KR20160004842A - 볼텍스 튜브를 이용한 에어 공급 자켓 - Google Patents

Abstract

본 발명은 작업자의 상체에 착용되는 자켓; 상기 자켓 내부에 구비되어 입구부와 출구부가 형성된 관로; 상기 관로의 입구부에 연결되어 상기 자켓 내부로 생성된 온풍 또는 냉풍의 에어를 공급할 수 있는 볼텍스튜브; 및 상기 볼텍스튜브와 관로 입구부 사이에 설치되어 상기 볼텍스튜브에서 공급된 에어를 상기 관로 내부로 유입되게 하는 제1밸브와, 상기 관로 출구부에 설치되어 상기 관로 내부로 유입된 에어가 열교환에 의한 온도와 압력 변화에 따라 개구되어 일정량을 배출되게 하는 제2밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 볼텍스 튜브를 이용한 에어 공급 자켓에 관한 것이다.

Description

볼텍스 튜브를 이용한 에어 공급 자켓{Air Jacket with Vortex Tube}

본 발명은 에어 자켓에 관한 것으로, 볼텍스튜브에 의해 발생되는 냉풍과 온풍을 이용하여 자켓을 착용하는 작업자에게 열교환에 의해 안정적으로 쾌적한 환경을 제공하고, 특히 자켓 내부로 공급된 에어가 열교환에 의해 일정온도 차이 발생시 배출되게 하여 에어소비량을 최소화할 수 있는 볼텍스 튜브를 이용한 에어 공급 자켓에 관한 기술이다.

본 발명은 에어를 공급하는 자켓에 관한 기술인데, 이와 관련하여 유사한 종래 기술로는 대한민국 공개특허 10-2011-0085220 '볼텍스 튜브를 이용한 에어재킷'에 개시되어 있다.

도 1을 참조하면, 종래에는 재킷 내부에 볼텍스 튜브를 이용하여 냉각된 에어가 자켓 내 관로에 복수 개의 분사구를 통해 내측으로 분사할 수 있도록 구성되어 있어 자켓을 착용한 작업자는 지속적으로 냉각된 에어 공급을 통해 시원함을 느낄 수 있으며, 또한 볼텍스 튜브를 온풍을 토출하는 곳에 연결하면 물론 재킷 내부에 온풍을 공급하여 이용할 수도 있다.

그러나, 종래의 에어재킷은 볼텍스튜브에서 공급된 에어가 바로 분사하는 구조여서 지속적으로 에어를 공급해야 하므로 에어소비량이 많으며, 컴프레셔를 가동에 의한 전기낭비가 심하며, 또한 컴프레셔와 볼텍스튜브의 작동에 따른 소음 발생면이 큰 문제점이 있어왔다.

또한, 종래의 에어재킷은 착용자의 몸에 직접 분사되는 구조여서 볼텍스 튜브 이상 발생 시 급랭된 에어나 급열된 에어가 분사되는 위험성이 상시 있다.

KR 10-2011-0085220 A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 볼텍스튜브에 의해 공급되는 에어를 자켓 내에 공급하여 직접 분사가 아닌 열교환에 의해 안전하게 사용할 수 있어 여름철 및 겨울철 온풍과 냉풍을 공급하여 착용자의 쾌적함을 제공하며, 공급된 에어가 열교환에 의해 일정온도 변화 발생시 배출되고 새로운 에어를 공급하게 하여 에어 사용량을 최소화할 수 있는 볼텍스 튜브를 이용한 에어 공급 자켓을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 작업자의 상체에 착용되는 자켓; 상기 자켓 내부에 구비되어 입구부와 출구부가 형성된 관로; 상기 관로의 입구부에 연결되어 상기 자켓 내부로 생성된 온풍 또는 냉풍의 에어를 공급할 수 있는 볼텍스튜브; 및 상기 볼텍스튜브와 관로 입구부 사이에 설치되어 상기 볼텍스튜브에서 공급된 에어를 상기 관로 내부로 유입되게 하는 제1밸브와, 상기 관로 출구부에 설치되어 상기 관로 내부로 유입된 에어가 열교환에 의한 온도와 압력 변화에 따라 개구되어 일정량을 배출되게 하는 제2밸브로 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1,2밸브는 차압에 의해 개폐 작동하는 온도조절밸브인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 관로 내부의 에어온도를 측정하는 온도센서가 포함되어 상기 온도센서의 측정된 온도값을 입력받아 설정된 온도값과 비교하여 상기 제1,2밸브의 개폐 작동을 제어하는 제어기가 더 구비되는 것을 특징으로 하며, 여기서, 상기 제1,2밸브는 전자밸브인 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 기대할 수 있을 것이다.

우선, 볼텍스튜브에 의해 냉풍 또는 온풍을 공급하도록 하며, 에어를 자켓 내부에서 일정시간 동안 머물도록 하여 열교환에 의해 작업자는 시원함 또는 따뜻함을 느낄 수 있어 여름철 또는 겨울철에 안정적으로 이용 가능하며, 자켓에 공급된 에어는 작업자의 상체에서 발생된 열과 열교환하여 에어의 온도가 일정온도 변화 발생시 배출되도록 하여 에어소비량을 줄일 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래에 따른 볼텍스 튜브를 이용한 에어재킷의 예시도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 볼텍스 튜브를 이용한 에어 공급 자켓의 사시도를 나타낸 것이다.
도 3은 제1,2밸브를 온도조절밸브로 사용한 유체흐름 예시도이다.
도 4는 제1,2밸브를 전자밸브로 사용하고 온도센서가 추가된 유체흐름 예시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 볼텍스 튜브를 이용한 에어 공급 자켓의 사시도를 나타낸 것이다.

도 2를 참조하면, 자켓(100), 관로(200), 볼텍스튜브(300) 및 제1,2밸브(400,500)가 기본적으로 포함되고, 이에 더하여 제어기(600)를 추가할 수 있다.

상기 자켓(100)은 작업자의 상체에 착용되는 일반 조끼형상으로 제작되고, 자켓 내부에는 관로(200)가 설치될 수 있는 공간을 가진다.

상기 관로(200)는 상기 자켓(100) 내부에 구비되게 되는데 냉풍 또는 온풍의 에어가 지나가는 경로를 제공하며, 일측은 입구부(220)가 형성되고 타측은 출구부(240)가 형성되어 있어 에어를 공급받아 배기할 수 있다.

여기서 상기 관로(200)의 입구부(220)와 출구부(240)는 자켓(100) 외부로 노출되게 설치한다.

그리고, 상기 관로(200)는 상기 자켓(100) 내부에 지그재그로 형성되어 최대한 관로 길이를 길게 설치되도록 하는 것이 바람직한데, 그 이유는 관로(200) 내부에 에어가 순환되어 열교환되는 면적을 최대화할 수 있기 때문이다.

여기서, 자켓(100) 내부로 공급하는 에어는 상기 볼텍스튜브(300)에 의해 생성된다.

상기 볼텍스튜브(300)는 일측은 상기 관로(200)의 입구부(220)에 연결되어 압축기에 의해 공급된 압축에어의 와류현상을 이용하여 냉풍과 온풍을 생성하여 결합위치에 따라 냉풍 또는 온풍을 공급할 수 있는 것이다.

볼텍스튜브(300)는 종래의 기술에 개시된 공지된 물품으로 압축기로부터 토출되는 압축에어를 내부의 와류실로 인입되어 고속으로 순환시켜 일측으로 냉풍을 토출하고 타측으로 온풍을 토출하도록 하는 원리를 가지고 있다.

볼텍스튜브(300)에 의해 생성된 냉풍 또는 온풍을 관로(200)를 통해 자켓(100)에 공급할 수 있는데, 종래에는 관로 외주면에 복수 개의 출구부(배출구멍)가 있어 관로(200)에 유입된 에어가 자켓(100) 내부로 바로 분사되는 구조여서 에어 소비량이 많은 단점이 있었고, 본 발명에서는 제1,2밸브(400,500)에 의해 간헐적으로 에어를 공급하고 토출되게 조절될 수 있도록 하였다.

먼저, 상기 제1밸브(400)는 상기 볼텍스튜브(300)와 상기 관로(200)의 입구부(220) 사이에 설치되어 상기 볼텍스튜브(300)에서 공급된 냉풍 또는 온풍이 상기 관로 내부로 유입되게 하는 밸브이다.

그리고, 상기 제2밸브(500)는 상기 관로(200) 출구부(240)에 설치되어 상기 관로(200) 내부로 공급된 에어가 열교환에 의한 온도와 압력 변화가 발생 시 개구되어 배출되게 한다.

여기서, 상기 제1밸브(400)와 제2밸브(500)는 차압에 의해 작동하는 온도조절밸브로 실시하는 것이 바람직할 것이다.

즉, 관로(200) 내부에 냉풍 또는 온풍이 유입되어 일정시간 지나면 작업자의 상체 열과 열교환에 의해 온도변화가 발생하게 되고, 온도변화에 따라 에어가 팽창또는 수축하여 압력차이가 발생하게 되어 상기 제1,2밸브(400,500)가 자동으로 개구 되어 열교환된 에어를 배출하고, 볼텍스튜브에서 생성된 새 에어를 관로에 공급할 수 있다.

여기서, 관로(200)의 내부에 있는 에어는 온도변화에 따라 압력이 비례하게 되며, 이는 이상기체방정식에서 알 수 있는 내용이다.

이상기체방적식은 PV=nRT (P=압력, V=압력, R=기체상수 n=몰수, T=절대온도)

예를들어 볼텍스튜브(300)에 의해 냉풍이 토출되는 곳과 관로(200)가 연결된 경우, 즉 냉풍 온도가 약 15℃인 경우 열교환에 의해 20℃로 높아져 약 5℃ 높아지면 에어 압력이 약 10% 비례하여 높아지게 되고, 이때 높아진 압력 설정치에 따라 설계된 상기 제2밸브(500)가 개폐되도록 하여 배출할 수 있게 되는 것이다.

이때, 상기 제2밸브(500)는 냉풍을 온도 변화량에 맞게 적절한 압력제어를 가진 밸브를 당업자가 설계하여 실시할 수 있다.

그리고, 상기 제2밸브(500)의 개구되어 에어가 배기되어 관로(200)내의 압력이 낮아지게 되면, 일정 압력차에 의해 열리도록 하는 상기 제1밸브(400)를 설계하여 상기 관로(200)의 압력 하강에 따라 상기 볼텍스튜브(300)에서 생성되는 압력차에 따라 상기 제1밸브(400)가 개구되어 관로(200)에 온도가 낮은 냉풍이 유입될 수 있는 것이다.

이상은 냉풍을 이용한 것이고, 온풍을 이용한 경우에도 일정 압력차이가 발생하므로 동일하게 적용할 수 있다.

도 3은 제1,2밸브를 온도조절밸브로 사용한 유체흐름 예시도이다.

도 3을 참조하면, 상기 제1,2밸브(400,500)는 압력을 감지하여 개폐할 수 있는 온도조절밸브로 실시하였다.

유체의 흐름을 보면, 압축기(320)에서 에어가 공급되어 볼텍스튜브(300)에 공급되고, 볼텍스튜브(300)에서 생성된 에어는 제1밸브(400)를 거쳐 관로(200)에 유입되고, 제2밸브(500)를 통해 나갈 수 있도록 하였다.

도 4는 제1,2밸브를 전자밸브로 실시하였고 온도센서가 추가된 유체흐름 예시도이다.

그리고, 상기 제1,2밸브(400,500)의 개폐를 더 정확하게 제어할 수 있도록 제어기(600)가 더 구비될 수 있다.

상기 제어기(600)는 상기 관로(200) 내부의 에어온도를 측정하는 온도센서(620)가 포함되어 상기 온도센서(620)의 측정된 온도값을 입력받아 제어기(600)에 설정된 온도값과 비교하여 설정된 온도값 차이 이상이면 상기 제1,2밸브(400,500)가 개구되도록 제어하게 된다.

여기서, 상기 제어기에 설정된 온도값 차이는 5℃ ~ 10℃ 범위로 하여 범위내에 속하는 경우 상기 제1,2밸브(400.500)가 동시 개구되도록 하고 일정시간 내 폐구되도록 하여 새로 생성된 냉풍 또는 온풍을 자켓(100)에 머무르도록 공급할 수 있다.

상기 제어기(600)와 온도센서(620) 및 제1,2밸브(400,500)는 전기적으로 연결되어야 하고, 이때 상기 제1,2밸브(400,500)는 전기적 신호에 따라 개폐 작동할 수 있도록 전자밸브를 사용하게 된다.

이상과 같이 본 발명은 볼텍스 튜브를 이용한 에어 공급 자켓을 제공하는 것을 기본적인 기술적인 사상으로 하고 있음을 알 수 있으며, 이와 같은 본 발명의 기본적인 사상의 범주내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.

100: 자켓 200: 관로
300: 볼텍스튜브 400: 제1밸브
500: 제2밸브 600: 제어기
620: 온도센서

Claims (4)

1. 작업자의 상체에 착용되는 자켓;
   상기 자켓 내부에 구비되어 입구부와 출구부가 형성된 관로;
   상기 관로의 입구부에 연결되어 상기 자켓 내부로 생성된 온풍 또는 냉풍의 에어를 공급할 수 있는 볼텍스튜브; 및
   상기 볼텍스튜브와 관로 입구부 사이에 설치되어 상기 볼텍스튜브에서 공급된 에어를 상기 관로 내부로 유입되게 하는 제1밸브와, 상기 관로 출구부에 설치되어 상기 관로 내부로 유입된 에어가 열교환에 의한 온도와 압력 변화에 따라 개구되어 일정량을 배출되게 하는 제2밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 볼텍스 튜브를 이용한 에어 공급 자켓.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1,2밸브는,
   차압에 의해 개폐 작동하는 온도조절밸브인 것을 특징으로 하는 볼텍스 튜브를 이용한 에어 공급 자켓.
3. 제1항에 있어서,
   상기 관로 내부의 에어온도를 측정하는 온도센서가 포함되어 상기 온도센서의 측정된 온도값을 입력받아 설정된 온도값과 비교하여 상기 제1,2밸브의 개폐 작동을 제어하는 제어기가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 볼텍스 튜브를 이용한 에어 공급 자켓.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1,2밸브는 전자밸브인 것을 특징으로 하는 볼텍스 튜브를 이용한 에어 공급 자켓.

Images