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KR102273574B1 - 유체 진동 분사 장치 - Google Patents

유체 진동 분사 장치 Download PDF

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KR102273574B1
KR102273574B1 KR1020190178235A KR20190178235A KR102273574B1 KR 102273574 B1 KR102273574 B1 KR 102273574B1 KR 1020190178235 A KR1020190178235 A KR 1020190178235A KR 20190178235 A KR20190178235 A KR 20190178235A KR 102273574 B1 KR102273574 B1 KR 102273574B1
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KR
South Korea
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fluid
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flow path
outlet
straight section
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KR1020190178235A
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English (en)
Inventor
박성영
Original Assignee
공주대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은, 유체의 유동 경로를 제공하는 것으로서, 유체가 유입되는 유입구; 상기 유입구를 통해 유입된 유체가 토출되는 유출구; 상기 유입구와 상기 유출구 사이에 이어져 상기 유입구를 통해 유입된 유체를 상기 유출구 측으로 유도하는 센터유로; 및 상기 유출구에 인접하는 상기 센터유로 선단의 양측으로부터 상기 유입구에 인접하는 상기 센터유로 말단의 양측으로 이어져 상기 센터유로 내의 유체 일부를 상기 유입구 측으로 유도하는 선회유로;를 구비하는 유체 유동부를 포함하고, 상기 선회유로는, 유체의 직선 형태 유동을 유도하는 전후방 직선구간; 및 전방의 상기 직선구간과 후방의 상기 직선구간 사이에서 유체의 곡선 형태 유동을 유도하는 곡선구간;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 진동 분사 장치에 관한 것이다.

Description

유체 진동 분사 장치{apparatus for oscillating fluid injection}
본 발명은 유체 진동 분사 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유체의 분사 방향 전환이 신속해질 수 있도록 할 뿐만 아니라 유체의 분사 각도를 넓힐 수 있도록 하는 유체 진동 분사 장치에 관한 것이다.
각종의 장치, 예컨대 가습장치, 탈취장치, 살균소독장치, 발효장치, 냉각장치, 소각장치 및 코팅장치 등에서는 유체의 분사가 요구된다.
이에 각종의 장치에 유체 분사 장치가 적용되어 유체 분사 장치에 의해 유체 분사가 이루어진다.
한편, 통상의 유체 분사 장치는, 대기압을 초과하는 압력을 갖는 유체를 공급하는 유체 공급부; 유체 공급부로부터 공급되는 유체의 유동 경로를 제공하는 유체 유동부; 및 유체를 미세 입자 형태로 분사하는 유체 분사부;를 포함한다.
따라서, 유체 공급부를 통해 공급되는 유체가 유체 유동부를 거쳐 유동하여 유체 분사부를 통해 분사됨으로써 가습장치를 통한 가습 등이 이루어진다.
이때, 유체의 분사 방향 전환이 느려지거나, 유체의 분사 각도가 좁아지면 유체 전달 범위가 축소되므로 유체 분사를 통해 달성할 수 있는 효과가 미흡할 수 있다.
예컨대 가습장치에서 물 분사 방향 전환이 느려지거나 물 분사 각도가 좁아지게 되면 가습이 미흡할 수 있다.
상기의 이유로 해당분야에서는 유체의 분사 방향 전환이 신속해질 수 있도록 할 뿐만 아니라 유체의 분사 각도를 넓힐 수 있도록 하는 유체 분사 장치의 개발을 시도하고 있으나, 현재까지는 만족할만한 결과를 얻지 못하고 있는 실정이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2015-0069718호(2015. 06. 24. 공개)
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로, 유체의 분사 방향 전환이 신속해질 수 있도록 할 뿐만 아니라 유체의 분사 각도를 넓힐 수 있도록 하는 유체 진동 분사 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
유체의 유동 경로를 제공하는 것으로서, 유체가 유입되는 유입구; 상기 유입구를 통해 유입된 유체가 토출되는 유출구; 상기 유입구와 상기 유출구 사이에 이어져 상기 유입구를 통해 유입된 유체를 상기 유출구 측으로 유도하는 센터유로; 및 상기 유출구에 인접하는 상기 센터유로 선단의 양측으로부터 상기 유입구에 인접하는 상기 센터유로 말단의 양측으로 이어져 상기 센터유로 내의 유체 일부를 상기 유입구 측으로 유도하는 선회유로;를 구비하는 유체 유동부를 포함하고, 상기 선회유로는, 유체의 직선 형태 유동을 유도하는 전후방 직선구간; 및 전방의 상기 직선구간과 후방의 상기 직선구간 사이에서 유체의 곡선 형태 유동을 유도하는 곡선구간;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 진동 분사 장치를 제안한다.
본 발명에 의한 유체 진동 분사 장치는, 유체 유동부가 센터유로 및 선회유로를 포함하는바, 센터유로를 따라 유동하는 유체 중의 일부가 선회유로를 따라 유동하여 유입구 측으로 향함에 따라 유입구와 유출구 사이에서의 유체 유동 정체가 해소되므로 유체 유동부에서의 유체 유동이 원활해질 수 있어 유체의 분사 방향 전환이 신속해질 수 있을 뿐만 아니라 유체의 분사 각도가 넓어질 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 유체 진동 분사 장치는, 선회유로가 직선구간 및 곡선구간을 포함하는바, 직선구간에 의해 유체의 직선형 유동이 안내됨에 따라 선회유로 내측으로의 유체 유입 및 선회유로 내측으로부터의 유체 유출이 원활해지므로 유체 유동부에서의 유체 유동이 더욱 원활해질 수 있어 유체의 분사 방향 전환이 더욱 신속해질 수 있을 뿐만 아니라 유체의 분사 각도가 더욱 넓어질 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 유체 진동 분사 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 유체 진동 분사 장치의 개략적 단면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 유체 진동 분사 장치의 유체 유동부에서 유체 유동을 보인 예시도이다.
도 4는 본 발명에 의한 유체 진동 분사 장치를 통한 유체 분사를 보인 예시도이다.
도 5는 본 발명에 의한 유체 진동 분사 장치에서 유체의 분사 방향이 전환된 형태를 보인 예시도이다.
이하, 첨부 도면에 의거 본 발명에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 유체 진동 분사 장치(A)는, 유체 유동부(100)를 포함한다.
본 발명의 유체 유동부(100)는 유체의 유동 경로를 제공한다.
이때, 유체 유동부(100)는, 유체가 유입되는 유입구(110); 유입구(110)를 통해 유입된 유체가 토출되는 유출구(120); 유입구(110)와 유출구(120) 사이에 이어져 유입구(110)를 통해 유입된 유체를 유출구(120) 측으로 유도하는 센터유로(130); 및 유출구(120)에 인접하는 센터유로(130) 선단의 양측으로부터 유입구(110)에 인접하는 센터유로(130) 말단의 양측으로 이어져 센터유로(130) 내의 유체 일부를 유입구(110) 측으로 유도하는 선회유로(140);를 포함한다.
따라서, 센터유로(130)를 따라 유동하는 유체 중의 일부가 선회유로(140)를 따라 유동함으로써 센터유로(130) 내에서의 유체 유동 정체가 해소된다.
여기서, 센터유로(130)는 유입구(110)에 인접하는 길이 방향 말단으로부터 길이 방향 중간으로 향하며 점차로 개방 폭이 커짐으로써 내부로의 유체 유입이 원활하다.
그리고 센터유로(130)는 양 사이드가 외측으로 볼록한 곡면으로 형성됨으로써 센터유로(130) 내부로 유입되는 유체가 커브 형태로 유동한다.
그리고 센터유로(130)는 유입구(110)에 인접하는 말단에 형성되는 협로부(131)를 구비함으로서 협로부(131)에 의해 유체의 유동이 센터유로(130) 중심부로 집중된다.
이때, 협로부(131)는, 유입구(110)에 비해 개방 폭이 더 크고, 유출구(120)에 비해 개방 폭이 작거나 같음으로써 센터유로(130) 내부로의 유체 유입이 원활할 뿐만 아니라 센터유로(130) 내부로부터의 유체 유출이 원활하다.
그리고 선회유로(140)는, 유체의 직선 형태 유동을 유도하는 전후방 직선구간(141); 및 전방의 직선구간(141)과 후방의 직선구간(141) 사이에서 유체의 곡선 형태 유동을 유도하는 곡선구간(142);을 포함한다.
따라서, 직선구간(141)에 의해 유체의 직선형 유동이 안내됨으로써 선회유로(140) 내측으로의 유체 유입 및 선회유로(140) 내측으로부터의 유체 유출이 원활하고, 곡선구간(142)에 의해 유체의 곡선 형태 유동이 안내됨으로써 전방 직선구간(141)과 후방 직선구간(141) 사이에서의 유체 유동이 원활하다.
이때, 전후방 직선구간(141) 중에서 유출구(120)에 인접하는 전방 직선구간(141)은 유입구(110)에 인접하는 후방 직선구간(141)에 비해 개방 폭이 큰것임으로써 선회유로(140) 내측으로의 유체 유입이 원활하다.
한편, 유체 유동부(100)의 유입구(110)는 대기압을 초과하는 압력을 갖는 유체를 공급하는 유체 공급부(200)에 연결된다.
따라서, 유체 공급부(200)로부터 공급되는 유체가 유체 유동부(100) 내에서 유동한다.
이때, 유체 공급부(200)는 유체 챔버(210)를 포함함으로써 유체 챔버(210)에 의해 일정한 용량의 유체 수용이 이루어진다.
유체 챔버(210)는 일정한 용량의 유체 수용이 이루어질 수 있는 것이라면 통상의 어떠한 구조 및 방식의 것이어도 무방한바, 유체 챔버(210)에 관한 상세한 설명은 생략한다.
여기서, 유체 챔버(210)에는 별도의 유체 공급관(220)이 연결될 수 있다.
따라서, 유체 공급관(220)을 통해 유체를 연속 투입하게 되면 유체 공급부(200)에 의해 유체의 연속 공급이 이루어질 수 있다.
그리고 유체 유동부(100)의 유출구(120)는 유체를 미세 입자 형태로 분사하는 유체 분사부(300)에 연결된다.
따라서, 유체 분사부(300)에서의 유체 분사에 의해 외부로의 유체 전달이 이루어진다.
이때, 유체 분사부(300)는 유출구(120)와 연통하는 분사구(310)를 구비함으로써 분사구(310)를 통해 유체 유동부(100)를 따라 유동한 유체의 분사가 이루어진다.
분사구(310)는 유체를 미세 입자 형태로 분사할 수 있는 것이라면 통상의 어떠한 형태로 형성되어도 무방한바, 분사구에 관한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에 의한 유체 진동 분사 장치(A)를 통한 유체 분사에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서 유체 유동부(100)의 유입구(110)는 유체 공급부(200)와 연결된다.
따라서, 유체 공급부(200)를 통해 공급되는 유체가 유체 유동부(100)를 따라 유동한다.
이때, 유체 유동부(100)는 유입구(110)와 유출구(120) 사이에 이어지는 센터유로(130)를 포함하는바, 유입구(110)를 통해 유입되는 유체는 센터유로(130)를 따라 유동하여 유출구(120)에 이르게 된다.
그리고 본 발명에서 유체 유동부(100)의 유출구(120)는 유체 분사부(300)와 연결된다.
따라서, 도 4에 도시된 바와 같이 유체 유동부(100)를 따라 유동한 유체가 유체 분사부(300)에 의해 분사된다.
이때, 센터유로(130) 내에서 유동하는 유체와 센터유로(130)의 일측 사이드면 사이에서는 와류가 생성되므로 와류 생성에 의한 반력으로 유체의 유동 방향 전환이 이루어져 도 5에 도시된 바와 같이 유체 분사부(300)에서 분사되는 유체의 분사 방향이 전환된다.
여기서, 센터유로(130)의 일측 사이드면 사이에서의 와류 생성에 의한 반력으로 유동 방향이 전환되는 유체는 센터유로(130) 타측 사이드면 사이에서의 와류 생성에 의한 반력에 의해 재차 유동 방향이 전환되므로 유체 분사 과정에서 유체의 유동 방향 전환이 반복된다.
다만, 유입구(110)의 개방 폭은 센터유로(130)의 개방 폭에 비해 작으므로 센터유로(130) 내에서 유체의 유동이 정체될 수 있어 이에 의해 유체 분사부(300)에서의 유체 분사가 미흡할 수 있다.
그러나 본 발명에서 유체 유동부(100)는, 유출구(120)에 인접하는 센터유로(130) 선단의 양측으로부터 유입구(110)에 인접하는 센터유로(130) 말단의 양측으로 이어지는 선회유로(140)를 포함하는바, 도 3에 도시된 바와 같이 센터유로(130) 내의 유체 일부가 선회유로(140)로 유입되어 유입구(110)를 향하여 유동함에 따라 센터유로(130) 내에서의 유체 유동 정체가 해소되므로 이에 의해 유체 분사부(300)에서의 유체 분사가 원활해질 수 있다.
그리고 본 발명에서 센터유로(130)는, 유입구(110)에 인접하는 길이 방향 말단으로부터 길이 방향 중간으로 향하며 점차로 개방 폭이 커지는바, 내부로의 유체 유입이 원활하므로 이에 의해 유체 분사부(300)에서의 유체 분사가 원활해질 수 있다.
그리고 본 발명에서 센터유로(130)는 유입구(110)에 인접하는 말단에 형성되는 협로부(131)를 구비하는바, 유입구(110)로부터 센터유로(130)로 향하는 유체가 협로부(131)를 거치면서 센터유로(130) 중심부로 집중되어 유체의 유동이 원활하므로 이에 의해 유체 분사부(300)에서의 유체 분사가 원활해질 수 있다.
한편, 본 발명에 의한 유체 진동 분사 장치(A)는 다양한 장치, 예컨대 가습장치, 탈취장치, 살균소독장치, 발효장치, 냉각장치, 소각장치 및 코팅장치 등에 적용됨으로써 유체 분사에 의해 가습, 탈취, 살균소독, 발효, 냉각, 소각 및 코팅 등이 이루어진다.
다만, 유체 분사 과정에서 유체의 분사 방향 전환이 느리거나 유체의 분사 각도가 좁아지면 유체 분사를 통해 달성할 수 있는 효과, 예컨대 가습장치에서의 물 분사에 의한 가습 효과가 미흡할 수 있다.
그러나 본 발명에서 센터유로(130)는 양 사이드가 외측으로 볼록한 곡면으로 형성되어 센터유로(130) 내에서 유동하는 유체가 커브 형태로 유동하는바, 유체 유동 과정에서 와류 생성이 원활하여 와류 생성에 의한 반력에 의해 유체의 유동 방향 전환이 빨라지고, 유체의 유동 폭이 넓어지므로 이에 의해 유체 분사부(300)를 통해 분사되는 유체의 분사 방향 전환이 신속하게 이루어지고 유체의 분사 각도가 넓어질 수 있어 가습장치를 통한 가습 등이 원활해질 수 있다.
그리고 본 발명에서 선회유로(140)는 유체의 직선 형태 유동을 유도하는 직선구간(141)을 포함하는바, 직선구간(141)에 의해 선회유로(140) 내측으로의 유체 유입 및 선회유로(140) 내측으로부터의 유체 유출이 원활해져 유체의 유동 방향 전환이 더욱 빨라지므로 이에 의해 유체 분사부(300)를 통해 분사되는 유체의 분사 방향 전환이 신속하게 이루어질 수 있어 가습장치를 통한 가습 등이 더욱 원활해질 수 있다.
더불어, 선회유로(140)의 전후방 직선구간(141) 중에서 유출구(120)에 인접하는 전방의 직선구간(141)은 유출구(120)에 인접하는 후방의 직선구간(141)에 비해 개방 폭이 더 큰바, 선회유로(140) 내측으로의 유체 유입이 원활, 다시 말해 센터유로(130) 내에서의 유체 유동이 원활해져 유체의 유동 방향 전환이 더욱 빨라지므로 이에 의해 유체 분사부(300)를 통해 분사되는 유체의 분사 방향 전환이 신속하게 이루어질 수 있어 가습장치를 통한 가습 등이 더욱 원활해질 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하므로 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 가능하며, 그와 같은 변경은 이하 청구범위 기재에 의하여 정의되는 본 발명의 보호범위 내에 있게 된다.
100 : 유체 유동부 110 : 유입구
120 : 유출구 130 : 센터유로
131 : 협로부 140 : 선회유로
141 : 직선구간 142 : 곡선구간
200 : 유체 유동부 210 : 유체 챔버
220 : 유체 공급관 300 : 유체 분사부
310 : 분사구 A : 유체 진동 분사 장치

Claims (8)

  1. 유체의 유동 경로를 제공하는 것으로서, 유체가 유입되는 유입구(110); 상기 유입구(110)를 통해 유입된 유체가 토출되는 유출구(120); 상기 유입구(110)와 상기 유출구(120) 사이에 이어져 상기 유입구(110)를 통해 유입된 유체를 상기 유출구(120) 측으로 유도하는 센터유로(130); 및 상기 유출구(120)에 인접하는 상기 센터유로(130) 선단의 양측으로부터 상기 유입구(110)에 인접하는 상기 센터유로(130) 말단의 양측으로 이어져 상기 센터유로(130) 내의 유체 일부를 상기 유입구(110) 측으로 유도하는 선회유로(140);를 구비하는 유체 유동부(100)를 포함하되,
    상기 센터유로(130)는, 상기 유입구(110)에 인접하는 길이 방향 말단으로부터 길이 방향 중간으로 향하며 점차로 개방 폭이 커지되, 양 사이드가 외측으로 볼록한 곡면으로 형성되어 이와 접하는 유체를 커브 형태로 유동시키고,
    상기 선회유로(140)는, 유체의 직선 형태 유동을 유도하되, 서로 평행을 유지하도록 배치되는 전후방 직선구간(141); 및 전방의 상기 직선구간(141)과 후방의 상기 직선구간(141) 사이에서 유체의 곡선 형태 유동을 유도하되, 전방의 상기 직선구간(141) 또는 후방의 상기 직선구간(141)에 비해 더 길면서 평탄면 없이 곡면으로만 이어지는 곡선구간(142);을 포함하며,
    상기 직선구간(141) 중에서 상기 유출구(120)에 인접하는 전방의 상기 직선구간(141)은 상기 유입구(110)에 인접하는 후방의 상기 직선구간(141)에 비해 개방 폭이 더 큰 것을 특징으로 하는 유체 진동 분사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유입구(110)는, 대기압을 초과하는 압력을 갖는 유체를 공급하는 유체 공급부(200)에 연결되는 것을 특징으로 하는 유체 진동 분사 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유출구(120)는, 유체를 미세 입자 형태로 분사하는 유체 분사부(300)에 연결되는 것을 특징으로 하는 유체 진동 분사 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 센터유로(130)는 상기 유입구(110)에 인접하는 말단에 형성되는 협로부(131)를 구비하는 것을 특징으로 하는 유체 진동 분사 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 협로부(131)는, 상기 유입구(110)에 비해 개방 폭이 더 크고, 상기 유출구(120)에 비해 개방 폭이 작거나 같은 것을 특징으로 하는 유체 진동 분사 장치.
  8. 삭제
KR1020190178235A 2019-12-30 2019-12-30 유체 진동 분사 장치 Active KR102273574B1 (ko)

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