KR101100856B1

KR101100856B1 - 이중 트위스트 분사노즐

Info

Publication number: KR101100856B1
Application number: KR1020040045828A
Authority: KR
Inventors: 쉬뢰더토마스; 스파이어위르겐
Original assignee: 레흘러 게엠베하
Priority date: 2003-06-21
Filing date: 2004-06-19
Publication date: 2012-01-02
Also published as: US7175109B2; US20050017093A1; CN1572374A; ZA200404876B; JP4188881B2; ES2244868T3; DK1491260T3; DE50300967D1; EP1491260B1; CN100512973C; ATE301502T1; JP2005007394A; KR20040111189A; SI1491260T1; EP1491260A1

Abstract

이중 트위스트 분사노즐이 개시된다. 상기 이중 트위스트 분사노즐은 하나의 공통 유입채널(10)에 연결되는 두 개의 트위스트 챔버(twist chamber)를 구비하고, 상기 유입채널(10)은 상기 트위스트 챔버(5, 6) 사이의 중앙면(4)에서 진행한다. 상기 두 개의 트위스트 챔버(5, 6)는 상기 유입채널(10)로부터 동일한 측면을 가리키는 유출개구부(5a, 6a)를 구비한다. 이외에도, 상기 트위스트 챔버(5, 6)의 축(7, 8)은 하나의 각도에서 서로 경사져 있다. 단일의 조밀한 분사노즐에 의해, 매우 큰 접촉영역을 구비한 두 개의 분사원뿔부가 형성될 수 있으며, 상기 분사원뿔부는 서로 대향된 측면에서 상호 중첩되고, 상기 중첩영역의, 동일한 방향의 분속도(分速度)(component of velocity)에도 불구하고 상기 두 개의 분사원뿔부에서 액적의 2차분할이 수행되므로, 상기 노즐이 세정목적을 위해 소위 가스 제거기에 사용되는 경우 효율을 향상시킨다.

Description

이중 트위스트 분사노즐{Double twist spray nozzle}

도 1은 본 발명에 따른 이중 트위스트 분사노즐의 사시도,

도 2는 공급관의 측면에서 본 도 1에 도시된 분사노즐의 측면도,

도 3은 분사노즐의 측면도,

도 4는 절개선 IV-IV에 따른 도 3에 도시된 분사노즐의 단면도이며,

도 5는 절개선 V-V에 따른 도 3에 도시된 분사노즐의 단면도이다.

본 발명은 이중 트위스트 분사노즐에 관한 것으로, 특히 대향된 토션(torsion)을 갖는 분사줄기(spray flow)를 발생하기 위한 두 개의 트위스트 챔버(twist chamber), 및 상기 트위스트 챔버 사이의 중앙면에서 진행하고 매번 접선방향으로 상기 트위스트 챔버로 유입되는 하나의 공통 유입채널을 구비하는 이중 트위스트 분사노즐에 관한 것이다.

이러한 종류의 이중 트위스트 분사노즐은 DE 100 33 781 C1에 알려져 있다. 이러한 종류의 노즐은 특히, DE 197 58 526 A1에 따른 또다른 이중 트위스트 분사노즐에서와 같이, 다수의 분사노즐에 의해 세정액이 가스분사로 가능한한 균일하게 분할되어 횡단면을 지나 유입되는 소위 가스 제거기에 사용되는 것이 바람직하다. 이러한 가스 제거기는 예를 들어, 매연 세정장치일 수 있다. 이러한 매연 세정장치에서는 좁은 범위에서뿐만 아니라 매연 먼지형태의 이산화유황, 염소, 또는 불화수소와 같은 산성 매연성분은 해당 세정액을 사용함으로써 분리된다. 처음에 언급한 이중 트위스트 분사노즐의 장점은, 공급된 세정액이 비틀리는 현상이 없어지므로 상기 가스 제거기에서 원하지않은 흐름의 영향을 방지할 수 있다는 것이다. 이는 고효율을 유발한다.

이러한 가스 제거기에서의 노즐장치는 다수의 평면에서 분할되어 상기 가스 제거기 내부의 가스는 일반적으로 하부에서 상부로 흐르며 분사된 매질은 하부로, 즉 가스분사와 반대방향으로 떨어진다. 가스 제거기, 특히, 매연 제거장치의 상단에 구비된 액적분리기로 분사되는 것을 방지하기 위해서, 하부영역에는 DE 100 33 781 C1에 따른 전술한 이중 트위스트 분사노즐이 삽입되고, 반면에 상부영역에는 하나의 측면으로만, 즉, 하부로 분사하는 편심(偏心)노즐이 구비된다.

이러한 편심노즐은 일반적으로 하기와 같은 단점을 갖는다. 상기 이중 트위스트 분사노즐에서와 같이 하부영역에는 균일한 대량흐름(volume flow)이 요구되므로, 이러한 대량흐름은 트위스트 챔버(마우스 피스)를 통해서만 분사되어야 한다. 따라서, 액적 스펙트럼이 불균일해지므로 공정에서 불리하게 작용할 수 있다. 상기 액적 스펙트럼을 일정하게 유지하고 노즐당 대량흐름을 이등분하고자 한다면, 이중으로 매우 많은 노즐이 공간을 차지하므로 고비용(고정수단, 설치, 및 접합관)을 유발할 수 있다. 모든 편심노즐의 토션(torsion) 방향이 동일하므로, 상기 가스분 사에서 토션이 나타나고, 상기 지적한 바와 같이, 세정동작에 불리하게 작용할 수 있다.

본 발명은 처음에 언급한 종류의 이중 트위스트 분사노즐을 제공함으로써, 토션(torsion) 제거시에도 분사줄기가 가능한한 하나의 측면으로만 흐르고 대면적이 상기 분사줄기에 의해 덮여질 수 있는 이중 트위스트 분사노즐을 제공하는 데에 목적이 있다.

본 발명의 목적을 실현하기 위해, 두 개의 트위스트 챔버는 동일한 측면을 향해 개방되어 있는 것을 특징으로 한다. 이때, 놀랍게도, 서로 중첩되는 분사줄기가 유출된 직후 공통 유입채널로 인해 서로 인접하게 위치한 트위스트 챔버에 의해 분사패널(panel)이 불리하게 형성되지 않는다는 것이 확인되었다. 직접 인접하여 형성될 분사원뿔부의 액적이 상기 트위스트 챔버의 좁은 간격으로 인해 거의 제어되지 않은 상태에서 서로 접촉하므로, 상기 대향된 액적의 방사속도로 인해 상기 액적이 붕괴되고 이로 인해 액적 스펙트럼이 정돈된다. 이러한 효과는 700-1200mm의 간격을 갖는, 전통적인 방식으로 배치된 노즐에서 나타나지만, 상기 제어된 방사속도의 공기저항으로 인해 더이상 나타나지 않는다. 따라서, 본 발명에 따르면, 효율개선에 기여하는 액적 스펙트럼이 형성된다. 토션(torsion) 공간 자체는 절반의 대량흐름을 위해서만 배치되어야 하므로, 구조길이, 및 노즐연결에 작용하는 모멘트(moment)가 감소될 수 있다. 상기 트위스트 챔버의 축은 유출면으로 개방되는 하나의 각도에서 서로 진행한다. 상기 실시예에 따르면, 상기 분사줄기에 의해 덮여진 면적이 확대된다. 따라서, 세정장치를 사용함으로써 가스분사가 수행되지 않을 수 있는 위험이 감소된다. 본 발명에 따른 이중 트위스트 분사노즐은 매우 조밀하게 형성되고 효율적이다. 상기 트위스트 챔버의 축에 대한 조정각도가 대략 20°일 때, 특히 바람직한 분사줄기가 형성될 수 있다는 것이 확인되었다.

본 발명의 실시예에 따른 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 설명한다.

도 1 내지 도 3으로부터, 본 발명에 따른 이중 트위스트 분사노즐은 연결관(2)을 구비한 조밀한 하우징(1)을 구비하고, 상기 연결관(2) 외부에는 연결 탭(tap)(3)이 구비되며, 상기 연결 탭(3)은 유입관(도시되지 않음)의 연결나사에 의해 조여지는 것을 알 수 있다. 상기 하우징(1)은 도 2에 도시된 중앙면(4)에 대해 미러대칭적으로 형성된 두 개의 트위스트 챔버(5, 6)를 포함하며, 상기 트위스트 챔버(5, 6)는 각각 트럼펫 형태로 형성된 유출개구부(5a, 6a)로 이전된다. 상기 트위스트 챔버(5, 6)의 축(7, 8)은 실시예에서 20°인 하나의 각도(α)로 서로 경사져 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 연결관(2)의 유입채널(10)은 중요한 횡단수축 부없이 상기 두 개의 트위스트 챔버(5, 6)로 이전된다. 상기 트위스트 챔버(5, 6)는 동일한 하나의 측면으로 개방되어 있다. 상기 연결관(2)에 의해 공급되며 적절한 가스 제거기의 사용예에 따라 선택되는 액체 매질의 줄기는 흐름방향에 대해 반대방향을 가리키는 절단 에지(edge)(9)에서 접촉된다. 따라서, 상기 줄기는 두 개의 부분으로 분산된다. 하나는 상기 트위스트 챔버(6)를 통해 우측으로 분사되 고, 다른 하나는 상기 트위스트 챔버(5) 내부로 좌측으로 분산되어, 상기 두 개의 부분으로부터 분사줄기가 상기 동일한 측면을 향한 분사원뿔부의 형태로 유출된다. 상기 유입채널(10)은 에지(edge) (11) 뒤의 상기 절단 에지(9)와 대향된 측면에서 상기 각각의 트위스트 챔버(5, 6)로 이전되므로, 상기 배치된 트위스트 챔버와의 절개면을 형성한다. 제조가능성, 특히, 제거가능성을 보장하기 위해 제조기술적으로 필요한 충진부가 참조부호 12로 표시되어 있다. 상기 두 개의 분사줄기는 반대방향의 토션(torsion)을 가지고 서로 대향된 영역에서 중첩된다. 여기서, 상기 동일한 방향의, 외주방향으로 작용하는 속도벡터에도 불구하고, 대향된 방사속도로 인해, 처음에 언급한 바와 같이, 가스세정의 효율에 유리하게 작용하는 상기 분사줄기에서 발생하는 액적의 2차분열이 수행된다.

상기 두 개의 트위스트 챔버 축(7, 8)이 하나의 각도에서 서로 경사져 있으므로, 상기 두 개의 분사원뿔부의 중첩영역의 크기가 영향을 미치고, 대략 20°의 선택된 각도(α)에서 특히 양호한 액적분할이 이중 분사줄기에서 수행되는 것이 확인되었다. 상기 축(7, 8)의 경사로 인해 상기 전체 분사줄기 영역이 확대되어 세정할 가스를 구비한 접촉영역도 확대된다.

도 2, 도 4, 및 도 5로부터, 상기 유입채널(10)은 상기 연결관(2)에서 시작되어 그 횡단면이 상기 연결관(2)의 영역내 원형의 횡단면으로부터 상기 두 개의 트위스트 챔버(5, 6)의 개구영역에서 대략 타원형태로 이어짐을 알 수 있다. 전술한 바와 같이, 중요한 횡단수축부가 형성되지 않으며, 상기 두 개의 트위스트 챔버(5, 6)의 유입채널(10)의 개구영역에는 상기 유입채널(10)의 횡단형태부가 구 비된다. 상기 횡단형태부에는 상기 중앙면(4)에 평행한 최대횡단치수가 그에 수직인 최대횡단치수보다 길다. 상기 대략 타원형태인 횡단형태부로 인해 상기 개구영역에서 상기 두 개의 트위스트 챔버(5, 6)로의 양호한 유입이 이루어지는 것을 알 수 있다.

도 2 및 도 4로부터, 상기 절단 에지(9)는 횡단면에서 상기 중앙면(4)에 수직인 삼각형태부를 구비한다. 여기서, 상기 중앙면(4)에 평행하게, 상기 삼각형의 측면 사이의 각도는 상기 트위스트 챔버 축(7, 8) 사이의 각도(α)에 해당한다. 도 5로부터, 상기 절단 에지(9)는 상기 유입채널(10)을 통해 유입되는 액체에 대향된 영역에서 비교적 무디게 형성된다. 이때, 상기 유입채널(10)에 대향하는 상기 두 개의 측면 사이의 각도는 상대적으로 크게 선택되고 상기 도시된 실시예에서 대략 80°의 영역에 위치한다. 이는, 상기 유입채널(10)의 중앙축과 함께 각각 상기 측면을 포함하는 각각 40°의 각도에 해당한다. 이러한 절단 에지(9)의 두 개의 측면 사이의 각도는 상기 두 개의 트위스트 챔버(5, 6)로 유입되는 액체에 의해 분할되므로, 상기 하우징(1)에서 양호한 줄기분할이 가능할 뿐만 아니라 제조기술적으로도 유리하며 작동시 덜 민감하다.

상기 유입채널(10)에 대향한 측면에는 상기 절단 에지(9)의 측면이 상기 트위스트 채널(5, 6)의 원뿔형 내벽으로 이전되고, 도 5에 도시된 바와 같이, 전이부에는 에지(edge)가 구비된다. 상기 절단 에지(9)의 측면으로부터 상기 트위스트 챔버(5, 6)의 측벽으로의 제한없는 이전동작에도 불구하고, 양호한 흐름관계가 성립된다.

또한, 도 4로부터, 상기 하나의 각도로 서로 경사진 트위스트 챔버(5, 6)는 상기 각각의 유출개구부(5a, 6a)에 대향하는 볼록 바닥부를 구비한다. 상기 트위스트 챔버(5, 6)의 원뿔형 내벽과, 상기 트위스트 챔버(5, 6)로부터 외부로 굽어진 바닥부 사이에는 링 형태의 회전 계단부가 구비되므로, 상기 볼록 바닥부의 유출직경은 상기 트위스트 챔버(5, 6)의 원뿔형 내벽의 직경보다 작다. 상기 각도(α)로 서로 경사진 트위스트 챔버(5, 6)는 그 볼록 바닥부의 영역이 아닌 그 링 형태의 회전 계단부의 영역에서만 접촉된다. 상기 트위스트 챔버(5, 6)의 볼록 바닥부로부터 우선, 상기 링 형태의 회전 계단부와, 이에 수직으로 배치된 원뿔형 내벽이 서로 연결된다. 상기 원뿔형 내벽은 이전된 반경과 함께 상기 트위스트 챔버(5, 6)의 좁아지는 부분으로 이전된다. 이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 트위스트 챔버(5, 6)의 윤곽은 우선 내부로 진행되어 그 곡선의 표시가 변하므로, 가장 좁은 부분으로 이전되고 트럼펫 형태의 개방된 유출개구부(5a, 6a)로 이전될 수 있다.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 단지 단일의 노즐을 설치함으로써 분사줄기를 확대할 수 있고, 서로 덮여지고 서로 다른 토션(torsion)으로 연결된 분사원뿔부의 상호작용은 세정효율에 유리하게 작용한다.

Claims

대향된 토션(torsion)을 갖는 분사줄기(spray flow)를 발생하기 위한 두 개의 트위스트 챔버(twist chamber)(5, 6), 및 상기 트위스트 챔버(5, 6) 사이의 중앙면(4)을 중심으로 진행하고 매번 접선방향으로 상기 트위스트 챔버(5, 6)로 유입되는 하나의 공통 유입채널(10)을 구비하며,

상기 두 개의 트위스트 챔버(5, 6)의 유출개구부(5a, 6a)는 동일한 측면을 가리키고,

상기 트위스트 챔버(5, 6)의 축(7, 8)은 상기 유출개구부(5a, 6a)의 측면으로 개방되는 하나의 각도(α)에서 서로 진행하는 것을 특징으로 하는 이중 트위스트 분사노즐.
제1항에 있어서, 상기 트위스트 챔버(5, 6)는 상기 중앙면(4)에 대해 미러(mirror)를 형성하도록 서로 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 트위스트 분사노즐.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 트위스트 챔버(5, 6)의 축(7, 8)은 하나의 트위스트 챔버의 직경에 해당하는 간격(a)을 두고 서로 인접하여 상기 유입채널(10)의 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 이중 트위스트 분사노즐.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 각도(α)는 대략 20°인 것을 특징으로 하는 이중 트위스트 분사노즐.