KR102547006B1 - 광역 분사장치 및 이를 포함하는 제설용액 살포시스템 - Google Patents

광역 분사장치 및 이를 포함하는 제설용액 살포시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광역 분사장치 및 이를 포함하는 제설용액 살포시스템에 관한 것이다. 동절기에 눈이 내리면 도로가 결빙되어 차량의 통행이 어렵게 되는 데, 이 때를 대비하여 도로변에 제설용액 분사장치를 설치하여 눈이 내리는 경우 분사장치를 통하여 제설용액을 분사하는 기술이 사용된다. 본 발명은 이에 사용되는 분사장치 및 이를 포함하는 제설용액 살포시스템에 관한 것이다. 본 발명에 포함되는 광역 분사장치는, 분사되는 용액이 도로 표면에 골고루 넓게 분사될 수 있도록 부채꼴 모양으로 퍼지도록 분사하면서도 멀리까지 분사될 수 있도록 한 것이다. 본 발명은 이를 위하여, 공급되는 용액의 압력에 의하여 회전력을 발생시킨 뒤 그 회전력에 의하여 노즐의 분사방향을 좌우로 왕복하여 스윙하면서 분사할 수 있도록 함으로써 용액을 광역으로 분사할 수 있게 한다. 따라서 본 발명에 포함되는 광역 분사장치는, 분사노즐을 스윙시키기 위한 별도의 구동장치나 에너지 공급이 없이도 수압에 의하여 자동으로 스윙하면서 용액을 분사할 수 있으며, 제설용액 살포시스템의 분사장치 뿐만 아니라 도로 표면에 존재하는 미세먼지와 타이어 분진 입자 등을 씻어내기 위한 클린로드 시스템의 분사장치로도 사용할 수 있다.

Description

광역 분사장치 및 이를 포함하는 제설용액 살포시스템{Apparatus for spraying snow removal solution and system using thereof}
본 발명은 광역 분사장치 및 이를 포함하는 제설용액 살포시스템에 관한 것이다. 동절기에 눈이 내리면 도로가 결빙되어 차량의 통행이 어렵게 되는 데, 이 때를 대비하여 도로변에 제설용액 분사장치를 설치하여 눈이 내리는 경우 분사장치를 통하여 제설용액을 분사하는 기술이 사용된다. 본 발명은 이에 사용되는 분사장치 및 이를 포함하는 제설용액 살포시스템에 관한 것이다. 본 발명에 포함되는 광역 분사장치는, 분사되는 용액이 도로 표면에 골고루 넓게 분사될 수 있도록 부채꼴 모양으로 퍼지도록 분사하면서도 멀리까지 분사될 수 있도록 한 것이다. 본 발명은 이를 위하여, 공급되는 용액의 압력에 의하여 회전력을 발생시킨 뒤 그 회전력에 의하여 노즐의 분사방향을 좌우로 왕복하여 스윙하면서 분사할 수 있도록 함으로써 용액을 광역으로 분사할 수 있게 한다. 따라서 본 발명에 포함되는 광역 분사장치는, 분사노즐을 스윙시키기 위한 별도의 구동장치나 에너지 공급이 없이도 수압에 의하여 자동으로 스윙하면서 용액을 분사할 수 있으며, 제설용액 살포시스템의 분사장치 뿐만 아니라 도로 표면에 존재하는 미세먼지와 타이어 분진 입자 등을 씻어내기 위한 클린로드 시스템의 분사장치로도 사용할 수 있다.
겨울철에 강설, 급격한 기온강하 등에 의하여 발생되는 노면의 결빙현상은 차량의 통행을 어렵게 만들어 교통체증을 유발시키고 심지어는 특정 지역을 고립시키기도 한다. 이뿐만 아니라 각종 교통사고를 유발하여 상당한 인명피해는 물론 재산 피해까지도 발생시킨다. 이러한 노면 결빙 현상을 해소하기 위한 방안으로는 염수나 염화칼슘 용액 등의 제설용액을 도로 표면에 분사하는 방법이 많이 사용되고 있다.
종래에는 이를 위하여, 제설용액이 담긴 저장탱크를 차량에 탑재하고 이동하면서 제설용액을 살포할 수 있는 제설용액 살수차가 도로를 주행하면서 노면의 결빙구간을 향해 제설용액을 직접 살수하여 왔으나, 제설용액 살수차의 진입이 불가능하거나 어려운 지역에서는 제설작업이 제대로 이루어지지 못하며, 제설용액 살수차가 제설용액 살수를 위해 출동하더라도 교통체증 등으로 인하여 작업이 지체됨으로써 결빙된 전체 도로에 대하여 살포하는데 시간이 많이 걸리는 등의 문제점도 있어 왔다. 특히 고갯길, 교량 위, 대형빌딩 옆, 터널입구, 고가도로 등은 상습적인 결빙구간이지만 결빙 시 제설장비가 현장에 신속하게 투입되지 못하는 경우가 많기 때문에 이를 대비하여 도로 근처에 모래 등의 고체 제설제나 제설용액 등을 저장할 수 있는 수단을 구비하도록 하고, 필요시 적정인력 및 장비를 투입하여 신속하게 살포할 수 있도록 하고 있으나, 갑작스런 폭설, 기온 급강하 등과 같은 예기치 못한 기상상황으로 인하여 인력이나 장비의 신속한 투입에 한계가 있어 어려움이 있어 왔다.
이러한 문제점들을 해결하기 위한 최근의 제설방법으로서, 도로변에 제설용액 공급라인을 설치하고 일정 간격으로 제설용액 분사장치를 공급라인에 연결한 후, 분사장치를 통하여 제설용액을 분사할 수 있는 제설용액 살포시스템(분사시스템)이 사용되고 있다. 이러한 제설용액 살포시스템은, 제설용액을 공급하는 펌프, 동력장치 및 제설용액 저장탱크 등을 적정한 장소에 설치하고, 각각의 분사장치와 펌프 사이에는 파이프라인으로 연결하고 있으며, 제설용액 분사가 필요한 경우 동력장치에 의하여 가동되는 펌프가 저장탱크에 저장되어 있는 제설용액을 파이프라인을 통하여 각각의 분사장치에 보내주게 되며, 각각의 분사장치는 공급받은 제설용액을 도로면을 향하여 일제히 분사하게 되어 있는 구조이다. 이러한 제설용액 분사시스템 중에는 원격제어가 가능한 장치들도 개발되어 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 분사장치들은 제설용액을 도로 표면에 고르게 살포할 수 없는 문제점이 있어 왔다. 즉, 도 1(a)에서 보는 바와 같이 도로(30) 양쪽에 제설용액을 공급할 수 있는 파이프라인(20)을 설치하고 파이프라인(20)에 일정한 간격으로 분사장치(10)를 결합한 후 제설용액을 분사하게 되면, 종래 분사장치(10)의 노즐(40)로는 한 곳으로만 멀리 보낼 수 있기 때문에 분사장치(10)에서 분사되는 제설용액은 좁은 부채꼴 형상(31)으로 살포되며, 이에 따라 분사장치(10)의 설치간격으로 인하여 제설용액이 살포되지 못하는 사각지대(32)가 발생하게 된다. 따라서 제설용액을 살포하더라도 자동차의 통행 시 미끄러운 부분이 여전히 남게 되어 사고의 위험을 초래하게 된다.
반면, 도 1(b)에서처럼 분사장치(10)의 노즐(40)의 분사를 넓게 퍼지는 방식으로도 할 수 있는데, 예를 들어 노즐(40)의 형상을 도로 표면에 평행하게 넙적한 모양으로 하거나 오리 부리 모양으로 하는 경우, 도 1(b)에서처럼 분사장치(10)에서 분사되는 제설용액은 넓은 부채꼴 형상(31)으로 살포된다. 따라서 분사장치(10) 사이의 사각지대는 줄어들게 된다. 그러나 노즐(40)의 형상으로 인하여 넓게는 퍼질 수 있으나 압력이 줄어들게 되어 멀리까지 분사되지 못하게 되는데, 이로 인하여 반대편 분사장치(10)와의 사이에 사각지대가 발생하기 때문에 차선이 많은 넓은 도로에는 사용할 수 없는 문제점이 있어 왔다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명은, 도로변에 설치되어 제설용액을 살포할 수 있는 분사장치에 있어, 제설용액 분사 시 도로 위 여기저기에 고르게 분사하여 사각지대를 최소화할 수 있도록, 제설용액을 분사할 때 멀리까지 분사되면서도 좌우로 넓은 범위를 분사할 수 있는 광역 분사장치와 이를 이용하는 제설용액 살포시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 분사장치에 포함된 분사노즐이 좌우로 회전하면서 제설용액을 분사하도록 함으로서 제설용액을 부채꼴 형상으로, 넓고 멀리까지 분사할 수 있는 광역 분사장치와 이를 이용하는 제설용액 살포시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 분사장치에 포함된 분사노즐이 좌우로 회전할 때, 모터 등과 같은 동력수단이나 별도의 에너지 공급이 없더라도 분사노즐이 좌우로 자동 회전될 수 있는 광역 분사장치와 이를 이용하는 제설용액 살포시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 분사장치에 공급되는 제설용액의 공급 압력에 의하여 분사노즐이 좌우로 자동 회전할 수 있는 광역 분사장치와 이를 이용하는 제설용액 살포시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 분사장치에 공급되는 제설용액의 압력에 의하여 분사노즐을 좌우로 자동 회전시킨다 하더라도, 회전력 발생을 위한 압력 에너지 사용으로 인하여 분사노즐의 분사압력이 저하되지 않도록, 회전력을 발생시키기 위하여 사용되는 분사압력 활용도를 극대화하여 압력 에너지 손실을 최소화할 수 있는 광역 분사장치와 이를 이용하는 제설용액 살포시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 분사장치에 포함된 분사노즐이 제설용액의 압력에 의하여 좌우로 회전할 때 그 회전각도를 조절할 수 있는 광역 분사장치와 이를 이용하는 제설용액 살포시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 도로에 제설용액을 분사하되, 부채꼴 모양으로 멀리까지 분사되도록 좌우로 왕복하여 회전하면서 분사하는 분사장치(50)로서, 제설용액을 공급받아 통과시키면서 제설용액이 흐르는 힘으로 회전력을 발생시키는 수력발생부(100); 상기 수력발생부(100)에서 발생한 회전력의 회전속도를 복수의 감속기어(210)를 이용하여 감속시키는 감속부(200); 상기 감속부(200)로부터 전달되는 회전력을 좌우로 스윙하는 회전으로 바꾸는 회전변환부(300); 상기 회전변환부(300)에 결합되어 좌우로 스윙하면서, 상기 수력발생부(100)를 통과한 제설용액을 도로면에 분사시키는 분사노즐(400);을 포함하며, 상기 수력발생부(100)는 수력 하우징(110), 수차(120), 수력전달관(130) 및 케이싱(140)을 포함하며, - 상기 케이싱(140)은, 중심축이 수직 방향인 원통형 공간으로 상기 수력 하우징(110) 내에 형성되어 윗면, 바닥 면 및 외주면이 막혀있되 외주면 중 일부에 개방부(141)가 있으며, - 상기 수력전달관(130)은, 상기 케이싱(140)의 외주면과 직교하는 방향으로 상기 수력 하우징(110)을 관통하되 일 측면이 개방되어 상기 케이싱(140)의 개방부(141)와 연결되며, - 상기 수차(120)는, 상기 케이싱(140) 안에서 회전할 수 있는 드럼(125) 및 상기 드럼(125)의 외주면(125a)을 따라 일정 간격으로 결합되는 복수의 블레이드(121)를 포함하되, -- 상기 드럼(125)의 속은 비어 있고, 그 외주면(125a) 및 상부는 막혀있고, 하부는 개방되어 있으며, -- 상기 드럼(125)의 상부 외면 중앙에는 수차축(122)이 위로 돌출되어 상기 케이싱(140)의 윗면 중심에 결합되고, -- 상기 드럼(125)의 상부 외면과 상기 케이싱(140)의 윗면 사이에는 일정 간극을 가지며, -- 상기 복수의 블레이드(121) 중 일부가 상기 개방부(141)를 통하여 상기 수력전달관(130) 안으로 돌출되며, - 상기 수력 하우징(110)은, 상기 케이싱(140)과 상기 수력전달관(130) 및 상기 수차축(122)이 상기 케이싱(140)의 윗면 중심에 결합되는 수차축 결합부(112)를 제외하고는 외부 재질과 동일한 재질로 그 내부가 채워져 있는 것을 특징으로 하는 광역 분사장치로 하는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한 상술한 특징들에 더하여, 상기 수차(120)가 회전할 때, 상기 드럼(125)의 내부에 제설용액이 채워져 도넛 형태의 워터 플라이휠이 형성될 수 있도록, 상기 드럼(125)의 상부 내면 중앙으로부터 아래를 향하여 일정반경을 가지는 중심기둥(124)이 돌출되는 것을 특징으로 하는 광역 분사장치로 하거나, 이에 더하여 상기 일정반경은 상기 드럼(125)의 내주면(125b) 반경의 2/5 내지 3/5 범위인 것을 특징으로 하는 광역 분사장치로 하는 것도 바람직하다.
본 발명은 또한 상술한 특징들에 더하여, 상기 수차(120) 중 상기 드럼(125)의 외주면 하단 및 상기 중심기둥(124)의 하단은, 상기 케이싱(140)의 바닥 면으로부터 일정 간격(d)이 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 광역 분사장치로 하거나, 이에 더하여 상기 일정 간격(d)은 상기 블레이드(121) 높이(h)의 10 ~ 20%인 것을 특징으로 하는 광역 분사장치로 하는 것도 바람직하다.
본 발명은 또한 상술한 특징들에 더하여, 상기 수차(120) 중 상기 드럼(125)의 상부는, 상기 복수의 블레이드(121)의 상단을 전부 덮을 수 있는 원판 모양의 덮개(123)에 의하여 막혀있되, 상기 덮개(123)의 상면(123a)은, 상기 수력전달관(130)의 개방된 일 측면 중 최상단(c)보다 위에 위치하며, 상기 덮개(123)의 하면(123b)은, 상기 수력전달관(130)의 개방된 일 측면 중 최상단(c)보다 아래에 위치하는 것을 특징으로 하는 광역 분사장치로 하거나, 이에 더하여 상기 수력전달관(130)의 개방된 일 측면과 상기 케이싱(140)의 개방부(141) 연결은, 상기 수차(120)가 회전할 때, 상기 개방부(141)를 통하여 상기 수력전달관(130) 안으로 돌출되는 상기 블레이드(121)의 끝이 상기 수력전달관(130)의 중심(135)을 넘어가지 않도록 연결되는 것을 특징으로 하는 광역 분사장치로 하는 것도 바람직하며, 이에 더하여 상기 수력전달관(130)의 개방된 일 측면과 상기 케이싱(140)의 개방부(141) 연결은, 상기 개방된 일 측면에서 상기 수력전달관(130)의 내주면을 이루는 가상의 경계면(136)이, 상기 수차(120) 중 상기 드럼(125)의 내주면(125b)과 외주면(125a) 사이를 지나가도록 연결되는 것을 특징으로 하는 광역 분사장치로 하는 것도 바람직하다.
본 발명은 또한 상술한 특징들에 더하여, 상기 회전 변환부(300)는 - 상기 감속부(200)로부터 전달되는 회전력에 의하여 회전하는 원판 모양의 회전원반(310); - 상기 회전원반(310)의 윗면 중 상기 회전원반(310)의 중심이 아닌 일 지점에서 위로 돌출되도록 결합되는 돌출 축(312); 및 - 상기 회전원반(310)의 일부 또는 전부를 위에서 덮으면서 결합되는 스윙패널(320);을 포함하되, 상기 스윙패널(320)은, - 상기 회전변환부(300) 바닥에 고정된 고정축(321)을 중심으로 스윙할 수 있도록, 그 일 단부가 상기 고정축(321)에 회동 가능하게 결합되고, - 상기 고정축(321)으로부터 멀어지는 방향으로 중앙에 길게 장공(323)이 형성되며, 상기 회전원반(310)과 상기 스윙패널(320)은, 상기 돌출 축(312)이 상기 장공(323)에 삽입되게 결합되며, 상기 회전원반(310)의 회전에 의하여 상기 돌출 축(312)이 상기 회전원반(310)의 중심축(311)을 중심으로 회전하면, 상기 돌출 축(312)이 상기 장공(323) 안에서 이동하는 힘에 의하여 상기 스윙패널(320)의 타 단부가 상기 고정축(321)을 중심으로 좌우로 스윙하며, 상기 분사노즐(400)은 상기 스윙패널(320) 위에 결합되어 상기 스윙패널(320)을 따라서 좌우로 스윙하는 것을 특징으로 하는 광역 분사장치로 하는 것도 바람직하다.
본 발명은 또한 상술한 특징들에 더하여, 상기 회전원반(310)의 윗면에는, 상기 돌출 축(312)이 결합되는 위치를 변경할 수 있도록 복수의 결합홈(313)이 있으며, 상기 복수의 결합홈(313) 각각은 상기 회전원반(310)의 중심축(311)을 중심으로 하는 회전반경이 서로 다른 것을 특징으로 하는 광역 분사장치로 하는 것도 바람직하다.
본 발명은 또한 도로에 제설용액을 살포할 수 있는 제설용액 살포시스템으로서, 제설용액 공급장치; 상기 제설용액 공급장치에서 공급되는 제설용액을 이송하는 파이프라인; 및 상기 파이프라인에 연결되어 상기 제설용액을 분사하는 분사장치;를 포함하되, 상기 분사장치는 상술한 특징들을 가지는 광역 분사장치인 제설용액 살포시스템으로 하는 것도 바람직하다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 광역 분사장치와 이를 이용하는 제설용액 살포시스템은, 제설용액을 통과시키면서 그 흐르는 힘으로 회전력을 발생시키는 수력발생부(100), 수력발생부(100)에서 발생시킨 회전력을 좌우로 스윙하는 회전으로 바꾸는 회전변환부(300) 및 회전변환부(300)에 결합되어 좌우로 스윙하면서 제설용액을 도로면에 분사시키는 분사노즐(400)을 포함하기 때문에, 분사노즐(400)이 좌우로 자동 회전하면서 도로에 부채꼴 형상으로 멀리까지 제설용액을 분사할 수 있고, 이에 따라 제설용액 분사 시 도로 위 여기저기에 고르게 분사하여 사각지대를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 또한, 분사노즐(400)을 넙적하게 만들어서 부채꼴로 퍼지게 하여 분사시키는 방식이 아니고, 분사노즐(400)의 고압 분사 상태는 유지하면서 좌우로 회전하면서 도로에 제설용액을 분사하는 방식이기 때문에 분사노즐(400)의 분사 거리를 그대로 유지할 수 있어 멀리까지 분사되면서도 좌우로 넓은 범위를 분사할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에서 회전력을 발생시키는 수력발생부(100)는, 제설용액을 공급받아 통과시키면서 제설용액이 흐르는 힘으로 회전력을 발생시키기 때문에 별도의 에너지 공급을 받아 동력을 발생시키는 수단이 없더라도 회전력을 생성하여 공급함으로써, 분사노즐(400)을 좌우로 자동 스윙시킬 수 있는 효과가 있다.
특히, 제설용액이 수력전달관(130)을 통과하면 수력전달관(130) 내부로 돌출된 수차(120)의 블레이드(121)에 제설용액이 흐르는 힘이 가해져서 수차(120)에 회전 토크를 발생시키고 이에 따라 수차(120)가 회전하게 된다. 따라서 제설용액을 공급하기만 하면 수차(120)가 회전하여 회전력을 발생하기 때문에 별도의 에너지 공급을 받아 동력을 발생시키는 수단이 없더라도 분사노즐(400)을 좌우로 회전시킬 수 있는 회전력을 공급할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 포함된 수차(120)는 케이싱(140) 안에서 회전할 수 있는 드럼(125) 형태의 외주면(125a)에 복수의 블레이드(121)가 일정 간격으로 형성되어 있으며, 드럼(125)의 속은 비어 있고 외주면(125a) 및 상부는 막혀있으나 하부는 개방되어 있다. 그리고 수차(120)가 회전할 때, 드럼(125)의 내부에 용액이 채워져 도넛 형태의 워터 플라이휠이 형성될 수 있도록, 드럼(125)의 상부 내면 중앙으로부터 아래를 향하여 일정반경을 가지는 중심기둥(124)이 돌출되는 특징을 가진다. 따라서 수차(120)가 회전할 때 드럼(125) 내부에 형성되는 워터 플라이휠에 의하여 고른 회전력이 유지될 뿐만 아니라, 일단 수차(120)가 회전을 시작하면 워터 플라이휠의 힘에 의하여 수차(120)의 블레이드에 가해지는 적은 수압에 의해서도 회전 토크를 효율적으로 발생시킬 수 있는 효과가 있다.
이뿐만 아니라, 본 발명에서 수차(120)의 드럼(125) 내부에 있는 중심기둥(124)은 일정반경(드럼 내주면 반경의 2/5 내지 3/5 범위)을 가지고 있기 때문에, 도넛 형태의 워터 플라이휠 외주면은 드럼(125)의 내주면(125b)과의 표면장력에 의하여 드럼(125)과 같이 돌아가게 되며, 도넛 형태의 워터 플라이휠 내주면은 중심기둥(124)과의 표면장력에 의하여 드럼(125)과 같이 돌아가게 된다. 따라서 워터플라이 휠 전체가 드럼(125)과 일체가 되어 회전하고 이에 따라 워터 플라이휠 효과를 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 또한, 케이싱(140)과 수력전달관(130)이 개방부(141)를 통하여 서로 한 통으로 연결되고, 수차(120)의 블레이드(121) 중 일부가 개방부(141)를 통하여 수력전달관(130) 안으로 돌출되기 때문에, 수력전달관(130)에서 유체가 통과할 수 있는 단면적(S)은, ‘수차(120)의 블레이드(121)가 수력전달관(130) 안으로 돌출되는 부분’으로 인하여 점점 작아졌다 커지게 되며, 수차(120)의 블레이드(121) 끝이 가장 많이 돌출된 부분(S2)에서는 유체의 통과면적이 가장 작아지게 되는데, 베르누이 현상에 의하여 그 부분(S2)의 유속은 가장 빨라지고 압력은 가장 낮아지게 된다. 그리고, 수차(120) 중 드럼(125)의 외주면 및 중심기둥(124)의 하단은, 케이싱(140)의 바닥 면으로부터 일정 간격(d)이 이격되는 특징도 가지기 때문에 수차(120) 안으로 흘러들어오는 용액은 드럼(125)의 외주면 및 중심기둥(124)의 아래쪽으로 흘러 들어가서 ‘일정 간격(d)이 이격된 틈’을 통하여 수력전달관(130) 중 압력이 가장 낮은 곳, 즉 ‘수력전달관(130) 안으로 수차(120)의 블레이드(121)가 가장 많이 돌출된 부분(S2)’ 쪽으로 유입되게 된다. 따라서 수차(120)의 블레이드(121)를 통하여 케이싱(140) 안으로 들어온 용액이 다시 수력전달관(130) 쪽으로 유연하게 빠져나갈 수 있게 된다. 그러므로 블레이드(121) 사이에 채워진 용액은 케이싱(140) 안으로 용이하게 흘러 들어오게 되며, 케이싱(140) 안으로 흘러들어오는 용액은 드럼(125)의 외주면과 케이싱(140)의 바닥 면 사이에 ‘일정 간격(d) 이격된 틈’을 통하여 수력전달관(130) 중 가장 압력이 낮은 부분(S2)으로 빨려 나가게 되므로 수차(120)가 회전할 때 케이싱(140)으로 유입되는 유입수에 의한 저항을 최소화할 수 있고 이에 따라 수차의 효율을 높이며, 결과적으로 수력전달관(130)을 통하여 분사노즐(400)로 공급되는 유체의 에너지 손실을 줄여서 분사노즐(400)로 제설용액이 분사될 때 분사압력을 최대화 시킬수 있게 된다.
본 발명은 또한, 수차(120) 중 드럼(125)의 상부는, 복수의 블레이드(121)의 상단을 전부 덮을 수 있는 원판 모양의 덮개(123)에 의하여 막혀있되, 덮개(123)의 상면(123a)은 수력전달관(130)의 개방된 일 측면 즉 개방부(141)의 최상단(c)보다 위에 위치하며, 덮개(123)의 하면(123b)은 수력전달관(130)의 개방된 일 측면인 개방부(141)의 최상단(c)보다 아래에 위치하는 특징을 가지기 때문에 드럼(125)의 상부 외면으로 제설용액이 흘러들어 오는 것을 최소화시킬 수 있다. 반면에, 드럼(125)의 상부 외면 중앙에는 수차축(122)이 위로 돌출되어 케이싱(140)의 윗면 중심에 결합되고 드럼(125)의 상부 외면과 케이싱(140)의 윗면 사이에는 일정 간극을 가지기 때문에 드럼(125)의 상부 외면과 케이싱(140)의 윗면 사이로 제설용액이 일부 흘러들어온다 하더라도, 흘러들어온 제설용액은 원심력에 의하여 바깥쪽으로 밀려나가게 되므로 드럼(125)의 상부 외면과 케이싱(140)의 윗면 사이에 빈 공간을 만들 수 있게 되며, 그 빈 공간은 진공에 가까운 상태로 된다. 따라서 수차(120)가 회전할 때 드럼(125)의 상부 외면과 케이싱(140)의 상면 사이에서 용액의 표면장력에 의한 에너지 손실을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 또한, 수력전달관(130)의 개방된 일 측면과 케이싱(140)의 개방부(141)를 연결할 때, 개방부(141)를 통하여 수력전달관(130) 안으로 돌출되는 블레이드(121)의 끝이 수력전달관(130)의 중심(135)을 넘어가지 않도록 연결되기 때문에 수력전달관(130)을 통과하는 용액의 흐름에 있어 ‘수력전달관(130) 중 수차(120)의 블레이드(121)가 가장 많이 돌출된 부분(S2)’을 지날 때 와류 발생을 최소화하면서도 블레이드(121)에 가해지는 수압에 의한 토크를 가장 많이 발생시킬 수 있어서, 유체의 에너지 손실을 최소화하면서 토크발생을 극대화하는 등 수차(120)의 효율을 향상할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 또한, 수력전달관(130)의 개방된 일 측면과 케이싱(140)의 개방부(141)를 연결할 때, 개방된 일 측면에서 수력전달관(130)의 내주면을 이루는 가상의 경계면(136)이 수차(120) 중 드럼(125)의 내주면(125b)과 외주면(125a) 사이를 지나가도록 연결되는 특징도 가지기 때문에 블레이드(121)에 가해지는 수압에 의한 토크를 최대화시킬 수 있고 이에 따른 유체 에너지 손실을 최소화하면서도 토크 발생을 극대화 하는 등 수차(120)의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 또한, 회전 변환부(300)는 감속부(200)로부터 전달되는 회전력에 의하여 회전하는 원판 모양의 회전원반(310), 회전원반(310)의 윗면 중 회전원반(310)의 중심이 아닌 일 지점에서 위로 돌출되도록 결합되는 돌출 축(312) 및 회전원반(310)의 일부 또는 전부를 위에서 덮으면서 결합되는 스윙패널(320)을 포함하되, 스윙패널(320)은 회전변환부(300) 바닥에 고정된 고정축(321)을 중심으로 스윙할 수 있도록, 그 일 단부가 고정축(321)에 회동 가능하게 결합되고, 고정축(321)으로부터 멀어지는 방향으로 중앙에 길게 장공(323)이 형성되며, 회전원반(310)과 스윙패널(320)은, 돌출 축(312)이 장공(323)에 삽입되게 결합되며, 회전원반(310)의 회전에 의하여 돌출 축(312)이 회전원반(310)의 중심축(311)을 중심으로 회전하면, 돌출 축(312)이 장공(323) 안에서 이동하는 힘에 의하여 스윙패널(320)의 타 단부가 고정축(321)을 중심으로 좌우로 스윙하며, 분사노즐(400)은 스윙패널(320) 위에 결합되어 스윙패널(320)을 따라서 좌우로 스윙하는 특징을 가지기 때문에 수력발생부(100)에서 발생하는 회전력을 이용하여 분사노즐(400)을 좌우로 스윙시키는 운동으로 바꿀수 있게 된다.
본 발명은 또한 회전원반(310)의 윗면에는, 돌출 축(312)이 결합되는 위치를 변경할 수 있도록 복수의 결합홈(313)이 있으며, 복수의 결합홈(313) 각각은 회전원반(310)의 중심축(311)을 중심으로 하는 회전반경이 서로 다른 특징을 가지기 때문에 분사노즐(400)이 좌우로 왕복하는 스윙폭을 용이하게 조절할 수 있으며, 이에 따라 도로의 형상이나 조건에 따라 부채꼴로 분사되는 범위를 조절할 수 있어 현장여건에 맞추어 활용 효과를 극대화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 의한 분사장치가 도로 양쪽에 설치되어 용액을 분사하는 모습이다.
도 2는 본 발명에 의한 광역 분사장치가 도로 양쪽에 설치되어 용액을 분사하는 모습이다.
도 3은 본 발명에 의한 광역 분사장치의 외관 사시도이다
도 4는 본 발명에 의한 광역 분사장치의 외함을 투명하게 그린 투명 사시도이다
도 5는 본 발명에 의한 광역 분사장치에서 상하부 외함을 제거한 상태에 대한 투명 사시도이다.
도 6은 본 발명에 포함된 수력발생부 및 감속부를 확대한 투명 사시도이다
도 7은 본 발명에 포함된 수력발생부에 대한 분해 사시도이다,
도 8은 본 발명에 포함된 수력발생부를 아래에서 보는 분해 사시도이다,
도 9은 본 발명에 포함된 수력발생부 중 수차를 아래에서 보는 사시도이다,
도 10은 본 발명에 포함된 수력발생부에서 수차가 회전하는 원리를 도시한 것이다,
도 11은 본 발명에 포함된 수력발생부의 상세 단면(도 10의 A-A’ 단면)을 도시한 것이다,
도 12는 본 발명에서 수력 전달관 안에서 수차의 위치에 따른 회전력을 비교하는 도면이다.
도 13 및 도 14는 본 발명에서 케이싱에 유입되는 용액의 움직임을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명에 포함된 회전변환부를 확대한 투명 사시도이다
도 16은 본 발명에 포함된 회전변환부의 작동원리를 도시한 것이다
도 17은 본 발명에 포함된 회전변환부의 회전 각도 변경원리를 도시한 것이다
이하에서 상술한 목적과 특징이 분명해지도록 본 발명을 상세하게 설명할 것이며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련한 공지기술 중 이미 그 기술 분야에 익히 알려져 있는 것으로서, 그 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다. 실시 예들에 대한 설명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시 예들을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
실시 예들은 여러 가지 형태로 변경을 가할 수 있고 다양한 부가적 실시 예들을 가질 수 있는데, 여기에서는 특정한 실시 예들이 도면에 표시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나 이는 실시 예들을 특정한 형태에 한정하려는 것이 아니며, 실시 예들의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경이나 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
다양한 실시 예들에 대한 설명 가운데 “제1”, “제2”, “첫째” 또는“둘째”등의 표현들이 실시 예들의 다양한 구성요소들을 수식할 수 있지만, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들어, 상기 표현들은 해당 구성요소들의 순서 및/또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분 짓기 위해 사용될 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다. 도 2에는 본 발명에 의한 광역 분사장치가 도로에 설치되어 용액을 분사하는 모습이 도시되어 있다. 그리고 도 3에는 광역 분사장치의 외관이 도시되어 있으며, 도 4에는 투시도가 도시되어 있다. 또한 도 5에는 광역 분사장치에서 상하부 외함을 제거한 상태에서 하우징을 투명하게 그린 사시도가 도시되어 있다.
도 2 내지 도 5에서 보는 바와 같이 본 발명에 의한 광역분사장치(50)는, 파이프라인(20)을 통하여 제설용액을 공급받아 도로(30)에 제설용액을 분사하는 분사장치로서, 제설용액이 부채꼴 모양으로 넓게 분사되되 멀리까지 분사되도록 좌우로 왕복하여 회전(스윙)하면서 분사하는 광역 분사장치(50)에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명에 의한 광역 분사장치(50)에는 수력발생부(100), 감속부(200), 회전변환부(300) 및 분사노즐(400)을 포함하는 것이 바람직하다.
그중 상기 수력발생부(100)는 제설용액을 공급받아 통과시키면서 제설용액이 흐르는 힘으로 회전력을 발생시키는 수단으로 하는 것이 바람직하며, 상기 감속부(200)는 상기 수력발생부(100)에서 발생시킨 회전력을 전달받아 복수의 감속기어(210)를 이용하여 회전 속도를 순차적으로 감속시킨 후 감속시킨 회전력을 상기 회전변환부(300)로 전달하는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 상기 수력발생부(100) 및 상기 감속부(200)는 도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이 하부 외함(52) 안에 수납하는 것이 바람직하다.
상기 회전변환부(300)는 상기 감속부(200)로부터 전달되는 회전력을 좌우로 스윙하는 회전으로 바꾸도록 하는 수단으로 하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 분사노즐(400)은 제설용액을 고압으로 분사시키는 수단으로써 상기 회전변환부(300)에 결합되어 좌우로 스윙하면서, 상기 수력발생부(100)를 통과한 제설용액을 도로면에 분사시키도록 하는 것이 바람직하다. 도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이 상기 회전변환부(300)와 상기 분사노즐(400)은 상부 외함(51)에 수납하는 것이 바람직한데, 상기 상부 외함(51)의 한쪽 면은, 상기 분사노즐(400)에서 제설용액을 외부로 분사할 수 있도록, 전면 개방하는 것이 더욱 바람직하다.
한편, 상기 수력발생부(100)의 상세 구조가 도 6 내지 도 9에 도시되어 있는데, 도 6은 상기 수력발생부(100) 및 상기 감속부(200)를 확대한 투명 사시도이다. 도 7은 상기 수력발생부(100)에 대한 분해 사시도이고, 도 8은 상기 수력발생부(100)를 아래에서 바라다 보는 분해 사시도이다, 그리고 도 9는 상기 수력발생부(100) 중 수차(120)를 아래에서 바라다 보는 사시도이다,
도 6 내지 도 9에서 보는 바와 같이 상기 수력발생부(100)는 수력 하우징(110), 수차(120), 수력전달관(130) 및 케이싱(140)을 포함하도록 하는 것이 바람직한데, 상기 수력 하우징(110)은 상기 수력발생부(100)의 모든 구성요소가 수납되는 부분으로서 상부는 상기 감속부(200)의 케이스(220)와 결합될 수 있도록 하고, 그 하부는 수력하우징 베이스(150)에 결합되어 밀폐되는 구조로 하는 것이 바람직하다.
상기 수력 하우징(110) 내에 형성되는 공간인 상기 케이싱(140)은, 중심축이 수직 방향인 원통형 공간으로서 도 6 내지 도 8에서 보는 바와 같이 윗면, 바닥 면 및 외주면이 막혀있되 외주면 중 일부에 개방부(141)가 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 케이싱(140)의 바닥 면은 상기 수력하우징 베이스(150)에 형성된 수력하우징 결합부(153)에 결합되면서 막히도록 하는 것이 더욱 바람직하다. 이 경우 상기 수력하우징 결합부(153) 주변에는 상기 수력하우징 베이스(150) 상에 씰링홈(152)을 형성하고 상기 씰링홈(152)에는 오링 등과 같은 씰링부재(151)를 끼워서 상기 케이싱(140)과 수력하우징 결합부(153) 사이를 밀폐시키는 것이 바람직하다.
상기 수력전달관(130)은, 도 6 내지 도 8에서 보는 바와 같이 상기 케이싱(140)의 외주면과 직교하는 방향으로 상기 수력 하우징(110)을 관통하도록 하되 그 일 측면이 개방되어 상기 케이싱(140)의 개방부(141)와 연결되도록 하는 것이 바람직하다. 이에 따라 상기 수력전달관(130)과 상기 케이싱(140)은 상기 케이싱(140)의 개방부(141)를 통하여 서로 연결되어 통하는 구조로 된다.
한편 상기 수차(120)는, 도 9에서 보는 바와 같이 상기 케이싱(140) 안에서 회전할 수 있는 드럼(125) 형태로서, 상기 드럼(125)의 외주면(125a)을 따라 일정 간격으로 결합되는 복수의 블레이드(121)가 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 그리고, 도 8 및 도 9에서 보는 바와 같이 상기 드럼(125)의 속은 비어 있고, 그 외주면(125a) 및 상부는 막혀있고, 하부는 개방되어 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 도 6 및 도 7에서 보는 바와 같이 상기 드럼(125)의 상부 외면 중앙에는 수차축(122)이 위로 돌출되어 상기 케이싱(140)의 윗면 중심에 있는 수차축 결합부(112)에 결합되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 수차축 결합부(112)에는 상기 케이싱(140)으로 유입된 용액이 상기 감속부(200) 내부로 유출되지 않도록 메커니컬 씰 등과 같은 씰링부재를 개재시키도록 하는 것이 더욱 바람직하다.
그리고 도 6에서 보는 바와 같이 상기 드럼(125)의 상부 외면과 상기 케이싱(140)의 윗면 사이에는 일정 간극을 가지도록 하며, 상기 복수의 블레이드(121) 중 일부가 상기 개방부(141)를 통하여 상기 수력전달관(130) 안으로 돌출되도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 드럼(125)의 속이 빈 내부 공간에는 상기 드럼(125)의 상부 내면 중앙으로부터 아래를 향하여 일정반경을 가지는 중심기둥(124)이 돌출되도록 하는 것이 바람직한데, 이는 상기 수차(120)가 회전할 때, 상기 드럼(125)의 내부에 제설용액이 채워져 도넛 형태의 워터 플라이휠이 형성될 수 있도록 하기 위한 것이다. 상기 일정반경은 상기 드럼(125)의 내주면(125b) 반경의 2/5 내지 3/5 범위로 하는 것이 가장 바람직하다. 상기 워터 플라이 휠이 만들어지는 원리 등에 관한 상세한 내용은 후술하기로 한다.
그리고 상기 수력 하우징(110) 중 상기 케이싱(140), 상기 수력전달관(130) 및 상기 수차축 결합부(112)가 형성되는 부분을 제외한 상기 수력 하우징(110)의 내부는 외부 재질과 동일한 재질로 채워져 있도록 하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 수력 하우징(110)은 합성수지 등으로 채워진 입체물에 상기 케이싱(140), 상기 수력전달관(130) 및 상기 수차축 결합부(112)를 위한 빈 공간이 형성되도록 사출 성형하여 제조하는 것도 바람직하다. 다만, 사출성형의 편리성을 제고하기 위하여 도 7 및 도 8에서 보는 바와 같이 그 하부에 상기 수력하우징 베이스(150)를 결합하여 상기 케이싱(140)의 바닥 면을 밀폐할 수 있는 구조로 하고, 상기 케이싱(140)과 수력하우징 결합부(153)의 밀폐를 위하여 상술한 바와 같이 상기 수력하우징 베이스(150)에는 상기 씰링홈(152)을 형성하도록 한 후 상기 씰링홈(152)에는 오링 등과 같은 씰링부재(151)를 끼워서 수력 하우징(110)을 밀폐시키는 것이 바람직하다.
그리고 상기 수력전달관(130)에 제설용액이 공급될 수 있도록 상기 수력전달관(130)의 입구쪽에는 공급배관(131)이 연결되도록 하고, 상기 수력전달관(130)의 반대쪽 출구쪽에는 상기 수력전달관(130)을 통과한 제설용액이 상기 분사노즐(400)로 공급될 수 있도록 배출배관(132)이 연결되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 분사노즐(400)은 좌우로 회전하면서 제설용액을 배출하기 때문에 상기 배출배관(132)의 경우 유연성을 가진 합성수지 또는 고무 호스로 하는 것이 더욱 바람직하다.
이같이 하게되면 상기 공급배관(131)을 통하여 상기 수력전달관(130)에 공급되는 제설용액은 상기 수차(120)에 회전 토크를 발생시키고, 상기 수차(120)는 회전 토크에 의하여 회전하게 된다. 그리고 상기 수차(120)에 회전 토크를 발생시킨 제설용액은 상기 수력전달관(130)을 통과한 후 상기 배출배관(132)를 통하여 상기 분사노즐(400)로 이동하게 된다. 도 10에는 본 발명에서 상기 수력전달관(130)에 공급되는 제설용액이 상기 수차(120)에 회전 토크를 발생시키고 이에 따라 상기 수차가 회전하는 원리를 설명하는 도면이 도시되어 있다.
도 10에서 보는 바와 같이 상기 수력전달관(130)에 유입된 제설용액은 유체의 흐름에 의하여 상기 블레이드(121)에 힘(F)이 가해지고, 상기 블레이드(121)는 반지름 r을 가지는 회전체인 상기(125)의 외주면에 형성되어 있으므로, 상기 블레이드(121)에 가해진 힘(F)은 상기 수차축(122)을 중심으로 회전하는 토크(τ)를 발생시키게 되는데, 이때 토크 τ = r x F 가 된다. 따라서 상기 수차(120)는 유체의 흐름에 의한 힘 F에 의하여 토크 τ가 발생하여 상기 수차축(122)을 중심으로 회전하게 된다.
한편, 도 11에는 상기 수력발생부(100)의 상세 구조를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다. 도 11은 도 10에서 A-A’부분의 단면도이다. 도 11에서 보는 바와 같이 상기 수력전달관(130)의 개방된 일 측면과 상기 케이싱(140)의 개방부(141) 연결은, 상기 수차(120)가 회전할 때, 상기 개방부(141)를 통하여 상기 수력전달관(130) 안으로 돌출되는 상기 블레이드(121)의 끝이 상기 수력전달관(130)의 중심(135)을 넘어가지 않게 연결되도록 하는 것이 바람직하다. 그리고, 이와 더불어서 상기 수력전달관(130)의 상기 개방된 일 측면에서 상기 수력전달관(130)의 내주면을 이루는 가상의 경계면(136)이, 상기 수차(120) 중 상기 드럼(125)의 내주면(125b)과 외주면(125a) 사이를 지나가도록 연결되는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명은 이와 같은 구조를 가지기 때문에 제설용액이 상기 수력전달관(130)을 지나는 동안 와류 발생을 최소화하고 손실수두를 줄이면서도 상기 블레이드(121)에 가해지는 수압에 의한 토크를 가장 많이 발생시킬 수 있게 된다. 따라서 상기 수력전달관(130)을 통과하는 유체의 에너지 손실을 최소화하면서 토크 발생을 극대화하여 상기 수차(120)의 효율을 향상할 수 있는 효과가 있다.
즉 도 12(a)에서 보는 바와 같이, 상기 수력전달관(130)의 상기 개방된 일 측면 - 상기 케이싱(140)의 개방부(141) -에서, 상기 수력전달관(130)의 내주면을 이루는 가상의 경계면(136)이, 상기 수차(120) 중 상기 드럼(125)의 내주면(125b)과 외주면(125a) 사이를 지나가도록 하는 경우, 제설용액의 흐르는 힘(F)에 의하여 상기 수차(120)에 발생되는 토크
Figure 112023018148551-pat00001
는 각 날개에 가해지는 힘에 의하여 발생되는 토크의 합이 될 것이므로
Figure 112023018148551-pat00002
가 된다.
그리고 관로의 단면적이
Figure 112023018148551-pat00003
에서
Figure 112023018148551-pat00004
로 점진적으로 확대되는 ‘점차 확대관(gradual enlargement)’에서의 손실수두
Figure 112023018148551-pat00005
이고 이는
Figure 112023018148551-pat00006
이 되므로, 상기 수차(120)의 블레이드(121) 부분
Figure 112023018148551-pat00007
를 지나서 관로가 점점 확대되는 부분 즉 관로의 단면적이
Figure 112023018148551-pat00008
에서
Figure 112023018148551-pat00009
으로 확대되는 부분에서의 손실수두는
Figure 112023018148551-pat00010
에 비례하게 된다. 따라서, 도 12(a)에서
Figure 112023018148551-pat00011
는 상기 수력전달관(130)의 단면적(
Figure 112023018148551-pat00012
)에서 상기 드럼(125)의 두께 면적 일부 및 상기 블레이드(121)의 면적을 제외한 면적이므로
Figure 112023018148551-pat00013
는
Figure 112023018148551-pat00014
의 60%정도가 된다 따라서
Figure 112023018148551-pat00015
/
Figure 112023018148551-pat00016
는 0.6이므로 정도가 되므로
Figure 112023018148551-pat00017
는 0.16이 된다.
그러나, 도 12(b)처럼 상기 수력전달관(130)의 안쪽으로 상기 수차(120)의 드럼(125) 및 블레이드(121)가 깊숙이 들어오게 하는 경우, 유체에 의하여 힘을 받는 날개들이 많아지므로 토크는 더 커지게 된다. 즉 토크
Figure 112023018148551-pat00018
가 된다. 그러나 상기 수력전달관(130)의 최대 단면적(
Figure 112023018148551-pat00019
)과 최소 단면적(
Figure 112023018148551-pat00020
)의 비율이 작아지므로 손실계수가 기하급수적으로 커지게 된다. 즉, 도 12(b)에서는 최대 단면적(
Figure 112023018148551-pat00021
)과 최소 단면적(
Figure 112023018148551-pat00022
)의 비율이 3:1 정도이므로
Figure 112023018148551-pat00023
는 0.44가 된다. 따라서 이와 같이하면 상기 수차(120)의 회전력은 커지게 되나 유체가 상기 수력전달관(130)을 통과하는 과정에서의 손실수두
Figure 112023018148551-pat00024
가 너무 커져서 상기 분사노즐(400)의 분사압력이 급격히 저하되는 문제가 발생한다.
반면에, 도 12(c)처럼 상기 수력전달관(130)의 안쪽으로 상기 수차(120)의 드럼(125) 및 블레이드(121)가 너무 얕게 들어오게 하는 경우, 유체에 의하여 힘을 받는 날개들이 작아지므로 상기 수차(120)에 가해지는 토크가 너무 작아지게 된다. 즉 토크
Figure 112023018148551-pat00025
가 된다. 다만, 상기 수력전달관(130)의 최대 단면적(
Figure 112023018148551-pat00026
)과 최소 단면적(
Figure 112023018148551-pat00027
)의 비율을 더 커지게 되므로 손실수두는 작아지게 된다. 즉, 도 12(c)에서는 최대 단면적(
Figure 112023018148551-pat00028
)과 최소 단면적(
Figure 112023018148551-pat00029
)의 비율이 3:2 정도이므로
Figure 112023018148551-pat00030
는 0.11이 된다. 따라서 이와 같이하면 유체가 상기 수력전달관(130)을 통과하는 과정에서의 손실수두
Figure 112023018148551-pat00031
가 작아서 상기 분사노즐(400)의 분사압력은 충분해지나, 상기 수차(120)의 회전력이 너무 작아져서 상기 분사노즐(400)을 좌우로 회동시킬 수 있는 힘이 부족하게 되는 문제가 발생한다.
그러나 본 발명에서는 도 11 및 도 12(a)에서처럼 상기 수력전달관(130) 안으로 돌출되는 상기 블레이드(121)의 끝이 상기 수력전달관(130)의 중심(135)을 넘어가지 않도록 하면서도 상기 수력전달관(130)의 상기 개방된 일 측면에서 상기 수력전달관(130)의 내주면을 이루는 가상의 경계면(136)이 상기 수차(120) 중 상기 드럼(125)의 내주면(125b)과 외주면(125a) 사이를 지나가도록 하였기 때문에, 손실수두를 적정범위로 제한하면서도 상기 수차(120)에 대하여 상기 분사노즐(400)을 좌우로 회동시킬 수 있는 충분한 토크를 발생시킬 수 있게 된다.
한편, 본 발명에서 상기 수차(120) 중 상기 드럼(125)의 외주면 하단 및 상기 중심기둥(124)의 하단은, 상기 케이싱(140)의 바닥 면으로부터 일정 간격(d)이 이격되어 있도록 하는 것이 바람직한데, 상기 일정 간격(d)은 상기 블레이드(121) 높이(h)의 10 ~ 20%로 하는 것이 더욱 바람직하다. 도 13 및 도 14은 이같이 하는 경우 상기 케이싱(140) 및 상기 수력전달관(130) 안에서의 유체의 흐름을 도시한 것이다.
상기 수력전달관(130) 안에서의 유체의 흐름은 상기 수력전달관(130) 안으로 돌출되는 상기 수차(120) 때문에 점점 좁아지는 단면적을 가지며 이로 인하여 도 13에서 보는 바와 같은 유선을 그리게 되는데,
Figure 112023018148551-pat00032
부분에서 최소 단면적이 되어 유속은 가장 빨라지고 압력은 가장 낮아지게 된다. 그리고 상기 수차(120)의 블레이드(121)들 사이로 있는 용액은 상기 수차(120)의 회전에 의하여 상기 케이싱(140) 안으로 들어가게 된다. 그런데, 상기
Figure 112023018148551-pat00033
부분에서 압력이 가장 작으며 상기 드럼(125)의 아래쪽에는 상기 일정 간격(d)으로 인하여 공간이 형성되므로 상기 케이싱(140) 안으로 들어온 용액은 상기 드럼(125)의 아래쪽으로 이동하고 상기
Figure 112023018148551-pat00034
부분의 낮은 압력에 의하여 도 13 및 도 14에서 보는 바와 같이 상기 수력전달관(130) 안으로 빨려 들어오게 된다.
즉, 본 발명에서는 상기 케이싱(140)과 상기 수력전달관(130)이 상기 개방부(141)를 통하여 서로 한 통으로 연결되고, 상기 수차(120)의 블레이드(121) 중 일부가 상기 개방부(141)를 통하여 상기 수력전달관(130) 안으로 돌출되기 때문에, 상기 수력전달관(130)에서 유체가 통과할 수 있는 단면적(S)은, ‘수차(120)의 블레이드(121)가 수력전달관(130) 안으로 돌출되는 부분’으로 인하여 점점 작아졌다 커지게 되며, 상기 수차(120)의 블레이드(121) 끝이 가장 많이 돌출된 부분(
Figure 112023018148551-pat00035
)에서는 유체의 통과면적이 가장 작아지게 되는데, 베르누이 현상에 의하여 그 부분(
Figure 112023018148551-pat00036
)의 유속은 가장 빨라지고 압력은 가장 낮아지게 된다.
그리고, 상기 수차(120) 중 상기 드럼(125)의 외주면 및 중심기둥(124)의 하단은, 상기 케이싱(140)의 바닥 면으로부터 일정 간격(d)이 이격되는 특징도 가지기 때문에 상기 수차(120) 안으로 흘러들어오는 용액은 드럼(125)의 외주면 및 중심기둥(124)의 아래쪽으로 흘러 들어가서 ‘일정 간격(d)이 이격된 틈’을 통하여 상기 수력전달관(130) 중 압력이 가장 낮은 곳, 즉 ‘수력전달관(130) 안으로 수차(120)의 블레이드(121)가 가장 많이 돌출된 부분(
Figure 112023018148551-pat00037
)’ 쪽으로 유입되게 된다. 따라서 상기 수차(120)의 블레이드(121)를 통하여 케이싱(140) 안으로 들어온 용액이 다시 상기 수력전달관(130) 쪽으로 유연하게 빠져나갈 수 있게 된다.
그러므로 상기 블레이드(121) 사이에 채워진 용액은 상기 케이싱(140) 안으로 용이하게 흘러 들어오게 되며, 상기 케이싱(140) 안으로 흘러들어오는 용액은 상기 드럼(125)의 외주면과 상기 케이싱(140)의 바닥 면 사이에 있는 상기 ‘일정 간격(d)이 이격된 틈’을 통하여 상기 수력전달관(130) 중 가장 압력이 낮은 부분인 ‘수력전달관(130) 안으로 수차(120)의 블레이드(121)가 가장 많이 돌출된 부분(
Figure 112023018148551-pat00038
)’쪽으로 빨려 나가게 되므로 상기 수차(120)가 회전할 때 상기 케이싱(140)으로 유입되는 유입수에 의한 저항을 최소화할 수 있고 이에 따라 수차의 효율을 높이며, 결과적으로 상기 수력전달관(130)을 통하여 상기 분사노즐(400)로 공급되는 유체의 에너지 손실을 줄여서 상기 분사노즐(400)로 제설용액이 분사될 때 분사압력을 최대화 시킬수 있게 된다.
또한, 도 14에서 보는 바와 같이 본 발명에서는, 상기 수차(120) 중 상기 드럼(125)의 상부는 복수의 블레이드(121)의 상단을 전부 덮을 수 있는 원판 모양의 덮개(123)에 의하여 막혀 있되, 상기 덮개(123)의 상면(123a)은 상기 수력전달관(130)의 개방된 일 측면 즉 상기 개방부(141)의 최상단(c)보다 위에 위치하며, 상기 덮개(123)의 하면(123b)은 상기 수력전달관(130)의 개방된 일 측면인 상기 개방부(141)의 최상단(c)보다 아래에 위치하도록 하는 것이 바람직하다. 이같이 하는 경우 상기 드럼(125)의 덮개(123) 상부로 제설용액이 흘러들어 오는 것을 최소화시킬 수 있다.
그리고, 드럼(125)의 상부 외면 중앙에는 수차축(122)이 위로 돌출되어 케이싱(140)의 윗면 중심에 있는 수차축 결합부(112)에 결합되고, 상기 드럼(125)의 상부 외면과 케이싱(140)의 윗면 사이에는 일정 간극을 가진다. 그리고 상기 드럼(125)의 상부 외면과 상기 케이싱(140)의 윗면 사이로 제설용액이 일부 흘러들어 온다 하더라도, 흘러들어온 제설용액은 원심력에 의하여 바깥쪽으로 밀려 나가게 되므로 드럼(125)의 상부 외면과 케이싱(140)의 윗면 사이에 빈 공간을 만들 수 있게 되며, 상기 빈 공간은 진공(V2)에 가까운 상태로 된다. 따라서 수차(120)가 회전할 때 드럼(125)의 상부 외면과 케이싱(140)의 상면 사이의 접촉에 의한 마찰도 없을 뿐만 아니라 유입되는 용액의 표면장력에 의한 에너지 손실도 없앨 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명에 포함된 수차(120)는 케이싱(140) 안에서 회전할 수 있는 드럼(125) 형태의 외주면(125a)에 복수의 블레이드(121)가 일정 간격으로 형성되어 있으며, 드럼(125)의 속은 비어 있고 외주면(125a) 및 상부는 막혀있으나 하부는 개방되어 있다. 그리고 수차(120)가 회전할 때, 드럼(125)의 내부에 용액이 채워져 도넛 형태의 워터 플라이휠(w)이 형성될 수 있도록, 드럼(125)의 상부 내면 중앙으로부터 아래를 향하여 일정반경을 가지는 중심기둥(124)이 돌출되는 특징을 가진다. 따라서 수차(120)가 회전할 때 드럼(125) 내부에 형성되는 워터 플라이휠에 의하여 고른 회전력이 유지될 뿐만 아니라, 일단 수차(120)가 회전을 시작하면 워터 플라이휠의 힘에 의하여, 수차(120)의 블레이드(121)에 가해지는 적은 수압에 의해서도 회전 토크를 효율적으로 발생시킬 수 있는 효과가 있다.
이뿐만 아니라, 상기 수차(120)의 드럼(125) 내부에 있는 상기 중심기둥(124)은 일정반경(드럼 내주면 반경의 2/5 내지 3/5 범위)을 가지고 있기 때문에, 도넛 형태로 되는 상기 워터 플라이휠(w) 외주면은 상기 드럼(125)의 내주면(125b)과의 표면장력에 의하여 상기 드럼(125)과 같이 돌아가게 되며, 상기 워터 플라이휠(w) 내주면은 상기 중심기둥(124) 외주면과의 표면장력에 의하여 드럼(125)과 같이 돌아가게 된다. 따라서 상기 워터 플라이휠 전체(w)가 상기 드럼(125)과 일체가 되어 회전하고 이에 따라 워터 플라이휠 효과를 극대화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 워터 플라이휠(w)은 상기 드럼(125) 내부에서 회전운동을 하는 유체이므로 상기 워터 플라이휠(w) 내부에서의 압력분포
Figure 112023018148551-pat00039
는, 용기 내에서 회전운동을 하는 유체의 압력분포를 구하는 아래 공식에 의하여 구할 수 있게 된다.
Figure 112023018148551-pat00040
Figure 112023018148551-pat00041
:표면 위의 압력,
Figure 112023018148551-pat00042
: 밀도, z: 깊이, g: 중력가속도, w:각속도, r : 반경
그러므로 상기 워터 플라이휠(w) 주변에서는 압력이 높아지므로 유체가 위로 올라가고, 중심부에서는 유체의 높이가 낮아지게 된다. 따라서 상기 워터 플라이휠(w)의 상면과 상기 드럼(125)의 덮개(123) 하면과의 사이에는 도 14에서 보는 바와 같은 형태의 진공 간극(V1)이 형성된다. 그리고 상기 워터 플라이휠(w)은 바깥쪽으로 갈수록 무거워지기 때문에 관성모멘트가 커져서 에너지 저장 능력이 커지고 이에 따라 회전력의 변동율을 작게 할 수 있는 효과가 나타난다, 또한 상기 워터 플라이휠(w)에 대하여는 진공부(V1)에 의하여 잡아당겨지는 힘이 발생하므로 상기 워터 플라이휠(w)을 형성하는 유체는 상기 드럼(125)의 외주면과 상기 케이싱(140)의 바닥 면 사이에 있는 상기 ‘일정 간격(d) 이격된 틈’으로 내려오기 어렵게 되어 안정적으로 회전할 수 있게 된다.
한편, 도 15에는 본 발명에 포함된 회전 변환부(300)를 확대한 투명 사시도가 도시되어 있으며, 도 16에는 본 발명에 포함된 회전변환부의 작동원리를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다. 이하에서는 도 15 및 도 16을 참조하여 상기 회전 변환부(300)에 대하여 설명한다.
본 발명에 포함된 상기 회전 변환부(300)는, 상기 감속부(200)로부터 전달되는 회전력에 의하여 회전하는 원판 모양의 회전원반(310), 상기 회전원반(310)의 윗면 중 상기 회전원반(310)의 중심이 아닌 일 지점에서 위로 돌출되도록 결합되는 돌출 축(312) 및 상기 회전원반(310)의 일부 또는 전부를 위에서 덮으면서 결합되는 스윙패널(320)을 포함하도록 하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 스윙패널(320)은, 상기 회전변환부(300) 바닥에 고정된 고정축(321)을 중심으로 스윙할 수 있도록, 그 일 단부가 상기 고정축(321)에 대하여 회동 가능하게 결합되고, 상기 스윙패널(320)의 중앙에는 상기 고정축(321)으로부터 멀어지는 방향으로 길게 장공(323)이 형성되게 하는 것이 바람직하다. 상기 스윙패널(320)의 고정축(321)은 도 15에서 보는 바와 같이 상부 베어링(322a) 및 하부 베어링(322b) 등 두 개의 베어링(322)에 의하여 상기 회전변환부(300)의 바닥에 고정되도록 하는 것이 바람직한데, 이는 상기 스윙패널(320)에는 상기 고정축(321)의 방향과 직각인 방향으로 잡아당기는 힘이 작용하기 때문에 상기 두 개의 베어링(322)에 의하여 고정하도록 하는 것이다.
그리고, 상기 회전원반(310)과 상기 스윙패널(320)은, 상기 돌출 축(312)이 상기 장공(323)에 삽입되게 결합되며, 상기 회전원반(310)의 회전에 의하여 상기 돌출 축(312)이 상기 회전원반(310)의 중심축(311)을 중심으로 회전하면, 상기 돌출 축(312)이 상기 장공(323) 안에서 이동하는 힘에 의하여 상기 스윙패널(320)의 타 단부가 상기 고정축(321)을 중심으로 좌우로 스윙하도록 하는 것이 바람직하다.
즉, 도 16에서 보는 바와 같이 상기 회전원반(310)의 회전에 의하여 상기 돌출 축(312)이 상기 회전원반(310)의 중심축(311)을 중심으로 회전하면, 상기 돌출 축(312)이 상기 장공(323) 안에서 이동하는 힘에 의하여 상기 스윙패널(320)의 타 단부가 상기 고정축(321)을 중심으로 좌우로 스윙하게 된다. 따라서 상기 수력발생부(100)에서 발생하는 회전력이 상기 감속부(200)를 거쳐서 상기 회전원반(310)에 전달되어 상기 회전원반(310)을 회전시키면 상기 회전원반(310)이 상기 스윙패널(320)을 좌우로 회동시키게 된다
그리고, 이에 결합된 상기 분사노즐(400)은 상기 스윙패널(320) 위에 결합되어 상기 스윙패널(320)을 따라서 좌우로 스윙하도록 하는 것이 바람직하다. 상기 분사노즐(400)은 도 5에서 보는 바와 같이 연결관(420)을 통하여 상기 배출배관(132)과 연결됨으로써 상기 수력발생부(100)를 경유하여 공급되는 제설용액을 공급받으며, 상기 스윙패널(320)을 따라서 좌우로 회동하면서 공급받은 제설용액을 부채꼴 모양으로 분사하게 된다.
본 발명은 또한, 상기 회전원반(310)의 윗면에, 상기 돌출 축(312)이 결합되는 위치를 변경할 수 있도록 복수의 결합홈(313)을 가지도록 하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 복수의 결합홈(313) 각각은 회전원반(310)의 중심축(311)을 중심으로 하는 회전반경이 서로 다르게 하는 것이 더욱 바람직하다. 본 발명은 이러한 특징을 가지기 때문에 분사노즐(400)이 좌우로 왕복하는 스윙 폭을 용이하게 조절할 수 있으며, 이에 따라 도로의 형상이나 조건에 따라 부채꼴로 분사되는 범위를 조절할 수 있어 현장여건에 맞추어 활용 효과를 극대화할 수 있는 효과가 있다.
도 17에는 본 발명에 포함된 회전변환부의 회전 각도 변경원리가 도시되어 있다. 즉, 도 17(a)와 같이 상기 복수의 결합홈(313)을 3개로 하고, 상기 돌출 축(312)을 두 번째 결합 홈(313)에 결합시킬 경우 도 17(b)에서 보는 바와 같이 상기 스윙패널(320)의 회전각도는 Φ1이 되며, 도 17(c)와 같이 제일 마지막 결합 홈(313)에 결합시킬 경우, 도 17(d)에서 보는 바와 같이 상기 스윙패널(320)의 회전각도는 Φ2가 되어 더 좁아지게 된다. 따라서 분사노즐(400)이 좌우로 왕복하는 스윙 폭 또한 좁아져서 좁은 범위의 부채꼴로 제설용액을 분사하게 된다.
상술한 여러 가지 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 예들에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 예들에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 종래의 분사장치 20 파이프라인
30 도로 31 부채꼴 형상
32 사각지대 40 종래의 분사노즐
50 광역 분사장치
51 상부 외함 52 하부 외함
100 수력발생부
110 수력 하우징 112 수차축 결합부
120 수차 121 블레이드
122 수차축 123 덮개
124 중심기둥 125 드럼
130 수력전달관 131 공급배관
132 배출배관 135 수력전달관의 중심
136 가상의 경계면 140 케이싱
141 개방부 150 수력하우징 베이스
151 씰링부재 152 씰링홈
153 수력하우징 결합부
200 감속부
210 감속기어 220 케이스
300 회전변환부
310 회전원반 311 중심축
312 돌출 축 313 결합홈
320 스윙패널 321 고정축
322a 상부 베어링 322b 하부 베어링
323 장공
400 분사노즐
410 분사노즐 케이스 420 연결관

Claims (11)

  1. 도로에 제설용액을 분사하되, 부채꼴 모양으로 멀리까지 분사되도록 좌우로 왕복하여 회전하면서 분사하는 분사장치(50)로서,
    제설용액을 공급받아 통과시키면서 제설용액이 흐르는 힘으로 회전력을 발생시키는 수력발생부(100);
    상기 수력발생부(100)에서 발생한 회전력의 회전속도를 복수의 감속기어(210)를 이용하여 감속시키는 감속부(200);
    상기 감속부(200)로부터 전달되는 회전력을 좌우로 스윙하는 회전으로 바꾸는 회전변환부(300);
    상기 회전변환부(300)에 결합되어 좌우로 스윙하면서, 상기 수력발생부(100)를 통과한 제설용액을 도로면에 분사시키는 분사노즐(400);을 포함하며,
    상기 수력발생부(100)는 수력 하우징(110), 수차(120), 수력전달관(130) 및 케이싱(140)을 포함하며,
    - 상기 케이싱(140)은, 중심축이 수직 방향인 원통형 공간으로 상기 수력 하우징(110) 내에 형성되어 윗면, 바닥 면 및 외주면이 막혀있되 외주면 중 일부에 개방부(141)가 있으며,
    - 상기 수차(120)는, 상기 케이싱(140) 안에서 회전할 수 있는 드럼(125) 및 상기 드럼(125)의 외주면(125a)을 따라 일정 간격으로 결합되는 복수의 블레이드(121)를 포함하며,
    -- 상기 드럼(125)의 속은 비어 있고, 그 외주면(125a) 및 상부는 막혀있고, 하부는 개방되어 있으며,
    -- 상기 드럼(125)의 상부 외면 중앙에는 수차축(122)이 위로 돌출되어 상기 케이싱(140)의 윗면 중심에 결합되고,
    -- 상기 드럼(125)의 상부 외면과 상기 케이싱(140)의 윗면 사이에는 일정 간극을 가지며,
    -- 상기 복수의 블레이드(121) 중 일부가 상기 개방부(141)를 통하여 상기 수력전달관(130) 안으로 돌출되되, 상기 수차(120)가 회전할 때 상기 블레이드(121)의 끝이 상기 수력전달관(130)의 중심(135)을 넘어가지 않도록 돌출되며,
    - 상기 수력전달관(130)은, 상기 케이싱(140)의 외주면과 직교하는 방향으로 상기 수력 하우징(110)을 관통하되 일 측면이 개방되어 상기 케이싱(140)의 개방부(141)와 연결됨으로써, 제설용액이 상기 수력전달관(130)을 통과하면 상기 수력전달관(130) 내부로 돌출된 블레이드들(121)에 힘이 가해져서 상기 수차(120)에 회전 토크를 발생시키며,
    - 상기 수력 하우징(110)은, 합성수지로 채워진 입체물에 상기 케이싱(140), 상기 수력전달관(130) 및 상기 수차축(122)이 상기 케이싱(140)의 윗면 중심에 결합되는 수차축 결합부(112)를 위한 빈 공간을 형성시킴으로써, 상기 빈 공간 외에는 외부 재질과 동일한 재질로 그 내부가 채워져 있으며,

    상기 드럼(125)의 내부에는,
    - 상기 수력발생부(100)로 제설용액이 유입되어 상기 수차(120)가 회전할 때, 상기 드럼(125) 내부로 들어온 제설용액이 채워져서 도넛 형태의 워터 플라이휠(w)이 형성될 수 있도록, 상기 드럼(125) 내부의 상부 중앙으로부터 아래쪽을 향하여 상기 드럼(125)의 내주면(125b) 반경의 2/5 내지 3/5 범위의 반경을 가지는 중심기둥(124)이 돌출되도록 함으로써. 상기 워터 플라이휠(w) 전체가 상기 드럼(125)과 일체가 되어 회전하면서 상기 수차(120)에 플라이휠 효과를 발생시키며,

    상기 수차(120) 중 상기 드럼(125)의 외주면 하단 및 상기 중심기둥(124)의 하단은,
    - 상기 수차(120)가 회전할 때 상기 블레이드(121)를 통하여 상기 케이싱(140) 안으로 들어오는 제설용액이 상기 수력전달관(130)으로 다시 빨려 나갈 수 있도록, 상기 케이싱(140)의 바닥 면으로부터 일정 간격(d)이 이격되어 있으며,

    상기 수차(120) 중 상기 드럼(125)의 상부는,
    - 제설용액이 흘러들어 오는 것을 막을 수 있도록, 상기 복수의 블레이드(121)의 상단을 전부 덮을 수 있는 원판 모양의 덮개(123)에 의하여 막혀있는 것을 특징으로 하는 광역 분사장치
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서
    상기 일정 간격(d)은 상기 블레이드(121) 높이(h)의 10 ~ 20%인 것을 특징으로 하는 광역 분사장치
  6. 제1항에 있어서
    상기 덮개(123)의 상면(123a)은, 상기 수력전달관(130)의 개방된 일 측면 중 최상단(c)보다 위에 위치하며
    상기 덮개(123)의 하면(123b)은, 상기 수력전달관(130)의 개방된 일 측면 중 최상단(c)보다 아래에 위치하는 것을 특징으로 하는 광역 분사장치
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서
    상기 수력전달관(130)의 개방된 일 측면과 상기 케이싱(140)의 개방부(141) 연결은,
    상기 개방된 일 측면에서 상기 수력전달관(130)의 내주면을 이루는 가상의 경계면(136)이, 상기 수차(120) 중 상기 드럼(125)의 내주면(125b)과 외주면(125a) 사이를 지나가도록 연결되는 것을 특징으로 하는 광역 분사장치
  9. 제1항에 있어서
    상기 회전 변환부(300)는
    - 상기 감속부(200)로부터 전달되는 회전력에 의하여 회전하는 원판 모양의 회전원반(310);
    - 상기 회전원반(310)의 윗면 중 상기 회전원반(310)의 중심이 아닌 일 지점에서 위로 돌출되도록 결합되는 돌출 축(312); 및
    - 상기 회전원반(310)의 일부 또는 전부를 위에서 덮으면서 결합되는 스윙패널(320);을 포함하되,
    상기 스윙패널(320)은,
    - 상기 회전변환부(300) 바닥에 고정된 고정축(321)을 중심으로 스윙할 수 있도록, 그 일 단부가 상기 고정축(321)에 회동 가능하게 결합되고,
    - 상기 고정축(321)으로부터 멀어지는 방향으로 중앙에 길게 장공(323)이 형성되며,
    상기 회전원반(310)과 상기 스윙패널(320)은, 상기 돌출 축(312)이 상기 장공(323)에 삽입되게 결합되며,
    상기 회전원반(310)의 회전에 의하여 상기 돌출 축(312)이 상기 회전원반(310)의 중심축(311)을 중심으로 회전하면, 상기 돌출 축(312)이 상기 장공(323) 안에서 이동하는 힘에 의하여 상기 스윙패널(320)의 타 단부가 상기 고정축(321)을 중심으로 좌우로 스윙하며,
    상기 분사노즐(400)은 상기 스윙패널(320) 위에 결합되어 상기 스윙패널(320)을 따라서 좌우로 스윙하는 것을 특징으로 하는 광역 분사장치
  10. 제9항에 있어서
    상기 회전원반(310)의 윗면에는, 상기 돌출 축(312)이 결합되는 위치를 변경할 수 있도록 복수의 결합홈(313)이 있으며,
    상기 복수의 결합홈(313) 각각은 상기 회전원반(310)의 중심축(311)을 중심으로 하는 회전반경이 서로 다른 것을 특징으로 하는 광역 분사장치
  11. 도로에 제설용액을 살포할 수 있는 제설용액 살포시스템으로서,
    제설용액 공급장치;
    상기 제설용액 공급장치에서 공급되는 제설용액을 이송하는 파이프라인; 및
    상기 파이프라인에 연결되어 상기 제설용액을 분사하는 분사장치;를 포함하되,
    상기 분사장치는 제1항, 제5항, 제6항 또는 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 의한 광역 분사장치인 것을 특징으로 하는 제설용액 살포시스템
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960037132A (ko) * 1995-04-26 1996-11-19 정웅익 수압을 이용한 회전 장치
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JP3132172U (ja) * 2007-03-20 2007-05-31 金沢中央発条工業株式会社 融雪用散水機
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