KR100511750B1 - 벤투리 효과를 이용한 이젝터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일정한 압력으로 공급되는 유체의 유속을 증대시켜 줄 수 있도록 된 벤투리효과를 이용한 이젝터에 관한 것으로써, 유출관에 각각 분리 형성되어 있는 압축선경사면과 압축후경사면의 간격을 조절해줌으로써 메인유체의 속도와 배출압력을 조절해줄 수 있게 되고, 따라서 이질유체의 유입량과 속도도 조절해줄 수 있으며, 이질유체가 압축선경사면과 압축후경사면과의 사이에서 공급되어 흡입되므로 공급되는 메인유체의 속도와 흡입력에 의해 원활하게 흡입되어질 뿐만 아니라 압축후경사면에서 유출경사면으로 배출될 때에는 메인 유체와 함께 비산되면서 분사되어지므로 고르게 혼합되어진 상태로 분사되어지게 된다.

Description

벤투리 효과를 이용한 이젝터{Ejector using venturi effect}

본 발명은 일정한 압력으로 공급되는 유체의 유속을 증대시켜 줄 수 있도록 벤투리 효과를 이용한 이젝터에 관한 것으로서, 보다 상세히 설명하면, 유체가 유입되는 유입관과 유체가 유출되는 유출관을 서로 결합 분리시킬 수 있도록 하되, 유입관과 유출관의 내부에는 벤투리(Venturi)효과를 얻을 수 있도록 내부 단면적을 급격히 줄여 최소단면적으로 형성하고 다시 관의 단면적을 완만하게 확대시켜 주도록 하며, 유입관을 통하여 이질 유체를 공급할 수 있도록 하되 이질유체가 최소단면적을 형성하기 위하여 단면적이 급격히 줄여지는 유입관과 유출관이 서로 연접되는 곳으로 공급되어지도록 된 벤투리 효과를 이용한 이젝터에 관한 것이다.

종래에도 본 발명과 같이 벤투리효과를 이용하여 유체를 공급하도록 하는 이젝터로는 여러 가지가 알려져 있다.

국내 공개 특허 공개번호 제 1992-627호 "이젝터 및 정화장치"가 알려져 있는데, 이는 축류노즐이 설치된 배관의 선단에 제 3유체를 공급할 수 있도록 흡입관이 측면에 형성된 케이싱을 결합시키고, 케이싱의 전면에는 배출관을 결합시켜서된 것으로써, 배관을 통해 공급되는 메인유체를 축류노즐에서 케이싱에 분사시켜 주도록 하되 흡입관을 통해서는 별도의 제 3유체를 공급하여 축류노즐에서 분사되는 압력에 의해 제 3유체가 배출관으로 배출되어지도록 된 것이다.

그러나, 이와 같이 구성되고 작동되는 축류노즐이 수용되어 있는 케이싱이 일반적인 장방형으로 형성되어 있으므로 축류노즐에서 분사되는 메인유체의 배출압력이 급속히 약화되어 배출능력이 떨어지게 되고, 배출능력이 떨어진 메인 유체의 흡입력(배출력)에 의해 제 3유체가 케이싱의 내부로 유입되어 배출되어지므로, 제 3유체와 메인유체가 원활하게 혼합되지 못하고 배출력도 현저하게 떨어지게 되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 다른 기술로는 국내 공개 실용신안 공개번호 제 1996-29202호"이젝터"가 알려져 있다. 이는 벤투리관의 노즐부에 별도의 흡입관을 연통되게 형성하여, 벤투리관을 통과하는 메인유체의 배출압력에 의해 흡관으로 공급되는 제 3유체가 흡입되어지면서 메인유체와 함께 배출되어지도록 된 것이다.

그러나, 벤투리관의 내벽이 두껍게 되어 노즐을 형성하고 있으므로 노즐모양이 일정한 만곡형으로 형성되어 있으므로 유체를 일정하게 배출시킬 수는 있으나 메인 유체가 노즐에 흡착되어 노즐이 막히거나 제 3유체가 역류하는 문제가 있었고, 내부를 효율적으로 청소시킬 수 없는 문제가 있었다.

종래의 또다른 기술로는 국내 등록실용신안 등록번호 제 173268호 가 일려져 있다. 이는 본체에 유입실과 배출관을 연통되게 뚫어주고 제 3공급관을 측면에서 뚫어 유입실과 연통시켜 주며, 유입실에는 노즐을 장전시키되 유입실의 외면을 폐쇄시켜서 된 것으로써, 노즐을 통하여 메인 유체를 공급하여 배출관으로 배출(분출)시켜 주도록 하되 제 3공급관을 통하여 제 3유체를 공급하여 메인유체의 분사력에 의해 제 3유체가 흡입되면서 함께 배출되어지도록 된 이젝터이다.

그러나, 이와 같이 구성되고 작동되는 이젝터는 제 3유체가 공급하는 유입실의 배출구의 단면적이 노즐의 단면적 보다 매우 넓으므로 노즐의 배출압력이 낮을 경우에는 흡입력이 약하여 제 3유체를 효율적으로 배출시켜줄 수 없는 문제가 있었다.

따라서, 배출력을 강화시켜 주기 위해서는 유입실과 노즐의 단면적에 반비례하여 노즐의 압력(배출력)을 상대적으로 매우 크게 유지시켜 주어야 하는 문제가 있었다.

또 다른 것으로서는 국내 실용신안 등록 제210393호 "액체이젝터장치"가 알려져 있다. 이는 노즐이 형성된 이젝터 본체와 배출공이 형성된 배출구를 나사에 의해 분해 결합할 수 있도록 하고, 이젝터 본체에서 제 3유체를 공급할 수 있도록 하되 노즐과 배출구와의 사이에 부압실을 형성하여 노즐을 통하여 분사되는 메인유체의 압력(배출력)에 의해 부압실에 유입되어 있는 제 3유체가 흡입되어 배출공을 통하여 배출되어지도록 구성된다.

그러나, 노즐에서 분사되어지는 메인 유체가 배출구의 배출공으로 유입되어지도록 되어 있으므로 노즐에서 분사되어지는 메인 유체의 압력을 강하게 유지시켜주면 노즐에서 분사되는 메인유체가 비산(분무)되어져 배출공에 효율적으로 유입되지 못하게 되고, 비산되는 메인유체의 일부가 부압실에 까지 분사되어 제 3유체가 배출공으로 유입되는 것을 방해하게 되는 문제가 발생하였으며, 이러한 문제를 방지하기 위해서는 노즐에서 분사되는 메인유체의 압력을 낮추어주어야 하지만 메인유체의 압력을 낮추어주게 되면 노즐에서 배출되는 메인유체가 원기둥을 형성하면서 배출공으로 용이하게 유입되지만 이때에도 부압실에 유입되어 있는 제 3유체가 배출공으로 원활하게 유입되지는 못하고 일부가 유입되어질 뿐이며, 배출공으로 유입된 유체는 확대부에서 확산되지 못하게 되고, 따라서 메인유체와 제 3유체가 원활하게 혼합되지 못할 뿐만 아니라 배출력도 매우 약한 문제가 있었다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 유입관과 유출관을 나사방식에 의해 결합 및 분리시킬 수 있도록 하되, 유입관에는 중간의 압축돌턱에 의해 분할되는 메인유체 유입실과 유출관 결합실을 서로 연통되게 형성하고 유출관 결합실의 외측에는 이질물질공급공을 형성하며, 유출관의 내부에는 유출경사면을 완만하게 형성하되 그의 선단에는 압축후경사면을 형성하여서 된 벤투리효과를 이용한 이젝터를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 공급되는 메인유체의 단면적을 줄여주도록 함에 있어 유입관의 압축돌턱에 형성된 압축선경사면과 배출관에 형성된 압축후경사면에 의해 유체의 단면적을 줄여줄 수 있도록 하고, 압축선경사면과 압축후경사면과의 사이에서 이질물질이 유입되어지도록 하여 유입관으로 유입되는 메인유체의 압력에 의해 이질물질이 원활하게 흡입되어지도록 하면서 메인유체와 이질유체가 더욱 원활하고 고른 분포로 혼합되어지도록 된 벤투리효과를 이용한 이젝터를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 구조를 극히 간단히 하여 저비용으로 용이하게 제조할 수 있고, 고장 등이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 된 벤투리효과를 이용한 이젝터를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 유입관과 유출관으로 분할하여 나사부에 의해 결합 및 분리시킬 수 있도록 하고, 메인유체의 압력에 의해 이질유체를 혼합하여 배출시킬 수 있도록 된 것으로서, 유입관의 내부에는 중간의 압축가이드돌턱에 의해 분할되는 메인유체 유입실과 유출관 결합실을 서로 연통되게 형성하고, 내측삽입관과 외측관이 일체로 된 유출관의 내부에는 유출경사면을 완만하게 형성한 것과, 상기 압축가이드돌턱의 전면에는 압축선경사면을 형성하고 유출경사면의 선단 내면에는 압축후경사면을 압축선경사면과 동일한 각도로 연장되도록 분할 형성하여 단면적을 급격히 줄여주도록 한 것과, 유출관결합실의 외측에는 이질유체공급공을 연통되게 뚫어 이질유체를 공급할 수 있도록 하되, 공급되는 이질유체는 유출관의 선단에 형성된 이질유체인입부를 거쳐 유입관의 압축가이드돌턱과 유출관의 외경사부의 선단 사이를 통하여 유입되어지도록 한 것이 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 분할 형성된 압축선경사면과 압축후경사면의 유격을 조절하여 유입실로 유입되는 유체의 속도를 조절하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 및 기타목적은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명에 의해 더욱 명확하게 이해 할 수 있을 것이다.

첨부도면 도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 벤투리효과를 이용하는 이젝터의 구체적인 실현 예를 보인 예시도로서, 도 1은 결합된 상태도이고, 도 2는 결합된 상태의 단면도이며, 도 3은 분해된 상태의 단면도이다.

본 발명에 따른 이젝터(1)는 유입관(10)과 유출관(20)으로 형성하여 서로 결합 및 분리(해제)시킬 수 있도록 하였다.

유입관(10)은 선단의 외면에 전방플랜지(12)가 형성된 몸체(11)의 내부에 메인유체유입실(11-1)과 유출관결합실(11-2)을 서로 연통되게 형성하고, 이들 중간에는 압축가이드돌턱(13)을 형성하여 이들을 분리시켜 주되 압축가이드돌턱(13)은 전면을 압축선가이드면(14)으로 형성하고 배면을 단턱면(15)으로 형성하였으며, 유출관결합실(11-2)이 형성된 외주에는 이질물질공급공(19)을 뚫어주어서 이질물질을 공급할 수 있도록 하였다.

상기 유입관(10)에서 전방플랜지(12)의 내주에는 공급관결속홈(12-1)을 형성하여 메인유체가 공급되는 공급관(2)을 결합시킬 수 있도록 하였고, 유출관 결합실(11-2)에서 이질유체 공급공(19)의 후측에는 나사부(16)를 형성하였으며, 선단에는 오링(10)을 안착시킬 수 있도록 오링홈(17)을 형성하였다.

또한, 유출관(20)은 굵기가 다른 내측삽입관(21-1)과 외측관(21-2)이 일체가 되도록 몸체(21)를 형성하여 외측관(21-2)의 전면이 스톱면(26)으로 되도록 하였고, 몸체(21)의 내부에는 유출경사면(24)을 점진적으로 확대되도록 형성하였다.

상기 내측삽입관(21-1)의 외주 선단에 외측경사부(27)를 형성하고 그 내측으로 나사부(25)를 형성하여 외측경사부(27)와 나사부(25)와의 사이에 이질유체인입부(28)가 형성되도록 하였고, 유출경사면(24)의 선단에는 압축후경사면(23)을 형성하고 후방플랜지(22)가 형성된 후단에는 배출관결속홈(22-1)을 형성하여 배출관(3)을 결속시킬 수 있도록 하였다.

이하, 작동원리를 설명한다.

이와 구성된 유입관(10)과 유출관(20)은 도 2에 도시된 바와 같이 오링홈(17)에 오링(18)을 안치시킨 상태에서 유출관(20)의 내측삽입관(21-1)을 유입관(10)의 유출관결합실(11-2)에 삽입시키면서 서로 대응되게 형성된 나사부(16) (25)를 나사 결합시켜 주게 되면, 유출관결합실(11-2)과 내측삽입관(21-1)과의 사이에는 이질물질인입부(28)가 형성되고, 압축가이드돌턱(13)의 단턱면(15)과 내측삽입관(21-1)에 형성된 외경사부(27)의 전면이 서로 이격 되어 이들 사이에는 이질유체유입부(29)가 형성되어지며, 압축선경사면(14)과 압축후경사면(23)은 서로 인접하여 동일한 경사면을 이루게 된다.

본 발명에 따른 이젝터(1)는 도 2에 도시된바와 같이 공급관결속홈(12-1)에는 공급관(2)을 결합시키고, 배출관결속홈(22-1)에는 배출관(3)을 결합시키며, 이질물질공급공(19)에는 이질물질공급관(4)을 결합시켜 준다.

이와 같이 공급관(2)과 배출관(3) 및 이질물질공급관(4)을 결합시켜 준 상태에서 공급관(2)을 통해서는 메인 유체를 공급시켜 주고, 이질물질공급관(4)을 통해서는 다른 이질물질을 공급시켜 주게 된다.

공급관(2)을 통하여 메인 유체를 공급시켜 주면 메인유체 유입실(11-1)로 유입된 메인 유체는 급격한 경사면을 이루면서 단면적이 좁아지는 압축선경사면(14)과 압축후경사면(23)에 의해 압축되어 통과하면서 속도가 빨라지게 되고, 압축후경사면(23)의 후 단부를 통과하여 유출관(20)의 유출경사면(24)으로 유입되면서 신속하게 통과하여 배출관(3)으로 배출되어진다.

상기와 같이 메인 유체가 이젝터(1)를 통과하면서 빠른 속도록 배출되어질 때에 이질유체공급관(4)을 통하여 이질유체를 공급시켜주면, 이질유체는 이질유체인입부(28)를 거쳐 이질유체유입부(29)로 유입되고, 이질유체유입부(29)로 유입된 이질유체는 압축선경사면(14)과 압축후경사면(23)을 통과하면서 속도가 빨라지는 메인 유체의 흡입력에 의해 흡입되어지며, 이질유체흡입부(29)를 통하여 흡입된 이질유체는 압축선경사면(14)과 압축후경사면(23)을 통과하는 메인 유체와 함께 유출관(20)의 유출경사면(24)으로 비산되므로 메인 유체와는 고르게 혼합되어지면서 배출관(3)으로 배출되어지게 된다.

특히, 메인유체 유입실(11-1)로 유입되는 메인유체는 단턱면(15)과 외경사부(27)의 선단 면과의 유격(간격)에 따라 유입상태가 달라지게 된다.

즉, 유격이 좁을 때에는 압축선경사면(14)과 압축후경사면(23)이 서로 인접하여 폭이 좁아 급경사면을 이루게 되므로 유체의 유속은 빨라지게 되고, 따라서 유출경사면(24)으로 배출될 때의 빠른 유속으로 인하여 이질유체유입부(29)의 이질유체도 강한 흡입력에 의해 강하게 흡입되어 신속하게 통과하게 된다.

반면에 유격이 넓어 폭이 넓어지게 되면 근접상태보다 경사가 상대적으로 완만하게 되므로 유속은 느려지게 되고 흡입력도 떨어지게 되며, 따라서 이질유체유입부(29)에서 흡입되는 이질유체의 량도 적을 뿐만 아니라 속도도 늦어지게 되는 것이다.

이와 같이 유입관(10)과 배출관(20)의 결합상태를 조정하여 압축선경사면(14)과 압축후경사면(23)과의 간격 즉, 이질유체유입부(29)의 간격을 조절해 줌으로써 유체의 속도와 배출량을 조절할 수 있게 되고, 더불어 이질유체공급공(19)을 통하여 공급되는 이질유체가 유입되는 량도 함께 조절할 수 있게 된다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 이젝터는, 유입관과 배출관을 나사결합방식에 의해 결합 분리시킬 수 있도록 하되, 유입관과 유출관에 각각 분리 형성되어 있는 압축선경사면과 압축후경사면의 간격을 조절해줌으로써 메인유체의 속도와 배출압력을 조절해줄 수 있게 되고, 따라서 이질유체의 유입량과 속도도 조절해줄 수 있으며, 이질유체가 압축선경사면과 압축후경사면과의 사이에서 공급되어 흡입되므로 공급되는 메인유체의 속도와 흡입력에 의해 원활하게 흡입되어질 뿐만 아니라 압축후경사면에서 유출경사면으로 배출될 때에는 메인 유체와 함께 비산되면서 분사되어지므로 고르게 혼합되어진 상태로 분사되어지게 된다.

또한, 구조를 극히 용이하게 설계하여 저비용으로 제조할 수 있어 생산비를 절감시키는 장점이 있다.

이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 이젝터를 보인 상태도.

도 2는 본 발명에 따른 이젝터를 결합시킨 상태의 단면도

도 3은 본 발명에 따른 이젝터를 분리시킨 상태의 단면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명)

1. 이젝터 2. 공급관

3. 배출관 10. 유입관

11.21. 몸체 13. 압축가이드돌턱

14. 압축선경사면 15. 단턱

16.25. 나사부 19. 이질유체공급공

20. 유출관 23. 압축후경사면

24. 유출경사면 26. 스톱면

27. 외경사면 28. 이질유체인입부

29. 이질유체유입부

Claims (2)

1. 유입관(10)과 유출관(20)으로 분할하여 나사부(16) (25)에 의해 결합 및 분리시킬 수 있도록 하고, 메인유체의 압력에 의해 이질유체를 혼합하여 배출시킬 수 있도록 된 것으로서,

   유입관(10)의 내부에는 중간의 압축가이드돌턱(13)에 의해 분할되는 메인유체유입실(11-1)과 유출관결합실(11-2)을 서로 연통되게 형성하고, 내측삽입관(21-1)과 외측관(21-2)이 일체로 된 유출관(20)의 내부에는 유출경사면(24)을 완만하게 형성한 것과,

   상기 압축가이드돌턱(13)의 전면에는 압축선경사면(14)을 형성하고 유출경사면(24)의 선단 내면에는 압축후경사면(23)을 압축선경사면(14)과 동일한 각도로 연장되도록 분할 형성하여 단면적을 급격히 줄여주도록 한 것과,

   유출관결합실(11-2)의 외측에는 이질유체공급공(19)을 연통되게 뚫어 이질유체를 공급할 수 있도록 하되, 공급되는 이질유체는 유출관(20)의 선단에 형성된 이질유체인입부(28)를 거쳐 유입관(10)의 압축가이드돌턱(13)과 유출관(20)의 외경사부(27)의 선단 사이를 통하여 유입되어지도록 한 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 벤투리효과를 이용한 이젝터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 분할 형성된 압축선경사면(14)과 압축후경사면(23)의 유격을 조절하여 유입실(11-1)로 유입되는 유체의 속도 및/또는 압력을 조절하는 것을 특징으로 하는 벤투리효과를 이용한 이젝터.