KR101653648B1 - Vortex amplifier - Google Patents

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Abstract

본 발명은 와류증폭기에 관한 것으로, 원통형 몸체의 측벽에 형성된 입구를 통해 원주방향으로 유입되어 중앙부의 회전축을 중심으로 와류를 형성하면서 상기 회전축 방향을 따라 수직으로 형성된 출구를 통해 유출되는 유체의 유동에서 유동 축 방향, 즉 상기한 회전축 방향을 따라 수직으로 위치하는 상기 몸체 내부의 상판과 하판에 동심원형으로 격벽들이 형성되어 있고, 각각의 격벽 사이 공간에서 유체의 재순환(recirculation) 유동을 원활히 발생시키고 상기 격벽들 주위에서 유체의 미끄럼을 증대한다.
본 발명은 상기 몸체 내부의 상판과 하판에 동심원형으로 형성되어 있는 각각의 격벽 사이 공간에서 유체의 재순환(recirculation) 유동을 원활히 발생시키고 상기 격벽들 주위에서 유체의 미끄럼을 증대하기 때문에 상기 몸체 내부의 상판과 하판이 평판 구조로 되어 있는 종래의 와류증폭기에 비해 상기 상판 근처나 하판 근처에서 유체의 점성에 기인하는 마찰력을 상대적으로 더 감소시켜 유체의 선회속도를 더 커지게 하는 효과가 있고, 그 결과로 상대적으로 더 큰 유동저항을 만들어 낼 수 있다.[0001] The present invention relates to a vortex amplifier, and more particularly, to a vortex amplifier in which a fluid flowing in a circumferential direction through an inlet formed in a side wall of a cylindrical body and forming a vortex around a rotation axis of a central portion, The partition wall is concentrically formed on the upper plate and the lower plate in the body, which is positioned along the flow axis direction, that is, along the rotation axis direction, and smooth recirculation flow of the fluid is generated in the spaces between the partition walls, Thereby increasing the sliding of the fluid around the partition walls.
Since the recirculation flow of the fluid is smoothly generated in the spaces between the partition walls formed concentrically with the upper and lower plates in the body and the sliding of the fluid around the partition walls is increased, There is an effect of relatively reducing the frictional force due to the viscosity of the fluid near the upper plate and the lower plate compared to the conventional vortex amplifier in which the upper plate and the lower plate have a flat plate structure, Can produce a relatively larger flow resistance.

Description

와류증폭기{Vortex amplifier}[0001] Vortex amplifier [0002]

본 발명은 유체기구(Fluid Device)에 관한 것이며, 더욱 상세히는 와류증폭기에 관한 것이다.The present invention relates to a fluid device, and more particularly to a vortex amplifier.

도 1은 종래의 와류증폭기를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A선에서 바라본 단면도이다.FIG. 1 is a perspective view showing a conventional vortex amplifier, and FIG. 2 is a sectional view taken along line A-A of FIG.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 종래의 와류증폭기(100)는 납작한 원통형 몸체(110)의 측벽에 형성된 입구(120)를 통해 원주방향으로 유입되어 중앙부의 회전축을 중심으로 와류를 형성하면서 상기 회전축 방향을 따라 수직으로 형성된 출구(130)를 통해 유출되는 유체의 선회속도를 증가시킴으로써 유체의 흐름을 방해하는 유동저항을 증가시킨다.1 and 2, a conventional vortex amplifier 100 flows in a circumferential direction through an inlet 120 formed in a side wall of a flat cylindrical body 110 to form a vortex about a rotation axis of a center portion, Thereby increasing the flow resistance of the fluid that obstructs the flow of fluid by increasing the velocity of the fluid flowing out through the outlet 130 formed vertically along the direction.

상기한 종래의 와류증폭기(100)가 유동저항을 증가시키는 원리는 다음과 같다.The principle in which the above-described conventional vortex amplifier 100 increases the flow resistance is as follows.

도 2에서처럼 와류증폭기(100)의 측벽에 형성된 입구(120) 지점에서 원주방향으로 선회속도를 갖는 유체가 유입되면, 벽과의 마찰에 의한 점성의 영향이 미치지 않는 내부영역을 통과하는 유체는 반경안쪽으로 이동하면서 각운동량 보존의 법칙을 만족해야하기 때문에 마치 싱크유동(bath tub flow)에서 볼 수 있는 것과 같이 점점 더 빠른 속도로 회전을 하게 된다.2, when a fluid having a peripheral velocity in a circumferential direction is introduced at an inlet 120 formed in the sidewall of the vortex amplifier 100, the fluid passing through the inner region, which is not affected by viscosity due to friction with the wall, As it moves inward, it has to satisfy the law of conservation of angular momentum, so it rotates at an increasingly faster speed as seen in the bathtub flow.

즉, r×mv=일정(여기서, r은 유체의 운동반경, m은 유체의 질량, v는 유체의 선회속도)이라는 조건을 만족하면서 이동하게 된다.That is, r x mv = constant (where r is the radius of motion of the fluid, m is the mass of the fluid, and v is the velocity of the fluid).

따라서, 유체가 유동 중 반경안쪽으로 이동하면서 짧아진 운동반경(r) 만큼 선회속도(v)가 증가되는 현상을 겪게 된다는 것을 알 수 있다.Therefore, it can be seen that the fluid experiences a phenomenon in which the revolution speed v is increased by the movement radius r which is shortened while moving in the radial direction of the fluid.

한편, 유체의 유동 중 원심력은 식 mv2/r로부터 알 수 있듯이, 운동반경(r)이 작아지면 선회속도(v)가 커지는 특성이 있기 때문에 유체가 반경안쪽으로 이동하면 더욱 더 커지게 됨을 알 수 있다.On the other hand, as can be seen from the equation mv 2 / r, the centrifugal force during the flow of the fluid has a characteristic that the revolution speed (v) becomes larger as the radius of motion (r) becomes smaller. .

결과적으로, 유체가 와류증폭기(100)의 측벽에 형성된 입구(120) 지점에서 출발하여 상기 회전축 방향을 따라 수직으로 형성된 출구(130) 지점으로 유동하는 과정에서 발생하는 와류효과에 기인한 원심력이 발생시키는 반경바깥 쪽을 향하는 힘, 즉 유동저항을 이기기 위한 상당한 크기의 입구(120) 압력이 필요하다는 것을 알 수 있다.As a result, a centrifugal force is generated due to the vortex effect generated when the fluid flows from the inlet 120 formed in the side wall of the vortex amplifier 100 to the outlet 130 formed vertically along the direction of the rotation axis It will be appreciated that a substantially radially outward facing force, i. E., A considerably sized inlet 120 pressure to overcome the flow resistance is required.

상기한 종래의 와류증폭기(100)는 전기회로에 사용되는 다이오드와 같은 저항 특성을 갖는다.The above-described conventional vortex amplifier 100 has the same resistance characteristic as a diode used in an electric circuit.

즉, 전기회로에서 사용되는 다이오드가 캐소드(음극)에서 애노드(양극)로 흐르는 역방향 전류에 대해서는 저항이 크게 작용하고, 반대로 애노드(양극)에서 캐소드(음극)로 흐르는 정방향 전류에 대해서는 상대적으로 작은 저항이 작용하는 것처럼, 상기 와류증폭기(100)는 상기 입구(120) 지점에서 출구(130) 지점을 향하는 방향으로 유체가 유동할 때는 유동저항이 크게 작용하여 유체의 흐름을 방해하고, 반대로 출구(130) 지점에서 입구(120) 지점을 향하는 방향으로 유체가 유동할 때는 유동저항이 상대적으로 작게 작용하여 유체의 흐름을 원활하게 한다.That is, the resistance of the diode used in the electric circuit flows from the cathode (anode) to the anode (anode) largely and the resistance against the forward current flowing from the anode (anode) to the cathode (cathode) The vortex amplifier 100 greatly impedes the flow of the fluid when the fluid flows in the direction from the inlet 120 toward the outlet 130 so as to interfere with the flow of the fluid, The flow resistance is relatively small when the fluid flows in the direction from the point to the inlet 120 to smooth the flow of the fluid.

상기와 같은 유동저항 특성을 가지는 와류증폭기(100)는 유압장치나 유압시스템을 필요로 하는 원자력분야, 토목분야 및 기계분야 등에서 유체의 흐름을 제어하기 위한 유체기구로 광범위하게 사용된다.The vortex amplifier 100 having the above flow resistance characteristics is widely used as a fluid instrument for controlling the flow of fluid in a nuclear power field, a civil engineering field, and a machine field requiring a hydraulic device or a hydraulic system.

도 3은 도 1에 나타낸 종래의 와류증폭기(100)를 통과하는 유체의 반경방향 속도분포와 유선(streamline)을 설명하는 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a radial velocity distribution and a streamline of a fluid passing through the conventional vortex amplifier 100 shown in FIG.

도 3을 참조하면, 상기 와류증폭기(100)를 통과하는 유체의 유동에서 유동 축 방향, 즉 상기한 회전축 방향을 따라 수직으로 위치하는 상기 몸체(110) 내부의 상판 근처나 하판 근처에서는 유체의 점성에 기인하는 마찰력을 발생하는 경계층 때문에 유체의 선회속도가 작아지고, 이에 따라서 상판과 하판에서 먼 내부 유동보다 상대적으로 원심력이 작게 나타나게 되어 유동이 반경안쪽으로 이동하기 쉬운 환경이 만들어 진다.Referring to FIG. 3, in the vicinity of the upper plate or the lower plate inside the body 110 positioned vertically in the direction of the flow axis, that is, along the direction of the rotation axis in the flow of the fluid passing through the vortex amplifier 100, The revolution speed of the fluid is reduced due to the boundary layer that generates the frictional force caused by the friction between the upper plate and the lower plate. Accordingly, the centrifugal force is relatively smaller than the inner flow farther from the upper plate and the lower plate.

결과적으로, 도 3에 나타낸 것처럼 상기 와류증폭기(100)의 상판 근처 벽면 영역과 하판 근처 벽면 영역의 반경방향 유속(v1,v2)이 빠르게 되어 이 통로를 통해 많은 유량이 이동하게 된다. 이러한 유량의 이동은 상기 와류증폭기(100)에서 상기 입구(120) 지점에서 출구(130) 지점을 향하는 방향으로 유체가 유동할 때는 유동저항을 크게 만든다는 와류증폭기(100)의 본래 기능을 약화시키는 원인으로 작용한다.As a result, as shown in FIG. 3, the radial flow velocities v1 and v2 of the wall region near the upper plate and the wall region near the lower plate of the vortex amplifier 100 are increased, and a large amount of flow is moved through the passage. This movement of the flow rate causes the flow resistance to increase when the fluid flows in the direction from the inlet 120 to the outlet 130 in the vortex amplifier 100, Lt; / RTI >

(특허문헌 1) KR20-1998-050983 U(Patent Document 1) KR20-1998-050983 U

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 원통형 몸체의 측벽에 형성된 입구를 통해 원주방향으로 유입되어 중앙부의 회전축을 중심으로 와류를 형성하면서 상기 회전축 방향을 따라 수직으로 형성된 출구를 통해 유출되는 유체의 유동에서 유동 축 방향, 즉 상기한 회전축 방향을 따라 수직으로 위치하는 상기 몸체 내부의 상판과 하판에 동심원형으로 격벽들이 형성되어 있고, 각각의 격벽 사이 공간에서 유체의 재순환(recirculation) 유동을 원활히 발생시키고 상기 격벽들 주위에서 유체의 미끄럼을 증대하는 와류증폭기를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a cylindrical body, In the fluid flowing out through the vertically formed outlet, partition walls are concentrically formed in the flow axis direction, that is, the upper plate and the lower plate in the body which are vertically disposed along the rotation axis direction, And to provide a vortex amplifier that smoothly generates recirculation flow of the fluid and increases sliding of the fluid around the partition walls.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 와류증폭기는, 원통형 몸체의 측벽에 형성된 입구를 통해 원주방향으로 유입되어 중앙부의 회전축을 중심으로 와류를 형성하면서 상기 회전축 방향을 따라 수직으로 형성된 출구를 통해 유출되는 유체의 선회속도를 증가시킴으로써 유체의 흐름을 방해하는 유동저항을 증가시키는 와류증폭기에 있어서, 상기 와류증폭기를 통과하는 유체의 유동에서 유동 축 방향, 즉 상기한 회전축 방향을 따라 수직으로 위치하는 상기 몸체 내부의 상판과 하판에 동심원형으로 격벽들이 형성되어 있고, 각각의 격벽은 서로 동일한 높이를 가지고 등간격으로 떨어져 배치되거나 반경바깥쪽에 비해 반경안쪽에서 상대적으로 점점 더 좁은 간격으로 떨어져 배치되고, 각각의 격벽 사이 공간에서 유체의 재순환(recirculation) 유동을 원활히 발생시키고 상기 격벽들 주위에서 유체의 미끄럼을 증대하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a vortex amplifier comprising: a cylindrical body; a cylindrical body; a plurality of vortex amplifiers arranged in a circumferential direction through an inlet formed on a side wall of the cylindrical body; Wherein the flow velocity of the fluid flowing through the vortex amplifier is increased by increasing the swirling velocity of the fluid flowing through the outlet formed by the vortex flowmeter, The partition walls are concentrically formed on the upper plate and the lower plate in the body so as to be vertically disposed. Each of the partition walls has the same height and is spaced equidistantly from each other or spaced apart from each other radially And in the space between the respective partitions, To smoothly generate recirculation flow and to increase the sliding of the fluid around the partition walls.

본 발명은 상기 몸체 내부의 상판과 하판에 동심원형으로 형성되어 있는 각각의 격벽 사이 공간에서 유체의 재순환(recirculation) 유동을 원활히 발생시키고 상기 격벽들 주위에서 유체의 미끄럼을 증대하기 때문에 상기 몸체 내부의 상판과 하판이 평판 구조로 되어 있는 종래의 와류증폭기에 비해 상기 상판 근처나 하판 근처에서 유체의 점성에 기인하는 마찰력을 상대적으로 더 감소시켜 유체의 선회속도를 더 커지게 하는 효과가 있고, 그 결과로 상대적으로 더 큰 유동저항을 만들어 낼 수 있다.Since the recirculation flow of the fluid is smoothly generated in the spaces between the partition walls formed concentrically with the upper and lower plates in the body and the sliding of the fluid around the partition walls is increased, There is an effect of relatively reducing the frictional force due to the viscosity of the fluid near the upper plate and the lower plate compared to the conventional vortex amplifier in which the upper plate and the lower plate have a flat plate structure, Can produce a relatively larger flow resistance.

도 1은 종래의 와류증폭기를 나타낸 사시도.
도 2는 도 1의 A-A선에서 바라본 단면도.
도 3은 도 1에 나타낸 와류증폭기를 통과하는 유체의 반경방향 속도분포와 유선(streamline)을 설명하는 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 와류증폭기를 나타낸 부분단면 사시도.
도 5는 도 4의 상판을 나타낸 부분절개 사시도.
도 6은 도 4의 하판을 나타낸 부분절개 사시도.
도 7은 도 4의 B-B선에서 바라본 단면도.
도 8은 격벽 주변에서의 유동 형태를 나타낸 실시예.1 is a perspective view showing a conventional vortex amplifier.
2 is a sectional view taken along the line AA of Fig.
3 is a cross-sectional view illustrating a radial velocity distribution and a streamline of a fluid passing through the vortex amplifier shown in FIG. 1;
4 is a partial cross-sectional perspective view of a vortex amplifier according to the present invention.
5 is a partially cutaway perspective view of the top plate of Fig.
FIG. 6 is a partially cutaway perspective view showing the lower plate of FIG. 4;
7 is a cross-sectional view taken along the line BB in Fig.
8 is a view showing a flow form around the partition wall.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 와류증폭기(100')는 원통형 몸체(110)의 측벽에 형성된 입구(120)를 통해 원주방향으로 유입되어 중앙부의 회전축을 중심으로 와류를 형성하면서 상기 회전축 방향을 따라 수직으로 형성된 출구(130)를 통해 유출되는 유체의 선회속도를 증가시킴으로써 유체의 흐름을 방해하는 유동저항을 증가시킨다.4 to 7, the vortex amplifier 100 'according to the present invention flows in a circumferential direction through an inlet 120 formed in a side wall of a cylindrical body 110 and forms a vortex around a rotation axis of the center portion Thereby increasing the flow resistance of the fluid that obstructs the flow of fluid by increasing the swirling velocity of the fluid flowing through the outlet 130 formed vertically along the direction of the axis of rotation.

상기 와류증폭기(100')는 통과하는 유체의 유동에서 유동 축 방향, 즉 상기한 회전축 방향을 따라 수직으로 위치하는 상기 몸체(110) 내부의 상판과 하판에 동심원형으로 격벽(111)들이 형성되어 있다.The vortex amplifier 100 'has partition walls 111 concentrically formed on the upper plate and the lower plate inside the body 110, which are vertically disposed along the flow axis direction, that is, along the rotation axis direction in the flow of the passing fluid have.

각각의 격벽(111)은 서로 동일한 높이를 가지고 등간격으로 떨어져 배치되거나 반경바깥쪽에 비해 반경안쪽에서 상대적으로 점점 더 좁은 간격으로 떨어져 배치되고, 각각의 격벽(111) 사이 공간에서 유체의 재순환(recirculation) 유동을 원활히 발생시키고 상기 격벽(111)들 주위에서 유체의 미끄럼을 증대한다.Each of the partition walls 111 has the same height and is spaced equidistantly apart or spaced apart at an increasingly narrower interval in the radial direction than in the radial outermost portion and the recirculation of the fluid in the space between each partition 111 ) Flows smoothly and increases the sliding of the fluid around the partition walls 111.

상기 격벽(111)들의 사이 간격(d)의 크기는 상기 상판과 하판 사이의 간격(H)을 기준으로 하기의 수학식1로 구한 크기 이하로 설정하는 것이 바람직하다.It is preferable that the size of the interval d between the partition walls 111 is set to be equal to or less than a value obtained by the following equation 1 based on the interval H between the upper plate and the lower plate.

Figure 112014123319255-pat00001
Figure 112014123319255-pat00001

상기 수학식1에서, Re는 레이놀즈(Reynolds) 수이며, 하기의 수학식2로 구해진다.In Equation (1), R e is the number of Reynolds, and is obtained by the following equation (2).

Figure 112014123319255-pat00002
Figure 112014123319255-pat00002

상기 수학식2에서, ρ는 작동유체의 밀도, v는 해당 격벽(111)의 반경에서 내부 유체의 선회속도, μ는 작동유체의 점성계수를 나타낸다.In Equation (2), ρ is the density of the working fluid, v is the swirl speed of the internal fluid at the radius of the partition wall 111, and μ is the viscosity coefficient of the working fluid.

상기 격벽(111)들의 사이 간격(d)과 각 격벽(111)의 높이(h)와의 종횡비(h/d)는 0.5∼1.5의 크기로 설정하는 것이 바람직하다.The aspect ratio h / d of the distance d between the barrier ribs 111 and the height h of each barrier rib 111 is preferably set to a value between 0.5 and 1.5.

상기 격벽(111)의 선단의 종단면은 사각형상, 반원형, 호형 등으로 형성하는 것이 바람직하다.It is preferable that the longitudinal end face of the front end of the partition 111 is formed in a rectangular shape, a semicircular shape, an arcuate shape, or the like.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 와류증폭기(100')는 다음과 같이 작동한다.The vortex amplifier 100 'according to the present invention configured as above operates as follows.

도 7에 나타낸 바와 같이 상기 와류증폭기(100')의 몸체(110) 내부의 상판과 하판에 동심원형으로 형성된 격벽(111)들의 사이 간격(d)을 충분히 가깝게 하면, 도 8에 나타낸 바와 같은 유체의 유동 형태가 격벽(111) 주변에서 형성된다.As shown in FIG. 7, when the distance d between the upper and lower plates in the body 110 of the vortex amplifier 100 'is made sufficiently close to the interval d, Is formed in the vicinity of the partition wall (111).

도 8에 나타낸 유체의 유동 형태에 의하면, 각각의 격벽(111) 사이 공간에서는 유체의 재순환(recirculation) 유동이 발생하고, 상기 격벽(111)들 주위에서는 유선(streamline)으로 표시한 바와 같이 유체의 미끄럼이 증대함을 알 수 있다.8, a recirculation flow of the fluid occurs in the spaces between the respective partition walls 111, and the flow of the fluid around the partition walls 111, as indicated by a streamline, It can be seen that the slip increases.

이로 인해, 본 발명에 따른 와류증폭기(100')는 상기 몸체(110) 내부의 상판과 하판이 평판 구조로 되어 있는 종래의 와류증폭기(100)에 비해 상기 상판 근처나 하판 근처에서 유체의 점성에 기인하는 마찰력이 상대적으로 더 줄어들게 됨으로써 상기 몸체(110) 내부의 상판과 하판 사이의 내부 유체의 선회속도가 종래에 비해 상대적으로 더 커지게 되고, 그 결과로 종래에 비해 상대적으로 더 큰 유동저항을 만들어 낼 수 있다.Therefore, the vortex amplifier 100 'according to the present invention is superior to the conventional vortex amplifier 100 in which the upper plate and the lower plate in the body 110 have a flat plate structure, The swirl speed of the internal fluid between the upper plate and the lower plate in the body 110 becomes relatively larger than that in the conventional art. As a result, Can be created.

본 발명에 따른 와류증폭기(100')가 도 8에 나타낸 바와 같은 유체의 유동 형태를 만들어내기 위해서는 상기 격벽(111)들의 사이 간격(d)의 크기를 정하는 것이 중요하다.In order for the vortex amplifier 100 'according to the present invention to generate the flow pattern of the fluid as shown in FIG. 8, it is important to determine the size of the interval d between the partition walls 111.

본 발명에 따른 와류증폭기(100')는 상기 상판과 하판 사이의 간격(H)을 기준으로 상기한 수학식1로 구한 크기 이하(바람직하게는, 상기한 수학식1로 구한 크기의 10배 이하로 작으면 작을수록 좋음)로 상기 격벽(111)들의 사이 간격(d)의 크기를 정함으로써 도 8에 나타낸 바와 같은 유체의 유동 형태를 만들어낼 수 있다.The vortex amplifier 100 'according to the present invention has a size equal to or smaller than a size obtained by the above-mentioned formula (1) based on the interval (H) between the upper plate and the lower plate (preferably 10 times or less , The size of the gap d between the barrier ribs 111 is determined to be smaller as shown in FIG.

상기한 수학식1로 구한 크기 보다 큰 값(예컨대, 상기한 수학식1로 구한 크기의 10배 보다 큰 값)으로 상기 격벽(111)들의 사이 간격(d)의 크기를 정하는 경우에는 종래에 비해 상대적으로 더 큰 유동저항을 만들어 내지 못하거나 종래와 비슷한 수준의 유동저항이 만들어지므로 부적합하다.When the size of the interval d between the barrier ribs 111 is set to a value larger than a value obtained by the above-described Equation 1 (for example, a value larger than 10 times the value obtained by the above-mentioned Equation 1) It is not suitable because it can not produce a relatively large flow resistance or a flow resistance similar to the conventional one is produced.

상기 격벽(111)들의 사이 간격(d)은 임의 반경의 유체의 선회속도를 기준으로 등간격으로 만들거나 유체의 선회속도가 반경이 작을수록 크다는 것을 고려하여 반경바깥쪽에 비해 반경안쪽에서 상대적으로 점점 더 좁게 만들어도 각각의 격벽(111) 사이 공간에서 유체의 재순환(recirculation) 유동을 발생시키고 상기 격벽(111)들 주위에서 유체의 미끄럼을 증대함으로써 유동저항 증가시킬 수 있다.Considering that the interval d between the partition walls 111 is made equal to the revolution speed of the fluid having an arbitrary radius or as the revolution speed of the fluid is larger as the radius is smaller, It is possible to increase the flow resistance by causing a recirculation flow of the fluid in the space between the respective partition walls 111 and by increasing the sliding of the fluid around the partition walls 111. [

특히, 상기 각각의 격벽(111) 사이 공간에서 유체의 재순환(recirculation) 유동을 원활히 발생하기 위해서는 상기 격벽(111)들의 사이 간격(d)과 각 격벽(111)의 높이(h)와의 종횡비(h/d)를 0.5∼1.5의 크기로 설정하는 것이 바람직하다.Particularly, in order to smoothly generate a recirculation flow of the fluid in the space between the partition walls 111, the aspect ratio d of the partition walls 111 and the height h of each partition wall 111 / d) is preferably set to a size of 0.5 to 1.5.

상기한 종횡비(h/d)가 0.5∼1.5의 크기 범위를 벗어나는 경우에는 종래에 비해 상대적으로 더 큰 유동저항을 만들어 내지 못하거나 종래와 비슷한 수준의 유동저항이 만들어지므로 부적합하다.If the above aspect ratio (h / d) is out of the range of 0.5 to 1.5, it is not possible to produce a larger flow resistance as compared with the conventional one or a flow resistance similar to the conventional one is produced.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 격벽(111)의 두께(t)는 작을수록 유체의 미끄럼을 증대하는데 도움이 된다.In the embodiment of the present invention, the smaller the thickness t of the partition 111 is, the more it helps to increase the slip of the fluid.

그러나 상기 격벽(111)의 내구성을 고려할 때 무한히 얇게 만드는 것은 불가능하므로 재료에 따라 가공성을 고려하여 구조적으로 안정한 범위 내에서 설정하는 것이 바람직하다.However, considering the durability of the barrier ribs 111, it is impossible to make the barrier ribs 111 infinitely thin. Therefore, it is desirable to set the barrier ribs 111 in a structurally stable range in consideration of workability.

또한, 상기 격벽(111)의 선단의 종단면은 상기 격벽(111)들 주위에서 유체의 미끄럼을 증대할 수 있는 형상이라면 어떠한 형상(예컨대, 사각형상, 반원형, 호형 등)으로 형성하여도 좋다.The vertical cross-section of the front end of the partition 111 may be formed in any shape (for example, rectangular, semicircular, arcuate, etc.) as long as the shape of the partition wall 111 can increase the slip of the fluid around the partition 111.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 와류증폭기는 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있는 범위까지 그 기술적 정신이 있다.The above-described vortex amplifier according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and anyone of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, without departing from the gist of the present invention, There is a technical spirit to the extent that various changes can be made.

100,100': 와류증폭기 110: 몸체
111: 격벽 120: 입구
130: 출구100, 100 ': vortex amplifier 110: body
111: partition wall 120: entrance
130: Exit

Claims (4)

원통형 몸체(110)의 측벽에 형성된 입구(120)를 통해 원주방향으로 유입되어 중앙부의 회전축을 중심으로 와류를 형성하면서 상기 회전축 방향을 따라 수직으로 형성된 출구(130)를 통해 유출되는 유체의 선회속도를 증가시킴으로써 유체의 흐름을 방해하는 유동저항을 증가시키는 와류증폭기(100')에 있어서,
상기 와류증폭기(100')를 통과하는 유체의 유동에서 유동 축 방향, 즉 상기한 회전축 방향을 따라 수직으로 위치하는 상기 몸체(110) 내부의 상판과 하판에 동심원형으로 격벽(111)들이 형성되어 있고, 각각의 격벽(111)은 서로 동일한 높이를 가지고 등간격으로 떨어져 배치되거나 반경바깥쪽에 비해 반경안쪽에서 상대적으로 점점 더 좁은 간격으로 떨어져 배치되고, 각각의 격벽(111) 사이 공간에서 유체의 재순환(recirculation) 유동을 발생시키고 상기 격벽(111)들 주위에서 유체의 미끄럼을 증대하고,
상기 격벽(111)들의 사이 간격(d)의 크기는 상기 상판과 하판 사이의 간격(H)을 기준으로 하기의 수학식
Figure 112016063369525-pat00003
로 구한 크기 이하로 설정되고,
여기서, Re는 레이놀즈(Reynolds) 수이며, 하기의 수학식
Figure 112016063369525-pat00004
로 구해지고,
여기서, ρ는 작동유체의 밀도, v는 해당 격벽(111)의 반경에서 내부 유체의 선회속도, μ는 작동유체의 점성계수를 나타내고,
상기 격벽(111)들의 사이 간격(d)과 각 격벽(111)의 높이(h)와의 종횡비(h/d)는 0.5∼1.5의 크기로 설정되는 것을 특징으로 하는 와류증폭기.The fluid flowing in the circumferential direction through the inlet 120 formed in the side wall of the cylindrical body 110 forms a vortex around the rotation axis of the central part and forms a swirling velocity of the fluid flowing through the outlet 130 formed vertically along the rotation axis direction To increase the flow resistance that obstructs the flow of the fluid by increasing the flow resistance of the fluid,
Partitions 111 are concentrically formed on the upper and lower plates of the body 110, which are vertically disposed along the flow axis direction, that is, along the direction of the rotation axis, in the flow of the fluid passing through the vortex amplifier 100 ' And each of the partition walls 111 has the same height and is spaced equidistantly apart or spaced apart at an increasingly narrower interval in the radial direction compared to the outside of the radius and the fluid is recirculated in the space between each partition 111 generates a recirculation flow, increases the sliding of the fluid around the partition walls 111,
The size of the interval d between the partition walls 111 is determined by the following equation based on the interval H between the upper plate and the lower plate:
Figure 112016063369525-pat00003
Is set to be equal to or less than the size obtained by the equation
Here, R e is a Reynolds number, and is expressed by the following equation
Figure 112016063369525-pat00004
≪ / RTI >
Here, ρ is the density of the working fluid, v is the revolution speed of the internal fluid at the radius of the partition wall 111, μ is the viscosity coefficient of the working fluid,
Wherein an aspect ratio (h / d) of an interval (d) between the partition walls (111) and a height (h) of each partition wall (111) is set to a value of 0.5 to 1.5. 제 1 항에 있어서, 상기 격벽(111)의 선단의 종단면은 사각형상, 반원형, 호형 중 어느 하나로 된 것을 특징으로 하는 와류증폭기.2. The vortex amplifier according to claim 1, wherein a longitudinal end face of the front end of the partition wall (111) is formed in a rectangular shape, a semicircular shape, or an arc shape. 삭제delete 삭제delete
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