KR101458423B1 - Strainer with filter for reducing pressure drop - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는 스트레이너에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 조선, 기계, 유·공압 분야에 적용되고, 특히 선박의 배관에 설치되어 해수 혹은 청수와 같이 선체 내부로 유입되는 유체의 이물질을 제거하여 장비들의 파손을 방지하는 압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는 스트레이너에 관한 것이다.
The present invention relates to a strainer having a filter for reducing a pressure drop, and more particularly to a strainer which is applied to a shipbuilding, a machine, oil / pneumatic field and particularly installed in a piping of a ship, To a strainer having a filter for reducing the pressure drop which prevents foreign matter from being broken and prevents damage to the equipment.
선박에서 사용되는 스트레이너(strainer)는 뛰어난 경제성과 유지보수의 편리 등 장점으로 인해 육상 및 해상용 플랜트, 선박 등 산업 및 일반적인 유체기계에 폭 넓게 사용된다. 유체 및 유·공압 시스템에 사용되는 스트레이너는 작동유체(해수, 청수 및 유압용 유류)가 펌프 등의 전단부에 설치되어 스트레이너 후단부에 배관 내 오물, 녹, 용접 슬러그 및 기타 이물질 등의 유입을 차단하여 내부 시스템의 안전한 운전을 보장하는 장치이다.
The strainer used in ships is widely used in industrial and general fluid machinery such as land and marine plants, vessels due to advantages such as excellent economical efficiency and convenience of maintenance. Strainers used in fluid and oil / pneumatic systems are equipped with working fluid (seawater, clear water and hydraulic oil) at the front end of the pump to prevent the ingress of dirt, rust, welding slag, and other foreign substances into the rear end of the strainer. To ensure safe operation of the internal system.
스트레이너는 기본적으로 외면을 둘러싸는 몸체와 내부에 이물질을 여과해 주는 필터(filter)로 구성된다. 필터는 작동유체 내 이물질을 여과하기 위한 목적으로 사용되는데, 외부의 필터는 일반적으로 판금(sheet metal)을 가공해 사용한다. 또한, 여과하고자 하는 대상의 크기에 따라 필터에 와이어 메쉬를 덧대 작은 이물질을 걸러 내고 외부의 필터는 내부의 격자에 대한 보강재로 사용한다.
The strainer is basically composed of a body surrounding the outer surface and a filter for filtering the foreign matter inside. The filter is used for filtration of impurities in the working fluid. The external filter is generally made of sheet metal. Also, depending on the size of the object to be filtered, a wire mesh is attached to the filter to filter out small foreign matter, and the external filter is used as a reinforcement material for the inner grid.
선박에서 사용되는 스트레이너는 불순물의 유입을 방지하여 내부 기관이 안전하게 운전되도록 하는데, 장시간 사용시 여과 효율이 저하되고, 여과 유량이 50% 미만으로 떨어지면 스트레이너의 필터 요소가 붕괴되고 내부로 불순물이 유입되어 내부 기관의 손괴를 초래할 수도 있다. 따라서, 스트레이너는 주기적으로 유지보수 작업을 수행하여 일정한 성능이 나오도록 하여야 하는 부품이므로 유지보수 인력을 지속적으로 투입해야 한다. 특히, 장거리 운항을 하는 선박에서 심각한 문제를 일으킬 수 있다.
The strainer used in the ship prevents the inflow of impurities to operate the internal organs safely. When the filtration rate drops to less than 50%, the filter element of the strainer collapses and impurities flow into the inside of the strainer. It may cause damage to the engine. Therefore, the strainer is a part that must perform maintenance work periodically to ensure constant performance, so the maintenance worker must be continuously put in. In particular, it can cause serious problems on long-haul vessels.
이와 같은 스트레이너와 관련하여 등록특허공보 등록번호 제10-1265972호 "선박용 오일 필터"는 필터 조립체의 견고성과, 필터 조립체와 본체(body)간의 조립성을 동시에 구현가능한 기술을 제안하고 있다.
Regarding such a strainer, Patent Registration No. 10-1265972 entitled " Marine Oil Filter "proposes a technique capable of simultaneously realizing the rigidity of the filter assembly and the assemblability between the filter assembly and the body.
등록특허공보 등록번호 제10-1044023호 "선박용 유체 필터"는 사다리꼴 형상으로 반복하여 접혀져 전면 원수 유입압에 대한 처짐 저항력이 최대로 형성되어 스트레이너 필터 형상 유지를 위한 가로 지지대가 불필요하도록 하는 기술을 제안하고 있다.
Registered Patent Bulletin No. 10-1044023 "Marine Fluid Filter" is repeatedly folded in a trapezoidal shape so that the sag resistance against the inflow pressure of the front water is maximized, so that a horizontal support for maintaining the shape of the strainer filter is unnecessary .
등록특허공보 등록번호 제10-0920942호 "ＪＩＳ 타입의 선박용 스트레이너"는 필터바디의 탑플랜지부를 가공한 후 남은 부분을 필터바디의 바텀부로 사용함으로써, 추가적인 원자재의 소요를 줄이고 전체 생산 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 필터탑플랜지부와 바디탑플랜지부의 결합을 위한 가공부분을 최소화하여, 추가적인 가공비의 소요를 줄이고 전체 생산 효율을 높일 수 있도록 하며, 필터의 부식을 막기 위하여 필터 내부에 별도의 접지 플레이트를 설치할 필요가 없으며, 필터와 필터바디의 조립시 내부를 볼 수 있어 조립과정이 용이하도록 하는 기술을 제안한 바 있다.
Registered Patent Bulletin No. 10-0920942 "JIS type ship strainer" uses the remaining portion after processing the top flange portion of the filter body as the bottom portion of the filter body, thereby reducing the amount of additional raw material and increasing the overall production efficiency In addition, it is possible to minimize the machining area for the coupling between the filter top flange portion and the body top flange portion, thereby reducing the additional processing cost and increasing the overall production efficiency. In order to prevent corrosion of the filter, There is no need to provide a plate, and the inside of the filter and the filter body can be seen when the filter body is assembled, thereby facilitating the assembly process.
등록특허공보 등록번호 제10-1212483호 "해수용 스트레이너"는 스트레이너의 압력 변동 상태에 따라 주기적으로 역세정을 통해 스트레이너의 내부 이물질을 제거하도록 하는 기술을 제안하고 있다.
Registered patent publication No. 10-1212483, "Seawater strainer", proposes a technique for removing internal foreign matter of the strainer through periodic reverse cleaning according to the pressure fluctuation state of the strainer.
한편, 스트레이너는 유체 시스템을 보호하기 위해 사용하지만, 유체역학적 측면에서는 관로내의 저항체로 시스템 내 작동유체의 압력강하를 일으키는 저항체로 고려된다. 그러므로 이물질을 설계기준까지 걸러내 주면서도 적은 압력강하를 일으켜 시스템의 효율을 높이는 방향으로 설계해야 하지만, 일반적으로 스트레이너의 설계를 위한 압력강하를 예측하는 방법은 경험식 또는 실험식에 의존하고 있는 것이 현실이다.
On the other hand, the strainer is used to protect the fluid system, but on the hydrodynamic side it is considered as a resistor that causes the pressure drop of the working fluid in the system as a resistance in the conduit. Therefore, it is necessary to design the system in such a way as to increase the efficiency of the system by causing a small pressure drop while filtering the foreign matter to the design standard. However, it is a reality that the method of predicting the pressure drop for the design of the strainer generally depends on empirical formulas or empirical formulas .
이와 같이 스트레이너의 설계시 정확히 압력강하 값을 측정하는 것이 유체기계 시스템을 설계함에 있어 중요한 자료로 사용이 되지만, 종래기술은 실험을 통한 압력강하 수치를 획득하는 경우 시간 및 경제적 제약조건에 의해 수행하기 어려우므로 대체로 유체 및 유압 관련서적 내 이론식과 핸드북에서 제시하는 제한적인 실험식을 이용해 압력강하 예측을 의존한다.
Although accurate measurement of the pressure drop value at the time of designing the strainer is used as important data in designing the fluid mechanical system, the prior art is carried out by the time and economic constraints when obtaining the pressure drop value through the experiment It is usually difficult to rely on pressure drop predictions using theoretical equations in the fluid and hydraulic literature and the limited empirical formulas presented in the handbook.
따라서, 종래기술은 최근에 생산되고 있는 다양한 형상을 갖는 스트레이너에 사용하기 부적합하고, 이를 해결하기 위해 컴퓨터를 사용한 수치해석을 수행할 시 복잡한 형상에 의해 계산 컴퓨터 리소스의 소비가 높고 계산시간이 길어져 경제적이지 못한 수치해석이 된다.
Therefore, the prior art is unsuitable for use in a strainer having various shapes that have been recently produced, and in order to solve such a problem, a numerical analysis using a computer requires a high computational cost due to a complicated shape, It is a numerical interpretation that is not possible.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 스트레이너에서 필터에서의 압력강하가 과도하게 발생하고 그로 인해 스트레이너의 기대 수명이 짧아지는 문제점을 해소할 수 있는 새로운 형태의 압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는 스트레이너를 제공하는데 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in order to solve the problems of the conventional art, and it is an object of the present invention to provide a new type of pressure reducing device, which can solve the problem of excessive pressure drop in the filter in the strainer, And to provide a strainer having a filter for reducing the descent.
특히, 본 발명은 스트레이너에서 국부적으로 나타나는 높은 압력강하를 줄여 필터가 파괴되는 것을 막아 필터가 설치된 유체 시스템의 효율을 높이도록 하는 새로운 형태의 압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는 스트레이너를 제공하는 것을 목적으로 한다.
In particular, it is an object of the present invention to provide a strainer having a filter for reducing the high pressure drop locally appearing in the strainer to prevent the filter from breaking, thereby reducing the pressure drop of the new type, .
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는 스트레이너는 유입관(1)과 접속되는 제 1 플랜지(22)와, 유출관(2)과 접속되는 제 2 플랜지(24)가 형성되고, 상기 제 1 플랜지(22) 및 제 2 플랜지(24)와 연통되는 삽입공간(21)이 형성되도록 하는 본체(20) 및; 상기 본체(20)의 삽입공간(21)에 삽입되어 결합되고, 상기 유입관(1)을 통해 유입되어 상기 유출관(2)으로 흐르는 유체가 여과되도록 미리 설정된 크기의 여과홀(34)을 갖는 필터(30)를 포함하되; 상기 제 2 플랜지(24)는 정해진 크기의 직경(D)을 갖도록 형성되고, 상기 필터(30)는 상기 제 2 플랜지(24)의 입구에 위치되는 유출 영역(S)을 구비하되, 상기 유출 영역(S)에는 상기 여과홀(34)보다 큰 크기를 갖는 유출 여과홀(32)이 형성되도록 함으로써, 압력강하를 감소시키도록 한다.
A strainer having a filter for reducing a pressure drop according to an aspect of the present invention for achieving the above object comprises a first flange (22) connected to an inlet pipe (1), a second flange A
이와 같은 본 발명에 따른 압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는 스트레이너에서 상기 필터(30)의 유출 영역(S)의 크기는 상기 제 2 플랜지(24)의 직경(D)과 동일하게 형성될 수 있다.
In the strainer having the filter for reducing the pressure drop according to the present invention, the size of the outflow region S of the
이와 같은 본 발명에 따른 압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는 스트레이너에서 상기 필터(30)는 상기 여과홀(34)을 형성하는 타공을 갖는 판재를 말아 형성되어 내측에 공간이 형성되는 외측 필터(30a) 및, 정해진 메쉬(mesh)를 갖는 그물 형태의 망체로 이루어지지고, 상기 외측 필터(30a)의 내측 공간에 삽입되는 내측 필터(30b)를 구비하고, 상기 유출 여과홀(32)은 상기 외측 필터(30a)에 형성될 수 있다.
In the strainer having the filter for reducing the pressure drop according to the present invention, the
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른 압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는 스트레이너는 유입관(1)과 접속되는 제 1 플랜지(22)와, 유출관(2)과 접속되는 제 2 플랜지(24)가 형성되고, 상기 제 1 플랜지(22) 및 제 2 플랜지(24)와 연통되는 삽입공간(21)이 형성되도록 하는 본체(20) 및; 상기 본체(20)의 삽입공간(21)에 삽입되어 결합되고, 상기 유입관(1)을 통해 유입되어 상기 유출관(2)으로 흐르는 유체가 여과되도록 미리 설정된 크기의 여과홀(34)을 갖는 필터(30)를 포함하되; 상기 필터(30)는 상기 여과홀(34)을 형성하는 타공을 갖는 판재를 말아 형성되어 내측에 공간이 형성되는 외측 필터(30a) 및, 정해진 메쉬(mesh)를 갖는 그물 형태의 망체로 이루어지고, 상기 외측 필터(30a)의 내측 공간에 삽입되는 내측 필터(30b)를 구비하고, 상기 외측 필터(30a)는 상기 여과홀(34)보다 큰 크기를 갖는 유출 여과홀(32)을 구비함으로써, 압력강하를 감소시키도록 한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a strainer having a filter for reducing a pressure drop. The strainer includes a first flange connected to the inlet pipe, a second flange connected to the outlet pipe, 2
이와 같은 본 발명에 따른 압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는 스트레이너에서 상기 제 2 플랜지(24)는 정해진 크기의 직경(D)을 갖도록 형성되고, 상기 외측 필터(30a)는 상기 제 2 플랜지(24)의 입구에 위치되는 유출 영역(S)을 구비하되, 상기 유출 영역(S)에 상기 유출 여과홀(32)이 형성될 수 있다.
In the strainer having the filter for reducing the pressure drop according to the present invention, the
이와 같은 본 발명에 따른 압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는 스트레이너에서 상기 외측 필터(30a)의 유출 영역(S)의 크기는 상기 제 2 플랜지(24)의 직경(D)과 동일하게 형성될 수 있다.
In the strainer having the filter for reducing the pressure drop according to the present invention, the size of the outflow region S of the
본 발명에 의한 압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는 스트레이너에 따르면, 압력강하가 높게 나타나는 위치에서 타공율을 높게하여 압력강하를 감소시킬 수 있도록 함으로써, 높게 발생하던 압력강하를 조절해 필터의 수명을 늘리고 유체 시스템의 효율을 증가시킬 수 있다. 특히, 스트레이너의 출구에서 국부적으로 나타나는 높은 압력강하를 줄여 필터가 파괴되는 것을 막아 필터가 설치된 유체 시스템의 효율을 높이도록 하고, 스트레이너에 대해 소형화 설계가 가능하고, 개공율에 따른 여과 효율 및 여과 성능의 향상을 기대할 수 있으며, 유지보수의 절감효과를 기대할 수 있다.
According to the strainer having the filter for reducing the pressure drop according to the present invention, by increasing the perforation rate at a position where the pressure drop is high, it is possible to reduce the pressure drop, thereby controlling the high pressure drop, And the efficiency of the fluid system can be increased. Particularly, it is possible to reduce the high pressure drop locally appearing at the outlet of the strainer, thereby preventing the filter from being destroyed, thereby improving the efficiency of the fluid system in which the filter is installed, enabling a compact design for the strainer, Can be expected to be improved, and maintenance savings can be expected.
도 1은 본 발명의 기술 사상에 따른 압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는 스트레이너를 설명하기 위한 도면;
도 2는 도 1에서 보인 압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는 스트레이너에서 필터를 상세히 설명하기 위한 도면;
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는 스트레이너를 설명하기 위한 도면;
도 4는 본 발명에 따른 압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는 스트레이너의 작용을 해석하기 위한 스트레이너의 유동장을 보여주는 도면;
도 5 및 도 6은 도 4에서 보인 압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는 스트레이너에 대한 메쉬를 보여주는 도면;
도 7은 본 발명에 따른 압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는 스트레이너에 대한 해석 결과를 보여주는 도면이다. 1 is a view for explaining a strainer having a filter for reducing a pressure drop according to the technical idea of the present invention;
FIG. 2 is a view for explaining a filter in a strainer having a filter for reducing the pressure drop shown in FIG. 1 in detail; FIG.
3 is a view for explaining a strainer having a filter for reducing a pressure drop according to a preferred embodiment of the present invention;
4 is a view showing a flow field of a strainer for analyzing the action of a strainer having a filter for reducing a pressure drop according to the present invention;
Figures 5 and 6 show a mesh for a strainer having a filter for reducing the pressure drop shown in Figure 4;
7 is a view showing an analysis result for a strainer having a filter for reducing the pressure drop according to the present invention.
도 1은 본 발명의 기술 사상에 따른 압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는 스트레이너를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1에서 보인 압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는 스트레이너에서 필터를 상세히 설명하기 위한 도면이다.
FIG. 1 is a view for explaining a strainer having a filter for reducing a pressure drop according to the technical idea of the present invention, and FIG. 2 is a view for explaining a filter in a strainer having a filter for reducing the pressure drop shown in FIG. FIG.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명에 따른 압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는 스트레이너(10)는 본체(20) 및 이 본체(20)에 삽입되는 필터(30)를 구비하여, 유입관(1)을 통해 유입되는 유체내의 이물질을 제거(여과)하여 유출관(2)으로 흐르도록 하는 기능을 한다.
1 and 2, a
이때, 본체(20)는 유입관(1)과 접속되는 제 1 플랜지(22)와, 유출관(2)과 접속되는 제 2 플랜지(24)가 형성되고, 제 1 플랜지(22) 및 제 2 플랜지(24)와 연통되는 삽입공간(21)이 형성되도록 한다. 필터(30)는 본체(20)의 삽입공간(21)에 삽입되어 결합되고, 유입관(1)을 통해 유입되어 유출관(2)으로 흐르는 유체가 여과되도록 미리 설정된 크기의 여과홀(34)을 갖는다.
The
이와 같은 본 발명에서 본체(20)의 제 2 플랜지(24)는 정해진 크기의 직경(D)을 갖도록 형성되고, 필터(30)는 제 2 플랜지(24)의 입구에 위치되는 유출 영역(S)을 구비하되, 유출 영역(S)에는 여과홀(34)보다 큰 크기를 갖는 유출 여과홀(32)이 형성되도록 함으로써, 압력강하를 감소시키도록 한다.
The
이와 같이 본 발명은 압력강하가 높게 나타나는 위치에서 타공율을 높게 하여 압력강하를 감소시킬 수 있도록 함으로써, 높게 발생하던 압력강하를 조절해 필터의 수명을 늘리고 유체 시스템의 효율을 증가시킬 수 있도록 한다.
As described above, according to the present invention, by increasing the perforation rate at the position where the pressure drop is high, the pressure drop can be reduced, so that the high pressure drop can be controlled to increase the life of the filter and increase the efficiency of the fluid system.
한편, 본 발명에서 스트레이너(10)는 일반적으로 필터(30)를 교체하여 사용하도록 구성되어 육상 및 해상용 플랜트, 선박 등 산업 및 일반적인 유체기계에 폭 넓게 사용되는 다양한 종류가 적용될 수 있을 것이다.
Meanwhile, in the present invention, the
또한, 본 발명에서 제 1 및 2 플랜지(22, 24)는 본체(20)로부터 외측 방향으로 연장되는 관형태를 가질 수도 있고, 유입관(1) 및 유출관(2)이 접속되는 다른 형태를 구조를 가질 수도 있는 것이다.
The first and
또한, 본 발명에서 필터(30)는 본 발명의 바람직한 실시예와 같이 2중 구조를 가질 수도 있는 것으로, 본 발명은 필터(30) 자체의 구성 및 구조에 제한되지 않는다. 그리고, 필터(30)의 여과홀(34)과 유출 여과홀(32)은 상대적인 크기를 갖는 것으로, 그 크기와 형태에 제한되는 것은 아니다.
Further, the
이와 같이 본 발명에 따른 압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는 스트레이너(10)는 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 압력강하가 심하게 발생하는 부분의 타공 직경{유출 여과홀(32)의 직경}을 다른 부분들{여과홀(34)} 보다 크게 형성되도록 함으로써, 타공(여과공)의 크기가 일정하게 형성되는 종래기술에 비해 압력강하가 줄어들어 필터(30)에 작용하는 응력이 줄어들고, 이로 인해 종래기술보다 높은 수명을 기대할 수 있다. 또한 낮은 압력강하는 유공압 시스템의 전체적인 효율을 높힐 수 있다.
In order to solve the problems of the prior art, the
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도 3 내지 도 7에 의거하여 상세히 설명한다. 한편, 종래 동분야에서 용이하게 확인할 수 있는 스트레이너의 컴퓨터 분석을 위한 3D 모델링, 해석을 위한 유동장의 형성, 해석 방법, 다공성 모델(Porous medium)의 적용 및 해석 등 통상 본 발명에 적용되는 분야의 종사자들 및 그들이 관련분야의 종사자들을 통해 통상적으로 알 수 있는 부분들의 도시 및 상세한 설명은 생략하고, 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시 및 설명하였다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings 3 to 7. On the other hand, in the field of 3D modeling for computer analysis of a strainer which can be easily confirmed in the related art, formation of a flow field for analysis, analysis method, application and analysis of a porous model (Porous medium) And portions thereof, which are known to those skilled in the art by those skilled in the art, are omitted and described with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는 스트레이너를 설명하기 위한 도면이다.
3 is a view for explaining a strainer having a filter for reducing a pressure drop according to a preferred embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는 스트레이너(10)는 기본적으로, 도 1에서 보는 바와 같이, 본체(20) 및 이 본체(20)에 삽입되는 필터(30)를 구비하여, 유입관(1)을 통해 유입되는 유체내의 이물질을 제거(여과)하여 유출관(2)으로 흐르도록 하는 기능을 한다. 여기서, 본체(20)는 유입관(1)과 접속되는 제 1 플랜지(22)와, 유출관(2)과 접속되는 제 2 플랜지(24)가 형성되고, 제 1 플랜지(22) 및 제 2 플랜지(24)와 연통되는 삽입공간(21)이 형성되도록 한다. 필터(30)는 본체(20)의 삽입공간(21)에 삽입되어 결합되고, 유입관(1)을 통해 유입되어 유출관(2)으로 흐르는 유체가 여과되도록 미리 설정된 크기의 여과홀(34)을 갖는다.
3, a
본 실시예에서 필터(30)는 외측 필터(30a)와 내측 필터(30b)를 구비하여 이루어진다. 이때, 외측 필터(30a)는 여과홀(34)을 형성하는 타공을 갖는 판재를 말아 형성되어 내측에 공간이 형성된다. 그리고, 내측 필터(30b)는 정해진 메쉬(mesh)를 갖는 그물 형태의 망체{통상 와이어 메쉬(wire mesh)로 지칭된다}로 이루어지고, 외측 필터(30a)의 내측 공간에 삽입되는 내측 필터(30b)를 구비한다.
In this embodiment, the
본 실시예에서 압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는 스트레이너(10)에서 외측 필터(30a)는 여과홀(34)보다 큰 크기를 갖는 유출 여과홀(32)을 구비함으로써, 압력강하를 감소시키도록 한다.
In the present embodiment, in the
이때, 본체(20)의 제 2 플랜지(24)는 정해진 크기의 직경(D)을 갖도록 형성된다. 그리고, 외측 필터(30a)는 제 2 플랜지(24)의 입구에 위치되는 유출 영역(S)을 갖고, 이 유출 영역(S)에 유출 여과홀(32)이 형성된다. 그리고, 이 유출 영역(S)의 크기는 제 2 플랜지(24)의 직경(D)과 동일하게 형성되어 필터(30)를 통해 제 2 플랜지(24)로 흐르는 유체의 압력강하가 증가하는 것을 최소화시키도록 한다.
At this time, the
도 4는 본 발명에 따른 압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는 스트레이너의 작용을 해석하기 위한 스트레이너의 유동장을 보여주는 도면이고, 도 5 및 도 6은 도 4에서 보인 압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는 스트레이너에 대한 메쉬를 보여주는 도면이며, 도 7은 본 발명에 따른 압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는 스트레이너에 대한 해석 결과를 보여주는 도면이다.
Fig. 4 is a view showing a flow field of a strainer for analyzing the action of a strainer having a filter for reducing a pressure drop according to the present invention, and Fig. 5 and Fig. 6 are views showing a filter having a filter for reducing the pressure drop shown in Fig. 4 FIG. 7 is a view showing a result of analysis for a strainer having a filter for reducing the pressure drop according to the present invention. FIG.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는 스트레이너(10)는 스트레이너의 유동해석기술을 통해 제안된 것이다.
4 to 7, a
유체역학적 관점에서 스트레이너는 유동장 내 압력강하를 일으키는 저항체로 고려된다. 따라서, 정확한 압력강하 값을 측정하는 것은 유체기계 시스템을 설계함에 있어 중요한 자료로 사용이 된다. 실험을 통한 압력강하 수치를 획득하는 것은 시간 및 경제적 제약조건에 의해 수행하기 어려우므로 대체로 유체 및 유압 관련서적 내 이론식과 핸드북에서 제시하는 제한적인 실험식을 이용해 압력강하 예측을 의존한다. 이는 최근에 생산되고 있는 다양한 형상을 갖는 스트레이너에 사용하기 부적합하다. 이를 해결하기 위해 컴퓨터를 사용한 수치해석을 수행할 시 복잡한 형상에 의해 계산 컴퓨터 리소스의 소비가 높고 계산시간이 길어져 경제적이지 못한 수치해석이 된다. 그리고, 이와 같은 문제점들을 해결하기 위해서 복잡한 형상을 포러스 도메인(Porous medium; 다공성 모델)으로 대체하여 수치해석을 수행하는 것이 가장 권장되는 방법이다.
From a hydrodynamic point of view, the strainer is considered a resistor that causes a pressure drop in the flow field. Therefore, accurate pressure drop measurement is an important tool for designing fluid mechanical systems. Acquiring pressure drop values through experiments is difficult to perform due to time and economic constraints, so pressure drop prediction is largely dependent on theoretical equations in the fluid and hydraulic literature and limited empirical equations presented in the handbook. This is unsuitable for use in strainer having various shapes that are being produced recently. In order to solve this problem, numerical analysis using a computer is complicated due to high consumption of computational resources and computation time. In order to solve these problems, it is the most recommended method to perform numerical analysis by replacing a complex shape with a porous domain (Porous medium).
본 발명은 포러스 도메인이 적용된 스트레이너 해석의 검증을 위해 실제 형상을 기반으로 한 유동장(proto-type)과 포러스 도메인이 적용된 유동장(model)을 상호 비교하여 포러스 스트레이너의 성능을 검증하였다. 해석을 위해서 상용 수치해석 코드로 널리 알려진 ANSYS CFX ver 13.0을 이용하여 수치해석을 수행하였다. 작동 유체는 Water at 25℃를 사용하였고 난류모델은 SST(Shear Stress Transport)를 기본으로 하였다. 입구의 유속은 0.5~4.5m/s(정격유속 2.5m/s)이고 출구는 0Pa(대기압)를 기준으로 했다. 2가지 경우의 스트레이너 형상에 대해 포러스 도메인을 적용해 해석기법의 정확성을 검증하였다.
The present invention verifies the performance of a Porous strainer by comparing the proto-type and the porous domain models to each other to verify the strainer analysis using the porous domain. Numerical analysis was performed using ANSYS CFX ver 13.0 which is widely known as commercial numerical analysis code for the analysis. The working fluid used was Water at 25 ℃ and the turbulence model was based on Shear Stress Transport (SST). The inlet flow rate was 0.5 to 4.5 m / s (rated flow rate 2.5 m / s) and the outlet was based on 0 Pa (atmospheric pressure). The accuracy of the analytical technique was verified by applying the porous domain to the strainer shape of the two cases.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는 스트레이너의 전체 형상에 대한 유동장을 보여주는 것으로, 해석조건은 입구의 유속(Inlet) 2.5 m/s, 출구(Outlet)의 대기압 0Pa, 손실계수(Loss coefficient) 7928[1/m], 노드수(Nodes) 2419048이다.
4 shows the flow field for the overall shape of a strainer having a filter for reducing a pressure drop according to a preferred embodiment of the present invention. The analysis conditions are inlet inlet velocity 2.5 m / s, The atmospheric pressure is 0 Pa, the loss coefficient is 7928 [1 / m], and the number of nodes is 2419048.
도 5 및 도 6은 해석용 메쉬의 전체 모델을 보여주는 도면들로서, 도 5는 YZ평면, 도 6은 ZX 평면의 메쉬 모델을 보여주는 도면이다. 이때, 총 노드수는 약 240만개 였고, Tetrahedral, sweep 등의 메쉬를 혼용해 사용하였다.
FIGS. 5 and 6 are views showing an overall model of an analysis mesh, FIG. 5 is a YZ plane, and FIG. 6 is a diagram illustrating a mesh model of a ZX plane. At this time, the total number of nodes was about 2.4 million, and meshes such as tetrahedral and sweep were used in combination.
도 7은 상술한 바와 같은 유동장과 메쉬 모델을 적용한 해석 결과로서, 필터로부터 유출관으로 흐르는 경계부분에서 압력강하가 높게 나타나는 것을 알 수 있다.
FIG. 7 shows the results of the analysis using the flow field and the mesh model as described above. It can be seen that the pressure drop is high at the boundary between the filter and the outflow pipe.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는 스트레이너(10)는 전술한 실험과 같이 필터(30)로부터 유출관(2)으로 흐르는 경계 영역의 압력강하가 매우 높으므로, 이 부분{본 실시예에서는 유출 영역(S)}의 타공율을 크게 하여 훨씬 작은 압력강하가 발생되도록 함으로써, 스트레이너의 출구에서 국부적으로 나타나는 높은 압력강하를 줄여 필터가 파괴되는 것을 막아 필터가 설치된 유체 시스템의 효율을 높이도록 한 것이다.
Accordingly, the
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는 스트레이너를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
Although the strainer having the filter for reducing the pressure drop according to the preferred embodiment of the present invention as described above has been illustrated in accordance with the above description and the drawings, it is to be understood that the present invention is not limited thereto, It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention.
1 : 유입관 2 : 유출관
10 : (압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는) 스트레이너
20 : 본체 21 : 삽입공간
22 : 제 1 플랜지 24 : 제 2 플랜지
30 : 필터 30a : 외측 필터
30b : 내측 필터 32 : 유출 여과홀
34 : 여과홀 D : (제 2 플랜지의) 직경
S : 유출 영역1: inlet pipe 2: outlet pipe
10: Strainers (with filters to reduce pressure drop)
20: main body 21: insertion space
22: first flange 24: second flange
30:
30b: Inner filter 32: Outflow filtration hole
34: Filtration hole D: Diameter (of the second flange)
S: Outflow area
Claims (6)
상기 본체(20)의 삽입공간(21)에 삽입되어 결합되고, 상기 유입관(1)을 통해 유입되어 상기 유출관(2)으로 흐르는 유체가 여과되도록 미리 설정된 크기의 여과홀(34)을 갖는 필터(30)를 포함하되;
상기 제 2 플랜지(24)는 정해진 크기의 직경(D)을 갖도록 형성되고,
상기 필터(30)는 상기 제 2 플랜지(24)의 입구에 위치되는 유출 영역(S)을 구비하되, 상기 유출 영역(S)에는 상기 여과홀(34)보다 큰 크기를 갖는 유출 여과홀(32)이 형성되도록 함으로써, 압력강하를 감소시키도록 하며,
상기 필터(30)의 유출 영역(S)의 크기는 상기 제 2 플랜지(24)의 직경(D)과 동일하게 형성되고,
상기 필터(30)는 상기 여과홀(34)을 형성하는 타공을 갖는 판재를 말아 형성되어 내측에 공간이 형성되는 외측 필터(30a) 및,
정해진 메쉬(mesh)를 갖는 그물 형태의 망체로 이루어지지고, 상기 외측 필터(30a)의 내측 공간에 삽입되는 내측 필터(30b)를 구비하고,
상기 유출 여과홀(32)은 상기 외측 필터(30a)에 형성되는 것을 특징으로 하는 압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는 스트레이너.
A first flange 22 connected to the inlet pipe 1 and a second flange 24 connected to the outlet pipe 2 are formed and connected to the first flange 22 and the second flange 24 A main body 20 for allowing an insertion space 21 to be formed therein;
The filtration hole 34 is inserted into the insertion space 21 of the main body 20 and is connected to the inflow pipe 1 so that the fluid flowing into the outflow pipe 2 is filtered. A filter (30);
The second flange 24 is formed to have a predetermined diameter D,
The filter 30 has an outflow area S located at the inlet of the second flange 24 and an outflow filtration hole 32 having a size larger than the filtration hole 34 So as to reduce the pressure drop,
The size of the outflow region S of the filter 30 is formed to be the same as the diameter D of the second flange 24,
The filter (30) includes an outer filter (30a) formed by curving a plate material having perforations forming the filtration hole (34) and having a space formed therein,
And an inner filter 30b made of a mesh net having a predetermined mesh and inserted into the inner space of the outer filter 30a,
Wherein the outflow filter hole (32) is formed in the outer filter (30a).
상기 본체(20)의 삽입공간(21)에 삽입되어 결합되고, 상기 유입관(1)을 통해 유입되어 상기 유출관(2)으로 흐르는 유체가 여과되도록 미리 설정된 크기의 여과홀(34)을 갖는 필터(30)를 포함하되;
상기 필터(30)는 상기 여과홀(34)을 형성하는 타공을 갖는 판재를 말아 형성되어 내측에 공간이 형성되는 외측 필터(30a) 및,
정해진 메쉬(mesh)를 갖는 그물 형태의 망체로 이루어지고, 상기 외측 필터(30a)의 내측 공간에 삽입되는 내측 필터(30b)를 구비하고,
상기 외측 필터(30a)는 상기 여과홀(34)보다 큰 크기를 갖는 유출 여과홀(32)을 구비함으로써, 압력강하를 감소시키도록 하는 것을 특징으로 하는 압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는 스트레이너.
A first flange 22 connected to the inlet pipe 1 and a second flange 24 connected to the outlet pipe 2 are formed and connected to the first flange 22 and the second flange 24 A main body 20 for allowing an insertion space 21 to be formed therein;
The filtration hole 34 is inserted into the insertion space 21 of the main body 20 and is connected to the inflow pipe 1 so that the fluid flowing into the outflow pipe 2 is filtered. A filter (30);
The filter (30) includes an outer filter (30a) formed by curving a plate material having perforations forming the filtration hole (34) and having a space formed therein,
And an inner filter (30b) made of a mesh net having a predetermined mesh and inserted into an inner space of the outer filter (30a)
Characterized in that the outer filter (30a) has an outlet filtration hole (32) having a size greater than the filtration hole (34), thereby reducing the pressure drop.
상기 제 2 플랜지(24)는 정해진 크기의 직경(D)을 갖도록 형성되고,
상기 외측 필터(30a)는 상기 제 2 플랜지(24)의 입구에 위치되는 유출 영역(S)을 구비하되, 상기 유출 영역(S)에 상기 유출 여과홀(32)이 형성되는 것을 특징으로 하는 압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는 스트레이너.
3. The method of claim 2,
The second flange 24 is formed to have a predetermined diameter D,
Characterized in that said outer filter (30a) has an outlet region (S) located at the inlet of said second flange (24), said outlet filtration hole (32) being formed in said outlet region (S) A strainer having a filter for reducing descent.
상기 외측 필터(30a)의 유출 영역(S)의 크기는 상기 제 2 플랜지(24)의 직경(D)과 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 압력강하를 감소시키기 위한 필터를 갖는 스트레이너.The method of claim 3,
Wherein a size of the outflow region (S) of the outer filter (30a) is formed to be equal to a diameter (D) of the second flange (24).
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