KR101214549B1 - 도착효율과 미립화 성능 향상을 위한 2단 전단 동축 인젝터 장치 - Google Patents

도착효율과 미립화 성능 향상을 위한 2단 전단 동축 인젝터 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 2단 전단 동축 인젝터 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 2단에서 분사되는 제트류에 의해 미립화 성능이 향상되고 동시에 분사된 제트류가 에어커튼을 형성하여 액체 제트의 비산을 방지하므로 액체의 도착효율이 향상된 2단 전단 동축 인젝터에 관한 것이다.
본 발명은 노즐바디와; 상기 노즐바디에 설치되는 액체노즐과; 상기 액체노즐의 동축 상에 위치하여 상기 액체노즐에서 분사되는 액체를 무화시키는 제1단 기체노즐과; 상기 액체노즐의 동축 상에 위치하며 상기 제1단 기체노즐에서 무화된 액체를 재무화시키는 제2단 기체노즐;을 포함하는 2단 전단 동축 인젝터를 제공한다.

Description

도착효율과 미립화 성능 향상을 위한 2단 전단 동축 인젝터 장치{Two stage shear coaxial injector to increase in transfer efficiency and atomization performance}
본 발명은 도착효율과 미립화 성능 향상을 위한 2단 전단 동축 인젝터 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 2단으로 액체를 미립화시키므로 미립화성능이 향상되고 동시에 2차로 분사된 기체가 에어커튼을 형성하여 무화된 미립자의 비산을 방지하므로 액체의 도착효율이 향상된 2단 전단 동축 인젝터에 관한 것이다.
일반적으로 인젝터는 액체를 미립화시켜 분사하는 장치로서, 송풍기를 통하여 제트류를 형성하고, 여기서 형성된 제트류를 이용하여 액체를 미립화시켜 분사하는 분사장치이다.
이러한 인젝터는 기관에 연료를 분사하거나 구조물의 세척 및 도장분야에서 널리 사용되고 있다.
하지만 상기와 같은 종래기술에 따른 인젝터는 액체의 입자를 미립화시키는 데 한계가 있으므로 표면이 불균일할 경우 표면에 무화된 도료를 충분히 도포하기 어려운 문제점이 있다.
아울러 인젝터의 입구에서 액체의 무화가 이루어지기 때문에 사방으로 비산되어 실제로 목표물에 도달하는 액체의 양이 적으므로 도착효율이 떨어지게 되는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 두번에 걸쳐서 액체를 무화시키므로 무화된 미립자의 입경이 줄어들어 표면이 불균일하더라도 액체도료를 균일하게 도포할 수 있도록 된 2단 전단 동축 인젝터를 제공하는 데 목적이 있다.
아울러 본 발명은 1차로 무화된 액체의 외부에 중공의 에어커튼을 형성하여 액체의 도착효율을 향상시킨 2단 전단 동축 인젝터를 제공하는 데 목적이 있다.
또한 본 발명은 각 구성요소를 분해가능하도록 구비하여 인젝터가 막히더라도 신속하게 정비할 수 있도록 된 2단 전단 동축 인젝터를 제공하는 데 목적이 있다.
또한 본 발명은 각 구성요소를 정열하는 정열수단을 구비하여 정확한 크기의 미립자를 형성할 수 있도록 된 2단 전단 동축 인젝터를 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명은 노즐바디와, 상기 노즐바디에 설치되는 액체노즐과; 상기 액체노즐의 동축 상에 위치하여 상기 액체노즐에서 분사되는 액체를 무화시키는 제1단 기체노즐과; 상기 액체노즐의 동축 상에 위치하며 상기 제1단 기체노즐에서 무화된 액체를 재무화시키는 제2단 기체노즐;을 포함하는 2단 전단 동축 인젝터를 제공한다.
여기서 상기 제2단 기체노즐의 분사구와 상기 제1단 기체노즐의 팁 외주면 사이에 환상의 갭의 형성되는 것이 바람직하다.
아울러 상기 노즐바디와 액체노즐과 상기 1단 기체노즐과 상기 2단 기체노즐이 분해조립이 가능하도록 구비되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명은 상기 노즐바디에 상기 액체노즐 및 상기 제1단 기체노즐을 정렬하고, 상기 노즐바디에 상기 제2단 기체노즐을 정렬할 수 있도록 구비된 정렬수단이 설치되는 것이 바람직하다.
여기서 상기 정렬수단은 노즐바디와 상기 액체노즐 및 상기 제1단 기체노즐을 관통하도록 설치된 제1정렬핀과, 상기 노즐바디와 상기 제2단 기체노즐을 관통하도록 설치된 제2정렬핀으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기와 같이 본 발명에 따른 2단 전단 동축 인젝터는 제1단 기체노즐과 제2단 기체노즐을 통하여 두번에 걸쳐서 액체를 무화시키므로 무화된 미립자의 입경이 줄어들어 표면이 불균일하더라도 액체도료를 균일하게 도포할 수 있다.
아울러 본 발명에 따른 2단 전단 동축 인젝터는 1차로 무화된 액체의 외부에 중공의 에어커튼을 형성하여 무화된 액체의 비산을 방지하므로 액체의 도착효율이 향상된다.
또한 본 발명에 따른 2단 전단 동축 인젝터는 노즐바디, 액체노즐, 제1단 및 제2단 기체노즐을 분해가능하도록 구비하므로 인젝터가 막히더라도 신속하게 정비할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 2단 전단 동축 인젝터는 노즐바디, 액체노즐, 제1단 및 제2단 기체노즐을 정열하는 정열수단을 구비하여 정확한 크기의 미립자를 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 2단 전단 동축 인젝터를 나타내는 단면도이다.
도 2a와 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 2단 전단 동축 인젝터의 노즐바디를 나타내는 정면도 및 평면도이다.
도 3a와 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 2단 전단 동축 인젝터의 액체노즐을 나타내는 단면도 및 평면도이다.
도 4a와 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 2단 전단 동축 인젝터의 제1단 기체노즐을 나타내는 단면도 및 평면도이다.
도 5a와 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 2단 전단 동축 인젝터의 제2단 기체노즐을 나타내는 단면도 및 평면도이다.
이하 본 발명에 따른 도착효율과 미립화 성능 향상을 위한 2단 전단 동축 인젝터의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 일실시예에 따른 도착효율과 미립화 성능 향상을 위한 2단 전단 동축 인젝터는 도 1에 도시된 바와 같이 노즐바디(10)와, 상기 노즐바디(10)에 설치되고 선단에 팁(22)이 형성된 액체노즐(20)과, 상기 액체노즐(20)의 동축 상에 위치하여 상기 액체노즐(20)에서 분사되는 액체를 무화시키는 제1단 기체노즐(30)과, 상기 액체노즐(10)의 동축 상에 위치하며 상기 제1단 기체노즐(30)에서 무화된 액체를 재무화시키는 제2단 기체노즐(40)과, 상기 노즐바디(10)에 상기 액체노즐(10) 및 상기 제1단 기체노즐(20)을 정렬하고 상기 노즐바디(10)에 상기 제2단 기체노즐(40)을 정렬하도록 구비된 정렬수단을 포함한다.
상기 노즐바디(10)는 도 2a와 도 2b에 도시된 바와 같이 외주면으로부터 축중심방향으로 액체를 인도하도록 액체유도관(12)이 형성되어 있고, 중심에 액체유도관(12)과 연통되어 액체노즐(20)에 액체를 공급하는 액체공급관(14)이 축방향으로 형성되어 있다. 또한 상기 노즐바디(10)는 중심으로부터 이격되어 원주방향에 등간격으로 기체공급관(16)이 축방향으로 복수개 형성되어 있다. 아울러 상기 노즐바디(10)에는 후술하는 정렬수단인 제2정렬핀(52)을 끼우기 위해 홈(18)이 형성되어 있다.
상기 액체노즐(20)은 도 3a와 도 3b에 도시된 바와 같이 선단측에 팁(22)이 형성되어 있고 기단측에 플랜지(24)가 형성되어 있으며, 상기 플랜지(24)는 상기 노즐바디(10)에 고정설치된다. 상기 액체노즐(20)의 내부는 상기 노즐바디(10)의 액체유도관(12)과 연통되어 액체공급관(14)으로부터 액체를 공급받는다. 또한 상기 플랜지(24)에는 후술하는 정렬수단인 제1정렬핀(50)을 끼우기 위한 홀(26)이 형성되어 있다.
상기 제1단 기체노즐(30)은 도 4a와 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 액체노즐(20)과 동축 상에 위치하도록 구비되면 선단측에 팁(32)이 형성되어 있고 기단측에 플랜지(34)가 형성된다. 상기 제1단 기체노즐(30)의 플랜지(34)는 상기 액체노즐(20)의 플랜지(24)에 고정설치된다. 또한 상기 제1단 기체노즐(30)의 원주면에는 노즐바디(10)의 기체공급관(16)으로부터 유입된 공기가 유입되도록 개구(36)가 형성되어 있다. 여기서 상기 제1단 기체노즐(30)은 상기 액체노즐(20)에서 분사된 액체를 무화시키기 위하여 상기 제1단 기체노즐(30)의 팁(32) 내부에 상기 액체노즐(20)의 팁(22) 선단이 위치하도록 구비된다. 따라서 상기 제1단 기체노즐(30)의 개구를 통하여 유입된 기체는 팁(32)을 통하여 분사되고, 상기 제1단 기체노즐(30)의 팁(32) 내부에서 액체노즐(20)을 통해 분사된 액체가 무화된다. 또한 상기 플랜지(34)에는 후술하는 정렬수단인 제1정렬핀(50)을 끼우기 위한 홀(38)이 형성되어 있다.
상기 제2단 기체노즐(40)은 도 5a와 도 5b에 도시된 바와 같이 상기 액체노즐(20)과 동축 상에 위치하도록 구비되며 선단측에 분사구(42)가 형성되고 기단측에 플랜지(44)가 형성된다. 상기 제2단 기체노즐(40)의 플랜지(44)는 상기 노즐바디(10)에 고정설치된다. 여기서 상기 제1단 기체노즐(30)에서 1차로 무화된 액체가 재무화되도록 하기 위하여 상기 제2단 기체노즐(40)의 분사구(42)에 상기 제1단 기체노즐(30)의 팁(32) 선단이 위치하도록 구비된다. 따라서 상기 노즐바디(10)의 기체공급관(16)을 통하여 유입된 기체는 분사구(42)를 통해 분사되고, 이 때 분사구(42)에서는 1차로 무화되어 제1단 기체노즐(30)을 통하여 배출되는 액체는 재무화되어 더 작은 미립자가 된다. 아울러 상기 분사구(42)와 상기 제1단 기체노즐(30)의 팁(32) 외주면 사이에 환상(環狀)의 갭이 형성되므로 분사구(42)를 통하여 분사된 기체는 액체를 재무화시킬 뿐만 아니라 원통형상의 에어커튼을 형성한다. 따라서 제1단 기체노즐(30)을 통하여 무화된 액체는 에어커튼에 의해 외부로 비산되지 않으므로 목적물로의 도착효율이 향상된다. 또한 상기 플랜지(44)에는 후술하는 정렬수단인 제2정렬핀(52)을 끼우기 위한 홀(48)이 형성되어 있다.
상기 정렬수단은 상기 노즐바디(10)에 상기 액체노즐(10) 및 상기 제1단 기체노즐(20)을 정렬하고 상기 노즐바디(10)에 상기 제2단 기체노즐(40)을 정렬하도록 구비된 정렬수단을 포함한다. 여기서 상기 노즐바디(10)에 상기 액체노즐(10) 및 상기 제1단 기체노즐(20)을 정렬하는 수단으로 제1정렬핀(50)이 구비되고, 상기 노즐바디(10)에 상기 제2단 기체노즐(40)을 정렬하는 제2정렬핀(52)이 구비된다. 상기와 같이 정렬수단이 구비됨에 따라 액체노즐(20), 제1단 기체노즐(30) 및 제2단 기체노즐(40)을 정확한 위치에 고정시키므로 필요한 크기로 액체를 미립화시킬 수 있다.
10 : 노즐바디 20 : 액체노즐
30 : 제1단 기체노즐 40 : 제2단 기체노즐
50 : 제1정렬핀 52 : 제2정렬핀

Claims (5)

  1. 노즐바디와,
    상기 노즐바디에 설치되는 액체노즐과;
    상기 액체노즐의 동축 상에 위치하여 상기 액체노즐에서 분사되는 액체를 무화시키는 제1단 기체노즐과;
    상기 액체노즐의 동축 상에 위치하며 상기 제1단 기체노즐에서 무화된 액체를 재무화시키는 제2단 기체노즐을 포함하고,
    상기 노즐바디에 상기 액체노즐 및 상기 제1단 기체노즐을 정렬하고, 상기 노즐바디에 상기 제2단 기체노즐을 정렬할 수 있도록 구비된 정렬수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 2단 전단 동축 인젝터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2단 기체노즐의 분사구와 상기 제1단 기체노즐의 팁 외주면 사이에 환상의 갭의 형성된 것을 특징으로 하는 2단 전단 동축 인젝터.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 노즐바디와 액체노즐과 상기 1단 기체노즐과 상기 2단 기체노즐이 분해조립이 가능하도록 구비된 것을 특징으로 하는 2단 전단 동축 인젝터.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 정렬수단은 노즐바디와 상기 액체노즐 및 상기 제1단 기체노즐을 관통하도록 설치된 제1정렬핀과, 상기 노즐바디와 상기 제2단 기체노즐을 관통하도록 설치된 제2정렬핀으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 2단 전단 동축 인젝터.
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