2 유체는 노즐 어셈블리 및 분사 시스템의 내부 이물질을 필터나 여과기에서 제거할 수 있다.
본 발명에 따른 노즐 어셈블리와 분사 시스템은 제2 유체의 유동을 변경하여 내부를 클리닝 할 수 있다. 제2 유체가 제1 유체가 공급되는 제1 공급 라인으로 이동시켜서, 분사 시스템의 내부를 클리닝 할 수 있다.
본 발명에 따른 노즐 어셈블리와 분사 시스템은 제2 유체를 고압으로 분사하면, 제1 유체가 자흡식으로 분사되므로, 전체 시스템이 컴팩트하게 제공되며, 다양한 위치에 설치될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 어셈블리를 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1의 인서터를 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 2의 인서터의 정면도이다.
도 4는 도 2의 인서터의 평면도이다.
도 5는 인서터의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 6은 인서터의 다른 변형예를 도시하는 도면이다.
도 7은 인서터의 또 다른 변형예를 도시하는 도면이다.
도 8은 도 1의 노즐 어셈블리에서 유체를 분사하는 동작을 도시하는 도면이다.
도 9은 도 1의 노즐 어셈블리의 클리닝 구동을 도시하는 도면이다.
도 10는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분사 시스템을 도시하는 도면이다.
도 11 내지 도 14은 도 10의 분사 시스템의 다른 실시예들을 도시하는 도면이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 분사 시스템을 도시하는 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 어셈블리(100)를 도시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 노즐 어셈블리(100)는 제1 유체(F1)와 제2 유체(F2)가 각각 독립적으로 유입되며, 출구(115)에서 제1 유체(F1)와 제2 유체(F2)가 혼합되면서 더 미세하게 분사될 수 있다.
노즐 어셈블리(100)는 도면과 같이 외부 파이프(P)에 장착되어, 파이프(P)에서 유입되는 유체를 분사할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며 노즐 어셈블리(100)는 파이프(P)와 일체로 제작될 수 있다.
일 실시예로, 제1 유체(F1)는 액체이며, 제2 유체(F2)는 기체일 수 있다. 노즐 어셈블리(100)는 제2 유체(F2)가 와류를 형성하여, 분사되는 제1 유체(F1)를 더 미세하게 분무시킬 수 있다.
다른 실시예로, 제1 유체(F1)와 제2 유체(F2)가 모두 액체이거나, 기체일 수 있다. 노즐 어셈블리(100)는 제2 유체(F2)가 와류를 형성하여, 분사되는 제1 유체(F1)를 더 미세하게 분무시킬 수 있다. 또 다른 실시예로, 제1 유체(F1)는 기체이며, 제2 유체(F2)는 액체일 수 있다.
제1 유체(F1)와 제2 유체(F2)는 노즐 어셈블리(100)의 사용처에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 일 예로, 노즐 어셈블리(100)가 물을 미세하게 분무하는데 사용한다면, 제1 유체(F1)는 물로 설정되고, 제2 유체(F2)는 공기로 설정될 수 있다. 다른 예로, 노즐 어셈블리(100)가 비닐하우스 등의 식물에 약물을 공급하는데 사용한다면, 제1 유체(F1)는 약물로 설정되고, 제2 유체(F2)는 공기로 설정될 수 있다.
노즐 어셈블리(100)로 유입되는 제2 유체(F2)의 제2 압력은 제1 유체(F1)의 제1 압력보다 크게 설정될 수 있다. 고압의 제2 유체(F2)는 제1 유체(F1)를 잘게 쪼개어 제1 유체(F1)가 미세하게 분무될 수 있다. 또한, 제2 유체(F2)가 노즐 어셈블리(100)에서 분사되면, 제1 유체(F1)는 압력 차이에 의해서 유동 될 수 있다. 즉, 제2 유체(F2)가 분사되면 노즐 어셈블리(100)의 출구(115)가 상대적으로 낮은 압력으로 설정되므로, 제1 유체(F1)는 압력 차이에 의해서 출구(115)로 이동할 수 있다.
노즐 어셈블리(100)는 베이스 바디(110), 인서터(120), 실링 링(130)을 구비할 수 있다. 또한, 선택적인 실시예로 노즐 어셈블리(100)는 필터(140)를 구비할 수 있다.
베이스 바디(110)는 파이프(P)에 장착되며, 내부 공간에 인서터(120), 실링 링(130), 필터(140)가 배치될 수 있다. 베이스 바디(110)는 몸체(111), 노즐단(112), 공급단(113), 돌기(114), 출구(115)를 가질 수 있다.
베이스 바디(110)는 일단에 제1 유체(F1)와 제2 유체(F2)가 배출되는 출구(115)를 가질 수 있다. 베이스 바디(110)는 타단에 제1 공급 라인(L1)이 연결되며, 일측으로 제2 공급 라인(L2)과 연결될 수 있다. 제1 공급 라인(L1)으로 제1 유체(F1)가 유입되고, 제2 공급 라인(L2)으로 제2 유체(F2)가 유입될 수 있다.
몸체(111)는 일단이 파이프(P)에 연결되며, 타단으로 노즐단(112)이 연장될 수 있다. 몸체(111)의 내부에는 메인 공간(111A)을 가질 수 있다. 몸체(111)와 파이프(P)는 다양한 형태로 조립될 수 있다. 일 실시예로, 몸체(111)와 파이프(P)는 나사 결합으로 연결될 수 있다.
메인 공간(111A)은 공급단(113)이 연결되며, 공급단(113)으로 제2 유체(F2)가 유입될 수 있다. 메인 공간(111A)은 플렌지(123)에 의해서 구획되며, 플렌지(123)를 기준으로 후방에는 제1 유체(F1)가 인서터(120)로 유입되며, 플렌지(123)를 기준으로 전방에는 제2 유체(F2)가 유입되며, 제2 유체(F2)가 인서터(120)의 외측을 따라 노즐단(112) 및 출구(115)로 이동할 수 있다.
노즐단(112)은 몸체(111)에서 연결되며, 내부에 인서터(120)의 헤드부(121)가 배치될 수 있다. 노즐단(112)의 내면(112A)은 헤드부(121)의 표면과 접촉한다. 헤드부(121)는 끝단에는 출구(115)가 배치될 수 있다. 노즐단(112)의 내면(112A)과 헤드부(121)의 표면은 밀착되어, 제2 유체(F2)가 통과할 수 없으나, 헤드부(121)의 표면에 배치된 가이드홈(120G)을 따라 제2 유체(F2)가 이동할 수 있다.
공급단(113)은 베이스 바디(110)의 일측으로 연장되며, 제2 공급 라인(L2)과 연결될 수 있다. 공급단(113)의 일단은 제2 공급 라인(L2)에 연결되고, 공급단(113)의 타단은 메인 공간(111A)과 연결된다. 제2 유체(F2)는 공급단(113)을 통해서, 베이스 바디(110)의 내부로 공급될 수 있다.
돌기(114)는 노즐단(112)의 끝단에 배치될 수 있다. 돌기(114)는 출구(115)의 외곽에 배치될 수 있다. 노즐 어셈블리(100)를 클리닝시에, 사용자는 노즐단(112)의 끝단을 폐쇄시키는데, 사용자의 손가락이 돌기(114)의 위에 배치한 후에 가압한다. 그러하면, 노즐단(112)의 제2 개구(110H)가 완전하게 막히고, 제2 유체(F2)는 인서터(120)의 내부로 유입될 수 있다. 이에 대해서는 아래에서 상세하게 설명하기로 한다.
출구(115)는 베이스 바디(110)의 일단에 배치될 수 있으며, 제1 유체(F1)와 제2 유체(F2)가 배출될 수 있다. 출구(115)는 노즐단(112)의 내부에 배치되되, 노즐단(112)의 끝단에 위치될 수 있다. 출구(115)는 제2 개구(110H)를 구비하며, 제2 개구(110H)를 통해서 제1 유체(F1)와 제2 유체(F2)가 배출될 수 있다.
일 실시예로, 출구(115)는 소정의 내부 공간을 가질 수 있다. 인서터(120)의 끝단이 출구(115)와 연결되며, 인서터(120)에서 토출되는 제1 유체(F1)와 제2 유체(F2)는 출구(115)를 통과하여 노즐 어셈블리(100)의 외부로 분사될 수 있다.
일 실시예로, 출구(115)는 제1 공간(115A)과 제2 공간(115B)을 가질 수 있다. 제1 공간(115A)은 인서터(120)의 제1 개구(120H)와 연결되며, 제2 공간(115B)은 베이스 바디(110)의 제2 개구(110H)와 연결될 수 있다.
제1 공간(115A)은 제2 공간(115B)보다 크게 형성될 수 있다. 제1 공간(115A)은 와류로 변형된 고압의 제2 유체(F2)에게 소정의 공간을 제공하여, 제1 유체(F1)를 전방으로 이동하게 가이드 하며, 제1 유체(F1)를 더 세밀하게 잘게 분쇄할 수 있다. 제2 공간(115B)이 제1 공간(115A)보다 부피가 작으므로, 분사되는 제1 유체(F1)가 더 강하게 분사될 수 있다.
상세히, 반경방향으로의 제1 공간(115A)의 제1 폭(t1)은 제2 공간(115B)의 제2 폭(t2) 보다 작게 형성될 수 있다. 인서터(120)의 제1 개구(120H)는 제3 폭(t3)을 가질 수 있으며, 제3 폭(t3)은 제1 폭(t1) 및 제2 폭(t2)보다 작게 형성될 수 있다. 제1 개구(120H)에서 토출되는 제1 유체(F1)는 제1 공간(115A)과 제2 공간(115B)을 통과하고, 이때 제2 유체(F2)에 의해서 제1 유체(F1)는 더 잘게 분쇄될 수 있다.
출구(115)는 제1 유체(F1)와 제2 유체(F2)를 수용하는 공간을 제공하므로, 노즐 어셈블리(100)를 클리닝 시에, 제2 유체(F2)를 인서터(120)로 유입시킬 수 있다. 노즐 어셈블리(100)를 클리닝시에, 사용자는 노즐단(112)의 끝단을 폐쇄하면, 노즐단(112)의 제2 개구(110H)가 완전하게 막히고, 가이드홈(120G)을 따라 이동한 제2 유체(F2)는 제1 개구(120H)로 유입되어 인서터(120)의 내부로 유입될 수 있다. 이에 대해서는 아래에서 상세하게 설명하기로 한다.
다른 실시예로, 출구(115)는 단수 또는 복수개의 공간을 가질 수 있다. 제1 개구(120H)와 제2 개구(110H)의 사이에는 하나의 공간이나, 3개 이상의 공간을 가질 수 있다.
도 2는 도 1의 인서터(120)를 도시하는 사시도이고, 도 3은 도 2의 인서터(120)의 정면도이며, 도 4는 도 2의 인서터(120)의 평면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 인서터(120)는 베이스 바디(110)에 삽입되되, 표면에 배치된 가이드홈(120G)을 가질 수 있다.
인서터(120)는 제1 유체(F1)와 제2 유체(F2)가 각각 이동하는 경로를 제공한다. 제1 유체(F1)는 인서터(120)의 내부로 유입되고, 제2 유체(F2)는 인서터(120)의 외면을 따라 이동할 수 있다. 인서터(120)는 제1 유체(F1)가 이동하는 경로를 제공하며, 제2 유체(F2)가 선회하도록 안내하여, 제2 유체(F2)에 와류가 형성될 수 있다.
인서터(120)는 제1 축(AX1) 방향으로 헤드부(121), 샤프트(122), 플렌지(123)를 배치될 수 있다. 또한, 헤드부(121)의 내부에는 제1 내부 공간(121S)이 배치되고, 샤프트(122)의 내부에는 제2 내부 공간(122S)이 배치되며, 플렌지(123)의 내부에는 제3 내부 공간(123S)이 배치되고, 제1 내부 공간(121S), 제2 내부 공간(122S) 및 제3 내부 공간(123S)은 제1 축(AX1) 방향으로 서로 연결될 수 있다.
헤드부(121)는 노즐단(112)에 삽입된다. 헤드부(121)의 표면은 노즐단(112)의 내면(112A)에 밀착되어, 가이드홈(120G)에 의해서 제2 유체(F2)의 이동 경로는 설정될 수 있다.
헤드부(121)의 표면에는 가이드홈(120G)이 배치될 수 있다. 가이드홈(120G)은 복수 개로 구비되며, 헤드부(121)의 경사면을 따라 서로 이격되게 배치될 수 있다. 복수개의 가이드홈(120G)은 헤드부(121)의 중심에서 등간격으로 이격되게 배치될 수 있다.
일 실시예로, 도면에서와 같이 인서터(120)는 3개의 가이드홈(120G)이 헤드부(121)의 표면에 배치될 수 있다.
다른 실시예로, 도면에서는 도시되지 않았으나, 인서터는 2개 또는 4개 이상의 가이드홈이 헤드부에 배치될 수 있다.
또 다른 실시예로, 도면에서는 도시되지 않았으나, 인서터는 하나의 가이드홈이 헤드부의 표면에 배치될 수 있으며, 하나의 가이드홈이 헤드부를 따라 나선 형상을 가질 수 있다.
각각의 가이드홈(120G)은 연장선이 서로 어긋나게 배치될 수 있다. 가이드홈(120G)은 복수개가 헤드부(121)의 경사면에 배치되되, 기 설정된 경사(θ)로 틸팅되게 배치된다. 가이드홈(120G)의 연장선은 제1 축(AX1)으로 향하지 않으며, 헤드부(121)의 끝단의 접선 방향으로 연장된다. 각각의 가이드홈(120G)을 이동하는 제2 유체(F2)는 헤드부(121)의 끝단에서 접선 방향으로 토출되므로, 제2 유체(F2)의 유동은 스월 또는 와류를 가질 수 있다.
상세히, 가이드홈(120G)은 i방향으로 연장되어, 연장선은 제1 축(AX1)과 교차하지 않는다. 또한, 각각의 가이드홈(120G)의 연장선들은 제1 축(AX1)과 교차하지 않도록 배치된다. 가이드홈(120G)은 제1 개구(120H)의 외곽으로 연장되므로, 제1 유체(F1)는 제1 개구(120H)에서 토출되는 것과 동시에는 제2 유체(F2)의 스월과 부딪히게 된다.
가이드홈(120G)이 제1 축(AX1)과 나란하지 않게 배치되므로, 가이드홈(120G)에서 배출된 제2 유체(F2)는 선회력을 가질 수 있다. 제2 유체(F2)가 i방향으로 이동하면 제1 축(AX1) 방향으로의 제1 유속과 함께, 제1 개구(120H)의 접선방향으로의 제2 유속을 가진다. 제1 유속에 의해서 제2 유체(F2)는 전방으로 이동하고, 제2 유속에 의해서 제2 유체(F2)에 선회력이 생성된다.
일 실시예로, 가이드홈(120G)은 제2 유체(F2)가 유입되는 입구단(120G-1)과, 제2 유체(F2)가 배출되는 출구단(120G-2)을 가질 수 있다. 입구단(120G-1)은 헤드부(121)의 아래에 배치되고, 출구단(120G-2)은 헤드부(121)의 전방에 배치되며, 제1 개구(120H)의 외곽에 배치된다.
일 예로, 가이드홈(120G)은 입구단(120G-1)의 단면적이 출구단(120G-2)의 단면적 보다 크게 형성될 수 있다. 입구단(120G-1)의 단면적보다 출구단(120G-2)의 단면적이 더 크므로, 제2 유체(F2)는 유입속도보다 배출속도가 더 증가할 수 있다. 가이드홈(120G)에서 토출되는 제2 유체(F2)는 강한 압력으로 배출되고, 강한 선회력을 가질 수 있다.
일 예로, 가이드홈(120G)은 입구단(120G-1)에서 출구단(120G-2)으로 단면적이 줄어들게 형성될 수 있다. 입구단(120G-1)에서 출구단(120G-2)으로 단면적이 선형적으로 줄어들어, 제2 유체(F2)가 가이드홈(120G)을 따라 이동하면서 유동속도가 증가할 수 있다. 가이드홈(120G)에서 토출되는 제2 유체(F2)는 강한 압력으로 배출되고, 강한 선회력을 가질 수 있다.
샤프트(122)는 헤드부(121)와 연결되며, 내부로 제1 유체(F1)가 통과할 수 있다. 도면에서는 샤프트(122)가 대략 원기둥 형상인 것을 도시하나, 이에 한정되지 않으며 다각 기둥 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
샤프트(122)의 직경은 플렌지(123)의 직경보다 작고, 헤드부(121)의 아래단의 직경보다 작게 형성된다. 샤프트(122)의 외측에는 제2 유체(F2)가 유입될 수 있는 공간이 형성되며, 상기 공간이 헤드부(121)의 가이드홈(120G)과 연통되어 제2 유체(F2)가 가이드홈(120G)을 따라 이동할 수 있다.
플렌지(123)는 샤프트(122)와 연결되되, 반경방향으로 연장될 수 있다. 플렌지(123)는 몸체(111)의 내측면까지 연장되어, 몸체(111)의 메인 공간(111A)을 구획할 수 있다. 플렌지(123)는 메인 공간(111A)의 전방과 후방을 구획하므로, 몸체(111)에서 제1 유체(F1)와 제2 유체(F2)가 혼합되는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 인서터(120A)의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 인서터(120A)는 헤드부(121), 샤프트(122), 플렌지(123)를 구비하며, 헤드부(121)에 배치된 가이드홈(120GA)의 출구단(120G-2A)의 단면적이 작게 설정될 수 있다.
가이드홈(120GA)은 입구단(120G-1A)과 출구단(120G-2A)을 가지되, 출구단(120G-2A)에서의 단면적의 크기가 입구단(120G-1A)에서의 단면적의 크기보다 작게 설정될 수 있다.
일 실시예로, 제1 개구(120H)의 단면적과 비교하면, 제1 개구(120H)의 단면적은 출구단(120G-2A) 하나의 단면적 보다 크고, 복수개의 출구단(120G-2A)의 단면적 총합보다 작게 설정될 수 있다.
출구단(120G-2A)의 하나의 단면적(A1 또는 A2 또는 A3)이 제1 개구(120H)의 단면적(B1)보다 작게 형성되므로, 각 출구단(120G-2A)에서 배출되는 제2 유체(F2)는 높은 압력을 가질 수 있다. 출구단(120G-2A)에서 배출되는 제2 유체(F2)는 높은 압력으로 배출되어 강한 스월을 형성하고, 제2 유체(F2)와 부딪히는 제1 유체(F1)는 미세하게 분사될 수 있다.
복수개의 출구단(120G-2A)의 단면적의 합(A1+A2+A3)이 제1 개구(120H)의 단면적(B1) 보다 크게 형성되므로, 출구단(120G-2A)으로 충분한 유량의 제2 유체(F2)가 배출될 수 있다. 출구단(120G-2A)에서 배출되는 제2 유체(F2)는 충분한 유량으로 배출되므로, 제1 유체(F1)가 미세하게 분사될 수 있다.
도 6은 인서터의 다른 변형예를 도시하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 인서터(120B)는 나선형의 가이드홈(120GB)을 가질 수 있다. 가이드홈(120GB)은 복수개로 구비되며, 헤드부(121)의 표면에 배치될 수 있다. 가이드홈(120GB)은 헤드부(121)의 표면을 따라 나선형상을 가질 수 있다.
가이드홈(120GB)은 입구단(120G-1B)과 출구단(120G-2B)을 구비하며, 입구단(120G-1B)에서 출구단(120G-2B)까지 가이드홈(120GB)은 나선형을 가지므로, 가이드홈(120GB)을 따라 이동하는 제2 유체(F2)는 강한 선회력을 가질 수 있다. 출구단(120G-2B)에서 배출되는 제2 유체(F2)는 강한 선회력을 가지며, 제2 유체(F2)가 제1 유체(F1)를 강하게 분쇄하여, 제1 유체(F1)는 미세하게 분사될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 실링 링(130)은 베이스 바디(110)의 내부에, 인서터(120)의 후단에 배치될 수 있다. 실링 링(130)은 인서터(120)와 베이스 바디(110) 사이의 틈을 실링할 수 있다.
필터(140)는 인서터(120)와 파이프(P) 사이에 배치되어, 제1 유체(F1)에 잔류하는 이물질을 필터링 할 수 있다. 필터(140)는 제1 유체(F1)가 인서터(120)로 유입되기 전에, 제1 유체(F1)에 포함된 이물질을 제거할 수 있다.
인서터(120)의 제1 개구(120H)의 단면적은 매우 작기 때문에 제1 유체(F1)의 이물질에 의해서 막힐 수 있다. 필터(140)는 제1 유체(F1)에 잔류하는 이물질을 제거하여, 제1 유체(F1)가 막힘없이 분사될 수 있다.
도 7은 인서터의 또 다른 변형예를 도시하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 인서터(120C)는 직선형의 가이드홈(120GC)을 구비할 수 있다. 가이드홈(120GC)은 적어도 하나 이상으로 구비되며, 헤드부(121)의 표면에 배치될 수 있다.
가이드홈(120GC)은 인서터(120C)의 제1 축(AX1) 방향으로 연장될 수 있다. 가이드홈(120GC)의 입구단(120G-1C)과 출구단(120G-2C)을 가지되, 제1 개구(120H)방향으로 연장될 수 있다. 가이드홈(120GC)을 따라 이동하는 제2 유체()는 인서터()의 제1 개구(120H)로 토출되므로, 제1 축(AX1) 방향으로 제2 유체(F2)가 집중될 수 있다.
일 실시예로, 가이드홈(120GC)은 출구단(120G-2C)의 단면적이 입구단(120G-1C)의 단면적보다 작게 설정될 수 있다.
일 실시예로, 제1 개구(120H)의 단면적과 비교하면, 제1 개구(120H)의 단면적은 출구단(120G-2C) 하나의 단면적 보다 크고, 복수개의 출구단(120G-2C)의 단면적 총합보다 작게 설정될 수 있다.
복수개의 출구단(120G-2C)의 단면적의 합이 제1 개구(120H)의 단면적 보다 크게 형성되므로, 출구단(120G-2C)으로 충분한 유량의 제2 유체(F2)가 배출될 수 있다. 출구단(120G-2C)에서 배출되는 제2 유체(F2)는 충분한 유량으로 배출되므로, 제1 유체(F1)가 미세하게 분사될 수 있다.
도 8은 도 1의 노즐 어셈블리(100)에서 유체를 분사하는 동작을 도시하는 도면이다.
도 8을 참조하면, 노즐 어셈블리(100)는 선회력이 형성된 제2 유체(F2)가 제1 유체(F1)를 잘게 쪼개어, 제1 유체(F1)가 미세하게 분사될 수 있다.
제1 공급 라인(L1)을 따라 이동하는 제1 유체(F1)는 파이프(P)를 통과하고, 노즐 어셈블리(100)로 유입된다. 필터(140)에 의해서 이물질이 제거된 제1 유체(F1)는 제1 축(AX1) 방향으로 이동하면서, 인서터(120)의 내부 공간을 통과하여, 베이스 바디(110)의 출구(115)로 이동한다.
제2 공급 라인(L2)을 따라 이동하는 제2 유체(F2)는 공급단(113)을 통해서 노즐 어셈블리(100)로 유입된다. 베이스 바디(110)의 메인 공간(111A)으로 유입된 제2 유체(F2)는 가이드홈(120G)을 따라 이동하고, 베이스 바디(110)의 출구(115)로 이동한다. 베이스 바디(110)의 출구에서 제1 유체(F1)와 제2 유체(F2)가 혼합하게 된다.
가이드홈(120G)을 따라 이동하는 제2 유체(F2)는 선회력을 가질 수 있다. 가이드홈(120G)이 연장선이 서로 어긋나게 배치되며, 가이드홈(120G)은 제2 유체(F2)를 헤드부(121)의 끝단에서 접선 방향으로 분사한다. 헤드부(121)의 접선 반향으로 분사된 제2 유체(F2)는 선회력을 얻게 되어, 제2 유체(F2)의 유동은 와류로 변형된다.
제1 유체(F1)는 제2 유체(F2)의 선회력에 의해서, 미세하게 분무 될 수 있다. 제1 유체(F1)와 제2 유체(F2)가 출구(115)에 모이게 되면, 제2 유체(F2)의 선회력이 제1 유체(F1)를 미세하게 분쇄한다. 제2 유체(F2)의 강한 선회력이 제1 유체(F1)를 잘게 쪼개게 되고, 제1 유체(F1)가 아주 미세하게 분사될 수 있다.
동시에, 제1 유체(F1)와 제2 유체(F2)가 출구(115)를 통과하면, 제2 유체(F2)의 선회력이 분사 면적을 확대하여, 제1 유체(F1)가 넓은 면적에 분사될 수 있다. 제2 유체(F2)는 반경방향으로 확장되는 선회력을 가지므로, 제2 개구(110H)를 통과하는 제1 유체(F1)는 제2 유체(F2)의 유동을 따라 넓은 분사 면적을 형성할 수 있다.
제1 유체(F1)는 제2 유체(F2)의 상대적으로 높은 압력에 의해서 미세하게 분무 될 수 있다. 노즐 어셈블리(100)로 공급되는 제1 유체(F1)의 제1 압력은 제2 유체(F2)의 제2 압력 보다 작게 설정될 수 있다. 제2 압력이 제1 압력보다 크므로 제2 유체(F2)가 제1 유체(F1)를 미세하게 미립화할 수 있다.
제2 유체(F2)의 제2 압력이 제1 유체(F1)의 제1 압력보다 크므로, 제2 유체(F2)가 분사되면, 제1 유체(F1)는 자동적으로 노즐 어셈블리(100)에서 분사될 수 있다. 높은 압력의 제2 유체(F2)가 분사되면, 압력 차이에 의해서 제1 유체(F1)는 노즐 어셈블리(100)로 유입되어 마중물(priming water)의 기능을 수행할 수 있다. 즉, 펌프가 구동되기 전이라도, 제1 유체(F1)가 이동하면서 펌프의 내부를 채울 수 있다. 이후, 펌프의 내부에 제1 유체(F1)가 채워진 상태에서 펌프가 구동되면, 정상적으로 펌프가 작동할 수 있다.
도 9은 도 1의 노즐 어셈블리(100)의 클리닝 구동을 도시하는 도면이다.
도 9을 참조하면, 노즐 어셈블리(100)는 출구를 폐쇄하면, 제2 유체(F2)가 노즐 어셈블리(100)를 클리닝 할 수 있다.
제1 유체(F1)나 제2 유체(F2)가 이동하는 경로는 매우 작은 단면을 가지므로, 노즐 어셈블리(100)는 이물질에 의해서 쉽게 막힐 수 있다. 본 발명에 따른 노즐 어셈블리(100)는 간단하고 신속하게 노즐 어셈블리(100)의 내부를 클리닝 할 수 있다.
사용자는 노즐 어셈블리(100)의 출구(115)를 막아서, 제2 유체(F2)의 이동 경로를 변경할 수 있다. 사용자는 밀폐 부재(BL)를 노즐 어셈블리(100)의 끝단에 막아 제1 유체(F1)와 제2 유체(F2)가 외부로 토출되지 않고, 다시 인서터(120)의 내부공간으로 이동하도록 할 수 있다.
밀폐 부재(BL)는 노즐 어셈블리(100)의 출구단을 폐쇄할 수 있는 다양한 부품으로 설정될 수 있다.
일 예로, 밀폐 부재(BL)는 노즐 어셈블리(100)의 출구단을 막는 부품으로 설정될 수 있다. 밀폐 부재(BL)는 돌기(114)와 접촉하는 면이 소정의 쿠션을 가지는 재질로 형성될 수 있으며, 밀폐 부재(BL)가 돌기(114)를 가력하면, 노즐 어셈블리(100)의 출구단을 완전하게 폐쇄할 수 있다.
다른 예로, 밀폐 부재(BL)는 사용자의 손가락으로 설정될 수 있다. 사용자가 손가락을 강하게 돌기(114)를 가력하면, 소정의 쿠션을 가지는 사용자의 손가락이 노즐 어셈블리(100)의 출구단을 완전하게 실링할 수 있다.
돌기(114)는 사용자에게 노즐 어셈블리(100)의 출구단을 폐쇄하는 영역을 알려줄 수 있다. 사용자는 돌기(114)의 촉감을 통해서 노즐 어셈블리(100)의 폐쇄할 부분을 인식할 수 있다. 또한, 돌기(114)는 쿠션을 가지는 밀폐 부재(BL)와 강하게 밀착되어, 노즐 어셈블리(100)를 완전하게 밀폐시킬 수 있다.
출구(115)의 내부 공간은 제1 유체(F1)와 제2 유체(F2)의 방향이 전환되는 공간을 제공할 수 있다. 밀폐 부재(BL)에 부딪힌 제1 유체(F1)와 제2 유체(F2)는 이동 방향이 변경되어, 역 방향으로 이동한다. 출구(115)의 제1 공간(115A)과 제2 공간(115B)에서 제1 유체(F1)와 제2 유체(F2)는 이동 방향이 반전된다. 특히, 고압의 제2 유체(F2)는 출구(115)의 내부 공간에서 충분하게 방향이 전환될 수 있어, 역방향으로 이동할 수 있다.
역방향으로 이동하면서 제1 개구(120H)나 가이드홈(120G)에 붙은 이물질을 제거할 수 있다. 제1 개구(120H)의 개방 면적이 크므로, 제1 유체(F1)와 제2 유체(F2)는 제1 개구(120H)로 유입된다. 제1 유체(F1)와 제2 유체(F2)는 인서터(120)의 내부를 따라 이동하면서, 필터(140)를 통과한다. 이때, 필터(140)에 붙은 이물질을 파이프(P)로 이동시켜 제거할 수 있다.
클리닝시에도 제2 유체(F2)는 선회력을 가진 상태에서 이동하여, 클리닝 효과가 상승된다. 상세히, 밀폐 부재(BL)에서 방향이 전환된 제2 유체(F2)는 여전히 선회력을 가지고 있으므로, 제2 유체(F2)는 인서터(120)의 내부를 이동하면서 제1 유체(F1)를 잘게 부수게 된다. 따라서, 제1 유체(F1)와 제2 유체(F2)는 인서터(120)의 내부 공간을 이동하면서 효과적으로 노즐 어셈블리(100)를 클리닝 할 수 있다.
제2 유체(F2)는 강한 압력으로 노즐 어셈블리(100)를 클리닝 할 수 있다. 특히, 인서터(120)의 내부로 유입된 제2 유체(F2)는 제1 유체(F1)보다 높은 압력을 가지므로, 제2 유체(F2)가 인서터(120)로 유입되면, 제2 유체(F2)를 따라 제1 유체(F1)의 방향이 함께 변경된다. 높은 압력의 제2 유체(F2)의 방향이 전환되면, 제1 유체(F1)의 방향도 함께 전환되면서 노즐 어셈블리(100)의 내부공간을 효과적으로 클리닝 할 수 있다.
도 10는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분사 시스템(1)을 도시하는 도면이다.
도 10를 참조하면, 분사 시스템(1)은 저장조(10), 펌프(20), 압축기(30), 제1 여과기(41), 제2 여과기(42), 복수개의 밸브, 노즐 어셈블리(100), 제1 공급 라인(L1), 제2 공급 라인(L2), 제1 서브 라인(L3) 및 제2 서브 라인(L4)을 가질 수 있다.
저장조(10)는 제1 유체(F1)가 저장되며, 제1 공급 라인(L1)과 연결된다. 제1 공급 라인(L1)을 따라 이동한 제1 유체(F1)는 노즐 어셈블리(100)를 통해서 토출될 수 있다.
펌프(20)는 제1 공급 라인(L1) 상에 배치된다. 펌프(20)는 저장조(10)의 제1 유체(F1)를 흡입하여, 노즐 어셈블리(100)로 제1 유체(F1)를 공급할 수 있다. 펌프(20)는 제1 유체(F1)를 기 설정된 소정의 압력까지 가압하여, 노즐 어셈블리(100)에 공급되는 제1 유체(F1)는 제1 압력을 가질 수 있다.
일 실시에로, 펌프(20)는 흡입과 토출 방향으로 제1 유체(F1)의 흐름이 자유롭기 위해서, 임펠러를 가지는 저압 펌프 일 수 있다.
펌프(20)는 제1 유체(F1)의 이동방향으로 전후방이 개방되어 있으므로, 클리닝 시에 제1 유체(F1)가 저장조(10)로 역류될 수 있다. 저장조(10)로 이동하는 제1 유체(F1)는 제1 여과기(41)를 클리닝 할 수 있다.
압축기(30)는 제2 공급 라인(L2) 상에 배치된다. 압축기(30)는 제2 유체(F2)를 압축하여, 제2 공급 라인(L2)을 통해서 고압의 제2 유체(F2)를 노즐 어셈블리(100)로 공급할 수 있다. 압축기(30)는 제2 유체(F2)를 기 설정된 소정의 압력까지 가압하여, 노즐 어셈블리(100)에 공급되는 제2 유체(F2)는 제1 압력보다 고압인 제2 압력을 가질 수 있다.
제1 여과기(41)는 저장조(10)에 장착되며, 제1 공급 라인(L1)으로 유입되는 제1 유체(F1)를 1차적으로 필터링 할 수 있다.
제2 여과기(42)는 펌프(20)와 노즐 어셈블리(100) 사이에 배치되며, 펌프(20)를 통과한 제1 유체(F1)를 2차적으로 필터링 할 수 있다. 제2 여과기(42)는 선택적으로 장착될 수 있다.
제1 밸브(51)는 제1 서브 라인(L3)에 배치되며, 릴리프 밸브의 기능을 수행할 수 있다. 제1 밸브(51)는 제1 유체(F1)의 일부를 회수하여, 공급되는 제1 유체(F1)의 압력을 기 설정된 수준으로 유지할 수 있다.
제2 밸브(52)는 제2 공급 라인(L2) 상에 배치되며, 개방되면 노즐 어셈블리(100)로 제2 유체(F2)를 공급하고, 폐쇄되면 제2 유체(F2)를 제1 공급 라인(L1)으로 안내할 수 있다.
제3 밸브(53)는 제1 공급 라인(L1)과 제2 공급 라인(L2) 사이를 연결하는 제2 서브 라인(L4) 상에 배치된다. 제3 밸브(53)가 개방되면, 제2 유체(F2)는 제1 공급 라인(L1)으로 이동할 수 있다.
제1 공급 라인(L1)은 저장조(10)와 연결되며, 제1 유체(F1)를 노즐 어셈블리(100)로 공급할 수 있다. 제2 공급 라인(L2)은 압축기(30)와 연결되며, 제2 유체(F2)를 노즐 어셈블리(100)로 공급할 수 있다.
제1 서브 라인(L3)은 제1 공급 라인(L1)에서 분지되며, 제1 유체(F1)를 저장조(10)로 회수 할 수 있다. 제2 서브 라인(L4)은 제1 공급 라인(L1)과 제2 공급 라인(L2)을 연결하며, 분사 시스템(1)을 클리닝 시에 개방될 수 있다.
<분무 모드>
압축기(30)가 구동되면, 고압의 제2 유체(F2)는 제2 공급 라인(L2)을 따라 이동하고 노즐 어셈블리(100)로 토출된다. 이때, 제2 밸브(52)는 개방된 상태이며, 제3 밸브(53)는 폐쇄된 상태이다.
제2 유체(F2)가 노즐 어셈블리(100)로 토출되면, 제1 유체(F1)는 자동적으로 펌프(20)로 흡입된다. 고압의 제2 유체(F2)가 노즐 어셈블리(100)로 배출되면, 압력 차이에 의해서 제1 유체(F1)는 제1 여과기(41), 펌프(20)로 이동한다. 즉, 제1 유체(F1)는 펌프(20)에 유입되어 마중물의 기능을 수행할 수 있다.
펌프(20)에 제1 유체(F1)가 채워지면, 펌프(20)는 구동이 시작된다. 펌프(20)는 제1 유체(F1)를 기 설정된 압력까지 가압시키고, 가압된 제1 유체(F1)는 제2 여과기(42)를 거쳐 노즐 어셈블리(100)로 유입된다.
제1 밸브(51)의 개도를 조절하여, 노즐 어셈블리(100)에서 분사되는 제1 유체(F1)의 정도를 조절할 수 있다. 또한, 제1 밸브(51)를 통해서 회수하는 제1 유체(F1)는 제2 여과기(42)에 잔류하는 이물질을 저장조(10)로 회수할 수 있다.
노즐 어셈블리(100)로 각각 유입된 제1 유체(F1)와 제2 유체(F2)는 출구(115)를 통해서 배출된다. 제2 유체(F2)는 선회력을 가지므로, 제1 유체(F1)를 잘게 분쇄하고, 제1 유체(F1)는 미세하게 분무될 수 있다.
<클리닝 모드>
클리닝 모드시에는 제2 유체(F2)의 이동 경로를 변경하여, 제1 유체(F1)를 회수하면서 분사 시스템(1)을 세척할 수 있다.
제2 밸브(52)는 폐쇄되고 제3 밸브(53)가 개방되면, 압축기(30)를 통과한 제2 유체(F2)는 제2 서브 라인(L4)을 통과하여 제1 공급 라인(L1)으로 유입된다. 제1 공급라인으로 유입된 제2 유체(F2)는 제2 여과기(42), 펌프(20), 제1 여과기(41)로 이동하여 저장조(10)로 유입된다. 또한, 제2 유체(F2)가 제1 서브 라인(L3)을 이동하여 제1 밸브(51)를 클리닝 할 수 있다.
제2 유체(F2)는 제1 공급 라인(L1)에서 저장조 방향으로 이동하면서, 제1 여과기(41)와 제2 여과기(42)에 잔류된 이물질을 제거할 수 있다. 제1 유체(F1)가 저장조(10)에서 노즐 어셈블리(100)로 이동하면서, 제1 유체(F1)에 포함된 이물질은 제1 여과기(41), 제2 여과기(42)의 필터에 잔류된다. 클리닝 시에 제2 유체(F2)는 제1 유체(F1)의 역방향으로 이동하고, 동시에 제1 유체(F1)를 역방향으로 이동시킨다. 따라서, 제1 여과기(41) 및/또는 제2 여과기(42)에 잔류된 이물질이 제거될 수 있다.
제2 유체(F2)는 제1 공급 라인(L1)에 잔류된 제1 유체(F1)를 모두 회수할 수 있다. 분무 모드가 종료된 이후에도, 제1 공급 라인(L1)에는 일부 제1 유체(F1)가 잔류되어 있다. 클리닝 시에, 제2 유체(F2)는 제1 유체(F1)를 저장조(10)로 회수되도록 제1 유체(F1)의 이동을 안내하므로, 제1 공급 라인(L1)에 제1 유체(F1)가 모두 비워 질 수 있다. 제1 공급 라인(L1)에 제1 유체(F1)가 잔류되지 않으므로, 제1 유체(F1)에 의한 동파를 방지하고, 제1 유체(F1)에 의한 펌프(20) 등의 부식을 방지할 수 있다.
분사 모드 이전에 클리닝 모드를 수행하면, 제1 유체(F1)를 혼합 및 교반시킬수 있다. 제2 유체(F2)가 역방향으로 이동하면, 고압의 제2 유체(F2)가 저장조(10)로 주입된다. 제2 유체(F2)는 저장조(10)에 저장된 제1 유체(F1)로 강하게 주입되므로, 저장조에 있는 약제를 자동적으로 제1 유체(F1)에 혼합 및 교반시킬 수 있다.
도 11 내지 도 14은 도 10의 분사 시스템의 다른 실시예들을 도시하는 도면이다.
도 11을 참조하면, 분사 시스템(2)은 저장조(10), 펌프(20) 압축기(30), 제1 여과기(41), 제2 여과기(42), 복수개의 밸브, 노즐 어셈블리(100), 제1 공급 라인(L1), 제2 공급 라인(L2), 제1 서브 라인(L3), 제2 서브 라인(L4), 제1 체크 밸브(CV1), 제1 밸브유닛(V1)을 가질 수 있다.
제1 공급 라인(L1)은 노즐 어셈블리(100)의 배치에 따라 분지 된 이후에, 합류 라인(L1-1)으로 합류된다. 제1 밸브유닛(V1)은 제1 합류 라인(L1-1) 상에 배치된다.
제1 체크 밸브(CV1)는 제2 서브 라인(L4)과 노즐 어셈블리(100) 사이에 배치된다. 제1 체크 밸브(CV1)는 제1 유체(F1)가 제2 여과기(42)에서 노즐 어셈블리(100)의 방향으로 이동하도록 방향성을 부여할 수 있다.
제2'서브 라인(L4')은 제1 공급 라인(L1)과 제2 공급 라인(L2) 사이에 배치되며, 제2 서브 라인(L4)과 병렬적으로 배치된다. 제2' 서브 라인(L4')은 일단이 제1 체크 밸브(CV1)와 노즐 어셈블리(100) 사이에 배치되고, 타단이 제2 서브 라인(L4)과 제2 밸브(52) 사이에 배치된다.
분사 시스템(2)은 클리닝 시에, 제2 유체(F2)를 제1 공급 라인(L1)으로 이동시켜서, 분사 시스템(2)에 잔류된 제1 유체(F1)를 배출시킬 수 있다.
제3 밸브(53)가 개방되고 제2 밸브(52)가 폐쇄되면, 제2 유체(F2)는 제2 서브 라인(L4)을 따라 제1 공급 라인(L1)으로 이동한다. 제1 체크 밸브(CV1)에 의해서 제2 유체(F2)는 제2 여과기(42), 펌프(20), 제1 여과기(41)를 거치면서 저장조(10)로 이동한다. 이때, 제2 유체(F2)는 제1 여과기(41), 제2 여과기(42)에 잔류된 이물질을 제거할 수 있다.
제3' 밸브(53')가 개방되고 제2 유체가 폐쇄되면, 제2 유체(F2)는 제2' 서브 라인(L4')으로 따라 제1 공급 라인(L1)으로 이동한다. 제1 체크 밸브(CV1)에 의해서 제2 유체(F2)는 노즐 어셈블리(100)를 향하여 이동하고, 제1 공급 라인(L1)과 노즐 어셈블리(100)에 잔류된 제1 유체(F1)는 제1 합류 라인(L1-1)으로 이동한다. 제1 밸브유닛(V1)이 개방되면 제1 공급 라인(L1)과 노즐 어셈블리(100)에 잔류된 제1 유체(F1)는 외부로 배출된다.
도 12을 참조하면, 분사 시스템(3)은 저장조(10), 펌프(20) 압축기(30), 제1 여과기(41), 제2 여과기(42), 복수개의 밸브, 노즐 어셈블리(100), 제1 공급 라인(L1), 제2 공급 라인(L2), 제1 서브 라인(L3), 제2 서브 라인(L4), 제1 체크 밸브(CV1), 제2 체크 밸브(CV2), 제3 체크 밸브(CV3), 제1 밸브유닛(V1), 제2 밸브유닛(V2), 제3 밸브유닛(V3)을 가질 수 있다.
분사 시스템(3)은 복수개의 노즐 어셈블리(100)가 제1 공급 라인(L1)을 따라 병렬적으로 배치되고, 각단에는 제2 밸브유닛(V2), 제3 밸브유닛(V3)이 배치될 수 있다. 또한, 각단에는 제2 체크 밸브(CV2)와 제3 체크 밸브(CV3)가 배치된다. 제1 공급 라인(L1)은 제2 체크 밸브(CV2)와 제3 체크 밸브(CV3) 이후에 제1 합류 라인(L1-1)을 형성 할 수 있다.
분사 시스템(3)은 제1 공급 라인(L1)의 각 라인을 독립적으로 제어하여, 각 라인을 클리닝 할 수 있다. 제2 밸브유닛(V2)만 개방되면, 제1 유체(F1)와 제2 유체(F2)는 제2 체크 밸브(CV2)를 통과하여 제1 밸브유닛(V1)으로 배출될 수 있다. 제3 밸브유닛(V3)만 개방되면, 제1 유체(F1)와 제2 유체(F2)는 제3 체크 밸브(CV3)를 통과하여 제1 밸브유닛(V1)으로 배출될 수 있다.
분사 시스템(3)은 복수개의 라인으로 배치되는 노즐 어셈블리(100)를 각 라인별로 독립적으로 제어하고, 각 라인 별로 노즐 어셈블리(100)를 클리닝 할 수 있다.
도 13를 참조하면, 분사 시스템(4)은 저장조(10), 펌프(20), 압축기(30), 제1 여과기(41), 제2 여과기(42), 복수개의 밸브, 노즐 어셈블리(100), 제1 공급 라인(L1), 제2 공급 라인(L2), 제1 서브 라인(L3), 제2 서브 라인(L4), 제3 서브 라인(L5), 제4 서브 라인(L6), 제4 체크 밸브(CV4), 제4 밸브유닛(V4), 제5 밸브유닛(V5)을 가질 수 있다.
제1 공급 라인(L1)은 복수개의 노즐 어셈블리(100)에 따라 복수개의 라인으로 분기될 수 있다. 또한, 분기된 제1 공급 라인(L1)은 서로 연결되어 제1 유체(F1)가 순환될 수 있다.
제2 서브 라인(L4)은 일단이 제1 공급 라인(L1)에서 제2 여과기(42)와 제4 체크 밸브(CV4) 사이에 배치되고, 타단이 제2 공급 라인(L2)에서 압축기(30)와 제2 밸브(52) 사이에 배치된다. 제2 서브 라인(L4)에는 제3 밸브(53)가 배치될 수 있다.
제4 체크 밸브(CV4)는 제1 공급 라인(L1)에 배치되며, 제1 공급 라인(L1)이 복수개의 라인으로 분기 되기 전에 배치된다. 제4 체크 밸브(CV4)는 제2 여과기(42)를 통과한 제1 유체(F1)가 복수개의 노즐 어셈블리(100)로 이동하도록 방향성을 설정할 수 있다.
제3 서브 라인(L5)은 제2 공급 라인(L2)에서 분기되어, 제1 공급 라인(L1)으로 연결된다. 제3 서브 라인(L5)의 일단은 제2 서브 라인(L4)의 타단과 제2 밸브(52) 사이에서 분기되고, 타단은 서로 연결된 제1 공급 라인(L1)에 연결된다. 제3 서브 라인(L5) 상에는 제4 밸브유닛(V4)이 배치될 수 있으며, 클리닝 시에 개방될 수 있다.
제4 서브 라인(L6)은 제1 공급 라인(L1)에서 분기되어, 저장조(10)로 연결될 수 있다. 제4 서브 라인(L6)의 일단은 제4 체크 밸브(CV4)의 전방에서 분기되며, 제4 서브 라인(L6) 상에는 제5 밸브유닛(V5)이 배치될 수 있다.
분사 시스템(4)은 클리닝 시에, 제2 유체(F2)를 제1 공급 라인(L1)으로 이동시켜서, 분사 시스템(4)에 잔류된 제1 유체(F1)를 배출시킬 수 있다.
제3 밸브(53)가 개방되고 제2 밸브(52)가 폐쇄되면, 제2 유체(F2)는 제2 서브 라인(L4)을 따라 제1 공급 라인(L1)으로 이동한다. 제1 체크 밸브(CV1)에 의해서 제2 유체(F2)는 제2 여과기(42), 펌프(20), 제1 여과기(41)를 거치면서 저장조(10)로 이동한다. 이때, 제2 유체(F2)는 제1 여과기(41), 제2 여과기(42)에 잔류된 이물질을 제거할 수 있다.
제4 밸브유닛(V4)이 개방되고 제2 밸브(52)가 폐쇄되면, 제2 유체(F2)는 제3 서브 라인(L5)으로 따라 제1 공급 라인(L1)으로 이동한다. 제1 공급 라인(L1)의 후단으로 유입된 제2 유체(F2)는 복수개의 노즐 어셈블리(100)로 토출하며, 제4 체크 밸브(CV4)에 의해서 저장조(10)로 이동하지는 않는다. 제1 공급 라인(L1)을 이동하는 제2 유체(F2)는 내부의 이물질을 제거하고, 제1 공급 라인(L1)에 잔류한 제1 유체(F1)를 제거할 수 있다.
도 14을 참조하면, 분사 시스템(5)은 저장조(10), 펌프(20), 압축기(30), 제1 여과기(41), 제2 여과기(42), 복수개의 밸브, 노즐 어셈블리(100), 제1 공급 라인(L1), 제2 공급 라인(L2), 제1 서브 라인(L3), 제2 서브 라인(L4), 제3 서브 라인(L5), 제4 서브 라인(L6), 제4 체크 밸브(CV4), 제5 체크 밸브(CV5), 제6 체크 밸브(CV6), 제4 밸브유닛(V4), 제5 밸브유닛(V5), 제6 밸브유닛(V6), 제7 밸브유닛(V7)을 가질 수 있다.
분사 시스템(5)은 복수개의 노즐 어셈블리(100)가 제1 공급 라인(L1)을 따라 병렬적으로 배치되고, 각단에는 제7 밸브유닛(V7), 제8 밸브유닛(V8)이 배치될 수 있다. 또한, 각단에는 제5 체크 밸브(CV5)와 제6 체크 밸브(CV6)가 배치된다.
분사 시스템(5)은 클리닝 시에, 제2 유체(F2)를 제1 공급 라인(L1)으로 이동시켜서, 분사 시스템(5)에 잔류된 제1 유체(F1)를 배출시킬 수 있다.
제3 밸브(53)가 개방되고 제2 밸브(52)가 폐쇄되면, 제2 유체(F2)는 제2 서브 라인(L4)을 따라 제1 공급 라인(L1)으로 이동한다. 제1 체크 밸브(CV1)에 의해서 제2 유체(F2)는 제2 여과기(42), 펌프(20), 제1 여과기(41)를 거치면서 저장조(10)로 이동한다. 이때, 제2 유체(F2)는 제1 여과기(41), 제2 여과기(42)에 잔류된 이물질을 제거할 수 있다
제4 밸브유닛(V4)이 개방되고 제2 밸브(52)가 폐쇄되면, 제2 유체(F2)는 제3 서브 라인(L5)으로 따라 제1 공급 라인(L1)으로 이동한다. 이후, 제2 유체(F2)는 제5 체크 밸브(CV5)와 제6 체크 밸브(CV6)를 통과하여 복수개의 노즐 어셈블리(100)를 클리닝 할 수 있다. 또한, 제7 밸브유닛(V7)과 제8 밸브유닛(V8)의 개도를 조절하여 각 라인별로 노즐 어셈블리(100)를 클리닝 할 수 있다.
분사 시스템(5)은 복수개의 라인으로 배치되는 노즐 어셈블리(100)를 각 라인별로 독립적으로 제어하고, 각 라인 별로 노즐 어셈블리(100)를 클리닝 할 수 있다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 분사 시스템(6)을 도시하는 도면이다.
도 15를 참조하면, 분사 시스템(6)은 저장조(10), 압축기(30), 제1 여과기(41), 제2 밸브(52), 제3 밸브(53), 노즐 어셈블리(100) 및 체크 밸브(CV)를 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 체크 밸브(CV)는 선택적으로 구비될 수 있다.
분사 시스템(6)은 저장조(10)에서 제1 유체(F1)을 저장하며, 압축기(30)의 구동에 의해서, 제1 유체(F1)는 자동적으로 제1 공급 라인(L1)을 따라 이동 후, 분사될 수 있다. 분사 시스템(6)은 펌프와 같이 별도의 추가적인 공급 장치가 없더라도, 압축기(30)에 의해서 제2 유체(F2)가 노즐 어셈블리(100)에서 분사되면, 제1 유체(F1)가 제1 공급 라인(L1)을 따라 이동할 수 있다. 도 15에서 펌프(20)는 선택적으로 구비되는 바, 분사 시스템(6)의 전체 부피를 최소화 및 소형화 할 수 있다.
분시 구동을 보면, 제3 밸브(53)가 폐쇄된 상태이고, 제2 밸브(52)가 개방된 상태에서, 압축기(30)는 구동된다. 고압의 제2 유체(F2)는 제2 공급 라인(L2)을 따라 이동하고 노즐 어셈블리(100)로 분사된다. 제2 유체(F2)가 분사되면, 저장조(10)에 저장된 제1 유체(F1)는 자흡식으로 이동된다. 상세히, 제2 유체(F2)가 고압으로 분사되면 노즐 어셈블리(100)의 출구에서 압력이 낮아지므로, 제1 유체(F1)는 제1 공급 라인(L1)을 따라 저장조(10)에서 노즐 어셈블리(100)로 이동한다. 즉, 분사 시스템(6)은 제1 유체(F1)를 이동시키기 위한 추가적인 구동없이 제1 유체(F1)를 분사할 수 있다.
클리닝 구동을 보면, 제2 밸브(52)는 폐쇄되거나 개방된 상태이고, 제3 밸브(53)가 개방된 상태에서, 압축기(30)는 구동된다. 고압의 제2 유체(F2)는 제2’ 공급 라인(L2')을 따라 이동하고, 제1 공급 라인(L1)의 후단으로 이동한다.
체크 밸브(CV)는 제1 공급 라인(L1)과 제2’ 공급 라인(L2') 사이에 배치되어, 제2 유체(F2)의 유동 방향을 설정할 수 있다. 제1 공급 라인(L1)으로 이동한 제2 유체(F2)는 노즐 어셈블리(100)를 클리닝 하고, 제1 여과기(41)를 클리닝 할 수 있다. 또한, 제1 공급 라인(L1)에 잔류한 제1 유체(F1)를 저장조로 회수할 수 있다. 또한, 분사 시스템(6)에서 체크 밸브(CV)는 선택적으로 구비될 수 있다. 예컨대, 제1 공급 라인(L1)이나 제2 공급 라인(L2)가 길면 체크 밸브(CV)가 설치되며, 짧으면 체크 밸브(CV)가 생략될 수 있다.
분사 시스템(6)은 저장조(10)에 저장된 제1 유체(F1)의 유량을 계측하는 유량 계측 유닛(11)을 선택적으로 포함할 수 있다. 유량 계측 유닛(11)은 수위 조절 볼을 구비하여, 저장조(10)에 저장되는 제1 유체(F1)의 유량을 측정할 수 있다. 저장조(10)의 유량이 적으면, 제1 유체(F1)가 추가적으로 공급되어, 일정한 수위를 유지할 수 있다. 유량 계측 유닛(11)은 전술한 분사 조절 시스템(1, 2, 3, 4, 5)에도 적용될 수 있다.
분사 시스템(6)은 펌프(20)는 선택적으로 구비할 수 있다. 분사 시스템(6)은 제1 유체(F1)을 고압으로 분사할 필요가 있는 경우, 펌프(20)를 추가적으로 설치할 수 있다. 펌프(20)는 전술한 분사 시스템(1, 2, 3, 4, 5)에서도 선택적으로 구비될 수 있다. 전술한 분사 시스템(1, 2, 3, 4, 5)에서도 압축기(30)로 제2 유체(F2)를 분사하여, 제1 유체(F1)를 자흡식으로 분사할 수 있다.
본 발명에 따른 노즐 어셈블리와 분사 시스템은 분사되는 유체를 매우 작게 미립화시킬 수 있다. 노즐 어셈블리에 서로 다른 유체가 유입되고, 제1 유체가 분사시에 선회력을 가지는 제2 유체가 제1 유체와 부딪히면서 제1 유체를 분쇄할 수 있다. 또한, 선회력을 가지는 제2 유체가 제1 유체의 이동을 안내하여, 제1 유체가 넓은 면적에 분사될 수 있다.
본 발명에 따른 노즐 어셈블리와 분사 시스템은 내부 이물질을 제거할 수 있다. 노즐 어셈블리의 단부를 막으면, 제2 유체의 유동방향이 변경되면서, 제1 유체의 이동 방향의 역방향으로 이동한다. 제2 유체는 노즐 어셈블리 및 분사 시스템의 내부 이물질을 필터나 여과기에서 제거할 수 있다.
본 발명에 따른 노즐 어셈블리와 분사 시스템은 제2 유체의 유동을 변경하여 내부를 클리닝 할 수 있다. 제2 유체가 제1 유체가 공급되는 제1 공급 라인으로 이동시켜서, 분사 시스템의 내부를 클리닝 할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1, 2, 3, 4, 5: 분사 시스템
10: 저장조
20: 펌프
30: 압축기
100: 노즐 어셈블리
110: 베이스 바디
120G: 가이드홈
120: 인서터
130: 실링 링
140: 필터

Claims (10)

  1. 일단에 제1 유체 및 제2 유체가 배출되는 출구를 가지고, 타단에 제1 공급 라인과 연결되며, 일측으로 제2 공급 라인과 연결되는 베이스 바디; 및
    상기 베이스 바디에 삽입되되, 표면에 배치된 가이드홈을 가지는 인서터;를 포함하고,
    상기 베이스 바디는
    상기 제1 공급 라인에서 공급되는 상기 제1 유체의 제1 압력이 상기 제2 공급 라인에서 공급되는 상기 제2 유체의 제2 압력보다 작으며,
    상기 인서터는
    내부공간을 통과하여 상기 제1 유체가 상기 출구로 이동하고, 상기 가이드홈을 따라 상기 제2 유체가 상기 출구로 이동하며,
    상기 베이스 바디의 상기 출구의 외곽에는 상기 출구가 향하는 방향으로 돌기가 형성되며,
    상기 돌기는 상기 인서터를 클리닝하는 경우에 밀폐 부재와 접촉하여, 상기 출구를 폐쇄하는,
    상기 클리닝 시에 상기 인서터로 유입된 제2 유체는 제1 유체보다 높은 압력을 가지며 제1 유체의 방향을 전환시키는, 노즐 어셈블리.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 출구에서 상기 제2 유체가 배출되면서, 상기 제1 유체의 유동이 증폭되는, 노즐 어셈블리.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 인서터는
    적어도 하나 이상의 상기 가이드홈이 표면에 배치된 헤드부;
    상기 헤드부와 연결되는 샤프트; 및
    상기 샤프트와 연결되되, 반경방향으로 연장되는 플렌지;를 구비하는, 노즐 어셈블리.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 가이드홈은
    복수개가 상기 헤드부의 경사면을 따라 이격되게 배치되되, 각각의 연장선이 서로 어긋나게 배치되는, 노즐 어셈블리.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 가이드홈은
    복수개가 상기 헤드부의 경사면에 배치되되, 기 설정된 경사로 틸팅되게 배치되어, 상기 제2 유체에 스월을 형성하는, 노즐 어셈블리.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 가이드홈은
    상기 제2 유체가 유입되는 입구단과, 상기 제2 유체가 배출되는 출구단을 가지고,
    상기 입구단의 단면적은 상기 출구단의 단면적 보다 큰, 노즐 어셈블리.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 가이드홈은
    상기 입구단에서 상기 출구단으로 단면적의 넓이가 줄어드는, 노즐 어셈블리.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 인서터는 상기 제1 유체가 배출되는 제1 개구를 가지고,
    상기 제1 개구의 단면적은
    복수개의 상기 가이드홈의 출구단들의 단면적 합보다 작고, 복수개의 상기 가이드홈의 출구단들 중 하나의 단면적보다 큰, 노즐 어셈블리.
  9. 제1 유체가 저장된 저장조;
    상기 저장조와 연결된 제1 공급 라인;
    상기 제1 공급 라인 상에 배치되는 펌프;
    상기 제1 공급 라인과 연결되는 노즐 어셈블리;
    상기 노즐 어셈블리의 일측에 연결되며, 제2 유체를 상기 노즐 어셈블리에 공급하는 제2 공급 라인; 및
    상기 제2 공급 라인 상에 배치되는 압축기;를 포함하며,
    상기 제1 공급 라인에서 공급되는 상기 제1 유체의 제1 압력이 상기 제2 공급 라인에서 공급되는 상기 제2 유체의 제2 압력보다 작으며,
    상기 노즐 어셈블리는
    상기 제1 공급 라인과 상기 제2 공급 라인과 연결되며, 상기 제1 유체 및 상기 제2 유체가 배출되는 출구를 가지는 베이스 바디; 및
    상기 베이스 바디에 삽입되되, 표면에 배치된 가이드홈을 가지는 인서터;를 포함하고,
    상기 인서터는
    내부공간을 통과하여 상기 제1 유체가 상기 출구로 이동하고, 상기 가이드홈을 따라 상기 제2 유체가 상기 출구로 이동하며,
    상기 베이스 바디의 상기 출구의 외곽에는 상기 출구가 향하는 방향으로 돌기가 형성되며,
    상기 돌기는 상기 인서터를 클리닝하는 경우에 밀폐 부재와 접촉하여, 상기 출구를 폐쇄하는,
    상기 클리닝 시에 상기 인서터로 유입된 제2 유체는 제1 유체보다 높은 압력을 가지며 제1 유체의 방향을 전환시키는, 분무 시스템.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 펌프는
    상기 압축기가 구동하여, 상기 제2 유체가 상기 노즐 어셈블리에서 분사되고, 상기 제1 유체가 상기 저장조에서 상기 펌프로 유입된 이후에 구동되는, 분무 시스템.
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