KR101656203B1

KR101656203B1 - 유체 난류발생장치

Info

Publication number: KR101656203B1
Application number: KR1020160070797A
Authority: KR
Inventors: 신경재; 최승현
Original assignee: 신경재
Priority date: 2016-06-08
Filing date: 2016-06-08
Publication date: 2016-09-08

Abstract

본 발명은 배관으로 이송되는 유체의 유속이 느린 경우나 유량이 적은 경우에도 유체에 난류가 효과적으로 발생되고, 이에 따라 유체의 열교환효율이 상승되거나 또는 배관에 수중부착생물이 부착되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 새로운 구성의 유체 난류발생장치에 관한 것으로서, 유체가 이송되는 배관(2)에 장착되어 유체에 난류를 발생시키는 것으로서, 단관체 또는 링체형상을 갖는 지지프레임(110)과, 콘 또는 반구체, 반타원체 형상을 가지며, 확경된 단부가 상기 지지프레임(110)의 내경보다 작게 형성되어 상기 지지프레임(110)의 중앙부에 위치되도록 지지프레임(110)에 연결된 유체가이드(120)와, 상기 유체가이드(120)의 확경된 단부와 지지프레임(110) 사이에 형성되어 유체가 이송되는 유체이송공(130)을 가지는 유체가이드수단(100); 및 단관체형상을 갖는 베이스(210)와, 상기 베이스(210)의 일측 단부에서 내향되도록 돌출연장된 다수개의 날개(220)를 포함하여 이루어져서, 상기 유체가이드수단(100) 전방으로 배치되는 난류발생수단(200);을 포함하여 이루어진다.

Description

유체 난류발생장치{Turbulent flow producing device}

본 발명은 유체 난류발생장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구성이 간단하면서도 유체의 난류발생효율이 우수한 새로운 구성의 유체 난류발생장치에 관한 것이다.

등록특허 제10-1536552호는 배관 내부에 이송되는 유체에 난류를 발생시키기 위한 장치로서, 단관체형상으로 되어 일측 단부에는 내향으로 절곡된 다수개의 날개가 구비된 구성을 갖는다.

이러한 난류발생장치를 배관 내부에 설치하면 배관 내부로 이송되는 유체가 난류발생장치의 날개에 부딪혀서 유체에 난류가 형성되어 배관 내주면에 인접되게 흐르는 유체와 배관의 중심부를 흐르는 유체가 교란된다. 따라서 이러한 난류발생장치가 열교환기에 설치되는 경우에는 배관으로 이송되는 유체의 열교환효율이 상승된다.

그런데 전술한 바와 같은 종래의 난류발생장치만 사용하는 경우에는 유체의 유속이 느린 경우 등과 같이 상황에 따라 난류가 효과적으로 발생되지 못하여 난류발생장치에 의한 열교환효율상승 효과가 미미한 수준에 그치기도 한다.

한편, 해수담수화설비의 해수가 유입되는 배관이나 유조선 등의 냉각시스템의 냉각수로 해수가 유입되는 배관 등에 따개비나 해초 등과 같은 수중부착생물들이 부착되면 해수의 원활한 유입에 방해가 되고, 또 관련 시설의 고장도 유발된다.

따라서 이들 시설의 배관에 부착된 수중부착생물을 제거하기 위해 배관을 청소하는데, 배관을 주기적으로 청소하여야 하므로 작업이 번거로울 뿐만 아니라 배관 청소를 위해 시설의 운행을 중단하여야 하므로 시설의 운영효율도 저하된다.

대한민국 등록특허 제10-1536552호(2015. 07. 07.)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 배관으로 이송되는 유체의 유속이 느린 경우나 유량이 적은 경우에도 유체에 난류가 효과적으로 발생되고, 이에 따라 유체의 열교환효율이 상승되거나 또는 배관에 수중부착생물이 부착되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 새로운 구성의 유체 난류발생장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 유체가 이송되는 배관(2)에 장착되어 유체에 난류를 발생시키는 것으로서, 단관체 또는 링체형상을 갖는 지지프레임(110)과, 콘 또는 반구체, 반타원체 형상을 가지며, 확경된 단부가 상기 지지프레임(110)의 내경보다 작게 형성되어 상기 지지프레임(110)의 중앙부에 위치되도록 지지프레임(110)에 연결된 유체가이드(120)와, 상기 유체가이드(120)의 확경된 단부와 지지프레임(110) 사이에 형성되어 유체가 이송되는 유체이송공(130)을 가지는 유체가이드수단(100); 및 단관체형상을 갖는 베이스(210)와, 상기 베이스(210)의 일측 단부에서 베이스(210)의 중심을 향해 내향되도록 돌출연장된 다수개의 날개(220)를 가지며, 상기 유체가이드수단(100) 전방으로 배치되는 난류발생수단(200);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체 난류발생장치.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 난류발생수단(200)은 상기 날개(220)가 상기 유체가이드수단(100)의 유체이송공(130) 전방으로 위치되도록 유체가이드수단(100)과 일체로 연결된다.

이상과 같은 구성을 가지는 본 발명은 유체가이드수단(10))에 의해 유체가 배관(2)의 내주면에 인접되는 방향으로 가이드되기 때문에, 유체가 유체가이드수단(100) 전방에 위치되는 난류발생수단(200)의 날개(220)에 부딪히는 확률이 증가되어 난류발생효율이 상승된다. 따라서 배관을 이송하는 유체의 유량이 적은 경우나 유속이 낮은 경우에도 유체에 난류가 효과적으로 발생된다.

더욱이 본 발명은 유체가이드수단(100)과 난류발생수단(200)으로 이루어지는 간단한 구성을 가지며, 배관(2)에 설치하기도 용이하다.

이러한 본 발명은 열교환기의 열교환파이프나, 해수담수화시설의 해수유입관이나 선박 및 원전의 냉각수용 해수유입관 등에 설치되는데, 전술한 바와 같이, 본 발명은 난류발생효율이 우수하기 때문에, 본 발명이 열교환파이프에 설치되면 열교환기의 열효관효율이 상승된다.

그리고 본 발명이 해수담수화시설 등에 설치되면 수중 부착생물이 배관에 부착되는 것이 효과적으로 방지되므로, 종래에 비해 배관청소를 상대적으로 자주 하지 않아도 되고, 따라서 배관 청소를 이유로 하여 관련시설의 운행을 중단하는 횟수가 감소되므로, 시설 운행 중단으로 인해 시설의 운영효율이 저하되는 문제도 해결된다.

도 1은 본 발명의 제1실시예를 보인 분해사시도
도 2는 상기 실시예의 설치상태 단면도
도 3은 본 발명의 제2실시예의 설치상태 단면도
도 4는 본 발명의 제3실시예의 설치상태 단면도

이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다.

도 1과 도 2는 본 발명의 제1실시예를 보인 분해사시도 및 설치상태 단면도이다. 본 발명은 도시된 바와 같이, 유체가이드수단(100)과, 난류발생수단(200)을 포함하여 이루어진다.

상기 유체가이드수단(100)은 원형단관형상을 갖는 지지프레임(110)과, 지지프레임(110)의 중앙부에 위치되도록 지지프레임(110)에 연결된 유체가이드(120)와, 유체가이드(120)의 둘레부와 지지프레임(110) 사이에 형성되는 유체이송공(130)으로 이루어진다.

상기 유체가이드(120)는 콘형상을 갖는데, 확경된 단부의 직경이 상기 지지프레임(110)의 내경보다 작게 형성되어 유체가이드(120)의 확경된 단부가 방사형으로 배치되는 다수개의 연결리브(112)에 의해 상기 지지프레임(110)의 선단부에 결합된다. 따라서 유체가이드(120)는 확경된 단부가 외향되도록 지지프레임(110)의 중앙부에 위치되고, 상기 연결리브(112)에 의해 유체가이드(120)의 확경된 단부와 지지프레임(110) 사이에 상기 유체이송공(130)이 형성된다.

이러한 구성을 갖는 유체가이드수단(100)은 상기 유체가이드(120)의 확경된 단부가 유체의 이송방향으로 위치되도록 배관(2)에 설치되는데, 이에 따라 배관을 흐르는 유체는 유체가이드(120)의 경사진 외주면에 부딪히게 되어, 유체가이드(120) 외주면을 따라 배관(2)의 내주면쪽으로 가이드되어 상기 유체이송공(130)을 통과하게 된다. 따라서 유체가 배관(2)의 내주면 쪽으로 몰려서 이송되므로 배관(2)의 내주면 쪽으로 이송되는 유체의 양이 증가되고, 유체의 이송속도도 상대적으로 빨라진다.

한편, 상기 난류발생수단(200)은 원형단관형상을 갖는 베이스(210)와, 베이스(210)의 일측 단부에서 돌출되는 다수개의 날개(220)로 이루어지는데, 상기 날개(220)들은 30~90˚ 정도로 비틀려서 내측으로 돌출된다. 바람직하게는 난류발생수단(200)은 원형단관의 일측 단부에 복수개의 커팅선을 형성하고 이 커팅선에 의해 분할되는 부분을 비틀어서 날개(220)를 형성하여 제조된다.

이러한 난류발생수단(200)은 상기 유체가이드수단(100)의 전방에 위치되도록 배관(2) 내부에 설치된다. 난류발생수단(200)과 유체가이드수단(100)은 금속이나 합성수지 등으로 성형되어 다양한 방법으로 배관에 설치되는데, 본 실시예에서는 난류발생수단(200)과 유체가이드수단(100)이 금속으로 성형되어 배관(2)에 용접되는 것으로 예시된다.

이와 같이 난류발생수단(200)이 유체가이드수단(100) 전방에 설치되면, 유체가이드수단(100)을 통과한 유체는 난류발생수단(200)의 날개(220)에 부딪혀서 난류, 즉, 와류가 형성되고, 이에 따라 유체가 교란된다. 특히, 전술한 바와 같이, 유체가이드수단(100)에 의해 유체가 배관(2)의 내주면에 인접되는 방향으로 가이드되기 때문에, 유체가이드수단(100)을 통과한 유체가 난류발생수단(200)의 날개(220)에 부딪히는 확률이 증가하고 이에 따라 난류발생수단(200)에 의한 와류 발생효율이 증대된다.

이상에서는 유체가이드(120)가 콘형상을 갖는 것으로 설명하였으나, 유체가이드(120)는 콘형상 뿐만 아니라 반구체, 반타원체 형상으로도 형성될 수 있다. 또한, 지지프레임(110)은 유체가이드수단(120)을 배관에 고정시키기 위한 것이므로 원형단관체형상 뿐만 아니라 링체형상으로도 형성될 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명은 열교환기의 열교환파이프 또는 해수담수화시설의 배관 또는 선박 및 원전의 냉각수용 배관 등에 유용하게 사용된다. 본 발명이 열교환기의 열교환파이프에 설치되는 경우에는 유체에 난류가 형성됨에 따라 열교환기의 열효환효율이 상승된다.

그리고 본 발명이 해수담수화 설비의 해수 유입관이나 선박 및 원전의 냉각시스템에 해수를 냉각수용 해수유입관 등에 설치되면 배관 내에서 해수가 난류를 일으키면서 이송되기 때문에 배관에 따개비나 해초와 같은 수중 부착생물이 부착되는 것이 효과적으로 방지된다.

이하에서는 본 발명의 다른 실시예를 설명하되, 전술한 실시예와 동일한 구성 및 효과에 대해서는 설명을 생략한다.

도 3은 본 발명의 제2실시예를 보인 것으로서, 본 실시예에서는 상기 유체가이드수단(100)과 난류발생수단(200)이 일체로 연결되고, 유체가이드수단(100)의 지지프레임(110) 선단에 외향으로 돌출된 플랜지(114)가 형성된다.

이와 같이 유체가이드수단(100)과 난류발생수단(200)이 일체로 연결되면, 이들이 별체로 되는 배관에 개별적으로 설치되는 경우에 비해 배관(2)에 설치하기가 용이한 장점이 있다. 또한, 유체가이드수단(100)의 지지프레임(110)에 플랜지(114)가 형성됨에 따라 플랜지(114)를 이용하여 배관(2)에 설치하기도 용이하다.

도 4는 본 발명의 제3실시예를 보인 것으로서, 본 실시예에서는 난류발생수단(200)의 베이스(210)가 상대적으로 길게 형성되고, 유체가이드수단(100)이 난류발생수단(200)의 상기 베이스(210) 내부에 삽입되도록 연결된다.

본 실시예에서는 베이스(210)의 선단부에 플랜지(214)가 형성된 것으로 도시되었으나, 경우에 따라 유체가이드수단(100)의 지지프레임(110)의 선단부에 플랜지가 형성되거나 또는 베이스(210)와 지지프레임(110) 모두에 플랜지가 형성될 수도 있음은 당연하다.

2. 배관 100. 유체가이드수단
110. 지지프레임 112. 연결리브
114, 214. 플랜지 120. 유체가이드
130. 유체이송공 200. 난류발생수단
210. 베이스 220. 날개

Claims

유체가 이송되는 배관(2)에 장착되어 유체에 난류를 발생시키는 것으로서,
단관체 또는 링체형상을 갖는 지지프레임(110)과, 콘 또는 반구체, 반타원체 형상을 가지며, 확경된 단부가 상기 지지프레임(110)의 내경보다 작게 형성되어 상기 지지프레임(110)의 중앙부에 위치되도록 지지프레임(110)에 연결된 유체가이드(120)와, 상기 유체가이드(120)의 확경된 단부와 지지프레임(110) 사이에 형성되어 유체가 이송되는 유체이송공(130)을 가지는 유체가이드수단(100); 및
단관체형상을 갖는 베이스(210)와, 상기 베이스(210)의 일측 단부에서 베이스(210)의 중심을 향해 내향되도록 돌출연장된 다수개의 날개(220)를 가지며, 상기 유체가이드수단(100) 전방으로 배치되는 난류발생수단(200);을 포함하여 이루어지며,
상기 난류발생수단(200)은 상기 날개(220)가 상기 유체가이드수단(100)의 유체이송공(130) 전방으로 위치되도록 유체가이드수단(100)과 일체로 연결된 것을 특징으로 하는 유체 난류발생장치.
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