KR101585184B1 - 공기 흐름 분배 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 공기 흐름 전달 시스템(1)은, 유동 경로에서 공기를 이동시키도록 구성되는 공기 이동 부재(3); 제품(9)을 수용하기 위해 상기 유동 경로에 구성되는 챔버(19); 제 1 방향(x-x)으로 상기 유동 경로에서 공기를 수용하기 위한 선택된 면적을 갖는 유입구(10), 및 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향(y-y)으로 상기 유동 경로에서 공기를 토출하기 위해 상기 유입구의 면적보다 큰 선택된 면적을 갖는 배출구(14)를 포함하는 공기 전달 챔버(11); 상기 공기 전달 배출구를 가로질러 연장하고 상기 유동 경로에서 공기 흐름을 분할하도록 구성되는 공기 흐름 분할기(33); 및 상기 공기 흐름 분할기의 하류측 및 상기 챔버의 상류측에서 상기 유동 경로를 가로질러 연장하는 공기 흐름 방향 부재(15)를 포함하고, 상기 공기 흐름 방향 부재는 상류측 유입면(28a) 및 하류측 배출면(29c)을 구비하고 상기 유입면에서 공기 흐름을 수용하여 상기 공기 흐름을 상기 유동 경로 내의 분리된 다중 서브 경로(27)로 분할하고, 상기 공기 흐름을 상기 유동 경로에 실질적으로 평행한 상기 하류측 배출면으로부터 실질적인 정압의 감소 없이 토출시키도록 구성된다.

Description

공기 흐름 분배 시스템{AIRFLOW DISTRIBUTION SYSTEM}

관련 출원에 대한 교차 참조

본 출원은 2010년 7월 14일자 출원된 미국 가특허 출원 제61/364,071호의 우선권을 주장한다.

본 발명은 일반적으로 오븐 및 건조기 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 오븐 또는 건조기의 공기 흐름 분배 시스템에 관한 것이다.

연속으로 이어지는 제품 행렬을 처리하는 대류 방식의 오븐 및 건조기는 산업분야 및 베이킹 분야에서 널리 사용되고 있다. 많은 오븐에서는 제품이 평행하게 이동하는 컨베이어들 상에서 유지되는 하나 이상의 층위에서 수평으로 이동하거나 외부 구동장치들 사이의 인장 상태하에서 매달려있는 직물 또는 편물의 경우 수평 이동하게 된다. 제품의 가열 또는 건조를 위해 순환하는 뜨거운 공기 흐름이 제품과 접촉하게 된다.

공기 흐름을 제공하는 어떤 수단이 산업분야에서 공지되어 있다. 미국 특허 제6,712,064호의 명세서에는 제품 컨베이어 위 아래에 배치된 다중 노즐이 구비되어 있고 수직 방향의 공기 흐름이 제품과 거의 직각으로 부딪치는 오븐이 개시되어 있다. 미국 특허 제6,539,934호의 명세서 및 제6,684,875호의 명세서에는 다수개의 평행한 컨베이어를 구비한 충돌 흐름방식의 오븐(impingement flow oven)이 개시되어 있다. 이들 특허는 팬의 배출구에서 나온 압축 공기가 하나 이상의 천공판을 포함하는 노즐들에 의해 제품 상에 균일하게 분포된다는 내용을 개시하고 있다. 공기 흐름은 노즐 배출구로부터 매우 가까운 거리를 두고 위치한 제품과 접촉하기 때문에, 노즐은 노즐 면으로부터 직선방향으로 공기 흐름을 제공할 필요가 없다.

직각 방향의 충돌 흐름에 의해 손상될 수 있는 민감한 제품의 경우, 공기 흐름을 제품에 대해 평행하게 유지하는 것이 유리하다. 미국 특허 제4,515,561호의 명세서에는 제품의 위 아래에 배치되고 오븐 측면의 팬 배출구 헤더에 연결되는 노즐 세트를 구비하고 있고 공기 흐름이 제품의 이동방향에 평행하며 제품 이동방향과 동일한 오븐이 개시되어 있다. 이러한 오븐 구성에서는, 공기가 노즐을 떠난 후 긴 거리, 본질적으로 오븐의 길이에 걸쳐 제품과 접촉하게 된다.

제한하기 위한 목적이 아니라 단지 예시할 목적으로 개시되는 실시예의 해당 부품, 부분 또는 외관을 삽입 참조하여, 본 발명은 개선된 공기 흐름 전달 시스템(1)을 제공하고, 이 공기 흐름 전달 시스템(1)은, 유동 경로에서 공기를 이동시키도록 구성되는 공기 이동 부재(3); 제품(9)을 수용하기 위해 상기 유동 경로에 구성되는 챔버(19); 제 1 방향(x-x)으로 상기 유동 경로에서 공기를 수용하기 위한 선택된 면적을 갖는 유입구(10), 및 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향(y-y)으로 상기 유동 경로에서 공기를 토출하기 위해 상기 유입구의 면적보다 큰 선택된 면적을 갖는 배출구(14)를 포함하는 공기 전달 챔버(11); 상기 공기 전달 배출구를 가로질러 연장하고 상기 유동 경로에서 공기 흐름을 분할하도록 구성되는 공기 흐름 분할기(33); 및 상기 공기 흐름 분할기의 하류측 및 상기 챔버의 상류측에서 상기 유동 경로를 가로질러 연장하는 공기 흐름 방향 부재(airflow directional)(15)를 포함하고, 상기 공기 흐름 방향 부재는 상류측 유입면(28a) 및 하류측 배출면(29c)을 구비하고 상기 유입면에서 공기 흐름을 수용하여 상기 공기 흐름을 상기 유동 경로 내의 분리된 다중 서브 경로(27)로 분할함은 물론, 상기 공기 흐름을 상기 유동 경로에 실질적으로 평행한 상기 하류측 배출면으로부터 실질적인 정압(static pressure)의 감소 없이 토출시키도록 구성된다.

상기 공기 이동 부재는 배출기(eductor), 송풍기 또는 팬(fan)을 포함할 수 있다. 상기 챔버는 가열, 냉각, 경화 또는 건조 챔버일 수 있다. 상기 공기 전달 챔버는 상기 유동 경로에 다중 회전 날개(13)를 포함하고 상기 제 2 유동 경로 방향은 상기 제 1 유동 경로 방향과 직각을 이룰 수 있다. 상기 공기 흐름 분할기는 천공판, 와이어 메쉬 또는 와이어 스크린을 포함할 수 있다.

상기 공기 흐름 방향 부재는, 상류측 유입면(28a)과 하류측 배출면(29a), 및 상기 유입면과 상기 배출면 사이의 상기 유동 경로 내의 분리된 다중 서브 경로(27a)를 구비하는 제 1 층(21); 및 상기 제 1 층의 하류측에, 상류측 유입면(28b)과 하류측 배출면(29b), 및 상기 유입면과 상기 배출면 사이의 상기 유동 경로 내의 분리된 다중 서브 경로(27b)를 구비하는 제 2 층(22)을 포함하고, 상기 제 1 층은 상기 유입면에서 공기 흐름을 수용하고 상기 공기 흐름을 상기 유동 경로 내의 상기 분리된 다중 서브 경로로 분할하고, 상기 공기 흐름을 상기 하류측 배출면으로부터 토출하도록 구성되고; 상기 제 2 층은 상기 제 1 층의 상기 배출면으로부터 상기 2 층의 상기 유입면에서 공기 흐름을 수용하고 상기 공기 흐름을 상기 제 2 층의 상기 하류측 배출면으로부터 토출하도록 구성된다. 상기 제 2 층의 상기 분리된 다중 서브 경로(27b)는 상기 제 1 층의 상기 분리된 다중 서브 경로(27a)에 대해 상기 제 1 층의 상기 분리된 다중 서브 경로로 부터 토출된 상기 공기 흐름을 상기 제 2 층의 상기 분리된 다중 서브 경로로 분할하고, 상기 공기 흐름을 상기 제 2 층의 상기 하류측 배출면으로부터 토출하도록 구성될 수 있다. 상기 제 1 층의 적어도 두 개의 분리된 서브 경로로부터 토출된 상기 공기 흐름의 적어도 일부는 상기 제 2 층의 상기 분리된 서브 경로 중 적어도 하나의 서브 경로에서 함께 혼합될 수 있다.

상기 공기 흐름 전달 시스템은 공기 흐름 방향 부재의 하류측 및 상기 챔버의 상류측에서 상기 유동 경로를 가로질러 연장하고 상기 유동 경로에서 공기 흐름을 분할하도록 구성되는 제 2 공기 흐름 분할기(34)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 제 2 공기 흐름 분할기는 천공판, 와이어 메쉬 또는 와이어 스크린을 포함할 수 있다.

상기 공기 전달 챔버의 상기 공기 배출구의 면적(36x35)은 상기 공기 전달 챔버의 상기 공기 유입구의 면적(36x37)의 적어도 약 4 배일 수 있다. 상기 공기 흐름 분할기는 상기 공기 전달 챔버의 상기 공기 배출구의 상기 면적의 약 5% 내지 약 35%의 누계 면적을 갖는 다중 공기 흐름 개구부를 포함할 수 있다. 상기 공기 흐름 분할기는 약 0.1 인치 내지 약 0.75 인치의 유동 경로와 직각을 이루는 가장 긴 치수를 각각 갖는 다중 공기 흐름 개구부를 포함할 수 있다.

상기 서브 경로는 평균 깊이(37)를 갖고, 반복되는 공기 흐름 개구부(27)의 패턴에 의해 상기 유입면에 형성되고, 상기 각각의 개구부는 상기 유동 경로와 직각을 이루는 면적을 가지며 약 0.15 내지 약 0.75 인치의 상기 유동 경로와 직각을 이루는 가장 긴 치수(39)를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 서브 경로는 반복되는 공기 흐름 개구부의 패턴에 의해 상기 유입면에 형성되고, 상기 각각의 개구부는 상기 유동 경로와 직각을 이루는 면적을 갖고, 상기 반복되는 서브 경로의 개구부 패턴은 다각형의 셀 패턴일 수 있다. 상기 서브 경로는 얇은 벽으로 된 육각형 벌집층(21)으로 형성되거나, 얇은 벽으로 된 다중 육각형 벌집층(21-23)으로 형성되거나, 또는 얇은 벽으로 된 다중 오프셋(40, 41) 육각형 벌집층으로 형성될 수 있다. 상기 서브 경로는 평균 깊이를 가질 수 있고, 반복되는 공기 흐름 개구부의 패턴에 의해 상기 유입면에 형성되고, 상기 각각의 개구부는 상기 유동 경로와 직각을 이루는 면적을 갖고, 상기 서브 경로는 약 0.25 내지 약 3 인치의 평균 깊이를 가지며 상기 서브 경로 개구부는 약 0.06 내지 1.5 평방인치의 면적 및 상기 공기 전달 챔버의 상기 배출구의 적어도 약 80%인 누계 면적을 가질 수 있다.

또 다른 양태에서, 본 발명은 공기 흐름 전달 시스템을 제공하고, 이 공기 흐름 전달 시스템은, 유동 경로에서 공기를 이동시키도록 구성되는 공기 이동 부재; 제품을 수용하기 위해 상기 유동 경로에 구성되는 챔버; 제 1 방향으로 상기 유동 경로에서 공기를 수용하기 위한 선택된 면적을 갖는 유입구, 및 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향으로 상기 유동 경로에서 공기를 토출하기 위해 상기 유입구의 면적보다 큰 선택된 면적을 갖는 배출구를 포함하는 공기 전달 챔버; 상기 공기 전달 배출구를 가로질러 연장하고 다중 공기 흐름 개구부를 구비하는 공기 흐름 분할기; 및 상기 공기 흐름 분할기의 하류측 및 상기 챔버의 상류측에서 상기 유동 경로를 가로질러 연장하는 공기 흐름 방향 부재를 포함하고, 상기 공기 흐름 분할기의 상기 공기 흐름 개구부는 평균 깊이 및 상기 유동 경로와 직각을 이루는 누계 면적을 갖고; 상기 공기 흐름 방향 부재는 상류측 유입면과 하류측 배출면, 및 상기 유입면과 상기 배출면 사이의 서로 다른 다중 서브 경로를 구비하고; 상기 서브 경로는 평균 깊이를 갖고, 반복되는 공기 흐름 개구부의 패턴에 의해 상기 유입면에 형성되고, 상기 각각의 개구부는 상기 유동 경로와 직각을 이루는 면적을 가지며 상기 유동 경로와 직각을 이루는 가장 긴 치수를 갖는 것을 특징으로 하고; 상기 서브 경로의 상기 평균 깊이는 상기 공기 흐름 분할기의 상기 개구부의 상기 평균 깊이보다 크고; 상기 공기 흐름 방향 부재의 상기 유입면의 상기 공기 흐름 개구부의 상기 누계 면적은 상기 공기 흐름 분할기의 상기 공기 흐름 개구부의 상기 누계 면적 보다 실질적으로 크고; 그리고 상기 서브 경로의 상기 평균 깊이는 상기 서브 경로의 상기 유동 경로와 직각을 이루는 상기 개구부의 상기 가장 긴 치수보다 크다.

상기 공기 이동 부재는 배출기, 송풍기 또는 팬을 포함할 수 있다. 상기 챔버는 가열, 냉각, 경화 또는 건조 챔버일 수 있다. 상기 공기 전달 챔버는 상기 유동 경로에 다중 회전 날개를 포함할 수 있고 상기 제 2 유동 경로 방향은 상기 제 1 유동 경로 방향과 직각을 이룰 수 있다. 상기 공기 흐름 분할기는 천공판, 와이어 메쉬 또는 와이어 스크린을 포함할 수 있다.

상기 공기 흐름 방향 부재는, 상류측 유입면과 하류측 배출면, 및 상기 유입면과 상기 배출면 사이의 상기 유동 경로 내의 분리된 다중 서브 경로를 구비하는 제 1 층; 및 상기 제 1 층의 하류측에, 상류측 유입면과 하류측 배출면, 및 상기 유입면과 상기 배출면 사이의 상기 유동 경로 내의 분리된 다중 서브 경로를 구비하는 제 2 층을 포함할 수 있고, 상기 제 1 층은 상기 유입면에서 공기 흐름을 수용하고 상기 공기 흐름을 상기 유동 경로 내의 상기 분리된 다중 서브 경로로 분할하고, 상기 공기 흐름을 상기 하류측 배출면으로부터 토출하도록 구성되고; 상기 제 2 층은 상기 제 1 층의 상기 배출면으로부터 상기 2 층의 상기 유입면에서 공기 흐름을 수용하고 상기 공기 흐름을 상기 제 2 층의 상기 하류측 배출면으로부터 토출하도록 구성된다. 상기 제 2 층의 상기 분리된 다중 서브 경로는 상기 제 1 층의 상기 분리된 다중 서브 경로에 대해 상기 제 1 층의 상기 분리된 다중 서브 경로로 부터 토출된 상기 공기 흐름을 상기 제 2 층의 상기 분리된 다중 서브 경로로 분할하고, 상기 공기 흐름을 상기 제 2 층의 상기 하류측 배출면으로부터 토출하도록 구성될 수 있다. 상기 제 1 층의 적어도 두 개의 분리된 서브 경로로부터 토출된 상기 공기 흐름의 적어도 일부는 상기 제 2 층의 상기 분리된 서브 경로 중 적어도 하나의 서브 경로에서 함께 혼합될 수 있다.

상기 제 1 층의 상기 서브 경로는 평균 깊이를 가질 수 있고, 반복되는 공기 흐름 개구부의 패턴에 의해 상기 유입면에 형성되고, 상기 개구부는 상기 유동 경로와 직각을 이루는 누계 면적을 가지며 상기 유동 경로와 직각을 이루는 가장 긴 치수를 갖는 것을 특징으로 할 수 있고; 상기 제 1 층의 상기 서브 경로의 상기 평균 깊이는 상기 공기 흐름 분할기의 상기 개구부의 상기 평균 깊이보다 깊고; 상기 제 1 층의 상기 유입면의 상기 공기 흐름 개구부의 상기 누계 면적은 상기 공기 흐름 분할기의 상기 공기 흐름 개구부의 상기 누계 면적보다 실질적으로 크고; 그리고 상기 제 1 층의 상기 서브 경로의 상기 평균 깊이는 상기 서브 경로의 상기 유동 경로와 직각인 상기 개구부의 가장 긴 치수보다 더 크다. 상기 제 2 층의 상기 서브 경로는 평균 깊이를 가질 수 있고, 반복되는 공기 흐름 개구부의 패턴에 의해 상기 유입면에 형성되고, 상기 개구부는 상기 유동 경로와 직각을 이루는 누계 면적을 가지며 상기 유동 경로와 직각을 이루는 가장 긴 치수를 갖는 것을 특징으로 할 수 있고; 상기 제 2 층의 상기 서브 경로의 상기 평균 깊이는 상기 공기 흐름 분할기의 상기 개구부의 상기 평균 깊이보다 깊고; 상기 제 2 층의 상기 유입면의 상기 공기 흐름 개구부의 상기 누계 면적은 상기 공기 흐름 분할기의 상기 공기 흐름 개구부의 상기 누계 면적보다 실질적으로 크고; 그리고 상기 제 2 층의 상기 서브 경로의 상기 평균 깊이는 상기 서브 경로의 상기 유동 경로와 직각인 상기 개구부의 가장 긴 치수보다 더 크다.

상기 제 1 층의 상기 서브 경로의 상기 반복되는 공기 흐름 개구부의 패턴은 상기 제 2 층의 상기 서브 경로의 상기 반복되는 공기 흐름 개구부의 패턴과 실질적으로 상이할 수 있다. 상기 제 1 층의 상기 서브 경로의 상기 평균 깊이는 상기 제 2 층의 상기 서브 경로의 상기 평균 깊이와 실질적으로 상이할 수 있다. 상기 제 1 층의 유입면의 상기 공기 흐름 개구부의 상기 누계 면적은 상기 제 2 층의 상기 유입면의 상기 공기 흐름 개구부의 상기 누계 면적과 실질적으로 상이할 수 있다. 상기 제 1 층의 상기 서브 경로의 상기 개구부의 상기 가장 긴 치수는 상기 제 2 층의 상기 서브 경로의 상기 개구부의 상기 가장 긴 치수와 실질적으로 상이할 수 있다.

상기 공기 전달 챔버의 상기 배출구의 면적은 상기 공기 전달 챔버의 상기 공기 유입구의 상기 면적의 적어도 약 4 배 클 수 있다. 상기 공기 흐름 분할기의 상기 공기 흐름 개구부는 상기 공기 전달 챔버의 상기 공기 배출구의 상기 면적의 약 5% 내지 약 35%의 누계 면적을 가질 수 있다. 상기 흐름 분할기의 상기 공기 흐름 개구부는 약 0.1 인치 내지 약 0.75 인치의 직경을 가질 수 있다. 상기 각각의 서브 경로의 상기 가장 긴 치수는 약 0.15 내지 약 0.75 인치일 수 있다. 상기 공기 흐름 분할기의 상기 개구부의 평균 깊이는 약 0.03 내지 약 0.12 인치일 수 있다.

상기 반복되는 서브 경로의 개구부 패턴은 육각형의 셀 패턴일 수 있다. 상기 반복되는 서브 경로의 개구부 패턴은 다각형의 셀 패턴일 수 있다. 상기 서브 경로는 얇은 벽으로 된 육각형 벌집층으로 형성될 수 있다. 상기 서브 경로는 얇은 벽으로 된 다중 육각형 벌집층 또는 얇은 벽으로 된 다중 오프셋 육각형 벌집층으로 형성될 수 있다. 상기 서브 경로는 약 0.25 내지 약 3 인치의 평균 깊이를 가질 수 있다.

또 다른 양태에서, 본 발명은 공기 흐름 전달 시스템을 제공하고, 이 공기 흐름 전달 시스템은, 유동 경로에서 공기를 이동시키도록 구성되는 공기 이동 부재; 제품을 수용하기 위해 상기 유동 경로에 구성되는 챔버; 상기 유동 경로에서 공기를 수용하기 위한 선택된 면적을 갖는 유입구, 및 상기 유동 경로에서 공기를 토출하기 위한 선택된 면적을 갖는 배출구를 구비하는 공기 전달 챔버; 상기 공기 전달 배출구를 가로질러 연장하고 상기 유동 경로에서 공기 흐름을 분할하도록 구성되는 공기 흐름 분할기; 및 상기 공기 흐름 분할기의 하류측 및 상기 챔버의 상류측에서 상기 유동 경로를 가로질러 연장하는 공기 흐름 방향 부재를 포함하고, 상기 공기 흐름 방향 부재는 상류측 유입면 및 하류측 배출면을 구비하고 상기 유입면에서 유입 속도로 공기 흐름을 수용하여 상기 공기 흐름을 상기 하류측 배출면으로부터의 배출 속도로 토출시키도록 구성되고; 상기 유입 속도는 상기 배출 속도 보다 빠르거나 같고; 상기 배출 속도는 적어도 4 m/s이다.

상기 공기 전달 챔버의 상기 공기 배출구의 상기 면적은 상기 공기 전달 챔버의 상기 공기 유입구의 상기 면적보다 클 수 있고; 상기 공기 전달 챔버의 상기 공기 유입구는 제 1 방향으로 상기 유동 경로에서 공기를 수용하고 상기 공기 전달 챔버의 상기 공기 배출구는 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향으로 상기 유동 경로에서 공기를 토출할 수 있고, 상기 공기 흐름 방향 부재는 상기 유입면에서 공기 흐름을 수용하고, 상기 공기 흐름을 상기 유동 경로 내의 분리된 다중 서브 경로로 분할하고, 상기 공기 흐름을 상기 유동 경로와 실질적으로 평행인 상기 하류측 배출면으로부터 토출하도록 구성될 수 있다. 상기 공기 전달 챔버는 상기 유동 경로에 다중 회전 날개를 포함할 수 있고 상기 제 2 유동 경로 방향은 상기 제 1 유동 경로 방향과 직각을 이룰 수 있다. 상기 공기 흐름 분할기는 천공판, 와이어 메쉬 또는 와이어 스크린을 포함할 수 있다. 상기 공기 흐름 방향 부재는, 상류측 유입면과 하류측 배출면, 및 상기 유입면과 상기 배출면 사이의 상기 유동 경로 내의 분리된 다중 서브 경로를 구비하는 제 1 층; 및 상기 제 1 층의 하류측에 위치하고, 상류측 유입면과 하류측 배출면, 및 상기 유입면과 상기 배출면 사이의 상기 유동 경로 내의 분리된 다중 서브 경로를 구비하는 제 2 층을 포함할 수 있고, 상기 제 1 층은 상기 상류측 유입면에서 공기 흐름을 수용하고 상기 공기 흐름을 상기 유동 경로 내의 상기 분리된 다중 서브 경로로 분할하고, 상기 공기 흐름을 상기 하류측 배출면으로부터 토출하도록 구성되고; 상기 제 2 층은 상기 제 1 층의 상기 하류측 배출면으로부터 상기 제2 층의 상기 유입면에서 공기 흐름을 수용하고 상기 공기 흐름을 상기 제 2 층의 상기 하류측 배출면으로부터 토출하도록 구성된다. 상기 제 2 층의 상기 분리된 다중 서브 경로는 상기 제 1 층의 상기 분리된 다중 서브 경로에 대해 상기 제 1 층의 상기 분리된 다중 서브 경로로 부터 토출된 상기 공기 흐름을 상기 제 2 층의 상기 분리된 다중 서브 경로로 분할하고 상기 공기 흐름을 상기 제 2 층의 상기 하류측 배출면으로부터 토출하도록 구성될 수 있다. 상기 제 1 층의 적어도 두 개의 분리된 서브 경로로부터 토출된 상기 공기 흐름의 적어도 일부는 상기 제 2 층의 상기 분리된 서브 경로 중 적어도 하나의 서브 경로에서 함께 혼합될 수 있다. 상기 공기 흐름 전달 시스템은 상기 공기 흐름 방향 부재의 하류측 및 상기 챔버의 상류측에서 상기 유동 경로를 가로질러 연장하고 상기 유동 경로에서 공기 흐름을 분할하도록 구성되는 제 2 공기 흐름 분할기를 추가로 포함할 수 있다. 상기 공기 전달 챔버의 상기 공기 배출구의 상기 면적은 상기 공기 전달 챔버의 상기 공기 유입구의 상기 면적의 적어도 약 4 배 일 수 있다.

본 발명의 목적은 낮은 압력 손실로 원하는 공기 흐름 특성을 달성하는 노즐을 제공하는 데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 공기 흐름을 90도 회전시켜서 노즐 면의 법선 벡터에 직선으로 평행하게 유출하고 노즐 배출면에 걸쳐 균일한 공기 유속을 가지는 평행 유동방식의 오븐 및 건조기용의 노즐을 제공하는 데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 배출면의 길이가 높이 또는 깊이보다 훨씬 긴 기하학적 구조에서 원하는 공기 흐름 패턴을 달성하는 데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 제품의 평행한 층들 간의 서로 다른 간격과 서로 다른 오븐 또는 건조기 폭에 용이하게 조절가능한 노즐을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 노즐 면의 법선 벡터에 직선으로 평행하고 노즐 배출면에 걸쳐 균일한 공기 유속을 가지는 평행 유동방식, 하향 유동방식 또는 교차 유동방식의 오븐 및 건조기용의 노즐을 제공하는 데 있다.

도 1은 제품에 평행한 공기 흐름을 제공하는 오븐에서 구성되는 본 발명의 실시예를 도시한 부분 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 노즐의 분해도이다.
도 3은 도 2에 도시된 공기 흐름 방향의 제1층을 하류측에서 바라본 도면이다.
도 4는 도 3에 표시된 영역 A의 내부를 취한 것으로서 도 3에 도시된 공기 흐름 방향층의 상세 확대도이다.
도 5는 도 2에 도시된 공기 흐름 방향 부재들을 하류측에서 바라본 조립 사시도이다.
도 6는 도 5에 표시된 영역 B의 내부를 취한 것으로 도 5에 도시된 공기 흐름 방향 부재의 상세 확대도이다.
도 7은 비교예 또는 종래 디자인에 대한 일련의 측정 속도 균일성 데이터 및 해당 무차원 파라미터를 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 일련의 측정 속도 균일성 데이터 및 해당 무차원 파라미터를 나타낸 그래프이다.
도 9는 평행한 천공판들 사이에 포함된 벌집의 개수 및 두께의 함수인 속도 균일성 매개변수(velocity uniformity parameter)의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 10은 고정 두께 구성을 갖는 벌집 경계면의 개수의 함수인 속도 균일성 매개변수의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 11은 비교예 및 본 발명의 실시예에 대한 측정 속도 직진성 데이터(measured velocity straightness data)를 나타낸 그래프이다.
도 12는 평행한 천공판들 사이에 포함된 벌집의 개수 및 두께의 함수인 흐름 직진성(flow straightness)의 변화를 나타낸 그래프이다.

동일한 도면 참조부호들은 여러 도면에 걸쳐 일관성있게 동일한 구성요소, 부분 또는 외관을 식별하고자 하는 의도로 제공되고 이들 구성요소, 부분 또는 외관은 전체 명세서를 통해 추가로 설명되며 이 명세서의 상세한 설명은 필수적인 부분이라는 것을 명확히 이해해야 한다. 달리 표시되어 있지 않는 한, 도면은 명세서와 함께 판독(예: 크로스 해칭, 부분, 비율, 정도 등의 배열)되도록 의도된 것이며, 본 발명의 전체 상세한 설명의 일부로 간주 된다. 이하의 상세한 설명에서 사용되는 용어 "수평(horizontal)", 수직(vertical)", 좌측(left)", 우측(right)", 상측(up)", 하측(down)"은 물론, 이들의 형용사적 및 부사적 파생어들(예: "수평으로(horizontally)", "우측으로(rightwardly)", 상향으로(upwardly)" 등)은 판독자가 특정 도면의 그림을 대할 때 예시된 구조의 방위를 단순히 의미한다. 이와 마찬가지로, 일반적으로 용어 "내향하여(inwardly)" 및 "외향하여(outwardly)"는 마땅히 신장축 또는 회전축 대한 표면의 방위를 마땅히 의미한다.

도면, 특히 도 1을 참조하면, 본 발명은 개선된 공기 흐름 전달 시스템을 제공하고, 제 1 실시예에서는 일반적으로 도면 참조부호 1로 표시된다. 본 발명은 압력 손실이 줄어든 바람직한 흐름을 제공하기 위한 많은 분야에 적용되지만, 탄소 섬유 전구체를 위한 산화 안정화 오븐에 적용되는 것과 관련하여 설명된다.

도 1은 내부 챔버(19) 및 평행한 수평면으로 배치되고 이동하는 제품층(9)을 구비한 오븐(10)의 일부를 도시하고 있다. 공기가 팬(3)에 의해 순환되어 제품(9)과 접촉하는데, 이 공기는 측면 플레넘(side plenum)(2) 내부로 토출되고 이 측면 플레넘(2)은 차례대로 필터(4) 및 히터(5)를 통해 공기를 회전 날개(turning vane)(6) 속으로 향하도록 한다. 회전 날개(6)에서 나온 가열된 공기는 제품층(9) 위 아래에 배치된 노즐 세트(7) 내부로 유입되어 공기가 90도 회전함으로써 이 공기는 제품(9)의 이동 방향에 평행한 방향으로 토출된다. 오븐(1)의 타단부에서는 공기가 회수 플레넘(collection plenums)(8) 내부로 유입되어 이 회수 플레넘을 통해 공기가 팬(3)의 입구로 복귀하게 된다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에서, 노즐(7)은 대체로 표준 산업 실무지침에 의해 형성되고 용접된 판금(sheet metal)으로 이루어진 장방형 직육면체이다. 노즐(7)은 공기 유입구 역할을 하는 우측 개방면(10) 및 이 공기 유입구(10)에 수직하며 공기 배출구 역할을 하는 전방 개방면(14)을 구비한다. 고체면(17)은 공기 유입구(10)에 대향하고 있고, 상부 고체면(18a), 저부 고체면(18b) 및 후방 고체면(18c)은 공기 유입구(10)와 직각을 이룬다. 고체면(17), 상부 고체면(18a), 저부 고체면(18b) 및 후방 고체면(18c)은 전달 챔버(transfer chamber)(11)를 형성한다. 챔버(11) 내의 다수개의 날개(13)는 90도로 만곡 형성된 얇은 판금으로 이루어지고 상부 고체면(18a) 및 저부 고체면(18b)의 길이를 따라 신중하게 용접함으로써 이들 고체면에 부착된다. 날개(vane)(13)는 천공판(33)을 가로지르는 실질적으로 동일한 크기의 다수의 토출 채널을 형성하도록 배치된다. 따라서, 공기 흐름은 공기 유입구(10)를 통해 x-x방향으로 챔버(11) 내부로 유입되고 날개(13)에 의해 본 실시예에서는 90도 회전하여 대체로 y-y 방향으로 공기 배출구(14)를 통해 챔버(11)를 빠져나간다.

후방 고체면(18c)과 대향하고 있는 노즐(7)의 공기 토출면(20)은 상류측 천공판(33), 공기 흐름 방향 부재(airflow directional)(15), 및 하류측 천공판(34)을 포함하고 있다. 도시된 바와 같이, 천공판(33 및 34)은 공기가 각각의 천공판의 상류측(31)으로부터 각각의 천공판의 하류측(32)으로 흐르도록 해주는 공기 흐름 개구부(30)의 패턴을 갖도록 구성된다. 천공판(33) 및 천공판(34)이 동일한 패턴과 크기의 개구부(30)를 갖는 것이 바람직하지만 반드시 그럴 필요는 없다. 또한, 천공판(33 및 34)의 개구부(30)의 직경이 약 0.1 내지 0.5 인치의 범위 내에 있고, 보다 바람직하게는 약 0.2 내지 0.4 인치의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 천공판(33 및 34)의 개방 면적은 바람직하게는 전체 면적의 약 5 내지 35%, 보다 바람직하기로는 약 15 내지 25%의 범위 내에 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 공기 흐름 방향 부재(15)는 천공판(33)과 천공판(34) 사이에 배치되고, 본 실시예에서는 세 개의 시트 또는 층(21), (22) 및 (23)을 포함한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 시트(21-23)는 흔히 벌집(honeycombs)으로 불리는 동일 크기의 반복되는 육각형의 개방 셀들(25)이 형성된 육각형 단면 구조에 의해 형성되는 분리된 다중 유동 서브 통로(27a-27c)를 갖는다. 도 3은 상업적으로 입수가능한 벌집 형상을 갖는 층들(21-23)의 실시예를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 각각의 시트(21-23)는 6 개의 변에 내부 공기통로(27)가 형성된 도 4에 도시된 반복 패턴의 기본셀(25)에 의해 형성된다. 셀(25)은 8 개 이하의 변, 보다 바람직하게는 6 개의 변을 갖는다. 모든 벌집층(21-23)은 동일한 셀(25)의 크기를 갖고, 약 0.15 내지 0.75 인치의 범위, 보다 바람직하게는 약 0.3 내지 0.6 인치의 범위에 있는 가장 긴 횡방향 치수(39)를 갖는 것이 바람직하지만, 반드시 그럴 필요는 없다. 육각형 셀이 도시되어 있지만, 다른 기하학적 패턴이 사용될 수도 있다. 예컨대, 셀(25)은 임의의 볼록한 다각형 또는 다른 형상으로 이루어질 수 있다. 서브 경로(27)는 약 0.25 내지 약 3 인치의 평균 깊이(37)를 가지며 서브 경로 개구부(27)는 약 0.06 내지 1.5평방인치의 면적을 갖는다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 벌집층(21-23)은 각각의 면들이 접촉하지 않는 상태의 다중 층으로 배치된다. 제1 층(21)의 상류측 유입면(28a)은 천공판(33)의 하류측 면(32a)에 대향하여 위치하고, 제2 층(22)의 상류층 유입면(28b)은 제1 층(21)의 하류측 배출면(29a) 및 제3 층(23)의 상류층 유입면(28c)에 대향하여 위치하며, 제3 층(23)의 하류층 배출면(29c)은 천공판(34)의 상류측 유입면(31b)에 대향하여 위치한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 층(21-23)은 개방 셀(25)의 각각의 패턴의 리딩 엣지(leading edge)(26) 및 그 분리된 다중 유동 서브 경로들(27)이 상호 오프셋(offset)(40, 41) 되도록 배치되는데, 이는 본 실시예에서 각각의 층의 경계상에서 간격을 이용하거나 절단부를 단부에서 오프셋 함으로써 달성된다. 도 6은 공기 흐름 방향 부재(15)의 상류측 유입면(28a) 상에서의 오프셋을 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 제2 층(22)의 리딩 엣지는 제1 차원에서는 간격(40a) 만큼 그리고 제2 차원에서는 간격(40b) 만큼 제1 층(21)의 리딩 엣지로부터 오프셋 된다. 이와 마찬가지로, 제3 층(23)의 리딩 엣지는 제 1 차원에서는 간격(41a) 만큼 그리고 제 2 차원에서는 간격(41b) 만큼 제2 벌집층(22)의 리딩 엣지로부터 오프셋된다. 상기 간격들은 제3 층(23)의 리딩 엣지가 제1 층(21)의 리딩 엣지로부터도 오프셋 되도록 정해진다. 본 실시예에서는 3 개의 모든 층이 오프셋 되지만, 하나 이상의 층이 하나 이상의 다른 층에 대해 오프셋 되지 않도록 구성될 수도 있다.

이러한 오프셋의 결과, 공기 흐름 경로는 방향 부재(15)의 깊이를 통해 발생하는 리딩 엣지 양의 증가로 인해 구불구불한 만곡 형태를 갖게 된다. 3 개 이상의 벌집층을 통해, 무작위로 정렬되는 특성으로 인해 전체 조립체(15)가 넓은 면적에 걸쳐 보다 균일하게 형성된다.

또한, 제1 층(21)은 상류측 유입면(28a) 및 하류측 배출면(29a)과, 상기 유입면과 상기 배출면 사이의 유동 경로 내의 분리된 다중 서브 경로(27a)를 구비하기 때문에, 이 제1 층(21)은 유입면(28a)으로부터 공기 흐름을 수용하고 이 공기 흐름을 전체 유동 경로 내에서 분리된 다중 서브 경로(27a)로 분할하여 하류측 배출면(29a)으로부터 토출한다. 제1 층(21)의 하류측에 위치하는 제2 층(22)은 제 1 벌집층(21)으로부터 오프셋(40)되고 상류측 유입면(28b) 및 하류측 배출면(29b)과, 상기 유입면(28b)과 상기 배출면(29b) 사이의 유동 경로 내에 형성되는 분리된 다중 서브 경로(27b)를 구비하기 때문에, 이 제2 층(22)은 제1 층(21)의 배출면(29a)으로부터 공기 흐름을 유입면(28b)에서 수용하고 제1 층(21)의 분리된 다중 서브 경로(27a)로부터 토출된 공기 흐름을 제2 층(22)의 분리된 다중 서브 경로(27b)로 분할하여 제2 층(22)의 하류측 배출면(29b)으로부터 토출한다. 이러한 오프셋(40)으로 인해, 제1 층(21)의 적어도 두 개의 분리된 서브 경로(27a)로부터 토출된 공기 흐름의 적어도 일부는 제2 층(22)의 적어도 하나의 분리된 서브 경로(27b)에서 함께 혼합된다. 이와 마찬가지로, 제1 층(22)의 하류측의 제3 층(23)은 제2 층(22)으로부터 오프셋(41)되고 상류측 유입면(28c) 및 하류측 배출면(29c)과, 상기 유입면(28c)과 상기 배출면(29c) 사이의 유동 경로 내의 분리된 다중 서브 경로(27c)를 구비하기 때문에, 이 제3 층(23)은 유입면(28c)에서 제2 층(21)의 배출면(29b)으로부터 공기 흐름을 수용하고 제2 층의 분리된 다중 서브 경로(27b)로부터 토출된 공기 흐름을 제3 층(23)의 분리된 다중 서브 경로(27c)로 분할하여 제3 층(22)의 하류측 배출면(29c)로부터 토출한다. 이러한 오프셋(41)으로 인해, 제2 층(22)의 적어도 두 개의 분리된 서브 경로(27b)로부터 토출된 공기 흐름의 적어도 일부는 제3 층(23)의 적어도 하나의 분리된 서브 경로(27c)에서 함께 혼합된다.

공기 흐름 방향 부재(15)는 천공판(33)과 천공판(34) 사이에서 흐르는 공기에 대해 실질적인 개방 단면 및 다수의 공기 흐름 서브 경로를 제공하는 견고한 형상의 하나 이상의 층으로 형성될 수 있다. 흐름 방향 부재(15)의 유입면(28a)의 개방 면적은 전체 면적의 약 80% 보다 큰 것이 바람직하고, 전체 면적의 약 90% 보다 큰 것이 보다 바람직하다.

본 실시예에서, 노즐의 종횡비(aspect ratio)는 공기 배출면(20)이 공기 유입면(10)보다 훨씬 넓거나 길도록 정해진다. 통상적으로, 수평 편물 제품들은 150 내지 300 mm 이격되어 있고 그 폭이 1500 내지 4000 mm인데, 이는 노즐의 제한 요인이 됨으로써 그 배출구 폭(35)은 그 높이(36)의 10 내지 20 배가 된다. 또한, 본 실시예에서, 노즐의 깊이 치수는(37)은 제품 간격(16)의 2 배에 불과하여 그 결과, 전체 공기 흐름에 노출되는 챔버(19) 내의 제품층(9)의 높이는 보다 높아진다.

본 실시예에서, 공기 전달 챔버(11)의 공기 배출구(14)의 면적은 챔버(11)의 유입구(10) 면적보다 적어도 약 4배 더 크다. 천공판(33) 및 천공판(34) 내의 다중 공기 흐름 개구부(30)는 전달 챔버(11)의 공기 배출구(14) 면적의 약 5% 내지 약 35%의 누계 면적을 갖는다.

흐름 방향 부재(15)의 서브 경로(27)의 평균 깊이(37)는 천공판(33)의 개구부(30)의 평균 깊이보다 깊고, 공기 흐름 방향 부재(15)의 유입면(28a)에 있는 공기 흐름 개구부(27)의 누계 면적은 천공판(33)의 공기 흐름 개구부(30)의 누계 면적보다 실질적으로 크며, 방향 부재(15)의 서브 경로(27)의 평균 깊이는 개구부(27)의 가장 긴 치수(39)보다 깊다. 더욱이, 본 실시예에서, 제1 층(21) 자체의 서브 경로(27a)는 공기 흐름 분할기(33)의 개구부(30) 평균 깊이보다 큰 평균 깊이를 갖고, 공기 흐름 분할기(33)의 공기 흐름 개구부(30)의 누계 면적 보다 실질적으로 큰 유입면(28a)의 공기 흐름 개구부(27a)의 누계 면적을 가지며, 서브 경로(27a)의 가장 긴 치수(39)보다 큰 평균 깊이를 갖는다. 이와 마찬가지로, 제2 층(22) 및 제3 층(23)의 서브 경로(27b) 및 서브 경로(27c)는 각각 공기 흐름 분할기(33)의 개구부(30)보다 큰 평균 깊이를 갖고, 공기 흐름 분할기(33)의 공기 흐름 개구부(30)의 누계 면적보다 실질적으로 큰 누계 면적을 가지며, 상기 가장 긴 치수(39)보다 큰 평균 깊이를 갖는다.

노즐(7)은 평행 흐름방식의 오븐, 냉각기(coolers), 경화 챔버(curing chambers) 및 건조기에 적합한 공기 흐름을 제공한다. 노즐(7)은 공기 흐름을 노즐 배출구와 직각을 이루는 공기 유입구(10)로부터 90도 회전시킨다. 또한, 노즐(7)은 노즐 토출면(20)을 가로질러 균일한 공기 속도를 갖고 노즐 토출면(20)에 대해 실질적으로 직선형태로 수직이며 축(y-y)에 실질적으로 평행한 내부 챔버(19) 속으로 공기 흐름을 제공한다.

대체 실시예에서, 제1 층(21)의 서브 경로의 반복되는 공기 흐름 개구부의 패턴은 제2 층(22)의 서브 경로의 반복되는 공기 흐름 개구부의 패턴과는 실질적으로 다를 수 있다. 이와 마찬가지로, 제3 층(23)의 개구부의 패턴은 제2 층(22)의 개구부의 패턴과는 실질적으로 상이할 수 있고 제1 층(21)의 개구부의 패턴과 동일하거나 상이할 수 있다. 제1 층(21)의 서브 경로의 평균 깊이는 제2 층(22) 및/또는 제3 층(23)의 서브 경로의 평균 깊이와 실질적으로 상이할 수 있다. 또한, 제1 층(21)의 유입면(28a)의 공기 흐름 개구부의 누계 면적은 제2 층(22) 및/또는 제3 층(23)의 유입면(28b) 및/또는 유입면(28c)의 공기 흐름 개구부의 누계 면적과 실질적으로 각각 상이할 수 있다. 제1 층(21)의 서브 경로의 개구부의 가장 긴 치수는 제2 층(22) 및/또는 제3 층(23)의 서브 경로의 개구부의 가장 긴 치수와 실질적으로 상이할 수 있다. 또한, 이하에 표시된 바와 같이, 3 개 이상의 층이 이용될 수도 있다. 또한, 단일 층(21) 또는 두 개의 층(21) 및 층(22)이 이용될 수도 있다.

강제 대류방식의 오븐, 냉각기, 경화 챔버 및 건조기는 큰 규모로 수 백 킬로와트를 필요로 할 수 있는 팬을 이용하기 때문에, 필요한 팬의 전력이 시스템의 전체 압력 저하에 정비례함에 따라 공기 흐름 지향 노즐이 낮은 압력 손실로 그 기능을 수행하지 못하면 상당한 단점이되고, 노즐은 통상적으로 회로에서 가장 큰 압력 강하를 야기할 것이다. 만약, 천공판(33) 및 천공판(34) 및 다중 오프셋 벌집층을 포함하는 공기 흐름 방향 부재(15)에 의해 유동 경로가 생성된다는 것을 고려해 볼 때, 높은 압력 손실이 예상되었다. 그러나, 테스트할 때에는 노즐(7)에서 야기된 압력 강하는 예상보다 실질적으로 낮았다.

종래의 설계에 비해, 노즐의 상이한 실시예의 성능을 평가하기 위해 도 1에 도시된 오븐 부분과 유사한 구성이 사용되었다. 테스트 설치시, 도 1에 도시된 것과 동일한 방식으로 3 개의 평행한 노즐 세트에 공기를 동시에 공급하기 위해 20 hp 팬이 사용되었다. 노즐로부터 공기 흐름 균일성(airflow uniformity)의 기준(criterion)으로 유용하게 사용되는 무차원 매개변수(dimensionless parameter)는 노즐의 면적에 걸쳐있는 서로 다른 위치에서 측정된 일련의 측정값들의 속도 표준 편차 대 속 평균의 비이다. 도 7은 4 개의 서로 다른 팬 속도에 해당하는, 종래의 설계, 4 개의 서로 다른 평균 기체 유속에 대한 속도 균일성 매개변수의 변화를 도시하고 있다. 본 실시예에서의 노즐은 1600 mm의 폭, 200 mm의 높이 및 400 mm의 깊이를 갖는다. 공기 유입구는 200 mm x 400 mm의 면에 형성되었고, 공기 배출구는 200 mm x 1600 mm의 면에 형성되었다. 노즐에는 공기 유입구 및 공기 배출구에 걸쳐 균일하게 이격배치되는 7 개의 날개가 형성되는데, 이들 날개는 200 mm의 높이를 가지며 상부면과 하부면에 용접되어 있다. 배출구에는 76 mm만큼 이격되어 있고 15%의 개방 면적과 6mm 직경의 홀을 구비한 2 개의 평행 천공판이 배치되어 있다. 서로 다른 각각의 팬 속도에서 8 개의 공기 속도 측정값이 측정되었다. 이들 8 개 지점은 200 mm 이격되어 본질적으로 노즐의 전체 폭에 존재하도록 선택되었다. 수직방향으로, 데이터가 바닥으로부터 100 mm 떨어진 노즐의 중심에서 수집되었다. 엑스테크 인스트루먼츠 모델(Extech Instruments model) 407113 열풍속계가 속도 측정을 위해 사용되었다. 모든 경우, 20 개의 별도의 속도 측정값들이 각 데이터 위치에서 평균화되었다. 모든 경우, 공기 온도는 20 내지 24℃였다. 도 7은 노즐의 폭을 따라 8 개 위치로부터의 측정값들을 포함하는 4개의 각각의 일정한 팬 속도(평균 속도로 도시됨)에 대한 표준편차/평균 속도 균일성 매개변수 및 모두 32개의 측정값을 고려한 전체값을 도시하고 있다. 도 7에서, 각각의 팬 속도 매개변수는 6.1 내지 7.4%의 범위에 있고 전체값은 6.8%였다.

도 8은 본 발명의 실시예에 대한 속도 균일성 매개변수를 도시하고 있다. 노즐 크기는 종래의 설계,즉 1600 mm의 폭, 200 mm의 높이 및 400 mm의 깊이와 동일하다. 또한, 종래의 설계와 동일한 7 개의 회전 날개와 2 개의 평행 천공판이 배치되어 있다. 개선된 노즐의 본 실시예에서는, 12 mm 셀 크기와 12.7 mm 깊이(76 mm의 전체 깊이)를 갖는 6 개의 벌집층이 천공판들 사이에 삽입배치된다. 도 8에 도시된 바와 같이, 각각의 팬 속도 매개변수는 0.9 내지 1.1%의 범위에 있었고 전체값은 1.0%였다. 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 속도 균일성은 공기 흐름 방향 부재(15)를 부가함으로써 종래의 설계에 비해 실질적으로 개선되었다.

또한, 도 7 및 도 8은 (일정한 팬 속도를 나타내는) 4 가지 각각의 데이터 세트에 대한 압력 강하(DP)를 도시하고 있다. 압력은 쇼트리지 인스트루먼츠 모델(Shortridge Instruments model) ADM-860 전자 마이크로마노미터를 이용하여 노즐의 바로 상류 측에서 측정되었다. 모든 경우, 12 개의 별도의 측정값들이 각각의 팬 속도에서 평균화되었다. 도시된 바와 같이, 그리고 예상외로, 개선된 노즐의 본 실시예에서의 압력 강하는 종래의 설계에서의 압력 강하와 효과적으로 동일하였다. 이것은 공기 흐름 방향 부재(15)를 부가하여 달성된 우수한 공기 흐름 균일성에 의해 높은 압력 강하를 봉쇄하기 위해 비용을 들이지 않아도 된다는 점에서 놀라운 결과였다.

도 9는 본 실시예의 천공판들 사이에 삽입된 벌집 직물(honeycomb material)의 개수 및 전체 두께의 함수인 속도 균일성 매개변수의 변화를 도시하고 있다. 다수개의 벌집 직물이 존재한 경우, 이들 벌집 직물은 인접면들이 간극(gap)없이 본질적으로 접촉하도록 배치되었다. 공기 흐름 균일성은 12.7 mm 두께의 부분 또는 층의 개수가 증가함에 따라 향상된다. 층이 6 개 즉, 76 mm의 전체 깊이가 된 후에, 속도 균일성 매개변수는 측정 시스템의 분해능의 한계에 접근하는 것으로 판단되었다.

도 10은 고정된 전체 벌집 층 두께 또는 76 mm의 두께에서 벌집 층의 개수의 함수인 속도 균일성 매개변수의 변화를 도시하고 있다. 이 경우에, 일정한 전체 두께를 달성하기 위해 다양한 두께의 벌집층이 사용됨으로써, 테스트 간의 변화는 벌집층 간의 경계면 개수가 서로 다르다는 것이었다. 다른 보고 데이터의 경우, 벌집층들은 그 각각의 면들이 근본적으로 접촉하고 있었다. 이것은 개별적인 층이고, 따라서 층들 간의 경계면의 개수가 증가하게 됨에 따라 속도 균일성이 보다 향상된다는 점에서 놀라운 결과였다. 그래서, 예컨대, 25.4 mm 두께의 3 개의 벌집층은 76 mm 두께의 단일 벌집층에 비해 성능이 우수하고, 12.7 mm 두께의 6 개의 층이 25.4 mm 두께의 3 개의 층에 비해 성능이 우수하다.

도 11은 종래 설계 또는 비교예 및 개선된 노즐의 실시예에 대한 측정 공기 흐름 직진성 데이터를 도시하고 있다. 비교예 및 개선된 노즐의 실시예는 도 7 및 도 8을 각각 참조하여 앞서 설명된 것과 동일하였다. 서로 다른 각각의 팬 속도에서 8 개의 공기 흐름 각도 측정값이 측정되었다. 이들 8개 지점은 200 mm 이격되도록 그리고 본질적으로 노즐의 전체 길이에 존재하도록 선택되었다. 데이터는 노즐의 바닥에서 100 mm 떨어진 노즐의 중심에서 수직방향으로 수집되었다. 8 개 각각의 위치에서 노즐 면으로부터 600 mm 연장된 실을 부착한 다음, 줄자를 이용하여 노즐 면으로부터 400 mm 떨어진 지점에서 실의 위치를 측정함으로써 공기 흐름 각도가 측정되었다. 이때, 공기 흐름 각도는 0 도가 노즐 면에 수직인 각도로 정의되는 초등 기하학으로 부터 계산되었다. 도 11은 비교예 또는 종래에 설계된 노즐이 특히 중심 영역에서 법선을 벗어난 큰 각도 변화, 즉 대부분의 각각의 측정값이 10 도 이상을 벗어난 각도 변화를 갖는다는 것을 보여준다. 비교예의 노즐의 경우 법선으로부터의 전체 평균 각도 변화는 9.1 도였다. 개선된 노즐의 본 실시예로부터의 데이터는, 대부분의 각도 측정값이 3 도 미만으로 법선을 벗어나고 법선으로부터의 전체 평균각도 변화가 1.6 도에 불과할 정도로, 실질적으로 향상되었다.

도 12는 바람직한 실시예의 천공판들 사이에 삽입된 벌집 직물의 개수 및 전체 깊이 또는 두께의 함수인 공기 흐름 직진성의 변화를 도시하고 있다. 이 공기 흐름 직진성은 12.7 mm 두께의 벌집 직물의 개수가 증가함에 따라 향상된다.

본 발명은 다양한 변경 및 수정이 가해질 수 있다는 것을 상정하게 한다. 따라서, 지금까지 바람직한 형태의 공기 흐름 전달 시스템이 도시 및 설명되고, 여러 가지 수정예 및 대체예가 논의되었지만, 당업자라면 하기 특허청구 범위에 의해 정의되고 구별되는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 추가 수정 및 변경이 이루어질 수 있다는 것을 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

Claims (61)

1. 공기 흐름 전달 시스템으로서,
   유동 경로에서 공기를 이동시키도록 구성되는 공기 이동 부재;
   제품을 수용하기 위해 상기 유동 경로에 구성되는 챔버;
   제 1 방향으로 상기 유동 경로에서 공기를 유입하기 위한 선택된 면적을 갖는 유입구, 및 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향으로 상기 유동 경로에서 공기를 토출하기 위해 상기 유입구의 면적보다 큰 선택된 면적을 갖는 배출구를 포함하는 공기 전달 챔버;
   상기 공기 전달 배출구를 가로질러 연장하고 상기 유동 경로에서 공기 흐름을 분할하도록 구성되는 공기 흐름 분할기; 및
   상기 공기 흐름 분할기의 하류측 및 상기 챔버의 상류측에서 상기 유동 경로를 가로질러 연장하는 공기 흐름 방향 부재를 포함하고,
   상기 공기 흐름 방향 부재는 상류측 유입면 및 하류측 배출면을 구비하고 상기 유입면에서 공기 흐름을 유입하여 상기 공기 흐름을 상기 유동 경로 내의 분리된 다중 서브 경로로 분할하고, 상기 공기 흐름을 상기 유동 경로에 평행한 상기 하류측 배출면으로부터 실질적인 정압(static pressure)의 감소 없이 토출시키도록 구성되는 공기 흐름 전달 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 공기 이동 부재는 배출기(eductor), 송풍기 또는 팬(fan)을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 챔버는 가열, 냉각, 경화 또는 건조 챔버인 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 공기 전달 챔버는 상기 유동 경로에 다중 회전 날개를 포함하고 상기 제 2 유동 경로 방향은 상기 제 1 유동 경로 방향과 직각을 이루는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 공기 흐름 분할기는 천공판, 와이어 메쉬 또는 와이어 스크린을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
6. 제1항에 있어서, 상기 공기 흐름 방향 부재는,
   상류측 유입면과 하류측 배출면, 및 상기 유입면과 상기 배출면 사이의 상기 유동 경로 내에 형성되는 분리된 다중 서브 경로를 구비하는 제 1 층; 및
   상기 제 1 층의 하류측에 위치하고, 상류측 유입면과 하류측 배출면, 및 상기 유입면과 상기 배출면 사이의 상기 유동 경로 내에 형성되는 분리된 다중 서브 경로를 구비하는 제 2 층을 포함하고,
   상기 제 1 층은 상기 상류측 유입면에서 공기 흐름을 수용하고 상기 공기 흐름을 상기 유동 경로 내의 상기 분리된 다중 서브 경로로 분할하고, 상기 공기 흐름을 상기 하류측 배출면으로부터 토출하도록 구성되고;
   상기 제 2 층은 상기 제 1 층의 상기 하류측 배출면으로부터 상기 2 층의 상기 상류측 유입면에서 공기 흐름을 수용하고 상기 공기 흐름을 상기 제 2 층의 상기 하류측 배출면으로부터 토출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
7. 제6항에 있어서, 상기 제 2 층의 상기 분리된 다중 서브 경로는 상기 제 1 층의 상기 분리된 다중 서브 경로에 대해 상기 제 1 층의 상기 분리된 다중 서브 경로로 부터 토출된 상기 공기 흐름을 상기 제 2 층의 상기 분리된 다중 서브 경로로 분할하고, 상기 공기 흐름을 상기 제 2 층의 상기 하류측 배출면으로부터 토출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
8. 제7항에 있어서, 상기 제 1 층의 적어도 두 개의 분리된 서브 경로로부터 토출된 상기 공기 흐름의 적어도 일부는 상기 제 2 층의 상기 분리된 서브 경로 중 적어도 하나의 서브 경로에서 함께 혼합되는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
9. 제1항에 있어서, 상기 공기 흐름 방향 부재의 하류측 및 상기 챔버의 상류측에서 상기 유동 경로를 가로질러 연장하고 상기 유동 경로에서 공기 흐름을 분할하도록 구성되는 제 2 공기 흐름 분할기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
10. 제9항에 있어서, 상기 제 2 공기 흐름 분할기는 천공판, 와이어 메쉬 또는 와이어 스크린을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
11. 제1항에 있어서, 상기 공기 전달 챔버의 상기 공기 배출구의 상기 면적은 상기 공기 전달 챔버의 상기 공기 유입구의 상기 면적의 적어도 4 배 큰 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
12. 제1항에 있어서, 상기 공기 흐름 분할기는 상기 공기 전달 챔버의 상기 공기 배출구의 상기 면적의 5% 내지 35%의 누계 면적을 갖는 다중 공기 흐름 개구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
13. 제1항에 있어서, 상기 흐름 분할기는 0.1 인치 내지 0.75 인치의 유동 경로와 직각을 이루는 가장 긴 치수를 각각 갖는 다중 공기 흐름 개구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
14. 제1항에 있어서, 상기 서브 경로는 평균 깊이를 갖고, 반복되는 공기 흐름 개구부의 패턴에 의해 상기 유입면에 형성되고, 상기 각각의 개구부는 상기 유동 경로와 직각을 이루는 면적을 가지며 0.15 내지 0.75 인치의 상기 유동 경로와 직각을 이루는 가장 긴 치수를 갖는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
15. 제1항에 있어서, 상기 서브 경로는 반복되는 공기 흐름 개구부의 패턴에 의해 상기 유입면에 형성되고, 상기 각각의 개구부는 상기 유동 경로와 직각을 이루는 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
16. 제15항에 있어서, 상기 반복되는 서브 경로의 개구부 패턴은 다각형의 셀 패턴인 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
17. 제1항에 있어서, 상기 서브 경로는 얇은 벽으로 된 육각형 벌집층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
18. 제1항에 있어서, 상기 서브 경로는 얇은 벽으로 된 다중 육각형 벌집층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
19. 제1항에 있어서, 상기 서브 경로는 얇은 벽으로 된 다중 오프셋 육각형 벌집층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
20. 제1항에 있어서, 상기 서브 경로는 평균 깊이를 갖고, 반복되는 공기 흐름 개구부의 패턴에 의해 상기 유입면에 형성되고, 상기 각각의 개구부는 상기 유동 경로와 직각을 이루는 면적을 갖고, 상기 서브 경로는 0.25 내지 3 인치의 평균 깊이를 가지며 상기 서브 경로의 개구부는 0.06 내지 1.5 평방인치의 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
21. 공기 흐름 전달 시스템으로서,
    유동 경로에서 공기를 이동시키도록 구성되는 공기 이동 부재;
    제품을 수용하기 위해 상기 유동 경로에 구성되는 챔버;
    제 1 방향으로 상기 유동 경로에서 공기를 수용하기 위한 선택된 면적을 갖는 유입구, 및 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향으로 상기 유동 경로에서 공기를 토출하기 위해 상기 유입구의 면적보다 큰 선택된 면적을 갖는 배출구를 포함하는 공기 전달 챔버;
    상기 공기 전달 배출구를 가로질러 연장하고 다중 공기 흐름 개구부를 구비하는 공기 흐름 분할기; 및
    상기 공기 흐름 분할기의 하류측 및 상기 챔버의 상류측에서 상기 유동 경로를 가로질러 연장하는 공기 흐름 방향 부재를 포함하고,
    상기 공기 흐름 분할기의 상기 공기 흐름 개구부는 평균 깊이 및 상기 유동 경로와 직각을 이루는 누계 면적을 갖고;
    상기 공기 흐름 방향 부재는 상류측 유입면과 하류측 배출면, 및 상기 유입면과 상기 배출면 사이에 형성되는 서로 다른 다중 서브 경로를 구비하고;
    상기 서브 경로는 평균 깊이를 갖고, 반복되는 공기 흐름 개구부의 패턴에 의해 상기 유입면에 형성되고, 상기 각각의 개구부는 상기 유동 경로와 직각을 이루는 면적을 가지며 상기 유동 경로와 직각을 이루는 가장 긴 치수를 갖고;
    상기 서브 경로의 상기 평균 깊이는 상기 공기 흐름 분할기의 상기 개구부의 상기 평균 깊이보다 깊고;
    상기 공기 흐름 방향 부재의 상기 유입면의 상기 공기 흐름 개구부의 상기 누계 면적은 상기 공기 흐름 분할기의 상기 공기 흐름 개구부의 상기 누계 면적보다 실질적으로 크고; 그리고
    상기 서브 경로의 상기 평균 깊이는 상기 서브 경로의 상기 유동 경로와 직각을 이루는 상기 개구부의 상기 가장 긴 치수보다 큰 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
22. 제21항에 있어서, 상기 공기 이동 부재는 배출기, 송풍기 또는 팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
23. 제21항에 있어서, 상기 챔버는 가열, 냉각, 경화 또는 건조 챔버인 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
24. 제21항에 있어서, 상기 공기 전달 챔버는 상기 유동 경로에 다중 회전 날개를 포함하고 상기 제 2 유동 경로 방향은 상기 제 1 유동 경로 방향과 직각을 이루는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
25. 제21항에 있어서, 상기 공기 흐름 분할기는 천공판, 와이어 메쉬 또는 와이어 스크린을 포함하는 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
26. 제21항에 있어서, 상기 공기 흐름 방향 부재는,
    상류측 유입면과 하류측 배출면, 및 상기 유입면과 상기 배출면 사이의 상기 유동 경로 내의 분리된 다중 서브 경로를 구비하는 제 1 층; 및
    상기 제 1 층의 하류측에, 상류측 유입면과 하류측 배출면, 및 상기 유입면과 상기 배출면 사이의 상기 유동 경로 내의 분리된 다중 서브 경로를 구비하는 제 2 층을 포함하고,
    상기 제 1 층은 상기 상류측 유입면에서 공기 흐름을 수용하고 상기 공기 흐름을 상기 유동 경로 내의 상기 분리된 다중 서브 경로로 분할하고, 상기 공기 흐름을 상기 하류측 배출면으로부터 토출하도록 구성되고;
    상기 제 2 층은 상기 제 1 층의 상기 하류측 배출면으로부터 상기 제 2 층의 상기 상류측 유입면에서 공기 흐름을 수용하고 상기 공기 흐름을 상기 제 2 층의 상기 하류측 배출면으로부터 토출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
27. 제26항에 있어서, 상기 제 2 층의 상기 분리된 다중 서브 경로는 상기 제 1 층의 상기 분리된 다중 서브 경로에 대해 상기 제 1 층의 상기 분리된 다중 서브 경로로 부터 토출된 상기 공기 흐름을 상기 제 2 층의 상기 분리된 다중 서브 경로로 분할하고, 상기 공기 흐름을 상기 제 2 층의 상기 하류측 배출면으로부터 토출하도록 구성되는 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
28. 제27항에 있어서, 상기 제 1 층의 적어도 두 개의 분리된 서브 경로로부터 토출된 상기 공기 흐름의 적어도 일부는 상기 제 2 층의 상기 분리된 서브 경로 중 적어도 하나의 서브 경로에서 함께 혼합되는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
29. 제26항에 있어서, 상기 제 1 층의 상기 서브 경로는 평균 깊이를 갖고, 반복되는 공기 흐름 개구부의 패턴에 의해 상기 유입면에 형성되되, 상기 개구부는 상기 유동 경로와 직각을 이루는 누계 면적을 가지며 상기 유동 경로와 직각을 이루는 가장 긴 치수를 갖고;
    상기 제 1 층의 상기 서브 경로의 상기 평균 깊이는 상기 공기 흐름 분할기의 상기 개구부의 상기 평균 깊이보다 크고;
    상기 제 1 층의 상기 유입면의 상기 공기 흐름 개구부의 상기 누계 면적은 상기 공기 흐름 분할기의 상기 공기 흐름 개구부의 상기 누계 면적보다 실질적으로 크고; 그리고
    상기 제 1 층의 상기 서브 경로의 상기 평균 깊이는 상기 서브 경로의 상기 유동 경로와 직각을 이루는 상기 개구부의 상기 가장 긴 치수보다 큰 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
30. 제29항에 있어서, 상기 제 2 층의 상기 서브 경로는 평균 깊이를 갖고, 반복되는 공기 흐름 개구부의 패턴에 의해 상기 유입면에 형성되고, 상기 개구부는 상기 유동 경로와 직각을 이루는 누계 면적을 가지며 상기 유동 경로와 직각을 이루는 가장 긴 치수를 갖고;
    상기 제 2 층의 상기 서브 경로의 상기 평균 깊이는 상기 공기 흐름 분할기의 상기 개구부의 상기 평균 깊이보다 크고;
    상기 제 2 층의 상기 유입면의 상기 공기 흐름 개구부의 상기 누계 면적은 상기 공기 흐름 분할기의 상기 공기 흐름 개구부의 상기 누계 면적보다 실질적으로 크고; 그리고
    상기 제 2 층의 상기 서브 경로의 상기 평균 깊이는 상기 서브 경로의 상기 유동 경로와 직각을 이루는 상기 개구부의 상기 가장 긴 치수보다 큰 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
31. 제30항에 있어서, 상기 제 1 층의 상기 서브 경로의 상기 반복되는 공기 흐름 개구부의 패턴은 상기 제 2 층의 상기 서브 경로의 상기 반복되는 공기 흐름 개구부의 패턴과 실질적으로 상이한 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
32. 제30항에 있어서, 상기 제 1 층의 상기 서브 경로의 상기 평균 깊이는 상기 제 2 층의 상기 서브 경로의 상기 평균 깊이와 실질적으로 상이한 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
33. 제30항에 있어서, 상기 제 1 층의 상기 유입면의 상기 공기 흐름 개구부의 상기 누계 면적은 상기 제 2 층의 상기 유입면의 상기 공기 흐름 개구부의 상기 누계 면적과 실질적으로 상이한 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
34. 제30항에 있어서, 상기 제 1 층의 상기 서브 경로의 상기 개구부의 상기 가장 긴 치수는 상기 제 2 층의 상기 서브 경로의 상기 개구부의 상기 가장 긴 치수와 실질적으로 상이한 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
35. 제21항에 있어서, 상기 공기 전달 챔버의 상기 배출구의 상기 면적은 상기 공기 전달 챔버의 상기 유입구의 상기 면적의 적어도 4 배 큰 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
36. 제21항에 있어서, 상기 공기 흐름 분할기의 상기 공기 흐름 개구부는 상기 공기 전달 챔버의 상기 배출구의 상기 면적의 5% 내지 35%의 누계 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
37. 제21항에 있어서, 상기 흐름 분할기의 상기 공기 흐름 개구부는 0.1 인치 내지 0.75 인치의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
38. 제21항에 있어서, 상기 각각의 서브 경로의 상기 가장 긴 치수는 0.15 내지 0.75 인치인 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
39. 제21항에 있어서, 상기 반복되는 서브 경로의 개구부 패턴은 육각형의 셀 패턴인 공기 흐름 전달 시스템.
40. 제21항에 있어서, 상기 반복되는 서브 경로의 개구부 패턴은 다각형의 셀 패턴인 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
41. 제21항에 있어서, 상기 서브 경로는 얇은 벽으로 된 육각형 벌집층으로 형성되는 공기 흐름 전달 시스템.
42. 제21항에 있어서, 상기 서브 경로는 얇은 벽으로 된 다중 육각형 벌집층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
43. 제21항에 있어서, 상기 서브 경로는 얇은 벽으로 된 다중 오프셋 육각형 벌집층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
44. 제21항에 있어서, 상기 서브 경로는 0.25 내지 3 인치의 평균 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
45. 제21항에 있어서, 상기 각각의 서브 경로의 개구부는 0.06 내지 1.5 평방인치의 면적, 및 상기 공기 전달 챔버의 상기 배출구의 적어도 80%인 누계 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
46. 제21항에 있어서, 상기 공기 흐름 분할기의 상기 개구부의 상기 평균 깊이는 0.03 내지 0.12 인치인 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
47. 제21항에 있어서, 상기 공기 흐름 방향 부재의 하류측 및 상기 챔버의 상류측에서 상기 유동 경로를 가로질러 연장하고 상기 유동 경로에서 공기 흐름을 분할하도록 구성되는 제 2 공기 흐름 분할기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
48. 제47항에 있어서, 상기 제 2 공기 흐름 분할기는 천공판, 와이어 메쉬 또는 와이어 스크린을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
49. 제21항에 있어서, 상기 공기 전달 챔버는 장방형의 내부 챔버인 공기 흐름 전달 시스템.
50. 공기 흐름 전달 시스템으로서,
    유동 경로에서 공기를 이동시키도록 구성되는 공기 이동 부재;
    제품을 수용하기 위해 상기 유동 경로에 구성되는 챔버;
    상기 유동 경로에서 공기를 수용하기 위한 선택된 면적을 갖는 유입구, 및 상기 유동 경로에서 공기를 토출하기 위한 선택된 면적을 갖는 배출구를 포함하는 공기 전달 챔버;
    상기 공기 전달 배출구를 가로질러 연장하고 상기 유동 경로에서 공기 흐름을 분할하도록 구성되는 공기 흐름 분할기; 및
    상기 공기 흐름 분할기의 하류측 및 상기 챔버의 상류측에서 상기 유동 경로를 가로질러 연장하는 공기 흐름 방향 부재를 포함하고,
    상기 공기 흐름 방향 부재는 상류측 유입면 및 하류측 배출면을 구비하고 상기 유입면에서 유입 속도로 공기 흐름을 수용하여 상기 공기 흐름을 상기 하류측 배출면으로부터 배출 속도로 토출시키도록 구성되고;
    상기 유입 속도는 상기 배출 속도보다 크거나 같고;
    상기 배출 속도는 적어도 4 m/s인 공기 흐름 전달 시스템.
51. 제50항에 있어서,
    상기 공기 전달 챔버의 상기 배출구의 상기 면적은 상기 공기 전달 챔버의 상기 유입구의 상기 면적보다 크고;
    상기 공기 전달 챔버의 상기 유입구는 제 1 방향으로 상기 유동 경로에서 공기를 수용하고 상기 공기 전달 챔버의 상기 배출구는 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향으로 상기 유동 경로에서 공기를 토출하도록 구성되고; 그리고 상기 공기 흐름 방향 부재는 상기 유입면에서, 공기 흐름을 수용하고, 상기 유동 경로 내의 분리된 다중 서브 경로로 상기 공기 흐름을 분할하고 상기 유동 경로와 실질적으로 평행인 상기 하류측 배출면으로부터 상기 공기 흐름을 토출하는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
52. 제51항에 있어서, 상기 공기 전달 챔버는 상기 유동 경로에 다중 회전 날개를 포함하고 상기 제 2 유동 경로 방향은 상기 제 1 유동 경로 방향과 직각을 이루는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
53. 제50항에 있어서, 상기 공기 흐름 분할기는 천공판, 와이어 메쉬 또는 와이어 스크린을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
54. 제50항에 있어서, 상기 공기 흐름 방향 부재는,
    상류측 유입면과 하류측 배출면, 및 상기 유입면과 상기 배출면 사이의 상기 유동 경로 내의 분리된 다중 서브 경로를 구비하는 제 1 층; 및
    상기 제 1 층의 하류측에, 상류측 유입면과 하류측 배출면, 및 상기 유입면과 상기 배출면 사이의 상기 유동 경로 내에 형성되는 분리된 다중 서브 경로를 구비하는 제 2 층을 포함하고,
    상기 제 1 층은 상기 유입면에서 공기 흐름을 수용하고 상기 공기 흐름을 상기 유동 경로 내의 상기 분리된 다중 서브 경로로 분할하고, 상기 공기 흐름을 상기 하류측 배출면으로부터 토출하도록 구성되고;
    상기 제 2 층은 상기 제 1 층의 상기 배출면으로부터 상기 제 2 층의 상기 유입면에서 공기 흐름을 수용하고 상기 공기 흐름을 상기 제 2 층의 상기 하류측 배출면으로부터 토출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
55. 제54항에 있어서, 상기 제 2 층의 상기 분리된 다중 서브 경로는 상기 제 1 층의 상기 분리된 다중 서브 경로에 대해 상기 제 1 층의 상기 분리된 다중 서브 경로로부터 토출된 상기 공기 흐름을 상기 제 2 층의 상기 분리된 다중 서브 경로로 분할하고, 상기 공기 흐름을 상기 제 2 층의 상기 하류측 배출면으로부터 토출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
56. 제55항에 있어서, 상기 제 1 층의 적어도 두 개의 분리된 서브 경로로부터 토출된 상기 공기 흐름의 적어도 일부는 상기 제 2 층의 상기 분리된 서브 경로 중 적어도 하나의 서브 경로에서 함께 혼합되는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
57. 제 50항에 있어서, 상기 공기 흐름 방향 부재의 하류측 및 상기 챔버의 상류측에서 상기 유동 경로를 가로질러 연장하고 상기 유동 경로에서 공기 흐름을 분할하도록 구성되는 제 2 공기 흐름 분할기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
58. 제51항에 있어서, 상기 공기 전달 챔버의 상기 공기 배출구의 상기 면적은 상기 공기 전달 챔버의 상기 유입구의 상기 면적의 적어도 4 배 큰 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
59. 제51항에 있어서, 상기 서브 경로는 반복되는 공기 흐름 개구부의 패턴에 의해 상기 유입면에 형성되고, 상기 각각의 개구부는 상기 유동 경로와 직각을 이루는 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
60. 제59항에 있어서, 반복되는 서브 경로의 상기 패턴은 다각형의 셀 패턴인 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.
61. 제51항에 있어서, 상기 서브 경로는 얇은 벽으로 된 다중 오프셋 육각형 벌집층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 전달 시스템.

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