KR20230153872A - 드론부착형 유체분사용 추진체 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 드론 부착형 유체 분사용 추진체에 관한 것으로, 노즐로 연결되는 배관에 유체 가압부를 설치하고 노즐 분사구에 강선을 구비하여 유체를 가압 및 회전시켜 분사하기 위한 것이다.
이를 위하여 본 발명은, 지상 또는 수상의 유체 공급원으로부터 유체 이송부를 통해 공급되는 유체를 고압 분사하여 추진력을 발생시키는 추진체에 있어서, 수평 배관의 양단부에서 유입되는 유체를 수직 배관을 통해 하부로 송출하며 드론의 랜딩기어에 거치되거나 탈부착되어 드론과 결합 또는 분리되는 추진체 몸체부, 수직 배관의 말단부에 결합되며 오리피스부 전후의 압력차에 의해 관로 내부의 유량 및 유속을 조절하여 유체를 분사하는 오리피스 노즐부, 수직 배관 내부에 설치되며 제어부에 의해 동작이 제어되어 관로 내 유체를 가압 송출 또는 차단하는 유체 가압부, 추진체 몸체부의 상부에 구비되며 유체 가압부의 동작을 제어하는 모터 제어신호를 조절하여 추진체 몸체부를 조종 의지에 따라 움직이도록 제어하는 제어부, 및 유체 이송부와 추진체 몸체부 사이에 연결되며 유체 이송부에서 이송되는 유체를 추진체 몸체부의 수평 배관 양측으로 공급하여 추진체 몸체부의 균형을 유지시키는 유체공급 어댑터를 포함하여, 드론의 추력 보강 또는 드론을 이용한 유체분사용으로 사용할 수 있게 한다.
이를 위하여 본 발명은, 지상 또는 수상의 유체 공급원으로부터 유체 이송부를 통해 공급되는 유체를 고압 분사하여 추진력을 발생시키는 추진체에 있어서, 수평 배관의 양단부에서 유입되는 유체를 수직 배관을 통해 하부로 송출하며 드론의 랜딩기어에 거치되거나 탈부착되어 드론과 결합 또는 분리되는 추진체 몸체부, 수직 배관의 말단부에 결합되며 오리피스부 전후의 압력차에 의해 관로 내부의 유량 및 유속을 조절하여 유체를 분사하는 오리피스 노즐부, 수직 배관 내부에 설치되며 제어부에 의해 동작이 제어되어 관로 내 유체를 가압 송출 또는 차단하는 유체 가압부, 추진체 몸체부의 상부에 구비되며 유체 가압부의 동작을 제어하는 모터 제어신호를 조절하여 추진체 몸체부를 조종 의지에 따라 움직이도록 제어하는 제어부, 및 유체 이송부와 추진체 몸체부 사이에 연결되며 유체 이송부에서 이송되는 유체를 추진체 몸체부의 수평 배관 양측으로 공급하여 추진체 몸체부의 균형을 유지시키는 유체공급 어댑터를 포함하여, 드론의 추력 보강 또는 드론을 이용한 유체분사용으로 사용할 수 있게 한다.
Description
본 발명은 드론부착형 유체분사용 추진체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 노즐로 연결되는 배관에 유체 가압부를 설치하고 노즐의 내주면에 유체의 회전 및 가압을 위한 강선(腔線; Rifling)을 구비하여 지상 또는 수상의 유체 공급원에서 호스를 통해 공급되는 유체를 가압 및 회전 분사하여 추진력을 발생시킬 수 있도록 하며 유체의 분사량과 방향 제어 및 상부 공기 유입과 토출 분사를 통해 추진력을 보강할 수 있도록 하고 드론 착탈부를 통해 드론에 부착하여 드론의 추력 보강 및 드론을 이용한 유체 분사에 사용할 수 있게 하며, 약제 또는 비누액 등의 약액이 노즐 내부로 자동 혼입되어 유체와 함께 혼합 분사될 수 있도록 함으로써 방재용 드론 또는 공연용 드론에 부착 사용할 수 있는 드론부착형 유체분사용 추진체에 관한 것이다.
일반적으로 무인 운항체(unmanned vehicle) 또는 드론(Drone)(이하는 '무인 운항체'로 통칭하기로 함)은 몸체를 중심으로 등간격으로 배치된 짝수 개(2개, 4개, 6개, 8개 등)의 날개를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시켜 비행에 필요한 양력과 추진력을 발생시키며, 이들 날개의 회전속도를 조절함으로써 호버링(hovering), 요잉(yawing), 승하강(rising/falling), 피칭(pitching), 롤링(rolling left/right) 등의 움직임을 제어할 수 있게 된다.
이러한 무인 운항체는 최근 보급이 확대되면서 스마트폰 등과 같은 이동통신 단말기를 이용한 제어기술이 점차 개발되고 있으며, 고공영상·사진 촬영과 배달, 기상정보 수집, 화재 진압, 병해충 방제를 위한 농약 살포, 제독, 전염병 확산 방지 등을 위한 방역 작업 등과 같은 다양한 분야에서 활용되고 있다.
특히 화재 진압, 방역, 방제작업에서는 큰 불이나 산불이 발생한 경우 또는 넓은 면적의 농경지나 감염지역에 농약이나 소독제 등을 살포하는 경우 유체를 지속적으로 살포할 수 있어야만 신속하고 정확한 업무 수행이 가능하게 되므로 이때 사용되는 무인 운항체의 경우 많은 양의 유체를 지속적으로 투입할 수 있어야 한다.
그러나 종래의 일반적인 무인 운항체는 회전날개를 회전시켜 양력과 추진력 등을 일으켜서 비행 동력을 얻는 형태로서 무거운 유체를 운반하기에는 연료의 소비가 많아 지속적으로 유체를 살포하기에는 많은 어려움이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 대한민국 등록특허 제10-1694132호(2017.01.03. 등록; 이하, '특허문헌1'이라 약칭함)에는 고압의 유체가 배출되면서 내는 힘을 추력으로 사용하여 움직일 수 있는 운항체에 관한 기술이 공지되어 있다.
특허문헌1에 의하면, 고압의 유체를 추진체로 사용하게 되므로 별도의 동력원이 불필요하여 연료 소비가 적고 많은 유체를 지속적으로 살포할 수 있게 하였다.
그러나 유체 분사를 위한 다수 개의 구동기와 동력 전달부재를 각각의 노즐에 부가적으로 더 부착하여 사용하게 되므로 그 구성이 복잡할 뿐만 아니라 연료 소모량이 많아지게 되어 체공 시간이 짧아지게 되는 단점이 있었으며, 따라서 장시간 효율적으로 작업할 수 있는 화재진압, 방역 또는 방재용 무인 운항체 비행시스템이 요구되고 있다.
따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 노즐로 연결되는 배관에 유체 가압부를 설치하고 유체의 회전력 보강을 위한 강선을 구비하여 지상 또는 수상의 유체 공급원에서 호스를 통해 공급되는 유체를 가압 및 회전 분사하여 추진력을 발생시킬 수 있도록 하고 유체의 분사량과 방향 제어 및 상부 공기 유입과 토출 분사를 통해 추진력을 보강할 수 있으며 드론 착탈부를 통해 드론에 부착하여 드론의 추력 보강 및 드론을 이용한 유체 분사에 사용할 수 있게 하는 드론부착형 유체분사용 추진체를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 기술적 과제는, 노즐로 연결되는 배관의 일측에 보조배관을 병렬로 설치하고 보조배관 상에 약제 또는 비누액 등의 약액이 저장되는 약액통과 개폐밸브를 설치하여 유체 가압부의 작동시 관로 내의 압력차에 의해 약제 또는 비누액 등의 약액이 노즐 내부로 자동 혼입되어 유체와 함께 혼합 분사될 수 있도록 함으로써 방재용 드론 또는 공연용 드론에 부착하여 사용할 수 있는 드론부착형 유체분사용 추진체를 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 형태는, 지상 또는 수상의 유체 공급원으로부터 유체이송부를 통해 공급되는 유체를 고압 분사하여 추진력을 발생시키는 추진체에 있어서, 수평 배관과 수평 배관으로 이루어진 배관 몸체로서 수평 배관의 양단부에서 유체가 유입되고 수직 배관을 통해 하부로 유체를 송출하며 수평 배관의 양측이 드론의 랜딩기어에 거치되거나 탈부착되어 드론과 결합 또는 분리되는 추진체 몸체부; 수직 배관의 말단부에 탈부착 가능하게 결합되며 관로의 도중에 관경이 축소 및 확장되는 오리피스를 형성하여 오리피스 전후의 압력차에 의해 관로 내 유체의 속도를 증가시켜 유체를 분사하고 오리피스의 관경이 확장되는 부분에 관로 내부로 상부 공기가 유입될 수 있는 복수 개의 공기 유입구를 형성하여 오리피스 전후의 압력차에 의해 증가된 속도로 유체를 고속분사하게 되면서 그 유체 주변에 형성되는 저압으로 상부 공기를 흡입한 후 관로 내 유체와 함께 하방으로 분사하여 유체 분사에 의한 추진력을 보강하는 오리피스 노즐부; 수직 배관 내부의 오리피스 노즐부 전단부에 설치되며 제어부에서 전달되는 모터 제어신호에 의해 동작이 제어되어 관로 내 유체를 가압 송출 또는 차단하는 유체 가압부; 추진체 몸체부의 수평 배관 상부에 구비되며 유체 가압부의 유체 가압 송출 또는 차단 동작을 제어하기 위한 모터 제어신호를 조절하여 추진체 몸체부를 조종 의지에 따라 움직이도록 제어하는 제어부; 및 유체 이송부와 추진체 몸체부 사이에 연결되며 유체 이송부에서 이송되는 유체를 분기시켜 추진체 몸체부의 수평 배관 양측으로 공급하여 추진체 몸체부의 균형을 유지시키는 유체공급 어댑터를 포함하는, 드론부착형 유체분사용 추진체이다.
본 발명에 의하면, 노즐로 연결되는 배관에 유체 가압부가 설치되고 노즐의 내주면에 유체 회전을 위한 강선이 구비되어 지상 또는 수상의 유체 공급원에서 호스를 통해 공급되는 유체를 가압 및 회전 분사하여 추진력을 발생시킬 수 있게 되고, 또한 유체분사 조절부가 구비되어 유체의 분사량과 방향 제어 및 상부 공기 유입과 토출 분사를 통해 추진력을 보강할 수 있게 되며, 또한 지상 또는 수상의 유체 공급원에서 호스를 통해 공급되는 유체를 가압 및 회전시켜 분사하고 드론 착탈부를 통해 드론에 부착할 수 있게 되므로, 드론의 추력을 보강하여 드론의 비행 자세 안정화에 기여할 수 있으며 드론을 이용한 유체 분사에 사용할 수 있는 이점을 제공한다.
본 발명에 의하면, 노즐로 연결되는 배관의 일측에 병렬로 설치된 보조배관 상에 약제 또는 비누액 등의 약액이 저장되는 약액통과 개폐밸브가 설치되고 유체 가압부의 작동시 관로 내의 압력차에 의해 약제 또는 비누액 등의 약액이 노즐 내부로 자동 혼입되어 유체와 함께 혼합 분사될 수 있게 되므로 방재용 드론 또는 공연용 드론에 부착하여 사용할 수 있게 하는 이점을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 드론부착형 유체분사용 추진체를 예시한 사시도이다.
도 2의 (a)와 (b)는 도 1의 수직배관 내에 설치되는 제1방향의 수차날개가 형성된 임펠러 및 제2방향의 수차날개가 형성된 임펠러를 비교하여 예시한 참고도이다.
도 3은 도 1의 임펠러와 오리피스 노즐부를 확대 예시한 단면도이다.
도 4는 도 1의 드론부착형 유체분사용 추진체에 약액 혼합부가 부가된 형태를 예시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 임펠러와 오리피스 노즐부 및 약액 혼합부를 확대 예시한 단면도이다.
도 6의 (a)와 (b)는 유체분사 조절부의 차단블록 실시형태를 예시한 참고도이다.
도 2의 (a)와 (b)는 도 1의 수직배관 내에 설치되는 제1방향의 수차날개가 형성된 임펠러 및 제2방향의 수차날개가 형성된 임펠러를 비교하여 예시한 참고도이다.
도 3은 도 1의 임펠러와 오리피스 노즐부를 확대 예시한 단면도이다.
도 4는 도 1의 드론부착형 유체분사용 추진체에 약액 혼합부가 부가된 형태를 예시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 임펠러와 오리피스 노즐부 및 약액 혼합부를 확대 예시한 단면도이다.
도 6의 (a)와 (b)는 유체분사 조절부의 차단블록 실시형태를 예시한 참고도이다.
이하, 본 발명에 따른 드론부착형 유체분사용 추진체의 구성과 동작 및 그에 의한 작용 효과를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 드론부착형 유체분사용 추진체를 예시한 사시도이고, 도 2의 (a)와 (b)는 도 1의 수직배관 내에 설치되는 제1방향의 수차날개가 형성된 임펠러 및 제2방향의 수차날개가 형성된 임펠러를 비교하여 예시한 참고도이며, 도 3은 도 1의 임펠러와 오리피스 노즐부를 확대 예시한 단면도로서, 도 1에 예시된 바와 같이 본 발명에 따른 드론부착형 유체분사용 추진체는 추진체 몸체부(110), 오리피스 노즐부(120), 유체 가압부(130), 제어부(140), 및 유체 공급 어댑터(170)를 포함하여 구성될 수 있으며, 이러한 본 발명의 드론부착형 유체분사용 추진체는 유체분사 조절부(180)를 더 포함하여 다른 실시 형태로 구현될 수도 있다. 또한 이러한 본 발명의 각 실시 형태에 따른 드론부착형 유체분사용 추진체는 추진체 몸체부(110)의 상부에 드론 착탈부(113)를 구비하여 드론 몸체와 탈부착 가능하게 결합되도록 함으로써 드론에 부착하여 드론의 추력을 보강하거나 유체 분사 가능하게 하는 형태로 구현될 수 있다.
도 4는 도 1의 드론부착형 유체분사용 추진체에 약액 혼합부가 부가된 형태를 예시한 사시도이고, 도 5는 도 4의 임펠러와 오리피스 노즐부 및 약액 혼합부를 확대 예시한 단면도로서, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 드론부착형 유체분사용 추진체는 오리피스 노즐부(120)의 일측에 약액 혼합부(150)를 구비하여 약제 또는 비누액 등의 약액이 노즐로 자동 혼입되어 유체와 함께 혼합 분사될 수 있도록 함으로써 방재용 드론 또는 공연용 드론에 부착하여 사용하는 실시 형태로도 구현될 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 각 실시 형태는 지상 또는 수상의 유체 공급원으로부터 유체 이송부(10)를 통해 공급되는 유체를 고압 분사하여 추진력을 발생시키는 추진체에 적용되어 구현될 수 있다.
이러한 본 발명의 각 실시 형태에 따른 드론부착형 유체분사용 추진체의 구현을 위하여, 먼저 유체 이송부(10)는 일단부가 지상 또는 수상의 유체 공급원과 연결되어 호스를 통해 유체를 본 발명의 추진체에 지속적으로 공급하는 역할을 수행하는 부분으로서, 도 1에 예시된 바와 같이 유체 이송을 위한 호스(11)와 연결부재(12)로 구성되며, 지상 또는 수상에서 펌프 등을 이용하여 유체를 가압하고 호스(11)와 연결부재(12)를 통해 유체를 공급하도록 구성된다. 이러한 유체 이송부(10)는 지상의 고압 살수용 또는 방역용 또는 소방용 등 차량이나 수상의 선박 등의 유체 공급원에 연결될 수 있다.
추진체 몸체부(110)는 도 1에 예시된 바와 같이 양단부가 개방된 수평 배관(111)과, 수평 배관(111)의 하부에서 하방으로 수직하게 분기되어 연설되는 수직 배관(112)이 일체로 구비된 T형 배관 몸체로 이루어지며, 수평 배관(111)의 개방된 양단부에는 후술될 유체공급 어댑터(170)의 추진체 결합부(173a,173b)가 각각 탈부착 가능하게 결합 또는 분리되기 위한 어댑터 결합부(111a)가 각각 형성되어 유체 이송부(10)에서 이송되는 유체가 유체공급 어댑터(170)를 통해 측면에서 각각 유입될 수 있도록 구성되고, 수직 배관(112)의 말단부에는 노즐의 결합 또는 분리를 위한 노즐 결합부(112a)가 형성되어 오리피스 노즐부(120)가 탈부착 가능하게 결합되거나 분리될 수 있도록 구성된다. 또한 이러한 추진체 몸체부(110)에는 드론의 랜딩기어(20)에 거치되거나 탈부착 가능하게 결합 또는 분리되기 위한 드론 착탈부(113)가 수평 배관(111)의 양측에 각각 구비될 수 있으며, 이로써 추진체 몸체부(110)는 드론 착탈부(113)를 통해 드론의 하부에 부착됨으로써 드론의 추력 보강 및 드론을 이용한 유체 분사체로 사용할 수 있게 되어 드론의 비행 자세 안정화에 기여할 수 있다.
여기서 수평 배관(111)의 분기된 단부는 하나의 수직 배관(112)에 대하여 예를 들면 4분기(쿼드콥터형), 6분기(헥사콥터형), 8분기(옥타콥터형) 등으로 균등하게 이격 분기된 형태로 형성될 수도 있다. 이 경우 수평 배관(111)과 수직 배관(112)의 연결부 내부에 수평 배관(111)의 각 단부를 통해 동시에 유입되는 유체를 하나의 수직 배관(112)으로 용이하게 안내하는 가이드벽이 형성되어 유체가 혼합 유입되는 것을 용이하게 안내하도록 구성될 수도 있다.
오리피스 노즐부(120)는 도 1 및 도 3에 예시된 바와 같이 수직배관(112) 단부의 노즐 결합부(112a)에 탈부착 가능하게 결합되며 관로의 도중에 관경(내부 직경)이 축소 및 확장되는 오리피스(121a)를 형성하여 오리피스 전후의 압력차에 의해 관로 내 유체의 속도를 증가시켜 유체를 분사하도록 구성되고, 오리피스(121a)의 관경이 확장되는 부분에는 관로 내부로 상부 공기가 유입되거나 후술될 약액 혼합부(150)에서 유체가 유입될 수 있는 복수 개의 공기 유입구(122b)를 형성하여 오리피스 전후의 압력차에 의해 증가된 속도로 유체를 고속분사하게 되면서 그 유체 주변에 형성되는 저압으로 상부 공기를 흡입한 후 관로 내 유체와 함께 하방으로 분사하여 유체 분사에 의한 추진력을 보강할 수 있도록 구성되며, 말단부에 유체 분사구(122d)를 구비하여 오리피스(121a) 전후의 압력차에 의해 관로 내부의 유량 및 유속을 조절하여 유체를 분사한다. 이러한 오리피스 노즐부(120)의 유체 분사구(122d) 내주면에는 분사구에서 분사되는 유체에 회전력을 발생시키기 위한 강선(腔線; Rifling)(122e)이 형성되어 유체를 회전시켜 분사하도록 구성될 수 있다.
이러한 오리피스 노즐부(120)는 노즐 가공 공정의 단순화 및 비용 절감을 위하여 축소노즐부(121)와 확장노즐부(122)로 그 몸체가 구분되어 구성될 수 있다.
축소노즐부(121)는 말단으로 갈수록 관경이 축소되는 관로를 형성하는 몸체로서, 몸체의 말단부에는 오리피스(121a)를 형성하고 몸체의 선단부 내주면에는 배관결합부(121b)가 형성되어 이를 통해 수직 배관(112) 말단부의 노즐결합부(112b)에 탈부착 가능하게 결합되며 몸체의 말단부 외주면에는 확장노즐부(122)와의 결합 또는 분리를 위한 확장노즐 결합부(121c)가 형성된다.
확장노즐부(122)는 말단으로 갈수록 관경이 확장되었다가 축소된 후 다시 확장되는 관로를 형성하는 몸체로서, 몸체의 선단부에는 관경이 확장된 후 다시 축소되는 관경 확장부(122a)를 형성하고 몸체의 선단부 내주면에는 축소노즐 결합부(122c)가 형성되어 이를 통해 축소노즐부(121) 말단부의 확장노즐 결합부(121c)에 탈부착 가능하게 결합되며 관경 확장부(122a)의 관경이 확장된 몸체 부분에는 관로 내부로 상부의 외부 공기가 유입되거나 또는 후술될 약액 혼합부(150)에서 유체가 유입될 수 있는 복수 개의 공기 유입구(122b)가 형성되고 관경 확장부(122a)의 관경이 축소된 몸체 부분에는 말단으로 갈수로 관경이 확장되어 축소노즐부(121)의 오리피스(121a) 전후의 압력차에 의해 관로 내 유체의 유량과 유속을 조절하여 분사하는 유체 분사구(122d)가 형성된다. 이때 확장노즐부(122)는 유체분사구(122d)의 내주면에 유체의 회전력을 발생시키기 위한 강선(122e)이 형성되어 유체를 회전시켜 분사하도록 구성되는 것이 바람직하다.
유체 가압부(130)는 수직 배관(112) 내부의 오리피스 노즐부(120) 전단부에 설치되며, 후술될 제어부(140)에서 전달되는 모터 제어신호에 의해 동작이 제어되어 관로 내 유체를 가압 송출 또는 차단한다. 이를 위하여 유체 가압부(130)는 임펠러(131)와 임펠러 구동모터(132)로 구성될 수 있으며, 도 1 내지 도 3에 예시되어 있다. 임펠러(131)는 임펠러 구동모터(132)에 연결된 동력 전달축(132a)과 일체로 회전 가능하게 고정 부착되어 수직 배관(112)의 내부에 삽입 설치되며 배관 내부에서의 회전동작에 의해 관로 상의 유체를 회전 및 가압하여 오리피스 노즐부(120) 측으로 공급하거나 차단한다. 이러한 임펠러(131)에는 회전 축 중심을 이루는 드럼의 외주면에 도 2의 (a)에 예시된 바와 같이 관로 상의 유체를 제1방향으로 회전 및 가압하기 위한 다수 개의 수차날개(131c), 또는 도 2의 (b)에 예시된 바와 같이 제1방향과 반대인 제2방향으로 회전 및 가압하기 위한 다수 개의 수차날개(131d)가 형성될 수 있다. 또한 이러한 임펠러(131)는 도 3에 예시된 바와 같이 임펠러 구동모터(132)의 동력 전달축(132a)을 따라 그 길이방향으로 일정 간격 이격되게 배치되는 다단 임펠러(131a,131b)로 구성될 수 있다. 이 경우 다단 임펠러(131a,131b)는 동일 방향의 수차날개를 가진 임펠러로 구성되는 것이 바람직하다.
임펠러 구동모터(132)는 제어부(140)의 모터 제어신호에 의해 구동 또는 정지되며, 동력 전달축(132a)을 구비하되 동력 전달축(132a)의 단부가 수평 배관(111)의 몸체를 상부에서 관통하여 임펠러(131)의 회전중심인 드럼으로 직접 연결되어 모터의 동력을 임펠러에 직접 전달하도록 구성된다.
제어부(140)는 추진체 몸체부(110)의 상부 또는 그 일측부에 설치되며, 유체 가압부(130)의 유체 가압 또는 차단 동작을 제어하기 위한 임펠러 구동모터(132)에 제어신호를 출력하여 오리피스 노즐부(120)에서 분사되는 유체의 분사량 또는 분사압력을 조절함으로써 추진체 몸체부(120)를 조종 의지에 따라 움직이도록 제어한다. 또한 이러한 제어부(140)는 유체 가압부(130)의 유체 가압 또는 차단 동작을 제어하기 위한 임펠러 구동모터(132) 제어신호와 함께 후술될 약액 혼합부(150)의 개폐밸브(151) 제어신호를 출력하여 오리피스 노즐부(120)에서 분사되는 유체의 분사량 또는 분사압력을 조절함으로써 추진체 몸체부(120)를 조종 의지에 따라 움직이도록 제어하면서 약액 혼합부(150)의 약액이 오리피스 노즐부(120) 내의 오리피스(121a) 전후 압력차에 의해 공기 유입구(122b)를 통해 노즐 내부로 자동 유입되도록 하여 약액이 혼합된 유체가 분사될 수 있게 한다.
또한 이러한 제어부(140)는 유체분사 조절부(180)의 유체 단속 동작을 제어하기 위한 서보모터(182)에 제어신호를 출력하여 유체분사 조절부(180)의 차단블록(183)의 신축길이 또는 좌우 회동 각도를 제어함으로써 오리피스 노즐부(120)의 유체 분사구(122d)에서 분사되는 유체의 분사량 또는 방향을 조절하여 추진체의 추진력을 보강 또는 감소시킬 수 있으며, 이로써 추진체 몸체부(120)를 조종 의지에 따라 움직이도록 제어할 수 있게 된다.
약액 혼합부(150)는 도 4 및 도 5에 예시된 바와 같이 추진체 몸체부(110)의 수평 배관(111)과 오리피스 노즐부(120)의 공기 유입구(122b) 사이에 설치되며, 약제 또는 비누액 중 어느 하나의 약액을 오리피스 노즐부(120)로 공급한다. 이를 위하여 추진체 몸체부(110)의 수평 배관(111)과 오리피스 노즐부(120)의 공기 유입구(122b) 사이에는 수평 배관(111)으로 유입된 유체가 바이패스될 수 있는 보조배관(114)이 수평 배관(111)에서 분기되어 형성되고, 이러한 보조배관(114) 상에는 제어부(140)의 제어신호에 의해 보조배관(114)의 관로를 개폐하기 위한 개폐밸브(151)와, 약제 또는 비누액 중 어느 하나의 약액이 저장되는 약액통(152)이 설치된다. 보조배관(114)의 종단부는 오리피스 노즐부(120)의 공기 유입구(122b)로 연결되어, 개폐밸브(151)의 개방 및 오리피스 노즐부(120)의 작동시 발생되는 오리피스(121a) 전후의 압력차에 의해 보조배관(114)의 관로 내 유체가 오리피스 노즐부(120)의 공기 유입구(122b)를 통해 노즐 내부로 자동 유입되어 유체 분사구(122d)를 통해 혼합 분사되도록 구성된다.
유체공급 어댑터(170)는 유체 이송부(10)와 추진체 몸체부(110) 사이에 연결되며, 유체 이송부(10)에서 이송되는 유체를 분기시켜 추진체 몸체부(110)의 수평 배관(111) 양측으로 공급하여 추진체 몸체부(110)의 균형을 유지시킨다. 이를 위하여 유체공급 어댑터(170)는 유체 이송부(10)의 연결부재(12)에 탈부착 가능하게 결합 또는 분리되기 위한 연결부재 결합부(171)와, 연결부재 결합부(171)와 공통으로 연결되는 내부 유로를 형성하되 내부 유로에 유입된 유체를 서로 다른 다수 개의 유로로 각각 분기시켜 송출하는 다수 개의 유체 분기관(172a,172b), 및 각 유체 분기관(172a,172b)의 단부에 각각 설치되며 추진체 몸체부(110)의 수평 배관(111) 양측의 어댑터 결합부(111a)에 각각 탈부착 가능하게 결합 또는 분리되기 위한 추진체 결합부(173a,173b)를 구비하여 구성된다. 여기서 유체공급 어댑터(170)의 연결부재 결합부(171)는 유체 이송부(10)의 연결부재(12)와 스위블 조인트로 결합되어 자유로운 선회 동작이 가능하도록 함으로써 호스의 꼬임을 방지할 수 있게 구성되는 것이 바람직하다. 또한 유체공급 어댑터(170)의 각 유체 분기관(172a,172b)은 주름관으로 형성하여 자유로운 휨 또는 접힘 동작이 가능하도록 함으로써 드론에 부착된 상태에서 드론이 비행동작하는 경우 추진체 몸체부(110)가 유체 이송부(10)의 연결부재(12)를 기준으로 하여 어느 한쪽으로 편심되는 경우에도 유체공급 어댑터(170)의 각 유체 분기관(172a,172b) 전체가 부드러운 관절 역할을 수행할 수 있게 하여 제어부(140)가 추진체 몸체부(110)의 자세 유지를 용이하게 제어할 수 있게 한다. 여기서 유체공급 어댑터(170)의 유체 분기관(172a,172b)의 개수는 수평 배관(111)에 형성되는 단부의 개수와 동일하게 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들면 수평 배관(111)이 4분기(쿼드콥터형), 6분기(헥사콥터형), 8분기(옥타콥터형)된 단부를 갖는 경우 유체공급 어댑터(170)의 각 유체 분기관(172a,172b)도 4개, 6개, 8개 등으로 구성될 수 있다.
유체 분사 조절부(180)는 오리피스 노즐부(120)의 관로 말단에 탈부착 가능하게 설치되며 노즐에서 분사되는 유체의 분사량과 방향을 제어하어 노즐에서의 유체 분사에 의한 추진력의 세기와 방향을 제어하며, 이를 위하여 유체분사 조절부(180)는 도 3 및 도 5에 예시된 바와 같이 노즐 연결부(181), 서보모터(182), 및 차단블록(183)을 포함하여 구성될 수 있다.
노즐 연결부(181)는 오리피스 노즐부(120)의 말단에 탈부착 가능하게 결합되어 설치되며 오리피스 노즐부(120)의 몸체 내측으로 관통하도록 차단블록(183)을 지지시켜 고정하는 역할을 한다.
서보모터(182)는 노즐 연결부(181)의 외주면에 설치되며 제어부의 제어신호 또는 외부의 원격 제어신호에 의해 구동되어 동력을 발생시키며 차단블록의 신축 또는 좌우 회동을 위한 동력을 제공한다.
도 6의 (a)와 (b)는 유체분사 조절부의 차단블록 실시형태를 예시한 참고도로서, 차단블록(183)은 노즐 연결부(181)에 의해 지지 및 고정되어 설치되되 오리피스 노즐부(120)의 관로 내 유체 흐름을 단속하여 노즐에서의 유체 분사에 의한 추진력의 세기와 방향을 조절할 수 있도록 관로의 몸체를 수직으로 관통하게 복수 개가 설치되며, 서보모터(182)에 의해 신축 또는 좌우 회동하여 관로 내 유체흐름을 단속하여 추진력의 세기와 방향을 제어한다. 이러한 차단블록(183)은 도 6의 (a)에 예시된 바와 같이 서보모터(182)에 의해 관로의 중심방향으로 길이가 신축되어 노즐에서의 유체 분사에 의한 추진력의 세기와 방향을 제어하는 절첩식 또는 확장식 다단 구조의 차단봉(183a)으로 구성되거나, 또는 도 6의 (b)에 예시된 바와 같이 서보모터(182)에 의해 관로의 내부에서 좌우로 회동하여 노즐에서의 유체 분사에 의한 추진력의 세기와 방향을 제어할 수 있도록 면적을 갖는 좌우 회동식 구조의 차단판(183b) 중의 어느 하나로 구성될 수 있으며, 오리피스 노즐부(120)의 관로 몸체의 원주방향을 따라 균등간격으로 이격되게 설치되는 것이 바람직하다. 또한 이러한 차단블록(183)은 오리피스 노즐부(120)의 관로 몸체의 원주방향을 따라 적어도 4개 이상 설치되어 오리피스 노즐부(120)의 관로 내 유체의 흐름을 추진체의 비행 방향에 따라 전, 후, 좌, 우 각 방향으로 구분하여 각각 단속할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 이 경우 서보모터의 개수도 각각의 차단블록의 개수에 대응하도록 설치되는 것이 바람직하다.
이상과 같이 구성되는 본 발명의 드론 부착형 유체 분사용 추진체의 전체적인 동작 및 그에 의한 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 유체이송부(10)는 지상의 고압 살수용 또는 방역용 또는 소방용 등의 차량이나 수상의 선박 등의 유체 공급원에 연결하고, 호스(11)의 종단부에 설치된 연결부재(12)를 유체공급 어댑터(170)의 말단부에 형성된 연결부재 결합부(171)와 긴밀하게 연결함으로써 유체 공급원의 유체가 유체 이송부(10)를 통해 유체 공급 어댑터(170)까지 송출될 수 있게 하고, 이어서 유체공급 어댑터(170)의 추진체 결합부(173a,173b)를 추진체 몸체부(110)의 수평 배관(111)의 각 단부에 형성된 어댑터 결합부(111a)와 긴밀하게 연결하여 유체 공급원의 유체가 유체 이송부(10) 및 유체공급 어댑터(170)를 통해 추진체 몸체부(110)의 수평 배관(111) 각 단부까지 분기 송출될 수 있게 한다.
상기와 같이 유체 이송부(10)와 유체공급 어댑터(170) 및 추진체 몸체부(110)가 연결된 상태에서 축소노즐부(121)와 확장노즐부(122)가 관로의 길이방향으로 결합된 오리피스 노즐부(120)를 수직 배관(112)의 말단부에 탈부착 가능하게 결합하고, 확장노즐부(122)의 공기 유입구(122b)에는 분기배관(114)을 통해 약액 혼합부(150)를 연결하여 약액 혼합부(150)의 유체와 외부 공기가 함께 유입될 수 있도록 구성한다.
이후 유체 이송부(10)에서 펌프 등을 구동하여 유체공급 어댑터(170)로 유체를 공급하게 되면 유체공급 어댑터(170)에서는 연결부재 결합부(171)를 통해 유입된 유체를 다수 개의 유체 분기관(172a,172b)에서 각각 균등 분기시켜 추진체 몸체부(110)의 수평 배관(111) 각 단부로 유체를 지속적으로 분기 공급할 수 있게 되며, 수평 배관(111)의 각 단부에서 유체가 유입되면 수평 배관(111)으로 유입된 유체는 가이드벽에 의해 안내되어 수직 배관(112) 측으로 유출된다.
이와 같이 수직 배관(112)으로 유체가 유입되면 유체 가압부(130)의 임펠러(131)는 제어부(140)에서 전달되는 모터 제어신호에 의해 동작이 제어되어 오리피스 노즐부(120)로 전달되는 관로 내 유체를 가압 송출 또는 차단할 수 있게 된다. 이때 유체 가압부(130)의 임펠러(131)는 도 2에 예시된 바와 같이 회전 축 중심을 이루는 드럼의 외주면에 다수 개의 수차날개(131c)가 형성되어 관로 상의 유체를 제1방향, 또는 제1방향과 반대인 제2방향으로 회전 및 가압 송출할 수 있게 되며, 도 3에 예시된 바와 같이 임펠러(131)가 다단 임펠러(131a,131b)로 구성되는 경우 회전 및 가압력을 보강할 수 있게 된다.
이로써 본 발명의 드론부착형 유체분사용 추진체는 지상 또는 수상의 유체 공급원에서 유체 이송부(10)와 유체 공급 어댑터(170) 및 추진체 몸체부(110)를 통해 공급되는 유체를 오리피스 노즐부(120)를 통해 가압 및 회전시켜 분사하여 추진력을 발생시키게 된다.
한편, 오리피스 노즐부(120)는 수직 배관(112)의 노즐 결합부(112a)에 탈부착 가능하게 결합 또는 분리되도록 구성되고 관로의 도중에 관경(내부 직경)이 축소 및 확장되는 오리피스(121a)가 형성되어 오리피스 전후의 압력차에 의해 관로 내부의 유량 및 유속을 조절하여 유체를 분사할 수 있게 구성된다. 따라서 오리피스 노즐부(120)가 수직 배관(112)의 노즐 결합부(112a)에 결합되어 있는 경우에 본 발명의 드론부착형 유체분사용 추진체는 유체가압부(130)의 임펠러(131)에 의한 관로 내 유체의 회전 및 가압 동작과, 오리피스 노즐부(120)의 오리피스(121a) 전후의 관로 내 압력차, 및 유체분사구(122d) 내주면에 형성된 강선(122e)에 의한 유체의 회전력 및 가압력에 의해 유체를 고압으로 가압 및 회전시켜 유체분사구(122d)를 통해 분사할 수 있게 된다.
특히, 오리피스 노즐부(120)에서는 오리피스(121a)의 관경이 확장되는 부분에 복수 개의 공기 유입구(122b)가 형성되어 있게 되므로, 유체 분사시 이러한 복수 개의 공기 유입구(122b)를 통해 오리피스 전후의 압력차에 의해 증가된 속도로 유체를 고속분사하게 되면서 그 유체 주변에 형성되는 저압으로 상부 공기를 흡입할 수 있게 되며, 이렇게 흡입된 상부 공기는 관로 내 유체와 함께 하방으로 가압 분사될 수 있게 되므로, 유체 분사에 의한 추진력을 보강할 수 있게 된다.
상기와 같이 오리피스 노즐부(120)가 수직 배관(112)의 노즐 결합부(112a)에 결합되어 있는 상태에서 추진체 몸체부(110)의 수평 배관(111)과 오리피스 노즐부(120)의 공기 유입구(122b) 사이에 도 4 및 도 5에 예시된 바와 같이 유체가 바이패스되는 보조배관(114)이 설치되고, 보조배관(114) 상에 제어부(140)의 제어신호에 의해 보조배관(114)의 관로를 개폐하기 위한 개폐밸브(151)와 약제 또는 비누액 중 어느 하나의 약액이 저장되는 약액통(152)이 설치되어 오리피스 노즐부(120)의 공기유입구(122b)로 연결되어 있는 경우, 제어부(140)에 의한 개폐밸브(151)의 개방 및 오리피스 노즐부(120)의 작동이 이루어지게 되면 유체분사구(122d)에서 발생되는 유체 분사동작에 의해 오리피스(121a) 전후에는 관로 내 압력차가 발생하게 되고 그 압력차에 의해 보조배관(114)의 관로 내 유체(약액)는 오리피스 노즐부(120)의 공기 유입구(122b)로 자동 유입될 수 있게 된다. 이러한 약액의 자동 유입 동작에 의해 오리피스 노즐부(120)에서는 약액통(152) 내의 약제 또는 비누액 중 어느 하나의 약액이 유체 가압부(130)에서 회전 및 가압 송출되는 유체와 함께 혼합되어 고압 분사될 수 있게 된다.
또한 본 발명에서 오리피스 노즐부(120)의 관로 말단부에는 유체분사 조절부(180)가 탈부착 가능하게 설치되고, 노즐 연결부(181)에 의해 오리피스 노즐부(120)의 몸체 내측으로 관통하도록 복수 개의 차단블록(183)이 지지 및 고정되어 설치되며, 이들 복수 개의 차단블록(183)이 신축 가능한 차단봉(183a) 또는 좌우 회동 가능한 차단판(183b)으로 구성되어 제어부(140)의 제어신호 또는 외부 제어신호에 의해 구동되는 서보모터(182)에 의해 관로 내부에서 신축 또는 좌우 회동하면서 노즐에서의 유체의 분사량과 방향을 조절할 수 있게 되므로, 복수 개의 차단블록(183)에 의한 노즐에서의 유체 분사량과 방향 제어를 통해 추진체의 추진력 세기와 방향을 조절할 수 있게 된다.
한편, 상기와 같은 각 실시 형태의 본 발명의 드론부착형 유체분사용 추진체는 추진체 몸체부(110)가 드론 착탈부(113)를 통해 드론에 부착됨으로써 드론의 추력 보강 또는 드론을 이용한 유체 분사체로 사용하여 드론의 비행 자세 안정화 및 드론의 용도 확장에 기여할 수 있게 된다.
마지막으로 본 발명의 드론부착형 유체분사용 추진체에는 유체공급 어댑터(170)가 유체 이송부(10)와 추진체 몸체부(110) 사이에 탈부착 가능하게 연결될 수 있게 되므로, 유체 이송부(10)에서 이송되는 유체를 유체공급 어댑터(170)가 중간에서 다수 개의 유체 분기관(172a,172b)으로 균등 분기시켜 추진체 몸체부(110)의 수평 배관(111) 양측으로 각각 균등하게 공급할 수 있게 되며, 따라서 추진체 몸체부(110)의 균형을 유지시킬 수 있게 된다. 이때 유체공급 어댑터(170)는 연결부재 결합부(171)를 통해 유체 이송부(10)의 연결부재(12)와 스위블 조인트로 결합되어 자유로운 선회 동작이 가능하게 되므로 드론의 회전에 의한 편심이 발생하게 되더라도 스위블 조인트 결합에 의한 자유로운 선회 동작으로 호스의 꼬임을 방지할 수 있게 된다. 또한 본 발명의 유체공급 어댑터(170)는 각 유체 분기관(172a,172b)이 주름관으로 형성되어 자유로운 휨 또는 접힘 동작이 가능하게 되므로, 드론의 편심 운항시 추진체 몸체부(110)가 유체 이송부(10)의 연결부재(12)를 기준으로 하여 어느 한쪽으로 편심되게 이동하는 경우에도 유체공급 어댑터(170)의 각 유체 분기관(172a,172b) 전체가 부드러운 관절 역할을 수행할 수 있게 되어 제어부(140)에 의한 추진체 몸체부(110)의 자세 유지가 용이하게 제어될 수 있게 된다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 단독 또는 별개의 공급관을 사용하는 것으로 한정되는 것도 아니고, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허 청구 범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10 : 유체이송부 11 : 호스
12 : 연결부재 20 : 랜딩기어
110 : 추진체 몸체부 111 : 수평 배관
111a : 어댑터 결합부 112 : 수직 배관
112a : 노즐 결합부 113 : 드론 착탈부
114 : 보조배관 120 : 오리피스 노즐부
121 : 축소 노즐부 121a : 오리피스
121b : 배관 결합부 121c : 확장노즐 결합부
122 : 확장 노즐부 122a : 관경 확장부
122b : 공기 유입구 122c : 축소노즐 결합부
122d : 유체분사구 122e : 강선
130 : 유체 가압부 131 : 임펠러
131a,131b : 다단 임펠러 131c,131d : 수차날개
132 : 임펠러 구동모터 132a : 동력 전달축
140 : 제어부 150 : 약액 혼합부
151 : 개폐밸브 152 : 약액통
170 : 유체공급 어댑터 171 : 연결부재 결합부
172a,172b : 유체 분기관 173a,173b : 추진체 결합부
180 : 유체분사 조절부 181 : 노즐 연결부
182 : 서보모터 183 : 차단블록
183a : 차단봉 183b : 차단판
12 : 연결부재 20 : 랜딩기어
110 : 추진체 몸체부 111 : 수평 배관
111a : 어댑터 결합부 112 : 수직 배관
112a : 노즐 결합부 113 : 드론 착탈부
114 : 보조배관 120 : 오리피스 노즐부
121 : 축소 노즐부 121a : 오리피스
121b : 배관 결합부 121c : 확장노즐 결합부
122 : 확장 노즐부 122a : 관경 확장부
122b : 공기 유입구 122c : 축소노즐 결합부
122d : 유체분사구 122e : 강선
130 : 유체 가압부 131 : 임펠러
131a,131b : 다단 임펠러 131c,131d : 수차날개
132 : 임펠러 구동모터 132a : 동력 전달축
140 : 제어부 150 : 약액 혼합부
151 : 개폐밸브 152 : 약액통
170 : 유체공급 어댑터 171 : 연결부재 결합부
172a,172b : 유체 분기관 173a,173b : 추진체 결합부
180 : 유체분사 조절부 181 : 노즐 연결부
182 : 서보모터 183 : 차단블록
183a : 차단봉 183b : 차단판
Claims (16)
- 지상 또는 수상의 유체 공급원으로부터 유체이송부(10)를 통해 공급되는 유체를 고압 분사하여 추진력을 발생시키는 추진체에 있어서,
양단부가 개방된 수평 배관(111)과, 수평 배관(111)의 하부에서 수직 배관(112)이 분기된 배관 몸체로서, 수평 배관(111)의 양단부에서 유체가 유입되고 수직 배관(112)을 통해 하부로 유체를 송출하며, 수평 배관(111)의 양측이 드론의 랜딩기어(20)에 거치되거나 탈부착되어 드론과 결합 또는 분리되는 추진체 몸체부(110);
상기 수직 배관(112)의 말단부에 탈부착 가능하게 결합되며 관로의 도중에 관경이 축소 및 확장되는 오리피스(121a)를 형성하여 오리피스 전후의 압력차에 의해 관로 내 유체의 속도를 증가시켜 유체를 분사하고 상기 오리피스(121a)의 관경이 확장되는 부분에 관로 내부로 상부 공기가 유입될 수 있는 복수 개의 공기 유입구(122b)를 형성하여 오리피스 전후의 압력차에 의해 증가된 속도로 유체를 고속분사하게 되면서 그 유체 주변에 형성되는 저압으로 상부 공기를 흡입한 후 관로 내 유체와 함께 하방으로 분사하여 유체 분사에 의한 추진력을 보강하는 오리피스 노즐부(120);
상기 수직 배관(112) 내부의 오리피스 노즐부(120) 전단부에 설치되며, 제어부(140)에서 전달되는 모터 제어신호에 의해 동작이 제어되어 관로 내 유체를 가압 송출 또는 차단하는 유체 가압부(130);
상기 추진체 몸체부(110)의 수평 배관(111) 상부에 구비되며, 상기 유체 가압부(130)의 유체 가압 송출 또는 차단 동작을 제어하기 위한 모터 제어신호를 조절하여 추진체 몸체부(110)를 조종 의지에 따라 움직이도록 제어하는 제어부(140); 및
상기 유체 이송부(10)와 추진체 몸체부(110) 사이에 연결되며 상기 유체 이송부(10)에서 이송되는 유체를 분기시켜 상기 추진체 몸체부(110)의 수평 배관(111) 양측으로 공급하여 상기 추진체 몸체부(110)의 균형을 유지시키는 유체공급 어댑터(170);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 드론 부착형 유체 분사용 추진체. - 제1항에 있어서,
상기 오리피스 노즐부(120)의 관로 말단에 탈부착 가능하게 설치되며, 노즐에서 분사되는 유체의 분사량과 방향을 제어하여 추진력의 세기와 방향을 조절하는 유체분사 조절부(180);를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 드론 부착형 유체 분사용 추진체. - 제1항에 있어서, 상기 추진체 몸체부(110)는,
수평 배관(111)의 양단부에 유체공급 어댑터(170)의 추진체 결합부(173a,173b)가 각각 탈부착 가능하게 결합 또는 분리되기 위한 어댑터 결합부(111a)가 각각 형성되어 유체공급 어댑터(170)를 통해 유체가 유입될 수 있도록 구성되고, 수직 배관(112)의 말단부에 노즐의 결합 또는 분리를 위한 노즐 결합부(112a)가 형성되어 오리피스 노즐부(120)가 탈부착 가능하게 결합되도록 구성되며, 수평 배관(111)의 양측에 드론의 랜딩기어에 거치되거나 탈부착되기 위한 드론 착탈부(113)가 형성되어 드론 착탈부(113)를 통해 드론과 결합되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 드론 부착형 유체 분사용 추진체. - 제1항에 있어서, 상기 유체 가압부(130)는,
상기 수직 배관(112)의 내부에 회전 가능하게 삽입되어 설치되며 배관 내부에서의 회전동작에 의해 관로 상의 유체를 회전 및 가압하여 오리피스 노즐부(120) 측으로 공급하거나 차단하는 임펠러(131); 및
상기 제어부(140)의 모터 제어신호에 의해 구동 또는 정지되며, 동력 전달축(132a)을 구비하되 동력 전달축(132a)의 단부가 상기 수평배관(111)의 몸체를 상부에서 관통하여 상기 임펠러(131)의 회전중심인 드럼에 직접 연결되어 모터의 동력을 임펠러에 전달하는 임펠러 구동모터(132);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 드론 부착형 유체 분사용 추진체. - 제4항에 있어서, 상기 임펠러(131)는,
회전 축 중심을 이루는 드럼의 외주면에 관로 상의 유체를 일정 방향으로 회전 및 가압하기 위한 다수 개의 수차날개(131c)가 형성되는 것을 특징으로 하는 드론 부착형 유체 분사용 추진체. - 제4항에 있어서, 상기 임펠러(131)는,
상기 동력 전달축(132a)에 의해 지지되어 일체로 회전 가능하게 설치되되 동력 전달축(132a)의 길이방향을 따라 일정 간격 이격되게 배치되는 다단 임펠러(131a,131b)로 구성되는 것을 특징으로 하는 드론 부착형 유체 분사용 추진체. - 제6항에 있어서, 상기 다단 임펠러(131a,131b)는,
동일 방향의 수차날개를 가진 임펠러인 것을 특징으로 하는 드론 부착형 유체 분사용 추진체. - 제1항에 있어서, 상기 오리피스 노즐부(120)는,
말단으로 갈수록 관경이 축소되는 관로를 형성하는 몸체의 말단부에 오리피스(121a)를 형성하고 몸체의 선단부 내주면에 배관결합부(121b)가 형성되어 이를 통해 상기 수직 배관(112)의 말단부에 탈부착 가능하게 결합되며 몸체의 말단부 외주면에 확장노즐부(122)와의 결합 또는 분리를 위한 확장노즐 결합부(121c)가 형성되는 축소노즐부(121);
관로를 형성하는 몸체의 선단부에 관경이 확장된 후 다시 축소되는 관경 확장부(122a)를 형성하고 몸체의 선단부 내주면에 축소노즐 결합부(122c)가 형성되어 이를 통해 상기 축소노즐부(121) 말단부의 확장노즐 결합부(121c)에 탈부착 가능하게 결합되며 상기 관경 확장부(122a)의 관경이 확장된 몸체 부분에는 관로 내부로 외부 공기가 유입될 수 있는 복수 개의 공기 유입구(122b)가 형성되고 관경 확장부(122a)의 관경이 축소된 몸체 부분에는 말단으로 갈수로 관경이 확장되어 상기 축소노즐부(121)의 오리피스(121a) 전후의 압력차에 의해 관로 내 유체의 유량과 유속을 조절하여 분사하는 유체 분사구(122d)가 형성되는 확장노즐부(122);로 구성되는 것을 특징으로 하는 드론 부착형 유체 분사용 추진체. - 제8항에 있어서, 상기 확장노즐부(122)는,
유체분사구(122d)의 내주면에 유체의 회전력을 발생시키기 위한 강선(122e)이 형성되어 유체를 회전시켜 분사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 드론 부착형 유체 분사용 추진체. - 제2항에 있어서, 상기 유체 분사 조절부(180)는,
상기 오리피스 노즐부(120)의 말단에 탈부착 가능하게 결합되어 설치되며 오리피스 노즐부(120)의 몸체 내측으로 관통하도록 차단블록을 지지시켜 고정하는 노즐 연결부(181);
상기 노즐 연결부(181)의 외주면에 설치되며 제어부의 제어신호 또는 외부 제어신호에 의해 구동되어 차단블록에 동력을 제공하는 서보모터(182); 및
상기 노즐 연결부(181)에 의해 지지 및 고정되어 설치되되 오리피스 노즐부(120)의 관로 내 유체 흐름을 단속할 수 있도록 관로의 몸체를 수직으로 관통하게 설치되며 상기 서보모터(182)에 의해 신축 또는 좌우 회동하여 노즐에서의 유체의 분사량과 방향을 제어하는 차단블록(183);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 드론 부착형 유체 분사용 추진체. - 제10항에 있어서, 상기 차단블록(183)은,
상기 서보모터에 의해 관로의 중심방향으로 길이가 신축되어 관로 내 유체의 분사량과 방향을 제어하는 차단봉(183a) 또는 상기 서보모터에 의해 관로의 내부에서 좌우로 회동하여 관로 내 유체의 분사량과 방향을 제어하는 차단판(183b) 중의 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 드론 부착형 유체 분사용 추진체. - 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 추진체 몸체부(110)의 수평 배관(111)과 상기 오리피스 노즐부(120)의 공기 유입구(122b) 사이에는 약제 또는 비누액 중 어느 하나의 약액을 상기 오리피스 노즐부(120)로 공급하기 위한 약액 혼합부(150);가 설치되는 것을 특징으로 하는 드론 부착형 유체 분사용 추진체. - 제12항에 있어서, 상기 추진체 몸체부(110)는,
수평 배관(111)으로 유입된 유체가 바이패스될 수 있는 보조배관(114)이 수평 배관(111)에서 분기되어 형성되되 보조배관(114)의 종단이 수직 배관(112)에 결합된 상기 오리피스 노즐부(120)의 공기 유입구(122b)로 연결되도록 형성되며,
상기 약액 혼합부(150)는,
상기 보조배관(114) 상에 설치되되 상기 제어부(140)의 제어신호에 의해 보조배관(114)의 관로를 개폐하기 위한 개폐밸브(151)와, 약제 또는 비누액 중 어느 하나의 약액이 저장되는 약액통(152)으로 구성되어,
상기 개폐밸브(151)의 개방 및 상기 오리피스 노즐부(120)의 오리피스(121a) 전후의 압력차에 의해 보조배관(114)의 관로 내 유체가 오리피스 노즐부(120)의 공기 유입구(122b)를 통해 오리피스 노즐부(120)의 관로 내부로 자동 유입되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 드론 부착형 유체 분사용 추진체. - 제1항에 있어서, 상기 유체공급 어댑터(170)는,
상기 유체 이송부(10)의 연결부재(12)와 탈부착 가능하게 결합되는 연결부재 결합부(171);
상기 연결부재 결합부(171)와 공통으로 연결되는 내부 유로를 형성하되 내부 유로에 유입된 유체를 서로 다른 다수 개의 유로로 각각 분기시켜 송출하는 다수 개의 유체 분기관(172a,172b); 및
상기 각 유체 분기관(172a,172b)의 단부에 각각 설치되며 추진체 몸체부(110)의 수평 배관(111) 양단부에 각각 탈부착 가능하게 결합 또는 분리되기 위한 추진체 결합부(173a,173b);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 드론 부착형 유체 분사용 추진체. - 제14항에 있어서, 상기 유체공급 어댑터(170)는,
다수 개의 유체 분기관(172a,172b)이 주름관으로 형성되는 것을 특징으로 하는 드론 부착형 유체 분사용 추진체. - 제14항에 있어서, 상기 유체공급 어댑터(170)의 연결부재 결합부(171)는,
상기 유체 이송부(10)의 연결부재(12)와 스위블 조인트로 결합되어 자유로운 선회 동작에 의해 호스의 꼬임을 방지할 수 있게 구성되는 것을 특징으로 하는 드론 부착형 유체 분사용 추진체.
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