KR200475624Y1 - 파이프 삽입형 공기분사 노즐 - Google Patents

Abstract

본 고안은 파이프에 삽입되어 사용되는 원통상의 공기분사 노즐(100)에 관한 것으로서, 상기 파이프 삽입형 공기분사 노즐(100)은, 중심 공기유로를 형성하도록 노즐 내측에 길이방향을 따라 형성되는 중공부(110)와; 보조 공기유로를 형성하도록 노즐 외측에 길이방향에 대해 평행하게 형성되는 슬롯부(120)를 포함하여 이루어져, 파이프에 삽입된 상태에서 상기 중공부(110) 및 슬롯부(120) 각각을 통해 공기가 이중 분사되고, 상기 중공부(110)의 중간에는 속도 가속을 위해 유로 단면적이 축소되는 라발 노즐부(111)가 형성된 것을 특징으로 한다. 본 고안에 따르면, 이중분사구조를 갖는 라발 노즐로서 보조 공기유로에 발생되는 보조기류가 중심 공기유로에 발생되는 중심기류를 감싸는 형태로 분사되어 대기와의 마찰을 줄여줌으로써 보조기류가 중심기류의 속도저하를 방지하고 중심기류는 라발 노즐을 통해 분출되어 분사 속도가 극대화되므로 압축공기 소비량은 줄이면서도 청소 효율을 극대화 할 수가 있다. 또한, 나사 체결부가 없는 단순한 구조로 파이프 내부에 삽입하여 사용함으로써 경량화가 가능하며 조립성이 뛰어나다.

Description

파이프 삽입형 공기분사 노즐{Air injection nozzle for pipe}

본 고안은 공기분사 노즐에 관한 것으로서, 특히 이중분사구조를 갖는 라발 노즐로서 파이프에 삽입되어 사용되는 파이프 삽입형 공기분사 노즐에 관한 것이다.

조선소에서는 선박 제조 시 블라스팅, 그라인딩 또는 용접 작업 등으로 인해 분진을 포함한 그리트나 슬래그 등이 많이 발생된다. 이에 따라, 도 1에 도시한 청소용 에어 건(G)에 소정의 공기분사 노즐을 장착하거나, 밸브에 파이프 혹은 에어 니플을 연결하여 압축공기를 분사하여 청소를 실시한다.

종래 청소용 에어 건(G)에 장착되는 공기분사 노즐을 살펴보면, 도 2,3에 도시한 다공형 공기분사 노즐(N1)이나 이중형 공기분사 노즐(N2) 등을 들 수 있다. 그런데, 상기 다공형 공기분사 노즐(N1)은 직선형 노즐이므로 분사 속도가 느리고 다수의 구멍을 통해 공기가 분출되므로 분사 집중력이 떨어져서 밀도가 높은 그리트나 슬래그 등의 청소에는 적합하지 않는 단점이 있다. 그리고, 압축공기 사용량 대비 청소 효율이 떨어지는 구조를 갖는다.

그리고, 상기 이중형 공기분사 노즐(N2)은 이중분사구조 라발(Laval) 공기분사 노즐은 보조기류 슬롯이 외부로 튀어나온 특징이 있으며, 2개의 부품을 조립하여 제작하므로 단가가 높은 단점이 있다.

또한, 종래의 노즐들(2,3)은 나사 체결부가 별도로 존재하므로 부피가 크고 무거운 단점이 있으며, 경우에 따라 두가지 이상의 부품으로 조립된다.

한편, 종래 특허 기술로서, 도 4에 도시한 바와 같이, 에어 콤프레셔로부터 공급호스로 연결 사용되는 에어 건(1)의 전방에 설치되어 에어를 분사하도록 한 에어 건용 노즐(10)에 있어서, 상기 노즐(10)은 에어 건(1)의 몸체(1-1) 전방으로부터 형성되는 암나사(1-2)에 체결되도록 일측에 제1체결부(11a)를 갖고, 반대측에 제2체결부(11b)가 형성된 중공의 제1관체(11)와, 상기 제1관체(11)의 내부 직경에 안내되어 제2관체(12)와, 상기 제1관체(11)의 제2체결부(11b)에 나사체결되어 제1관체를 제2관체로부터 인출 및 수납된 길이를 고정하는 고정캡(13)과, 상기 제2관체(12)의 외측둘레에 관통되며, 외측둘레는 제1관체(11) 내부직경으로부터 밀착되어 제2관체(12)의 슬라이딩을 지지하는 고무지지링(L1)과, 상기 고무지지링(L1)의 내경에 안내되며, 제2관체(12)의 외경에 내경이 밀착되어 에어의 누출을 방지하는 오-링(L2)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 에어 건용 노즐이 제안되어 있다(특허문헌 1 참조).

국내공개특허 10-2010-0014041

이에 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이중분사구조를 갖는 라발 노즐로서 분사 속도를 높여 압축공기 소비량은 줄이면서도 청소 효율은 높일 수 있도록 되어 있으며 체결부가 불필요한 일체형으로서 경량화 및 조립성이 뛰어난 파이프 삽입형 공기분사 노즐을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 파이프 삽입형 공기분사 노즐은, 파이프에 삽입되어 사용되는 파이프 삽입형 원통상의 공기분사 노즐로서, 상기 파이프 삽입형 원통상의 공기분사 노즐은, 중심 공기유로를 형성하도록 노즐 내측에 길이방향을 따라 형성되는 중공부와; 보조 공기유로를 형성하도록 노즐 외측에 길이방향에 대해 평행하게 형성되는 슬롯부를 포함하여 이루어져, 파이프에 삽입된 상태에서 상기 중공부 및 슬롯부 각각을 통해 공기가 이중 분사되고, 상기 중공부의 중간에는 속도 가속을 위해 유로 단면적이 축소되는 라발 노즐부가 형성된 것을 특징으로 한다.

삭제

여기에서, 상기 공기분사 노즐의 재질이 금속, 고분자 화합물 및 복합재 중 어느 하나일 수 있다.

또한, 상기 공기분사 노즐은 기계가공, 소결 및 사출 중 어느 하나의 방법으로 제작될 수 있다.

삭제

본 고안에 따르면, 이중분사구조를 갖는 라발 노즐로서 보조 공기유로에 발생되는 보조기류가 중심 공기유로에 발생되는 중심기류를 감싸는 형태로 분사되어 대기와의 마찰을 줄여줌으로써 보조기류가 중심기류의 속도저하를 방지하고 중심기류는 라발 노즐을 통해 분출되어 분사 속도가 극대화되므로 압축공기 소비량은 줄이면서도 청소 효율을 극대화 할 수가 있다. 또한, 나사 체결부가 없는 단순한 구조로 파이프 내부에 삽입하여 사용함으로써 경량화가 가능하며 조립성이 뛰어나다.

도 1은 청소용 에어 건의 개념도.
도 2는 종래 다공형 공기분사 노즐의 개념도.
도 3은 종래 이중형 공기분사 노즐의 개념도.
도 4는 종래 에어 건용 노즐의 개념도.
도 5는 본 고안에 따른 파이프 삽입형 공기분사 노즐의 개념도.
도 6은 본 고안에 따른 파이프 삽입형 공기분사 노즐의 사용 상태도.
도 7은 본 고안에 따라 파이프 선단에 공기분사 노즐이 삽입된 상세도.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 고안을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 고안의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 고안의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 5는 본 고안에 따른 파이프 삽입형 공기분사 노즐의 개념도, 도 6은 본 고안에 따른 파이프 삽입형 공기분사 노즐의 사용 상태도, 도 7은 본 고안에 따라 파이프 선단에 공기분사 노즐이 삽입된 상세도이다.

본 발명에 따른 파이프 삽입형 공기분사 노즐은, 이중분사구조를 갖는 라발 노즐로서 분사 속도를 최대한으로 높여 압축공기 소비량은 줄이면서도 청소 효율은 높일 수 있도록 되어 있으며, 또한 체결부가 불필요한 일체형으로서 경량화 및 조립성이 뛰어나도록 된 것을 그 기술적 요지로 한다.

도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 파이프 삽입형 공기분사 노즐(100)은, 원통상으로서, 크게 중공부(110) 및 슬롯부(120)를 포함하여 이루어진다.

상기 중공부(110)는 중심 공기유로를 형성하도록 노즐 내측에 길이방향을 따라 형성된다. 상기 슬롯부(120)는 보조 공기유로를 형성하도록 도 5에 도시한 바와 같이 노즐 외측에 길이방향에 대해 평행하게 형성된다. 즉, 중심 공기유로 및 보조 공기유로를 형성하도록, 내,외측에 중공부(110) 및 슬롯부(120)가 형성되어 있는 것이다.

한편, 상기 중공부(110)에는 속도 가속을 위해 중간에 유로 단면적이 축소되는 라발 노즐부(111:축소-확대 노즐부)가 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 공기분사 노즐(100)의 재질로는 황동 등의 금속이나 고분자 화합물 또는 복합재 등을 들 수 있다. 그리고, 본 발명에 따른 공기분사 노즐(100)은 기계가공, 소결 및 사출 등의 방법으로 제작할 수 있다.

본 발명에 따른 공기분사 노즐(100)은, 도 6,7에 도시한 바와 같이, 파이프(P)의 선단에 삽입한 상태에서 중공부(110) 및 슬롯부(120)를 통해 공기가 이중 분사되도록 사용할 수 있다. 즉, 파이프(P)의 선단에 간단히 끼운 후에 사용할 수가 있는 것이다.

본 발명에 따른 공기분사 노즐(100)의 작용을 설명하자면, 먼저 중공부(110)와 슬롯부(120)에 의해 중심 공기유로와 보조 공기유로를 형성하여 이중 분사구조로 되어 있으므로, 보조 공기유로에서 발생되는 보조기류가 중심 공기유로에서 발생되는 중심기류를 감싸는 형태로 분사되어 공기와의 마찰을 줄여줌으로써 중심기류의 속도가 감소되지 않도록 하는 역할을 한다.

또한, 고압의 공기가 라발 노즐부(111)를 통과하면서 유로 단면적의 축소에 의해 가속되고 이후 유로 단면적의 확대에 의해 다시 한 번 가속되어 분사 속도가 극대화 된다.

본 고안에 따른 파이프 삽입형 공기분사 노즐(100)의 효과 검증 실험을 실시한 결과는 다음과 같다.

[실험 1]

압축공기 소비량이 유사한 상황에서 분사방향 정면 노즐 끝 1m 지점에서 풍속을 측정하였다.

노즐 형태	공기소비량(CMH)	풍속(m/s)
파이프 삽입형 공기분사 노즐	96	23.3
이중분사 직선 공기분사 노즐	100	19.2
단일분사 직선 공기분사 노즐	95	13.1

표 1에 나타난 바와 같이, 본 고안에 따른 파이프 삽입형 공기분사 노즐(100)의 경우, 이중분사 직선 공기분사 노즐이나 단일분사 직선 공기분사 노즐과 비교하여 풍속이 상대적으로 빠름을 확인할 수 있었다.

[실험 2]

그리트를 5mm 두께로 균일 분포하고 50cm 높이에서 30도 각도로 20초간 분사하여, 분사방향 정면 노즐 끝 1m 지점에서 풍속을 측정하였고, 유량대비 청소효율의 경우 단일분사 직선 공기분사 노즐 대비 청소면적/유량에 대한 상대값을 나타낸다.

노즐 형태	공기소비량(CMH)	풍속(m/s)	청소면적(cm2)	유량대비 청소효율
단일분사 직선 공기분사 노즐	180	24.7	1,025	1.00
이중분사 직선 공기분사 노즐	105	24.4	990	1.66
파이프 삽입형 공기분사 노즐	108	27.0	1,169	1.90

표 2에 나타난 바와 같이, 본 고안에 따른 파이프 삽입형 공기분사 노즐(100)의 경우, 이중분사 직선 공기분사 노즐이나 단일분사 직선 공기분사 노즐과 비교하여 유량대비 청소효율이 우수함을 확인할 수 있었다.

이와 같이, 본 고안에 따른 파이프 삽입형 공기분사 노즐(100)의 경우, 이중분사구조를 갖는 라발 노즐로서 보조 공기유로에 발생되는 보조기류가 중심 공기유로에 발생되는 중심기류를 감싸는 형태로 분사되어 대기와의 마찰을 줄여주므로 보조기류가 중심기류의 속도저하를 방지하고 중심기류는 라발 노즐을 통해 분출되어 분사 속도가 극대화됨으로써 압축공기 소비량은 줄이면서도 청소 효율을 극대화 할 수가 있게 된다.

이와 더불어, 본 고안에 따른 파이프 삽입형 공기분사 노즐(100)의 경우, 나사 체결부가 없는 단순한 구조로서 파이프(P)에 간단히 삽입하여 사용하는데 경량화가 가능하며 조립성 또한 뛰어난 장점이 있다.

한편, 본 고안에 따른 파이프 삽입형 공기분사 노즐을 한정된 실시예에 따라 설명하였지만, 본 고안의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 고안과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.

따라서, 본 고안에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 고안의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 고안의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 고안의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 고안의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 공기분사 노즐 110 : 중공부
111 : 라발 노즐부(축소-확대 노즐부) 120 : 슬롯부

Claims (5)

1. 파이프에 삽입되어 사용되는 원통상의 파이프 삽입형 공기분사 노즐(100)로서,
   상기 파이프 삽입형 공기분사 노즐(100)은,
   중심 공기유로를 형성하도록 노즐 내측에 길이방향을 따라 형성되는 중공부(110)와;
   보조 공기유로를 형성하도록 노즐 외측에 길이방향에 대해 평행하게 형성되는 슬롯부(120)를 포함하여 이루어져,
   파이프에 삽입된 상태에서 상기 중공부(110) 및 슬롯부(120) 각각을 통해 공기가 이중 분사되고,
   상기 중공부(110)의 중간에는 속도 가속을 위해 유로 단면적이 축소되는 라발 노즐부(111)가 형성된 것을 특징으로 하는 파이프 삽입형 공기분사 노즐.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 공기분사 노즐(100)의 재질이 금속, 고분자 화합물 및 복합재 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 파이프 삽입형 공기분사 노즐.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 공기분사 노즐(100)은 기계가공, 소결 및 사출 중 어느 하나의 방법으로 제작되는 것을 특징으로 하는 파이프 삽입형 공기분사 노즐.
5. 삭제

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