KR20180069820A - 습한 공기 스트림 발생장치 - Google Patents

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Abstract

습한 공기 스트림 발생장치가 개시된다. 습한 공기 스트림 발생장치는 습한 공기의 연속 스트림을 발생시키기 위한 중공 실린더형 챔버(2)의 바닥의 내부에 위치된 박무 발생장치(21)를 구비한 중공 실린더형 챔버(2), 유입 공기의 스트림을 공급하기 위한 중공 실린더형 챔버(2)에 결합된 입구 배관(22), 중공 실린더형 챔버(2)에 결합된 출구 배관(8), 및 중공 실린더형 챔버(2)의 출구 부위에서의 물방울의 축적 또는 응축을 제거하기 위해서, 습한 공기의 연속 스트림을 유입 공기의 스트림과 함께, 출구 배관을 향하는 상향 선회의 사이클론 기류로 형성시키기 위한 출구 배관(8)과 박무 발생장치(21) 사이에 위치된 흡입 팬(4)을 포함한다.

Description

습한 공기 스트림 발생장치
본 발명은 정전하 감소 기술, 및 더욱 특히, 습한 공기 스트림 발생장치(humid air stream generator)에 관한 것이다.
정전하 감소 기술 분야에서, 습한 공기 스트림 발생장치는 정전하를 감소시키기 위해 공기의 습도를 증가시키기 위해서 사용된다. 공지된 공기 스트림 컨트롤러(air stream controller)에서, 정전하 완화에 사용하기 위한 출구 배관으로부터 방출된 후의 정전하 감소를 위한 습한 공기 스트림은 최적의 출력을 위한 우수한 기류 조절을 달성하기 위해서 재순환을 위한 습한 공기 스트림 발생장치의 가습기 챔버내로 역으로 반송 루프로서 보내진다. 이러한 폐회로 시스템은 주변 환경으로의 습한 공기의 누출을 방지하거나 최소화하는 것을 도울 뿐만 아니라, 그것은 습한 공기의 폐기를 차단하고 최적량의 습한 공기가 경제적으로 생산되게 한다.
도 1은 건조 공기를 공급하기 위한 입구 배관(12)과 습한 공기를 배출시키기 위한 출구 배관(19)과 결합된 메인 챔버를 갖는 통상의 공지된 습한 공기 스트림 발생장치(1)를 도시하고 있다. 박무 발생장치(11)가 챔버의 바닥에 배열된다.
그러나, 특히 80% 초과의 상대습도(relative humidity: RH)로 공기 스트림 컨트롤러의 가동 동안에, 물 응축이 도 1에 예시된 바와 같은 챔버의 벽(14) 및 출구 배관(19)의 내벽 상에서 나타난다.
이들 작은 물방울이 축적되어 더 큰 물방울(13)을 형성시키고 후속하여 벽(14)에 떨어져서 물의 축적을 야기시키고, 특히, 출구 배관(19)의 내부에서 물의 축적을 야기시켜서 배관 내부의 물의 원치않는 포집 및 체류를 야기시킨다. 이는 기류 조절 시스템 내의 정전하 완화를 위한 습한 공기의 관리 및 조절에서 바람직하지 않다.
미니 히터(mini heater)를 박무 발생장치(11) 위의 부위의 기류 경로에 설치하는 것이 특히 80% 초과의 RH에서 그러한 원치않는 응축을 최소화하거나 제거하는 것을 돕는다는 것을 발견하는 것이 흥미롭다. 사실, 미니 히터를 작동시킬 때에, 85% 내지 90% RH 범위까지, 출구 기류 부위의 벽 뿐만 아니라 공기 순환 튜브의 내부 원형 벽 둘 모두에서 응축이 나타나지 않는다. 히터 온도가 높으면 높을수록, 벽 상에서의 응축이 더 적게 나타난다.
그러나, 조심스런 분석은 히터가 설치 작업, 면밀한 모니터링, 안전성 문제 및 시스템에 대한 추가의 비용과 연루될 뿐만 아니라, 그것이 그러한 히터 시스템 사용함으로써 발생하는 산화 또는 부식, 조기 마모 및 구멍(tear) 및 오염물 축적 문제로 인한 장기간 사용 후의 오염 문제를 유발시킴이 밝혀졌다.
기술적 문제
따라서, 설계 위험 및 단점 없이 그러한 응축 문제를 극복하기 위해서 우수하고 용이한 방법을 찾기 위한 추가의 연구 개발 작업이 요구되고 있다.
문제에 대한 해결방안
기술적 해결방안
본 발명의 목적은 설계 위험 및 단점 없이 그러한 응축 문제를 극복하기에 우수하고 용이한 습한 공기 스트림 발생장치를 제공하는 것이다.
한 가지 양태에 따르면, 습한 공기 스트림 발생장치로서, 습한 공기의 연속 스트림을 발생시키기 위한 중공 실린더형 챔버(hollow cylindrical chamber)의 바닥의 내부에 위치된 박무 발생장치(mist generator)를 구비한 중공 실린더형 챔버, 유입 공기의 스트림을 공급하기 위한 중공 실린더형 챔버에 결합된 입구 배관, 중공 실린더형 챔버에 결합된 출구 배관, 및 중공 실린더형 챔버의 출구 부위에서의 물방울의 축적 또는 응축을 제거하기 위해서, 출구 배관과 박무 발생장치 사이에 위치되어 습한 공기의 연속 스트림을 유입 공기의 스트림과 함께 출구 배관을 향하는 상향 선회의 사이클론 기류로 형성시키는 흡입 팬(suction fan)을 포함하고; 흡입 팬이, 습한 공기의 연속 스트림과 유입 공기의 스트림을 함께 혼합하여 사이클론 기류를 형성시키기 위해서, 습한 공기의 연속 스트림과 유입 공기의 스트림을 그것을 통해서 통과시키는 원심 팬인 습한 공기 스트림 발생장치가 제공된다.
임의로, 중공 실린더형 챔버는 수직 실린더형 하부 챔버(vertical cylindrical lower chamber)와 수직 실린더형 하부 챔버의 상부에 결합된 경사진 테이퍼 상부 챔버(tilted taper upper chamber)를 포함하고, 출구 배관은 경사진 테이퍼 상부 챔버에 결합되고, 흡입 팬은 수직 실린더형 하부 챔버 내에 위치된다.
임의로, 출구 배관은 경사진 테이퍼 상부 챔버에 결합된 곡선 배관 및 곡선 배관에 장착된 노즐(nozzle)을 추가로 포함한다.
임의로, 중공 실린더형 챔버는 수직 실린더형 하부 챔버 및 수직 실린더형 하부 챔버로부터 분기된 연장된 출구 흐름 채널(outlet flow channel)을 포함하고, 출구 배관은 출구 흐름 채널에 결합되고, 흡입 팬은 출구 흐름 채널 내에 위치된다.
임의로, 중공 실린더형 챔버는 수직 실린더형 챔버를 포함하고, 수직 실린더형 챔버 내의 사이클론 기류는 수직 실린더형 챔버의 둘레의 적어도 4분의 1의 거리 동안 선회된다.
임의로, 출구 배관이 원심 팬의 공기 출구로부터 적어도 75도 떨어져 있는 수직 실린더형 챔버의 둘레를 따르는 지점에 결합된다.
임의로, 중공 실린더형 챔버는 수직 실린더형 챔버에 연결된 메인 챔버를 추가로 포함한다.
임의로, 중공 실린더형 챔버는 수직 실린더형 하부 챔버 및 함입형 루프 탑(recessed roof top)을 포함하고, 여기에서, 원심 팬은 수직 실린더형 하부 챔버의 외부에 그러나 함입형 루프 탑의 단차 표면(step surface)에 배열되고, 출구 배관이 원심 팬과 동일한 수준으로 함입형 루프 탑에 결합된다.
임의로, 원심 팬은 함입형 루프 탑의 단차 표면 상에 수평으로 또는 수직으로 배열된다.
임의로, 함입형 루프 탑은 원심 팬의 공기 출구에 연결된 아치-모양 구조(arc-shaped structure) 및 아치-모양 구조에 접선으로 연결된 접선 구조(tangent structure)를 가지며, 여기에서, 출구 배관은 접선 구조의 개구에 결합될 수 있다.
임의로, 중공 실린더형 챔버는 수직 실린더형 하부 챔버, 제 1 함입형 루프 탑 및 제 2 함입형 루프 탑을 포함하며, 여기에서, 제 1 원심 팬이 수직 실린더형 하부 챔버의 외부에 그러나 제 1 함입형 루프 탑의 단차 표면에 수직으로 배열되고, 제 2 원심 팬은 제 1 함입형 루프 탑의 외부에 그러나 제 2 함입형 루프 탑의 단차 표면에 수평으로 배열된다.
임의로, 중공 실린더형 챔버는 수직 실린더형 하부 챔버, 제 1 함입형 루프 탑 및 제 2 함입형 루프 탑을 포함하고, 여기에서, 제 1 원심 팬은 수직 실린더형 하부 챔버의 외부에 그러나 제 1 함입형 루프 탑의 단차 표면에 수평으로 배열되고, 제 2 원심 팬은 제 1 함입형 루프 탑의 외부에 그러나 제 2 함입형 루프 탑의 단차 표면에 수직으로 배열된다.
임의로, 중공 실린더형 챔버는 수직 실린더형 하부 챔버 및 수직 실린더형 하부 챔버로부터 연장된 수평 실린더형 상부 챔버를 포함하고, 원심 팬은 중공 실린더형 챔버 및 수평 실린더형 상부 챔버에 각각 배열되고, 여기에서, 출구 배관은 수평 실린더형 상부 챔버에 결합된다.
임의로, 적어도 두 개의 원심 팬이 수평 실린더형 상부 챔버 내에서 서로 나란히 수평으로 결합된다.
임의로, 원심 팬은 원형 플레이트 상의 중앙 구멍을 구비한 원형 플레이트 상으로 단단히 결합된다.
임의로, 원심 팬은 이의 중간 지점에 배열된 핀(fin)들을 가진 드럼 하우징(drum housing)을 포함하고, 여기에서, 드럼 하우징은 공기 출구를 추가로 포함하며, 그러한 공기 출구는, 중공 실린더형 챔버의 내벽의 주변을 따라서 사이클론 기류를 형성시키기 위해서, 공기 출구에서 드럼 하우징의 접선과 평행하게 또는 그에 대해 작은 각으로 경사진 방향으로 혼합된 공기를 방출시킨다.
임의로, 원형 플레이트는 중공 실린더형 챔버의 내벽 상에 단단히 결합되고, 여기에서, 원심 팬의 핀들은 원형 플레이트의 중앙 구멍 바로 위에 있다.
임의로, 원심 팬은 수평 축으로부터 위로 또는 아래로 0도 내지 80도, 바람직하게는 5도 내지 75도, 더욱 바람직하게는 25도 내지 60도, 가장 바람직하게는 35도 내지 50도의 각으로 수평 축에 대해서 경사져 있다.
임의로, 사이클론 기류는 그것이 선회하여 올라감에 따라서 그의 흐름 각이 증가하고, 여기에서, 흐름 각은 그것이 선회하여 올라감에 따라서 그것이 중공 실린더형 챔버의 최상부에 도달할 때까지 5도 만큼 작은 각도로부터 최대 89도까지 증가한다.
임의로, 습한 공기 스트림 발생장치는 중공 실린더형 챔버의 내부에 위치된 히터를 추가로 포함한다.
본 발명의 유리한 효과
유리한 효과
중공 실린더형 챔버 내에 흡입 팬을 배열함으로써, 본 출원에 따른 습한 공기 스트림 발생장치는 간단하고 통상적이지 않은 방법으로 히터의 사용 없이 중공 실린더형 챔버의 내벽 및 출구 배관에서 형성되는 원치 않은 물방울 또는 응축을 효과적으로 제거한다.
본 발명을 추가로 설명하기 위해서, 본 발명의 예시적인 실시형태가 하기 도면을 참조로 하여 기재될 것이다.
도 1은 일반적인 공지된 습한 공기 스트림 발생장치의 다이어그램(diagram)이다.
도 2는 본 출원의 실시형태에 따른 습한 공기 스트림 발생장치의 다이어그램이다.
도 3은 출구 배관 및 원심 팬의 공기 출구 사이의 각도의 다이어그램이다.
도 4는 본 출원의 실시형태에 따른 습한 공기 스트림 발생장치의 다이어그램이다.
도 5는 본 출원의 실시형태에 따른 습한 공기 스트림 발생장치의 다이어그램이다.
도 6은 본 출원의 실시형태에 따른 습한 공기 스트림 발생장치의 다이어그램이다.
도 7은 본 출원의 실시형태에 따른 습한 공기 스트림 발생장치의 다이어그램이다.
도 8은 본 출원의 실시형태에 따른 습한 공기 스트림 발생장치의 다이어그램이다.
도 9는 본 출원의 실시형태에 따른 습한 공기 스트림 발생장치의 다이어그램이다.
도 10은 본 출원의 또 다른 실시형태에 따른 습한 공기 스트림 발생장치의 원심 팬 및 원형 플레이트를 나타내는 다이어그램이다.
도 11은 원심 팬이 중공 실린더형 챔버의 내벽의 둘레를 따라서 원형 기류를 발생시킴을 나타내는 다이어그램이다.
도 12는 본 출원의 추가의 실시형태에 따른 습한 공기 스트림 발생장치의 단면을 나타내는 다이어그램이다.
도 13은 사이클론 기류의 회전 효과를 발생시키는 기류 조건을 나타내는 다이어그램이다.
도 14는 본 출원의 또 다른 실시형태에 따른 습한 공기 스트림 발생장치의 다이어그램이다.
본 발명의 이들 및 다른 이점, 양태 및 신규한 특징뿐만 아니라, 이의 예시된 실시형태의 상세사항이 하기 설명 및 도면으로부터 더욱 완전히 이해될 것이지만, 본 발명의 다양한 실시형태가 단지 예를 들어 제한 없이 나타내어진다. 하기 도면에서, 화살촉은 기류의 방향을 나타낸다.
도 2는 본 출원의 실시형태에 따른 습한 공기 스트림 발생장치의 다이어그램이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 습한 공기 스트림 발생장치는 습한 공기의 연속 스트림을 발생시키기 위한 중공 실린더형 챔버(2)의 바닥의 내부에 위치된 박무 발생장치(21)를 구비한 중공 실린더형 챔버(2), 유입 공기의 스트림을 공급하기 위한 중공 실린더형 챔버(2)에 결합된 입구 배관(22), 중공 실린더형 챔버(2)에 결합된 출구 배관(8), 및 중공 실린더형 챔버(2)의 출구 부위에서의 물방울의 축적 또는 응축을 놀랍게도 제거하는, 출구 배관(8)과 박무 발생장치(21) 사이에 위치하여 습한 공기의 연속 스트림과 유입 공기의 스트림을 출구 배관을 향하는 상향 선회의 사이클론 기류로 형성시키기 위한 흡입 팬(4)을 포함한다. 유입 공기의 스트림은 반송된 공기 또는 주위 공기일 수 있다. 그것은 실제 요건에 좌우된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 흡입 팬(4)은, 사이클론 기류를 형성시키는데 있어서 습한 공기의 연속 스트림과 유입 공기의 스트림을 함께 혼합하기 위해서, 원형 플레이트(3) 상의 중앙 구멍(31)을 구비한 원형 플레이트(3) 상에 단단히 결합되어 습한 공기의 연속 스트림과 유입 공기의 스트림을 원심 팬을 통해서 통과하게 하는 원심 팬이다. 박무 발생장치(21)에 의해서 생산된 습한 공기는 흡입되어 중공 실린더형 챔버(2) 내부의 중앙 부위 주변의 위치에 놓이는 흡입 팬(4)을 통해서 통과된다.
원심 팬(4)은 시중의 어떠한 유형일 수 있다. 임의로, 원심 팬(4)은 중공 실린더형 챔버(2)의 내부의 중앙 부위 주변의 위치에 그 자체로 배열되어서, 원형 플레이트(3)가 생략될 수 있다.
본 발명의 실시형태에서, 중공 실린더형 챔버(2)는 수직 실린더형 챔버이고, 수직 실린더형 챔버 내의 사이클론 기류는 수직 실린더형 챔버의 둘레의 4분의 1의 거리를 회전한다. 수직 실린더형 챔버의 둘레의 약 4분의 1의 짧은 회전 거리에도, 출구 배관의 내벽 라이닝 상의 응축 문제가 사라지는 것을 발견한 것이 추가의 놀라운 사항이다.
출구 배관(8)의 내벽 라이닝 상의 응축 문제를 제거하는데 있어서 원심 팬으로부터의 습한 기류의 그러한 짧은 회전는 뜻밖이며 예상치 못한 사항이다.
본 발명의 실시형태에서, 출구 배관(8)은 원심 팬과 동일한 수준까지 아래로 내려와 있으며 중공 실린더형 챔버(2)의 둘레 벽을 따라서 한 지점에 위치된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 위에서 볼 때에, 출구 배관(8)은 원심 팬의 공기 출구로부터 적어도 75도 떨어져 있는 중공 실린더형 챔버(2)의 둘레를 따른 한 지점에 결합된다. 또 다른 실시형태에서, 출구 배관(8)은 중공 실린더형 챔버(2)의 상부에 배열될 수 있다. 그러나, 다른 실시형태에서, 출구 배관(8)은 중공 실린더형 챔버(2)의 다른 지점에 배열될 수 있다.
임의로, 히터가 중공 실린더형 챔버(2) 내부의 수조(water bath)에 추가되어 최적량의 수증기를 발생시키기 위해 이상적인 온도를 제어한다. 최적의 습한 공기 생산량은 다양한 정전하 완화 목적으로 사용하기 위한 최적량의 수증기 발생을 달성시키기 위해서 주위 온도 환경 및 공기 유입 및 유출률의 속도를 고려하여 수조 온도를 그에 따라서 변화시킴으로써 달성된다.
도 4는 본 출원의 실시형태에 따른 습한 공기 스트림 발생장치의 다이어그램이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 습한 공기 스트림 발생장치는 습한 공기의 연속 스트림을 발생시키기 위한 중공 실린더형 챔버(2)의 바닥의 내부에 위치한 박무 발생장치(21)를 구비한 중공 실린더형 챔버(2), 유입 공기의 스트림을 공급하기 위한 중공 실린더형 챔버(2)에 결합된 입구 배관(22), 중공 실린더형 챔버(2)에 결합된 출구 배관(도시되지 않음), 및 중공 실린더형 챔버(2)의 출구 부위에서의 물방울의 축적 또는 응축을 놀랍게도 제거하는, 출구 배관과 박무 발생장치(21) 사이에 위치되어 습한 공기의 연속 스트림과 유입 공기의 스트림을 출구 배관을 향하는 상향 선회의 사이클론 기류로 형성시키기 위한 흡입 팬(4)을 포함한다. 유입 공기의 스트림은 반송된 공기 또는 주위 공기일 수 있다. 그것은 실제 요건에 좌우된다.
본 발명의 실시형태에서, 원심 팬(4)은 독립적으로 중공 실린더형 챔버(2)의 내부의 중앙 부위 주변의 위치에 그 자체로 배열될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 중공 실린더형 챔버(2)는 수직 실린더형 하부 챔버(220) 및 함입형 루프 탑(210)을 포함한다. 본 발명의 실시형태에서, 원심 팬(4)은 수직 실린더형 하부 챔버(220)의 외부에 그러나 함입형 루프 탑(210)의 단차 표면에 배열된다. 본 발명의 실시형태에서, 출구 배관은 원심 팬(4)과 동일한 수준으로 함입형 루프 탑(210)에 결합된다.
본 출원의 바람직한 실시형태에서, 함입형 루프 탑(210)은 수직 실린더형 하부 챔버(220) 위에 수평으로 배열된다. 원심 팬(4)은 수직 실린더형 하부 챔버(220) 위에 그리고 함입형 루프 탑(210)의 하부 단차 표면 상에 배열된다. 함입형 루프 탑(210)은 원심 팬(4)의 공기 출구에 연결된 아치-모양 구조(211) 및 아치-모양 구조(211)에 접선으로 연결된 접선 구조(212)를 가질 수 있다. 출구 배관은 접선 구조(212)의 개구에 결합될 수 있다.
또 다른 바람직한 실시형태에서, 원심 팬(4)은 함입형 루프 탑의 단차 표면상의 어떠한 지점에서 수직으로 배열될 수 있다. 도 5는 어떠한 종류의 습한 공기 스트림 발생장치를 나타내는 다이어그램이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 중공 실린더형 챔버(2)는 수직 실린더형 하부 챔버(220)와 함입형 루프 탑(230)을 포함한다. 본 발명의 실시형태에서, 함입형 루프 탑(230)은 수직 실린더형 하부 챔버(220) 위에 배열된 수직 실린더형 상부 챔버(213) 및 수직 실린더형 상부 챔버(213)에 접선으로 연결된 접선 구조(214)를 포함한다. 수직 실린더형 상부 챔버(213)에는 함입 구조가 제공된다. 원심 팬(4)이 함입 구조의 수직 벽을 따른 어떠한 지점에서 수직으로 배열될 수 있다. 본 발명의 실시형태에서, 출구 배관은 원심 팬(4)과 동일한 수준으로 함입형 루프 탑(230)에 결합된다.
이러한 실시형태는 넓은 평탄 표면을 덮는 습한 공기의 얇은 블랭킷(thin blanket)을 필요로 하는 적용에 특별히 더 큰 적용 유연성을 제공할 것이다.
도 6에 도시된 바람직한 실시형태에서, 본 출원의 이용에서 더 큰 유연성을 제공하는데 있어서, 가외의 원심 팬이 도 4 또는 도 5에 도시된 실시형태에 추가되어 더 강력하고 더 높은 습한 공기 생산량을 전달하는 두 개의 원심 팬 시스템을 형성시킬 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 중공 실린더형 챔버(2)는 하나의 수직 실린더형 하부 챔버(220), 제 1 함입형 루프 탑(250) 및 제 2 함입형 루프 탑(240)을 포함한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 원심 팬(420)은 수직 실린더형 하부 챔버(220)의 외부에 그러나 제 1 함입형 루프 탑(250)의 단차 표면에 수직으로 배열되고, 제 2 원심 팬(410)은 제 1 함입형 루프 탑(250)의 외부에 그러나 제 2 함입형 루프 탑 (240)의 단차 표면에 수평으로 배열된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 원심 팬(420)과 제 1 함입형 루프 탑(250)은 도 4에 도시된 실시형태에 따라서 구성될 수 있고, 제 2 원심 팬(410)과 제 2 함입형 루프 탑(240)은 도 5에 도시된 실시형태에 따라서 구성될 수 있다. 본 출원의 교시내용을 기반으로 하여, 당업자는 도 6에 도시된 습한 공기 스트림 발생장치를 제작할 수 있다.
또 다른 실시형태에서, 중공 실린더형 챔버(2)는 하나의 수직 실린더형 하부 챔버(220), 제 1 함입형 루프 탑(250) 및 제 2 함입형 루프 탑(240)을 포함하고, 여기에서, 제 2 원심 팬(410)은 수직 실린더형 하부 챔버의 위에 그러나 제 1 함입형 루프 탑(250)의 단차 표면에 수평으로 배열되고, 제 1 원심 팬(420)은 제 1 함입형 루프 탑의 위에 그러나 제 2 함입형 루프 탑(240)의 단차 표면에 수직으로 배열된다.
도 7은 본 출원의 실시형태에 따른 습한 공기 스트림 발생장치의 다이어그램이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 습한 공기 스트림 발생장치는 습한 공기의 연속 스트림을 발생시키기 위한 중공 실린더형 챔버(2)의 바닥의 내부에 위치한 박무 발생장치(21)를 구비한 중공 실린더형 챔버(2), 유입 공기의 스트림을 공급하기 위한 중공 실린더형 챔버(2)에 결합된 입구 배관(도시되지 않음), 중공 실린더형 챔버(2)에 결합된 출구 배관(도시되지 않음), 및 놀랍게도 중공 실린더형 챔버(2)의 출구 부위에서의 물방울의 축적 또는 응축을 제거하기 위해서, 출구 배관과 박무 발생장치(21) 사이에 위치되어 습한 공기의 연속 스트림과 유입 공기의 스트림을 출구 배관을 향하는 상향 선회의 사이클론 기류로 형성시키기 위한 세 개의 원심 팬을 포함한다.
본 발명의 실시형태에서, 중공 실린더형 챔버(2)는 수직 실린더형 하부 챔버(220) 및 수직 실린더형 하부 챔버(220)로부터 연장된 수평 실린더형 상부 챔버(260)를 포함한다. 하나의 원심 팬(450)은 수직 실린더형 하부 챔버(220)에 배열된다. 두 개의 원심 팬(440)은 수직 실린더형 하부 챔버(220)로부터 연장된 수평 실린더형 상부 챔버(260)을 따라서 서로 나란히 수평으로 결합된다.
다른 실시형태에서, 수평 실린더형 상부 챔버(260)에 더 많거나 더 적은 원심 팬이 배열될 수 있고, 수직 실린더형 하부 챔버(220)에 더 많은 원심 팬이 배열될 수 있다.
이러한 설계는 전자 장치가 놓이는 평탄 표면 또는 평탄 판넬 상의 정전하의 완화에 좋다.
도 8은 본 출원의 실시형태에 따른 습한 공기 스트림 발생장치의 다이어그램이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 습한 공기 스트림 발생장치는 습한 공기의 연속 스트림을 발생시키기 위한 중공 실린더형 챔버(2)의 바닥의 내부에 위치한 박무 발생장치(21)를 구비한 중공 실린더형 챔버(2), 유입 공기의 스트림을 공급하기 위한 중공 실린더형 챔버(2)에 결합된 입구 배관(22), 중공 실린더형 챔버(2)에 결합된 출구 배관(도시되지 않음), 및 놀랍게도 중공 실린더형 챔버(2)의 출구 부위에서의 물방울의 축적 또는 응축을 제거하기 위해서, 출구 배관과 박무 발생장치(21) 사이에 위치되어 습한 공기의 연속 스트림과 유입 공기의 스트림을 출구 배관을 향하는 상향 선회의 사이클론 기류로 형성시키기 위한 원심 팬(4)을 포함한다.
본 발명의 실시형태에서, 중공 실린더형 챔버(2)는 상부 실린더형 챔버(270) 및 상부 실린더형 챔버(270)에 연결된 메인 챔버(280)를 포함한다. 본 발명의 실시형태에서, 상부 실린더형 챔버(270)는 하부 수직 실린더형 챔버와 상부 수평 실린더형 챔버를 포함한다. 다른 실시형태에서, 상부 실린더형 챔버(270)는 상이한 방식으로 구성될 수 있다. 본 발명의 실시형태에서, 메인 챔버(280)는 직사각형이다. 임의로, 메인 챔버는 입방체, 직사각형, 계란형 또는 불규칙적인 모양을 포함한 어떠한 모양일 수 있다.
도 9는 본 출원의 실시형태에 따른 습한 공기 스트림 발생장치의 다이어그램이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 습한 공기 스트림 발생장치는 습한 공기의 연속 스트림을 발생시키기 위한 중공 실린더형 챔버(2)의 바닥의 내부에 위치한 박무 발생장치(21)를 구비한 중공 실린더형 챔버(2), 유입 공기의 스트림을 공급하기 위한 중공 실린더형 챔버(2)에 결합된 입구 배관(22), 중공 실린더형 챔버(2)의 상부에 결합된 출구 배관(8), 및 놀랍게도 중공 실린더형 챔버(2)의 출구 부위에서의 물방울의 축적 또는 응축을 제거하기 위해서, 출구 배관(8)과 박무 발생장치(21) 사이에 위치되어 습한 공기의 연속 스트림과 유입 공기의 스트림을 출구 배관을 향하는 상향 선회의 사이클론 기류로 형성시키기 위한 흡입 팬(4)을 포함한다. 유입 공기의 스트림은 반송된 공기 또는 주위 공기일 수 있다. 그것은 실제 요건에 좌우된다.
혼합된 기류가 도 9에 도시된 바와 같이 사이클론 흐름 패턴으로 생성되어 중공 실린더형 챔버(2)의 내벽을 따라서 하부 유출 부위 L로부터 상기 기류 부위 U로 상향으로 그리고 이어서 중공 실린더형 챔버(2)의 상단부에 있는 출구 배관(8)을 향해서 선회 이동하는 때에, 중공 실린더형 챔버(2)의 유출 출구(들) 부위 뿐만 아니라, 중공 실린더형 챔버(2)의 내벽에서의 물방울의 축적 또는 응축이 놀랍게도 사라진다는 것이 발견되었다.
도 9에 도시된 바와 같이, 흡입 팬(4)은 원형 플레이트(3) 상의 중앙 구멍(31)을 구비한 원형 플레이트(3) 상에 단단히 결합되어, 사이클론 기류를 형성시키는데 있어서, 습한 공기의 연속 스트림과 유입 공기의 스트림을 함께 혼합시키도록, 이들을 원심 팬을 통해서 통과되게 한다. 박무 발생장치(21)에 의해서 생산된 습한 공기는 흡입되고 중공 실린더형 챔버(2)의 내부의 중앙 부위 주변의 위치에 놓이는 흡입 팬(4)을 통해서 통과된다.
원심 팬(4)은 시중의 어떠한 유형일 수 있다. 임의로, 원심 팬(4)은 독립적으로 중공 실린더형 챔버(2)의 내부의 중앙 부위 주변의 위치에 그 자체로 배열될 수 있어서, 원형 플레이트(3)가 생략될 수 있다.
실시형태에서, 원형 플레이트(3)상의 원심 팬(4)은 도 9에 도시된 바와 같이 수평 위치(lay-flat position)로 위치될 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 원심 팬은 이의 결합된 원형 플레이트(3)를 도 12에서의 AA'로 표시된 수평 축에 관하여 적합한 각도로 경사지게 함으로써 경사를 이루어 본 출원의 적용에서의 더 큰 설계 유연성을 제공할 수 있다. 경사각은 수평 축으로부터 상향으로 0도 내지 80도 또는 수평 축으로부터 하향으로 0도 내지 80도의 범위이다. 임의로, 경사각은 수평 축으로부터 상향 또는 하향으로 5도 내지 75도의 범위이다. 바람직하게는 경사각은 수평 축으로부터 상향 또는 하향으로 25도 내지 60도의 범위이다. 더욱 바람직하게는 경사각은 수평 축으로부터 상향 또는 하향으로 35도 내지 50도의 범위이다.
본 출원에서, 중공 실린더형 챔버는 어떠한 실린더 모양일 수 있다. 도 9는 중공 실린더형 챔버(2)의 바람직한 배열을 도시하고 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 중공 실린더형 챔버(2)는 수직 실린더형 하부 챔버(24) 및 수직 실린더형 하부 챔버(24)에 결합된 경사진 테이퍼 상부 챔버(25)를 포함한다. 출구 배관(8)은 경사진 테이퍼 상부 챔버(25)에 결합된 곡선 배관(26) 및 곡선 배관(26)상에 장착된 노즐(27)을 포함한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 흡입 팬(4)은 수직 실린더형 하부 챔버(24)의 중간에 배열된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 경사진 테이퍼 상부 챔버(25) 뿐만 아니라 곡선 배관(26)의 내벽에서의 물방울의 축적 또는 응축이 놀랍게도 사라진다.
도 9에 예시된 바와 같이, 바닥의 박무 발생장치(21)와 상부의 유출 부위 사이에서 수직 실린더형 하부 챔버(24)의 내부의 중앙 부위 주변에 흡입 팬을 위치시켜 내벽 상으로 직접 0도 각도로 그러한 예상치 않은 짧은 갭(short gap)으로 공기를 송풍시켜서 회전 기류를 생성시키는 아이디어는 기술적으로 독창적이며 자명하지 않다.
비록, 도 9가 단지 한 가지 출구 배관(8)을 보여주고 있지만, 당업자는 경사진 테이퍼 상부 챔버에 결합된 곡선 배관 및 곡선 배관 상에 장착된 노즐을 포함하는 하나 이상의 출구 배관이 출구 흐름 부위에 부착되어 주목할만한 상업적 이점을 위한 멀티-출구 흐름 지점을 달성할 수 있다는 것을 알 것이다.
도 10은 본 출원의 또 다른 실시형태에 따른 습한 공기 스트림 발생장치의 원심 팬 및 원형 플레이트를 나타내는 다이어그램이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 원심 팬(4)은 이의 중간 점(43)에 배열된 핀(41)들을 구비한 드럼 하우징(drum housing)을 포함한다. 드럼 하우징은 공기 출구(42)를 추가로 포함하고, 공기 출구는, 중공 실린더형 챔버(2)의 내벽의 둘레를 따라서 사이클론 기류를 발생시키도록, 공기 출구에서 드럼 하우징의 접선과 평행하게 또는 그에 대한 작은 각도로 경사진 방향으로 혼합된 공기를 방출시킨다. 도 10에 도시된 바와 같이, 원형 플레이트 3는 중공 실린더형 챔버(2)의 내벽 상에 단단히 결합되고, 여기에서, 원심 팬(4)의 핀들은 원형 플레이트(3)의 중앙 구멍(31)의 바로 위에 있다. 물론, 본 출원의 원심 팬 및 원형 플레이트는, 이들이 사이클론 기류를 발생시킬 수 있는 한, 어떠한 다른 변형으로 배열될 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 도 10에 도시된 원심 팬(4)은 중공 실린더형 챔버(2)의 내벽의 둘레를 따라서 원형 기류를 발생시킬 수 있다. 사이클론 기류는 그것이 선회하여 올라감에 따라서 그 흐름 각이 증가하고, 여기에서, 사이클론 기류가 중공 실린더형 챔버(2)의 최상부에 도달할 때까지 그것이 선회하여 올라감에 따라서 흐름 각도는 5도만큼 낮은 각도로부터 최대 80도까지 증가한다.
도 13은 사이클론 기류의 회전 효과를 발생시키는 기류 조건을 나타내는 다이어그램이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 공기 방향이 중심점 A로부터 어떠한 방향으로 송풍되는 때에는 사이클론 기류가 없다. 도 13에 도시된 바와 같이, 공기 방향이 점 B로부터 점 O으로 및 점 B로부터 점 O'로 송풍되는 때에도 또한 사이클론 기류가 없다.
그러나, 예를 들어, 기류는 다음 조건하에 회전한다:
1) 점 B로부터 점 1로의 공기 방향.
2) 점 B로부터 점 2로의 공기 방향.
3) 점 B로부터 점 3으로의 공기 방향.
따라서, 사이클론 기류는, 중공 실린더형 챔버(2)의 내벽의 둘레를 따라서 사이클론 기류를 형성시키기 위해서, 원심 팬(4) 접선에 평행하게 또는 그에 대해서 작은 각의 방향으로 발생된다. 중공 실린더형 챔버(2)의 내벽을 따라서 선회된 사이클론 기류의 흐름 각은 수평 축에 대해서 5도 내지 80도의 범위; 바람직하게는 수평 축에 대해서 25도 내지 60도의 범위 및 더욱 바람직하게는 수평 축에 대해서 35도 내지 50도의 범위이다.
도 14는 본 출원의 또 다른 실시형태에 따른 습한 공기 스트림 발생장치의 다이어그램이다. 도 14에 도시된 바와 같이, 습한 공기 스트림 발생장치는 습한 공기의 연속 스트림을 발생시키기 위한 중공 실린더형 챔버(5)의 바닥의 내부에 위치한 박무 발생장치(21)를 구비한 중공 실린더형 챔버(5), 유입 공기의 스트림을 공급하기 위한 중공 실린더형 챔버(5)에 결합된 입구 배관(22), 중공 실린더형 챔버(5)의 상부에 결합된 출구 배관(도시되지 않음), 및 놀랍게도 중공 실린더형 챔버(5)의 출구 부위에서의 물방울의 축적 또는 응축을 제거하기 위해서, 출구 배관(52)과 박무 발생장치(21) 사이에 위치되어 습한 공기의 연속 스트림과 유입 공기의 스트림을 출구 배관을 향하는 상향 선회의 사이클론 기류로 형성시키기 위한 흡입 팬(4)을 포함한다. 유입 공기의 스트림은 반송된 공기 또는 주위 공기일 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같이, 중공 실린더형 챔버(5)는 수직 실린더형 하부 챔버(51) 및 수직 실린더형 하부 챔버(51)로부터 분기된 연장된 출구 흐름 채널(52)을 포함한다. 출구 배관은 연장된 출구 흐름 채널(52)에 결합된다. 본 실시형태에서, 흡입 팬(4)은 연장된 출구 흐름 채널(52)에 위치된다. 도 14에 도시된 바와 같이, 흡입 팬(4) 위의 연장된 출구 흐름 채널(52)에서의 물방울의 축적 또는 응축이 놀랍게도 사라진다. 유사하게, 연장된 출구 흐름 채널(52)에 결합된 출구 배관에서의 물방울의 축적 또는 응축이 놀랍게도 사라진다. 작동 원리는 상기 기재된 사항을 포함하고 간결성을 위해서 여기에서 다시 언급되지 않는다.
본 실시형태에서, 원형 플레이트(3) 상의 원심 팬(4)은 연장된 출구 흐름 채널(52)의 축에 수직으로 위치될 수 있다. 다른 실시형태에서, 원심 팬(4)은 다른 방향으로 배열될 수 있다. 흡입 팬(4)의 구조 및 배열은 상기 설명에 따라서 완성될 수 있으며 간결성을 위해서 여기에서 다시 언급되지 않는다.
본 출원의 한 가지 실시형태에서, 연장된 출구 흐름 채널(52)은 그러한 발명의 출원에서 더 많은 변화 및 유연성을 달성하기 위해서 제거 가능하고 대체 가능하다.
비록, 도 14가 단지 한 가지 연장된 출구 흐름 채널(52)을 나타내고 있지만, 당업자는 하나 이상의 연장된 출구 흐름 채널이 수직 실린더형 하부 챔버로부터 분기되어 주목할만한 상업적 이점을 위한 멀티-출구 흐름 지점을 달성할 수 있다는 것을 알 것이다.
발명자는 사이클론 기류를 발생시키기 위해서 단지 흡입 팬을 배열함으로써 출구 배관 및 중공 실린더형 챔버의 내벽에서의 물 응축의 놀라운 사라짐의 이유를 알지 못한다. 이는 아미도 흡입 팬을 배열함으로써 또는 더 크고 더 무거운 박무 방울을 외향으로 회전시키고 벽 상에 충돌시키고 벽의 표면에 머루르게 하는 팬의 각도를 기울임으로써 발생하는 선회 기류의 원심 효과에 기인하는 듯하다. 이러한 과정은 더 크고 더 무거운 물방울이 중공 실린더형 챔버의 상단부에 있는 공기 출구를 향해 상향으로 점진적으로 선회함에 따라서 그것이 점진적으로 작아지고 제거될 때까지 계속된다.
이러한 기류 설계는 가습 장치가 무-응축 습한 공기 스트림을 달성하게 할 뿐만 아니라, 그것은, 응축 문제를 극복하기 위해서 기류 시스템 내에 히터 등을 추가하는 것과 같은 장치의 변화를 유발시킬 필요 없이, 유지시키기에 기술적으로 더욱 우수하고 용이한 간단한 설계이다.
그러한 기술적 설계는 회전 기류의 생성 및 형성에 요구되는 제품 구성요소 부분을 간략화시키고 최소화시킬 뿐만 아니라, 그것은 흔히 공간 제한된 콤팩트 생산 설비에서 그러한 제품의 현실적 적용에서 재료 비용을 감소시키고 공간을 절약하기 위한 최적의 회전 효율로 인해서 수직 실린더형 챔버의 높이를 단축시킨다.
본 발명은 간단하고 비통상적인 방법으로 습한 공기 스트림 발생장치의 유출 배관의 내벽 및 상부 유출 부위의 내벽에서 형성된 원치않는 물방울 또는 응축을 효과적으로 제거한다.

Claims (20)

  1. 습한 공기 스트림 발생장치(humid air stream generator)로서, 습한 공기의 연속 스트림을 발생시키기 위한 중공 실린더형 챔버(hollow cylindrical chamber)의 바닥의 내부에 위치한 박무 발생장치(mist generator)를 구비한 중공 실린더형 챔버, 유입 공기의 스트림을 공급하기 위한 중공 실린더형 챔버에 결합된 입구 배관, 중공 실린더형 챔버에 결합된 출구 배관, 및 중공 실린더형 챔버의 출구 부위에서의 물방울의 축적 또는 응축을 제거하기 위해서, 출구 배관과 박무 발생장치 사이에 위치되어 습한 공기의 연속 스트림을 유입 공기의 스트림과 함께 출구 배관을 향하는 상향 선회의 사이클론 기류로 형성시키는 흡입 팬(suction fan)을 포함하고; 흡입 팬이, 습한 공기의 연속 스트림과 유입 공기의 스트림을 함께 혼합하여 사이클론 기류를 형성시키기 위해서, 습한 공기의 연속 스트림과 유입 공기의 스트림을 통과시키는 원심 팬인 습한 공기 스트림 발생장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    중공 실린더형 챔버가 수직 실린더형 하부 챔버(vertical cylindrical lower chamber)와 수직 실린더형 하부 챔버의 상부에 결합된 경사진 테이퍼 상부 챔버(tilted taper upper chamber)를 포함하고, 출구 배관이 경사진 테이퍼 상부 챔버에 결합되고, 흡입 팬은 수직 실린더형 하부 챔버 내에 위치되는 습한 공기 스트림 발생장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    출구 배관이 경사진 테이퍼 상부 챔버에 결합된 곡선 배관 및 곡선 배관에 장착된 노즐(nozzle)을 추가로 포함하는 습한 공기 스트림 발생장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    중공 실린더형 챔버가 수직 실린더형 하부 챔버 및 수직 실린더형 하부 챔버로부터 분기된 연장된 출구 흐름 채널(outlet flow channel)을 포함하고, 출구 배관이 출구 흐름 채널에 결합되고, 흡입 팬이 출구 흐름 채널 내에 위치되는 습한 공기 스트림 발생장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    중공 실린더형 챔버가 수직 실린더형 챔버를 포함하고, 수직 실린더형 챔버 내의 사이클론 기류가 수직 실린더형 챔버의 둘레의 적어도 4분의 1의 거리 동안 선회되는 습한 공기 스트림 발생장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    출구 배관이 원심 팬의 공기 출구로부터 적어도 75도 떨어져 있는 수직 실린더형 챔버의 둘레를 따르는 지점에 결합되는 습한 공기 스트림 발생장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    중공 실린더형 챔버가 수직 실린더형 챔버에 연결된 메인 챔버를 추가로 포함하는 습한 공기 스트림 발생장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    중공 실린더형 챔버가 수직 실린더형 하부 챔버 및 함입형 루프 탑(recessed roof top)을 포함하고, 여기에서, 원심 팬이 수직 실린더형 하부 챔버의 외부에 그러나 함입형 루프 탑의 단차 표면(step surface)에 배열되고, 출구 배관이 원심 팬과 동일한 수준으로 함입형 루프 탑에 결합되는 습한 공기 스트림 발생장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    원심 팬이 함입형 루프 탑의 단차 표면 상에 수평으로 또는 수직으로 배열되는 습한 공기 스트림 발생장치.
  10. 청구항 8에 있어서,
    함입형 루프 탑이 원심 팬의 공기 출구에 연결된 아치-모양 구조(arc-shaped structure) 및 아치-모양 구조에 접선으로 연결된 접선 구조(tangent structure)를 가지며, 여기에서, 출구 배관이 접선 구조의 개구에 결합될 수 있는 습한 공기 스트림 발생장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    중공 실린더형 챔버가 수직 실린더형 하부 챔버, 제 1 함입형 루프 탑 및 제 2 함입형 루프 탑을 포함하며, 여기에서, 제 1 원심 팬이 수직 실린더형 하부 챔버의 외부에 그러나 제 1 함입형 루프 탑의 단차 표면에 수직으로 배열되고, 제 2 원심 팬이 제 1 함입형 루프 탑의 외부에 그러나 제 2 함입형 루프 탑의 단차 표면에 수평으로 배열되는 습한 공기 스트림 발생장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    중공 실린더형 챔버가 수직 실린더형 하부 챔버, 제 1 함입형 루프 탑 및 제 2 함입형 루프 탑을 포함하고, 여기에서, 제 1 원심 팬이 수직 실린더형 하부 챔버의 외부에 그러나 제 1 함입형 루프 탑의 단차 표면에 수평으로 배열되고, 제 2 원심 팬이 제 1 함입형 루프 탑의 외부에 그러나 제 2 함입형 루프 탑의 단차 표면에 수직으로 배열되는 습한 공기 스트림 발생장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    중공 실린더형 챔버가 수직 실린더형 하부 챔버 및 수직 실린더형 하부 챔버로부터 연장된 수평 실린더형 상부 챔버를 포함하고, 원심 팬이 중공 실린더형 챔버 및 수평 실린더형 상부 챔버에 각각 배열되고, 여기에서, 출구 배관이 수평 실린더형 상부 챔버에 결합되는 습한 공기 스트림 발생장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    적어도 두 개의 원심 팬이 수평 실린더형 상부 챔버 내에서 서로 나란히 수평으로 결합되는 습한 공기 스트림 발생장치.
  15. 청구항 1에 있어서,
    원심 팬이 원형 플레이트 상의 중앙 구멍을 구비한 원형 플레이트 상으로 단단히 결합되는 습한 공기 스트림 발생장치.
  16. 청구항 1 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서,
    원심 팬이 중간 지점에 배열된 핀(fin)들을 가진 드럼 하우징(drum housing)을 포함하고, 여기에서, 드럼 하우징이 공기 출구를 추가로 포함하며, 공기 출구가, 중공 실린더형 챔버의 내벽의 주변을 따라서 사이클론 기류를 형성시키기 위해서, 공기 출구에서 드럼 하우징의 접선과 평행하게 또는 그에 대해 작은 각으로 경사진 방향으로 혼합된 공기를 방출시키는 습한 공기 스트림 발생장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    원형 플레이트가 중공 실린더형 챔버의 내벽 상에 단단히 결합되고, 여기에서, 원심 팬의 핀들이 원형 플레이트의 중앙 구멍 바로 위에 있는 습한 공기 스트림 발생장치.
  18. 청구항 17에 있어서,
    원심 팬이 수평 축으로부터 위로 또는 아래로 0도 내지 80도, 바람직하게는 5도 내지 75도, 더욱 바람직하게는 25도 내지 60도, 가장 바람직하게는 35도 내지 50도의 각으로 수평 축에 대해서 경사져 있는 습한 공기 스트림 발생장치.
  19. 청구항 18에 있어서,
    사이클론 기류가 그것이 선회하여 올라감에 따라서 그의 흐름 각이 증가하고, 여기에서, 흐름 각은 그것이 선회하여 올라감에 따라서 그것이 중공 실린더형 챔버의 최상부에 도달할 때까지 5도 만큼 작은 각도로부터 최대 89도까지 증가하는 습한 공기 스트림 발생장치.
  20. 청구항 1에 있어서,
    중공 실린더형 챔버의 내부에 위치된 히터를 추가로 포함하는 습한 공기 스트림 발생장치.
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