KR101891605B1

KR101891605B1 - 보텍스 튜브

Info

Publication number: KR101891605B1
Application number: KR1020170012260A
Authority: KR
Inventors: 김창준
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2017-01-25
Filing date: 2017-01-25
Publication date: 2018-08-24
Also published as: KR20180087773A

Abstract

압축공기가 아닌 일반공기를 흡입하여 와류를 생성하고, 상기 생성된 와류를 냉기 및 온기로 분리하여 배출시킬 수 있는 보텍스 튜브가 제공된다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에 의한 보텍스 튜브는, 공기흡입구 및 온기배출구가 형성된 제1 하우징과, 상기 제1 하우징과 이격되어 배치되고, 냉기배출구가 형성된 제2 하우징과, 상기 제1 하우징 내에 회전 가능하게 배치되어, 회전시 상기 공기흡입구를 통해 공기를 흡입하여 와류로 변환하는 임펠러와, 상기 제1 하우징에 일단부가 삽입되어 상기 임펠러와 연결되고, 타단부는 상기 제2 하우징의 내부로 삽입되어 상기 제2 하우징에 회전 가능하게 배치되며, 상기 와류에서 분리된 냉기가 흐르는 냉기유로가 내부에 형성되고, 상기 타단부에는 상기 냉기유로의 냉기를 상기 제2 하우징 내로 토출하는 냉기토출구가 형성된 냉기배관과, 상기 냉기배관과 회전축이 결합되어, 상기 임펠러가 회전될 수 있도록 상기 냉기배관을 회전시키는 모터를 포함한다.

Description

보텍스 튜브{VORTEX TUBE}

본 발명은 보텍스 튜브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 흡입된 공기를 와류로 변환하여 냉기 및 온기로 분리하여 배출시키는 보텍스 튜브에 관한 것이다.

일반적으로 보텍스 튜브는 압축공기를 받아서 찬 공기와 따뜻한 공기로 분리하는데 사용된다.

상기 보텍스 튜브의 구조는, 하우징과, 상기 하우징 내에 설치된 보텍스 제네레이터로 구성된다.

상기 하우징에는 압축공기가 주입되는 입구가 형성되어 있으며, 상기 보텍스 제네레이터는 상기 입구를 통해 주입된 압축공기를 보텍스(와류)로 변환하여 냉기와 온기로 분리한다. 또한, 상기 하우징에는 상기 분리된 냉기를 배출하는 냉기출구와, 상기 분리된 온기를 배출하는 온기출구가 형성되어 있으며, 유량을 조절하는 조절 밸브가 설치되어 있다.

그런데, 종래의 보텍스 튜브는 상기 보텍스 제네레이터가 상기 하우징 내에 고정 설치되어 있었고, 상기 입구로 압축공기를 주입하기 위해 별도의 압축기를 이용하여야 하는 불편함이 있었다.

본 발명이 해결하려는 과제는, 압축공기가 아닌 일반공기를 흡입하여 와류를 생성하고, 상기 생성된 와류를 냉기 및 온기로 분리하여 배출시킬 수 있는 보텍스 튜브를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 의한 보텍스 튜브는, 공기흡입구 및 온기배출구가 형성된 제1 하우징과, 상기 제1 하우징과 이격되어 배치되고, 냉기배출구가 형성된 제2 하우징과, 상기 제1 하우징 내에 회전 가능하게 배치되어, 회전시 상기 공기흡입구를 통해 공기를 흡입하여 와류로 변환하는 임펠러와, 상기 제1 하우징에 일단부가 삽입되어 상기 임펠러와 연결되고, 타단부는 상기 제2 하우징의 내부로 삽입되어 상기 제2 하우징에 회전 가능하게 배치되며, 상기 와류에서 분리된 냉기가 흐르는 냉기유로가 내부에 형성되고, 상기 타단부에는 상기 냉기유로의 냉기를 상기 제2 하우징 내로 토출하는 냉기토출구가 형성된 냉기배관과, 상기 냉기배관과 회전축이 결합되어, 상기 임펠러가 회전될 수 있도록 상기 냉기배관을 회전시키는 모터를 포함한다.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예에 의한 보텍스 튜브는, 임펠러의 회전에 따른 흡입력에 의해 공기흡입구를 통해 공기가 제1 하우징 내로 흡입되므로, 별도의 압축공기가 필요치 않는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 보텍스 튜브를 나타내는 도면,
도 2는 도 1의 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 보텍스 튜브의 공기흐름을 나타내는 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 보텍스 튜브를 도면들을 참고하여 설명하도록 한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시에에 의한 보텍스 튜브는, 제1 하우징(10)과, 제1 하우징(10)과 이격되어 배치되는 제2 하우징(20)과, 제1 하우징(10) 내에 회전 가능하게 배치되는 임펠러(30)와, 제1 하우징(10)에 일단부가 삽입되어 임펠러(30)와 연결되고 타단부는 제2 하우징(20) 내에 삽입되어 제2 하우징(20)에 회전 가능하게 배치되는 냉기배관(40)과, 냉기배관(40)과 회전축(55)이 결합되어 임펠러(30)가 회전될 수 있도록 냉기배관(40)을 회전시키는 모터(50)를 포함한다.

제1 하우징(10) 및 냉기배관(40)은 축방향으로 길게 형성된다. 제1 하우징(10)의 길이방향 중심과, 냉기배관(40)의 길이방향 중심과, 모터(50)의 회전축(55)의 길이방향 중심은 일직선 상에 배치된다.

제1 하우징(10)의 일단에는 공기흡입구(11)가 축방향으로 형성되고, 제1 하우징(10)의 타단에는 온기배출구(12)가 축방향으로 형성된다.

임펠러(30)는 제1 하우징(10) 중 제2 하우징(20)을 향하는 일단부 내에 삽입되어 회전 가능하게 배치된다. 임펠러(30)가 회전되는 경우 임펠러(30)의 회전력에 의해 흡입력이 발생되고, 상기 흡입력에 의해 공기흡입구(11)를 통해 제1 하우징(10) 내로 공기가 흡입된다. 제1 하우징(10) 내로 흡입된 공기는 제1 하우징(10)의 내벽 및 임펠러(30) 사이의 틈을 통과하면서 와류(Vortex Flow)로 변하게 된다.

냉기배관(40)은 임펠러(30)의 중심에 일체로 형성되어 임펠러(30)와 연결된다. 냉기배관(40)은 일단부가 제1 하우징(10)의 내부로 삽입되어 임펠러(30)와 연결되고, 타단부는 제2 하우징(20)을 관통한다. 냉기배관(40)은 내부가 빈구조로 형성되어 내부에 냉기유로(41)가 형성된다. 냉기배관(40)은 임펠러(30)의 중심에 연결되는 일단이 개방되어 냉기유로(41)와 연통되고, 모터(50)의 회전축(55)이 결합되는 타단은 냉기유로(41)와 차폐된다. 상기 와류로 변한 공기는 임펠러(30)의 후방에서 냉기(Cold Flow)와 온기(Hot Flow)로 분리되어, 상기 분리된 냉기는 냉기배관(40)의 개방된 일단을 통해 냉기유로(41)로 유입되고, 상기 분리된 온기는 제1 하우징(10)의 타단을 향해 이동되어 온기배출구(12)를 통해 배출될 수 있다.

다만, 본 실시예에서는 제1 하우징(10)의 타단에 유량 조절 밸브(60)가 설치된다. 유량 조절 밸브(60)는 온기배출구(12)로 일단부가 삽입되어 제1 하우징(10)의 타단에 돌출 배치된다. 유량 조절 밸브(60)에는 온기배출구(12)로 삽입되는 일단부에 제1 하우징(10) 내의 온기를 흡입하는 온기흡입구(62)가 형성된다. 온기흡입구(62)는 유량 조절 밸브(60)의 일단부 둘레를 따라 적어도 하나가 형성될 수 있다.

유량 조절 밸브(60)는 내부가 빈 구조로 형성되어 온기흡입구(62)를 통해 흡입된 공기가 흐르는 온기유로(61)가 내부에 형성된다. 유량 조절 밸브(60)는 온기배출구(12)로 삽입되지 않는 타단이 개방되어 온기유로(61)와 연통된다.

따라서, 임펠러(30)의 후방에서 냉기와 온기로 분리된 공기 중 온기는 제1 하우징(10)의 타단을 향해 이동된 후, 온기흡입구(62)를 통해 유량 조절 밸브(60)의 내부로 유입되어 온기유로(61)를 따라 이동된 후 유량 조절 밸브(60)의 타단을 통해 유량 조절 밸브(60)의 외부로 배출될 수 있다.

한편, 제2 하우징(20) 내로 삽입된 냉기배관(40)의 타단부에는 냉기토출구(42)가 형성된다. 냉기토출구(42)는 냉기배관(40)의 타단부 둘레를 따라 적어도 하나가 형성될 수 있다. 따라서, 냉기배관(40)의 개방된 일단을 통해 냉기유로(41)로 유입된 냉기는 냉기유로(41)를 따라 이동된 후, 냉기토출구(42)를 통해 제2 하우징(20)의 내부로 토출될 수 있다.

제2 하우징(20)에는 냉기토출구(42)를 통해 제2 하우징(20)의 내부로 토출된 냉기를 제2 하우징(20)의 외부로 배출하는 냉기배출구(22)가 형성된다. 냉기배출구(22)는 제2 하우징(20)의 둘레에 돌출 형성된 포트(21)에 형성된다. 따라서, 냉기토출구(42)를 통해 제2 하우징(20) 내로 토출된 냉기는 냉기배출구(22)를 통해 제2 하우징(20)의 외부로 배출될 수 있다.

냉기배관(40)의 타단부는 제2 하우징(20)의 일측에서 제2 하우징(20) 내로 삽입되고, 모터(50)는 제2 하우징(20)의 타측에서 회전축(55)이 냉기배관(40)의 타단부에 결합된다.

냉기배관(40)의 타단부는 제1 베어링(71) 및 제2 베어링(72)을 통해 제2 하우징(20)에 회전 가능하게 결합된다. 제1 베어링(71)은 제1 하우징(10)을 향하는 면인 제2 하우징(20)의 일측에 배치되어 냉기배관(40)의 타단부를 제2 하우징(20)의 일측에 회전 가능하게 결합하고, 제2 베어링(72)은 모터(50)를 향하는 면인 제2 하우징(20)의 타측에 배치되어 냉기배관(40)의 타단부를 제2 하우징(20)의 타측에 회전 가능하게 결합한다. 제1 베어링(71) 및 제2 베어링(72)은 제2 하우징(20)에 실링되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한 보텍스 튜브의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 모터(50)가 구동되면 회전축(55)이 회전되고, 회전축(55)에 결합된 냉기배관(40)이 회전됨으로써, 임펠러(30)가 회전된다.

임펠러(30)가 회전되면, 임펠러(30)의 회전에 따른 흡입력이 발생되고, 이 흡입력에 의해 공기흡입구(11)를 통해 외부공기가 제1 하우징(10)의 내부로 유입된다.

제1 하우징(10)의 내부로 유입된 공기는 제1 하우징(10)의 내벽 및 임펠러(30) 사이의 틈을 통과하면서 와류로 변하게 된다. 상기 와류로 변한 공기는 임펠러(30)의 후방에서 냉기 및 온기로 분리된다.

상기 온기는 제1 하우징(10)의 후방을 향해 이동된 후, 유량 조절 밸브(60)의 일단부에 형성된 온기흡입구(62)를 통해 유량 조절 밸브(60) 내의 온기유로(61)로 유입된 후, 유량 조절 밸브(60)의 타단을 통해 유량 조절 밸브(60)의 외부로 배출된다.

또한, 상기 냉기는 냉기배관(40)의 개방된 일단을 통해 냉기배관(40) 내의 냉기유로(41)로 유입된 후, 냉기토출구(42)를 통해 제2 하우징(20) 내로 배출된 후, 제2 하우징(20)에 형성된 냉기배출구(22)를 통해 제2 하우징(20)의 외부로 배출된다.

상기와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 보텍스 튜브는, 임펠러(30)의 회전에 따른 흡입력에 의해 공기흡입구(11)를 통해 공기가 제1 하우징(10) 내로 흡입되므로, 별도의 압축공기가 필요치 않아 상기 압축공기를 생성하기 위한 압축기가 필요치 않게 된다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 제1 하우징 11 : 공기흡입구
12 : 온기배출구 20 : 제2 하우징
22 : 냉기배출구 30 : 임펠러
40 : 냉기배관 41 : 냉기유로
42 : 냉기토출구 50 : 모터
55 : 모터의 회전축 60 : 유량 조절 밸브
61 : 온기유로 62 : 온기흡입구
71 : 제1 베어링 72 : 제2 베어링

Claims

축방향으로 길게 형성되고, 축방향의 일단에 공기흡입구가 축방향으로 형성되며, 축방향의 타단에 온기배출구가 축방향으로 형성된 제1 하우징;
상기 제1 하우징의 일단으로부터 축방향으로 이격되어 배치되고, 둘레에는 내부의 냉기를 배출하는 냉기배출구가 형성된 제2 하우징;
상기 제1 하우징 내에 회전 가능하게 배치되어, 회전시 상기 공기흡입구를 통해 공기를 흡입하여 와류로 변환하는 임펠러;
상기 온기배출구로 일단부가 삽입되어 상기 제1 하우징의 타단에 돌출 배치되고, 상기 온기배출구로 삽입되는 일단부의 둘레에 상기 와류에서 분리된 온기를 흡입하는 온기흡입구가 형성되고, 상기 온기 흡입구를 통해 흡입된 공기가 흐르는 온기유로가 내부에 형성되며, 타단이 개방되어 상기 온기유로와 연통되는 유량 조절 밸브;
축방향으로 길게 형성되고, 상기 제1 하우징의 일단에 일단부가 삽입되어 상기 임펠러의 중심에 연결되고, 타단부는 상기 제1 하우징의 일단을 향하는 상기 제2 하우징의 일측에서 상기 제2 하우징의 내부로 삽입되어 상기 제2 하우징의 타측을 관통하고 상기 제2 하우징에 회전 가능하게 배치되는 냉기배관; 및
상기 제2 하우징의 타측에서 상기 냉기배관의 타단에 회전축이 결합되어, 상기 임펠러가 회전될 수 있도록 상기 냉기배관을 회전시키는 모터;를 포함하고,
상기 냉기배관은, 냉기가 흐르는 냉기유로가 내부에 형성되고, 상기 임펠러의 중심에 연결된 일단이 개방되어 상기 와류에서 분리된 냉기가 상기 냉기유로로 유입되도록 상기 냉기유로와 연통되며, 상기 제2 하우징 내에 배치되는 부분의 둘레에는 상기 냉기유로의 냉기를 상기 제2 하우징 내로 토출하는 냉기토출구가 형성되는 보텍스 튜브.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 제2 하우징의 일측에 상기 냉기배관을 회전 가능하게 결합하는 제1 베어링과,
상기 제2 하우징의 타측에 상기 냉기배관을 회전 가능하게 결합하는 제2 베어링을 더 포함하는 보텍스 튜브.
삭제
삭제
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 임펠러는 상기 제1 하우징의 일단부 내에 배치되는 보텍스 튜브.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 제1 하우징의 길이방향 중심과, 상기 냉기배관의 길이방향 중심과, 상기 회전축의 길이방향 중심은, 일직선 상에 배치되는 보텍스 튜브.