KR20170013184A

KR20170013184A - 고압 노즐을 위한 필터, 고압 노즐 및 고압 노즐을 위한 필터의 제조 방법

Info

Publication number: KR20170013184A
Application number: KR1020160095054A
Authority: KR
Inventors: 지크프리트 포스하크
Original assignee: 레흘러 게엠베하
Priority date: 2015-07-27
Filing date: 2016-07-26
Publication date: 2017-02-06
Also published as: EP3124123A1; EP3124123B1; JP6262807B2; JP2017023997A; CN106423675B; KR101866928B1; DE102015214123B3; CN106423675A; US20170028424A1

Abstract

고압 노즐을 위한 필터, 고압 노즐 및 고압 노즐을 위한 필터의 제조 방법
본 발명은 관형 부분과 캡 부분을 가진 고압 노즐을 위한 필터에 관한 것이며, 상기 캡 부분 및/또는 관형 부분은 다수의 필터 슬롯들을 갖추고 있고, 상기 다수의 필터 슬롯들은 관형 부분의 길이 방향으로 연장되고 각각 관형 부분 측에 위치한 제1 단부와 캡 부분 측에 위치한 제2 단부를 가지며, 상기 관형 부분과 동축으로 배치된 슬리브가 제공되고, 상기 슬리브는 상기 필터 슬롯들의 제1 단부의 영역 내에서 상기 필터 슬롯들을 덮는다.

Description

고압 노즐을 위한 필터, 고압 노즐 및 고압 노즐을 위한 필터의 제조 방법{Filter for a high-pressure nozzle, high-pressure nozzle and method for producing a filter for a high-pressure nozzle}

본 발명은 관형 부분(tubular section)과 캡 부분(cap section)을 가지며, 캡 부분 및/또는 관형 부분은 다수의 필터 슬롯들(slots)을 갖추고 있고, 다수의 필터 슬롯들은 관형 부분의 길이 방향으로 연장되고 각각 관형 부분 측에 위치한 제1 단부와 캡 부분 측에 위치한 제2 단부를 가지는, 고압 노즐(high-pressure nozzle)을 위한 필터에 관한 것이다.

필터를 가진 고압 노즐은 유럽 특허 EP 1 992 415 B1으로부터 알려져 있다. 이 유형의 고압 노즐은 수백 바(bar)에서 6백 바(bar)까지 일 수 있는 압력에서 액체를 분사하기 위해 제공된다. 예를 들어, 이 유형의 고압 노즐은 강 제품(steel products)의 스케일 제거(descale)를 위해 사용된다. 이 목적을 위해, 필터를 갖춘 노즐 하우징이 연결 니플(connection nipple) 또는 연결 튜브 내부로 삽입된다. 분사될 액체는 필터 슬롯들을 통과하여 고압 노즐의 흐름 통로 내부로 들어가며, 이는 노즐 출구로 이어진다. 유입 슬롯들의 단부 경계면들이 어떠한 바람직한 방식으로, 특히, 흐름의 면에서 양호한 방식으로 구성될 수 있도록 하기 위해 필터를 소결 부품(sintered part)으로서 구현하는 것이 제안된다.

독일 실용신안 DE 297 06 863 U1은 또 하나의 고압 노즐을 개시하고 있다. 이 고압 노즐은 마찬가지로 필터를 가지며, 이 필터는 길이 방향으로 연장된 다수의 슬롯들을 갖추고 있다. 이 슬롯들은 원형의 톱날에 의해 필터 하우징 내부로 톱질함으로써 형성된다.

필터의 관형 부분의 길이 방향으로 연장된 다수의 필터 슬롯들을 가진 필터를 가진 강 제품의 스케일 제거를 위한 고압 노즐도 미국 특허 US 4,848,672로부터 알려져 있다. 상기 필터 슬롯들은 원형의 톱날에 의해 필터 내부로 톱질함으로써 형성된다. 필터의 하류에는 제트 스트레이트너(jet straightener)가 마련되며, 이는 흐름을 길이 방향으로 정렬하기 위해, 특히, 난류를 피하기 위해 노즐의 흐름 통로 내부에 삽입된다.

본 발명은 필터, 고압 노즐 및 필터의 제조 방법을 개선하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따르면, 이 목적은 관형 부분(tubular section)과 캡 부분(cap section)을 가진 고압 노즐을 위한 필터를 제공함에 의해 성취되며, 상기 캡 부분 및/또는 상기 관형 부분은 다수의 필터 슬롯들(filter slots)을 갖추고 있으며, 상기 다수의 필터 슬롯들은 상기 관형 부분의 길이 방향으로 연장되고 각각 상기 관형 부분 측에 위치한 제1 단부와 상기 캡 부분 측에 위치한 제2 단부를 가지며, 상기 관형 부분과 동축으로 배치된 슬리브(sleeve)가 제공되고, 상기 슬리브는 상기 필터 슬롯들의 제1 단부의 영역 내에서 상기 필터 슬롯들을 덮는다.

상기 슬리브에 의해, 상기 필터 슬롯들은 상기 관형 부분 측에 위치한 제1 단부의 영역 내에서 덮이게 된다. 그 결과, 상기 필터 슬롯들의 제1 단부의 형상은 예를 들어, 50 바(bar)와 800 바 사이의 고압 하에서 상기 필터 내부로의 액체의 유입 흐름에 있어서 더 이상 역할을 하지 않거나 또는 단지 무시해도 될 정도의 역할을 하게 된다. 이는, 반경 방향으로 보았을 때, 상기 슬리브가 상기 필터 슬롯들을 상기 필터 슬롯들의 제1 단부의 영역 내에서 덮고 있기 때문이다. 상기 필터 슬롯들을 통과하여 흘러들어갈 수 있도록, 액체는 상기 슬리브의 단부를 통과하게 되고 단지 무시해도 될 정도만 상기 필터 슬롯들의 제1 단부를 지나서 흐르게 된다. 반경 방향으로 볼 때 상기 필터 슬롯들의 제1 단부를 은폐하거나 또는 덮는 슬리브를 단순히 제공함에 의해, 고압 노즐을 위한 필터에서의 흐름 상태의 현저한 개선이 성취된다. 액체가 상기 필터 슬롯들의 제1 단부의 영역 내로 흘러들어감에 따른 난류의 형성이 방지되거나 또는 대부분 피할 수 있다는 것이 확인되었다.

필터가 소결 부품으로 제조된 종래 기술에 따른 고압 노즐과 비교하면, 상기 필터 슬롯들의 제1 단부가 흐름 측면에 유리한 방식으로 형성될 수 있도록 하며, 또는 상기 필터 슬롯들의 제1 단부의 마무리 기계가공과 비교하면, 본 발명에 따른 해법은 특히 생산 기술 면에서 상당한 단순화를 보여준다. 상기 필터 슬롯들의 톱질 후에, 상기 슬리브가 상기 필터 슬롯들의 적어도 제1 단부의 영역 내에 배치된다. 그 결과, 상기 필터 슬롯들은 더 이상 마무리 기계가공을 할 필요가 없다. 이는, 상기 필터 슬롯들은 필터링 기능을 수행하기 위해 보통 매우 좁고 일반적으로 대략 1mm의 폭을 가지기 때문에, 특히 이 유형의 필터들을 많은 수로 제조할 때, 상당한 경감을 가져온다. 본 발명에 따른 고압 노즐은, 예를 들어, 강 제품의 스케일 제거를 위해 제공된다.

본 발명의 발전으로서, 상기 슬리브는 상기 관형 부분 및/또는 상기 캡 부분의 내부에 배치되며 적어도 일부분 또는 부분들에서 상기 필터를 통과하는 흐름 통로(flow channel)를 형성한다.

상기 슬리브를 상기 관형 부분 및/또는 상기 캡 부분의 내부에 배치하는 것은 비교적 간단한 방식으로 시행될 수 있다.

예를 들어, 축방향 구멍(axial bore)이 상기 필터 내부에 만들어지고, 상기 슬리브는 상기 구멍 내부로 삽입된다. 상기 슬리브에 의해, 상기 필터 슬롯들 사이의 웨브들(webs)은 기계적으로 안정되며, 이는 특히 압력 서지(pressure surge)가 일어났을 때 유리하다.

본 발명의 발전으로서, 상기 슬리브의 중심 구멍(central bore)은 상류 단부(upstream end)를 향해 넓어진다.

상기 슬리브는 적어도 일 부분 또는 부분들 내에서 상기 노즐을 통과하는 흐름 통로를 형성하며, 분사될 액체는 상기 필터 슬롯들을 통과하여 상기 슬리브의 상류 단부 내부로흐른다. 상기 슬리브의 중심 구멍을 상류 단부를 향하여 넓히게 되면, 상기 슬리브의 흐름 저항을 감소시킬 수 있고 난류의 발생을 방지할 수 있으며, 이에 따라 상기 필터를 갖춘 상기 고압 노즐로부터 강화된 성능을 보장한다.

본 발명의 발전으로서, 상기 슬리브의 끝단면(end face)은 상류 단부에서 둥글게 디자인된다.

상기 슬리브의 끝단면을 상류 단부에서 둥글게 하는 것도 흐름 저항의 감소에 기여하며, 그 결과로서, 상기 필터를 갖춘 상기 고압 노즐의 성능 개선에 기여한다.

본 발명의 발전으로서, 상기 슬리브는 상기 관형 부분 및/또는 상기 캡 부분의 외측에 기대고 있다.

상기 슬리브를 상기 필터의 외측에 배치하는 것은 또한 상기 필터 슬롯들의 제1 단부의 영역 내에서 상기 필터 슬롯들을 덮거나 또는 은폐하는 것을 가능하게 한다. 슬리브를 상기 필터의 외측에 배치하는 것은, 예를 들어 간단하게 상기 슬리브를 상기 필터 상으로 슬라이딩시키고 이어서 고정시키는 것은, 특히 간단한 문제이다.

본 발명의 발전으로서, 상기 슬리브는 적어도 상기 필터 슬롯들의 제1 단부의 영역 내에서 상기 관형 부분 또는 상기 캡 부분의 외측 또는 내측에 기대고 있다.

그럼으로써 상기 슬롯들의 제1 단부의 영역 내에서 상기 필터 슬롯들을 통과하는 흐름은 대부분 방지된다. 그 결과로서, 상기 필터 슬롯들의 제1 단부의 형상은 상기 필터로 들어가는 액체 내에 발생하는 흐름 저항 또는 어떠한 난류에 관해 단지 무시해도 될 정도의 역할을 하거나 또는 역할을 하지 않는다.

발명의 기저에 있는 문제점은 또한 본 발명에 따른 필터를 가진 고압 노즐에 의해 해결된다.

본 발명의 발전으로서, 본 발명에 따른 고압 노즐 내에 상기 관형 부분의 내부에 배치되며 적어도 일부분 또는 부분들 내에서 상기 필터를 통과하는 흐름 통로(flow channel)를 형성하는 슬리브가 제공되며, 상기 슬리브의 자유 흐름 단면은 상기 슬리브의 하류 단부에서 상기 노즐 하우징 내의 자유 흐름 단면과 상응하다.

그렇게 함으로써 상기 슬리브와 상기 노즐 하우징 내의 흐름 통로의 연장 사이에 단차가 없는 전이가 가능하다. 그럼으로써 난류의 발생을 방지하는 것이 가능하고, 상기 고압 노즐의 성능이 향상된다.

발명의 기저에 있는 문제점은 또한 고압 노즐을 위한 필터의 제조 방법에 의해 해결되며, 여기에 상기 필터의 관형 부분 및/또는 캡 부분 내부로 상기 관형 부분의 길이 방향과 평행하게 필터 슬롯들을 톱질(sawing)하는 단계와, 상기 관형 부분과 동축으로 슬리브를 배치하는 단계가 제공되며, 그 결과로 상기 슬리브가 상기 필터 슬롯들의 제1 단부의 영역 내에서 상기 필터 슬롯들을 덮는다.

상기 필터의 관형 부분 및/또는 캡 부분 내부로 필터 슬롯들을 톱질하는 것은 비교적 간단하게 성취될 수 있으며 많은 수를 제조할 때 신뢰성 있는 공정이다. 상기 필터 슬롯들을 톱질하는 것은 밀링(milling) 필터 슬롯들보다 바람직하다. 이는 상기 필터 슬롯들의 폭이 보통 1mm의 범위 내이며, 이러한 직경의 밀링 커터를 취급하는 것은 극히 신중을 요하기 때문이다. 만약, 본 발명에 따라, 슬리브가 상기 관형 부분에 동축으로 배치되어 그 결과로서 상기 슬리브가 상기 필터 슬롯들의 제1 단부의 영역 내에서 상기 필터 슬롯들을 덮는 경우에는, 상기 필터 슬롯들의 톱질 중에 형성되는 상기 필터 슬롯들의 볼록한 형상의 단부는 유체 공학(flow engineering)의 면에서 더 이상 역할을 하지 않는다. 그럼으로써, 상기 필터 슬롯들을 톱질하는 것의 생산공학적 이점을 흐름 면에서 이점이 있는 상기 필터 슬롯들의 제1 단부의 형상과 결합하는 것은 대단히 간단한 방식으로 가능하다.

본 발명의 발전으로서, 상기 슬리브는 상기 관형 부분 및/또는 상기 캡 부분의 내부에 배치된다.

본 발명의 발전으로서, 상기 슬리브는 상기 관형 부분 및/또는 상기 캡 부분의 외측에 배치된다.

본 발명의 범위는 두 개의 슬리브들, 즉 상기 관형 부분 및/또는 상기 캡 부분의 내부에 배치되는 제1 슬리브와 상기 관형 부분 및/또는 상기 캡 부분의 외측에 배치되는 제2 슬리브의 배치를 포함한다. 이러한 해법은 복잡하지만 특별한 설치 조건들, 크기 비율(size ratios) 또는 흐름 조건들이 요구할 때 제공될 수 있다.

본 발명의 추가적인 특징들과 이점들은 청구범위와 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 도면들과 함께 아래의 설명으로부터 명확하게 될 것이다. 여기서, 도시되거나 또는 설명된 다양한 실시예들의 개개의 특징들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서 어떠한 바람직한 방식으로도 결합될 수 있다.
도면들에서:
도 1은 본 발명에 따른 고압 노즐을 아래에서 비스듬하게 본 도면으로 보여주며,
도 2는 도 1의 고압 노즐을 뒤에서 본 도면을 보여주며,
도 3은 도 1의 고압 노즐의 측면도를 보여주며,
도 4는 도 1의 고압 노즐의 정면도를 보여주며,
도 5는 도 3의 A-A 단면도이며,
도 6은 도 1의 고압 노즐의 필터를 위에서 비스듬하게 본 도면이며,
도 7은 도 6의 필터를 뒤에서 본 도면이며,
도 8은 도 6의 필터의 측면도이며,
도 9는 도 6의 필터를 정면에서 본 도면이며,
도 10은 도 8의 A-A 단면도이며,
도 11은 다른 실시예에 따른 고압 노즐을 위한 본 발명에 따른 필터의 단면도이며,
도 12는 본 발명에 따른 고압 노즐에 맞춰지는 연결 니플이며,
도 13은 도 12의 A-A 단면도이며,
도 14는 도 13의 Y의 확대 상세도이다.

도 1의 도면은 본 발명에 따른 고압 노즐(10)을 보여주며, 상기 고압 노즐(10)은 하우징(12), 도 1에 단지 부분만 도시된 노즐(14), 및 상기 하우징(12)에 연결되는 필터(16)를 가진다.

분사될 액체는 상기 필터(16)의 길이 방향으로 연장된 다수의 필터 슬롯들(18)을 통해 상기 필터(16)로 들어가며 이들을 거쳐 상기 노즐 하우징(12) 내부의 흐름 통로(flow channel)(도 1에 미도시됨)로 들어간다. 도시된 실시예에서 분사될 액체는 상기 노즐 마우스피스(mouthpiece)(14), 구체적으로 상기 노즐 마우스피스(14) 내의 배출구(outlet opening)로 넘어가서 팬 제트(fan jet)의 형태로 빠져나온다.

도시된 상기 고압 노즐(10)은 강 제품(steel products)의 스케일 제거를 위해 제공된다. 분사될 액체의 압력은 전형적으로 대략 50 바(bar)로부터 수백 바, 예컨대 800 바까지의 범위 내이다. 상기 고압 노즐(10)로 이어지는 파이프들 내에서 압력 서지(pressure surge)가 일어날 수 있으며 또한 현저하게 높은 압력 상승을 가질 수 있기 때문에 상기 고압 노즐(10)에 관한 기계적 필요조건(mechanical requirements)은 상당하다. 상기 필터(16)는 보통 분사될 액체가 공급되는 파이프 내부로 삽입된다. 그 결과, 상기 필터(16)는 높은 기계적 응력에 노출되며, 분사될 액체가 상기 필터 슬롯들(18)을 통해 들어감에 따라 일어나는 난류 또한 상기 고압 노즐(10)의 성능에 불리한 방식으로 영향을 미친다.

도 2의 도면은 도 1의 고압 노즐(10)을 뒤에서, 즉 흐름 방향으로 보여준다. 상기 필터 슬롯들(18)은 상기 필터(16) 내에 방사 방향(radial direction)으로 배열되어 있음을 볼 수 있다.

도시된 실시예에서, 상기 필터(16)는 관형 부분(tubular section)(20)과 캡 부분(cap section)(22)을 가진다. 상기 필터 슬롯들(18)은 상기 관형 부분(20)의 길이 방향으로 연장되며 상기 캡 부분(22)과 관형 부분(20) 내에 배열된다.

도 1과 도 2에서 상기 필터 슬롯들(18)의 단부들로부터, 이들은 그 원주에서 직선형 에지(linear edge)로 끝난 원형의 톱날을 사용하여 만들어졌다는 것을 볼 수 있다. 이러한 이유로, 상기 필터 슬롯들(18)의 단부들 각각은 에지(edge)로 끝난다. 본 발명의 맥락에서, 마찬가지로 그 원주의 에지에서 직사각형 형태인 톱날로 상기 필터 슬롯들(18)을 만드는 것이 제공된다.

도 3의 도면은 상기 고압 노즐(10)의 측면도를 보여준다. 이 도면에서, 상기 필터 슬롯들(18)이 상기 관형 부분(20)의 길이 방향으로 진행되어 상기 캡 부분(22)으로부터 상기 관형 부분(20)으로 연장된 것도 볼 수 있다. 상기 고압 노즐(10)의 도시된 실시예에서, 상기 필터(16)의 원통형 부분이 상기 관형 부분(20)으로 지칭된다. 상기 관형 부분(20)의 일단부를 폐쇄하는 대략적으로 반구형 부분은 상기 캡 부분으로 지칭된다. 도시된 실시예에서, 상기 필터(16)는 일체형 디자인이다. 상기 필터(16)는 거꾸로 선 황동 캡(brass cap)으로부터 제조될 수 있으며, 상기 필터 슬롯들(18)은, 예를 들어, 톱질에 의해 그 내부로 들어가도록 형성된다.

도 4의 도면은 도 1의 고압 노즐(10)의 정면을 보여준다. 상기 노즐 하우징(12)에 추가하여, 상기 배출구(outlet opening)(24)를 가진 노즐 마우스피스(14)가 보여진다.

도 5의 단면도는 상기 필터 슬롯들(18)의 구성을 볼 수 있게 한다. 상기 필터 슬롯들(18)은 각각 제1 단부(26)와 제2 단부(28)를 가지며, 상기 제1 단부(26)는 상기 관형 부분(20) 측에 위치하고 상기 제2 단부(28)는 상기 캡 부분(22) 측에 위치한다. 따라서 상기 제1 단부(26)는 상기 고압 노즐(10)을 통과하는 흐름의 방향으로 상기 필터 슬롯들(18)의 하류 단부(downstream end)에 배치되고, 상기 제2 단부(28)는 흐름의 방향으로 보았을 때 상기 필터 슬롯들(18)의 상류 단부(upstream end)에 배치된다. 이미 설명한 바와 같이, 두 개의 단부들(26,28)은 에지(edge)가 되도록 테이퍼 진다. 이는 상기 필터 슬롯들(18)이 에지에서 테이퍼 진 원형의 톱날을 사용한 톱질에 의해 형성된다는 사실에 의해 야기된다. 이미 설명한 바와 같이, 상기 필터 슬롯들(18)이 직사각형 에지 디자인의 톱날을 사용한 톱질에 의해 형성되는 경우에는 상기 필터 슬롯들(18)의 단부들(26,28)은 직사각형 형태일 수도 있다.

도 5의 도면에서, 상기 필터 슬롯들(18)은 오른쪽으로부터 톱질에 의해 형성된다. 원형의 톱날은 오른쪽으로부터 왼쪽으로 이동하며 이에 따라 먼저 상기 캡 부분(22)을 가르고 지나가며 상기 관형 부분(20)으로 들어간다. 그 다음에 상기 톱날의 이송 동작은 정지되고 도 5에서 왼쪽에 배치된 상기 필터 슬롯들(18)의 제1 단부(26)의 형상이 얻어진다. 상기 제1 단부(26)의 형상은 상기 톱날의 외곽선(outer contour)을 따르며 결과적으로 볼록한 표면을 형성한다. 슬리브(sleeve)(30)가 그곳에 이미 배치되어 있기 때문에 비록 도 5의 도면에서 보이지 않는다 하더라도, 이 표면은, 상기 필터(16)의 중심쪽으로, 뾰족한 에지로 통합된다. 그러나, 도 11의 도면에서 상기 필터(16)의 중심 구멍(32)과 상기 필터 슬롯들(18) 사이의 전이점(transition)에서 상기 에지가 어떻게 형성되는지 볼 수 있다. 보다 구체적으로, 이 외주의 에지는 상기 톱날의 형태에 의해 초래된 지그재그 라인(zigzag line)을 따른다. 도 11의 에지의 형태는 외주의 테이퍼 진 에지를 가진 톱날이 사용되기 때문에 발생된다. 만약, 대신에, 테이퍼 지지 않고 사각형의 에지를 가진 톱날이 사용되면, 지그재그 라인이 아니라 간격을 두고 배치되며 각각 사각형인 다수의 그루브들에 의해 특징지어지는 에지가 얻어진다.

모든 경우에 있어서, 뾰족한 에지의 윤곽(profile)은 흐름을 위해 불리한 형태이며 난류의 발생에 기여한다. 이러한 난류의 형성을 방지하기 위해 또는 적어도 가능한 한 방지하기 위해, 도 5의 실시예에 따른 노즐에 있어서 상기 슬리브(30)가 상기 필터 내부에 삽입된다. 이 목적을 위해, 상기 필터의 중심 구멍은 상기 슬리브(30)가 도 5의 도면에서 왼쪽으로부터 오프셋(offset)(34)까지 상기 필터 내부에 삽입될 수 있도록 하는 계단형 디자인을 가진다. 상기 오프셋(34)은 흐름 방향에서 보았을 때 상기 필터 슬롯들(18)의 제1 단부(26)의 상류에 위치한다. 그 결과, 상기 필터 슬롯들(18)을 통해 외부로부터 상기 필터(16)로 들어가는 액체는 도 5에서 오른쪽의 상류에 위치하는 상기 슬리브(30)의 단부 내부로 흐른다. 그 결과, 상기 필터 슬롯들(16)의 제1 단부(26)의 형상은 내부로 흐르는 액체에 관해 더 이상 거의 역할을 하지 않는다. 이는 액체를 위한 결정적인 입구 에지가 이제 상류에 그리고 도 5의 오른쪽에 위치한 상기 슬리브(30)의 단부에 의해 정의되기 때문이다. 그 결과로서, 상기 슬리브(30)가 상기 제1 단부(26)의 영역 내에서 상기 필터 슬롯들(18)을 덮기 때문에 이제 상기 필터 슬롯들의 제1 단부(26)를 통과하는 약한 흐름만이 있다.

상기 슬리브(30)의 중심 구멍은 그 상류 단부, 즉 도 5의 오른쪽에 위치한 단부에서 넓어지도록 구현된다. 보다 구체적으로, 흐름 방향의 반대 방향으로 넓어지는 콘(cone)(36)이 도시된 실시예에 제공된다. 분사될 액체는 흐름 방향으로 테이퍼진(tapered) 콘(36)을 경유하여 들어간다. 따라서 상기 슬리브(30)의 입구에서의 흐름 저항이 감소된다. 흐름의 반대 방향을 지향하는 상기 슬리브(30)의 끝단면(end face), 즉, 도 5의 오른쪽에 배치된 상기 슬리브(30)의 끝단면은 흐름 저항을 더욱 감소시키기 위해 둥글게 디자인될 수 있다. 여기서 단지 상기 필터 슬롯들(18)의 영역 내에서만 도 5의 오른쪽에 배치된 상기 슬리브(30)의 끝단면이 분사될 액체에 의해 충돌된다는 것이 고려되어야 한다. 상기 필터 슬롯들(18)의 사이에서 상기 필터 슬롯들(18)을 분리하는 웨브들(webs)도 상기 슬리브(30)의 끝단면을 덮는다.

도 6 내지 10의 도면들은 상기 노즐 하우징(12)과 조립되기 전의 상기 필터(16)를 보여준다. 상기 필터(16)는 원통형 부분(38)에 의해 상기 하우징(10) 내에 고정되며, 상기 원통형 부분(38)에는 나사가 제공될 수 있다.

상기 필터(16)에는 상기 필터(16)를 상기 하우징(10) 내부에 나사 체결하기 위해 스패너(spanner)에 맞물리는 두 개의 평평한 표면들(40)이 서로 반대쪽에 마련된다.

이미 언급한 바와 같이, 도 11의 도면은 본 발명에 따른 필터(16)의 다른 실시예를 보여준다. 반복을 피하기 위해, 여기에서는 도 1 내지 10에 도시된 필터와 다른 특징들만 설명된다.

도 11의 필터(16)는 슬리브(42)를 갖추고 있으며, 상기 슬리브(42)는 상기 필터(16)의 반경 방향의 외면에 기대고 있다. 그 결과로서, 상기 슬리브(42)는 상기 필터 슬롯들(18)의 제1 단부들(26)을 덮으며 이에 따라 상기 필터 슬롯들(18)의 제1 단부들(26)의 형상이 증가된 난류를 초래하는 것과, 그 결과로서, 분사될 액체가 상기 필터(16)로 들어감에 따라 흐름 저항을 증가시키는 것을 방지한다.

보다 구체적으로, 액체는 도 11에서 오른쪽에 배치된 상기 슬리브(42)의 단부, 즉 상류 단부로부터 상기 필터 슬롯들(18) 내부로 직접 흐른다는 것을 도 11에서 볼 수 있다. 이에 반해, 상기 필터 슬롯들(18)의 제1 단부들(26)의 영역 내에는 단지 무시해도 될 정도의 흐름만 있다. 그 결과로서, 원형의 톱날에 의해 상기 슬롯들을 톱질함으로써 결정되는, 상기 필터 슬롯들(18)의 제1 단부들(26)의 형상은 단지 약간의 난류와 단지 약간 증가된 흐름 저항을 초래한다.

상기 슬리브(42)가 도 11에서 상기 필터(16)의 외측에 장착되고 상기 필터(16)의 외면에 얹혀 있기 때문에, 상기 필터(16)의 중심 구멍(32)은 자체로 상기 고압 노즐을 통과하는 흐름 통로의 부분을 형성한다.

도 1 내지 10의 실시예와 도 11의 실시예 모두에 있어서, 각각 상기 필터 슬롯들(18)의 제1 단부들(26), 즉 상기 필터(16)의 관형 부분(20) 측에 위치한 단부들을 덮는 상기 슬리브들(30 및 42)에 의하여, 분사될 액체는 상기 필터(16)로 들어간 후에 작은 난류를 겪게 되므로 상기 배출구(24)까지의 흐름 통로의 나머지 부분 내에 제트 스트레이트너(jet straightener)를 생략하는 것이 통상적으로 가능하게 된다. 그 결과로서, 본 발명에 따른 상기 고압 노즐(10)은 낮은 비용으로 제조될 수 있으며, 제트 스트레이트너는 항상 흐름 저항도 유발하기 때문에, 극히 효과적이다. 보다 구체적으로, 스케일이 제거될 표면상에 가해지는 "충격(impact)", 즉 팬 제트(fan jet)의 접촉 충격은 종래 기술에 따른 일반적인 노즐들과 비교하여 더 크다.

만약 필터로의 유입 흐름이 매우 순조롭지 않으면, 제트 스트레이트너가 흐름에 관해 클램핑 효과(clamping effect)를 가질 수 있다. 제트 스트레이트너가 본 발명에 따른 고압 노즐 내에 제공될 수 있으며 예를 들어 상기 슬리브(30) 내에 설치될 수 있다.

도 12의 도면은 본 발명에 따른 고압 노즐(10)이 그 내부에 설치되는 연결 니플(connection nipple)(50)을 측면도로 보여준다. 그러나, 도 12의 도면에 있어서, 상기 고압 노즐(10)은 보이지 않는다. 상기 연결 니플(50)은 관형 부분(tubular section)(52)을 가지며, 상기 관형 부분(52)의 자유 단부 상에, 도 12에서 상부에, 결합 너트(union nut)(54)가 나사 체결된다.

도 12의 A-A 단면도인 도 13의 단면도에서, 상기 고압 노즐의 하우징(12)은 상기 결합 너트(54)에 의해 상기 연결 니플(52)에 대해 미리 설치된다. 그렇게 함으로써 상기 고압 노즐(10)은 상기 연결 니플(52) 상에 신뢰성 있으며 그런데도 쉽게 교체 가능한 방식으로 유지된다. 상기 연결 니플(52)은 분사될 액체를 공급하는 파이프의 단부를 마크(mark)할 수 있다. 그러나, 상기 연결 니플(52)은, 예를 들어, 상기 연결 니플(52)에 대해 수직으로 연장된 파이프 내부에 용접될 수도 있다.

도 14의 도면은 도 13의 Y의 확대 상세도를 보여준다. 이는 팬 제트(fan jet)가 나오며 노즐 마우스피스(14) 상에 마련된 배출구(outlet opening)(24)를 보여준다. 흐름 방향에 대해 반대 방향으로 보았을 때, 다시 말해서 도 14에서 위로부터 아래로 보았을 때, 상기 노즐 하우징(10) 내부에서 상기 마우스피스(14) 다음으로 먼저 링 시일(ring seal)(56)이 이어지고, 그 다음에 중간 슬리브(intermediate sleeve)(58)가 이어지며, 해당될 경우 추가 링 시일(미도시)의 개재되고, 상기 필터(16) 내부에 삽입된 상기 슬리브(30)가 잇달아 배치된다. 상기 슬리브(30) 내부의 흐름 통로의 직경은 상기 중간 슬리브(58)의 상류 단부에서의 흐름 통로의 직경과 일치한다는 것을 볼 수 있다. 그 결과로서, 분사될 액체는 작은 압력 손실로서 상기 배출구(24)로 넘어갈 수 있다.

상기 노즐 마우스피스(14)는 상기 고압 노즐(10)의 긴 사용 수명을 보장하기 위해 유리하게는 초경합금(hard metal)으로 이루어진다.

Claims

관형 부분(tubular section)(20)과 캡 부분(cap section)(22)을 가진 고압 노즐(10)을 위한 필터(16)로서,
상기 캡 부분(22) 및/또는 상기 관형 부분(20)은 다수의 필터 슬롯들(filter slots)(18)을 갖추고 있으며, 상기 다수의 필터 슬롯들(18)은 상기 관형 부분(20)의 길이 방향으로 연장되고 각각 상기 관형 부분(20) 측에 위치한 제1 단부(26)와 상기 캡 부분(22) 측에 위치한 제2 단부(28)를 가지며, 상기 관형 부분(20)과 동축으로 배치된 슬리브(sleeve)(30,42)가 제공되고, 상기 슬리브는 상기 필터 슬롯들(18)의 제1 단부(26)의 영역 내에서 상기 필터 슬롯들(18)을 덮는 것을 특징으로 하는 고압 노즐을 위한 필터.
제 1항에 있어서,
상기 슬리브(30)는 상기 관형 부분(20) 및/또는 상기 캡 부분(22)의 내부에 배치되며 적어도 일부분 또는 부분들에서 상기 필터(16)를 통과하는 흐름 통로(flow channel)를 형성하는 것을 특징으로 하는 고압 노즐을 위한 필터.
전기한 항들 중 적어도 한 항에 있어서,
상기 슬리브(30)의 중심 구멍(central bore)은 상류 단부(upstream end)를 향해 넓어지는 것을 특징으로 하는 고압 노즐을 위한 필터.
제 3항에 있어서,
상기 슬리브(30)의 끝단면(end face)은 상류 단부에서 둥글게 디자인된 것을 특징으로 하는 고압 노즐을 위한 필터.
전기한 항들 중 한 항에 있어서,
상기 슬리브(30; 42)는 적어도 상기 필터 슬롯들(18)의 제1 단부(26)의 영역 내에서 상기 관형 부분(20) 또는 상기 캡 부분(22)의 외측 또는 내측에 기대고 있는 것을 특징으로 하는 고압 노즐을 위한 필터.
전기한 항들 중 적어도 한 항에 따른 필터(16)를 가진 고압 노즐(10)
제 6항에 있어서,
상기 슬리브(30)는 상기 관형 부분(20)의 내부에 배치되며 적어도 일부분 또는 부분들 내에서 상기 필터(16)를 통과하는 흐름 통로(flow channel)를 형성하고, 상기 슬리브(30)의 자유 흐름 단면은 상기 슬리브(30)의 하류 단부에서 상기 노즐 하우징(12) 내의 자유 흐름 단면과 상응한 것을 특징으로 하는 고압 노즐(10).
고압 노즐(10)을 위한 필터(16)의 제조 방법으로서,
상기 필터(16)의 관형 부분(20) 및/또는 캡 부분(22) 내부로 상기 관형 부분(20)의 길이 방향과 평행하게 필터 슬롯들(18)을 톱질(sawing)하는 단계와, 상기 관형 부분(20)과 동축으로 슬리브(30; 42)를 배치하는 단계를 가지며, 그 결과로 상기 슬리브(30; 42)가 상기 필터 슬롯들(18)의 제1 단부(26)의 영역 내에서 상기 필터 슬롯들(18)을 덮는, 고압 노즐을 위한 필터의 제조 방법.
제 8항에 있어서,
상기 슬리브(30)는 상기 관형 부분(20) 및/또는 상기 캡 부분(22)의 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 고압 노즐을 위한 필터의 제조 방법.
제 8항에 있어서,
상기 슬리브(42)는 상기 관형 부분(20) 및/또는 상기 캡 부분(22)의 외측에 배치되는 것을 특징으로 하는 고압 노즐을 위한 필터의 제조 방법.