KR100951642B1 - 유체의 회전 및 와류효과에 의한 열발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체의 회전 및 와류효과에 의한 열발생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유체의 압축과 마찰 및 충돌에 의해 발생하는 열에너지를 활용하여 별도의 열원 없이 열을 발생시켜 에너지 절감 효과가 탁월하고 경제성이 우수한 열발생장치에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명에 따른 유체의 회전 및 와류효과에 의한 열발생장치에 의하면, 내부로 유체가 공급되고, 제1유체분출공이 형성되며, 회전력을 받아 회전하여 공급된 유체가 제1유체분출공으로 분출되는 유체공급관과,

물공급관의 감싸면서 결합되어 연동되고, 제1유체분출공과 동일 위치 내지 동일 축선상에 제2유체분출공이 형성되어 제1유체분출공으로부터 분출된 유체가 통과하여 재분출되는 노즐바디와,

노즐바디와 간격을 두고 이격되고, 노즐바디를 감싸는 구조로 유체공급관에 고정되는 케이싱을 포함하고,

상기 케이싱의 내면으로는 다수개의 마찰돌기가 돌출되어 제2유체분출공으로부터 분출된 유체와 부딪치는 것을 특징으로 한다.

유체, 유체공급관, 노즐바디, 케이싱, 분쇄돌기, 마찰돌기

Description

유체의 회전 및 와류효과에 의한 열발생장치{.}

본 발명은 유체의 회전 및 와류효과에 의한 열발생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유체의 압축과 마찰 및 충돌에 의해 발생하는 열에너지를 활용하여 별도의 열원 없이 열을 발생시켜 에너지 절감 효과가 탁월하고 경제성이 우수한 열발생장치에 관한 것이다.

대한민국 등록특허공보 등록번호 제821935호 "와류 가열장치"

대한민국 등록특허공보 제222794호 "와류를 이용한 고효율 발열장치"

공지의 예로서 물의 와류현상을 이용하여 물을 가열하는 장치는 그동안 무수히 안출되었다.

대한민국 등록특허공보 등록번호 제821935호 "와류 가열장치", 대한민국 등 록특허공보 제222794호 "와류를 이용한 고효율 발열장치"가 개시되어 있다.

이러한 공지의 예들은 인입된 물이 외류실을 통과하면서 물의 분자간 결합의 변화 및 마찰로 인해 열에너지를 방출하거나, 회전하는 와류파이프를 통해 물이 분출하면서 변환된 분자변환을 통해 열에너지를 방출하는 구조로 이루어져 있다.

위와 같은 공지의 예들은 공통적으로 물이 공급되면 상대물이 회전하여 마찰열을 발생시키거나 단순히 물의 순환으로 인한 와류를 이용하는 방법이었다.

그러나, 상대물과의 충격으로 인한 물 또는 유체 분자의 변환, 마찰 및 운동에너지로 인한 발열을 이용하되, 물의 분출을 변형시켜 열에너지의 발생 효율을 증대시키기 위한 장치는 전무하였다.

따라서, 유체의 분출 및 이로 이한 마찰력을 최대화시키기 위한 상대물의 구조적 특성을 갖는 열발생장치의 안출이 절실히 요구되었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 근래에 들어 관심의 대상이되는 무공해, 고효율의 열발생장치의 요구에 대하여 유체의 운동에너지를 이용하여 열을 발생시키되, 에너지 절감 효과가 탁월하고 경제성이 우수한 와류효과에 의해 유체를 가열하는 열발생장치를 제공하는데 있다.

하나의 바람직한 실시 양태에 있어서 본 발명에 따른 유체의 회전 와류효과에 의한 열발생장치는 전술한 문제를 모두 해소하도록,

내부로 유체가 공급되고, 제1유체분출공이 형성되며, 회전력을 받아 회전하 여 공급된 유체가 제1유체분출공으로 분출되는 유체공급관과,

물공급관의 감싸면서 결합되어 연동되고, 제1유체분출공과 동일 위치 내지 동일 축선상에 제2유체분출공이 형성되어 제1유체분출공으로부터 분출된 유체가 통과하여 재분출되는 노즐바디와,

노즐바디와 간격을 두고 이격되고, 노즐바디를 감싸는 구조로 유체공급관에 고정되는 케이싱을 포함하고,

상기 케이싱의 내면으로는 다수개의 마찰돌기가 돌출되어 제2유체분출공으로부터 분출된 유체와 부딪치는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유체공급관의 내부는 유체가 공급될 수 있는 중공의 형상으로 이루어진 후 격면에 의해서 막힌 다음 중공의 형상으로 연장되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1유체분출공은 상기 유체공급관의 격면에 의해서 막히기 전의 중공 부분에 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 간격에 위치하는 유체공급관으로는 제1유체분출공이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 노즐바디의 외면으로는 다수개의 분쇄돌기가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 케이싱의 일측으로는 토출배관과 연결되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적 및 효과는 이하의 상세한 설명으로부터 명확하게 되 고, 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 상세한 설명 및 실시예는 본 발명의 범주를 제한하는 것이 아니다.

본 발명에 따른 유체의 회전 및 와류효과에 의한 열발생장치에 의하면, 유체의 충돌, 이로인한 세분화 및 재결합, 회전에 의한 와류현상에 의해서 유체의 열에너지를 방출시키도록 하여 방출된 유체의 열에너지 또는 온도가 상승된 유체를 다양한 분야에 응용, 적용할 수 있는 효과가 발생한다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 먼저, 도면에 걸쳐 기능적으로 동일하거나, 유사한 부분에는 동일한 부호를 부여한다.

도 1은 본 발명에 따른 유체의 회전 및 와류효과에 의한 열발생장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해사시도이고, 도 3은 도 1의 단면도이다.

먼저, 본 발명에 적용된 유체는 물, 물이 포함되거나 물이 포함되지 않은 유체가 적용될 수 있으며, 본 발명에서는 이들을 유체로 정의한다.

일 예로서 물을 예로 들면 통상적으로 물 분자끼리 충돌을 하면 열을 발생시키게 되고, 이는 물의 온도를 상승시킨다는 것은 널리 알려져 있다.

특히, 물 분자는 15-20개가 모여 클러스터 형태를 띄고있으며, 클러스터를 이루고 있는 물 분자들이 충돌하게 되면 물 분자는 세분화되고, 다시 재결합하여 활성화되는 것을 반복하게 된다. 이때 세분화 및 재결합하게 되는 과정에서 물 분자는 열을 방출하게 된다.

본 발명은 위와 같은 유체의 열에너지 방출 원리를 이용하는 본 발명은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 내부로 유체가 공급되고, 제1유체분출공(12)이 형성되며, 회전력을 받아 회전하여 공급된 유체가 제1유체분출공(12)으로 분출되는 유체공급관(10)과, 유체공급관(10)을 감싸면서 결합되어 연동되고, 제1유체분출공(12)과 동일 위치 내지 동일 축선상에 제2유체분출공(22)이 형성되어 제1유체분출공(12)으로부터 분출된 유체가 통과하여 재분출되는 노즐바디(20)와, 노즐바디(20)와 간격을 두고 이격되고, 노즐바디(20)를 감싸는 구조로 유체공급관(10)에 고정되는 케이싱(30)을 포함하고, 상기 케이싱(30)의 내면으로는 다수개의 마찰돌기(32)가 형성되어 있다.

본 발명에 따른 유체공급관(10)은 길이방향으로 연장되어 있으며, 유체가 유입되는 중공의 내부를 형성한 후 격면(14)에 의해서 가로막혀 있다. 이러한 유체공급관(10)의 일단 및 타단의 외면은 베어링(40)에 의해 지지되고, 일단으로는 전술한 바와 같이 유체가 공급되고, 타단은 모터(50)와 연결되어 유체공급관(10)을 회전시킨다.

유체공급관(10)으로는 제1유체분출공(12)이 형성되어 있으며, 제1유체분출공(12)을 통해 유입된 유체를 외부로 분출시킨다.

유체공급관(10)은 다시 제2유체분출공(22)이 형성된 노즐바디(20)와 결합되 어 있으며, 제2유체분출공(22)은 제1유체분출공(12)과 동일 축선상에 위치하고 있어 제1유체분출공(12)을 통해 분출된 유체는 제2유체분출공(22)을 따라 다시 외부로 분출된다.

본 발명에 있어서, 노즐바디(20)는 일 예이지만 원형의 구형상으로 형성되어 있으며, 원형의 절반 즉 유체공급관(10)이 설치된 방향과 수직인 방향으로만 제2유체분출공(22)이 형성된다.

이러한 노즐바디(20)의 외면으로는 삼각형의 형상으로 이루어진 분쇄돌기(24)가 구면을 따라 돌출되어 형성되어 있다.

케이싱(30)은 구형의 형상으로서 노즐바디(20)의 외면과 간격(S)을 두고 설치되며, 전술한 베어링(40)에 지지된다. 상기 간격(S)으로는 제2유체분출공(22)을 따라 분출된 유체가 이동하는 곳이다.

케이싱(30)의 내면으로는 마찰돌기(32)가 구형의 내면을 따라 형성되어 있으며, 마찰돌기(32)는 내면에서 보면 꼭지점을 기준으로 역삼각형의 형상으로 이루어져 있다.

본 발명은 상기 간격(S) 사이에 위치한 유체공급관(10)으로도 제1유체분출공(12)이 형성되어 있으며, 케이싱(30)의 일측으로는 유체를 토출하기 위한 토출배관(34)이 설치되어 있다.

바람직하게 상기 토출배관(34)에는 유체공급관(10)을 통해 노즐바디(20)와 케이싱(30) 사이의 간격(S)으로 유입된 유체가 바로 토출되는 것을 방지하기 위하여 솔레노이드밸브(미도시)가 설치된다.

다음에는 이러한 제조과정 및 이에 따른 효과를 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 유체의 회전 및 와류효과에 의한 열발생장치의 작동상태도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 먼저 모터(50)의 구동력에 의해 유체공급관(10)은 회전하거나, 유체가 유체공급관(10)의 중공 내부로 유입되면 유체공급관(10)은 회전한다.

회전하는 유체공급관(10)은 결합된 노즐바디(20)와 일체로 회전되고, 중공 내부에 충진되는 유체는 제1, 2유체분출공(12)(22)을 통해 간격(S)으로 분출된다.

이때, 분출된 유체는 유체공급관(10)의 회전력에 의한 원심력으로 고압, 고속으로 분출된다.

분출된 유체는 케이싱(30)의 마찰돌기(32)와 충돌하게 되며 이때 유체는 세분화된다.

유체는 충돌 후 다시 간격(S) 사이에서 위치하게 되고, 노즐바디(20)의 회전에 의해 간격(S) 사이에서 이동하게 된다.

회전하는 유체는 다시 마찰돌기(32) 또는 분쇄돌기(24)와 충돌하게 되고, 이러한 과정을 반복하면서 더욱 세분화되거나 재결합하면서 열에너지를 방출하게 된다.

특히, 노즐바디(20)의 회전에 의해 간격(S) 사이를 이동하는 유체는 부분적으로 와류를 일으키게 되고, 이러한 와류현상 역시 유체의 열에너지를 방출시키는 역할을 수행하게 된다.

위와 같은 작동에 의해서 일정한 온도로 상승한 유체는 토출배관(34)을 통해 최종적으로 배출된다.

본 발명은 유체의 충돌, 마찰, 와류현상을 극대화시키기 위하여 유체공급관(10), 노즐바디(20)의 회전방향을 변경시켜 유체를 간격(S) 사이에서 요동시키도록 할 수 있다.

본 발명은 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 일탈하는 일없이, 다른 여러 가지 형태로 실시할 수 있다. 그 때문에, 전술한 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며, 한정적으로 해석해서는 안된다. 본 발명의 범위는 특허청구의 범위에 의해서 나타내는 것으로써, 명세서 본문에 의해서는 아무런 구속도 되지 않는다. 다시, 특허청구범위의 균등 범위에 속하는 변형이나 변경은, 모두 본 발명의 범위 내의 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 유체의 회전 및 와류효과에 의한 열발생장치의 사시도

도 2는 도 1의 분해사시도

도 3은 도 1의 단면도

도 4는 본 발명에 따른 유체의 회전 및 와류효과에 의한 열발생장치의 작동상태도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 유체공급관 12 : 제1유체분출공

14 : 격면 20 : 노즐바디

22 : 제2유체분출공 24 : 분쇄돌기

30 : 케이싱 32 : 마찰돌기

34 : 토출배관 40 : 베어링

50 : 모터 S : 간격

Claims (6)

1. 내부로 유체가 공급되고, 제1유체분출공이 형성되며, 회전력을 받아 회전하여 공급된 유체가 제1유체분출공으로 분출되는 유체공급관과,

   물공급관의 감싸면서 결합되어 연동되고, 제1유체분출공과 동일 위치 내지 동일 축선상에 제2유체분출공이 형성되어 제1유체분출공으로부터 분출된 유체가 통과하여 재분출되는 노즐바디와,

   노즐바디와 간격을 두고 이격되고, 노즐바디를 감싸는 구조로 유체공급관에 고정되는 케이싱을 포함하고,

   상기 케이싱의 내면으로는 다수개의 마찰돌기가 돌출되어 제2유체분출공으로부터 분출된 유체와 부딪치는 것을 특징으로 하는 유체의 회전 및 와류효과에 의한 열발생장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 유체공급관의 내부는 유체가 공급될 수 있는 중공의 형상으로 이루어진 후 격면에 의해서 막힌 다음 중공의 형상으로 연장되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체의 회전 및 와류효과에 의한 열발생장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1유체분출공은 상기 유체공급관의 격면에 의해서 막히기 전의 중공 부분에 형성된 것을 특징으로 하는 유체의 회전 및 와류효과에 의한 열발생장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 간격에 위치하는 유체공급관으로는 제1유체분출공이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체의 회전 및 와류효과에 의한 열발생장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 노즐바디의 외면으로는 다수개의 분쇄돌기가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체의 회전 및 와류효과에 의한 열발생장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 케이싱의 일측으로는 토출배관과 연결되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체의 회전 및 와류효과에 의한 열발생장치.

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