KR20180023371A

KR20180023371A - 컴팩트 틸트 노즐장치

Info

Publication number: KR20180023371A
Application number: KR1020160108557A
Authority: KR
Inventors: 박춘식; 김현중; 김용범
Original assignee: 주식회사 알에스큐브
Priority date: 2016-08-25
Filing date: 2016-08-25
Publication date: 2018-03-07
Also published as: KR102545145B1

Abstract

컴팩트 틸트 노즐장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 외주면에 유체 유입구가 형성되는 물관부; 상기 물관부의 제1 단에 결합되는 모터하우징; 상기 물관부의 제2 단에 회전 가능하게 결합되고, 외부 노즐이 형성되는 노즐부; 상기 모터하우징의 내측에 결합되는 구동모터; 상기 구동모터에 결합되고, 상기 물관부의 내부 공간에서 상기 노즐부 측으로 연장되는 구동축; 상기 노즐부에 결합되고, 상기 물관부의 내부 공간에서 상기 모터하우징 측으로 연장되어 상기 구동축에 결합되는 종동축; 및 상기 물관부의 내주면과 상기 종동축의 외주면 사이에 개재되어 상기 모터하우징의 내부 공간을 밀폐시키는 실링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴팩트 틸트 노즐장치가 제공될 수 있다.

Description

컴팩트 틸트 노즐장치{COMPACT TILT NOZZLE APPARATUS}

본 발명은 물의 분사 방향을 다양하게 변화시킬 수 있는 컴팩트 틸트 노즐장치에 관한 것이다.

공원이나 공공장소 등에는 조경 시설물로서 분수가 설치될 수 있다. 분수는 물의 순환을 원활하게 함으로써 물의 정화 작용에 도움을 줄 수 있을 뿐만 아니라, 물의 분사 형태에 따라 특정한 미적 효과를 발휘할 수도 있다. 특히, 분수에는 미적 효과를 극대화하고 사람들에게 다양한 볼거리를 제공하기 위하여 다양한 틸트 노즐장치가 적용될 수 있다.

틸트 노즐장치는 물의 분사 방향을 변화시키면서 물을 분사할 수 있는 장치로서, 틸트 노즐장치에서 물의 분사 방향은 시간에 따라 다양하게 변화하도록 제어될 수 있다.

틸트 노즐장치는 연출자가 의도한 물의 분사 방향을 유지하면서 방수 및 부식 방지를 위한 구조가 병행되어야 하기 때문에 노즐 제어 알고리즘과 기계적 구조가 복잡한 장치이다. 특히, 노즐장치의 군집 제어를 위해 노즐 방향의 초기화 위치검출 및 제어방법, 물 분사 높이 조절을 위해 물 배관 사이즈 제약을 극복하도록 하는 배관구조, 내부 부품의 방수를 위한 방수구조 및 장치의 부식방지를 위한 소재결합구조 등에 최적화된 고 신뢰성 장치가 요구된다.

대한민국 등록특허공보 제10-0957838호(2010.05.14, 멀티벡터 제어 노즐장치)

본 발명의 실시예들은 소형 경량화된 구조로 이루어지는 컴팩트 틸트 노즐장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 외주면에 유체 유입구가 형성되는 물관부; 상기 물관부의 제1 단에 결합되는 모터하우징; 상기 물관부의 제2 단에 회전 가능하게 결합되고, 외부 노즐이 형성되는 노즐부; 상기 모터하우징의 내측에 결합되는 구동모터; 상기 구동모터에 결합되고, 상기 물관부의 내부 공간에서 상기 노즐부 측으로 연장되는 구동축; 상기 노즐부에 결합되고, 상기 물관부의 내부 공간에서 상기 모터하우징 측으로 연장되어 상기 구동축에 결합되는 종동축; 및 상기 물관부의 내주면과 상기 종동축의 외주면 사이에 개재되어 상기 모터하우징의 내부 공간을 밀폐시키는 실링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴팩트 틸트 노즐장치가 제공될 수 있다.

상기 모터하우징은 상기 물관부에 탈착 가능하게 결합되고, 상기 구동축 및 상기 종동축은 상기 구동축의 가장자리 면에 형성되는 결합 돌기가 상기 종동축의 가장자리 면에 형성되는 결합 홈에 결합됨으로써 상호간에 탈착 가능한 커플링 구조로 결합될 수 있다.

상기 물관부의 제1 단에는 제1 플랜지가 형성되고, 상기 모터하우징의 제1 단에는 상기 제1 플랜지에 밀착되는 제2 플랜지가 형성되고, 상기 모터하우징은 상기 제1 플랜지와 상기 제2 플랜지에 동시에 결합되는 결합부재에 의해 상기 물관부에 탈착 가능하게 결합될 수 있다.

상기 물관부의 내주면과 상기 종동축의 외주면 사이에 형성되고, 상기 종동축을 회전 가능하게 지지하는 제1 베어링부를 더 포함할 수 있다.

상기 실링부는, 상기 제1 베어링부를 기준으로 상기 모터하우징 측에 배치되는 제1 로터리 씰; 및 상기 제1 베어링부를 기준으로 상기 노즐부 측에 배치되는 제2 로터리 씰을 포함할 수 있다.

상기 물관부의 내주면과 상기 노즐부의 외주면 사이에 형성되고, 상기 노즐부를 회전 가능하게 지지하는 제2 베어링부를 더 포함할 수 있다.

상기 물관부의 내주면과 상기 노즐부의 외주면 사이에 개재되고, 상기 제2 베어링부를 기준으로 상기 모터하우징 측에 배치되는 제3 로터리 씰을 더 포함할 수 있다.

상기 노즐부는 양단이 개방된 파이프 형상으로 형성되고, 상기 노즐부의 제1 단은 상기 물관부의 제2 단에 회전 가능하게 결합될 수 있다.

상기 노즐부는 틸트노즐부로 이루어질 수 있다.

상기 틸트노즐부는, 상기 노즐이 상기 노즐부의 외주면에 형성되고, 상기 노즐부의 제2 단에는 상기 노즐부의 제2 단을 폐쇄하고 상기 종동축이 결합되는 축 고정부재가 결합될 수 있다.

상기 축 고정부재는 상기 축 고정부재를 관통하여 상기 노즐부 및 상기 종동축에 각각 결합되는 결합부재에 의해 상기 노즐부 및 상기 종동축에 각각 탈착 가능하게 결합될 수 있다.

상기 물관부를 지지하는 고정프레임을 더 포함하고, 상기 고정프레임에는 상기 노즐에 접촉하여 상기 노즐부의 회전 각도를 제한하는 한 쌍의 스토퍼 홈이 형성될 수 있다.

상기 노즐부는 스윙노즐부로 이루어질 수 있다.

상기 스윙노즐부는, 상기 노즐이 상기 노즐부의 제2단의 가장자리 면에 형성되고, 상기 종동축은 브래킷을 통해 상기 노즐부의 내주면에 결합될 수 있다.

상기 모터하우징의 내측에 결합되고, 상기 구동모터를 제어하는 제어보드를 더 포함할 수 있다.

상기 구동축의 외주면에 결합되는 위치검출디스크; 및 상기 모터하우징의 내측에 결합되고, 상기 위치검출디스크를 감지하는 센서를 더 포함하고, 상기 제어보드는 상기 센서에서 감지된 결과를 기초로 상기 위치검출디스크가 기 설정된 초기 위치에 배치되도록 상기 구동모터를 제어하여 상기 구동축을 회전시키고, 상기 위치검출디스크는, 상기 센서에 의해 감지되는 감지영역; 및 상기 감지영역보다 작은 반경을 가지도록 형성되어, 상기 센서에 의해 감지되지 않는 비감지영역을 포함하고, 상기 초기 위치는 상기 센서가 상기 감지영역과 상기 비감지영역의 경계선을 감지하게 되는 상기 위치검출디스크의 위치로 설정될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 모터하우징과 노즐부는 상호간에 이격되어 물관부의 양단에 각각 배치됨으로써, 노즐부에서 고압으로 분사되는 물이 모터하우징에 탑재되는 각종 전기 기계장치에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 모터하우징에 탑재되는 구동모터의 회전력을 노즐부에 전달하는 구동축 및 종동축이 물관부를 관통하게 배치되게 함으로써, 모터하우징과 노즐부가 상호간에 이격되어 물관부의 양단에 각각 배치된 상태에서도 소형 경량화된 구조의 틸트 노즐장치를 구현할 수 있다. 특히, 실링부는 모터하우징의 내부 공간을 물관부의 물 체류공간으로부터 분리하여 밀폐시킴으로써 모터하우징에 탑재되는 각종 전기 기계장치가 물에 젖는 것을 방지할 수 있다. 또한, 유체유입구가 형성된 물관부가 모터하우징과 노즐부 사이에 배치되고 구동축 및 종동축이 물관부를 관통하게 배치되는 구조로 인하여, 물관부와 모터하우징은 그대로 사용하고 노즐부를 틸트노즐부에서 스윙노즐부로 교체하는 것만으로도 틸트 동작과 스윙 동작 중 하나를 선택적으로 구현할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트 틸트 노즐장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트 틸트 노즐장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트 틸트 노즐장치를 고정프레임이 제거된 상태로 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트 틸트 노즐장치를 고정프레임이 제거된 상태로 나타낸 부분절개 사시도이다.
도 5는 구동모터의 동력 전달 구조를 나타낸 사시도이다.
도 6은 구동모터의 동력 전달 구조를 나타낸 분해 사시도이다.
도 7은 위치검출디스크를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트 틸트 노즐장치의 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 컴팩트 틸트 노즐장치를 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 컴팩트 틸트 노즐장치를 고정프레임이 제거된 상태로 나타낸 단면도이다.
도 11은 도 10의 I - I´에서 절단하여 나타낸 단면도이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하는 것이 아니다.

또한, 결합이라 함은, 각 구성요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성요소가 각 구성요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성요소에 각 구성요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성요소의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

이하, 본 발명에 따른 컴팩트 틸트 노즐장치의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트 틸트 노즐장치를 나타낸 사시도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트 틸트 노즐장치를 나타낸 분해 사시도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트 틸트 노즐장치를 고정프레임이 제거된 상태로 나타낸 단면도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트 틸트 노즐장치를 고정프레임이 제거된 상태로 나타낸 부분절개 사시도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트 틸트 노즐장치(10)는 물관부(100), 모터하우징(200), 노즐부(300) 및 고정프레임(400)을 포함할 수 있다.

물관부(100)는 양단이 개방된 파이프 형상으로 형성될 수 있다.

물관부(100)의 외주면에는 유체 유입구(110)가 형성될 수 있다. 유체 유입구(110)에는 컴팩트 틸트 노즐장치(10)에 물을 공급하기 위한 유체 공급배관(미도시)이 결합될 수 있다.

물관부(100)는 고정프레임(400)에 결합됨으로써 지면 등에 고정될 수 있고, 물관부(100)의 제1 단에는 모터하우징(200)이 결합될 수 있고, 물관부(100)의 제2 단에는 노즐부(300)가 결합될 수 있다.

모터하우징(200)은 제1 단이 개방되고 제2 단이 폐쇄된 파이프 형상으로 형성될 수 있다.

모터하우징(200)은 물관부(100)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 구체적으로, 물관부(100)의 제1 단에는 제1 플랜지(120)가 형성될 수 있고, 모터하우징(200)의 제1 단에는 제1 플랜지(120)에 밀착되는 제2 플랜지(210)가 형성될 수 있으며, 모터하우징(200)은 제1 플랜지(120)와 제2 플랜지(210)에 동시에 결합되는 결합부재, 예를 들어 볼트(B)에 의해 물관부(100)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다.

모터하우징(200)의 내부 공간은 모터하우징(200)의 제1 단이 물관부(100)의 제1 단에 결합됨으로써 물관부(100)의 내부 공간에 연결될 수 있다. 모터하우징(200)의 내부 공간에는 각종 전기 기계장치, 예를 들어 구동모터(220), 제어보드(250), 센서(260) 등이 탑재될 수 있다.

구동모터(220)는 모터하우징(200), 구체적으로 모터하우징(200)의 내측에 결합되어 노즐부(300)의 회전 운동에 필요한 동력을 제공할 수 있다. 구동모터(220)에 의해 제공되는 동력은 구동축(230) 및 종동축(240)을 차례로 거쳐 노즐부(300)에 전달될 수 있다.

구동축(230)은 구동모터(220)에 결합되어 구동모터(220)에 의해 구동축(230)의 중심축을 기준으로 회전 운동을 할 수 있다.

구동축(230)은 기어박스(221)를 거쳐 구동모터(220)에 결합될 수 있다.

구동축(230)은 물관부(100)의 내부 공간으로 연장될 수 있다. 구체적으로, 구동축(230)은 구동모터(220)에 결합되어 물관부(100)의 내부 공간에서 노즐부(300) 측으로 연장될 수 있다.

종동축(240)은 구동축(230)에 결합되어 구동축(230)과 함께 회전 운동을 할 수 있다. 종동축(240)의 중심축은 구동축(230)의 중심축과 동일 선상에 배치될 수 있다.

도 5는 구동모터의 동력 전달 구조를 나타낸 사시도, 도 6은 구동모터의 동력 전달 구조를 나타낸 분해 사시도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 종동축(240)은 구동축(230)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 구체적으로, 구동축(230)의 가장자리 면에는 결합 돌기(231)가 형성될 수 있고, 종동축(240)의 가장자리 면에는 결합 홈(241)이 형성될 수 있으며, 구동축(230) 및 종동축(240)은 결합 돌기(231)가 결합 홈(241)에 결합됨으로써 상호간에 탈착 가능한 커플링 구조로 결합될 수 있다. 그 결과, 모터하우징(200)을 물관부(100)로부터 분리하게 되면, 구동축(230)도 종동축(240)으로부터 용이하게 분리될 수 있다.

종동축(240)은 노즐부(300)에 결합되어 구동모터(220)의 동력을 노즐부(300)에 전달할 수 있다.

종동축(240)은 물관부(100)의 내부 공간으로 연장될 수 있다. 구체적으로, 종동축(240)은 노즐부(300)에 결합되어 물관부(100)의 내부 공간에서 모터하우징(200) 측으로 연장될 수 있다.

종동축(240)의 외주면과 물관부(100)의 내주면 사이에는 제1 베어링부(130)가 형성될 수 있다. 제1 베어링부(130)는 종동축(240)을 물관부(100)에 대해 회전 가능하게 지지할 수 있다. 이를 위해, 제1 베어링부(130)는 종동축(240)의 외주면을 감쌀 수 있다. 제1 베어링부(130)는 종동축(240)의 축 방향 이동을 차단할 수도 있다.

종동축(240)의 외주면과 물관부(100)의 내주면 사이에는 실링부(140)가 개재될 수 있다. 실링부(140)는 모터하우징(200)의 내부 공간을 밀폐시킬 수 있다. 이를 위해, 실링부(140)는 유체유입구(110)를 기준으로 모터하우징(200) 측에 배치될 수 있다. 그 결과, 유체유입구(110)를 통해 물관부(100)의 내부 공간으로 유입된 물은 모터하우징(200)의 내부 공간으로 유동하지 않고 노즐부(300)의 내부 공간으로만 유동할 수 있게 된다. 즉, 실링부(140)는 모터하우징(200)의 내부 공간을 물관부(100)의 내부 공간 중 물 체류공간으로부터 분리하여 밀폐시킬 수 있다. 실링부(140)는 제1 로터리 씰(141) 및 제2 로터리 씰(143)을 포함할 수 있다. 제1 로터리 씰(141)은 제1 베어링부(130)를 기준으로 모터하우징(200) 측에 배치될 수 있고, 제2 로터리 씰(143)은 제1 베어링부(130)를 기준으로 노즐부(300) 측에 배치될 수 있다. 그 결과, 제1 로터리 씰(141) 및 제2 로터리 씰(143)은 유체유입구(110)를 통해 물관부(100)의 내부 공간으로 유입된 물이 모터하우징(200)의 내부 공간으로 유동하는 것을 2중으로 차단할 수 있고, 특히 제2 로터리 씰(143)은 유체유입구(110)를 통해 물관부(100)의 내부 공간으로 유입된 물로부터 제1 베어링부(130)를 보호할 수 있다. 제1 로터리 씰(141) 및 제2 로터리 씰(143)은 종동축(240)의 외주면을 감싸는 고리 형상으로 형성될 수 있고, 테프론 로터리 립씰(Teflon rotary lip seal)일 수 있다.

제어보드(250)는 모터하우징(200), 구체적으로 모터하우징(200)의 내측에 결합되어 구동모터(220)를 제어할 수 있다.

제어보드(250)에서 생성된 제어신호는 구동모터(220)를 구동시킬 수 있고, 제어보드(250)는 제어보드(250)에서 생성된 제어신호와 구동모터(220)에 탑재된 엔코더(223)에서 감지된 구동축(230)의 실제 회전 위치 정보와 비교하여 구동축(230)이 제어신호에 따라 원하는 회전 위치로 정확하게 이동하였는지를 비교 판단할 수 있다.

센서(260)는 모터하우징(200), 구체적으로 모터하우징(200)의 내측에 결합되어 구동축(230)의 외주면에 결합되는 위치검출디스크(233), 구체적으로 위치검출디스크(233)의 감지영역을 감지할 수 있다.

센서(260)에서 감지된 센서신호는 제어보드(250)로 전송될 수 있다.

도 7은 위치검출디스크를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 위치검출디스크(233)는 감지영역(S2, S3) 및 비감지영역(S1, S4)을 포함할 수 있다.

감지영역(S2, S3)은 감지매질로 형성되어 센서(260)에 의해 감지될 수 있는 반면, 비감지영역(S1, S4)은 감지매질이 형성되지 않아 센서(260)에 의해 감지될 수 없다. 일 예시로서, 감지영역(S2, S3)은 비감지영역(S1, S4)보다 큰 반경으로 형성될 수 있다. 그 결과, 비감지영역(S1, S4)은 구동축(230)의 외주면에서 돌출되지 않거나 돌출 높이가 낮아 센서(260)에 의해 감지되지 않는 반면, 감지영역(S2, S3)은 구동축(230)의 외주면에서 센서(260)에 의해 감지될 수 있을 만큼 충분한 높이로 돌출되어 센서(260)에 의해 감지될 수 있게 된다.

감지영역(S2, S3)과 비감지영역(S1, S4)은 동일한 원주각을 가지도록 형성될 수 있다.

제어보드(250)는 센서(260)에서 감지된 결과, 즉 센서신호를 기초로 위치검출디스크(233)가 기 설정된 초기 위치에 배치되도록 구동모터(220)를 제어하여 구동축(230)을 회전시킬 수 있다. 그 결과, 구동축(230)에 종동축(240)을 통해 결합되는 노즐부(300)도 회전하여 초기 위치로 배치될 수 있다. 이에 따라, 복수 개의 컴팩트 틸트 노즐장치(10)를 동시에 군집 제어하는 경우에, 노즐부(300)를 초기 위치에 안정적으로 복귀시킬 수 있으므로 복수 개의 컴팩트 틸트 노즐장치(10)의 군집 제어가 용이해질 수 있다. 여기서, 위치검출디스크(233)의 초기 위치는 센서(260)가 감지영역(S2, S3)과 비감지영역(S1, S4)의 경계선을 감지하게 되는 위치검출디스크(233)의 위치로 설정될 수 있다. 예를 들어, S1 영역과 S2 영역 사이의 경계선을 위치검출디스크(233)의 초기 위치로 설정할 수 있다. 이 경우에, 제어보드(250)는 센서(260)에서 위치검출디스크(233)를 감지하지 못하면, 즉 센서(260)가 비감지영역(S1, S4)에 위치하게 되면 위치검출디스크(233)가 감지될 때까지, 즉 센서(260)가 감지영역(S2, S3)에 진입할 때까지 위치검출디스크(233)가 시계방향으로 회전하도록 구동모터(220)를 제어하여 구동축(230)을 회전시킬 수 있고, 센서(260)에서 위치검출디스크(233)를 감지하면, 즉 센서(260)가 감지영역(S2, S3)에 위치하게 되면 위치검출디스크(233)가 감지되지 않을 때까지, 즉 센서(260)가 비감지영역(S1, S4)에 진입할 때까지 위치검출디스크(233)가 반 시계방향으로 회전하도록 구동모터(220)를 제어하여 구동축(230)을 회전시킬 수 있다. 제어보드(250)는 센서(260)가 감지영역(S2, S3) 또는 비감지영역(S1, S4)에 진입하는 위치에 대한 오차를 줄이기 위하여 상술한 초기화 과정을 반복하여 수행할 수도 있다.

센서(260) 및 센서(260)에 의해 감지되는 위치검출디스크(233)는 모터하우징(200)의 밀폐된 내부 공간에 배치됨으로써, 이물질이나 외부 환경에 의한 오작동 염려가 없고 물관부(100)의 물 체류공간과 분리되어 방수 구조 및 전기배선 구조가 간단하게 이루어질 수 있다.

노즐부(300)는 양단이 개방된 파이프 형상으로 형성될 수 있다.

노즐부(300)의 내부 공간은 노즐부(300)의 제1 단이 물관부(100)의 제2 단에 결합됨으로써 물관부(100)의 내부 공간에 연결될 수 있다.

노즐부(300)의 제1 단은 물관부(100)의 제2 단에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 이를 위해, 물관부(100)의 내주면과 노즐부(300)의 외주면 사이에는 제2 베어링부(150)가 형성될 수 있다. 제2 베어링부(150)는 노즐부(300)를 물관부(100)에 대해 회전 가능하게 지지할 수 있다. 제2 베어링부(150)는 노즐부(300)의 외주면을 감쌀 수 있다.

노즐부(300)의 외주면과 물관부(100)의 내주면 사이에는 제3 로터리 씰(160)이 개재될 수 있다. 제3 로터리 씰(160)은 노즐부(300)의 외주면과 물관부(100)의 내주면 사이의 틈새로 물이 유출되어 노즐(320)을 통한 물의 분사 압력이 낮아지는 것을 방지할 수 있다. 특히, 제3 로터리 씰(160)은 제2 베어링부(150)를 기준으로 모터하우징(200) 측에 배치됨으로써, 유체유입구(110)를 통해 물관부(100)의 내부 공간으로 유입된 물로부터 제2 베어링부(150)를 보호할 수 있다. 제3 로터리 씰(160)은 노즐부(300)의 외주면을 감싸는 고리 형상으로 형성될 수 있고, 테프론 로터리 립씰(Teflon rotary lip seal)일 수 있다.

노즐부(300)는 틸트노즐부로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 노즐(320)은 노즐부(300)의 외주면에 형성될 수 있고, 종동축(240)은 축 고정부재(310)를 통해 노즐부(300)의 제2 단에 결합될 수 있다.

축 고정부재(310)는 노즐부(300)의 제2 단을 폐쇄할 수 있다. 그 결과, 유체유입구(110)를 통해 물관부(100)의 내부 공간으로 유입된 물은 노즐부(300)를 거쳐 노즐(320)을 통해 외부로 분사될 수 있다.

축 고정부재(310)는 축 고정부재(310)를 관통하여 노즐부(300)에 결합되는 결합부재, 예를 들어 볼트(B)에 의해 노즐부(300)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다.

축 고정부재(310)에는 종동축(240)이 결합될 수 있다. 종동축(240)은 축 고정부재(310)를 관통하여 종동축(240)에 결합되는 결합부재, 예를 들어 볼트(B)에 의해 축 고정부재(310)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 그 결과, 사용자는 축 고정부재(310)를 분리하여 노즐부(300)의 제2 단을 개방시킨 후에 물관부(100)의 내부 공간에 배치되는 각종 기계장치, 예를 들어 종동축(240) 등을 세척 또는 보수할 수 있고, 물관부(100)의 내부 공간을 세척할 수 있다.

고정프레임(400)은 지면 등에 고정될 수 있고, 물관부(100)에 결합되어 물관부(100)를 지지할 수 있다.

고정프레임(400)에는 한 쌍의 스토퍼 홈(410, 420)이 형성될 수 있다. 한 쌍의 스토퍼 홈(410, 420)은 노즐(320)에 접촉하여 노즐부(300)의 회전 각도를 제한할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트 틸트 노즐장치의 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트 틸트 노즐장치(10)는 동작 제어 소프트웨어(20)에서 소정의 통신방식, 예를 들어 CAN, DMX, RS485, Ethernet, Ethercat 등을 통해 외부 신호를 수신하게 되면, 제어보드(250)가 수신된 외부 신호에 따라 구동모터(220)를 구동하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트 틸트 노즐장치(10)는 물을 분사하는 장치일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 물 이외의 다른 액상 유체를 분사하는 데에 사용될 수도 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 컴팩트 틸트 노즐장치를 나타낸 사시도, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 컴팩트 틸트 노즐장치를 고정프레임이 제거된 상태로 나타낸 단면도, 도 11은 도 10의 I - I´에서 절단하여 나타낸 단면도이다.

도 9 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 컴팩트 틸트 노즐장치(10´)는 노즐부(300´)가 스윙노즐부로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 노즐(320)은 노즐부(300´)의 제2 단의 가장자리 면에 형성될 수 있고, 종동축(240)은 브래킷(330)을 통해 노즐부(300´)의 내주면에 결합될 수 있다. 즉, 노즐(320)은 노즐부(300´)의 개방된 제2 단에 연결될 수 있다. 그 결과, 유체유입구(110)를 통해 물관부(100)의 내부 공간으로 유입된 물은 노즐부(300´)를 거쳐 노즐(320)을 통해 외부로 분사될 수 있다. 브래킷(330)은 물이 노즐부(300´)를 원활하게 통과할 수 있도록 종동축(240)에서 방사상으로 연장되는 스포크(spoke) 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트 틸트 노즐장치(10)와 본 발명의 다른 실시예에 따른 컴팩트 틸트 노즐장치(10´)를 비교해 보면, 유체유입구(110)가 형성된 물관부(100)가 모터하우징(200)과 노즐부(300, 300´) 사이에 배치되고 구동축(230) 및 종동축(240)이 물관부(100)를 관통하게 배치되는 구조로 인하여, 물관부(100)와 모터하우징(200)은 그대로 사용하고 노즐부(300, 300´)를 틸트노즐부에서 스윙노즐부로 교체하는 것만으로도 틸트 동작과 스윙 동작 중 하나를 선택적으로 구현할 수 있게 된다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

B: 볼트
10, 10´: 컴팩트 틸트 노즐장치
20: 동작 제어 소프트웨어
100: 물관부
110: 유체 유입구
120: 제1 플랜지
130: 제1 베어링부
140: 실링부
141: 제1 로터리 씰
143: 제2 로터리 씰
150: 제2 베어링부
160: 제3 로터리 씰
200: 모터하우징
210: 제2 플랜지
220: 구동모터
221: 기어박스
223: 엔코더
230: 구동축
231: 결합 돌기
233: 위치검출디스크
240: 종동축
241: 결합 홈
250: 제어보드
260: 센서
300, 300´: 노즐부
310: 축 고정부재
320: 노즐
330: 브래킷
400: 고정프레임
410, 420: 스토퍼 홈

Claims

외주면에 유체 유입구가 형성되는 물관부;
상기 물관부의 제1 단에 결합되는 모터하우징;
상기 물관부의 제2 단에 회전 가능하게 결합되고, 외부 노즐이 형성되는 노즐부;
상기 모터하우징의 내측에 결합되는 구동모터;
상기 구동모터에 결합되고, 상기 물관부의 내부 공간에서 상기 노즐부 측으로 연장되는 구동축;
상기 노즐부에 결합되고, 상기 물관부의 내부 공간에서 상기 모터하우징 측으로 연장되어 상기 구동축에 결합되는 종동축; 및
상기 물관부의 내주면과 상기 종동축의 외주면 사이에 개재되어 상기 모터하우징의 내부 공간을 밀폐시키는 실링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴팩트 틸트 노즐장치.
제1항에 있어서,
상기 모터하우징은 상기 물관부에 탈착 가능하게 결합되고,
상기 구동축 및 상기 종동축은 상기 구동축의 가장자리 면에 형성되는 결합 돌기가 상기 종동축의 가장자리 면에 형성되는 결합 홈에 결합됨으로써 상호간에 탈착 가능한 커플링 구조로 결합되는 것을 특징으로 하는 컴팩트 틸트 노즐장치.
제2항에 있어서,
상기 물관부의 제1 단에는 제1 플랜지가 형성되고,
상기 모터하우징의 제1 단에는 상기 제1 플랜지에 밀착되는 제2 플랜지가 형성되고,
상기 모터하우징은 상기 제1 플랜지와 상기 제2 플랜지에 동시에 결합되는 결합부재에 의해 상기 물관부에 탈착 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 컴팩트 틸트 노즐장치.
제1항에 있어서,
상기 물관부의 내주면과 상기 종동축의 외주면 사이에 형성되고, 상기 종동축을 회전 가능하게 지지하는 제1 베어링부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴팩트 틸트 노즐장치.
제4항에 있어서,
상기 실링부는,
상기 제1 베어링부를 기준으로 상기 모터하우징 측에 배치되는 제1 로터리 씰; 및
상기 제1 베어링부를 기준으로 상기 노즐부 측에 배치되는 제2 로터리 씰을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴팩트 틸트 노즐장치.
제1항에 있어서,
상기 물관부의 내주면과 상기 노즐부의 외주면 사이에 형성되고, 상기 노즐부를 회전 가능하게 지지하는 제2 베어링부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴팩트 틸트 노즐장치.
제6항에 있어서,
상기 물관부의 내주면과 상기 노즐부의 외주면 사이에 개재되고, 상기 제2 베어링부를 기준으로 상기 모터하우징 측에 배치되는 제3 로터리 씰을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴팩트 틸트 노즐장치.
제1항에 있어서,
상기 노즐부는 양단이 개방된 파이프 형상으로 형성되고,
상기 노즐부의 제1 단은 상기 물관부의 제2 단에 회전 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 컴팩트 틸트 노즐장치.
제8항에 있어서,
상기 노즐부는 틸트노즐부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 컴팩트 틸트 노즐장치.
제9항에 있어서,
상기 틸트노즐부는,
상기 노즐이 상기 노즐부의 외주면에 형성되고,
상기 노즐부의 제2 단에는 상기 노즐부의 제2 단을 폐쇄하고 상기 종동축이 결합되는 축 고정부재가 결합되는 것을 특징으로 하는 컴팩트 틸트 노즐장치.
제10항에 있어서,
상기 축 고정부재는 상기 축 고정부재를 관통하여 상기 노즐부 및 상기 종동축에 각각 결합되는 결합부재에 의해 상기 노즐부 및 상기 종동축에 각각 탈착 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 컴팩트 틸트 노즐장치.
제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 물관부를 지지하는 고정프레임을 더 포함하고,
상기 고정프레임에는 상기 노즐에 접촉하여 상기 노즐부의 회전 각도를 제한하는 한 쌍의 스토퍼 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 컴팩트 틸트 노즐장치.
제8항에 있어서,
상기 노즐부는 스윙노즐부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 컴팩트 틸트 노즐장치.
제13항에 있어서,
상기 스윙노즐부는,
상기 노즐이 상기 노즐부의 제2단의 가장자리 면에 형성되고,
상기 종동축은 브래킷을 통해 상기 노즐부의 내주면에 결합되는 것을 특징으로 하는 컴팩트 틸트 노즐장치.
제1항에 있어서,
상기 모터하우징의 내측에 결합되고, 상기 구동모터를 제어하는 제어보드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴팩트 틸트 노즐장치.
제15항에 있어서,
상기 구동축의 외주면에 결합되는 위치검출디스크; 및
상기 모터하우징의 내측에 결합되고, 상기 위치검출디스크를 감지하는 센서를 더 포함하고,
상기 제어보드는 상기 센서에서 감지된 결과를 기초로 상기 위치검출디스크가 기 설정된 초기 위치에 배치되도록 상기 구동모터를 제어하여 상기 구동축을 회전시키고,
상기 위치검출디스크는,
상기 센서에 의해 감지되는 감지영역; 및
상기 감지영역보다 작은 반경을 가지도록 형성되어, 상기 센서에 의해 감지되지 않는 비감지영역을 포함하고,
상기 초기 위치는 상기 센서가 상기 감지영역과 상기 비감지영역의 경계선을 감지하게 되는 상기 위치검출디스크의 위치로 설정되는 것을 특징으로 하는 컴팩트 틸트 노즐장치.