KR101644319B1 - T형 브랜치 덕트 및 박리언덕 형성 유닛 - Google Patents

Abstract

T형 브랜치 덕트 및 박리언덕 형성 유닛이 개시된다. T형 브랜치 덕트는, 제1 배관; 및 상기 제1 배관과 상기 T형 브랜치 덕트를 형성하기 위해 결합되는 제2 배관을 포함하되, 상기 제1 배관의 내측 표면에는 상기 제1 배관의 내측 공간을 향해 돌출된 박리언덕(separation hill)이 형성된다.

Description

T형 브랜치 덕트 및 박리언덕 형성 유닛{T-type branch duct and separation hill forming unit}

본 발명은 T형 브랜치 덕트 및 박리언덕 형성 유닛에 관한 것이다.

일반적으로 메인관에 흐르는 유체를 다른 곳으로 이송하기 위해 도 1에 예시된 바와 같이 메인관에 연결하여 사용하는 지관인 분기관이 사용된다. 이와 관련한 선행기술로는 한국등록특허 제10-0373828호(메인관과 분기관의 연결방법), 한국등록실용신안 제20-0362324호(분기관 연결구 조립체) 등이 있다.

분기관을 연결하는 방법으로는 예를 들어 배관분기용 연결구를 이용하거나, 메인관의 일측에 구멍을 뚫고 분기관을 연결하여 밀봉시키는 방법 등이 이용되고 있다.

그러나 메인관과 분기관이 연결된 구조(이하 'T형 브랜치 덕트(branch duct)'라 칭함)에서는 배관의 분기 영역, 즉 복수의 배관이 만나는 접점 부위에서 통상적으로 익형 또는 실린더 표면을 따라 흐르는 유체 입자가 표면과의 마찰로 인하여 운동에너지를 잃고 표면으로부터 떨어져 나가는 현상인 박리(separation)가 발생되어 유체는 와류(vortex, 소용돌이)를 형성하게 된다(도 1의 'A' 참조). 참고로, 도 1의 'A'는 수직 방향으로 설치된 메인관의 하부로부터 유체가 유입되어 수평 방향으로 설치된 두 방향의 분기관으로 유체가 이송되는 경우가 도시되어 있다.

전술한 T형 브랜치 덕트에서의 와류 발생은 분기관 내에서의 유체 이송 공간의 면적을 감소시키므로, 분기관을 통해 정상적으로 유체가 이송되지 못하는 문제점을 발생시킨다.

한국등록특허 제10-0373828호(메인관과 분기관의 연결방법) 한국등록실용신안 제20-0362324호(분기관 연결구 조립체)

본 발명은 박리점(separation point)을 앞쪽으로 이동시켜 분기관을 통한 유체의 이송시 분기관에서의 와류 발생을 최소화시킴으로써 분기관을 통한 유체의 흐름이 원활해지고 유량이 증대될 수 있도록 하는 T형 브랜치 덕트 및 박리언덕 형성 유닛을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, T형 브랜치 덕트로서, 제1 배관; 및 상기 제1 배관과 상기 T형 브랜치 덕트를 형성하기 위해 결합되는 제2 배관을 포함하되, 상기 제1 배관의 내측 표면에는 상기 제1 배관의 내측 공간을 향해 돌출된 박리언덕(separation hill)이 형성되는, T형 브랜치 덕트가 제공된다.

상기 박리언덕은 상기 제1 배관과 상기 제2 배관이 결합되는 영역에 인접하여 형성되거나, 상기 제1 배관과 상기 제2 배관에 걸쳐 형성될 수 있다.

상기 박리언덕의 돌출 높이는 상기 제1 배관의 내측 공간에 이송되는 유체의 속도에 따라 결정될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 제1 배관과 제2 배관에 의해 형성된 T형 브랜치 덕트 내의 박리언덕 형성 유닛으로서, 양 단부에 스토핑 돌기가 각각 형성된 박판; 대응되는 스토핑 돌기를 내부 공간에 수용하기 위해 상기 제1 배관의 내측 표면에 길이 방향으로 이격되어 각각 형성되거나, 상기 제1 배관과 상기 제2 배관의 내측 표면에 걸쳐 이격되어 각각 형성되는 2개의 수용홈; 및 상기 제1 배관의 내측 방향으로 삽입되는 길이에 상응하여 상기 박판이 상기 제1 배관의 내측 공간으로 돌출된 박리언덕을 형성하도록 하기 위해, 일 단부가 상기 박판의 후면(後面)에 접촉되도록 상기 제1 배관의 몸체를 관통하여 설치되는 관통 부재를 포함하는 박리언덕 형성 유닛이 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 제1 배관과 제2 배관에 의해 형성된 T형 브랜치 덕트 내의 박리언덕 형성 유닛으로서, 일 단부가 상기 제1 배관의 내측 표면의 제1 지점에 고정되고, 타 단부에 스토핑 돌기가 각각 형성된 박판; 상기 스토핑 돌기를 내부 공간에 수용하기 위해 상기 제1 배관의 내측 표면의 제2 지점 또는 상기 제2 배관의 내측 표면의 제3 지점에 형성되는 수용홈; 및 상기 제1 배관의 내측 방향으로 삽입되는 길이에 상응하여 상기 박판이 상기 제1 배관의 내측 공간으로 돌출된 박리언덕을 형성하도록 하기 위해, 일 단부가 상기 박판의 후면(後面)에 접촉되도록 상기 제1 배관의 몸체를 관통하여 설치되는 관통 부재를 포함하되, 상기 제2 지점 및 상기 제3 지점은 상기 제1 배관을 통한 유체의 진행 방향 기준으로 상기 제1 지점에 비해 상대적으로 후단으로 지정되는, 박리언덕 형성 유닛이 제공된다.

상기 관통 부재가 삽입되는 길이는 상기 제1 배관의 내측 공간에 이송되는 유체의 속도에 따라 결정될 수 있다.

ㄷ자 형상으로 형성되는 상기 수용홈의 일 단부는 상기 제1 배관의 내측 표면 또는 상기 제2 배관의 내측 표면에 고정되고, 상기 일 단부의 길이에 비해 상대적으로 짧은 길이를 가지는 제2 단부는 상기 스토핑 돌기가 상기 수용홈으로부터 이탈됨을 방지하는 스토퍼로 기능할 수 있다.

상기 박판은 0.2 내지 0.8mm 중 임의의 두께를 가지는 아연판(galvanized steel)일 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 박리점(separation point)을 앞쪽으로 이동시켜 분기관을 통한 유체의 이송시 와류 발생이 최소화됨으로써 분기관을 통한 유체의 흐름이 원활해지고 유량이 증대되는 효과가 있다.

도 1은 T형 브랜치 덕트에서의 유체 등속선(velocity contour)를 나타낸 도면.
도 2는 T형 브랜치 덕트에서의 와류 형성 특성을 종래기술과 본 발명에서 대비하여 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 박리언덕 형성 유닛의 구성 및 동작 상태를 나타낸 도면.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈", "…기" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하기 위한 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합이나 기구식 구조물 등으로 구현될 수 있다.

또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 T형 브랜치 덕트에서의 와류 형성 특성을 종래기술과 본 발명에서 대비하여 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 박리언덕 형성 유닛의 구성 및 동작 상태를 나타낸 도면이다.

도 2의 (a)는 종래기술에 따른 T형 브랜치 덕트에서의 유체 이송 상태를 나타내고, 도 2의 (b)는 본 실시예에 따른 박리언덕(separation hill)이 형성된 T형 브랜치 덕트에서의 유체 이송 상태를 나타낸다. 설명의 편의를 위해, 도 2의 (a)와 (b)에서 수직 방향으로 도시된 배관은 메인관(210)이고, 수평 방향으로 도시된 배관은 분기관(220)인 것으로 가정하여 설명한다.

도 2의 (a)의 경우, 메인관(210)을 통해 이송되는 유체 중 일부는 분기관(220)을 통해 분기되어 이송되며, 이때 메인관(210)에서 분기관(220)으로 분기되는 유체의 박리점(separation point)는 유체 이송 방향에서 메인관(210)과 분기관(220)의 먼 접점 부위에 형성된다.

따라서 유체 이송 방향에서 메인관(210)과 분기관(220)의 가까운 접점 부위에는 메인관(210)으로부터 분기된 유체에 의해 와류(vortex, 소용돌이)가 형성되고, 와류 형성 영역(△H1)에 해당되는 분기관(220) 내부의 면적은 유체를 이송하기 위한 영역으로 이용되지 못하여 분기관(220)으로 분기되는 유체의 유량이 감소될 수 밖에 없는 문제점이 있다.

이에 비해, 도 2의 (b)의 경우에는, 메인관(210)의 내측 표면으로부터 메인관(210)의 내측 공간을 향해 돌출되는 박리언덕(230)이 형성되어 있어, 박리언덕을 따라 이송되던 유체가 박리언덕(230)의 표면으로부터 떨어져 나가는 지점인 박리점이 박리언덕(230) 상부의 임의의 지점에 형성된다. 즉, 도 2의 (a)에 비해 박리점의 위치가 유체 이송 방향의 역방향으로 이동(즉, 앞쪽으로 이동)된다.

박리점을 지난 유체는 완만한 기울기로 분기관(220) 측으로 유입되며, 따라서 분기관(220) 내에는 적은 면적의 와류 형성 영역(△H2)이 발생된다. 와류 형성 영역(△H2)의 크기가 작다는 것은 상대적으로 유체 이송을 위한 영역의 면적이 커져 상대적으로 많은 유량이 분기관(220)을 통해 이송될 수 있음을 의미한다.

도 3에는 배관의 내측 공간에 박리언덕을 형성하기 위한 박리언덕 형성 유닛의 구성 및 동작 상태가 도시되어 있다.

도 3의 (a)를 참조하면, 박리언덕 형성 유닛은 T형 브랜치 덕트의 내측 공간에 배치되는 박판(310), 박판의 양 단부에 각각 형성되는 스토핑 돌기(320a, 320b), 대응되는 스토핑 돌기(320a, 320b)를 각각 내부 공간에 수용하기 위한 복수의 수용홈(330a, 330b) 및 T형 브랜치 덕트를 관통하여 설치되는 관통 부재(350)를 포함할 수 있다.

양 단부에 형성된 스토핑 돌기(320a, 320b)가 수용홈(330a, 330b)에 구속되어 이동 거리가 한정되도록 T형 브랜치 덕트 내에 설치되는 박판(310)은 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 관통 부재(350)가 T형 브랜치 덕트의 내측으로 삽입되는 길이에 대응되는 높이의 박리언덕을 형성한다.

박리언덕의 형성을 위해 관통 부재(350)가 박판(310)의 일 영역을 T형 브랜치 덕트의 내측 공간으로 밀어낼 수 있도록 관통 부재(350)의 일 단부가 박판(310)의 일 영역(예를 들어 중심 영역)에 접촉 또는 고정되도록 설치될 수 있음은 당연하다.

또한 박판(310)은 관통 부재(350)의 삽입 길이에 대응하여 다양한 높이 및/또는 형상의 박리 언덕을 형성할 수 있도록 하기 위해, 예를 들어 0.2 내지 0.8 mm 두께의 아연판(galvanized steel) 등과 같이 미리 지정된 얇은 두께의 금속 판일 수 있다.

박판(310)의 양 단부에 각각 형성된 스토핑 돌기(320a, 320b)는 대응되는 수용홈(330a, 330b) 내에 각각 수용되어 수용홈(330a, 330b)의 길이로 그 이동 거리가 제한됨으로써 박판(310)의 이탈이 방지되며, 수용홈(330a, 330b)의 일 단부에는 스토핑 돌기(320a, 320b)를 효과적으로 구속하기 위한 스토퍼(340)가 형성될 수 있다.

수용홈(330a, 330b)에서 스토핑 돌기(320a, 320b)가 이탈됨을 방지하기 위해 스토퍼(340)의 단부로부터 T형 브랜치 덕트의 내측 표면까지의 수직 거리는 스토핑 돌기(320a, 320b)의 크기보다 상대적으로 작게 형성될 수 있을 것이다. 또한 수용홈(330a, 330b)의 타 단부는 수용홈(330a, 330b)의 고정을 위해 T형 브랜치 덕트의 내측 표면에 부착될 수 있다.

이때, 도 3에 예시된 바와 같이 ㄷ자 형상으로 형성된 2개의 수용홈(330a, 330b)은 형성된 박리언덕(230)이 메인관(210)과 분기관(220)의 접점 영역을 덮도록 메인관(210)의 내측 표면과 분기관(220)의 내측 표면에 각각 부착될 수 있다. 물론 이외에도 2개의 수용홈(330a, 330b)이 분기관(220)에 인접된 메인관(210)의 내측 표면에 길이 방향으로 이격되어 부착될 수도 있을 것이다.

도 3에는 T형 브랜치 덕트의 내측 공간으로 진입하는 관통 부재(350)의 일 예로서 나비 볼트가 도시되었으나, 박리언덕의 형성을 위해 압력이 가해진 박판(310)의 일측이 T형 브랜치 덕트의 내측 공간으로 돌출될 수 있도록 하는 수단이면 아무런 제한없이 동일하게 적용될 수 있음은 당연하다.

여기서, 관통 부재(350)가 T형 브랜치 덕트의 내측 공간으로 삽입되는 높이는 메인관(210) 및 분기관(220)을 통해 이송되는 유체의 속도, 박리언덕의 형성에 의해 좁아진 영역이 압력 및 속도 변화 등 중 하나 이상을 고려하여 결정될 수 있을 것이다.

도 3에는 박판(310)의 양쪽 단부에 각각 스토핑 돌기(320a, 320b)가 형성되고 각 스토핑 돌기(320a, 320b)는 대응되는 수용홈(330a, 330b)에 수용되어 이탈이 구속되는 구조의 박리언덕 형성 유닛이 예시되어 있다. 그러나, 이와 달리 박판(310)의 일측 단부는 T형 브랜치 덕트의 내측 표면에 고정 부착되고, 타측 단부에만 스토핑 돌기가 형성되어 수용홈(330a, 330b) 내에 수용되도록 박리언덕 형성 유닛이 구성될 수도 있음은 당연하다.

전술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 박리언덕 형성 유닛은 T형 브랜치 덕트의 내측 공간에 박리언덕(230)을 형성함으로써 메인관(210)을 통해 이송되는 유체의 박리점을 앞쪽으로 이동(즉, 유체 이송 방향의 반대 방향으로 이동)시킴으로써 분기관(220)에 형성되는 와류 형성 영역의 면적을 감소시킬 수 있고, 이로 인해 분기관(220)을 통해 보다 많은 양의 유체가 이송될 수 있도록 하는 장점이 있다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

210 : 메인관 220 : 분기관
230 : 박리언덕 310 : 박판
320a, 320b : 스토핑 돌기 330a, 330b : 수용홈
340 : 스토퍼 350 : 관통 부재

Claims (8)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 유체가 흐르는 메인관과, 상기 메인관에 흐르는 유체를 분기받도록 상기 메인관에 결합되는 분기관에 의해 형성된 T형 브랜치 덕트 내의 박리언덕 형성 유닛으로서,
   양 단부에 스토핑 돌기가 각각 형성된 박판;
   대응되는 스토핑 돌기를 내부 공간에 수용하기 위해 상기 메인관의 내측 표면에 길이 방향으로 이격되어 각각 형성되거나, 상기 메인관과 상기 분기관의 내측 표면에 걸쳐 이격되어 각각 형성되는 수용홈; 및
   상기 박판이 상기 메인관의 내측 공간으로 돌출된 박리언덕을 형성하도록 하기 위해, 일 단부가 상기 박판의 후면(後面)에 접촉되도록 상기 메인관의 몸체를 관통하여 설치되는 관통 부재를 포함하는 박리언덕 형성 유닛.
5. 유체가 흐르는 메인관과, 상기 메인관에 흐르는 유체를 분기받도록 상기 메인관에 결합되는 분기관에 의해 형성된 T형 브랜치 덕트 내의 박리언덕 형성 유닛으로서,
   스토핑 돌기를 내부 공간에 수용하기 위해 상기 메인관과 상기 분기관의 결합 위치에 각각 인접된 임의의 위치인 상기 메인관의 내측 표면의 제2 지점 또는 상기 분기관의 내측 표면의 제3 지점에 형성되는 수용홈;
   일 단부가 상기 제2 지점에 비해 상대적으로 상기 결합 위치에서 먼 위치인 상기 메인관의 내측 표면의 제1 지점에 고정되고, 타 단부에 상기 스토핑 돌기가 각각 형성된 박판; 및
   상기 박판이 상기 메인관의 내측 공간으로 돌출된 박리언덕을 형성하도록 하기 위해, 일 단부가 상기 박판의 후면(後面)에 접촉되도록 상기 메인관의 몸체를 관통하여 설치되는 관통 부재를 포함하되,
   상기 제2 지점 및 상기 제3 지점은 상기 메인관을 통한 유체의 진행 방향 기준으로 상기 제1 지점에 비해 상대적으로 후단에 위치되는, 박리언덕 형성 유닛.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 관통 부재가 삽입되는 길이는 상기 메인관의 내측 공간에 이송되는 유체의 속도에 따라 결정되는, 박리언덕 형성 유닛.
7. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   ㄷ자 형상으로 형성되어 2개의 단부를 가지는 상기 수용홈의 제1 단부는 상기 메인관의 내측 표면 또는 상기 분기관의 내측 표면에 고정되고,
   상기 제1 단부의 길이에 비해 상대적으로 짧은 길이를 가지는 상기 수용홈의 제2 단부는 상기 스토핑 돌기가 상기 수용홈으로부터 이탈됨을 방지하는 스토퍼로 기능하는, 박리언덕 형성 유닛.
8. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 박판은 0.2 내지 0.8mm 중 임의의 두께를 가지는 아연판(galvanized steel)인, 박리언덕 형성 유닛.
   

Images