KR20160074243A - A Nozzle Assembly for Atomizing Liquid - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액체 미립화 노즐 어셈블리에 관한 것이고, 구체적으로 낮은 압력에서 균질한 분무 입자의 형성이 가능하도록 하는 액체 미립화 노즐 어셈블리에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid atomizing nozzle assembly, and more particularly, to a liquid atomizing nozzle assembly that enables the formation of uniform atomized particles at low pressures.
액체 또는 기체를 고속으로 자유 공간에 분출되도록 유로의 끝에 형성되는 관을 노즐이라고 한다. 노즐은 고체, 액체 및 기체를 정해진 양으로 특정 부위에 도달되도록 설계가 되고 다양한 구조를 가지는 노즐이 이 분야에 공지되어 있다. 예를 들어 반도체, 디스플레이 또는 모바일 제품의 생산 공정에서 표면 코팅을 위하여 노즐이 적용될 수 있다. 반도체, 디스플레이 또는 모바일 제품은 진화하는 소재 분야의 기술과 융합되어 비-평면, 비구면 또는 3차원 형상으로 점차적으로 변화하고 있다. 이와 같은 제품의 표면 코팅 과정에서 요구되는 수준의 코팅 면을 얻기 위하여 분출 압력 또는 분출 액량이 정확하게 제어될 필요가 있다. 또한 코팅 과정에서 미립자의 크기가 코팅 품질에 영향을 미치는 주요한 인자가 될 수 있다. 예를 들어 20 ㎛ 이하의 미립자의 형성을 위하여 노즐 직경이 이에 대응되도록 조절될 필요가 있다. 그러나 노즐 직경이 작아지면 토출 압력이 작아질 수 있고 그리고 노즐 길이가 제한될 수 있다. 이와 같은 문제의 해결을 위하여 요구되는 품질을 가지면서 구조적 안정성을 가진 노즐이 요구된다.The tube formed at the end of the flow path is referred to as a nozzle so that liquid or gas is ejected at high speed into the free space. Nozzles are known in the art that are designed to reach specific areas of solids, liquids, and gases in defined amounts, and have various structures. For example, nozzles can be applied for surface coating in production processes of semiconductors, displays or mobile products. Semiconductors, displays, or mobile products are gradually changing to non-planar, aspherical, or three-dimensional shapes, fused with evolving technology in the field of materials. It is necessary that the ejection pressure or the amount of ejected liquid be accurately controlled in order to obtain a level of the coating surface required in the surface coating process of such a product. Also, the size of the particles in the coating process can be a major factor affecting the coating quality. For example, in order to form fine particles of 20 m or less, it is necessary to adjust the nozzle diameter so as to correspond thereto. However, the smaller the nozzle diameter, the smaller the discharge pressure and the nozzle length may be limited. In order to solve such a problem, there is a demand for a nozzle having a required quality and a structural stability.
노즐과 관련된 선행기술로 공개특허번호 제2005-0117416호 ‘2유체 분사 노즐’이 있다. 상기 선행기술은 미세하고 균일한 크기의 분무를 위하여 액체가 고정 벽면과 마찰에 의한 속도 구배를 이루지 않도록 액체와 고정 벽과 접촉을 회피할 수 있도록 하는 구조를 가진 2유체 분사 노즐에 관하여 개시한다. 상기 선행기술은 2유체 분사 노즐에 있어서, 하단부에 다수의 혼합구가 형성된 몸체를 이루는 하우징; 및 상기 하우징의 중심부에 내삽되어 하우징과 사이에 스페이서를 형성하고, 상기 스페이서에 압축 기체를 공급하는 기체 주입구와 상기 혼합구와 동일 축에 있고, 상기 혼합구로 액체를 공급하는 액체 주입구를 가지는 내부 구조체를 포함하는 2유체 분사 노즐에 대하여 개시한다. 제시된 선행기술은 분사 노즐에 이격 공간(spacer)이 형성되는 것에 의하여 분무 입자의 불균일성이 해소될 수 있지만 분사 범위가 작아질 수 있고 분사 노즐의 막힘 현상이 발생될 수 있다는 단점을 가진다.Prior art relating to nozzles is disclosed in < RTI ID = 0.0 > Pub. No. 2005-0117416 < / RTI > The prior art discloses a two fluid injection nozzle having a structure that allows the liquid to avoid contact with liquid and fixed walls so that the liquid does not have a velocity gradient due to friction with the fixed wall surface for fine and uniform sized spray. The prior art is a two fluid injection nozzle comprising: a housing constituting a body having a plurality of mixing holes formed at a lower end thereof; And an inner structure having a gas injection port which is inserted into a central portion of the housing to form a spacer between the housing and the compressor, and a liquid injection port which is coaxial with the mixing port and supplies the liquid to the mixing port, The present invention relates to a two-fluid injection nozzle including a plurality of fluid injection nozzles. The proposed prior art has a disadvantage in that the spacing of the spraying nozzles can be reduced by forming spacers in the spraying nozzles, but the spraying range can be reduced and clogging of the spraying nozzles can occur.
노즐과 관련된 다른 선행기술로 등록특허번호 제1363021호 ‘분사 노즐’이 있다. 상기 선행기술은 낮은 압력에서 미립자를 생성하고 저비산 에어커튼 분사 기능을 가지는 분사 노즐을 제공하기 위한 것으로 제1 유체를 공급하는 제1 통로와 제2 유체를 공급하는 제2 통로 및 제3 유체를 공급하는 제3 통로를 가지는 매니폴드, 상기 매니폴드에 결합되어 내측으로 상기 제1 통로에 연결되어 제1 토출구를 형성하고, 상기 제1 토출구 외측으로 제1 와류 홈으로 제2 통로에 연결되는 제1 와류자, 상기 제1 와류자를 수용하여 상기 매니폴드에 결합되어 내측으로 상기 제2 통로에 연결되어 제2 토출구를 형성하고, 상기 제2 토출구 외측으로 제2 와류 홈으로 상기 제3 통로에 연결되는 제2 와류자 및 상기 제2 와류 홈에 접촉되어 상기 제2 와류자를 수용하여 상기 매니폴드에 결합되어 내측으로 상기 제3 통로에 연결되어 제3 토출구를 형성하는 토출 캡을 포함하는 분사 노즐에 대하여 개시한다. 제시된 선행기술은 분사 노즐의 막힘 현상 해소, 분사 미립자의 균일성 및 낮은 압력의 분사 구조를 가지지만 노즐의 직경 또는 노즐 길이가 제한될 수 있다는 단점을 가진다.Another prior art related to nozzles is Registered Patent No. 1363021, " Spray Nozzle ". The prior art is to provide a spray nozzle for generating particulates at low pressure and having a low scattering air curtain jetting function, comprising a first passage for supplying a first fluid, a second passage for supplying a second fluid, A first passage connected to the manifold and connected to the first passage to form a first discharge port and a second passage connected to the second passage with a first vortex groove outside the first discharge port; A first vortex, which is coupled to the manifold to receive the first vortex and connected to the second passage inward to form a second discharge port, and connected to the third passage with a second vortex groove outside the second discharge port And a discharge port which is in contact with the second vortex groove to receive the second vortex element and is connected to the manifold and connected to the third passage to form a third discharge port, Disclosed is an injection nozzle including a cap. The proposed prior art has the disadvantage that the clogging phenomenon of the injection nozzle is solved, the uniformity of the sprayed fine particles and the injection structure of low pressure, but the diameter of the nozzle or the nozzle length can be limited.
상기 선행기술 또는 공지된 노즐은 높은 압력에서 작동되고, 균일한 미립자의 형성이 어렵고 이와 동시에 않은 유량의 액체의 미립화가 어렵다는 단점을 가진다.The prior art or known nozzles are operated at high pressures and have the disadvantage that it is difficult to form uniform microparticles and at the same time it is difficult to atomize liquids at a non-flow rate.
본 발명은 공지된 노즐이 가진 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.The present invention is intended to solve the problems of known nozzles and has the following purpose.
본 발명의 목적은 낮은 압력에서 작동이 가능하면서 균일한 미립자가 형성되도록 하고 그리고 다량의 액체의 미립화가 가능하도록 하는 액체 미립화 노즐 어셈블리를 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a liquid atomizing nozzle assembly which is capable of operating at low pressures while allowing uniform microparticles to be formed and enabling atomization of a large amount of liquid.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 액체 미립화 노즐 어셈블리는 액체 통로 및 기체 통로가 형성되고, 액체와 기체를 분리시켜 이송시키는 유체 공급 몸체; 상기 액체의 이송을 유도하는 액체 경로(LP)가 형성되고, 상기 액체 경로(LP)의 둘레 면을 따라 기체의 이송을 유도하는 기체 유동 홀이 형성된 유도 캡; 유도 캡에 결합되고, 상기 액체 경로(LP)와 연결된 와류 발생기; 및 와류 발생기로부터 배출되는 유체의 분무를 위한 분무 홀 및 와류 발생기의 둘레 면을 감싸는 유도 하우징으로 이루어진 분무 캡을 포함하고, 상기 기체는 와류 발생기의 둘레 면으로 유도되어 분무 홀을 통하여 배출된다. According to a preferred embodiment of the present invention, a liquid atomizing nozzle assembly comprises: a fluid supply body formed with a liquid passage and a gas passage, the fluid supply body separating and transporting liquid and gas; An induction cap in which a liquid path (LP) for guiding the transfer of the liquid is formed, and a gas flow hole for guiding the transfer of gas along the circumferential surface of the liquid path (LP) is formed; A vortex generator coupled to the induction cap and connected to the liquid path (LP); And a spray cap including a spray hole for spraying the fluid discharged from the vortex generator and an induction housing surrounding the circumferential surface of the vortex generator. The gas is guided to the circumferential surface of the vortex generator and discharged through the spray hole.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 청구항 1에 있어서, 상기 액체 경로(LP)는 서로 다른 단면적을 가지는 제1 경로 및 제2 경로로 이루어지고, 작은 단면적을 가지는 제2 경로는 미리 결정된 길이만큼 연장이 가능하다.According to another preferred embodiment of the present invention, in the liquid path LP according to claim 1, the liquid path LP comprises a first path and a second path having different cross-sectional areas, and the second path having a small cross- Extension is possible.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 청구항 1에 있어서, 상기 액체 경로(LP)는 작은 단면적을 가지는 제2 경로의 하단에 액체를 측면으로 배출하는 적어도 하나의 홀을 가진다.According to another preferred embodiment of the present invention, the liquid path (LP) has at least one hole for discharging liquid laterally to the lower end of the second path having a small cross-sectional area.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 청구항 1에 있어서, 상기 와류 발생기에 와류 형성 유로가 형성되어 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, in the vortex generator according to claim 1, a vortex forming flow passage is formed.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 청구항 1에 있어서, 상기 유도 캡의 끝 부분에 적어도 일부가 연장 방향을 따라 서로 다른 단면적을 가지는 유도 팁이 형성되어 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, an induction tip is formed at an end portion of the induction cap, at least a part of which has a different cross-sectional area along an extending direction.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 청구항 1에 있어서, 상기 유도 캡의 끝 부분과 분무 홀 사이의 간격은 조절 가능하다.According to another preferred embodiment of the present invention, the gap between the tip of the induction cap and the spray hole is adjustable.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 청구항 1에 있어서, 상기 유도 캡은 기체 유도 홀을 통하여 유도된 기체의 흐름을 유도하기 위한 유도 홈이 형성되어 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, in the induction cap according to claim 1, an induction groove for guiding the flow of the gas induced through the gas induction hole is formed.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 본 발명에 따른 액체 미립화 노즐 어셈블리는 일차로 와류 발생기에서 액체와 기체의 충돌에 의하여 미립자를 형성하고, 다시 환형 통로로 분사되면서 이차적으로 미립자를 형성시킨다. 이로 인하여 많은 공급량의 액체에 대한 균일한 미립자 형성이 가능하도록 하면서 이와 동시에 낮은 압력으로 미립자가 형성될 수 있도록 한다. 또한 본 발명에 따른 액체 미립화 노즐 어셈블리는 고온 연소로의 가스 냉각용 및 공기 조화기용 노즐로 적용되어 질소산화물(NOX), SO2, 수은, 비소 또는 크롬과 같은 중금속의 제거가 가능하도록 한다. 추가로 본 발명에 따른 노즐 어셈블리는 작업장 또는 공장 설비 내에 설치되어 유해 가스의 제거에 적용될 수 있도록 하면서 오존 발생을 위한 액체 또는 탈취 제거를 위한 제제가 혼합된 액체의 분무를 위한 시스템에 적용될 수 있도록 한다.According to another preferred embodiment of the present invention, the liquid atomizing nozzle assembly according to the present invention firstly forms fine particles by collision of liquid and gas in a vortex generator, and further forms fine particles while being injected into an annular passage. This allows fine particles to be formed at low pressure while simultaneously allowing the formation of fine particles for a large volume of liquid. Further, the liquid atomizing nozzle assembly according to the present invention is applied to a gas cooling and gasifier for a high temperature combustion furnace to remove heavy metals such as nitrogen oxides (NOx), SO2, mercury, arsenic or chromium. In addition, the nozzle assembly according to the present invention can be applied to a system for spraying a liquid mixed with an agent for ozone generation or deodorization, while being installed in a workplace or a plant facility so as to be applicable to the removal of noxious gases .
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 액체 미립화 노즐 어셈블리의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 노즐 어셈블리에 적용되는 유도 캡, 와류 발생기 및 분무 캡의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 노즐 어셈블리의 작동 과정의 실시 예를 도시한 것이다.1A and 1B show an embodiment of a liquid atomizing nozzle assembly according to the present invention.
2 shows an embodiment of an induction cap, a vortex generator and a spray cap applied to a nozzle assembly according to the present invention.
3 shows an embodiment of the operation of the nozzle assembly according to the present invention.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, but the present invention is not limited thereto. In the following description, components having the same reference numerals in different drawings have similar functions, so that they will not be described repeatedly unless necessary for an understanding of the invention, and the known components will be briefly described or omitted. However, It should not be understood as being excluded from the embodiment of Fig.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 액체 미립화 노즐 어셈블리(10)의 실시 예를 도시한 것이다.1A and 1B show an embodiment of a liquid atomizing
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명에 따른 노즐 어셈블리(10)는 액체 통로(112a) 및 기체 통로(112b)가 형성되고, 액체와 기체를 분리시켜 이송시키는 유체 공급 몸체(11); 상기 액체의 이송을 유도하는 액체 경로(LP)가 형성되고, 상기 액체 경로(LP)의 둘레 면을 따라 기체의 이송을 유도하는 기체 유동 홀(127)이 형성된 유도 캡(12); 유도 캡(12)에 결합되고, 상기 액체 경로(LP)와 연결된 와류 발생기(14); 및 와류 발생기(14)로부터 배출되는 유체의 분무를 위한 분무 홀(152) 및 와류 발생기(14)의 둘레 면을 감싸는 유도 하우징(151)으로 이루어진 분무 캡(15)을 포함하고, 상기 기체는 와류 발생기(14)의 둘레 면으로 유도되어 분무 홀(152)을 통하여 배출된다.1A and 1B, a
본 발명에 따른 노즐 어셈블리(10)은 액체를 미립자 형태로 분무시켜 공기를 정화하는 임의의 공기 조화기, 집진 장치, 집진 필터 또는 공기 순환 장치와 같은 장치에 적용되거나 이와 같은 장치와 함께 사용될 수 있다. 액체는 다양한 종류의 살균 또는 탈취를 위한 성분을 포함할 수 있다. 또한 노즐 어셈블리(10)는 통하여 공급되는 기체는 별도의 공급 장치를 통하여 공급되거나 순환이 되는 실내 또는 실외 공기의 일부가 될 수 있다. 이와 같은 본 발명에 따른 노즐 어셈블리(10)는 별도로 설치되거나 다른 장치에 함께 사용될 수 있고, 다양한 종류의 액체 분무에 적용될 수 있고, 설치되는 장치 또는 배출되는 유체의 종류에 의하여 제한되지 않는다.The
노즐 어셈블리(10)는 외부로부터 액체 및 기체를 유입시키는 유체 공급 몸체(11); 유체 공급 몸체(11)로부터 공급되는 유체를 정해진 경로를 통하여 이송시키는 유도 캡(12); 이송되는 유체로부터 와류를 발생시키는 와류 발생기(14); 및 와류 발생기(14)로부터 공급되는 유체를 미립자 형태로 외부로 분무하는 분무 캡(15)으로 이루어질 수 있다.The
유체 공급 몸체(11)는 양쪽에 형성된 액체 통로(112a) 및 기체 통로(112b)와 중앙 부분에 형성된 공급 통로(113)를 가지는 T형 연결 밸브 또는 커넥터 구조를 가질 수 있다. 액체 통로(112a) 및 기체 통로(112b)는 적절한 외부 공급 유닛 또는 외부 통로와 연결될 수 있다. 액체 통로(112a)를 통하여 유입된 액체는 공급 통로(113)를 경유하여 유도 캡(12)으로 유도될 수 있고 기체 통로(112b)를 통하여 유입된 기체는 연결 패드(16)에 형성된 기체 유도 홀(161)을 경유하여 유도 캡(12)으로 유도될 수 있다. 이와 같이 액체와 기체는 분리된 경로를 통하여 이송될 수 있다.The
도 1b에 도시된 것처럼, 액체 통로(112a)는 공급 통로(113) 및 유도 캡(12)에 형성된 액체 경로(LP)로 공급될 수 있다. 또한 공급 통로(113)의 측면에 기체 유로(GP)가 형성될 수 있고 기체 유로(GP)는 기체 통로(112b)와 연결될 수 있다. 기체 유로(GP)는 공급 통로(113)의 주위에 하나 또는 그 이상이 되도록 형성될 수 있고 예를 들어 튜브 형상으로 형성될 수 있다. 이후 기체 유로(GP)로 유도된 기체는 유도 캡(12)에 형성된 기체 유동 홀(127)로 공급될 수 있다.As shown in Fig. 1B, the
기체 유로(GP)로부터 기체 유동 홀(127)로 기체의 이동을 유도하기 위하여 공급 통로(113)와 유도 캡(12) 사이에 적어도 하나의 기체 유도 홀(161)이 형성된 연결 패드(16)가 배치될 수 있다. 연결 패드(16)는 공급 통로(113)와 유도 캡(12)을 결합시키는 패킹 기능을 하면서 이와 동시에 기체 유도 통로의 기능을 가질 수 있다. 연결 패드(16)는 예를 들어 중앙에 결합 홀이 형성된 판상 구조가 될 수 있고 둘레 면을 따라 기체 유로(GP)로부터 유도된 기체의 이송을 위한 기체 유도 홀(161)이 형성될 수 있다. 기체 유도 홀(161)의 형성 및 그에 따른 기체의 유도는 다양한 방법 또는 구조로 만들어질 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.A
유도 캡(12)은 유도 공급 몸체(11)로부터 공급되는 액체 및 기체를 와류 발생기(14)로 유도하는 기능을 가질 수 있다. 유도 캡(12)은 중앙에 길이 방향으로 형성되고 제1 경로 및 제2 경로로 형성된 액체 경로(LP); 액체 경로(LP)의 한쪽 끝에 형성된 유도 블록(123); 액체 경로(LP)의 다른 끝에 형성된 유도 팁(125); 유도 캡(12)은 체결 너트와 같은 결합 수단(13)에 의하여 유체 공급 몸체(11)에 결합시키는 결합 플랜지(121); 및 액체 경로(LP)를 따라 유도된 액체를 와류 발생기(14)로 유도하는 와류 홀(125a)로 이루어질 수 있다.The
결합 플랜지(121)를 유도 공급 몸체(11)의 둘레 면에 밀착시키고 체결 너트와 같은 결합 수단(13)을 결합 플랜지(121)의 위쪽에 체결시키는 것에 의하여 유도 캡(12)이 유도 공급 몸체(11)에 결합될 수 있다. 액체 경로(LP)는 원판 형상의 결합 플랜지(121)를 관통하는 형상으로 만들어질 수 있고 아래쪽 끝은 공급 통로(113)와 연결될 수 있다. 액체 경로(LP)는 이송되는 경로를 따라 다수 개의 서로 다른 단면적을 가지는 부분이 연결되는 구조를 가질 수 있다. 도 1b에 도시된 것처럼, 액체 경로(LP)의 아래쪽 부분은 상대적으로 단면적이 큰 제1 경로를 형성하고, 액체 경로(LP)가 와류 발생기(14)가 연결되는 부분은 상대적으로 단면적이 작은 제2 경로를 형성할 수 있다. 제1 경로는 공급 통로(113)와 연결되고, 제2 경로는 와류 홀(125a)과 연결될 수 있다. 이와 같이 서로 다른 단면적의 가진 부분이 연결되도록 하는 것에 의하여 공급되는 액체가 빠르게 와류 발생기(14)로 유입되도록 할 수 있다. 액체 경로(LP)는 서로 다른 단면적을 가진 다수 개의 경로로 이루어질 수 있고, 각각의 경로의 상대적인 길이는 공급되는 액체 양 또는 형성되어야 할 미립자의 크기와 같은 분무 조건에 의하여 결정될 수 있다.The
액체 경로(LP)가 공급 통로(113)와 연결되는 부분에 유도 블록(123)이 형성될 수 있고 유도 블록(123)의 둘레를 따라 다수 개의 기체 유동 홀(127)이 형성될 수 있다. 유도 블록(123)은 액체 경로(LP)의 아래쪽 부분에 형성될 수 있고 결합 플랜지(121)의 안쪽 면으로부터 원통 형상으로 돌출되는 구조를 가질 수 있다. 그리고 액체 경로(LP)는 아래쪽 끝이 유도 블록(123)에 결합되어 와류 발생기(14) 방향으로 연장되는 구조로 만들어질 수 있다. 원통 형상의 유도 블록(123)의 둘레를 따라 기체 유동 홀(127)이 형성될 수 있다. 유도 블록(123)는 원통 형상의 표면을 따라 형성된 다수 개의 경사진 홈 형상의 유도로를 가질 수 있고, 기체 유동 홀(127)을 따라 유도된 기체는 홈 형상의 유도로를 따라 이송되어 와류 발생기(14)의 둘레 면으로 흐를 수 있다. 기체 유동 홀(127)은 반지름 방향에 대하여 경사지도록 둘레 면을 따라 다수 개가 형성될 수 있고 예를 들어 소용돌이 형상으로 만들어질 수 있다. 기체 유동 홀(127)의 유도가 가능한 다양한 구조로 형성될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.A
와류 발생기(14)는 속이 빈 원통 형상이 되면서 아래쪽 면의 중앙 부분에 삽입 홀(141)이 형성되고 그리고 위쪽 면이 개방된 원통 형상이 될 수 있다. 삽입 홀(141)을 통하여 유도 캡(12)의 유도 팁(125)이 와류 발생기(14)의 내부를 관통하여 분무 홀(152)의 앞쪽에 위치되도록 배치될 수 있다. 유도 팁(125)의 아래쪽에 형성된 와류 홀(125a)이 와류 발생기(14)의 내부에 위치하여 액체가 와류 발생기(14)의 내부로 유도될 수 있다. 와류 발생기(14)와 유도 캡(12)의 경계 면에 밀폐 링(131)이 배치되어 기체가 와류 발생기(14)의 내부로 유입되는 것이 방지될 수 있다.The
액체 경로(LP)를 통하여 유도된 액체가 와류 홀(125a)을 통하여 와류 발생기(14)의 내부로 유도되면서 일차적으로 와류가 형성될 수 있다. 와류 발생기(14)의 내부로 유도된 액체는 유도 팁(125)의 둘레 면을 따라 와류를 형성하면서 흐르게 된다. 또한 유도 캡(12)의 둘레 면을 따라 유도된 기체는 와류 발생기(14)와 분무 캡(15)의 내부 면에 의하여 형성되는 분리 갭을 통하여 흐르게 된다. 이후 액체 및 기체는 유도 팁(125)의 끝 부분에서 만나게 된다.A vortex can be formed primarily as the liquid guided through the liquid path LP is led into the
분무 캡(15)은 와류 발생기(14)가 내부에 수용되도록 하는 속이 빈 실린더 형상의 유도 하우징(151) 및 유도 하우징(151)의 한쪽 면에 형성된 분무 홀(152)로 이루어질 수 있다. 유도 하우징(151)의 한쪽 면은 분무 홀(152)을 중심으로 뿔 형상이 될 수 있고, 개방된 다른 쪽 면의 둘레 면은 결합 플랜지(121)와 접할 수 있다. 분무 홀(152)의 내부 직경은 유도 팁(125)의 외부 둘레 면에 비하여 큰 직경을 가질 수 있고 이로 인하여 분무 홀(152)와 유도 팁(125) 사이에 링 형상의 간극이 형성될 수 있다. 그리고 와류 발생기(14)의 외부 둘레 면은 유도 하우징(151)의 내부 둘레 면에 비하여 작은 직경을 가지고 이로 인하여 기체가 유도될 수 있는 분리 간극이 형성될 수 있다.The
와류 발생기(14)의 내부로부터 와류를 형성하면서 유도 팁의 둘레 면을 따라 분무 홀(152)을 통하여 분무되는 액체는 상기 분리 간극을 통하여 유도되어 경사진 유도 하우징(151)의 한쪽 면을 따라 유도되면서 이차적으로 와류가 형성되도록 하는 기체에 의하여 미립자 형태로 분무 홀(152)을 통하여 분무될 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따른 노즐 어셈블리(10)는 와류 발생기(14)의 내부에서 일차적으로 와류가 형성되고 다시 와류 발생기(14)의 둘레 면을 따라 유도되는 기체에 의하여 이차적으로 와류가 형성되도록 하는 것에 의하여 균일한 직경을 가지는 미립자가 형성되도록 하면서 이와 동시에 액체의 양에 관계없이 미립자의 형성이 가능하도록 한다.The liquid sprayed through the
유도 팁(125)의 끝 부분이 길이 방향을 따라 서로 다른 직경을 가지면서 연장되도록 하고 그리고 분무 캡(15)이 유도 캡(12)의 길이 방향을 따라 위치 조절이 가능하도로 하는 것에 의하여 유도 팁(125)과 분무 홀(152) 사이의 간격이 조절될 수 있다. 예를 들어 결합 수단(13)의 조임을 조절하는 것에 의하여 상기 위치 조절이 가능하도록 만들어질 수 있다. 그리고 이와 같은 간격 조절에 의하여 분무 홀(152)을 통하여 분무되는 액체의 양 또는 미립자의 평균 직경이 적절하게 조절될 수 있다. 필요에 따라 결합 플랜지(121)와 유도 하우징(151)이 접하는 면에 탄성 수단을 배치하는 것에 의하여 유입되는 액체 또는 기체의 압력에 따라 상기 간격이 조절되도록 만들어질 수 있다.The tip of the
위에서 설명된 것처럼, 본 발명에 따른 노즐 어셈블리(10)는 액체에 가압 기체를 작용시켜 미립자가 생성되도록 유체 공급 몸체(11), 연결 패드(16), 유도 캡(12), 와류 발생기(14) 및 분무 캡(15)이 서로 연결된 구조를 가진다. 액체는 연장 길이를 따라 단면적이 감소되는 경로를 따라 유도될 수 있고, 연결 패드(16)를 통하여 와류 발생기(14)의 둘레 면으로 유도되는 기체는 회전이 되면서 가속이 될 수 있다. 액체는 와류 발생기(14)의 내부에서 일차적으로 와류가 형성되면서 미립자 형태로 만들어지고 그리고 와류 발생기(14)의 둘레 면을 따라 유도되는 기체와 함께 분무 홀(152)을 통하여 링 형상 또는 환형으로 분무가 되면서 이차적으로 미립자로 만들어질 수 있다. 이로 인하여 낮은 기체 압력에 의하여 균일한 직경을 가지는 미립자의 형성이 가능하도록 하여 압축기의 전력 소비량이 감소되도록 하면서 동일한 압축 성능으로 더 많은 노즐 어셈블리(10)의 작동이 가능하도록 한다.As described above, the
아래에서 이와 같은 구조를 가지는 노즐 어셈블리(10)에 적용되는 각각의 장치에 대하여 설명된다.Each device applied to the
도 2는 본 발명에 따른 노즐 어셈블리에 적용되는 유도 캡(12), 와류 발생기(14) 및 분무 캡(15)의 실시 예를 도시한 것이다.2 shows an embodiment of an
도 2의 (가)를 참조하면, 유도 캡(12)은 고정 플레이트(121a)와 밀폐 둘레 벽(121b)으로 이루어진 결합 플랜지; 고정 플레이트(121a)의 중앙 부분에 대략적으로 원통 형상이 되도록 배치되고 유도 홈(123a)이 형성된 유도 블록(123); 유도 블록(123)으로부터 속이 빈 원통 형상으로 연장되는 액체 경로(LP); 및 액체 경로(LP)의 끝 부분을 형성하는 유도 팁(125)으로 이루어질 수 있다. 그리고 유도 팁(125)의 아래쪽에 액체 경로(LP)의 둘레 면을 관통하는 형상으로 와류 홀(125a)이 형성될 수 있다.Referring to Fig. 2 (a), the
고정 플레이트(121a)는 이 분야에서 공지된 임의의 형상을 가질 수 있고 밀폐 둘레 벽(121b)은 일정한 높이 및 두께를 가지는 환형의 벽 구조를 가질 수 있다. 그리고 유도 블록(123)은 전체적으로 밀폐 둘레 벽(121b)에 비하여 큰 높이를 가지도록 형성될 수 있다. 밀폐 둘레 벽(121b)과 유도 블록(123) 사이에 원형으로 기체 유동 홀(127)이 형성될 수 있다. 유도 홈(123a)은 유도 블록(123)의 외부 면으로부터 폭 및 깊이가 작아지도록 유도 블록(123)의 반지름 방향에 대하여 경사지도록 형성될 수 있고 원주 방향으로 따라 다수 개가 형성될 수 있다. 이와 같은 구조로 인하여 기체 유동 홀(127)을 통하여 유입된 가압 기체는 빠른 속도로 소용돌이를 형성하면서 유도 홈(123a)을 따라 이동될 수 있다.The
와류 홀(125a)은 액체 경로(LP)의 둘레 면을 따라 다수 개가 형성될 수 있고 유도 팁(125)은 원뿔대의 형상을 가질 수 있다. 이와 같은 원뿔대의 형상은 경사면을 따라 유체가 유도되도록 하는 것에 의하여 전단력이 향상되도록 하면서 유체의 분무가 균일하게 이루어지도록 한다.The
도 2의 (나)를 참조하면, 와류 발생기(14)는 액체 경로(LP)가 관통하는 삽입 홀(141) 및 삽입 홀(141)의 중심으로 원형의 벽을 형성하는 와류 형성 몸체(142) 및 와류 형성 몸체(142)에 형성된 와류 형성 유로(143)로 이루어질 수 있다. 와류 형성 몸체(142)는 전체적으로 일정한 두께 및 높이를 가지는 원형 벽 구조를 형성할 수 있다. 와류 형성 유로(143)는 원형의 벽을 다수 개의 조각으로 분리시키는 분리 갭의 형상으로 만들어질 수 있다. 와류 형성 유로(143)는 와류 형성 몸체(142)의 외부로부터 안쪽으로 갈수록 깊이가 작아지면서 경사진 방향으로 연장되도록 형성될 수 있다. 이와 같은 구조로 인하여 기체는 빠르게 가속이 되어 와류를 형성하면서 액체와 충돌하게 된다.2, the
도 2의 (다)를 참조하면, 분무 캡(15)은 수용 공간(153)을 형성하는 유도 하우징(151), 유도 하우징(151) 및 유도 하우징의 끝 부분에 형성된 분무 홀(152)로 이루어질 수 있다. 분무 홀(152)이 형성되는 면은 경사면이 될 수 있고 서로 다른 경사 수준을 가진 다수 개의 경사면으로 이루어질 수 있다. 예를 들어 분무 홀(152)에 인접하는 둘레 면은 액체의 분무 범위에 따라 큰 경사를 가지도록 환형으로 만들어질 수 있고 그리고 중간 부분은 액체와 기체가 함께 혼합되어 빠르게 유도되도록 작은 경사를 가지도록 만들어질 수 있다. 상기 큰 경사는 유도 하우징(151)의 길이 방향을 기준으로 하는 각을 의미한다.2, the
다양한 형상을 가진 분무 캡(15)이 본 발명에 따른 노즐 어셈블리에 적용될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.A
아래에서 본 발명에 따른 노즐 어셈블리의 작동 과정에 대하여 설명된다.The operation of the nozzle assembly according to the present invention will be described below.
도 3은 본 발명에 따른 노즐 어셈블리의 작동 과정의 실시 예를 도시한 것이다.3 shows an embodiment of the operation of the nozzle assembly according to the present invention.
도 3을 참조하면, 액체는 액체 통로(112a)를 따라 화살표(GF)로 표시된 방향으로 유도될 수 있다. 그리고 고압의 기체는 기체 통로(112b)를 따라 화살표(GP)로 표시된 방향으로 유도될 수 있다. 액체는 유도 캡(12)에 형성된 액체 경로(LP)를 따라 흐르게 되고 서로 다른 단면적을 가진 경로로 인하여 액체 경로(LP)에서 점차적으로 이송 속력이 빨라질 수 있다.Referring to Fig. 3, the liquid may be directed in the direction indicated by the arrow GF along the
기체는 연결 패드(16)를 경유하여 액체 경로(LP)의 둘레 면을 따라 유도되어 와류 발생기(14)와 분무 캡(15)의 사이를 따라 흐르게 된다.The gas is guided along the peripheral surface of the liquid path LP via the
액체 경로(LP)를 따라 유도된 액체는 와류 홀(125a)을 통하여 와류 발생기(14)의 내부로 배출되어 와류 발생기(14)의 위쪽 방향으로 유도될 수 있다. 그리고 기체는 와류 발생기(14)에 형성된 와류 형성 유로를 따라 흐르면서 액체와 충돌하면서 미립자를 형성하게 된다. 이후 액체와 기체는 유도 팁(125)과 분무 홀(152)에 의하여 형성되는 분무 갭을 통하여 화살표(PF)로 표시된 방향을 따라 분무되면서 미립자를 형성하게 된다.The liquid guided along the liquid path LP may be discharged into the
분무 범위 및 분무 량은 유도 팁(125)의 둘레 면이 형성하는 경사 수준에 따라 적절하게 조절될 수 있고 이에 따라 미립자의 평균 직경이 제어될 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따른 노즐 어셈블리는 기체의 이송 경로 또는 액체의 이송 경로에서 유체의 이송 속도를 적절하게 제어하는 것에 의하여 압축기의 성능 또는 액체의 양에 따라 적절한 직경을 가지는 균일한 미립자가 분무될 수 있도록 한다.The spray range and the spray amount can be appropriately adjusted according to the level of inclination formed by the circumferential surface of the
본 발명에 따른 노즐 어셈블리는 다양한 방법으로 작동될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.The nozzle assembly according to the present invention can be operated in various ways and the present invention is not limited to the embodiments shown.
본 발명에 따른 액체 미립화 노즐 어셈블리는 일차로 와류 발생기에서 액체와 기체의 충돌에 의하여 미립자를 형성하고, 다시 환형 통로로 분사되면서 이차적으로 미립자를 형성시킨다. 이로 인하여 많은 공급량의 액체에 대한 균일한 미립자 형성이 가능하도록 하면서 이와 동시에 낮은 압력으로 미립자가 형성될 수 있도록 한다. 또한 본 발명에 따른 액체 미립화 노즐 어셈블리는 고온 연소로의 가스 냉각용 및 공기 조화기용 노즐로 적용되어 질소산화물(NOX), SO2, 수은, 비소 또는 크롬과 같은 중금속의 제거가 가능하도록 한다. 추가로 본 발명에 따른 노즐 어셈블리는 작업장 또는 공장 설비 내에 설치되어 유해 가스의 제거에 적용될 수 있도록 하면서 오존 발생을 위한 액체 또는 탈취 제거를 위한 제제가 혼합된 액체의 분무를 위한 시스템에 적용될 수 있도록 한다.The liquid atomizing nozzle assembly according to the present invention primarily forms fine particles by collision of liquid and gas in a vortex generator, and forms secondary particles while being injected into an annular passage again. This allows fine particles to be formed at low pressure while simultaneously allowing the formation of fine particles for a large volume of liquid. Further, the liquid atomizing nozzle assembly according to the present invention is applied to a gas cooling and gasifier for a high temperature combustion furnace to remove heavy metals such as nitrogen oxides (NOx), SO2, mercury, arsenic or chromium. In addition, the nozzle assembly according to the present invention can be applied to a system for spraying a liquid mixed with an agent for ozone generation or deodorization, while being installed in a workplace or a plant facility so as to be applicable to the removal of noxious gases .
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention . The invention is not limited by these variations and modifications, but is limited only by the claims appended hereto.
10: 노즐 어셈블리 11: 유체 공급 몸체
12: 유도 캡 13: 결합 수단
14: 와류 발생기 15: 분무 캡
16: 연결 패드
112a: 액체 통로 112b: 기체 통로
113: 공급 통로 121: 결합 플랜지
121a: 고정 플레이트 121b: 밀폐 둘레 벽
123: 유도 블록 123a: 유도 홈
125: 유도 팁 125a: 와류 홀
127: 기체 유동 홀 131: 밀폐 링
141: 삽입 홀 141: 삽입 홀
142: 와류 형성 몸체 143: 와류 형성 유로
151: 유도 하우징 152: 분무 홀
153: 수용 공간 161: 기체 유도 홀10: nozzle assembly 11: fluid supply body
12: induction cap 13: engaging means
14: vortex generator 15: spray cap
16: Connection pad
112a:
113: Supply passage 121: Coupling flange
121a: Fixing
123: guide
125:
127: gas flow hole 131: sealing ring
141: insertion hole 141: insertion hole
142: vortex forming body 143: vortex forming flow path
151: induction housing 152: spray hole
153: accommodation space 161: gas induction hole
Claims (7)
상기 액체의 이송을 유도하는 액체 경로(LP)가 형성되고, 상기 액체 경로(LP)의 둘레 면을 따라 기체의 이송을 유도하는 기체 유동 홀(127)이 형성된 유도 캡(12);
유도 캡(12)에 결합되고, 상기 액체 경로(LP)와 연결된 와류 발생기(14); 및
와류 발생기(14)로부터 배출되는 유체의 분무를 위한 분무 홀(152) 및 와류 발생기(14)의 둘레 면을 감싸는 유도 하우징(151)으로 이루어진 분무 캡(15)을 포함하고,
상기 기체는 와류 발생기(14)의 둘레 면으로 유도되어 분무 홀(152)을 통하여 배출되는 것을 특징으로 하는 액체 미립화 노즐 어셈블리.A fluid supply body 11 forming a liquid passage 112a and a gas passage 112b and separating and transferring the liquid and gas;
An induction cap 12 formed with a liquid path LP for guiding the transfer of the liquid and having a gas flow hole 127 for guiding the transfer of the gas along the circumferential surface of the liquid path LP;
An eddy generator (14) coupled to the induction cap (12) and connected to the liquid path (LP); And
And a spray cap (15) consisting of a spray hole (152) for spraying the fluid discharged from the vortex generator (14) and an induction housing (151) surrounding the circumferential surface of the vortex generator (14)
Wherein the gas is guided to the circumferential surface of the vortex generator (14) and discharged through the spray hole (152).
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