KR20150128033A - 일정 각도로 회전하는 헤드를 구비한 스프링클러 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 내부에 길이 방향을 따라 물이 통과하기 위한 통로를 구비하는 베어링 슬리브, 내부에 상기 통로와 연통되는 공간이 형성되고 상기 길이 방향을 따라 상기 베어링 슬리브와 결합하며, 상기 베어링 슬리브의 길이 방향 축을 중심으로 회전 가능한 헤드, 상기 베어링 슬리브의 상부 외면을 감싸도록 설치되고, 상기 헤드의 회전 각도를 제한하는 각도 조절부재, 상기 길이 방향 축으로부터 소정 각도 경사지게 교차한 위치에서 상기 헤드와 결합하는 제1 노즐 및 상기 길이 방향 축을 중심으로 상기 제1 노즐로부터 소정 각도 경사지게 교차한 위치에서 상기 헤드와 결합하는 제2 노즐을 포함하는 스프링클러에 관한 것이다.

Description

일정 각도로 회전하는 헤드를 구비한 스프링클러{Sprinkler having a head for rotating at a fixed angle}

본 발명은 일정 각도로 회전하는 헤드를 구비한 스프링클러에 관한 것으로서, 구체적으로 부분 회전용 스프링클러를 사용하더라도 상기 헤드에 복수의 노즐을 설치하여 물이 분사되지 않는 영역을 최소화하는 것이 가능한 스프링클러에 관한 것이다.

일반적으로 골프장은 넓은 코스에 숲이나 계곡, 연못, 산 등의 장애물을 인공적으로 만들기도 하고, 자연의 강 또는 바다를 이용하기도 한다. 또한, 골프장에 형성되는 골프 코스는 티잉그라운드, 페어웨이, 러프, 벙커, 워터해저드, 그린, 홀 등으로 구성되고, 상기 벙커와 워터해저드를 제외한 대부분의 지역에는 천연 잔디가 심어져 있다.

따라서, 골프장의 관리자는 천연 잔디에 지속적으로 충분한 수분을 공급하여 양질의 골프 코스를 골퍼들에게 제공하여야 한다. 따라서 관리자는 워터해저드를 제외한 지역(즉, 잔디가 심어져 있는 지역)에 수분을 공급할 수 있는 스프링클러를 설치하여 잔디를 관리하고 있다.

골프장에서 사용되는 상기 스프링클러는, 구동 방식에 따라 충격식(impact type)과 기어식(gear type)으로 구분할 수 있다. 상기 충격식으로 구동되는 스프링클러는, 노즐에서 분사되는 물줄기의 충격에 의해 회동 암이 시계 방향과 반시계 방향을 번갈아 회전하면서 헤드를 가압하여 상기 헤드를 회전시킨다.

이러한 충격식으로 구동되는 스프링클러는, 상기 헤드의 회전 각도에 따라 파트 서클(part circle)용 스프링클러와 풀 서클(full circle)용 스프링클러로 구분할 수 있다. 상기 파트 서클용 스프링클러는 상기 헤드가 회전되는 각도를 조절하기 위한 각도 조절부재를 포함할 수 있다. 사용자는 상기 각도 조절부재를 조작하여 상기 헤드의 회전 각도를 조절할 수 있다.

상기 헤드에는, 외부로 물을 분사하기 위한 노즐이 결합된다. 종래 기술에 따른 파트 서클용 스프링클러에는, 상기 노즐이 하나로 구성된다(미국 등록특허공보 제 8,056,829호 참조). 즉, 종래의 파트 서클용 스프링클러는 상기 하나의 노즐에 의해서만 물의 분사가 이루어지므로 상기 스프링클러를 가동하더라도 물이 분사되지 않는 영역인 데드 스페이스(dead space)가 발생하였다.

따라서 사용자는 상기 데드 스페이스에 물의 분사가 이루어지도록 상기 스프링클러를 추가적으로 설치하거나 사용자가 상기 데드 스페이스에 직접 물을 분사하여야 하는 문제가 있었다.

미국 등록특허공보 제8,056,839호(2010. 06. 17. 공개)

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 한계와 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로는 충격식으로 구동되는 파트 서클용 스프링클러에 있어서, 회동 암에 의하여 회전 이동하는 헤드에 물을 분사하기 위한 노즐이 복수 개가 결합되어 물이 분사되지 않는 지역인 데드 스페이스를 최소화하는 것이 가능한 스프링클러를 제공하는 것이다.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 내부에 길이 방향을 따라 물이 통과하기 위한 통로를 구비하는 베어링 슬리브, 내부에 상기 통로와 연통되는 공간이 형성되고 상기 길이 방향을 따라 상기 베어링 슬리브와 결합하며, 상기 베어링 슬리브의 길이 방향 축을 중심으로 회전 가능한 헤드, 상기 베어링 슬리브의 상부 외면을 감싸도록 설치되고, 상기 헤드의 회전 각도를 제한하는 각도 조절부재, 상기 길이 방향 축으로부터 소정 각도 경사지게 교차한 위치에서 상기 헤드와 결합하는 제1 노즐 및 상기 길이 방향 축을 중심으로 상기 제1 노즐로부터 소정 각도 경사지게 교차한 위치에서 상기 헤드와 결합하는 제2 노즐을 포함하는 스프링클러를 제공한다.

제안되는 본 발명에 따르면, 스프링클러의 헤드에는 서로 방향을 달리하는 복수 개의 노즐이 결합되므로 파트 서클용 스프링클러를 사용하더라도 물이 분사되지 않는 영역을 최소화하는 것이 가능한 장점이 있다.

또한, 상기 헤드는 각도 조절부재에 의해 회전 반경이 조절되므로 사용자는 필요에 따라 상기 각도 조절부재를 조작하여 물이 분사되는 영역을 조절할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스프링클러의 외부 형상을 보여주는 사시도이다.
도 2는 케이스를 제외한 상기 스프링클러의 세부 구성을 보여주는 사시도이다.
도 3은 상기 스프링클러를 구성하는 내부 부품을 보여주는 분해도이다.
도 4는 상기 스프링클러의 헤드가 시계 방향으로 회전하는 과정을 보여주는 동작 설명도이다.
도 5는 상기 스프링클러의 헤드가 반시계 방향으로 회전하는 과정을 보여주는 동작 설명도이다.
도 6은 상기 스프링클러가 구동되는 모습을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스프링클러의 헤드를 보여주는 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스프링클러의 외부 형상을 보여주는 사시도이고, 도 2는 케이스를 제외한 상기 스프링클러의 세부 구성을 보여주는 사시도이다. 그리고, 도 3은 상기 스프링클러를 구성하는 내부 부품을 보여주는 분해도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시 예에 따른 스프링클러(1)는 외관을 형성하는 케이스(10)와, 상기 케이스(10)의 상면을 덮는 커버(20)를 포함한다. 상기 커버(20)는 상기 스프링클러(1)의 작동시 상기 케이스(10)의 상면으로부터 이격되고, 상기 스프링클러(1)의 작동이 종료되면 상기 케이스(10)의 상면에 안착된다.

상기 케이스(10)는 내부 직경의 크기에 따라 상부와 하부로 구분할 수 있다. 상기 케이스(10)의 상부에는, 외면으로부터 돌출되고 상기 케이스(10)의 길이 방향으로 길게 형성되는 복수의 리브(12)가 형성된다. 상기 복수의 리브(12)는 상기 케이스(10)의 강도를 보강하는 역할을 수행한다. 또한 본 실시 예에 따른 케이스(10)는 내충격 플라스틱으로 구성되어 종래의 케이스와 비교할 때 강도가 더 우수하고 내구성이 향상되는 장점이 있다.

상기 케이스(10)의 상부 하면에는 상기 상부에서 하부 방향으로 돌출되는 복수의 돌출부(11)가 형성된다. 일 예로 상기 돌출부(11)는 상기 상부의 하면을 기준으로 원주 방향을 따라 6개가 형성될 수 있다. 상기 각각의 돌출부(11)에는 나사 등의 체결부재를 결합하기 위한 관통공이 형성된다. 상기 체결부재는 베어링 가드(40)에 형성되는 관통공(40a)과 돌출부(11)에 형성되는 관통공을 순차적으로 통과하여 상기 케이스(10)의 상부 하면에 상기 베어링 가드(40)를 고정시킬 수 있다.

상기 케이스(10)의 내부에는 수압에 의해 상하 방향으로 이동 가능한 베어링 슬리브(30)가 설치된다. 상기 케이스(10)의 내부로 물이 유입되면 상기 베어링 슬리브(30)는 수압에 의해 상방으로 이동하게 되고, 이러한 상기 베어링 슬리브(30)의 상하 이동은 상기 베어링 슬리브(30)의 외면에 둘러지는 가이드 부재(32)에 의해 가이드 된다. 또한 상기 베어링 슬리브(30)의 하부에는, 물의 이동을 제어하는 체크밸브(500)와 물을 제외한 다른 이물질의 유입을 방지하는 걸름망(400)이 설치된다.

상기 베어링 슬리브(30)의 외면을 감싸는 베어링 가드(40)의 상면에는, 상기 베어링 가드(40)의 내면과 상기 베어링 슬리브(30)의 외면 사이에 형성되는 공간을 통해 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위한 가드 패킹(41)이 설치될 수 있다.

상기 베어링 슬리브(30)의 상부에는 상기 베어링 슬리브(30)에 대해 회전 가능한 헤드(100)가 설치된다. 상기 헤드(100)에는, 상기 베어링 슬리브(30)의 내부 공간을 따라 이동한 물을 외부로 분사시키기 위한 복수의 노즐(101, 102)이 설치된다.

상기 복수의 노즐(101, 102) 각각에는 상기 노즐(101, 102)에 형성되는 분사구를 커버하기 위한 노즐 커버(102a)가 설치될 수도 있다.

상기 헤드(100)의 일측에는, 상기 헤드(100)의 회전 각도를 제한하기 위하여 서로 상대적으로 이동하는 걸림부재(310)와 연결부재(320)가 결합된다. 구체적으로, 상기 헤드(100)는 헤드 샤프트(340)에 의해 연결부재(320)와 결합되고, 상기 연결부재(320)는 장력 조절부재(330)에 의해 상기 걸림부재(310)와 결합된다.

따라서 상기 걸림부재(310)가 시계 방향으로 회전시 상기 장력 조절부재(330)가 제공하는 탄성력에 의해 상기 연결부재(320)는 반시계 방향으로 회전하게 되고, 상기 걸림부재(310)가 반시계 방향으로 회전하면, 상기 연결부재(320)는 시계 방향으로 회전하게 된다.

상기 걸림부재(310)는 상기 베어링 슬리브(30)의 상부 외면을 감싸는 복수의 각도 조절부재(500)와 접촉할 수 있다. 상기 각도 조절부재(500)는 상기 헤드(100)의 일 방향(도 2 기준에서는 시계 방향) 회전 각도를 제한하는 제1 조절부재(51)와, 상기 헤드(100)의 타 방향 회전 각도(도 2 기준에서는 반시계 방향)를 제한하는 제2 조절부재(52)를 포함한다. 즉, 상기 헤드(100)의 회전 각도는 상기 제1 조절부재(51)와 걸림부재(310)가 접촉하는 지점으로부터 상기 제2 조절부재(52)와 상기 걸림부재(310)가 접촉하는 지점 사이의 영역으로 이해될 수 있다.

상기 헤드(100)에는 소정의 홀이 형성되고, 상기 홀에는 수압에 의해 회전 가능한 회동 암(200)이 설치된다. 상기 회동 암(200)은 상기 홀을 관통한 상태로 샤프트(370)에 의해 상기 헤드(100)와 결합할 수 있다. 또한 상기 회동 암(200)은 상기 홀에 배치되는 탄성부재(350)에 의해 상기 헤드(100)에 대해 회전 가능하게 결합될 수 있다. 즉, 상기 탄성부재(350)의 일측에는 상기 회동 암(200)이 결합되고, 상기 탄성부재(350)의 타측에는 상기 헤드(100)가 결합된다.

이하에서는, 상기 헤드(100)의 회전 이동이 수행되는 과정을 구체적으로 설명하고, 상기 헤드(100)의 회전 이동에 따라 상기 복수의 노즐(101, 102)이 외부로 물을 분사하는 과정에 대하여 설명하기로 한다.

도 4는 상기 스프링클러의 헤드가 시계 방향으로 회전하는 과정을 보여주는 동작 설명도이고, 도 5는 상기 스프링클러의 헤드가 반시계 방향으로 회전하는 과정을 보여주는 동작 설명도이다.

도 4a에는, 헤드(100)와 결합하는 걸림부재(310)가 제2 각도 조절부재(52)와 접촉되어 있는 상태를 도시하고 있다. 상기 헤드(100)와 결합되는 노즐(101, 102)을 통해 물이 분사되면 수압에 의해 회동 암(200)이 반시계 방향으로 회전하게 된다(도 4b의 ① 참조).

이 때, 상기 회동 암(200)은 상기 걸림부재(310)와 결합하는 연결부재(320)와 간섭되지 않은 상태로 반시계 방향으로 회전한다(도 4b의 A 참조). 상기 회동 암(200)이 반시계 방향으로 일정 각도만큼 회전이 수행되면, 상기 장력 조절부재(330)는 상기 회동 암(200)에 소정의 탄성력을 가하여 상기 회동 암(200)을 다시 시계 방향으로 회전시킨다(도 4b의 ② 참조). 따라서 상기 회동 암(200)은 상기 헤드(100)의 일측을 가압하게 되고, 이러한 가압력에 의해 상기 헤드(100)는 점점 시계 방향으로 회전한다. 따라서, 상기 걸림부재(310)는 상기 제2 각도 조절부재(52)로부터 제1 각도 조절부재(51)로 이동하게 된다(도 4c 참조).

상기 걸림부재(310)가 제1 각도 조절부재(51)와 접촉한 상태로 상기 회동 암(200)이 상기 헤드(100)를 타격하면, 상기 걸림부재(310)는 시계 방향으로 회전하게 되고, 상기 걸림부재(310)와 상대적으로 회전하는 연결부재(320)는 반시계 방향으로 회전하게 된다(도 4c 참조).

이러한 상태로 상기 노즐(101, 102)을 통해 물이 분사되면, 수압에 의해 회동 암(200)이 반시계 방향으로 회전하게 된다. 다만, 상기 회동 암(200)이 반시계 방향으로 회전시 회전하는 각도가 일정 범위를 초과하게 되면, 상기 회동 암(200)의 일측은 상기 연결부재(320)의 일측과 접촉하게 된다(도 5a의 B 참조).

따라서 상기 회동 암(200)의 회전 이동에 따라 상기 연결부재(320)와 결합되는 헤드(100)가 반시계 방향으로 이동하게 되고(도 5b 참조), 결국 상기 걸림부재(310)가 다시 상기 제2 각도 조절부재(52)와 접촉하게 되는 것이다(도 5c 참조).

이와 같이 본 실시 예에 따른 스프링클러의 헤드(100)는 일정 각도에서만 회전 이동이 수행될 수 있다. 다만, 종래에는 상기 헤드(100)에 설치되는 노즐이 하나로 구성되어 상기 노즐을 통해 분사되는 물의 분사 범위가 좁게 형성되는 문제가 있었다.

본 실시 예에 따르면, 일정 각도로 회전하는 스프링클러의 헤드(100)에는, 복수의 노즐(101, 102)이 설치되므로 상기 노즐(101, 102)을 통해 분사되는 물의 분사 범위를 넓게 형성할 수 있다.

구체적으로, 상기 베어링 슬리브(30)의 내부로 유입된 물은 복수의 노즐(101, 102)이 구비되는 헤드(100)로 이동한다. 도 2, 도 4 및 도 5에 도시된 것처럼, 상기 헤드(100)에는 z축으로부터 소정 각도 경사지게 교차한 위치에서 상기 헤드(100)와 결합하는 제1 노즐(101)과, 상기 z축과 수직하는 평면인 xy 평면을 기준으로, 상기 z축을 중심으로 상기 제1 노즐(101)로부터 소정 각도 경사지게 교차한 위치에서 상기 헤드(100)와 결합하는 제2 노즐(102)이 설치된다.

상기 제2 노즐(102)은, 상기 xy 평면을 기준으로 상기 제1 노즐(101)과 수직한 방향으로 상기 헤드(100)에 결합된다. 다만, 상기 노즐(101, 102)이 헤드(100)에 결합되는 방식이 이에 제한되는 것은 아니다. 일 예로, 상기 제2 노즐(102)은, 상기 xy 평면을 기준으로 상기 제1 노즐(101)과 예각을 형성하는 방향으로 상기 헤드(100)에 결합될 수도 있다. 다른 예로, 상기 제2 노즐(102)은 상기 xy 평면을 기준으로 상기 제1 노즐(101)로부터 상기 z축에 수직하는 x축과 대칭되는 방향으로 상기 헤드(100)에 결합할 수도 있다.

도 6에서는, 상기 복수의 노즐(101, 102)이 적용된 스프링클러(1)가 작동되는 모습이 도시되어 있다. 상기 헤드(100)는 제1 각도 조절부재(51)와 제2 각도 조절부재(52)의 위치를 조절하여 회전 반경을 제어할 수 있다. 다만, 상기 헤드(100)에 하나의 노즐만이 설치되어 있다면, 상기 각도 조절부재(51, 52)의 위치와 무관하게 물이 분사되지 않는 데드 스페이스 지역이 발생될 것이다.

본 실시 예에 따르면, 상기 헤드(100)에는 복수의 노즐(101, 102)이 설치되므로 이러한 데드 스페이스의 발생을 최소화 또는 제거할 수 있다. 일 예로, 상기 제2 노즐(102)이 상기 xy 평면을 기준으로 상기 제1 노즐(101)과 수직한 방향으로 상기 헤드(100)에 결합된다고 가정하면, 걸림부재(310)의 이동 경로를 기준으로 상기 제1 각도 조절부재(51)와 제2 각도 조절부재(52) 사이의 각도를 270도 이상으로 조절하여 데드 스페이스를 제거할 수 있다.

다른 예로, 상기 제2 노즐(102)이 상기 xy 평면을 기준으로 상기 제1 노즐(101)로부터 상기 z축에 수직하는 x축과 대칭되는 방향으로 상기 헤드(100)에 결합된다고 가정하면, 상기 걸림부재(310)의 이동 경로를 기준으로 상기 제1 각도 조절부재(51)와 제2 각도 조절부재(52) 사이의 각도를 180도 이상으로 조절하여 데드 스페이스를 제거할 수 있다. 즉, 상기 제1 노즐(101)과 제2 노즐(102) 사이의 각도에 따라 상기 제1 각도 조절부재(51)와 제2 각도 조절부재(52) 사이의 각도를 조절하여 데드 스페이스를 제거할 수 있는 것이다.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스프링클러의 헤드의 구조를 보여주는 사시도이다.

본 실시 예는 이전 실시 예와 비교하여 볼 때, 헤드(150)에 설치되는 노즐(101, 102, 103)의 개수에만 변화가 있으므로 이를 제외한 다른 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.

도 7에 도시된 것처럼, 본 실시 예에 따른 스프링클러의 헤드(150)에는 세 개의 노즐이 설치될 수 있다. 일 예로, 상기 헤드(150)에는 상기 제1 노즐(101)로부터 상기 x축과 대칭되는 방향으로 제3 노즐(103)이 설치될 수 있다. 즉, 상기 제3 노즐(103)은 상기 xy 평면을 기준으로 상기 제2 노즐(102)과 수직한 방향으로 상기 헤드(150)에 결합되는 구성이다. 다시 말하면, 상기 제3 노즐(103)은 길이 방향 축(z축)을 중심으로 상기 제1 노즐(101)로부터 수직하게 배치되고, 상기 길이 방향 축을 중심으로 상기 제2 노즐(102)로부터 180도 경사지게 배치된다.

이 때, 상기 노즐(101, 102, 103)을 통해 물이 분사되지 않는 영역을 제거하기 위해서는, 걸림부재(310)의 이동 경로를 기준으로 상기 제1 각도 조절부재(51)와 제2 각도 조절부재(52) 사이의 각도를 180도 이상으로 조절하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는, 헤드에 설치되는 노즐의 개수를 두 개 또는 세 개에 국한시켜 설명하였으나, 상기 노즐의 개수가 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 복수의 노즐 사이의 각도는 상기 스프링클러가 설치되는 위치, 환경 등에 따라 변화할 수 있음을 밝혀둔다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되고, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 스프링클러
10: 케이스
30: 베어링 슬리브
51: 제1 각도 조절부재
52: 제2 각도 조절부재
100: 헤드
101: 제1 노즐
102: 제2 노즐

Claims (4)

1. 내부에 길이 방향을 따라 물이 통과하기 위한 통로를 구비하는 베어링 슬리브;
   내부에 상기 통로와 연통되는 공간이 형성되고 상기 길이 방향을 따라 상기 베어링 슬리브와 결합하며, 상기 베어링 슬리브의 길이 방향 축을 중심으로 회전 가능한 헤드;
   상기 베어링 슬리브의 상부 외면을 감싸도록 설치되고, 상기 헤드의 회전 각도를 제한하는 각도 조절부재;
   상기 길이 방향 축으로부터 소정 각도 경사지게 교차한 위치에서 상기 헤드와 결합하는 제1 노즐; 및
   상기 길이 방향 축을 중심으로 상기 제1 노즐로부터 소정 각도 경사지게 교차한 위치에서 상기 헤드와 결합하는 제2 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 스프링클러.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2 노즐은, 상기 길이 방향 축을 중심으로 상기 제1 노즐로부터 수직하게 배치되는 것을 특징으로 하는 스프링클러.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 2 노즐은, 상기 길이 방향 축을 중심으로 상기 제 1 노즐로부터 180도 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 스프링클러.
   
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 길이 방향 축을 중심으로 상기 제1 노즐로부터 수직하게 배치되고, 상기 길이 방향 축을 중심으로 상기 제2 노즐로부터 180도 경사지게 배치되는 제3 노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스프링클러.
   

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