KR20180066905A

KR20180066905A - 이물질 적층 방지용 에어노즐

Info

Publication number: KR20180066905A
Application number: KR1020160167194A
Authority: KR
Inventors: 정성대; 오에녹
Original assignee: 리셋컴퍼니 주식회사
Priority date: 2016-12-09
Filing date: 2016-12-09
Publication date: 2018-06-20
Also published as: KR101869750B1

Abstract

본 발명은, 대상면의 일측에 복수로 배치되어 제1 압력의 압축 공기를 공급하는 공압원과 연결되고, 상부측으로부터 유입된 상기 제1 압력보다 낮은 제2 압력의 대기와 상기 압축 공기를 내부에서 혼합시켜, 상기 제1 압력보다 높은 제3 압력의 분사 에어를 생성시키는 케이싱; 및 상기 케이싱의 하부측에 결합되어 상기 대상면과 상기 케이싱 사이에 배치되고, 상기 케이싱의 내부로부터 상기 분사 에어가 상기 대상면측을 향하여 방사상으로 균일하게 분사되도록 하는 하부 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하여, 대상면의 적설이나 이물질을 효과적으로 제거할 수 있도록 한 이물질 적층 방지용 에어노즐에 관한 것이다.

Description

이물질 적층 방지용 에어노즐{AIR NOZZLE FOR ACCUMULATION PREVENTING OF ALIEN SUBSTANCE}

본 발명은 이물질 적층 방지용 에어노즐에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대상면의 적설이나 이물질을 효과적으로 제거할 수 있도록 한 이물질 적층 방지용 에어노즐에 관한 것이다.

공기 오염은 산업 발전에 따른 세계적인 추세이므로, 이러한 공기 오염으로 인하여 외부로 노출되는 설비의 효율이 저하되는 문제에 직면하고 있다.

특히, 모래바람이 강한 중동 지역이나, 광화학 스모그로 몸살을 앓고 있는 최근의 중국과 같은 지역에서는 외부에 설치되는 대부분의 설비가 10년 이상의 수명 연한을 가질 수 없을 정도이다.

한편, 태양광 발전시설은 무한정, 무공해의 태양에너지를 이용하므로, 연료비 및 대기오염, 폐기물발생이 없다.

또한 기계적인 소음과 진동이 없고, 태양전지의 수명이 최소 20년 이상인 데다 자동화도 용이하여 운전 및 유지관리에 따른 비용을 최소화할 수 있다고 알려져 있다.

상기와 같은 관점에서 안출된 것으로, 등록특허 제10-1340039호의 "태양광 모듈 세척 장치를 구비하는 태양광 발전 시스템"(이하 '선행기술')과 같은 것을 들 수 있다.

선행기술은 태양광 모듈을 세척하기 위한 스프링클러와, 적설 제거용 압축 공기를 분사하기 위한 에어 콤프레셔와, 스프링클러에 물을 공급하는 펌프와, 태양광 모듈 오염도를 측정하는 오염도 측정 센서와, 적설 여부 감지를 위한 적설 센서와, 용수 회수 장치와, 제어부 및 모니터링 시스템을 포함하는 구조이다.

그러나, 선행기술은 지속적인 감시 및 관리 감독이 필요한 개소가 너무 많으며, 복잡한 구조로 되어 있으며, 특히 대규모 태양광 발전 시설의 설치에 적합한 관리 시스템이라 할 수 있으므로, 설치 및 시공에 넓은 공간과 면적이 필요함은 물론, 막대한 비용이 필요하게 되는 문제점이 있었다.

등록특허 제10-1340039호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 대상면의 적설이나 이물질을 효과적으로 제거할 수 있도록 하는 이물질 적층 방지용 에어노즐을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 대상면; 상기 대상면의 일측에 복수로 배치되어 제1 압력의 압축 공기를 공급하는 공압원과 연결되고, 상부측으로부터 유입된 상기 제1 압력보다 낮은 제2 압력의 대기와 상기 압축 공기를 내부에서 혼합시켜, 상기 제1 압력보다 높은 제3 압력의 분사 에어를 생성시키는 케이싱; 및 상기 케이싱의 하부측에 결합되어 상기 대상면과 상기 케이싱 사이에 배치되고, 상기 케이싱의 내부로부터 상기 분사 에어가 상기 대상면측을 향하여 방사상으로 균일하게 분사되도록 하는 하부 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 이물질 적층 방지용 에어노즐을 제공할 수 있다.

여기서, 상기 대상면의 일측에 장착되어 상기 공압원과 전기적으로 연결되며, 상기 대상면 상에 쌓이는 적설로 인한 하중의 변화와, 상기 대상면 상에 적층되는 이물질로 인한 광량 변화와, 상기 대상면의 온도와, 상기 대상면 상에 쌓인 적설량과, 상기 대상면의 발전 상태를 실시간으로 감지하는 센서 유닛과, 상기 공압원 및 상기 센서 유닛과 전기적으로 연결되며, 상기 센서 유닛이 감지하는 정보를 실시간으로 전달받아 상기 공압원의 가동에 따른 상기 하부 유닛을 통한 상기 분사 에어의 분사 여부를 제어하는 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 케이싱은, 상기 하부 유닛에 탑재되고, 내부에 상기 대기와 상기 압축 공기가 혼합되는 혼합 공간을 형성하며, 일측에 상기 공압원과 연결되는 에어유입 포트가 형성되는 하부 케이스와, 상기 하부 케이스의 개방된 상면에 탈착 가능하게 결합되고, 상면 외측 가장자리로부터 하부측으로 갈수록 점차 좁아지게 형성되는 곡면을 형성하며, 하단부 가장자리에는 상기 혼합 공간과 연통되는 유입홀을 형성하는 상부 케이스와, 상기 상부 케이스와 상기 하부 케이스의 내측면 사이에 형성되어 상기 에어유입 포트로부터 공급된 상기 압축 공기가 일시 수용되는 적체 공간을 형성하며, 상기 적체 공간을 통하여 상기 혼합 공간으로 유입된 상기 압축 공기와 상기 유입홀을 통해 유입된 대기가 상기 혼합 공간에서 혼합되면서 상기 하부 유닛을 통하여 상기 분사 에어로 배출되게 하는 분사압력 형성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 케이싱은, 상기 상부 케이스의 하부 가장자리와 상기 하부 케이스의 상부 가장자리 사이에 밀착 고정되며, 상기 에어유입 포트로부터 유입된 상기 압축 공기가 상기 적체 공간으로부터 상기 케이싱의 외부로 새는 것을 방지하는 평판 링 형상의 패킹 링을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 하부 케이스는, 제1 직경의 외경을 가진 상하 관통인 외통과, 상기 제1 직경보다 작은 제2 직경의 외경을 가지며 상기 외통의 내주면과 마주보는 외주면을 형성하는 상하 관통인 내통과, 상기 외통의 내주면과 상기 내통의 외주면을 서로 연결하는 링 형상의 연결 리브와, 상기 외통 및 상기 내통을 서로 연결하며 상기 공압원과 상기 혼합 공간을 연통시키는 연결통을 포함하며, 상기 에어유입 포트는 상기 연결통의 외측 단부 가장자리에 형성되고, 상기 상부 케이스의 하부 가장자리는 상기 외통의 상부 가장자리와 마주보며, 상기 분사압력 형성부의 일부는 상기 내통의 하부 내주면으로부터 형성되고, 상기 적체 공간의 일부는, 상기 분사압력 형성부의 일부와 상기 내통의 내주면 사이에 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 상부 케이스는, 상기 하부 케이스의 상부 가장자리와 마주보며 안착 고정되는 하부 가장자리를 형성하는 상하 관통의 커버통과, 상기 커버통의 상부 가장자리로부터 연장되어 상기 곡면을 형성하는 대기유입 호퍼를 포함하며, 상기 대기유입 호퍼의 하단부 가장자리는, 원형의 상기 유입홀을 형성하고, 상기 적체 공간의 일부는 상기 커버통의 내주면과 상기 대기유입 호퍼의 내측면 사이에 형성되어 상기 에어유입 포트와 연통되며, 상기 분사압력 형성부의 일부는 상기 대기유입 호퍼의 하단부 가장자리로부터 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 분사압력 형성부는, 상기 하부 케이스의 하부 내주면으로부터 상측으로 점차 좁아지게 형성되는 원뿔대 형상의 제1 코안다 가이드와, 상기 상부 케이스의 하단부로부터 하측으로 점차 넓어지게 형성되어 상기 유입홀 및 상기 혼합 공간과 연통되는 원뿔대 형상의 제2 코안다 가이드와, 상기 제1 코안다 가이드의 내주면 상단부와 마주보는 상기 제2 코안다 가이드의 외주면 하단부 사이에 형성되는 코안다 채널을 포함하며, 상기 제1 코안다 가이드의 내주면과 상기 제2 코안다 가이드의 내주면은 일직선상에 배치되고, 상기 코안다 채널의 하단부를 통해 배출된 상기 압축 공기는 상기 대기와 혼합되어 상기 분사 에어의 형태로 상기 하부 유닛을 통해 배출되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 하부 유닛은, 상기 케이싱의 하부측이 탑재되는 상면을 형성하는 원판 링 형상의 받침편과, 상기 받침편의 내측 가장자리로부터 연장되어 상기 혼합 공간에 내장되는 원뿔 형상의 중심체와, 상기 중심체 및 상기 받침편에 형성되어 상기 분사 에어를 상기 대상면측을 향하여 방사상으로 균일하게 안내시키는 안내부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 안내부는, 상기 중심체의 상단부로부터 상기 받침편의 외측 가장자리까지 일정 높이로 돌출되어 일정 폭으로 연장되며, 방사상으로 배치되는 복수의 안내 리브를 포함하며, 상기 케이싱의 하부측은 상기 복수의 안내 리브상에 탑재되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하부 유닛은, 상기 하부 케이스의 하부가 탑재되는 상면을 형성하는 원판 링 형상의 받침편과, 상기 받침편의 내측 가장자리로부터 연장되어 상기 혼합 공간에 내장되는 원뿔 형상의 중심체와, 상기 중심체 및 상기 받침편에 형성되어 상기 분사 에어를 상기 대상면측을 향하여 방사상으로 균일하게 안내시키는 안내부를 포함하며, 상기 받침편에 대하여 상기 제1 코안다 가이드의 내주면이 이루는 경사 각도는, 상기 받침편에 대하여 상기 중심체의 외주면이 이루는 경사 각도보다 큰 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.

우선, 본 발명은 지붕면이나 지면과 경사지 등 일정한 크기의 면적을 가진 대상면이라면 어떠한 곳에도 설치 및 시공하여 활용할 수 있는 범용성을 지니며 관리의 편의 및 효율성을 도모할 수 있을 것이다.

특히, 본 발명은 케이싱과 하부 유닛을 포함하는 비교적 간단하고 직관적인 구조의 노즐 장치를 제공함으로써, 막대한 설치 비용과 시공 공간 및 시간이 소요되는 것을 미연에 방지할 수 있으므로, 넓은 면적에 걸친 효율적인 관리가 가능하게 된다.

또한, 본 발명은 지붕면을 가진 일반 가옥이나 협소건물의 지붕면 등 여러 가지 건축 구조물의 공간 및 면적 활용에도 매우 효율적이라 할 수 있다.

아울러, 본 발명은 동절기 적설의 제거에 탁월한 효과를 발휘할 수 있음은 물론, 하부 유닛을 통하여 방사상으로 균일하게 배출되는 분사 에어에 의하여 먼지나 낙엽까지 제거하는 용도로도 활용할 수 있는 등 다방면에 걸쳐 이용가치가 매우 높은 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 적층 방지용 에어노즐이 설치 및 시공된 이물질 적층 방지 시스템의 적용 상태를 도시한 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 적층 방지용 에어노즐의 외관을 도시한 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 적층 방지용 에어노즐의 전체적인 구조를 나타낸 분해 사시도
도 4는 도 2의 IV-IV선을 기준으로 절단하여 내부 구조를 나타낸 단면 개념도
도 5는 도 3의 V-V선을 기준으로 절단하여 내부 구조를 나타낸 단면 개념도

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.

본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.

또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

우선, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 적층 방지용 에어노즐이 설치 및 시공된 이물질 적층 방지 시스템의 적용 상태를 도시한 사시도이다.

그리고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 적층 방지용 에어노즐의 외관을 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 적층 방지용 에어노즐의 전체적인 구조를 나타낸 분해 사시도이다.

또한, 도 4는 도 2의 IV-IV선을 기준으로 절단하여 내부 구조를 나타낸 단면 개념도이며, 도 5는 도 3의 V-V선을 기준으로 절단하여 내부 구조를 나타낸 단면 개념도이다.

참고로, 도 1에서 점선으로 표시된 부분은 전기적 연결 관계를, 일점 쇄선으로 표시된 부분은 유체가 흐르는 유로를 형성하는 배관 연결 관계를 각각 나타낸 것으로 정의한다.

아울러, 도 1과 도 4 및 도 5에서 이점 쇄선의 곡선 화살표는 압축 공기의 흐름을, 가는 실선의 곡선 화살표는 대기의 흐름을, 굵은 실선의 곡선 화살표는 압축 공기와 대기의 혼합으로 생성된 분사 에어의 흐름을 각각 정의하는 것이다.

본 발명은 도시된 바와 같이 대상면(100)의 일측에 복수로 배치되는 케이싱(200)의 하부에 결합된 하부 유닛(300)을 통하여 배출되는 분사 에어에 의하여 대상면(100)의 적설 또는 이물질을 제거하기 위한 구조임을 파악할 수 있다.

이하, 용어 '에어 노즐'은 케이싱(200)과 하부 유닛(300)의 조합에 의하여 생성된 것으로 정의한다.

전술한 대상면(100)은, 태양광 패널 또는 지붕면 또는 지면에 대하여 경사지게 형성된 지붕면 중 어느 하나일 수도 있다.

케이싱(200)은 대상면(100)의 일측에 복수로 배치되어 제1 압력(p1)의 압축 공기를 공급하는 공압원(400)과 연결되고, 상부측으로부터 유입된 제1 압력(p1)보다 낮은 제2 압력(p2)의 대기와 압축 공기를 내부에서 혼합시켜, 제1 압력(p1)보다 높은 제3 압력(p3)의 분사 에어를 생성시키는 것이다.

하부 유닛(300)은 케이싱(200)의 하부측에 결합되어 대상면(100)과 케이싱(200) 사이에 배치되고, 케이싱(200)의 내부로부터 분사 에어가 대상면(100)측을 향하여 방사상으로 균일하게 분사되도록 하는 것이다.

따라서, 본 발명은 지붕면이나 지면과 경사지 등 일정한 크기의 면적을 가진 대상면(100)이라면 어떠한 곳에도 설치 및 시공하여 활용할 수 있는 범용성을 지니며 관리의 편의 및 효율성을 도모할 수 있을 것이다.

특히, 본 발명은 케이싱(200)과 하부 유닛(300)을 포함하는 비교적 간단하고 직관적인 구조의 노즐 장치를 제공함으로써, 막대한 설치 비용과 시공 공간 및 시간이 소요되는 것을 미연에 방지할 수 있으므로, 넓은 면적에 걸친 효율적인 관리가 가능하게 된다.

아울러, 본 발명은 동절기 적설의 제거에 탁월한 효과를 발휘할 수 있음은 물론, 하부 유닛(300)을 통하여 방사상으로 균일하게 배출되는 분사 에어에 의하여 먼지나 낙엽까지 제거하는 용도로도 활용할 수 있는 등 다방면에 걸쳐 이용가치가 매우 높은 것이다.

본 발명은 상기와 같은 실시예의 적용이 가능하며, 다음과 같은 다양한 실시예의 적용 또한 가능함은 물론이다.

우선, 본 발명은 에어 노즐의 정확한 제어 및 효율적인 관리를 위하여, 센서 유닛(500)과 컨트롤러(600)를 더 구비할 수도 있다.

센서 유닛(500)은 대상면(100)의 일측에 장착되어 공압원(400)과 전기적으로 연결되며, 대상면(100) 상에 쌓이는 적설로 인한 하중의 변화와, 대상면(100) 상에 적층되는 이물질로 인한 광량 변화와, 대상면(100)의 온도와, 대상면(100) 상에 쌓인 적설량과, 대상면(100)의 발전 상태를 실시간으로 감지하는 것이다.

컨트롤러(600)는 공압원(400) 및 센서 유닛(500)과 전기적으로 연결되며, 센서 유닛(500)이 감지하는 정보를 실시간으로 전달받아 공압원(400)의 가동에 따른 하부 유닛(300)을 통한 분사 에어의 분사 여부를 제어하는 것이다.

우선, 센서 유닛(500)은, 대상면(100) 상에 쌓인 적설로 인한 하중 변화를 실시간으로 감지하는 하중 센서(510)와, 대상면(100) 상에 쌓인 적설량과, 에어 노즐의 상면이 적설로 인하여 막혔는지 여부를 실시간으로 감지하는 적설 센서(520)를 구비할 수 있다.

그리고, 센서 유닛(500)은, 대상면(100)이 받아들인 태양열 에너지를 전기 에너지로 전환하는 인버터와 대상면(100) 사이에 배치되어, 태양열 에너지가 인버터로 유입되는 양을 실시간으로 감지하는 발전감지 센서(530)를 구비할 수도 있다.

또한, 센서 유닛(500)은, 대상면(100) 상에 적층되는 이물질로 인한 광량 변화의 발생에 따른 오염도를 감지하는 광량 센서(540)와, 대상면(100)의 온도를 측정하는 온도 센서(550)를 구비할 수도 있다.

따라서, 컨트롤러(600)는 하중 센서(510)와 적설 센서(520)와 발전감지 센서(530)와 광량 센서(540) 및 온도 센서(550)의 감지 정보를 실시간으로 전달받아 공압원(400)의 가동 여부를 결정하게 되는 것이다.

예를 들어, 하중 센서(510)가 감지한 대상면(100)상의 적설 하중이 설정값 이상이면 컨트롤러(600)는 이를 감지하여 공압원(400)에 작동 신호를 전달하고, 에어 노즐은 분사 에어를 대상면(100) 상에 분사시켜 쌓인 눈을 대상면(100)으로부터 제거하게 될 것이다.

그리고, 적설 센서(520)가 감지한 적설량이 대상면(100)의 표면으로부터 에어 노즐의 상면까지의 직선 거리보다 클 경우, 컨트롤러(600)는 이를 감지하여 공압원(400)에 작동 신호를 전달하고, 에어 노즐은 분사 에어를 대상면(100) 상에 분사시켜 쌓인 눈을 대상면(100)으로부터 제거하게 될 것이다.

즉, 적설 센서(520)는 후술할 에어 노즐의 상면이 쌓인 눈으로 막혀서 대기 유입에 따른 분사 에어 생성에 지장 받는 것을 미연에 방지코자 실시간으로 적설량을 감지하게 되는 것이다.

그리고, 발전감지 센서(530)가 감지한 인버터로 태양열 에너지가 유입되는 양이 설정값 이하이면, 컨트롤러(600)는 이를 감지하여 공압원(400)에 작동 신호를 전달하고, 에어 노즐은 분사 에어를 대상면(100) 상에 분사시켜 쌓인 눈을 대상면(100)으로부터 제거하게 될 것이다.

또한, 광량 센서(540)가 감지한 대상면(100) 상의 오염도가 설정값 이상이면 컨트롤러(600)는 이를 감지하여 공압원(400)에 작동 신호를 전달하고, 에어 노즐은 분사 에어를 대상면(100) 상에 분사시켜 쌓인 이물질이나 눈을 대상면(100)으로부터 제거하게 될 것이다.

아울러, 온도 센서(550)가 감지한 대상면(100)의 온도가 설정값 범위를 벗어나면 컨트롤러(600)는 이를 감지하여 공압원(400)에 작동 신호를 전달하고, 에어 노즐은 분사 에어를 대상면(100) 상에 분사시켜 대상면(100)의 온도를 설정값 이내로 복원시킬 수 있을 것이다.

예를 들어, 하절기에 대상면(100)의 온도가 설정값 범위를 벗어날 정도로 뜨겁다면, 에어 노즐에 의하여 분사 에어를 생성하는 대신에, 즉 공압원(400)은 수압원(이하 미도시)으로 대체하여 냉각수를 분사되도록 하는 방안도 고려해 볼 수 있다.

또한, 동절기에 대상면(100)의 온도가 설정값 범위를 벗어날 정도로 차갑다면, 에어 노즐에 의하여 분사 에어를 생성하는 대신에, 즉 공압원(400)은 스팀 발생기(이하 미도시)로 대체하여 스팀이 분사되도록 하는 방안도 고려해 볼 수 있다.

아울러, 온도 센서(550)는 전술한 경우 외에도 대상면(100)에 쌓인 눈으로 인한 온도 변화, 즉 온도 하강을 감지하여 분사 에어를 생성하여 대상면(100) 상의 적설을 제거토록 할 수도 있음은 물론이다.

이와 같이, 컨트롤러(600)는 하중 센서(510)와 적설 센서(520)와 발전감지 센서(530)와 광량 센서(540) 및 온도 센서(550)의 감지 정보중 제일 먼저 컨트롤러(600)에 도달한 감지 정보에 기초하여 공압원(400)의 작동 신호를 전달할 수 있을 것이다.

한편, 공압원(400)은, 대기를 흡입하고 압축시켜 에어 노즐으로 공급하는 에어 펌프일 수 있다.

그리고, 센서 유닛(500)은 전술한 센서 외에도 온도, 습도, 광량 등 각종 측정값의 측정이 가능한 센서를 조합하여 컨트롤러(600)와의 상호 협력에 의하여, 공압원(400)의 가동 제어를 포함한 기타 대상면(100) 주변의 각종 관리 및 유지 보수에 효율성을 높일 수 있을 것이다.

컨트롤러(600)에 의한 더욱 정확하고 상세하며 적절한 제어를 위하여 공압원(400)과 복수의 배관으로 분기되어 각각 연결되는 에어 분배기(700)가 순서대로 온오프될 수 있도록 컨트롤러(600)가 기설정된 값에 따라 공압원(400)을 작동시키게 된다.

에어 분배기(700)에 관하여는 후술시 더욱 상세히 설명할 것이다.

또한, 에어 노즐의 가동은 자동 또는 수동 모드로 절환하여 컨트롤러(600)에 의한 동작 신호를 전달하도록 할 수도 있다.

한편, 케이싱(200)은, 도 2 내지 도 5를 참조하여 살펴보면, 하부 케이스(210) 상측에 상부 케이스(220)가 장착되고, 상, 하부 케이스(220, 210) 사이에 분사압력 형성부(230)가 구비된 구조임을 파악할 수 있다.

하부 케이스(210)는 하부 유닛(300)에 탑재되고, 내부에 대기와 압축 공기가 혼합되는 혼합 공간(201)을 형성하며, 일측에 공압원(400)과 연결되는 에어유입 포트(202)가 형성되는 것이다.

상부 케이스(220)는 하부 케이스(210)의 개방된 상면에 탈착 가능하게 결합되고, 상면 외측 가장자리로부터 하부측으로 갈수록 점차 좁아지게 형성되는 곡면을 형성하며, 하단부 가장자리에는 혼합 공간(201)과 연통되는 유입홀(221)을 형성하는 것이다.

분사압력 형성부(230)는 상부 케이스(220)와 하부 케이스(210)의 내측면 사이에 형성되어 에어유입 포트(202)로부터 공급된 압축 공기가 일시 수용되는 적체 공간(203)을 형성하며, 적체 공간(203)을 통하여 혼합 공간(201)으로 유입된 압축 공기와 유입홀(221)을 통해 유입된 대기가 혼합 공간(201)에서 혼합되면서 하부 유닛(300)을 통하여 분사 에어로 배출되게 하는 것이다.

여기서, 케이싱(200)은, 상부 케이스(220)의 하부 가장자리와 하부 케이스(210)의 상부 가장자리 사이에 밀착 고정되며, 에어유입 포트(202)로부터 유입된 압축 공기가 적체 공간(203)으로부터 케이싱(200)의 외부로 새는 것을 방지하기 위하여 평판 링 형상의 패킹 링(240)을 더 구비할 수도 있을 것이다.

이때, 하부 케이스(210)는, 도 3 내지 도 5를 참조하여 더욱 상세하게 살펴보면, 제1 직경의 외경을 가진 상하 관통인 외통(211)과, 제1 직경보다 작은 제2 직경의 외경을 가지며 외통(211)의 내주면과 마주보는 외주면을 형성하는 상하 관통인 내통(212)을 포함하는 구조임을 알 수 있다.

그리고, 하부 케이스(210)는, 외통(211)의 내주면과 내통(212)의 외주면을 서로 연결하는 링 형상의 연결 리브(213)와, 외통(211) 및 내통(212)을 서로 연결하며 공압원(400)과 혼합 공간(201)을 연통시키는 연결통(214)을 구비할 수 있다.

따라서, 에어유입 포트(202)는 연결통(214)의 외측 단부 가장자리에 형성되고, 상부 케이스(220)의 하부 가장자리는 외통(211)의 상부 가장자리와 마주보는 것을 알 수 있다.

후술할 분사압력 형성부(230)의 일부는 내통(212)의 하부 내주면으로부터 형성되고, 적체 공간(203)의 일부는, 분사압력 형성부(230)의 일부와 내통(212)의 내주면 사이에 형성되는 것도 파악할 수 있다.

한편, 패킹 링(240)은 외통(211) 및 내통(212) 각각의 상부 가장자리를 덮으면서 상부 케이스(220)의 하부 가장자리와 접촉됨으로써, 상부 케이스(220)와 하부 케이스(210) 사이에 밀착 고정되고, 에어유입 포트(202)로부터 유입된 압축 공기가 적체 공간(203)으로부터 케이싱(200)의 외부로 새는 것을 방지하는 것도 알 수 있다.

또한, 상부 케이스(220)는, 하부 케이스(210)의 상부 가장자리와 마주보며 안착 고정되는 하부 가장자리를 형성하는 상하 관통의 커버통(222)과, 커버통(222)의 상부 가장자리로부터 연장되어 곡면을 형성하는 대기유입 호퍼(224)를 포함하는 구조임을 파악할 수 있다.

여기서, 대기유입 호퍼(224)의 하단부 가장자리는, 원형의 유입홀(221)을 형성하고, 적체 공간(203)의 일부는 커버통(222)의 내주면과 대기유입 호퍼(224)의 내측면 사이에 형성되어 에어유입 포트(202)와 연통되며, 분사압력 형성부(230)의 일부는 대기유입 호퍼(224)의 하단부 가장자리로부터 형성되는 것도 알 수 있다.

즉, 패킹 링(240)은 커버통(222)의 하부 가장자리와 하부 케이스(210)의 상부 가장자리 사이에 밀착 고정되며, 에어유입 포트(202)로부터 유입된 압축 공기가 적체 공간(203)으로부터 케이싱(200)의 외부로 새는 것을 방지하는 것을 더욱 명확하게 알 수 있다.

한편, 분사압력 형성부(230)는, 하부 케이스(210)의 하부 내주면으로부터 상측으로 점차 좁아지게 형성되는 원뿔대 형상의 제1 코안다 가이드(231)와, 상부 케이스(220)의 하단부로부터 하측으로 점차 넓어지게 형성되어 유입홀(221) 및 혼합 공간(201)과 연통되는 원뿔대 형상의 제2 코안다 가이드(232)를 포함할 수 있다.

또한, 분사압력 형성부(230)는, 제1 코안다 가이드(231)의 내주면 상단부와 마주보는 제2 코안다 가이드(232)의 외주면 하단부 사이에 형성되는 코안다 채널(233)을 포함할 수도 있다.

여기서, 제1 코안다 가이드(231)의 내주면과 제2 코안다 가이드(232)의 내주면은 도 4 및 도 5와 같이 대략 일직선상에 배치되고, 코안다 채널(233)의 하단부를 통해 배출된 압축 공기는 대기와 혼합되어 분사 에어의 형태로 하부 유닛(300)을 통해 배출되는 것도 도 5를 통하여 파악할 수 있다.

한편, 하부 유닛(300)은, 하부 케이스(210)의 하부가 탑재되는 상면을 형성하는 원판 링 형상의 받침편(310)과, 받침편(310)의 내측 가장자리로부터 연장되어 혼합 공간(201)에 내장되는 원뿔 형상의 중심체(320)와, 중심체(320) 및 받침편(310)에 형성되어 분사 에어를 대상면(100)측을 향하여 방사상으로 균일하게 안내시키는 안내부(330)를 포함하는 구조의 실시예를 적용할 수 있다.

여기서, 안내부(330)는, 중심체(320)의 상단부로부터 받침편(310)의 외측 가장자리까지 일정 높이로 돌출되어 일정 폭으로 연장되며, 방사상으로 배치되는 복수의 안내 리브(332)를 포함하며, 케이싱(200)의 하부측은 복수의 안내 리브(332)상에 탑재되는 것을 알 수 있다.

이때, 받침편(310)에 대하여 제1 코안다 가이드(231)의 내주면이 이루는 경사 각도는, 도 4 및 도 5와 같이 받침편(310)에 대하여 중심체(320)의 외주면이 이루는 경사 각도보다 크게 형성되도록 함으로써, 많은 양의 대기가 유입되어 압축 에어와 충분히 혼합되어 강한 압력의 분사 에어를 형성하기 위한 혼합 공간(201)의 내부 구조를 제공할 수 있을 것이다.

한편, 본 발명은 대상면(100)의 일측에 배치되어 컨트롤러(600)와 전기적으로 연결되고, 공압원(400)과 케이싱(200)을 연결하는 배관 상에 장착되는 복수의 에어 분배기(700)를 더 구비할 수도 있다.

복수의 에어 분배기(700)는 센서 유닛(500)이 감지한 정보를 전달받아 하부 유닛(300)을 통한 분사 에어의 분사를 결정한 컨트롤러(600)의 설정값에 따라 케이싱(200)측을 향하는 배관의 유로를 일정 시간동안 선택적으로 개폐하는 동작을 실시하게 된다.

여기서, 에어 분배기(700)는, 컨트롤러(600)와 전기적으로 연결되어 케이싱(200)측을 향하는 배관의 유로를 개폐하는 전자 밸브(710)와, 전자 밸브(710) 및 컨트롤러(600)와 전기적으로 연결되어 컨트롤러(600)의 기설정값에 따라 전자 밸브(710)에 의한 배관 유로를 개폐하는 시간을 조정 가능한 개폐 타이머(720)를 포함할 수 있다.

이때, 공압원(400)으로부터 분기되는 복수의 배관 각각의 분기 시점에 장착된 에어 분배기(700)들은 컨트롤러(600)의 조작에 따라 공압원(400)으로부터 가장 가까운 에어 분배기(700)로부터 순차적으로 가동되고 정지되는 일련의 제어 동작이 가능하게 된다.

이상과 같이 본 발명은 대상면의 적설이나 이물질을 효과적으로 제거할 수 있도록 하는 이물질 적층 방지용 에어노즐을 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.

그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.

100...대상면
200...케이싱
201...혼합 공간
202...에어유입 포트
203...적체 공간
210...하부 케이스
211...외통
212...내통
213...연결 리브
214...연결통
220...상부 케이스
221...유입홀
222...커버통
224...대기유입 호퍼
230...분사압력 형성부
231...제1 코안다 가이드
232...제2 코안다 가이드
233...코안다 채널
240...패킹 링
300...하부 유닛
310...받침편
320...중심체
330...안내부
332...안내 리브
400...공압원
500...센서 유닛
600...컨트롤러
700...에어 분배기
710..전자 밸브
720...개폐 타이머
p1...제1 압력
p2...제2 압력
p3...제3 압력

Claims

대상면;
상기 대상면의 일측에 복수로 배치되어 제1 압력의 압축 공기를 공급하는 공압원과 연결되고, 상부측으로부터 유입된 상기 제1 압력보다 낮은 제2 압력의 대기와 상기 압축 공기를 내부에서 혼합시켜, 상기 제1 압력보다 높은 제3 압력의 분사 에어를 생성시키는 케이싱; 및
상기 케이싱의 하부측에 결합되어 상기 대상면과 상기 케이싱 사이에 배치되고, 상기 케이싱의 내부로부터 상기 분사 에어가 상기 대상면측을 향하여 방사상으로 균일하게 분사되도록 하는 하부 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 이물질 적층 방지용 에어노즐.
청구항 1에 있어서,
상기 대상면의 일측에 장착되어 상기 공압원과 전기적으로 연결되며, 상기 대상면 상에 쌓이는 적설로 인한 하중의 변화와, 상기 대상면 상에 적층되는 이물질로 인한 광량 변화와, 상기 대상면의 온도와, 상기 대상면 상에 쌓인 적설량과, 상기 대상면의 발전 상태를 실시간으로 감지하는 센서 유닛과,
상기 공압원 및 상기 센서 유닛과 전기적으로 연결되며, 상기 센서 유닛이 감지하는 정보를 실시간으로 전달받아 상기 공압원의 가동에 따른 상기 하부 유닛을 통한 상기 분사 에어의 분사 여부를 제어하는 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이물질 적층 방지용 에어노즐.
청구항 1에 있어서,
상기 케이싱은,
상기 하부 유닛에 탑재되고, 내부에 상기 대기와 상기 압축 공기가 혼합되는 혼합 공간을 형성하며, 일측에 상기 공압원과 연결되는 에어유입 포트가 형성되는 하부 케이스와,
상기 하부 케이스의 개방된 상면에 탈착 가능하게 결합되고, 상면 외측 가장자리로부터 하부측으로 갈수록 점차 좁아지게 형성되는 곡면을 형성하며, 하단부 가장자리에는 상기 혼합 공간과 연통되는 유입홀을 형성하는 상부 케이스와,
상기 상부 케이스와 상기 하부 케이스의 내측면 사이에 형성되어 상기 에어유입 포트로부터 공급된 상기 압축 공기가 일시 수용되는 적체 공간을 형성하며, 상기 적체 공간을 통하여 상기 혼합 공간으로 유입된 상기 압축 공기와 상기 유입홀을 통해 유입된 대기가 상기 혼합 공간에서 혼합되면서 상기 하부 유닛을 통하여 상기 분사 에어로 배출되게 하는 분사압력 형성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이물질 적층 방지용 에어노즐.
청구항 3에 있어서,
상기 케이싱은,
상기 상부 케이스의 하부 가장자리와 상기 하부 케이스의 상부 가장자리 사이에 밀착 고정되며, 상기 에어유입 포트로부터 유입된 상기 압축 공기가 상기 적체 공간으로부터 상기 케이싱의 외부로 새는 것을 방지하는 평판 링 형상의 패킹 링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이물질 적층 방지용 에어노즐.
청구항 3에 있어서,
상기 하부 케이스는,
제1 직경의 외경을 가진 상하 관통인 외통과,
상기 제1 직경보다 작은 제2 직경의 외경을 가지며 상기 외통의 내주면과 마주보는 외주면을 형성하는 상하 관통인 내통과,
상기 외통의 내주면과 상기 내통의 외주면을 서로 연결하는 링 형상의 연결 리브와,
상기 외통 및 상기 내통을 서로 연결하며 상기 공압원과 상기 혼합 공간을 연통시키는 연결통을 포함하며,
상기 에어유입 포트는 상기 연결통의 외측 단부 가장자리에 형성되고,
상기 상부 케이스의 하부 가장자리는 상기 외통의 상부 가장자리와 마주보며,
상기 분사압력 형성부의 일부는 상기 내통의 하부 내주면으로부터 형성되고,
상기 적체 공간의 일부는, 상기 분사압력 형성부의 일부와 상기 내통의 내주면 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 이물질 적층 방지용 에어노즐.
청구항 3에 있어서,
상기 상부 케이스는,
상기 하부 케이스의 상부 가장자리와 마주보며 안착 고정되는 하부 가장자리를 형성하는 상하 관통의 커버통과,
상기 커버통의 상부 가장자리로부터 연장되어 상기 곡면을 형성하는 대기유입 호퍼를 포함하며,
상기 대기유입 호퍼의 하단부 가장자리는, 원형의 상기 유입홀을 형성하고,
상기 적체 공간의 일부는 상기 커버통의 내주면과 상기 대기유입 호퍼의 내측면 사이에 형성되어 상기 에어유입 포트와 연통되며,
상기 분사압력 형성부의 일부는 상기 대기유입 호퍼의 하단부 가장자리로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 이물질 적층 방지용 에어노즐.
청구항 3에 있어서,
상기 분사압력 형성부는,
상기 하부 케이스의 하부 내주면으로부터 상측으로 점차 좁아지게 형성되는 원뿔대 형상의 제1 코안다 가이드와,
상기 상부 케이스의 하단부로부터 하측으로 점차 넓어지게 형성되어 상기 유입홀 및 상기 혼합 공간과 연통되는 원뿔대 형상의 제2 코안다 가이드와,
상기 제1 코안다 가이드의 내주면 상단부와 마주보는 상기 제2 코안다 가이드의 외주면 하단부 사이에 형성되는 코안다 채널을 포함하며,
상기 제1 코안다 가이드의 내주면과 상기 제2 코안다 가이드의 내주면은 일직선상에 배치되고,
상기 코안다 채널의 하단부를 통해 배출된 상기 압축 공기는 상기 대기와 혼합되어 상기 분사 에어의 형태로 상기 하부 유닛을 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 이물질 적층 방지용 에어노즐.
청구항 1에 있어서,
상기 하부 유닛은,
상기 케이싱의 하부측이 탑재되는 상면을 형성하는 원판 링 형상의 받침편과,
상기 받침편의 내측 가장자리로부터 연장되어 상기 혼합 공간에 내장되는 원뿔 형상의 중심체와,
상기 중심체 및 상기 받침편에 형성되어 상기 분사 에어를 상기 대상면측을 향하여 방사상으로 균일하게 안내시키는 안내부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이물질 적층 방지용 에어노즐.
청구항 8에 있어서,
상기 안내부는,
상기 중심체의 상단부로부터 상기 받침편의 외측 가장자리까지 일정 높이로 돌출되어 일정 폭으로 연장되며, 방사상으로 배치되는 복수의 안내 리브를 포함하며,
상기 케이싱의 하부측은 상기 복수의 안내 리브상에 탑재되는 것을 특징으로 하는 이물질 적층 방지용 에어노즐.
청구항 7에 있어서,
상기 하부 유닛은,
상기 하부 케이스의 하부가 탑재되는 상면을 형성하는 원판 링 형상의 받침편과,
상기 받침편의 내측 가장자리로부터 연장되어 상기 혼합 공간에 내장되는 원뿔 형상의 중심체와,
상기 중심체 및 상기 받침편에 형성되어 상기 분사 에어를 상기 대상면측을 향하여 방사상으로 균일하게 안내시키는 안내부를 포함하며,
상기 받침편에 대하여 상기 제1 코안다 가이드의 내주면이 이루는 경사 각도는, 상기 받침편에 대하여 상기 중심체의 외주면이 이루는 경사 각도보다 큰 것을 특징으로 하는 이물질 적층 방지용 에어노즐.