KR20150048330A

KR20150048330A - 유체 가속 장치

Info

Publication number: KR20150048330A
Application number: KR1020130128176A
Authority: KR
Inventors: 강성훈
Original assignee: 주식회사 토리
Priority date: 2013-10-26
Filing date: 2013-10-26
Publication date: 2015-05-07

Abstract

본 발명은 유체 통로 배관에 진공펌프와 나란히 배치되어 진공펌프에 의해 배관을 흐르는 유체의 흐름을 가속시키는 기술로서, 진공펌프가 설치된 배관에서 유체가 배출되는 방향으로 진공펌프와 나란히 설치한 상태에서 배관 내로 고압공기를 분사하여 진공펌프의 펌핑에 의한 유체의 유속을 가속시키고, 진공펌프가 펌핑 동작을 멈춘 후에는 진공펌프와 인접 배관 내의 잔류 유체를 배출하여 진공펌프와 배관의 수명을 연장시킬 수 있는 기술에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 배관과 진공펌프의 PM주기 연장으로 설비유지 비용을 절감시키는 장점이 있다.

Description

유체 가속 장치 {fluid flow acceleration apparatus}

본 발명은 유체 통로 배관에 설치되어 유체의 흐름을 가속하는 유체 가속 장치에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 본 발명은 예컨대 진공펌프와 함께 유체 통로 배관에 설치되며, 유체가 흐르는 방향으로 고압공기를 분사하여 유체의 흐름을 가속시키는 기술에 관한 것이다.

일반적으로 반도체, 패널 디스플레이(LCD, OLED, 쏠라, LED 등), 전자부품 및 일반 산업 등의 공정에서 광범위하게 사용되는 각종 설비에서는 공정 중에 유해한 흄이나 가스가 발생하게 된다.

반도체, 패널 디스플레이 및 일반 산업용 설비에 사용이 되는 로터리 진공펌프는 진공설비의 공정에 따라 장비의 진공챔버 내로 반응성 가스와 불활성 가스가 들어가서 일부는 반응에 참여하지만 반응에 참여하지 않은 다량의 잔여 가스는 진공펌프를 통해 배기를 시켜준다.

특히 CVD, 에칭 장비의 경우 진공챔버 내에서 공정에 참여 후 잔여가스를 배기시키는 공정에서 진공챔버와 진공펌프 단 사이 배관 내와 진공펌프의 실린더 내에서 미반응된 기체들이 배관 및 진공펌프 실린더 내에서 오염(코팅) 되거나 파우더로 변환되어 흡착되는 문제가 있다.

이렇게, 진공펌프 전단의 배관과 진공펌프 내에 흡착이 된 파우더는 배관 내 게이지, 밸브, 트랩 등과 진공펌프의 PM(주기적인 장치의 보수) 주기를 단축시키거나 진공 펌프 및 진공 게이지의 수명을 단축시키고, 결과적으로 진공펌프의 사용 시간이 경과함에 따라 펌핑 능력도 떨어지게 된다.

1. 작동성이 우수한 흡,배기 조절용 밸브체 및 이를 구비한 피스톤 진공펌프(특허출원 10-2004-0067011호)

2. 진공펌프(특허출원 10-2002-0066022호)

본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 유체의 흐름을 가속시켜 진공펌프 또는 진공펌프의 인접 배관에 미반응 기체에 의한 흡착을 방지하는 유체 가속 장치를 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유체 가속 장치는 유체가 흐르는 배관의 통로에 연결되어 배관을 흐르는 유체의 유속을 가속시키는 유체 가속 장치로서, 속이 빈 원통형으로 이루어지고, 배관과 상호 연통하도록 배관의 단절된 부분에 동심원상으로 연결되어 배관의 유체가 내측으로 흐르도록 하는 외부 링 하우징; 속인 빈 원통형으로 이루어지고, 외주면이 외부 링 하우징의 내주면과 소정 거리 떨어진 상태로 외부 링 하우징의 내측에 외부 링 하우징과 동심원상으로 배치되어 배관의 유체가 흐르도록 하고, 배관의 유체가 흐르는 방향으로 고압공기를 분사하여 배관을 흐르는 유체의 유속을 가속시키는 내부 링 하우징; 내부 링 하우징의 외주면과 외부 링 하우징의 내주면을 연결하여 내부 링 하우징과 외부 링 하우징을 일체로 고정하는 브릿지부; 외부 링 하우징의 내외부, 브릿지부, 내부 링 하우징의 내외부를 순차적으로 연통하도록 형성되어 외부로부터 유입되는 고압공기가 외부 링 하우징을 거쳐 내부 링 하우징에 공급되도록 하는 관로부;를 포함하여 구성된다.

이때, 내부 링 하우징은, 속이 빈 원통형으로 이루어지며, 외측벽이 브릿지부에 연결되어 고정된 상태로 관로부가 브릿지부를 관통하여 순차적으로 관통되도록 하고, 내측벽은 배관의 유체가 흐르는 방향을 따라 내경이 작아지는 형태로 다단의 단차부가 형성된 외측 몸체부; 속이 빈 원통형으로 이루어지며, 일단의 외측벽이 외측 몸체부의 내경이 가장 큰 단차부에 기밀유지가 가능하도록 연결되고, 중앙의 외측벽은 외측 몸체부의 내주벽과 소정 공간을 마련하도록 형성되며, 타단의 내측벽은 외측 몸체부의 내경이 가장 작은 단차부에 인접하게 배치되어 관로부를 통해 인입된 고압공기를 분사하는 아웃렛부를 구비하는 내측 몸체부;를 포함하여 구성된다.

그리고, 내측 몸체부의 내경은 중앙부에서 양단부를 향해 점진적으로 크게 형성되고, 아웃렛부에 대응하는 외측 몸체부의 선단부는 단면 두께가 점진적으로 작아지도록 내외측벽이 비스듬히 절개됨이 바람직하다.

또한, 외부 링 하우징과 배관이 동심원상으로 배치된 상태에서 배관의 연결부와 맞닿는 외부 링 하우징의 양단부 내주벽에 각각 끼워져 배관을 흐르는 유체가 외부로 새어나오지 않도록 하는 오링을 더 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 아웃렛부의 틈새 거리는 관로부의 내경보다 작게 형성됨이 바람직하다.

한편, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유체 가속 장치에서 브릿지부는 내부 링 하우징과 외부 링 하우징 사이를 밀봉하여 배관에 흐르는 유체가 내부 링 하우징과 외부 링 하우징 사이로 유입되지 않고 내부 링 하우징의 내부를 통해 흐르게 함이 바람직하다.

그리고, 제 2 실시예에서는 아울렛부에 대응하는 내측 몸체부의 내부에 내측 몸체부의 내벽과 소정 거리 이격된 상태로 내측 몸체부와 동심원상으로 배치되어 내측 몸체부를 흐르는 유체가 내측 몸체부의 내벽을 따라 흐르도록 유도하는 조절판과, 조절판에 연결되어 내측 몸체부와 동심원상으로 길게 배치되는 고정바와, 속이 빈 파이프 형태로 이루어지고 테두리부가 아울렛부에 대응하는 외측 몸체부의 선단부에 연결되어 내측 몸체부를 흐르는 유체가 지나가도록 하는 지지부와, 지지부의 내경을 가로질러 지지부의 내벽에 연결되며, 중앙부에 고정바가 끼워져 연결되는 경우 조절판과 고정바를 고정하는 브릿지부를 구비하는 유체 집속부를 더 포함하여 구성될 수 있다.

다른 한편, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 유체 가속 장치에서 내부 링 하우징은, 속이 빈 원통형으로 이루어지며, 외측벽이 브릿지부에 연결되어 고정된 상태로 관로부가 브릿지부를 관통하여 순차적으로 관통되도록 하고, 일단부가 밀봉되어 배관의 유체가 외부 링 하우징과의 사이로 흐르도록 하고, 밀봉된 일단부에 대향하는 타단부에 내경이 좁아지는 아웃렛부가 형성되고, 아웃렛부를 통해 관로부로부터 인입된 고압공기가 분사되도록 함이 바람직하다.

이때, 아웃렛부에 대응하는 내부 링 하우징의 선단부는 단면 두께가 점진적으로 작아지도록 내외측벽이 비스듬히 절개됨이 바람직하다.

그리고, 제 3 실시예에서는 속이 빈 파이프 형태로 이루어지고 테두리부가 아울렛부에 대응하는 외부 링 하우징의 일단부 내벽에 연결되어 내,외부 링 하우징 사이를 흐르는 유체가 아울렛부가 위치하는 내부 링 하우징의 중앙부로 쏠리도록 하는 유체 집속부를 더 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 유체 가속 장치는,

(1) 배관에 설치되는 진공펌프를 통해 배출되는 불활성 가스의 배기를 증속시켜 진공펌프 또는 배관 내에서 흡착에 의한 오염 속도를 현저히 줄이는 효과가 있다.

(2) 진공펌프가 작동을 멈춘 후 진공펌프 내에 잔류하는 가스를 배기시켜 진공펌프의 수명을 연장하는 효과가 있다.

(3) 배관과 진공펌프의 PM주기 연장으로 설비유지 비용을 절감하는 효과가 있다.

[도 1]은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유체 가속 장치의 전체 구성을 도시한 분리사시도.
[도 2]는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유체 가속 장치의 전체 구성을 도시한 결합단면도.
[도 3]은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 내,외부 링 하우징을 도시한 사시도.
[도 4]는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 내,외부 링 하우징을 도시한 정면도.
[도 5]는 [도 4]의 A-A선 단면도.
[도 6]은 [도 5]에서 유체의 흐름을 도시한 예시도.
[도 7]은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 내,외부 링 하우징을 도시한 단면도.
[도 8]은 [도 7]에서 유체의 흐름을 도시한 예시도.
[도 9]는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 내,외부 링 하우징을 도시한 단면도.
[도 10]은 [도 9]에서 유체의 흐름을 도시한 예시도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

[도 1]은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유체 가속 장치의 전체 구성을 도시한 분리사시도이고, [도 2]는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유체 가속 장치의 전체 구성을 도시한 결합단면도이다.

[도 1]과 [도 2]를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유체 가속 장치는 배관(10,20)의 단절된 부분에 연결되어 배관(10,20)에 흐르는 유체의 흐름을 가속시킨다.

배관(10,20)은 유체 가속 장치를 기준으로 유체 가속 장치로 유체가 유입되는 인입배관(10)과 유체 가속 장치로부터 유체가 배출되는 토출배관(20)으로 구분하여 설명한다.

인입배관(10)은 진공펌프(미도시)에 연결되어 진공펌프로부터 펌핑되는 유체를 유체 가속 장치로 전달하며, 유체 가속 장치와 연결되는 인입배관(10)의 단부에는 마감 캡(11)을 구비한다. 이 마감 캡(11)은 유체 가속 장치와 기밀유지가 가능하도록 연결된다. 한편, [도 1]과 [도 2]에서의 인입배관(10)은 마감 캡(11)에 연결되는 일부분만을 발췌하여 도시하였다.

토출배관(20)은 유체 가속 장치로부터 펌핑되는 유체를 외부로 배출시키며, 유체 가속 장치와 연결되는 토출배관(20)의 단부에도 인입배관(10)과 마찬가지로 마감 캡(21)을 구비한다. 이 마감 캡(21)은 유체 가속 장치와 기밀 유지가 가능하도록 연결된다. 한편, [도 1]과 [도 2]에서의 토출배관(20)도 마감 캡(21)과 연결되는 일부분만을 발췌하여 도시하였다.

[도 2]의 도면부호 30은 클램프를 나타낸다. 클램프(30)는 유체 가속 장치의 양측에 인입배관(10)의 마감 캡(11)과 토출배관(20)의 마감 캡(21)이 각각 맞물려 위치하도록 한 상태에서 각각의 마감 캡(11,21) 테두리와 측벽 일부를 밀착하여 유체 가속 장치와 각각의 마감 캡(11,21)이 나란히 맞물려 견고하게 밀착되도록 한다.

이 클램프(30)는 원통형으로 이루어지며, 길이 방향을 따라 단면이 아치 형태가 되도록 절단된 후, 각각의 절단된 면에 회전핀을 이용하여 회전 가능하게 연결하여 제작된다.

이렇게 클램프(30)의 길이 방향을 따라 아치 형태로 절단된 각 구성을 회전핀을 기준으로 회전하여 벌린 상태에서 인입배관(10)의 마감 캡(11)과 토출배관(20)의 마감 캡(21)을 씌우는 형태로 끼운 다음, 다시 회전핀을 중심으로 감싸는 형태로 폴딩시켜 각각의 중앙에 유체 가속 장치를 둔 상태의 마감 캡(11,21)을 클램핑한다.

[도 3]은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 내,외부 링 하우징을 도시한 사시도이고, [도 4]는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 내,외부 링 하우징을 도시한 정면도이고, [도 5]는 [도 4]의 A-A선 단면도이다.

[도 1] 내지 [도 5]를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유체 가속 장치는, 유체가 흐르는 배관(10,20)의 통로에 연결되어 배관(10,20)을 흐르는 유체의 유속을 가속시키는 것으로서, 외부 링 하우징(100), 내부 링 하우징(200), 브릿지부(300), 관로부(400)를 포함하여 구성된다.

외부 링 하우징(100)은 속이 빈 원통형으로 이루어지고, 배관(10,20)과 상호 연통하도록 배관(10,20)의 단절된 부분에 동심원상으로 연결되어 배관(10,20)의 유체가 내측으로 흐르도록 한다.

외부 링 하우징(100)의 일측부에는 소정 깊이의 홈이 파여 인젝터(미도시)가 끼워지는 인렛부(110)가 형성된다. 그리고, 인젝터는 인렛부(110)에 기밀유지가 가능하도록 끼워진 상태에서 외부로부터 공급되는 고압공기를 인렛부(110)에 전달한다.

외부 링 하우징(100)은 인렛부(110)로부터 연통하여 내측벽까지 관통하는 관로부(400)가 형성된다.

인렛부(110)를 통해 외부로부터 공급되는 고압공기는 관로부(400)를 거쳐 외부 링 하우징(100)의 내측으로 유입된 후, 내부 링 하우징(200)까지 연통되는 관로부(400)를 통해 내부 링 하우징(200)의 내부까지 유입되어 내부 링 하우징(200)의 아웃렛부(221)를 통해 분사된다.

내부 링 하우징(200)은 속인 빈 원통형으로 이루어지고, 외주면이 외부 링 하우징(100)의 내주면과 소정 거리 떨어진 상태로 외부 링 하우징(100)의 내측에 외부 링 하우징(100)과 동심원상으로 배치되어 배관(10,20)의 유체가 흐르도록 하고, 배관(10,20)의 유체가 흐르는 방향으로 고압공기를 분사하여 배관(10,20)을 흐르는 유체의 유속을 가속시킨다.

배관(10,20)을 흐르는 유체의 유속이 증가하면 배관(10,20)의 내벽이나 배관(10,20)에 설치된 진공펌프(미도시)의 내부에 잔류 가스의 코팅으로 인한 오염을 줄일 수 있다.

또한, 배관(10,20)에 내부 링 하우징(100)을 포함하는 유체 가속 장치와 진공펌프가 나란히 배치된 상태에서 진공펌프가 펌핑한 유체에 대해 속력을 증가시키기 위해 내부 링 하우징(200)의 아울렛부(221)로부터 고압공기가 분사되는 경우, 진공펌프가 동작을 멈추었을 때에도, 진공펌프의 내부는 물론 진공펌프와 진공챔버를 잇는 배관(10) 내부에 잔류하는 가스를 효과적으로 배출시키는 역할도 하게 된다.

내부 링 하우징(200)은 외부 링 하우징(100)의 인렛부(110)를 통해 유입되는 고압공기를 분사하는 아웃렛부(221)를 구비하며, 이를 위해 외측 몸체부(210)와 내측 몸체부(220)로 구성된다.

외측 몸체부(210)는 속이 빈 원통형으로 이루어지며, 외측벽이 브릿지부(300)에 연결되어 고정된다. 외부 몸체부(210)에는 브릿지부(300)를 관통하는 관로부(400)가 순차적으로 관통한다.

그리고, 외측 몸체부(210)의 내측벽은 배관(10,20)의 유체가 흐르는 방향을 따라 내경이 작아지는 형태로 다단의 단차부가 형성되며, 내경이 가장 작은 단차부에 내측 몸체부(220)의 일단부와 인접하는 아울렛부(221)를 구성하고, 내경이 가장 큰 단차부와 내경이 가장 작은 단차부 사이에 고압공기가 채워지는 소정 공간을 유지하도록 구성된다.

내측 몸체부(220)는 속이 빈 원통형으로 이루어지며, 내측 몸체부(220) 일단의 외측벽은 외측 몸체부(210)의 내경이 가장 큰 단차부에 기밀유지가 가능하도록 연결된다.

그리고, 내측 몸체부(220) 중앙의 외측벽은 외측 몸체부(210)의 내주벽과 소정 공간을 마련하도록 형성되어 인렛부(110)를 통한 관로부(400)의 고압공기가 채워진다.

또한, 내측 몸체부(220) 타단의 내측벽은 외측 몸체부(210)의 내경이 가장 작은 단차부에 인접하게 배치되어 관로부(400)를 통해 인입된 고압공기를 분사하는 아웃렛부(221)를 형성한다.

내측 몸체부(220)의 내경은 중앙부에서 양단부를 향해 점진적으로 크게 형성됨이 바람직하다.

즉, 인입배관(10)으로부터 유입되는 유체가 내측 몸체부(220)를 거쳐 배출되는 과정 중 내측 몸체부(220)의 내경 단면이 외향 경사지는 부분에서 코안다 효과(Coanda effect)로 내측 몸체부(220)의 내측벽을 따라 유속이 빨라지게 되고, 유체의 흐름이 넓게 퍼지는 모양이어서 내측 몸체부(220)를 통한 유체의 흐름을 가속시킬 수 있다.

내측 몸체부(220)와 인접하는 외측 몸체부(210)의 선단부도 단면 두께가 작아지도록 내외측벽이 비스듬히 소정 각도로 절개됨이 바람직하다. 이때, 외측 몸체부(210)의 선단부가 경사진 방향은 내측 몸체부(220)의 선단부가 경사진 방향과 동일하게 하여 내측 몸체부(220)의 선단부에 코안다 효과로 증속된 유체의 흐름을 방해하지 않도록 한다.

아웃렛부(221)는 내측 몸체부(220)의 내측벽이 외측 몸체부(210)의 내경이 가장 작은 단차부에 인접하게 배치되어 관로부(400)를 통해 인입된 고압공기를 분사한다.

고압공기는 아웃렛부(221)에서 고속으로 분사되는데, 고속으로 아웃렛부(221)를 통해 분사된 이후에는 베르누이의 원리에 따라 압력이 떨어진다. 그 결과 아웃렛부(221)로부터 분사된 공기는 내측 몸체부(220)의 내측으로 흐르는 유체나 내부 링 하우징(200)과 외부 링 하우징(100) 사이로 흐르는 유체보다 압력이 상대적으로 낮다.

이로 인해, 아웃렛부(221)로부터 분사되어 고속으로 이동하는 공기는 주변의 유체를 끌어들여 고속으로 이동하는 방향으로 밀기 때문에 결국 유체의 흐름을 가속시키게 된다.

또한, 아웃렛부(221)의 틈새 거리는 관로부(400)의 내경보다 작게 형성됨이 바람직하다. 베르누이의 원리에 따라 관로부(400)의 고압공기는 아웃렛부(221)의 좁은 통로를 지나면서 속력이 증가하고, 속력이 증가하면서 압력이 떨어지기 때문에 아웃렛부(221)로 분사되는 고속의 공기는 인접하는 유체의 흐름을 가속시키게 된다.

한편, 브릿지부(300)는 동심원상으로 배치되는 내부 링 하우징(200)의 외주면과 외부 링 하우징(100)의 내주면을 연결하여 내부 링 하우징(200)과 외부 링 하우징(100)을 일체로 고정한다.

관로부(400)는 외부 링 하우징(100)의 내외부, 브릿지부(300), 내부 링 하우징(200)의 내외부를 순차적으로 연통하도록 형성된다. 외부로부터 유입되는 고압공기가 외부 링 하우징(100)을 관통하여 내부 링 하우징(200)에 유입된 후, 아웃렛부(221)로 분사되도록 한다.

오링(500)은 외부 링 하우징(100)과 배관(10,20)이 동심원상으로 배치된 상태에서 배관(10,20)의 연결부와 맞닿는 외부 링 하우징(100)의 양단부 내주벽에 각각 끼워져 배관(10,20)을 흐르는 유체가 외부로 새어나오지 않도록 기밀유지를 한다.

[도 1]과 [도 2]에서 보는 바와 같이, 오링(500)은 외부 링 하우징(100)의 양단부 측벽에 기밀유지가 가능하도록 맞물려 고정되며, 오링(500)에 대응하는 인입배관(10)의 마감 캡(11)과 토출배관(20)의 마감 캡(21) 일면에는 오링(500)이 끼워지는 요홈이 형성된다.

오링(500)은 바람직하게는 소정 패턴의 형태를 유지할 수 있도록 바람직하게는 금속 재질의 링을 구비하고, 이 링의 테두리를 소정 텐션을 갖는 합성수지재가 감싸는 형태로 이루어진다.

[도 6]은 [도 5]에서 유체의 흐름을 도시한 예시도이다. [도 6]을 참조하면, 인렛부(110)를 통해 외부로부터 고압공기가 인입되면 고압공기는 관로부(400)를 따라 외측 몸체부(210)와 내측 몸체부(220) 사이의 공간으로 흐른 후, 상대적으로 틈새가 좁은 아웃렛부(221)를 통과하면서 속력을 높아지면서 동시에 압력은 떨어진다.

아웃렛부(221)를 통해 압력이 떨어진 상태로 고속으로 분사되는 공기는 저속으로 배관(10,20)을 흐르는 주변의 유체보다 상대적으로 압력이 낮기 때문에 주변의 유체가 고속으로 움직이는 공기로 쏠리게 되고, 이때 코안다 효과에 따라 아웃렛부(221)로부터 분사되는 공기는 외측 몸체부(210)의 선단부 경사면을 따라 흐르게 된다.

이 과정에서 내측 몸체부(220) 내부를 흐르는 유체와 외측 몸체부(210)와 외부 링 하우징(100) 사이를 흐르는 유체는 고속으로 이동하는 공기에 의해 유속이 증가한다.

한편, 인렛부(110)를 통해 외부로부터 유입되는 고압공기는 압축공기를 채택할 수 있다. 그러나, 배관(10,20)의 유체가 폭발성 기체이거나 폭발성 액상이 섞여 있는 경우에는 고압공기는 질소(N2)나 아르곤(Ar)으로 이루어진 불활성 기체를 활용할 수도 있다.

[도 7]은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 내,외부 링 하우징을 도시한 단면도이고, [도 8]은 [도 7]에서 유체의 흐름을 도시한 예시도이다.

[도 7]과 [도 8]을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 브릿지부(300)는 내부 링 하우징(200)과 외부 링 하우징(100) 사이를 밀봉하여 인입배관(10)에 흐르는 유체가 내부 링 하우징(200)과 외부 링 하우징(100) 사이로 유입되지 않고 내부 링 하우징(200)의 내부를 통해 흐르게 한다. 이 경우, 브릿지부(300)가 원반형으로 이루어져 내부 링 하우징(200)와 외부 링 하우징(100)을 연결을 보다 견고하게 구성할 수 있다.

본 발명의 제 2 실시예에서의 유체 가속 장치를 통해 흐르는 유체의 단면적은 작아졌지만, 내측 몸체부(220)의 내부를 흐르는 유체의 유속의 빨라지기 때문에 단위 시간당 유체 가속 장치를 흐르는 유체의 총량은 제 1 실시예에 비해 떨어지지 않는다.

본 발명의 제 2 실시예에서는 유체 집속부(600)를 더 포함하여 구성될 수 있으며, 유체 집속부(600)는 아울렛부(221)에서 유체의 역류를 방지하면서 유체의 흐름을 양호하게 하며, 이를 위해 조절판(610), 고정바(620), 지지부(630), 브릿지부(640)를 구비한다.

조절판(610)은 아울렛부에 대응하는 내측 몸체부의 내부에 내측 몸체부의 내벽과 소정 거리 이격된 상태로 내측 몸체부와 동심원상으로 배치되어 내측 몸체부를 흐르는 유체가 내측 몸체부의 내벽을 따라 흐르도록 유도한다.

조절판(610)은 원뿔 형태로 이루어지며, [도 7]에서와 같이 단면의 일단부는 뾰족하고 타단부를 향해 두께가 커지는 테이퍼 형태로 이루어진다. 내측 몸체부(220)로 유입되는 유체는 뾰족한 부분에서 갈라져 아울렛부(221)가 위치하는 방향으로 이동한다.

조절판(610)이 원뿔 형태로 이루어지기 때문에 내측 몸체부(220)에서 유체가 인입되는 쪽의 압력이 상대적으로 낮은 경우에 발생할 수 있는 유체의 역류를 방지하게 된다.

고정바(620)는 조절판(610)에 연결되어 내측 몸체부와 동심원상으로 길게 배치되며, 브릿지부(640)의 중앙부에 연결되어 고정된 상태로 조절판(610)를 현재의 위치에 고정한다.

고정바(620)는 브릿지부(640)의 중앙부에 나사 결합될 수 있으며, 나사 결합되는 경우 나사 결합의 위치에 따라 내측 몸체부(220)의 내부에 내측 몸체부(220)와 동심원상으로 배치되는 조절판(610)의 위치를 조정할 수 있다.

지지부(630)는 속이 빈 파이프 형태로 이루어지고 테두리부가 아울렛부(221)에 대응하는 외측 몸체부(210)의 선단부에 연결되어 내측 몸체부(220)를 흐르는 유체가 지나가도록 한다.

브릿지부(640)는 지지부(630)의 내경을 가로질러 지지부(630)의 내벽에 연결되며, 중앙부에 고정바(620)가 끼워져 연결되는 경우 조절판(610)과 고정바(620)를 고정한다. 브릿지부(640)의 중앙부에는 고정바(620)와 나사 결합되는 너트 형태의 통공이 형성됨이 바람직하다.

[도 9]는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 내,외부 링 하우징을 도시한 단면도이고, [도 10]은 [도 9]에서 유체의 흐름을 도시한 예시도이다.

[도 9]와 [도 10]을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 내부 링 하우징(200)은, 속이 빈 원통형으로 이루어지며, 외측벽이 브릿지부(300)에 연결되어 고정된 상태로 관로부(400)가 브릿지부(300)를 관통하여 순차적으로 관통되도록 하고, 일단부가 밀봉되어 배관(10)의 유체가 외부 링 하우징(100)과의 사이로 흐르도록 한다.

밀봉된 일단부에 대향하는 내부 링 하우징(200)의 타단부는 내경이 좁아지는 아웃렛부(221')가 형성된다. 이 아웃렛부(221')를 통해 관로부(400)로부터 인입된 고압공기가 분사되도록 한다.

그리고, 아웃렛부(221')에 대응하는 내부 링 하우징(200)의 선단부는 단면 두께가 점진적으로 작아지도록 내외측벽이 비스듬히 절개됨이 바람직하다. 이로 인해, 비스듬히 절개된 부분의 인접 부분에서 흐르는 공기나 유체는 코안다 효과에 의해 비스듬히 경사진 단면을 따라 속력이 증가한다.

즉, 아웃렛부(221')를 통해 분사되는 과정 중 내부 링 하우징(200)의 선단부 내경 단면이 외향 경사지는 부분에서 코안다 효과로 내부 링 하우징(200)의 내측벽을 따라 유속이 빨라지게 되고, 유체의 흐름이 넓게 퍼지는 모양이어서 아울렛부(221')를 통해 분사되는 공기의 흐름을 가속시켜 결국에는 유체의 흐름을 가속시킬 수 있다.

본 발명의 제 3 실시예에서는 유체 집속부(700)를 더 포함하여 구성될 수 있으며, 유체 집속부(700)는 아울렛부(221')에서 유체의 역류를 방지하면서 유체의 흐름을 양호하게 한다.

유체 집속부(700)는 속이 빈 파이프 형태로 이루어지고 테두리부가 아울렛부(221')에 대응하는 외부 링 하우징(100)의 일단부 내벽에 연결되어 내,외부 링 하우징(100,200) 사이를 흐르는 유체가 아울렛부(221')가 위치하는 내부 링 하우징(200)의 중앙부로 쏠리도록 한다.

유체 집속부(700)는 유체가 흐르는 방향으로 내경이 점차적으로 작아지는 테이퍼 형태로 이루어진다. 이처럼 유체 집속부(700)의 내경이 테이퍼 형태를 이룸으로써, 내부 링 하우징(200)과 외부 링 하우징(100) 사이를 흐르는 유체가 내부 링 하우징(200)의 아울렛부(221')가 위치하는 중앙부로 자연스럽게 쏠리게 되어 원천적으로 유체의 역류를 차단할 수 있다.

유체 접속부(700)는 테두리부가 외부 링 하우징(100)의 일단부 내벽에 나사 결합으로 결합될 수 있다. 나사 결합되는 경우 나사 결합의 위치에 따라 유체 접속부(700)와 아울렛부(221')의 이격 거리를 조정할 수 있게 된다.

10 : 인입 배관
11 : 마감 캡
20 : 토출 배관
21 : 마감 캡
30 : 클램프
100 : 외부 링 하우징
110 : 인렛부
200 : 내부 링 하우징
210 : 외측 몸체부
220 : 내측 몸체부
221, 221' : 아웃렛부
300 : 브릿지부
400 : 관로부
500 : 오링
600 : 유체 집속부
610 : 조절판
620 : 고정바
630 : 지지부
640 : 브릿지부
700 : 유체 집속부

Claims

유체가 흐르는 배관의 통로에 연결되어 상기 배관을 흐르는 유체의 유속을 가속시키는 유체 가속 장치로서,
속이 빈 원통형으로 이루어지고, 상기 배관과 상호 연통하도록 상기 배관의 단절된 부분에 동심원상으로 연결되어 상기 배관의 유체가 내측으로 흐르도록 하는 외부 링 하우징(100);
속인 빈 원통형으로 이루어지고, 외주면이 상기 외부 링 하우징의 내주면과 소정 거리 떨어진 상태로 상기 외부 링 하우징의 내측에 상기 외부 링 하우징과 동심원상으로 배치되어 상기 배관의 유체가 흐르도록 하고, 상기 배관의 유체가 흐르는 방향으로 고압공기를 분사하여 상기 배관을 흐르는 유체의 유속을 가속시키는 내부 링 하우징(200);
상기 내부 링 하우징의 외주면과 상기 외부 링 하우징의 내주면을 연결하여 상기 내부 링 하우징과 상기 외부 링 하우징을 일체로 고정하는 브릿지부(300);
상기 외부 링 하우징의 내외부, 상기 브릿지부, 상기 내부 링 하우징의 내외부를 순차적으로 연통하도록 형성되어 외부로부터 유입되는 고압공기가 상기 외부 링 하우징을 거쳐 상기 내부 링 하우징에 공급되도록 하는 관로부(400);
를 포함하여 구성되는 유체 가속 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 내부 링 하우징(200)은,
속이 빈 원통형으로 이루어지며, 외측벽이 상기 브릿지부에 연결되어 고정된 상태로 상기 관로부가 상기 브릿지부를 관통하여 순차적으로 관통되도록 하고, 내측벽은 상기 배관의 유체가 흐르는 방향을 따라 내경이 작아지는 형태로 다단의 단차부가 형성된 외측 몸체부(210);
속이 빈 원통형으로 이루어지며, 일단의 외측벽이 상기 외측 몸체부의 내경이 가장 큰 상기 단차부에 기밀유지가 가능하도록 연결되고, 중앙의 외측벽은 상기 외측 몸체부의 내주벽과 소정 공간을 마련하도록 형성되며, 타단의 내측벽은 상기 외측 몸체부의 내경이 가장 작은 상기 단차부에 인접하게 배치되어 상기 관로부를 통해 인입된 고압공기를 분사하는 아웃렛부(221)를 구비하는 내측 몸체부(220);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유체 가속 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 내측 몸체부(220)의 내경은 중앙부에서 양단부를 향해 점진적으로 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 가속 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 아웃렛부에 대응하는 상기 외측 몸체부의 선단부는 단면 두께가 점진적으로 작아지도록 내외측벽이 비스듬히 절개되는 것을 특징으로 하는 유체 가속 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 아웃렛부의 틈새 거리는 상기 관로부의 내경보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 가속 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 브릿지부는 상기 내부 링 하우징과 상기 외부 링 하우징 사이를 밀봉하여 상기 배관에 흐르는 유체가 상기 내부 링 하우징과 상기 외부 링 하우징 사이로 유입되지 않고 상기 내부 링 하우징의 내부를 통해 흐르게 하는 것을 특징으로 하는 유체 가속 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 아울렛부에 대응하는 상기 내측 몸체부의 내부에 상기 내측 몸체부의 내벽과 소정 거리 이격된 상태로 상기 내측 몸체부와 동심원상으로 배치되어 상기 내측 몸체부를 흐르는 유체가 상기 내측 몸체부의 내벽을 따라 흐르도록 유도하는 조절판(610)과,
상기 조절판에 연결되어 상기 내측 몸체부와 동심원상으로 길게 배치되는 고정바(620)와,
속이 빈 파이프 형태로 이루어지고 테두리부가 상기 아울렛부에 대응하는 상기 외측 몸체부의 선단부에 연결되어 상기 내측 몸체부를 흐르는 유체가 지나가도록 하는 지지부(630)와,
상기 지지부의 내경을 가로질러 상기 지지부의 내벽에 연결되며, 중앙부에 상기 고정바가 끼워져 연결되는 경우 상기 조절판과 상기 고정바를 고정하는 브릿지부(640)를 구비하는 유체 집속부(600)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유체 가속 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 내부 링 하우징(200)은,
속이 빈 원통형으로 이루어지며, 외측벽이 상기 브릿지부에 연결되어 고정된 상태로 상기 관로부가 상기 브릿지부를 관통하여 순차적으로 관통되도록 하고, 일단부가 밀봉되어 상기 배관의 유체가 상기 외부 링 하우징과의 사이로 흐르도록 하고,
상기 밀봉된 일단부에 대향하는 타단부에 내경이 좁아지는 아웃렛부(221')가 형성되고, 상기 아웃렛부(221')를 통해 상기 관로부로부터 인입된 고압공기가 분사되도록 한 것을 특징으로 하는 유체 가속 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 아웃렛부에 대응하는 상기 내부 링 하우징의 선단부는 단면 두께가 점진적으로 작아지도록 내외측벽이 비스듬히 절개되는 것을 특징으로 하는 유체 가속 장치.
청구항 9에 있어서,
속이 빈 파이프 형태로 이루어지고 테두리부가 상기 아울렛부에 대응하는 상기 외부 링 하우징의 일단부 내벽에 연결되어 상기 내,외부 링 하우징 사이를 흐르는 유체가 상기 아울렛부가 위치하는 상기 내부 링 하우징의 중앙부로 쏠리도록 하는 유체 집속부(700)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유체 가속 장치.