KR100523050B1

KR100523050B1 - 분사조절기

Info

Publication number: KR100523050B1
Application number: KR10-1999-7003142A
Authority: KR
Inventors: 그레터헤르만; 바이스크리스토프
Original assignee: 네오펄 게엠베하
Priority date: 1996-10-11
Filing date: 1997-10-10
Publication date: 2005-10-21
Also published as: DK0931198T3; US6126093A; AU1926797A; AU713927B2; DE29704286U1; JP3975241B2; EP0931198A1; DE29718727U1; WO1998016694A1; AU4781697A; KR20000049069A; ES2170369T3; WO1998016693A1; ATE211206T1; DE59705910D1; JP2001502026A; BR9713257A; EP0931198B1

Abstract

본 발명은 배출면상 위에 다수의 유통구멍(3)을 구비한 분사조절기(80)의 끝단을 형성하며, 유동방향의 하부에서 일정거리를 유지하여 위치하는 분사조절장치(1) 및 분사분리장치(9)를 포함하는 분사조절기에 관한 것이다. 본 발명인 분사조절기(80)는 분사조절장치(1)가 배출면에 천공판(2)을 구비하고 상기 천공판(2)은 유동방향에 수직한 평면으로 구멍영역으로 구체화된 영역에서 적어도 부분적으로 다수의 유통구멍(3)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 상호 인접한 유통구멍들을 분리하는 가이드벽(4)들은 대체로 유동방향으로 확장되고 그 두께는 가이드벽(4)들에 의해 제한되는 유통구멍(3)의 내부직경에 비해 일부분으로서, 그 결과 가이드벽(4)의 높이(h)와 분사조절장치의 전체 직경(D)사이의 비 h:D가 1이하이다. 본 발명의 분사조절기는 특히 분사를 잘 생성하고 작동신뢰도가 높은 것을 특징으로 한다. 또한 상대적으로 제조하기도 쉽다.

Description

분사조절기 {Jet Adjuster}

본 발명은 분사조절기의 한 면에 배출면을 형성하고 유동방향의 하부에서 간격을 유지하며 연결되어 있는 분사조절장치 및 분사분리장치를 구비한 분사조절기에 관한 것으로서, 배출면상에서 분사조절장치는 천공판(perforated plate)을 가지며, 상기 판은 유동방향에 수직하며 구멍영역으로 형성된 적어도 한 부분에서 다수의 유통(flow-through)구멍들과, 유동방향으로 대체로 확장되어 있으면서 인접한 유통구멍을 분리하는 가이드벽을 가지며, 상기 가이드벽들의 두께는 상기 벽들에 의해 제한되는 유통구멍의 내부직경에 비해 일부분이며, 분사조절기의 하우징 내에는 분사조절장치 뿐만 아니라 분사분리장치도 구비된다.

EP 0 721 031 A1에 의해 서두에서 언급된 분사조절기는 이미 공지되어 있으며, 상기 분사조절기 하우징 내에는 분사분리장치 및 이로부터 조금 떨어져 있으면서 분사조절기의 배출표면을 형성하는 분사조절장치가 구비되어 있다. 유입면의 분사분리장치는 유통간극에 방사상으로 위치하는 미로같은 흐름가이드를 가지는 디스크로써 형성되어지는 반면, 배출면의 분사조절장치는 다수의 유통구멍들을 갖는 천공판으로서 형성되어진다. 동시에 EP 0 721 031 A1의 도 22에 도시되어 공지된 분사조절기의 실시예에서의 천공판은 대체로 유동방향으로 확장되어 있으면서 인접한 유통구멍들을 분리시키는 가이드벽들이 상기 벽들에 의해 제한되는 유통구멍의 내부직경에 비해 일부분인 두께를 갖도록 그 크기가 정해진다.그러나, EP 0 721 031 A1로부터 이미 공지된 분사조절기는 분사조절장치로 기능하며 분사조절기 내에서 균일하고 부드러운 물 분사로 공기 혼합이 된 후에 분사분리장치에서 분리된 물 분사들과 결합시켜야 하는 천공판이 상대적으로 두껍다는 단점을 가지고 있다. 그러한 두꺼운 천공판은 사출성형판으로 제작된 천공판을 거푸집으로부터 제거할 때 그리고 분사조절기를 기준치수로 디자인할 때, 그러한 분사조절기의 제조를 어렵게 만들 뿐만 아니라 또한 그러한 두꺼운 천공판은 가이드경로로부터 물 분사들이 단일분사로서 여전히 뛰어나게 방출될 수 있음에도 불구하고 가이드경로를 불필요하게 길게 형성한다.DE 30 00 792 C2 로부터의 분사조절기는 이미 공지되어 있는데, 상기 분사조절기는 분사조절기의 하우징 내에서 구멍 뚫린 판으로 이루어진 분사분리장치를 구비하고 있다. 배출면상의 분사조절장치는 이 분사분리장치의 하부에 위치한다. 유입수는 분사분리장치에서 단일 물 분사(Single Water Jets)로 분리되는데, 단일 물 분사는 다시 분사조절장치에서 균일하고, 거품이 일며, 부드러운 물 분사로 묶여진다. 위와 같은 경우에 앞서 공지된 분사조절기의 분사조절장치는 상호 약간씩 거리를 둔 다수의 와이어체(wire sieves)로 형성되며, 상기 와이어체는 다양한 크기의 망사간극(mesh aperture)을 구비하고 상기 체의 간극은 유통구멍의 역할을 한다.

이러한 분사조절기 체의 제조 및 분사조절기 하우징에서의 조립은 그 비용이 적지 않게 든다. 게다가, 상기 체들은 물에 수반된 물질로 인해 더러워지고 석회화되기 쉽다.

US 2 744 738 A 로부터 이미 공지된 분사조절기는 표면 또는 원주 상에 다수의 유통구멍을 가진 컵모양의 분사분리장치를 구비하고 있다. 분사조절장치는 유동방향의 하부에서 약간 떨어져서 분사분리장치와 연결되어 있고, 상기 분사분리장치는 그 단면이 주름진 별모양인 적어도 한 개 이상의 금속 슬리브(sleeve)와 유동방향으로 위치한 입구로 구성되어 있다. 나아가 외부 금속 슬리브 중심에는 역시 별모양으로 주름진 단면을 갖는 내부 금속 슬리브가 구비될 수 있다. 분사조절기를 향해서 급수설비(water fitting) 내에서 흐르는 물 분사는 분사분리장치에서 다수의 단일분사들로 나누어지는 데, 이 단일분사들은 계속해서 외부 노즐과 금속 슬리브 사이에 형성된 가이드채널(guide channels)에서 유입공기와 혼합된다.

비록 금속 슬리브의 길이가 길면 길수록 가이드채널들에서 인도되는 단일분사를 위해서 더 좋은 흐름안내(flow guidance)를 제공하지만, 그것은 동시에 부드럽고 거품이 이는 통합된 분사(unified jet)의 생성을 어렵다. 게다가 앞서 공지된 분사조절기의 분사조절장치에서 단일분사들의 공기혼합은 개선될 필요가 있다. 결과적으로, 몇몇 조립된 부분으로 구성되는 분사조절기의 제조 및 조립은 큰 노력을 요한다.

혼합설비(mixer fitting)는 GB 2 104 625 A 로부터 이미 공지되었으며, 여기서 온수공급과 냉수공급은 하나의 공통된 노즐에서 각각 끝난다. 상기 노즐은 다수의 유통구멍을 구비하고, 상기 유통구멍은 필수적으로 피치원(pitch circles)상에 위치되어 있고, 그 구멍 각각은 둥근 활꼴모양의 단면을 갖는다. 내부 피치원 상에 배열된 유통구멍이 예를 들어 온수공급을 위해 쓰이는 반면, 냉수는 외부 피치원 상에 배열된 유통구멍을 통해 흐른다. 노즐에 온수와 냉수가 분리되어 공급됨으로써 수압면에서의 불안정으로 인한 바람직하지 못한 횡단흐름은 방지될 것이다. 그러나, 앞서 공지된 혼합설비(mixing fitting)의 상대적으로 긴 노즐에서의 부드럽고 거품이 이는 물 분사의 생성은 쉽게 달성할 수가 없다.

EP 0 496 033 A 로부터 하나의 분사조절기가 공지되었으며, 그 분사조절기의 분사분리장치는 유동방향으로 상호간 약간씩 떨어져 있는 두 개의 천공판들로 구성되어 있다. 이 경우에도 서두에서 언급한 DE 30 00 799 C2 와 유사하게, 이전에 공지된 분사조절기의 배출면상에서의 표면은 분사조절장치로 기능하는 세 개의 분사조절체(jet adjusting sieves)에 의해 형성되어 있다. 분사조절체의 조립에 따른 비싼 제조비용은 두 개의 구멍뚫린 판들로 구성된 분사분리장치의 배열 및 조립에 의해 추가적으로 증가된다.

EP 0 496 033 A 로부터 공지된 분사조절기는 DE 43 33 549 A 에서도 비슷한 형태로 알려진 보충체(supplementary sieve)를 구비하고 있다. 그러한 보충체들은 후술하는 분사조절기의 분사분리장치의 유통간극들이 더러운 물질들에 의해 막히게 되는 것을 방지하는 보호체로서 단순히 기능한다. 서두에 언급된 분사조절기와 대조적으로, 상기 보충체들은 어떠한 분사형성기능도 수행하지 않는다.

도 1은 분사조절장치의 하부에 연결되고 분사조절 하우징에 필수적으로 연결되어 벌집모양의 천공판처럼 이루어진 분사분리장치를 구비한 분사조절기에 관한 것으로, 배출입구를 도시한 도면 즉 저면도(도 1a)와 종방향 부분단면도(도 1b)이다.

도 2는 도 1과 비교되는 분사조절기의 저면도(도 2a)와 종방향 부분단면도(도 2b)로서, 분사조절장치의 천공판은 분리된 구성요소로서 분사조절기 하우징 내로 삽입되어질 수 있는 구조로 되어 있다.

도 3은 도 1 및 도 2와 유사한 분사조절기의 저면도(도 3a)와 종방향 부분단면도(도 3b)로서, 이 분사조절기의 분사조절장치는 두 개의 분사조절체를 갖는데, 상기 분사조절체는 유동방향으로 벌집모양의 천공판의 상부에 연결되어 있고 분사조절 하우징에 필수적으로 접합되어 있다.

도 4는 도 3과 비교되는 분사조절기의 저면도(도 4a)와 종방향 부분단면도(도 4b)로서, 분사조절장치의 천공판은 분리된 구성요소로서 분사조절 하우징 내로 삽입되어질 수 있는 구조로 되어 있다.

도 5는 배출면에서 분사조절장치로 기능하는 벌집모양의 천공판 뿐만 아니라 분사분리장치까지 포함하는 분사조절기의 종방향 단면도이다.

도 6은 분사조절기의 종방향 단면도로서, 그 안의 분사조절장치는 필수적으로 배출면상의 벌집모양의 천공판 뿐만 아니라 서로 서로에 대해 창살같이 배열된 다수의 핀층으로 이루어져 있다.

도 7은 분사조절장치로 기능하는 천공판을 아래로부터 본 분사조절기의 도면으로, 상기 천공판은 둥근 활꼴모양의 유통구멍들을 갖는다.

도 8은 분사조절장치의 천공판을 아래로부터 본 분사조절기의 도면으로, 이 경우에 분사조절기는 늘여진 둥근 윤곽을 갖는다.

따라서 본 발명의 목적은 서두에 언급한 형태로, 분사를 잘 형성하며 높은 작동 신뢰도(high operational reliability)를 가지며 동시에 저비용으로 제조되는 것을 특징으로 하는 분사조절기를 제조하는 것이다.

이러한 목적은 서두에 언급된 형태의 분사조절기에 대한 발명에 의해 달성되는 데, 특히 가이드벽들의 높이 h와 분사조절장치의 전체직경 D간의 비 h:D가 3:21 이하이며, 상기 분사조절기 하우징의 흐름 배출 끝단에 하우징의 수축부(constriction)가 분사를 묶기 위해 분사조절장치의 후부에 구비된다.

본 발명에 따른 분사조절기로의 물의 흐름은 분사분리장치에서 단일분사들로 분리되고, 계속해서 단일분사들은 공기와 혼합된 후에 분사조절장치에서 균일하고 부드러운 분사로 결합된다. 본 발명에 따른 이러한 분사조절기의 분사조절장치는 적어도 한 부분에 구멍영역으로 형성되어 있고 그 곳에 다수의 유통구멍들을 가진 천공판을 배출면 상에서 가진다. 관용적인 분사조절체는 기껏해야 와이어의 직경두께에 따라 유입되는 단일분사들을 인도하는 반면에, 상기 분사조절기의 분사조절장치에서는 그 유통구멍의 가이드벽들이 더 길게 확장되며, 그 결과 상기 단일 물 분사들은 더 오랫동안 작용되는 부착력에 의해 더 잘 형성될 수 있다. 상기 천공판은 동시에 가이드벽들의 높이 h와 분사조절장치의 전체직경 D와의 비 h:D의 값이 3:21 이하가 되도록 그 크기가 이루어져야만 하기 때문에, 상기 천공판은 매우 얇게, 상기 가이드벽은 매우 짧게 형성되어져야 하며 그 결과 거품이 일며 부드러운 통합분사의 생성이 쉽게 된다. 단일분사들이 잘 결합되고 이러한 단일분사들이 밀폐된 원통형 통합분사로 묶여지도록 개선되기 위해선 되도록 분사조절기의 하우징의 흐름 배출 끝단에서의 하우징의 수축부가 분사조절장치의 후부에서 분사를 결합하기 위해 구비되어야 한다. 그러나, 동시에 상기 유통구멍은 얇은 가이드벽에 의해 각각 분리되고 그에 따라 유통구멍은 상호 근접해 있으며, 상기 단일분사들이 분사조절장치를 통과한 후에는 거품이 일며 부드럽고 균질한 그리고 약간 튀기는(splattering) 통합된 분사로 결합될 것이다. 동시에 상기 분사조절장치의 천공판은 예를 들어 플라스틱 부분 또는 어떤 다른 적당한 물질을 사출성형 또는 압출성형 함으로써 경제적으로 제조될 수 있다. 상기 물질의 균질한 구성으로 인해 본 발명에 따른 분사조절기의 천공판은 물에 의해 수반된 더러운 물질에 의해 석회화 또는 더럽혀지는 경향이 적을 것이며 따라서 본 발명에 따른 분사조절기의 작동 신뢰도가 상당히 개선된다.

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천공판에 갖춰진 가이드벽들의 가능한 한 커다란 벽 영역 상에서 최적의 물 분사를 생성하도록 하기 위해선, 천공판이 가능한 많은 유통구멍들을 갖는 것이 유용하다. 이러한 목적을 위해 본 발명에 따른 실시예는 천공판의 유통구멍들이 둥근, 원형의, 둥근 활꼴모양의 또는 각이 진 단면들을 갖도록 제공된다.

그 자체로 보호할 가치가 있을 만큼 중요한 의미가 있는 본 발명에 따른 바람직한 실시예는 유통구멍들이 천공판의 중심부(central region)에서 적어도 육각형의 유통단면을 갖는 것이며 또한 바람직하게는 천공판이 판의 전 평면에 걸쳐 필수적으로 벌집모양의 구멍영역으로 형성되는 것이다. 육각형의 유통구멍들로 벌집모양으로 형성된 그러한 천공판은 특히 동시에 존재하는 흐름을 방해하는 저항이 없이 물 분사를 잘 형성할 수 있게 한다.

그러나 또한 상기 천공판의 외부 고리 구역(outer annular zone)에서는 둥근 활꼴모양의 유통구멍들을 가지며 상기 외부 고리 영역이 육각형 단면을 갖는 유통구멍으로 형성된 벌집모양의 구멍영역을 에워싸도록 하는 것도 실행할 만하다.

배출면상의 가이드벽들의 모서리를 둥글게 한다면 분사조절장치로부터 방출되는 단일분사들이 균일한 통합분사가 되기까지 함께 흐르도록 하는 것이 상당히 개선되어진다.

본 발명에 따른 분사조절기의 천공판은 기존의 어떠한 분사분리시스템의 하부에 대해서도 연결되어 질 수 있다. 유입수가 단일분사들로 분리되는 동안 약간의 범위에서 감속되어지는 분사분리시스템을 사용할 경우, 분사조절장치가 천공판의 유입 상부에 연결될 수 있는 다수의 분사조절체들 또는 하나의 분사조절체를 구비하도록 하는 것이 유용하다. 본 발명에 따른 분사조절기의 분사조절장치에서 배출면상에 천공판을 사용함으로써, 그러한 분사조절기의 제조를 상당히 간단하게 하면서도 분사형성을 개선시킬 수 있게 할 뿐만 아니라 분사조절체의 수도 감소시킬 수 있도록 할 수 있다.

나아가 제조비용을 낮추기 위해선, 천공판이 분사조절기 하우징의 필수적인 부분이 되고 또한 게다가 천공판이 필수적으로 분사조절기 하우징에 접합되도록 하는 것이 유리할 것이다. 천공판이 필수적으로 분사조절기 하우징에 접합되도록 하는 그러한 실시예에서는, 하나의 분리된 구성요소의 삽입이 생략되어질 수 있다. 게다가 유동방향의 상부에 연결되는 연관류 배출장치의 배출면상에 갖춰진 천공판은 의도되지 않은 또는 장려되지 않는 조작으로부터 보호된다.

본 발명에 따른 또 다른 실시예는 천공판이 바람직하게는 분사조절기 하우징과 분리가능할 수 있는 방식으로 접합되고 이 목적을 위해 분사조절기 하우징의 내부 하우징 재킷(jacket)상에 지지대(a support)가 바람직하게는 고리모양의 플렌지로 형성되어 제공되고, 상기 플렌지 위로 분사조절기 하우징의 유입면으로부터 삽입된 천공판이 놓일 수 있도록 된다. 이러한 실시예의 경우에 천공판은 대체가능한 구성요소로써 제조될 수 있다.

같은 경우에 만약 천공판이 지지 영역(retaining region)으로 작용하면서 구멍들이 없는 외부 고리 영역(annular zone)을 갖는다면 유용할 것이다.

천공판에의 바람직하지 못한 압력을 예방하고 분사조절기의 올바른 작동을 보장하기 위해서는, 천공판과 이의 상부에 연결된 분사조절기의 어느 구성요소 사이에 적어도 하나의 스페이서(spacer)를 제공하는 것이 유용할 것이다. 상기 스페이서는 예를 들어 스페이서의 상부에 결합된 분사조절기의 다른 구성요소 위에서 성형되거나 또는 천공판의 유입표면 위에 제공될 수 있다.

분사조절기의 상부에 연결된 한 구성요소에 대응하여 분사조절장치의 천공판의 배열을 가능한 한 저비용으로 그리고 정확히 하도록 하기 위해선, 한 쪽에는 천공판과 다른 쪽에는 분사조절기의 한 구성요소사이에 하나의 포지셔닝 에이드 (positioning aid)를 제공하는 것이 유리할 것이다. 상기 포지셔닝 에이드는 분사조절기의 한 구성요소 상에 포지셔닝 간극을 구비하고 상기 간극 내로 다른 구성요소 상에 구비된 포지셔닝 돌출부가 삽입될 수 있도록 형성되어 있다. 서로 상호 작용하는 포지셔닝 돌출부와 포지셔닝 간극에서의 중심의 배열에 있어서 상호간에 실질적으로 공통축(coaxial)을 가지도록 형성될 수 있다. 이 경우에 포지셔닝 돌출부 또는 이젝터 포인트(ejector point) 또는 이젝터 몰딩(ejector moulding)으로 한꺼번에 동시에 작용하는 하나의 스페이서를 공급하는 것이 유용하다. 분사조절기의 상부에 연결된 구성요소에 대응하여 원주의 방향에서도 천공판의 정확한 포지셔닝을 가능케 하기 위해선, 포지셔닝 간극은 포지셔닝 돌출부의 모양에 적합한 비원형의(non-circular) 내부 단면을 가질 수 있다.

특히 본 발명에 따른 유익한 실시예에서는 분사조절장치의 천공판 상부에 연결되어 유동방향에 수직으로 확장된 핀(pins) 또는 웹(web)들을 구비하는 분사조절장치를 제공한다. 분사분리장치에서 배출되는 단일분사들은 유동방향에 수직으로 확장된 핀 또는 웹 사이에서 효과적으로 감속될 수 있는데, 이 단일분사들은 계속해서 유동방향의 하부에 연결된 천공판에서 부드럽고 균일한 통합분사로 묶여진다. 이 경우 유동방향에 수직으로 확장된 핀 또는 웹들은 일반적인 분사조절체들의 경우보다 석회화하는 경향이 작으며, 이는 각각의 층들의 창살같은 패턴(pattern)의 교차점에서 특히 그러하다. 유동방향에 수직으로 방향지워진 웹들 또는 핀들이 있는 한, 높은 처리량에서도 발생소음이 기준치 이내로 보장되면서 적절한 분사의 사전조절(pre-adjustment)이 달성될 수 있다.

특히 평행하게 배열된 핀들이 서로 근접해 있으면서 바람직하게는 적어도 유동방향에 수직하게 위치하는 하나의 판에서 창살같은 패턴으로 있을 때 그리고 특히 다수의 핀층(layers of pins)들이 유동방향에 있어 상호간 일정한 거리로 이격되어 판들로 겹쳐질 때, 공기와 혼합하는 분사조절기의 경우에 특히 효과적이며 우수한 분사조절이 달성되어 진다. 이 경우에 분사분리장치와 맞닿아 있는 핀층들이 공기혼합(aeration)으로 인해 분사분리판에 의해 형성된 단일분사들의 진행을 방해하는 반면에, 배출면상의 핀층에 있는 핀들은, 석회화와 작동의 방해가 예방되어지고 분사조절기를 봉쇄하는(close) 하나의 물층(water layer)이 형성되어질 수 있는 형식으로, 상호 이격될 수 있다. 그러함으로써 또한 유입면의 상부에 연결된 핀 층들에서 석회화를 방지하기 위해 공기유입을 차단할 수 있다.

특히 효과적인 분사 안내와 분사의 사전조절을 특징으로 하는 바람직한 실시예에서는 적어도 두 개의 인접한 핀층들이 유동방향에 수직으로 있으면서 측면으로 보완하도록 그리고 하부에 갖추어진 하나의 핀층에 있는 핀들이 그로부터 상부에 갖추어진 하나의 핀층에 있는 핀들에 의해 형성된 유로(flow path)에 배열되도록 제공한다. 동시에 제어된 통합분사의 조절은 하나의 핀층 내의 인접한 핀들의 거리가 동일하다면 향상될 것이다.

만약 유입면에 배열된 핀층들 간의 거리가 하부에 배열되어 있는 인접한 핀 층들간의 거리보다 작다면, 그리고 배출면상의 핀층 들에 있는 핀의 축들과 인접한 핀층에 있는 핀의 축들 사이의 거리가 0.8 ㎜이상이라면 유용하다.

본 발명에 따른 분사조절기에 의해 생성된 소음이 기준치이내로 보장되기 위해서는, 핀들이 둥근 단면을 가지거나 또는 유선형의 단면을 가지며 그리고 바람직하게는 유동방향으로 확장되며 둥근 또는 타원형의 물방울 형태 또는 비슷한 장타원형의 단면을 가질 때 유용할 것이다.

특히 효과적인 분사의 사전조절은 다수의 핀층들이, 바람직하게는 세 개의 핀층들이 분사조절장치의 천공판의 상부에 연결되어짐으로써 달성될 수 있다.

분사분리장치에서 유통간극이 유동방향으로 차츰 가늘어지는 테이퍼 형태이고 바람직하게는 유입면상에서 유입반경(radius) 또는 유입테이퍼(taper)를 가질 경우 유용할 것이다. 바람직하지 못한 흐름의 방해는 이 유입반경 또는 유입테이퍼에 의해 예방되어진다. 분사분리판에서 유통구멍들이 차츰 가늘어지는 테이퍼 구조일 경우 명확하고 뚜렷한 물 분사의 형성이 쉽게 이루어지며, 핀층들의 영역에서 감소되어 특히 공기와의 혼합이 잘 될 수 있도록 하는 속도의 형성도 쉽게 이루어진다.

분사조절장치의 효과적이고 간결한 구조는 유입면상의 첫 번째 핀층에 있는 핀들이 분사분리판의 유통간극들의 축과 대체로 일직선으로 맞춰져 배열된다면 훨씬 쉽게 이루어질 것이다.

본 발명의 더욱 더 구체적인 특징은 도면 뿐만 아니라 청구항과 함께 후술되는 본 발명에 따른 실시예의 서술로부터 명백해진다. 개개의 특징들은 그 자체로 또는 본 발명에 따른 실시예의 결합에 의해 구현된다.

도 1부터 도 6까지에는 다양한 분사조절기들이 다른 실시예에 의해 예시되어 있다. 이러한 분사조절기들은 연관류의 배출설비(plumbing discharge fitting)에 설치되어질 수 있는 배출노즐(여기선 도시되지 않음)안으로 삽입되어질 수 있다.

도 1부터 도 6까지에 예시된 분사조절기(10),(20),(30),(40),(70) 그리고 (80)는 배출면상에 천공판(2)이 구비된 분사조절장치(1)를 가지고 있다. 천공판(2)은 필수적으로 유동방향에 수직한 판의 전체 평면에 걸쳐 벌집모양의 구조를 이루고 있다.

이러한 점은 도 1a 내지 4a로부터 명백해지는 바, 분사조절기(10) 내지 (80)들에 사용된 천공판(2)의 벌집모양의 구조는 다수의 유통구멍(3)들과 가이드벽(4)들의 두께에 의해 형성되어 지는데, 상기 가이드벽(4)들은 유동방향으로 확장되어 있고 상호 인접해 있으며 가이드벽(4)들의 두께는 s로서 가이드벽(4)들에 의해 제한되는 유통구멍(3)의 내부직경(W)에 비하면 일부분에 그친다. 같은 경우에 분사조절기(10)에서 (80)까지의 배출면은 필수적으로 천공판(2)으로 형성된다. 그들의 유입면상에선 가이드벽(4)들이 날카로운 모서리를 갖는다; 배출면상에선 가이드벽들은 물 분사들의 결합을 쉽게 하기 위해 모서리가 깎여져 둥근 형상을 갖는다.

도 5 및 도 6 뿐만 아니라 도 1b부터 도 4b의 종방향 단면도로부터 가이드벽들의 높이(h)와 분사조절장치(10),(20),(30),(40),(70),(80)들의 전체 직경(D;도 1b 참조)간의 비 h:D가 1이하인 것은 명백하다. 동시에 3:21 이하의 h:D의 비, 바람직하게는 1.5:15에서 2:21사이의 범위의 비가 추구되어진다. 천공판의 전체 직경(D)에 비해 가이드벽들의 두께(h)가 작음에도 불구하고, 개개의 분사들이 배출 표면상에서 부드럽고 거품이 이는 통합분사로 결합될 수 있도록 분사조절장치에서 적절히 인도되어진다.

특히 천공판들의 유통구멍들의 내부직경 또는 면(W)이 0.5mm 에서 2.5㎜이면 유리하다. 예를 들어, 여기서 예시된 분사조절기(10) 내지 (80)들의 가이드벽(4)이 대략 0.25㎜의 벽두께(S)를 가지는 반면에, 유통구멍들은 대략 1.25㎜ 의 내부 직경(W)을 가진다. 상기 구멍의 직경은 물에 의해 수반되는 더러운 물질이 유통 구멍(3)들을 통과하더라도 분사조절장치(1)의 작동을 해칠 수 없는 크기이다.

동시에 유통구멍(3)은 원형의, 둥근(예를 들어 타원형의), 원형의 활꼴모양의 또는 각이 진 단면을 가질 수 있다. 이 경우에 바람직한 실시예는 유통구멍들의 단면들이 육각형으로써, 인접 유통구멍들의 면들이 대체로 서로에 대해 평행한 경우이다.

유통구멍들을 제한하는 가이드벽(4)들 때문에, 분사조절기(10)에서 (80)까지의 천공판(2)에 갖춰진 유통구멍(3)들은 더 오래 작용하는 부착력으로 인해 단일 물 분사들이 더 잘 형성되도록 세로로 확장되어 있다. 유통구멍(3)들이 단지 얇은 가이드벽(4)들에 의해 서로 분리되어 결과적으로 서로에 대해 매우 가깝기 때문에, 분사조절장치(1)를 통과한 후의 단일분사들은 균일하게 거품이 일고, 부드러워 튀기지 않는 완전한 물 분사로 결합되어질 것이다.

상기와 같은 경우에 분사조절장치(1)들의 천공판(2)은 예를 들어 플라스틱 물질 또는 어떤 다른 적절한 물질을 사출성형 또는 압출성형함으로써 저렴하게 제조될 수 있다. 도 1, 3 그리고 6에 따른 분사조절기(10),(30) 그리고 (80)들의 경우에 천공판(2)은 분사조절기 하우징(5)에 필수적으로 접합되어 있어 바로 그들의 배출 표면을 형성하는 반면에, 도 2, 4 그리고 도 5에 따른 분사조절기 (20),(40) 그리고 (70)의 경우에 천공판은 분리된 구성요소로서 분사조절기 하우징(5)에 삽입되어진다. 이 목적을 위해 분사조절기 하우징(5)의 하우징 재킷의 내부에는 하나의 지지대(a support)가 유입면상의 하우징입구를 통해 천공판이 놓여지도록 고리모양의 플렌지(6)로서 형성되어 진다. 이러한 분리된 천공판의 조작을 쉽게 하기 위해선, 천공판(2)이 지지 영역 (retaining region)으로 작용하면서 구멍들이 없는 외부 고리 영역(annular zone)을 갖는다면 유용하다.

만약 벌집모양의 구멍들의 영역에서 천공판(2)이 몇 개의 이젝터 포인트(ejector point) 또는 이젝터 몰딩(ejector moulding)(여기서는 자세히 도시되지 않음)을 가진다면, 바람직하게는 상기 이젝터 포인트 또는 이젝터 몰딩이 원형으로서 특히 서로간에 동거리이라면, 천공판(2)의 제조가 훨씬 더 용이할 것이다.

천공판(2)과 분사조절기(20),(40) 그리고 (70)의 상단에 연결된 구성요소사이에는 천공판(2)과 유동방향에 따라 인접한 구성요소간의 거리를 보장하는 스페이서(7)가 갖춰져 있음은 도 2, 4 그리고 도 5 뿐만 아니라 도 1에서도 보여질 수 있다. 유동방향의 상부에 위치한 구성요소는 일정한 거리로 스페이서들에 의해 지탱되기 때문에 그리고 유입면의 첫 번째 구성요소가 유출설비의 노즐(여기서는 도시되지 않음)의 가장자리에 접촉되어 있기 때문에, 분사조절기(20),(40) 그리고 (70)의 경우에 분사조절기 하우징(5)에 삽입되어지는 천공판(2)을 포함하는 구성요소들은 유동방향의 반대방향인 위쪽으로 부주의하게 밀려날 수는 없다.

분사조절기(10),(30) 그리고 (80)의 경우에서 분사조절기 하우징(5)에 필수적으로 접합되는 천공판(2)과 유사하게, 분리된 구성요소로서 삽입되는 천공판(2)은 장려되지 않는 조작들로부터 분사조절기(20),(40) 그리고 (70)을 적절히 보호해준다.

도 5는 천공판(2)상에 갖춰진 세 개의 이젝터 몰딩들이 동시에 스페이서(7)들로서 기능함을 보여준다. 이러한 이젝터 몰딩들은, 도 5에선 단지 두 개만 보이지만, 천공판(2)의 유입면상의 피치원 위에 등간격으로 위치되도록 갖춰진다. 필요하다면 도 5에 예시된 대로 분사조절기(70)의 천공판(2)도 또한 분사조절기 하우징(5)에 필수적으로 성형되어질 수 있다.

도 1, 2, 3, 4, 5 그리고 도 6에 도시된 분사조절기(10),(20),(30),(40), (70) 그리고 (80) 각각은 유입수를 다수의 단일 물 분사들로 분리하도록 하는 분사분리장치(9)를 갖추고 있다. 결과적으로 이러한 단일 물 분사들은 하우징의 입구(11)를 통하여 유입된 공기와 혼합된 후 유동방향의 하부에 연결된 분사조절장치(1)에서 거품이 일며, 부드럽고 균일한 통합분사로 형성되어진다.

도 1부터 도 6까지에서 도시된 분사조절기(10)(20)(30)(40)(70)과(80)도 공기 흡입통로를 갖추고 있다. 그러나 분사조절장치(1)의 천공판(2)은 또한 분사조절기들과 공기 흡입통로가 없는 비슷한 연관류의 배출장치들에 유익하게 사용될 수 있다.

모든 공지의 분사분리시스템들은 여기에 예시된 분사조절장치(1)를 사용하여 유익하게 결합되어질 수 있다. 따라서 도 5에 따른 분사조절기(70)의 경우에 분사분리장치는 편향분배 시스템으로 구조되는데, 이 시스템은 유입면상에 원통형의 홈(cylindrical recess)(13)을 갖는다. 이 원통형의 홈(13)은 축 방향으로 확장된 고리모양의 벽(14)에 의해 제한되는데, 그 홈은 유입면으로 개방된 유통구멍(15)들을 가지고 있고 별 모양으로 배열되어 있다. 이러한 유통구멍(15)들은 외부의 고리모양 영역(16)으로 개방되어 있는데, 외부의 고리모양 영역을 통해 물 분사들은 분사조절장치(1)로 흐를 수 있다.

이와 대조적으로 도 6에 따른 분사조절기(80)는 분사분리장치(9)를 가지고 있는데, 그 분사분리장치는 디플렉터 표면(deflector surface)이 없는 천공판 시스템으로 구조되어 있다. 도 5에 따른 분사분리장치에 대해선 물 흐름의 효과적인 방해가 특징인 반면에, 도 6에 따른 분사분리장치는 소음발생이 기준치 이내로 된다는 것에 특징이 있다.

도 6에 따른 분사조절기(80)의 분사분리장치(9)는 구멍뚫린 판 형태인 분사분리판(17)으로 구성되는데, 그 구멍뚫린 판의 평면에는 유동방향에 수직으로 배열되어 있는 다수의 유통간극(18)이 일정하게 분포되어 있으며 그리고 도 6에서는 원형의 유통간극(18)들이 형성되어 있다.

예를 들어 만약 상기 천공판 시스템의 경우에 유입수가 적절히 감속되지 않는다면, 분사조절장치(1)의 천공판(2)의 상부에 다수의 분사조절체(19)들을 연결하는 것이 유용하게 될 것이다. 따라서 도 3과 도 4에 따른 분사조절기(30)과 (40)의 분사조절장치(1)는 상호간 및 천공판(2)에서 약간씩 떨어져 위치한 두 개의 분사조절체(19)들을 가지고 있는데, 상기 체들은 사전에 조절이 가능하며 심지어는 단일분사들의 분배도 가능하다.

대조적으로 도 6에 따른 분사조절기(80)은 바람직한 실시예를 나타낸다. 이 경우에 분사조절장치(1)는 유동방향에 수직으로 확장되어 있으며 분사조절장치의 천공판(2)의 상부에 위치한 핀(21)들 또는 웹들을 가지고 있다. 서로 평행하게 배열된 상기 핀(21)은 유동방향에 수직인 세 개의 평면 내에서 창살모양으로 서로 인접하여 위치한다. 세 개의 핀층 들의 핀(21)은 유동방향에 수직으로 있으면서 측면으로 보완되어 있고 그리고 하부에 갖춰진 하나의 핀층에 있는 핀(21)들이 그로부터 상부에 갖추어진 다른 핀층에 있는 핀들에 의해 형성된 유로(flow path)에 배열되어진다. 위와 같은 경우에 인접해 있는 하나의 핀층의 핀(21)사이의 거리는 대체로 같다.

하단의 층에 있는 핀(21)들은 둥글고 유선형의 단면을 가지는 데, 그로부터 상부에 있는 두 개의 핀층들에 있는 핀(21)들은 장타원형의 단면을 갖는다.

이러한 점은 도 6으로부터 명백해지는 바, 유입면상의 첫 번째 핀층에 있는 핀(21)들은 분사분리판에 갖춰진 유통구멍들(18)의 축들과 일직선상으로 정렬되어 있다. 분사분리판(17)에서 유통구멍(18)들은 유동방향으로 차츰 가늘어지도록 되는 테이퍼구조이고 유입면상에서 유입반경(radius) 또는 유입테이퍼(taper)를 갖는다. 동시에 사전조절하는 것으로도 기능하는 상기 핀(21)들은 분사조절기 하우징(5)과 필수적으로 접합될 수 있고 그리고 또한 플라스틱 물질로도 제조될 수 있다. 그리하여 도 6에 예시된 분사조절기(80)는 하나의 물질만으로 제조됨으로서 간단한 방법으로 처분될 수 있거나 또는 플라스틱 물질로 만들어서 재활용될 수도 있다. 그와 동시에 유동방향에 수직한 방향의 핀(21)들과 천공판(2)으로 구성된 분사조절기(80)의 분사조절장치(1)는 일반적인 분사조절체들의 경우보다, 특히 창살모양의 교차점에서, 석회화가 되는 경향이 적다. 그럼에도 불구하고 유동방향에 수직인 핀(21)들 뿐만 아니라 분사조절기(80)의 천공판(2)이 있는 한, 높은 처리량에서도 발생소음 기준치 이내를 보장하면서 적절한 분사조절이 달성될 수 있다.

분사조절기가 둥근 단면을 가질 때, 만약 천공판(2)의 외부 고리 영역에 배열된 유통구멍(3)들이 구멍영역을 제한하는 포락 원(enveloping circle)에 적합하도록 둥근모양을 왜곡되게 한다면 유리하게 될 것이다. 이것에 의해 흐름에 바람직스럽지 않은 방해요소는 천공판(2)의 가장자리 영역에서 예방되어질 것이다.

도 1내지 도 4 그리고 도 6에서 도시된 바와 같이, 분사조절기(80)뿐만 아니라 (10)부터 (40)까지는 분사분리장치(9)뿐만 아니라 분사조절장치(1)앞의 유입면상에 배열된 보호체(22)을 갖는다. 이 보호체(22)는 물에 의해 수반될 수 있는 더러운 물질을 걸러내어 분사조절기(80) 뿐만 아니라 (10)내지 (40)까지의 작동을 보장한다.

여기에 예시된 (10)내지 (80)까지의 분사조절기들은 비교적 저비용으로 제조될 수 있다. 상기 분사조절장치(1)의 벌집모양의 천공판(2)으로 인해, (10) 내지 (80)까지의 분사조절기들은 특히 분사 형성이 좋고 높은 신뢰도를 가짐을 특징으로 한다.

여기서 예시된 분사조절기들은 둥근 단면을 갖는다. 그러나 또한 타원형의 또는 비슷하게 둥근, 원형의 활꼴모양의 또는 각이 진 윤곽을 갖는 배출장치들이 만들어질 수도 있다. 위의 것들에 추가하여 또는 대체하여 원형의, 둥근, 원형의 활꼴모양의 또는 각이 진 윤곽을 갖는 천공판(2)에 적어도 하나의 벌집모양의 구멍영역이 갖춰질 수 있다.

따라서 도 7에는 연관류의 배출장치(상세히 도시되지 않음)의 유출면상의 분사조절장치로서 기능하는 천공판(2)이 도시되어 있다. 도 7에서의 천공판(2)은 둥근 활꼴모양의 내부 흐름 단면을 갖는 유통구멍(3)들을 가진다. 둥근 활꼴모양의 유통구멍(3)들은 다수의 동심의 고리형태로 배열되어 있다. 동시에 동거리의 유통 구멍(3)들은 얇은 가이드벽(4)들에 의해 분리되며, 그 두께는 가이드벽(4)들에 의해 제한되는 유통구멍(3)의 내부 직경에 비해 일부분에 그친다.

도 8은 연관류 배출장치의 천공판(2)을 도시하며, 이 경우에 천공판은 늘여진 둥근 윤곽 모양이다. 위의 경우에 도 8에서의 천공판(2)의 구멍영역은 유통구멍(3)들에 의해 이루어지는 데, 그것의 단면은 천공판(2)의 중심 구역(A)에서는 직사각형 모양인데 반해 천공판(2)의 반원형의 말단부분 구역인 B와 C에서는 둥근 활꼴모양이다. 도 8에 예시된 대로 배출장치의 중심에서는 훨씬 더 넓은 물 분사가 그 분사의 전체 폭에 걸쳐 균일하고 거품이 일며, 부드럽게 형성될 수 있다.

본 발명은 유체분사조절에 관한 것으로, 유출면을 다수의 유통구멍이 형성되고 가이드벽이 구비된 천공판으로 하는 발명에 대한 것이다.

Claims

분사조절기는 유동방향의 하부에서 일정거리를 두고 연결되고 배출면에서 분사조절기의 면을 형성하며 배출면으로 천공판을 구비하는 분사조절장치(1)와 분사분리장치(9)로 이루어져 있으며, 상기 천공판은 유동방향에 수직으로 위치하며 또한 구멍영역으로 형성된 상기 판의 적어도 한 부분에서 다수의 유통구멍(3)과, 인접한 유통구멍을 분리시키고 대체로 유동방향으로 확장된 가이드벽(4)을 구비하고 있으며, 상기 가이드벽(4)의 두께(s)는 상기 벽에 의해 제한되는 유통구멍(3)의 내부직경(w)의 일부분이며, 분사조절기의 분사조절기 하우징 내에 분사분리장치(9)와 분사조절장치(1)를 포함하되,

가이드벽들(4)의 높이(h)와 분사조절장치(1)의 전체직경(D)과의 비 h:D가 3:21이하이고, 분사조절기 하우징의 흐름 배출 끝단에서 하우징 수축부(23)가 분사를 묶기 위해 분사조절장치(1)의 후부에 구비됨을 특징으로 하는 분사조절기
제1항에 있어서,

천공판(2)의 유통구멍(3)들이 원형의, 둥근, 원형의 활꼴모양의 또는 각이 진 단면을 구비함을 특징으로 하는 분사조절기.
제1항에 있어서,

유통구멍(3)들은 육각형의 유통단면을 가지고, 천공판(2)은 본질적으로 상기 판의 전 평면에 걸쳐서 벌집모양의 구멍영역으로서 형성됨을 특징으로 하는 분사조절기.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,

배출면상에서 유통구멍(3)들을 제한하는 가이드벽(4)들의 모서리가 둥글게 된 것임을 특징으로 하는 분사조절기.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,

가이드벽(4)들의 두께(S)가 0.2mm 내지 1mm임을 특징으로 하는 분사조절기.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,

유통구멍(3)들의 내부 직경(w)이 0.5mm 내지 2.5mm임을 특징으로 하는 분사조절기.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,

분사분리장치(9)가 적어도 하나의 유통간극(18)들이 있는 분사분리판(17)을 구비함을 특징으로 하는 분사조절기.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,

분사조절장치(1)가 천공판(2)의 상부 유입면상에서 연결된 하나의 분사조절체 또는 다수의 분사조절체(19)들을 구비함을 특징으로 하는 분사조절기.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,

천공판(2)은 분사조절기 하우징을 구성하는 부분이며, 천공판(2)은 분사조절기 하우징과 필수적으로 접합됨을 특징으로 하는 분사조절기.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,

천공판(2)이 분리가능한 방식으로 분사조절기 하우징과 접합되고 이 목적을 위해 분사조절기의 내부 하우징 재킷 상에 천공판(2)이 분사조절기 하우징의 유입면으로부터 올려 놓여질 수 있는 원형의 플렌지로서 구조되어지는 하나의 지지대(6)가 구비됨을 특징으로 하는 분사조절기.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,

천공판(2)이 지지 영역(retaining region)으로 작용하면서, 구멍들이 없는 외부 고리 영역(annular zone)이 구비됨을 특징으로 하는 분사조절기.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,

천공판(12)과 천공판의 상부에 연결된 한 구성요소 사이에서 천공판의 상부에 연결되어 있는 구성요소에 대해 천공판(2)과의 거리를 보장하는 적어도 하나의 스페이서(spacer)가 구비됨을 특징으로 하는 분사조절기.
제1항 내지 제3항 중의 어느 항 항에 있어서,

분사조절기의 상부에 연결된 한 구성요소와 천공판 사이에 포지셔닝 에이드(positioning aid)가 구비되며, 상기 포지셔닝 에이드는 배출장치의 한 구성요소 위에 포지셔닝 간극을 구비하여 다른 구성요소 위에 형성된 포시셔닝 돌출부(positioning protrusion)가 상기 포지셔닝 간극에 삽입 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 분사조절기.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,

분사조절장치(1)가 천공판(2) 상부에 연결되고 유동방향에 수직으로 뻗어 있는 핀들 또는 웹들(21)을 갖는 것을 특징으로 하는 분사조절기.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,

핀(21)들이 유동방향으로 서로에 대해 약간씩 떨어져서 대체로 방사상으로 배열됨을 특징으로 하는 분사조절기.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,

특히 평행하게 배열된 핀(21)들이 유동방향에 수직으로 위치한 적어도 하나의 평면에서 상호 이웃하고 있되 창살모양으로 이웃하고 있으며, 다수의 핀층들이 유동방향으로 서로 일정 거리로 유지하며 겹쳐 놓여지는 평면들에 제공됨을 특징으로 하는 분사조절기.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,

적어도 두 개의 인접한 핀층들이 유동방향에 수직으로 있으면서 측면으로 보완된(offset) 핀(21)들을 가지며 하단에 갖춰진 핀층 상의 핀(21)들이 그로부터 상단에 갖추어진 핀층 상의 핀(21)들에 의해 형성된 유로(flow path)에 배열되도록 함을 특징으로 하는 분사조절기.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,

하나의 핀층 내의 인접한 핀(21)들간의 거리가 거의 동일함을 특징으로 하는 분사조절기.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,

유입면에 배열된 인접한 핀층들의 거리가 하부에 배열된 인접한 핀층들의 거리보다 작으며, 배출면상의 핀층들에 있는 핀(21)들의 축과 인접한 핀층들에 있는 핀(21)들의 축사이의 거리가 0.8mm이상인 것을 특징으로 하는 분사조절기.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,

핀(21)들의 단면이 유동방향으로 확장되어 있되 둥근 또는 유선형과 유사한 형태이고 원형 또는 타원형, 물방울 모양 또는 비슷한 장타원형의 형태인 것을 특징으로 하는 분사조절기.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,

다수의 핀층들이 세 개의 핀층들이 분사조절장치의 천공판(2)의 상부에 연결됨을 특징으로 하는 분사조절기.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,

분사분리판(17)의 유통간극(18)들이 유동방향으로 차츰 가늘어지는 테이퍼 형태이거나 원통형 구조로 이루어져 있고 유입면에서 유입반경(radius) 또는 유입테이퍼(taper)를 구비함을 특징으로 하는 분사조절기.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,

유입면상의 첫 번째 핀층에 있는 핀(21)들이 분사분리판(17)의 유통간극(18)들의 축들과 일직선으로 배열되어 있음을 특징으로 하는 분사조절기.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,

공기흡입통로(air suction)가 설비되어 있음을 특징으로 하는 분사조절기.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,

벌집모양의 구멍영역에서의 천공판이 원형 그리고 상호 동거리인 다수의 이젝터 포인트(ejector point) 또는 이젝터 몰딩(ejector moulding)을 구비함을 특징으로 하는 분사조절기.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,

이젝터 포인트 또는 이젝터 몰딩이 천공판(2)과 분사조절기의 상부에 연결된 구성요소 사이에서 동시에 스페이서로서 기능됨을 특징으로 하는 분사조절기.
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