KR20230130221A - Twin fluid atomizing nozzle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제1 유체와 제2 유체를 혼합하여 분사하는 2유체 분사 노즐에 관한 것으로서, 제1 유체와 제2 유체가 각각 유입되는 제1 분사부와, 이 제1 분사부의 일방에 결합되어 제1 유체와 제2 유체가 회전류에 의해 서로 혼합되어 분사되는 제2 분사부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명은 제1 유체와 제2 유체를 수직의 회전류에 의해 혼합시킴으로써, 에어캡의 수직형태의 커팅구간으로 에어의 회전력을 증대시키고 체류 시간을 늘려 유체 입자를 분사하여 동일한 유체량을 기준해서 에어량에 대비해 작은 분사 입자가 형성되어 에어캡의 토출 오리피스 사이즈에 따라 입자 크기 조절과 2류체의 내부 혼합에 따른 역압 현상을 줄일 수 있는 효과를 제공한다.The present invention relates to a two-fluid injection nozzle that sprays a mixture of a first fluid and a second fluid, and is coupled to a first injection part into which the first fluid and the second fluid flow, respectively, and one side of the first injection part to It is characterized in that it includes a second injection unit where the first fluid and the second fluid are mixed and sprayed by rotational flow. Therefore, the present invention mixes the first fluid and the second fluid through a vertical rotational flow, increases the rotational force of the air in the vertical cutting section of the air cap, increases the residence time, and sprays fluid particles to produce the same amount of fluid. As a standard, small injection particles are formed compared to the amount of air, providing the effect of controlling the particle size according to the discharge orifice size of the air cap and reducing the back pressure phenomenon caused by internal mixing of the two fluids.
Description
본 발명은 2유체 분사 노즐에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제1 유체와 제2 유체를 서로 혼합하여 분사하는 2유체 분사 노즐에 관한 것이다.The present invention relates to a two-fluid injection nozzle, and more specifically, to a two-fluid injection nozzle that mixes a first fluid and a second fluid and sprays them.
일반적으로, 노즐은 액체를 분무하기 위하여 사용하는 것으로, 분무되는 액체가 공기와 혼합되는 위치에 따라 내부 혼합식 분무 노즐과 외부 혼합식 분무 노즐로 구분할 수 있다. 이러한 노즐은 산업 전반에 걸쳐 다양한 분야에서 사용되고 있다.Generally, nozzles are used to spray liquid, and can be divided into internal mixing type spray nozzles and external mixing type spray nozzles depending on the location where the sprayed liquid is mixed with air. These nozzles are used in various fields throughout the industry.
최근에는 분사 효율은 물론 분사 표면적을 보다 확장할 수 있도록 분사액을 기체와 혼합하여 분무시키는 2유체 분사 노즐의 사용이 점차 증가하고 있는 추세이다. 이러한, 2유체 분사노즐은 분사액이 기체에 의해 작은 입자형태로 분사되므로, 분사액이 도포되는 영역을 보다 확장할 수 있는 것이다.Recently, the use of two-fluid injection nozzles that spray by mixing the injection liquid with gas has been increasing to increase injection efficiency as well as the spray surface area. Since this two-fluid injection nozzle sprays the injection liquid in the form of small particles by gas, the area to which the injection liquid is applied can be further expanded.
특히, 2유체 분사 노즐은 반도체 기판을 생산할 때 증착, 리소그래피, 식각, 화학적/기계적 연마, 세정, 건조 등과 같은 공정에서 더욱 많이 사용하게 된다. 그런데, 상기와 같은 종래의 2유체 분사노즐은 분사액을 분사하기 위해서는 분사액과 기체를 동시에 공급하여야 하므로, 어느 하나의 유체를 공급하는 유압이 더 크게되면 유체가 역류하거나 유체의 분사가 원활하게 이루어지지 못하는 문제점이 있다.In particular, two-fluid injection nozzles are increasingly used in processes such as deposition, lithography, etching, chemical/mechanical polishing, cleaning, and drying when producing semiconductor substrates. However, since the conventional two-fluid injection nozzle as described above must supply the injection liquid and gas at the same time in order to spray the injection liquid, if the hydraulic pressure supplying one fluid becomes larger, the fluid may flow back or the fluid may be sprayed smoothly. There is a problem that cannot be achieved.
또한, 종래의 2유체 분사노즐은 유체가 유입되는 하우징이 관형태로 형성되고, 이 관형태의 하우징에 복수의 노즐헤드를 결합하기 위하여 하우징을 절삭하여 헤드 결합면을 형성하므로, 하우징의 강도가 저하되고, 하우징의 길이를 길게 형성할 수 없는 문제점도 있었다.In addition, in the conventional two-fluid injection nozzle, the housing through which the fluid flows is formed in a tubular shape, and in order to couple a plurality of nozzle heads to this tubular housing, the housing is cut to form a head coupling surface, so the strength of the housing is increased. There was also the problem of deterioration and the inability to form a long housing.
또한 노즐로부터 근거리의 스프레이에서의 분무의 분포는 한결같지 않고, 분무가 존재하지 않는 개소도 있기 때문에, 피세정체에 대한 스프레이 속도가 가장 높은 근거리 위치에서 이 노즐열을 사용할 수는 없고, 분포는 연속적이 되지만 스프레이 속도가 저하된 이간 위치에서 사용할 수 밖에 없다. 이 때문에, 실제로 얻어지는 스프레이 임팩트와 세정 효과는 감쇠된 것이 된다는 문제점도 있었다.In addition, the distribution of spray from the spray at a short distance from the nozzle is not uniform, and there are places where spray does not exist, so this nozzle row cannot be used at a close location where the spray speed for the object to be cleaned is highest, and the distribution is continuous. However, it can only be used in remote locations where the spray speed is low. For this reason, there was also a problem that the actually obtained spray impact and cleaning effect were attenuated.
한편, 종래의 2유체 노즐에서는 유체공급관 및 에어공급관 구성시, 각각의 공급로에 유체와 에어를 공급하기 위한 배관이 복잡하였으며, 이에 따라 조립 제작이 어렵고 크기가 대형화되는 문제점이 있었다.On the other hand, in the conventional two-fluid nozzle, when configuring the fluid supply pipe and the air supply pipe, the piping for supplying fluid and air to each supply path was complicated, and as a result, assembly was difficult and the size was large.
따라서 이러한 배관 구성의 복잡함을 해결하기 위하여 에어공급관 내부에 유체공급관을 설치하는 구성이 개시되어 있지만, 이 경우에는 유체와 에어가 혼합되는 혼합실 공간이 적고 도입구가 형성된 부재를 미리 유체 공급관에 용접하여 고정하고, 공기 공급관에 형성된 개구를 통하여 외부로 돌출시켜 에어 공급관에 고정한다는 점에서 조립 및 수선이 곤란하다는 문제점이 있었다.Therefore, in order to solve the complexity of this piping configuration, a configuration of installing a fluid supply pipe inside the air supply pipe has been disclosed. However, in this case, the space in the mixing room where fluid and air are mixed is small, and the member with the inlet port is welded to the fluid supply pipe in advance. There was a problem that assembly and repair were difficult in that it was fixed to the air supply pipe by protruding to the outside through an opening formed in the air supply pipe.
그리고, 기존의 2유체 분사 노즐에서는 혼합되어 분사되는 유체 및 에어의 양 및 그 압력을 동시에 고려하고 조절하여야만 하므로 노즐 어셈블리 제작시 부속되는 공구가 많이 소요되며 분사 작업시 작업 환경의 복잡성이 따랐었다.In addition, in the existing two-fluid injection nozzle, the amount and pressure of the mixed and sprayed fluid and air must be considered and controlled at the same time, so a lot of tools are required when manufacturing the nozzle assembly, and the work environment is complicated during injection work.
따라서, 유입되는 유체와 에어의 제어가 정확하게 이루어지지 못함으로써, 노즐 몸체의 분사구를 통하여 분사되는 분사 입자의 크기와 분포가 일정하지 않아 제품의 불량이 발생하게 됨과 동시에 유체의 소비가 증가되는 또 다른 문제점이 있었다.Therefore, as the incoming fluid and air are not accurately controlled, the size and distribution of the spray particles sprayed through the nozzle of the nozzle body are not constant, resulting in product defects and increased fluid consumption. There was a problem.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 제1 유체와 제2 유체를 수직의 회전류에 의해 혼합시킴으로써, 에어캡의 수직형태의 커팅구간으로 에어의 회전력을 증대시키고 체류 시간을 늘려 유체 입자를 분사하여 동일한 유체량을 기준해서 에어량에 대비해 작은 분사 입자가 형성되어 에어캡의 토출 오리피스 사이즈에 따라 입자 크기 조절과 2류체의 내부 혼합에 따른 역압 현상을 줄일 수 있는 2유체 분사 노즐을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. The present invention was devised to solve the above-described conventional problems. By mixing the first fluid and the second fluid through a vertical rotational flow, the rotational force of the air is increased and retained in the vertical cutting section of the air cap. By injecting fluid particles over an extended period of time, smaller sprayed particles are formed compared to the amount of air based on the same amount of fluid, allowing particle size adjustment depending on the discharge orifice size of the air cap and reducing the back pressure phenomenon caused by internal mixing of the two fluids. The purpose is to provide a spray nozzle.
또한, 본 발명은 에어캡의 토출부 형상에 따른 다양한 분사 각도의 설계가 가능하고, 에어캡에 벽면 취부 나사를 적용보다 손쉬운 노즐 체결이 가능하며, 제작공수를 용이하게 절감할 수 있는 2유체 분사 노즐을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다. In addition, the present invention enables the design of various spray angles according to the shape of the discharge part of the air cap, allows for easier nozzle fastening than applying wall mounting screws to the air cap, and is a two-fluid spray that can easily reduce manufacturing man-hours. Another purpose is to provide a nozzle.
또한, 본 발명은 기존의 제품과 달리 대각선 사선 커팅에 의한 에어 및 유체 회전 구조가 아닌 4개 방향의 수직 커팅으로 인한 회전력 상승과 내부에 머무르는 회전 시간을 늘림으로서 유체의 입자를 쪼개는 시간이 늘어나고 분사하는 입자크기를 효과적으로 줄일 수 있는 2유체 분사 노즐을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다. In addition, unlike existing products, the present invention does not have an air and fluid rotation structure due to diagonal cutting, but increases rotational force due to vertical cutting in four directions and increases the rotation time remaining inside, thereby increasing the time to split fluid particles and spraying. Another purpose is to provide a two-fluid injection nozzle that can effectively reduce the particle size.
또한, 본 발명은 에어를 6개의 타공 구간을 통해 균일하게 공급하고 에어 챔버를 통해 한번 더 균일하고 안정적으로 회전 구간에 공급하여 편중되지 않는 분사 패턴을 실현할 수 있는 2유체 분사 노즐을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다. In addition, the present invention provides a two-fluid spray nozzle that can realize an unbiased spray pattern by supplying air uniformly through six perforated sections and supplying air to the rotation section evenly and stably through the air chamber. It is for a different purpose.
또한, 본 발명은 에어와 유체가 혼합되는 믹싱 구간에서 에어의 유속이 빠르고 유체의 유속이 느릴수록 스프레이 되는 입자의 크기가 작아지고, 믹싱구간의 사이즈를 최적화하여, 믹싱 구간에서 다양한 혼합된 입자들이 균일화 및 안정되는 공간으로 형성하여 혼합성능을 향상시킬 수 있는 2유체 분사 노즐을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다. In addition, in the present invention, in the mixing section where air and fluid are mixed, the faster the air flow rate and the slower the fluid flow rate, the smaller the size of the sprayed particles, and by optimizing the size of the mixing section, various mixed particles are mixed in the mixing section. Another purpose is to provide a two-fluid injection nozzle that can improve mixing performance by forming a uniform and stable space.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 제1 유체와 제2 유체를 혼합하여 분사하는 2유체 분사 노즐로서, 제1 유체와 제2 유체가 각각 유입되는 제1 분사부(10); 및 상기 제1 분사부(10)의 일방에 결합되어, 제1 유체와 제2 유체가 회전류에 의해 서로 혼합되어 분사되는 제2 분사부(20);를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a two-fluid injection nozzle that sprays a mixture of a first fluid and a second fluid, comprising: a
본 발명의 상기 제1 분사부(10)는, 제1 유체와 제2 유체가 각각 유입되도록 연결되는 제1 분사체; 상기 제1 분사체의 일단에 돌출 형성되어, 유체의 공급설비가 연결되는 제1 연결편; 상기 제1 분사체의 타단에 돌출 형성되어, 상기 제2 분사부(20)에 결합되는 제1 결합편; 상기 제1 분사체의 일방의 중앙부위에 돌출 형성되어, 상기 제2 분사부(20)의 내부에 끼워맞춤 결합되는 제1 끼움편; 상기 제1 분사체의 중앙부위에 관통 형성된 제1 유체 유입홀; 상기 제1 분사체의 외곽둘레 부위에 복수개가 관통 형성된 제2 유체 유입홀; 및 상기 제1 유체 유입홀의 하류에 홀단면이 축소되도록 형성된 제1 유체 분사홀;을 포함하는 것을 특징으로 한다.The
본 발명의 상기 제2 분사부(20)는, 제1 유체와 제2 유체가 서로 혼합되어 분사되도록 연결되는 제2 분사체; 상기 제2 분사체의 일방에 형성되어, 상기 제1 분사부(10)가 내부에 결합되는 제2 결합홀; 상기 제2 분사체의 일방 내부에 형성되되 상기 제2 결합홀의 내부에 형성되어, 상기 제1 분사부(10)가 끼워맞춤 결합되어 지지되는 제2 지지홀; 상기 제2 지지홀의 내부에 형성되어, 상기 제1 분사부(10)와의 사이에 제1 유체와 제2 유체가 서로 혼합되는 혼합공간을 형성하는 제2 혼합홀; 상기 제2 혼합홀의 일단에 연장 형성되어, 상기 제2 혼합홀의 혼합공간에서 서로 혼합된 제1 유체와 제2 유체를 분사하는 제2 분사홀; 상기 제2 결합홀의 내부에 형성되어, 제2 유체가 유입되도록 상기 제1 분사부(10)와 연통되는 제2 연통홀; 및 상기 제2 지지홀과 상기 제2 연통홀 사이에 복수개가 연결하도록 설치되는 제2 연결홀;을 포함하는 것을 특징으로 한다.The
본 발명의 상기 제2 연결홀은, 상기 제2 지지홀과 상기 제2 연통홀 사이에 회전류를 형성하도록 접선방향으로 분기된 일자형의 분기통로로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.The second connection hole of the present invention is characterized in that it consists of a straight branch passage branched in a tangential direction to form a rotational flow between the second support hole and the second communication hole.
본 발명의 상기 제2 연통홀의 사이즈(d1)는 상기 제2 지지홀의 사이즈(d2)의 1.5∼3.0배로 형성되어 있고, 상기 제2 연결홀의 사이즈(d3)는 상기 제2 지지홀의 사이즈(d2)의 0.7∼1.5배로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.The size (d1) of the second communication hole of the present invention is formed to be 1.5 to 3.0 times the size (d2) of the second support hole, and the size (d3) of the second connection hole is the size (d2) of the second support hole. It is characterized by being formed at 0.7 to 1.5 times of .
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 제1 유체와 제2 유체를 수직의 회전류에 의해 혼합시킴으로써, 에어캡의 수직형태의 커팅구간으로 에어의 회전력을 증대시키고 체류 시간을 늘려 유체 입자를 분사하여 동일한 유체량을 기준해서 에어량에 대비해 작은 분사 입자가 형성되어 에어캡의 토출 오리피스 사이즈에 따라 입자 크기 조절과 2류체의 내부 혼합에 따른 역압 현상을 줄일 수 있는 효과를 제공한다.As discussed above, the present invention mixes the first fluid and the second fluid through a vertical rotational flow, thereby increasing the rotational force of the air in the vertical cutting section of the air cap and increasing the residence time to inject fluid particles. Based on the same amount of fluid, smaller injection particles are formed compared to the amount of air, providing the effect of controlling the particle size according to the discharge orifice size of the air cap and reducing the back pressure phenomenon caused by internal mixing of the two fluids.
또한, 에어캡의 토출부 형상에 따른 다양한 분사 각도의 설계가 가능하고, 에어캡에 벽면 취부 나사를 적용보다 손쉬운 노즐 체결이 가능하며, 제작공수를 용이하게 절감할 수 있는 효과를 제공한다.In addition, it is possible to design various spray angles according to the shape of the discharge part of the air cap, it is possible to fasten the nozzle more easily than by applying wall mounting screws to the air cap, and it provides the effect of easily reducing manufacturing man-hours.
또한, 기존의 제품과 달리 대각선 사선 커팅에 의한 에어 및 유체 회전 구조가 아닌 4개 방향의 수직 커팅으로 인한 회전력 상승과 내부에 머무르는 회전 시간을 늘림으로서 유체의 입자를 쪼개는 시간이 늘어나고 분사하는 입자크기를 효과적으로 줄일 수 있는 효과를 제공한다.In addition, unlike existing products, the rotational force is increased by vertical cutting in four directions rather than the air and fluid rotation structure by diagonal cutting, and by increasing the rotation time remaining inside, the time to split fluid particles is increased and the sprayed particle size is increased. Provides the effect of effectively reducing.
또한, 에어를 6개의 타공 구간을 통해 균일하게 공급하고 에어 챔버를 통해 한번 더 균일하고 안정적으로 회전 구간에 공급하여 편중되지 않는 분사 패턴을 실현할 수 있는 효과를 제공한다.In addition, air is supplied uniformly through the six perforated sections and supplied again evenly and stably to the rotation section through the air chamber, providing the effect of realizing an unbiased spray pattern.
또한, 에어와 유체가 혼합되는 믹싱 구간에서 에어의 유속이 빠르고 유체의 유속이 느릴수록 스프레이 되는 입자의 크기가 작아지고, 믹싱구간의 사이즈를 최적화하여, 믹싱 구간에서 다양한 혼합된 입자들이 균일화 및 안정되는 공간으로 형성하여 혼합성능을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.In addition, in the mixing section where air and fluid are mixed, the faster the air flow rate and the slower the fluid flow rate, the smaller the size of the sprayed particles. By optimizing the size of the mixing section, the various mixed particles in the mixing section are uniform and stable. It provides the effect of improving mixing performance by forming a space that is suitable for mixing.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 2유체 분사 노즐을 나타내는 정면사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 2유체 분사 노즐을 나타내는 후면사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 2유체 분사 노즐을 나타내는 측면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 2유체 분사 노즐을 나타내는 정면분해도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 2유체 분사 노즐을 나타내는 후면분해도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 2유체 분사 노즐을 나타내는 단면분해도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 2유체 분사 노즐을 나타내는 단면도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 2유체 분사 노즐의 제2 분사부를 나타내는 측면도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 2유체 분사 노즐의 다른예를 나타내는 단면도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 2유체 분사 노즐의 제2 분사부의 다른예를 나타내는 단면도.Figure 1 is a front perspective view showing a two-fluid injection nozzle according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a rear perspective view showing a two-fluid injection nozzle according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a side view showing a two-fluid injection nozzle according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a front exploded view showing a two-fluid injection nozzle according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a rear exploded view showing a two-fluid injection nozzle according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a cross-sectional exploded view showing a two-fluid injection nozzle according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a cross-sectional view showing a two-fluid injection nozzle according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a side view showing a second injection portion of a two-fluid injection nozzle according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is a cross-sectional view showing another example of a two-fluid injection nozzle according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 is a cross-sectional view showing another example of the second injection portion of a two-fluid injection nozzle according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 2유체 분사 노즐을 나타내는 정면사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 2유체 분사 노즐을 나타내는 후면사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 2유체 분사 노즐을 나타내는 측면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 2유체 분사 노즐을 나타내는 정면분해도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 2유체 분사 노즐을 나타내는 후면분해도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 2유체 분사 노즐을 나타내는 단면분해도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 2유체 분사 노즐을 나타내는 단면도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 2유체 분사 노즐의 제2 분사부를 나타내는 측면도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 2유체 분사 노즐의 다른예를 나타내는 단면도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 2유체 분사 노즐의 제2 분사부의 다른예를 나타내는 단면도이다. Figure 1 is a front perspective view showing a two-fluid injection nozzle according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a rear perspective view showing a two-fluid injection nozzle according to an embodiment of the present invention, and Figure 3 is an embodiment of the present invention. It is a side view showing a two-fluid injection nozzle according to an example, Figure 4 is a front exploded view showing a two-fluid injection nozzle according to an embodiment of the present invention, and Figure 5 shows a two-fluid injection nozzle according to an embodiment of the present invention. It is a rear exploded view, Figure 6 is a cross-sectional exploded view showing a two-fluid injection nozzle according to an embodiment of the present invention, Figure 7 is a cross-sectional view showing a two-fluid injection nozzle according to an embodiment of the present invention, and Figure 8 is a cross-sectional view showing a two-fluid injection nozzle according to an embodiment of the present invention. It is a side view showing the second injection part of a two-fluid injection nozzle according to an embodiment of the present invention, Figure 9 is a cross-sectional view showing another example of a two-fluid injection nozzle according to an embodiment of the present invention, and Figure 10 is an embodiment of the present invention. This is a cross-sectional view showing another example of the second injection portion of a two-fluid injection nozzle according to an example.
도 1 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 의한 2유체 분사 노즐은, 제1 분사부(10) 및 제2 분사부(20)를 포함하여 이루어져, 액체 또는 물, 분사액 등과 같은 액체상태의 제1 유체와, 가스나 에어 등과 같은 기체상태의 제2 유체를 회전류에 의해 서로 혼합하여 분사하는 2유체 분사 노즐이다. As shown in Figures 1 to 5, the two-fluid injection nozzle according to this embodiment includes a
제1 분사부(10)는, 제1 유체와 제2 유체가 각각 유입되는 분사부재로서, 도 6 및 도7에 나타낸 바와 같이 제1 분사체(11), 제1 연결편(12), 제1 결합편(13), 제1 끼움편(14), 제1 유체 유입홀(15), 제2 유체 유입홀(16), 제1 유체 분사홀(17)로 이루어져 있다.The
제1 분사체(11)은, 제1 유체와 제2 유체가 각각 유입되도록 제1 유체와 제2 유체의 2유체 공급설비에 연결되는 분사체로서, 원통형상으로 형성된 노즐부재로 이루어져 전단부위에는 제2 분사부(20)와 결합되도록 제1 끼움편(14)이 돌출 형성되어 있고 후단부위에는 2유체 공급설비에 결합되도록 제1 결합편(13)이 돌출 형성되어 있다.The
제1 연결편(12)은, 제1 분사체(11)의 일단에 돌출 형성되어 제1 유체와 제2 유체의 2유체의 공급설비가 연결되는 연결부재로서, 2유체의 공급설비와 체결 결합되도록 나선이 형성되어 있는 것이 바람직하다.The first connecting
제1 결합편(13)은, 제1 분사체(11)의 타단에 돌출 형성되어 제2 분사부(20)에 결합되는 결합부재로서, 제1 결합편(13)의 외부에는 제2 분사부(20)와 체결 결합되도록 나선돌기가 형성되어 있는 것이 바람직하다.The
제1 끼움편(14)은, 제1 분사체(11)의 일방의 중앙부위에 돌출 형성되어 제2 분사부(20)의 내부에 끼워맞춤 결합되는 끼움부재로서, 제1 끼움편(14)의 전단부위에는 제2 분사부(20)와의 사이에 제1 유체와 제2 유체가 서로 혼합되는 혼합공간(S3)을 형성하게 된다.The first
제1 유체 유입홀(15)은, 제1 분사체(11)의 중앙부위에 관통 형성된 유입홀로서, 2유체 공급설비의 제1 유체 공급부위에 연통되어 제1 유체를 제1 분사체(11)의 중앙부위로 유입시키게 된다.The first
제2 유체 유입홀(16)은, 제1 분사체(11)의 외곽둘레 부위에 복수개가 경사지게 관통 형성된 유입홀로서, 기체 또는 가스 등과 같은 제2 유체의 분사를 용이하게 하도록 제1 유체 유입홀(15)의 후방 외곽에서 전방 중심을 향해서 경사지게 형성되어 있는 것이 바람직하다.The second
이러한 제2 유체 유입홀(16)은, 제1 분사체(11)의 제1 유체 유입홀(15)의 외곽둘레에 복수개의 제2 유체 유입홀(16)이 이격 설치되어 중앙부위로 유입되는 제1 유체의 둘레에서 복수개의 유입홀에서 제2 유체가 중앙부위를 향해서 경사지게 유입되어 제1 유체와 제2 유체의 혼합이 이루어지게 된다.This second
제1 유체 분사홀(17)은, 제1 유체 유입홀(15)의 하류에 홀단면이 축소되도록 형성된 분사홀로서, 제1 유체 유입홀(15)의 중앙부위에 관통 형성된 유로로 이루어져 제1 유체 유입홀(15)의 선단부위에는 액체 또는 물 등과 같은 제1 유체의 분사를 용이하게 하도록 전방으로 갈수록 내주의 사이즈가 작게 형성되어 있는 것이 바람직하다.The first
제2 분사부(20)는, 제1 분사부(10)의 일방에 결합되어 제1 유체와 제2 유체가 회전류에 의해 서로 혼합되어 분사되는 분사부재로서, 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이 제2 분사체(21), 제2 결합홀(22), 제2 지지홀(23), 제2 혼합홀(24), 제2 분사홀(25), 제2 연통홀(26), 제2 연결홀(27)로 이루어져 있다.The
제2 분사체(21)는, 제1 유체와 제2 유체가 서로 혼합되어 분사되도록 연결되는 분사체로서, 이러한 제2 분사체(21)의 후단부위에는 제1 분사부(10)가 결합되어 제1 분사부(10)에서 각각 유입된 제1 유체와 제2 유체가 서로 혼합된다.The
또한, 이러한 제2 분사체(21)는, 도 10에 나타낸 바와 같이 제1 분사체(11)와 제2 분사체(21)를 결합한 상태에서 외부에서 별도로 체결고정하도록 분리 설치된 제2 에어캡(21a)을 구비하여 이루어지는 것도 가능함은 물론이다In addition, as shown in FIG. 10, this
제2 결합홀(22)은, 제2 분사체(21)의 일방 내부에 형성되어 제1 분사부(10)가 결합되는 결합홀로서, 제1 분사부(10)의 제1 결합편(13)이 체결 결합되도록 내주면에 나선홈이 형성되어 있는 것이 바람직하다.The
제2 지지홀(23)은, 제2 분사체(21)의 일방 내부에 형성되되 제2 결합홀(22)의 내부에 회전류공간(S2)이 형성되며 제1 분사부(10)가 끼워맞춤 결합되어 지지되는 지지홀로서, 여기에 제1 분사부(10)의 제1 끼움편(14)의 일단이 삽입 결합되어 제1 끼움편(14)과의 사이에 회전류공간(S2)이 형성되며 걸림 결합되어 지지된다.The
제2 혼합홀(24)은, 제2 지지홀(23)의 내부에 형성되어 제1 분사부(10)와의 사이에 제1 유체와 제2 유체가 서로 혼합되는 혼합공간(S3)을 형성하는 혼합홀로서, 제2 지지홀(23)의 내측부위에 형성된 유로로 이루어져 제1 분사부(10)에서 각각 유입된 제1 유체와 제2 유체가 혼합되면서 분사를 용이하게 하도록 전방으로 갈수록 내주의 사이즈가 작게 형성되어 있는 것이 바람직하다.The
또한, 제2 혼합홀(24)의 내경 사이즈(h2)는, 도 9에 나타낸 바와 같이 제2 지지홀(23)의 내경 사이즈(h1)의 1.5∼2.5배로 형성되어 있는 것이 바람직하고, 그 이유는 내부의 제2 지지홀(23)에서 확장된 외부의 제2 혼합홀(24)로 제2 유체를 회전류에 의해 유입시켜서 제2 유체의 회전력을 증가시킬 수 있어 제1 유체와 제2 유체 사이의 혼합성능을 향상시킬 수 있기 때문이다.In addition, the inner diameter size (h2) of the
제2 분사홀(25)은, 제2 혼합홀(24)의 일단에 연장 형성되어 제2 혼합홀(24)의 혼합공간에서 서로 혼합된 제1 유체와 제2 유체를 분사하는 분사홀로서, 제2 혼합홀(24)에서 서로 혼합된 제1 유체와 제2 유체의 분사를 용이하게 하도록 전방으로 갈수록 내주의 사이즈가 크게 형성되어 있는 것이 바람직하다.The
또한, 이러한 제2 분사홀(25)은, 도 9에 나타낸 바와 같이 서로 혼합된 제1 유체와 제2 유체의 분사각도를 15°∼55°로 확장시키도록 전방으로 갈수록 내주의 사이즈가 크게 형성되도록 만곡되어 있는 것도 가능함은 물론이다.In addition, as shown in FIG. 9, the inner circumference of the
제2 연통홀(26)은, 제2 결합홀(22)의 내부 둘레에 형성되어 제2 유체가 유입되도록 제1 분사부(10)의 제2 유체 유입홀(16)과 연통되어 에어챔버(S1)를 형성하는 연통홀로서, 제2 유체 유입홀(16)과 연통되어 제2 유체를 제2 분사부(20)의 내부로 유입시키게 된다.The
또한, 제2 연통홀(26)의 사이즈(d1)는, 도 8에 나타낸 바와 같이 제2 지지홀(23)의 사이즈(d2)의 1.5∼3.0배로 형성되어 있는 것이 바람직하고, 그 이유는 외부의 제2 연통홀(26)에서 협소한 내부의 제2 지지홀(23)로 제2 유체를 유입시켜 회전류의 발생시 회전력을 증가시킬 수 있어 제1 유체와 제2 유체 사이의 혼합성능을 향상시킬 수 있기 때문이다.In addition, the size d1 of the
제2 연결홀(27)은, 제2 지지홀(23)과 제2 연통홀(26) 사이에 복수개가 연결하도록 설치되는 연결홀로서, 외부의 제2 연통홀(26)에서 내부의 제2 지지홀(23)로 제2 유체를 유입시켜 회전류를 발생시키게 된다.The
이러한 제2 연결홀(27)은, 제2 지지홀(23)과 제2 연통홀(26) 사이에 회전류를 형성하도록 제2 지지홀(23)의 외주에서 접선방향으로 분기된 4개의 일자형의 분기통로로 이루어져 있다.These second connection holes 27 are four straight lines branched tangentially from the outer periphery of the
또한, 제2 연결홀(27)의 사이즈(d3)는, 도 8에 나타낸 바와 같이 제2 지지홀(23)의 사이즈(d2)의 0.7∼1.5배로 형성되어 것이 바람직하고, 그 이유는 외부의 제2 연결홀(27)에서 협소하거나 확장되거나 동등한 내부의 제2 지지홀(23)로 제2 유체를 유입시켜 회전류의 발생시 회전유동성을 증가시킬 수 있어 제1 유체와 제2 유체 사이의 혼합성능을 향상시킬 수 있기 때문이다.In addition, the size d3 of the
이러한 본 발명의 2유체 분사 노즐은, 공급쪽 오리피스 단면적(체적)을 기준해서, 공급되는 슬릿 4구의 입구 총 단면적의 비율이 1:0.5∼0.9의 비율로 이루어져 있고, 에어 챔버의 단면적이 오리피스를 기준해서 1:4∼6로 이루어져 있고, 슬릿되는 면의 각도가 원의 사분점에 맞춰 커팅이 되어야 제2 유체의 회전력이 높아지게 된다.This two-fluid injection nozzle of the present invention has a ratio of the total cross-sectional area of the inlet of the four supplied slits at a ratio of 1:0.5 to 0.9, based on the cross-sectional area (volume) of the orifice on the supply side, and the cross-sectional area of the air chamber is As a standard, it is 1:4 to 6, and the angle of the slit surface must be cut to match the quadrant of the circle to increase the rotational force of the second fluid.
또한, 유동하는 제2 유체의 경우에 오리피스를 크게 설계하여 공급되는 유속을 느리게 설정하고, 유체 토출부의 두께를 3mm이하로 설계함으로서 믹싱 효율을 향상시킬 수 있게 된다.Additionally, in the case of the flowing second fluid, mixing efficiency can be improved by designing the orifice to be large, setting the supplied flow rate to be slow, and designing the thickness of the fluid discharge portion to be 3 mm or less.
또한, 에어를 6개의 타공 구간을 통해 균일하게 공급하고 에어 챔버를 통해 한번 더 균일하고 안정적으로 회전 구간에 공급하여 편중되지 않는 분사 패턴을 실현 할 수 있게 된다.In addition, air is supplied uniformly through the six perforated sections and once more uniformly and stably supplied to the rotation section through the air chamber, making it possible to realize an unbiased spray pattern.
특히, 기존의 제품과 달리 대각선 사선 커팅에 의한 에어 및 유체 회전 구조가 아닌 4개 방향의 수직 커팅으로 인한 회전력 상승과 내부에 머무르는 회전 시간을 늘림으로서 유체의 입자를 쪼개는 시간이 늘어나고 분사하는 입자크기를 효과적으로 줄일 수 있게 된다.In particular, unlike existing products, the rotational force is increased by vertical cutting in four directions rather than the air and fluid rotation structure by diagonal cutting, and by increasing the rotation time remaining inside, the time to split fluid particles is increased and the sprayed particle size is increased. can be effectively reduced.
또한, 회전되는 에어 구간의 단면적은 공급되는 회전 커팅 단면적보다 1.2∼1.5배로 설계하여야 회전력이 감소되지 않고, 토출 오리피스 구간에서 에어와 유체가 공급되는 총 단면적 대비 60%∼120% 단면적으로 설계하여 믹싱 효율을 높이거나 유체 공급에 따른 역압을 방지할 수 있다.In addition, the cross-sectional area of the rotating air section should be designed to be 1.2 to 1.5 times the supplied rotating cutting cross-sectional area to prevent rotational force from being reduced, and the discharge orifice section should be designed with a cross-sectional area of 60% to 120% of the total cross-sectional area to which air and fluid are supplied for mixing. It can increase efficiency or prevent back pressure due to fluid supply.
기존 특허 제품들은 에어캡과 유체캡의 중간에 회전을 주는 부속품이 있거나 유체 캡에 회전을 주는 커팅을 주어 제작하는 방식이나 본 발명의 경우에는 최종 오리피스가 결정되는 에어 캡에 커팅을 하는 방식으로 오리피스와 가깝기 때문에 회전력이 높고 가공 부품도 1개 이상 절감되고 커팅 각도를 수직 90도로 접선방향으로 철취한 형태로 이루어져 회전류의 속도를 향상시키는 구성이다.Existing patented products have a rotating accessory in the middle of the air cap and the fluid cap or are manufactured by cutting the fluid cap to rotate, but in the case of the present invention, the orifice is manufactured by cutting the air cap where the final orifice is determined. Because it is close to the center, the rotational force is high, the number of processed parts is reduced by more than one, and the cutting angle is 90 degrees perpendicular to the tangential direction, which improves the speed of rotation flow.
또한, 본 발명의 2유체 분사 노즐은, 에어캡 최종 토출부 형상에 따라 분사되는 유체의 각도를 조절할 수 있고, 내부 혼합형의 스크러버용이나 범용 노즐로 사용이 가능하며, 사용압력이 0.7∼7.0bar의 저압이고, 액체흐름용량은 25L/hr∼250L/hr이고, 저점도성 유체에 적용하여 유체의 사용량을 절감할 수 있게 된다.In addition, the two-fluid injection nozzle of the present invention can adjust the angle of the fluid sprayed according to the shape of the final discharge part of the air cap, can be used as an internal mixing type scrubber or general-purpose nozzle, and has a working pressure of 0.7 to 7.0 bar. It has a low pressure and a liquid flow capacity of 25L/hr to 250L/hr, and can be applied to low-viscosity fluids to reduce fluid usage.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 제1 유체와 제2 유체를 수직의 회전류에 의해 혼합시킴으로써, 에어캡의 수직형태의 커팅구간으로 에어의 회전력을 증대시키고 체류 시간을 늘려 유체 입자를 분사하여 동일한 유체량을 기준해서 에어량에 대비해 작은 분사 입자가 형성되어 에어캡의 토출 오리피스 사이즈에 따라 입자 크기 조절과 2류체의 내부 혼합에 따른 역압 현상을 줄일 수 있는 효과를 제공한다.As described above, according to the present invention, by mixing the first fluid and the second fluid through a vertical rotational flow, the rotational force of the air is increased in the vertical cutting section of the air cap, the residence time is increased, and fluid particles are sprayed. Based on the same amount of fluid, smaller injection particles are formed compared to the amount of air, providing the effect of controlling the particle size according to the discharge orifice size of the air cap and reducing the back pressure phenomenon caused by internal mixing of the two fluids.
또한, 에어캡의 토출부 형상에 따른 다양한 분사 각도의 설계가 가능하고, 에어캡에 벽면 취부 나사를 적용보다 손쉬운 노즐 체결이 가능하며, 제작공수를 용이하게 절감할 수 있는 효과를 제공한다.In addition, it is possible to design various spray angles according to the shape of the discharge part of the air cap, it is possible to fasten the nozzle more easily than by applying wall mounting screws to the air cap, and it provides the effect of easily reducing manufacturing man-hours.
또한, 기존의 제품과 달리 대각선 사선 커팅에 의한 에어 및 유체 회전 구조가 아닌 4개 방향의 수직 커팅으로 인한 회전력 상승과 내부에 머무르는 회전 시간을 늘림으로서 유체의 입자를 쪼개는 시간이 늘어나고 분사하는 입자크기를 효과적으로 줄일 수 있는 효과를 제공한다.In addition, unlike existing products, the rotational force is increased by vertical cutting in four directions rather than the air and fluid rotation structure by diagonal cutting, and by increasing the rotation time remaining inside, the time to split fluid particles is increased and the sprayed particle size is increased. Provides the effect of effectively reducing.
또한, 에어를 6개의 타공 구간을 통해 균일하게 공급하고 에어 챔버를 통해 한번 더 균일하고 안정적으로 회전 구간에 공급하여 편중되지 않는 분사 패턴을 실현할 수 있는 효과를 제공한다.In addition, air is supplied uniformly through the six perforated sections and supplied again evenly and stably to the rotation section through the air chamber, providing the effect of realizing an unbiased spray pattern.
또한, 에어와 유체가 혼합되는 믹싱 구간에서 에어의 유속이 빠르고 유체의 유속이 느릴수록 스프레이 되는 입자의 크기가 작아지고, 믹싱구간의 사이즈를 최적화하여, 믹싱 구간에서 다양한 혼합된 입자들이 균일화 및 안정되는 공간으로 형성하여 혼합성능을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.In addition, in the mixing section where air and fluid are mixed, the faster the air flow rate and the slower the fluid flow rate, the smaller the size of the sprayed particles. By optimizing the size of the mixing section, the various mixed particles in the mixing section are uniform and stable. It provides the effect of improving mixing performance by forming a space that is suitable for mixing.
이상 설명한 본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러 가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다. The present invention described above can be implemented in various other forms without departing from its technical idea or main features. Therefore, the above embodiment is merely an example in all respects and should not be construed as limited.
10: 제1 분사부
20: 제2 분사부10: first injection unit
20: second injection unit
Claims (5)
제1 유체와 제2 유체가 각각 유입되는 제1 분사부(10); 및
상기 제1 분사부(10)의 일방에 결합되어, 제1 유체와 제2 유체가 회전류에 의해 서로 혼합되어 분사되는 제2 분사부(20);를 포함하는 것을 특징으로 하는 2유체 분사 노즐.A two-fluid injection nozzle that sprays a mixture of a first fluid and a second fluid,
A first injection unit 10 into which the first fluid and the second fluid flow, respectively; and
A two-fluid injection nozzle comprising a second injection unit 20 that is coupled to one side of the first injection unit 10 and injects the first fluid and the second fluid by mixing them with each other by rotational flow. .
상기 제1 분사부(10)는,
제1 유체와 제2 유체가 각각 유입되도록 연결되는 제1 분사체;
상기 제1 분사체의 일단에 돌출 형성되어, 유체의 공급설비가 연결되는 제1 연결편;
상기 제1 분사체의 타단에 돌출 형성되어, 상기 제2 분사부(20)에 결합되는 제1 결합편;
상기 제1 분사체의 일방의 중앙부위에 돌출 형성되어, 상기 제2 분사부(20)의 내부에 끼워맞춤 결합되는 제1 끼움편;
상기 제1 분사체의 중앙부위에 관통 형성된 제1 유체 유입홀;
상기 제1 분사체의 외곽둘레 부위에 복수개가 관통 형성된 제2 유체 유입홀; 및
상기 제1 유체 유입홀의 하류에 홀단면이 축소되도록 형성된 제1 유체 분사홀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 2유체 분사 노즐.According to claim 1,
The first injection unit 10,
A first injection body connected to allow the first fluid and the second fluid to flow in, respectively;
a first connection piece protruding from one end of the first jet and connected to a fluid supply facility;
a first coupling piece protruding from the other end of the first jetting body and coupled to the second jetting unit 20;
a first fitting piece that protrudes from a central portion of one side of the first injection body and is fitted into the interior of the second injection unit 20;
a first fluid inlet hole formed through a central portion of the first jet;
a plurality of second fluid inlet holes formed through an outer circumference of the first injection body; and
A two-fluid injection nozzle comprising: a first fluid injection hole formed downstream of the first fluid inlet hole to have a reduced hole cross-section.
상기 제2 분사부(20)는,
제1 유체와 제2 유체가 서로 혼합되어 분사되도록 연결되는 제2 분사체;
상기 제2 분사체의 일방에 형성되어, 상기 제1 분사부(10)가 내부에 결합되는 제2 결합홀;
상기 제2 분사체의 일방 내부에 형성되되 상기 제2 결합홀의 내부에 형성되어, 상기 제1 분사부(10)가 끼워맞춤 결합되어 지지되는 제2 지지홀;
상기 제2 지지홀의 내부에 형성되어, 상기 제1 분사부(10)와의 사이에 제1 유체와 제2 유체가 서로 혼합되는 혼합공간을 형성하는 제2 혼합홀;
상기 제2 혼합홀의 일단에 연장 형성되어, 상기 제2 혼합홀의 혼합공간에서 서로 혼합된 제1 유체와 제2 유체를 분사하는 제2 분사홀;
상기 제2 결합홀의 내부에 형성되어, 제2 유체가 유입되도록 상기 제1 분사부(10)와 연통되는 제2 연통홀; 및
상기 제2 지지홀과 상기 제2 연통홀 사이에 복수개가 연결하도록 설치되는 제2 연결홀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 2유체 분사 노즐.According to claim 1,
The second injection unit 20,
a second injection body connected so that the first fluid and the second fluid are mixed and sprayed;
a second coupling hole formed on one side of the second jetting body into which the first jetting unit 10 is coupled;
a second support hole formed inside one side of the second injection body and inside the second coupling hole, into which the first injection unit 10 is fitted and supported;
a second mixing hole formed inside the second support hole to form a mixing space between the first injection unit 10 and the first fluid and the second fluid;
a second injection hole extending from one end of the second mixing hole and spraying the first fluid and the second fluid mixed with each other in the mixing space of the second mixing hole;
a second communication hole formed inside the second coupling hole and communicating with the first injection unit 10 to allow a second fluid to flow; and
A two-fluid injection nozzle comprising a plurality of second connection holes installed between the second support hole and the second communication hole.
상기 제2 연결홀은, 상기 제2 지지홀과 상기 제2 연통홀 사이에 회전류를 형성하도록 접선방향으로 분기된 일자형의 분기통로로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 2유체 분사 노즐.According to claim 3,
The second connection hole is a two-fluid injection nozzle, characterized in that it consists of a straight branch passage branched in a tangential direction to form a rotational flow between the second support hole and the second communication hole.
상기 제2 연통홀의 사이즈(d1)는 상기 제2 지지홀의 사이즈(d2)의 1.5∼3.0배로 형성되어 있고, 상기 제2 연결홀의 사이즈(d3)는 상기 제2 지지홀의 사이즈(d2)의 0.7∼1.5배로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 2유체 분사 노즐.According to claim 3,
The size (d1) of the second communication hole is 1.5 to 3.0 times the size (d2) of the second support hole, and the size (d3) of the second connection hole is 0.7 to 3.0 times the size (d2) of the second support hole. A two-fluid injection nozzle characterized by being formed at 1.5 times the size.
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KR1020220027110A KR102597222B1 (en) | 2022-03-03 | 2022-03-03 | Twin fluid atomizing nozzle |
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR0162154B1 (en) | 1994-04-18 | 1999-01-15 | 외르겐 에스. 라스무쎈 | Push-fit connector for joining two fluid lines |
KR20070043105A (en) * | 2005-10-20 | 2007-04-25 | 주식회사 거송시스템 | Two-fluid injection nozzle |
KR101091088B1 (en) | 2009-10-09 | 2011-12-09 | 세메스 주식회사 | Two-fluid injection nozzle |
KR20180106945A (en) | 2017-03-16 | 2018-10-01 | 제네럴 일렉트릭 컴퍼니 | Dual-fuel fuel nozzle with liquid fuel tip |
KR102177684B1 (en) * | 2020-01-08 | 2020-11-11 | 이지민 | Two fluid nozzle and nozzle assembly comprising the same |
-
2022
- 2022-03-03 KR KR1020220027110A patent/KR102597222B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR0162154B1 (en) | 1994-04-18 | 1999-01-15 | 외르겐 에스. 라스무쎈 | Push-fit connector for joining two fluid lines |
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Also Published As
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