WO2019124619A1 - Pipe connector - Google Patents
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- F24D3/10—Feed-line arrangements, e.g. providing for heat-accumulator tanks, expansion tanks ; Hydraulic components of a central heating system
Definitions
- the present invention relates to a piping connector for generating a vortex in a pipeline to raise the water temperature.
- the cleaner is a cleaning device that removes impurities remaining on the surface or inside of the object using hot water to be sprayed.
- Such a washing apparatus is typical of a washing machine for washing clothes such as clothes. For commercial use, it is used for washing a vehicle, cleaning inner and outer walls of a building, washing a chemical tank in a chemical plant, and removing grease in mechanical parts such as heavy equipment do.
- the hot water to be sprayed is preferably sprayed by being heated to an appropriate temperature in order to improve the cleaning efficiency, as well as taking the safety of the user into consideration.
- FIG. 1 is a schematic view showing a high temperature and high pressure washing machine disclosed in Korean Registered Patent No. 10-1472547 entitled "High Temperature and High Pressure Washer capable of Hot Water Spraying (Notification Date: Dec. 17, 2014, Patentee: 1 is a view showing a configuration of a washing machine for spraying high-pressure hot water.
- the conventional vehicle washing machine has a configuration of a hot water boiler part 12 for heating cold water supplied through a cold water supply connection pipe 11 through a heat exchanger tube wound several times, Pressure pump 13 for discharging the high-pressure and high-temperature hot water generated by the high-pressure and high-temperature pump 13 to the vehicle.
- the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide an apparatus and method for controlling the same.
- an inflow connector in which a fluid inflow path is formed therein, An outflow connector coupled to the other end of the inflow connector and having an outflow path for fluid introduced through the inflow connector; And an accelerating portion provided to increase a flow rate of the fluid introduced through the inflow path on the inflow path and the outflow path of the fluid formed by combining the inflow connector and the outflow connector and to inject the high speed fluid toward the outflow path side; .
- the outflow path has a friction space whose radius is extended at a portion facing the acceleration portion side, so that the fluid ejected from the acceleration portion can generate friction due to vortex in the friction space.
- the acceleration part may have an acceleration path of a smaller diameter than the outflow path formed therein.
- an extended acceleration passage having a structure in which the radius of the passage is extended may be formed at the end of the acceleration passage.
- outflow path may be formed to have a diameter smaller than the diameter of the acceleration path.
- the outflow connector may be formed as an uneven surface of a shape protruding or drawn along the outflow path on the inner circumferential surface.
- the acceleration portion may be formed integrally with the outlet connector, or may be formed separately from each other.
- the mesh filter may further include a mesh filter installed in the friction space in a direction crossing the outflow path and having a through hole formed therein in a direction in which fluid flows.
- it may further include a spherical shaped flow ball interlocked with the flow of the fluid in the friction space.
- the outflow connector may be made of a material having a low thermal conductivity or may be provided with a heat insulating member having a low thermal conductivity along the outflow path.
- the present invention has the following effects.
- the kinetic energy of the fluid is converted into thermal energy to generate hot water, so that the water temperature can be raised more promptly without preheating, It can be generated continuously or intermittently, and it can greatly reduce the wasteful energy of the energy.
- FIG. 1 is a front sectional view showing the structure of a high-pressure washer of Patent Document (0001).
- FIG. 2 is an exploded perspective view showing the entire construction of a piping connector according to an embodiment of the present invention.
- FIG 3 is an exploded cross-sectional view illustrating a coupling structure of a piping connector according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 4 is a view showing a principle of vortex formation of a piping connector according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 5 is a view showing the principle of vortex formation when the diameter of the outflow path relative to the acceleration path is reduced according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 6 is a view showing a principle of generating a vortex due to a structural change of an acceleration path formed in an acceleration part according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 7 is a view showing the principle of generating a vortex due to a structural change of a friction space according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 8 is a view showing the principle of generating a vortex due to a change in the shape of the inner circumferential surface of the outflow connector according to the embodiment of the present invention.
- FIG. 9 is a view showing the construction of a pipe connector to which a mesh filter and a flow ball structure according to another embodiment of the present invention is attached.
- FIG. 10 is a view showing the construction of a piping connector provided with a heat insulating member according to another embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating an entire configuration of a piping connector according to an embodiment of the present invention
- FIG. 3 is an exploded cross-sectional view illustrating a coupling structure of a piping connector according to an embodiment of the present invention.
- the piping connector 100 of the present invention increases the shape frictional force between water molecules by jetting a high-speed fluid along a flow of fluid into a low-speed fluid through a change in the diameter of a channel
- the piping connector 100 of the present invention increases the shape frictional force between water molecules by jetting a high-speed fluid along a flow of fluid into a low-speed fluid through a change in the diameter of a channel
- disturb the normal streamline of the fluid and allow the boundary layer to separate allowing the fluid to vortex in the channel.
- a considerable amount of form frictional force and surface frictional force are formed in the pipeline, and the water temperature of the fluid can instantly be raised.
- the piping connector 100 of the present invention includes the configuration of the inlet connector 110, the acceleration portion 120, the outlet connector 130, the nipple 140, and the O-ring 150 in order to perform the above- .
- the inflow connector 110 has a fluid inflow path IR therein and is connected to a pipe or a hose at one end to form a fluid supply path.
- the inflow connector 110 includes an acceleration part receiving groove 111, Grooves 112 and o-ring pressing grooves 113.
- the accelerating portion receiving groove 111 is provided in the shape of being drawn along the longitudinal direction of the flow path at the other end of the inlet connector 110 when the inlet connector 110 is supplied with fluid through one end thereof, So as to be accommodated in the fluid path direction.
- the acceleration part receiving groove 111 may be formed with an acceleration part fitting groove 111a for receiving the acceleration part fixing step 132 to be described later.
- the inlet connecting groove 112 is formed with a female screw thread to be screwed into the outlet connecting portion 133 of the outlet connector 130 to be described later so that the inlet connector 110 and the outlet connector 130 are firmly coupled .
- the O-ring pressing groove 113 receives the O-ring 150 to be described later, which is provided for water tightness at the joint portion between the inlet connector 110 and the outlet connector 130, and has a shape corresponding to the shape of the O- Respectively.
- the acceleration part 120 is formed at the other end of the inlet connector 110, that is, in the acceleration part receiving groove 111, and an acceleration path AR having a reduced diameter of the inflow path IR is formed therein. IR to rapidly raise the flow velocity of the fluid and inject the fluid into the outflow route OR to form the supporting jaw 121 and the fitting jaw 122 for forming the supporting force.
- the support jaw 121 extends from the side of the acceleration part 120 in a direction transverse to the acceleration path AR so that when the inflow connector 110 and the outflow connector 130 are coupled, And the acceleration partial securing step 132, thereby supporting the load in the direction of the acceleration path AR by the water pressure.
- the fitting jaw 122 extends from the main body of the acceleration part 120 in the direction of the acceleration path AR and is seated in the acceleration part fitting groove 111a described above so that the direction in which the acceleration path 120 intersects the acceleration path AR .
- corner portions of the supporting jaw 121 and the fitting jaw 122 are rounded to facilitate the process of fitting the acceleration portion 120 into the inlet connector 110.
- the inlet connector 110 and the acceleration part 120 may be separately provided and used.
- the inlet connector 110 and the acceleration part 120 may be integrally manufactured, It is obvious that it is included in.
- the outflow connector OR is formed in the outflow connector 130 and is connected to the other end of the inlet connector 110 so that one end thereof is connected to the outflow path OR of the fluid injected by the acceleration portion 120 As well as to create a frictional structure for the outflowing fluid so that a high velocity fluid ejected from the accelerating portion 120 can be injected into the low velocity fluid.
- the outflow connector 130 includes the configuration of the friction space 131, the acceleration part fixing jaw 132, the outflow coupling part 133, the O-ring receiving groove 134 and the outflow coupling groove 136.
- the friction space 131 is a space formed by extending the radius of the outflow route OR to a portion facing the accelerating portion 120 side, 120 to form a swirling motion of the fluid due to the speed difference.
- the accelerating portion fixing jaw 132 is extended from one end of the outflow connector 130 to press the supporting jaw 121 of the acceleration portion 120 to move the supporting jaw 121 of the accelerating portion 120 to the inlet connector 110 and the outflow connector 130, respectively.
- the outflow connection part 133 extends from one end of the outflow connector 130 and is formed with a male thread on the outer circumference and is screwed to the inflow connection groove 112. Thus, .
- the O-ring receiving groove 134 is formed in a shape drawn in a side of one end of the outflow connector 130 to receive the O-ring 150, which will be described later.
- the outflow connection groove 136 is provided at the other end of the outflow connector 130 in the direction of the outflow route OR so that a thread is formed so that the nipple 140 to be described later can be coupled.
- the nipple 140 is a pipe joint having a male thread cut at both ends in the longitudinal direction, and is provided for connecting the outflow connector 130 to the pipe or the hose.
- the O-ring 150 is made of a synthetic resin material and is sandwiched between the O-ring compression groove 113 and the O-ring receiving groove 134 to tightly seal the leakage path between the inlet connector 110 and the outlet connector 130.
- the water mills related to the O-ring 150 used in the piping connector 100 of the present invention can be installed and used in a plurality of water leakage paths, and a detailed description thereof will be omitted.
- FIG. 4 is a view showing a principle of forming a vortex flow in a pipe connector according to an embodiment of the present invention
- FIG. 5 is a view showing a vortex formation principle when a diameter of an outflow passage is reduced according to an embodiment of the present invention
- FIG. 6 is a view showing a principle of vortex generation due to a structural change of an acceleration path formed in an acceleration part according to an embodiment of the present invention
- FIG. 7 is a view showing a structural change of a friction space according to an embodiment of the present invention
- FIG. 8 is a view showing the principle of generating a vortex due to a change in the shape of the inner circumferential surface of the outflow connector according to the embodiment of the present invention.
- the piping connector 100 is configured such that the fluid accelerated through the acceleration part 120 is injected into the fluid lowered in speed by the retention in the friction space 131, To increase the temperature of water and to expand the flow path of the fluid and disturb the boundary layer through the disturbance of the normal stream of the fluid so that the fluid vortexes the fluid to generate a considerable form friction and surface friction, It can be instantaneously raised.
- the outflow route OR formed by the outflow connector 130 forms a horizontal pipe, it can be assumed that the density of the fluid is constant and is a fully developed steady-state flow. At this time, the flowing fluid has a constant viscosity and frictional force acts because of viscosity.
- the friction loss (h f ) in the Bernoulli equation includes both surface friction and shape friction due to eddy currents. Therefore, in this case, it is considered that the pressure drop due to the shape friction is all. In this case, shape friction can not be distinguished in the momentum balance. The influence of shape friction is included in the change of pressure and fluid momentum, but it can not be distinguished. The loss of mechanical energy due to friction (h f ) helps to distinguish it from the pressure drop and is a measure of fluid momentum loss.
- the friction loss due to the rapid reduction is also proportional to the velocity head of the small flow path.
- the fluid injected by the acceleration part 120 stays in the friction space 131 and can be expected to have a desired effect of increasing the temperature of the water. It goes without saying that, for example, it is also possible to use the nozzle of the present invention with the structure of the piping connector 100 of the present invention added to the cleaning gun of the washing machine.
- the cross section of the end of the acceleration passage AR is formed in an expanded shape, thereby further disturbing the normal flow line of the fluid, and further expanding the friction space 131 to increase the swirling motion of the fluid Which can be expected to result in improved water temperature synergies.
- an extended acceleration path EAR is formed at the end of the acceleration path AR, the diameter of which is enlarged.
- the water stream injected through the acceleration path AR can be introduced into the outflow path OR to expand the friction space 131 without violating the flow of the fluid, Shaped friction force and surface friction force.
- the shape and structure of the friction space 131 are different from each other, and an additional effect of increasing the temperature of the water due to vortical flow can be expected.
- the structure of the friction space 131 is elongated along the outflow route OR to increase the shape frictional force due to the convection or retention of the fluid injected by the acceleration part 120, At this time, the length of the friction space 131 is preferably set in consideration of the injection pressure of the fluid injected by the acceleration part 120.
- the shape of the friction space 131 is provided so as to eliminate a blind spot generated when the fluid convects, smooth vortex flow (high-speed rotation) is realized, and the effect of increasing the temperature by the shape frictional force can be expected to be.
- the shape of the friction space 131 is preferably set according to the magnitude of the frictional force generated between the fluids and the friction force between the fluid and the inner circumferential surface of the friction space 131. For example, if the fluid and the surface frictional force on the inner circumferential surface of the frictional space 131 can be formed to be larger than the frictional force generated between the fluids, it is preferable to extend without consideration of the blind space of the frictional space 131, If it can be formed larger than the shape frictional force, on the contrary, it is desirable to reduce the blind spot.
- the inner circumferential surfaces of the friction space 131 and the outflow path OR increase the surface friction of the fluid in the path, and the irregular surface 137, which separates the boundary layer to accelerate swirling flow of the fluid, Can be formed.
- protrusions or recesses are formed in the inner circumferential surface of the outflow connector 130 for generating a swirling flow for raising the water temperature at regular intervals along the flow of the fluid, and are formed along the inner circumferential surface of the outflow connector 130 It is possible to increase the surface frictional force of the flowing fluid and to separate the fluid from the boundary layer on the inner circumferential surface so that the effect of increasing the water temperature by the vortical flow can be expected.
- FIG. 9 is a view showing the construction of a pipe connector to which a mesh filter and a flow ball structure according to another embodiment of the present invention is attached.
- the pipe connector 200 according to another embodiment of the present invention can be used in the friction space 131 with the structure of the mesh filter 210 and the structure of the flow ball 220 added thereto.
- the mesh filter 210 is provided on the front end of the outflow route OR in the friction space 131 of the outflow connector 130 by providing a plurality of air gaps, i.e., through holes 211, To flow along the through hole 211, thereby disturbing the normal stream of the fluid and separating the boundary layer, thereby further deepening the swirling flow of the fluid.
- the mesh filter 210 is made of a synthetic resin material having a certain strength or a metal material, and is preferably made of stainless steel (SUS) in consideration of being installed in the flow path. It is preferable that the through hole 211 is formed to have a diameter or a wide diameter close to the diameter of the acceleration part 120 so that the tip of the through hole 211 is formed in a wired form so as not to interfere with the flow of the fluid Do.
- SUS stainless steel
- the structure of the flow ball 220 in the friction space 131 of the outflow connector 130 may accelerate the swirling flow of the fluid in the friction space 131, and thus the effect of increasing the water temperature may be expected.
- the flow beads 220 which are made of stainless steel, are formed with a larger diameter than the outflow route OR and flow together by the vortex or convection of the fluid in the friction space 131, So that the boundary layer from the channel surface can be separated.
- the flow beads 220 are formed in the through holes 211 with a plurality of It goes without saying that the outflow groove 212 may be formed.
- a high-pressure washer for cleaning objects such as a vehicle supplies hot water heated to a temperature used by a boiler through a water purifier and injects the water through a cleaning gun corresponding to the nozzle, .
- the high-pressure washer equipped with the piping connector 100 of the present invention can raise the temperature of the hot water supplied to the pipeline between the water pump and the washing gun, and the temperature of the hot water, which is heated in the boiler and supplied to the water pump, It can be provided at a low temperature.
- the water temperature of the washing liquid supplied to 20 ° C rises to 31 ° C through the water heater, which is a heating element, .
- the flow rate was equal to 30 seconds in the case where the piping connector was installed or not installed, based on 4 liter.
- the temperature increase effect is about 7 ⁇ without loss of the flow amount.
- the amount of water flowing seems to be the same irrespective of whether or not the pipe connector 100 is installed because the entrance radius and the exit radius of the supplied hot water are equal.
- Table 1 is a water temperature rise value measured only by the basic structure of the piping connector 100 shown in FIG. 3, and is different from that of the piping connector 100 shown in FIGS. 5 to 8, As shown in Fig. 9, if the configuration of the mesh filter 210 and the flow ball 220 is added, it is apparent that the increase in the temperature will be further improved.
- a thermal insulation function is added to the piping connector 100 to reduce the loss of the increased water temperature, So that the temperature of the fluid to be used can be raised.
- FIG. 10 is a view showing a structure in which a heat insulating member according to another embodiment of the present invention is installed.
- a heat insulating member 310 having a low thermal conductivity may be additionally provided inside the outflow connector 130 of the piping connector 300 of the present invention so that the friction space 131 and the outflow path OR ) Can reduce the external heat dissipation of the heat conducted at the elevated water temperature.
- the structure of the heat insulating member 310 is provided inside the outflow connector 130, but the outflow connector 130 itself can be used as a heat insulating material with low thermal conductivity.
- the outflow connector 130 itself can be used as a heat insulating material with low thermal conductivity.
- the shape frictional force between the water molecules is increased, and the surface frictional force in the boundary layer of the pipe wall is increased by the generated eddy current,
- the heating effect of the fluid can be obtained and the temperature of the fluid is increased by converting the kinetic energy of the fluid into heat energy to generate the hot water instead of raising the water temperature through the heating source such as the boiler,
- the hot water can be generated continuously or intermittently, thereby significantly reducing the wasteful energy.
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Abstract
Description
본 발명은 관로 내 와류를 발생시켜 수온을 상승시키는 배관 커넥터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a piping connector for generating a vortex in a pipeline to raise the water temperature.
일반적으로 차량과 같은 대상물을 세척할 때에는 대상물에 고압의 온수를 분사할 수 있는 세척기를 사용한다. 주지하는 바와 같이, 세척기는 분사되는 온수를 이용하여 대상물의 표면이나 내부에 남아 있는 불순물을 제거하는 청소장치이다.Generally, when cleaning an object such as a vehicle, a washing machine capable of spraying high-pressure hot water to the object is used. As is known, the cleaner is a cleaning device that removes impurities remaining on the surface or inside of the object using hot water to be sprayed.
이와 같은 세척장치는 옷 등의 세탁물을 세척하는 세탁기가 대표적이며, 상업적인 용도로는 차량 세척 또는 건물의 내·외벽의 세척, 화학 공장의 반응조 세척, 중장비와 같은 기계부품의 기름때의 제거를 위해 사용된다. Such a washing apparatus is typical of a washing machine for washing clothes such as clothes. For commercial use, it is used for washing a vehicle, cleaning inner and outer walls of a building, washing a chemical tank in a chemical plant, and removing grease in mechanical parts such as heavy equipment do.
이때, 분사되는 온수는 사용자의 안전을 고려하는 것은 물론, 세척 효율을 높이기 위해 적정 온도로 가열되어 분사되는 것이 바람직하다.At this time, the hot water to be sprayed is preferably sprayed by being heated to an appropriate temperature in order to improve the cleaning efficiency, as well as taking the safety of the user into consideration.
도 1은 『대한민국 등록특허공보 제10-1472547호, 발명의 명칭: 온수분사가 가능한 고온·고압세척기, (공고일: 2014년12월17일, 특허권자: (주)비엔씨하이텍)』에 개시된 고온 및 고압의 온수를 분사하는 세척기의 구성을 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a schematic view showing a high temperature and high pressure washing machine disclosed in Korean Registered Patent No. 10-1472547 entitled "High Temperature and High Pressure Washer capable of Hot Water Spraying (Notification Date: Dec. 17, 2014, Patentee: 1 is a view showing a configuration of a washing machine for spraying high-pressure hot water.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 일반적인 차량용 세척기는 냉수공급연결관(11)를 통해 공급받은 냉수를 다수회 권회된 열교환용관을 통해 가열하는 온수보일러부(12)의 구성과, 가열된 온수를 고압으로 배출하는 고압펌프(13)의 구성 및 이러한 과정을 거쳐 생성된 고압 및 고온의 온수를 다시 차량을 향해 분사하는 분사유닛(14)의 구성을 포함한다.As shown in FIG. 1, the conventional vehicle washing machine according to the related art has a configuration of a hot
그러나, 상술한 종래기술이 제공하는 온수는 가열을 위한 예열 시간이 필요함으로써, 시의적절하게 온수를 제공할 수 없는 문제는 물론, 예열된 온수를 제공하기 위해 가열원을 항시 동작시켜야 하는 에너지적인 낭비요소를 가지고 있다.However, since the hot water provided by the above-described conventional techniques requires a preheating time for heating, there is a problem that the hot water can not be supplied timely, and the energy required to always operate the heating source It has a waste element.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 별도의 예열 시간을 필요로 하지 않고서도 즉각적인 온수를 생성할 수 있는 기술을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a technique capable of generating hot water immediately without requiring a separate preheating time.
본 발명이 해결하려는 과제는 전술한 과제로 제한되지 아니하며, 언급되지 아니한 또 다른 기술적 과제들은 후술할 내용으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide an apparatus and method for controlling the same.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 태양으로 내부에 유체의 유입로가 형성되며, 일단으로부터 유체가 유입되는 유입커넥터; 상기 유입커넥터의 타단에 결합되며, 상기 유입커넥터를 통해 유입된 유체의 유출로가 형성된 유출커넥터; 및 상기 유입커넥터와 상기 유출커넥터가 결합되어 형성되는 유체의 유입로 및 유출로 상에서 상기 유입로를 통해 유입된 유체의 유속을 증가시켜 고속의 유체를 상기 유출로 측으로 분사시키기 위해 마련되는 가속부분;을 포함한다.In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, there is provided an inflow connector in which a fluid inflow path is formed therein, An outflow connector coupled to the other end of the inflow connector and having an outflow path for fluid introduced through the inflow connector; And an accelerating portion provided to increase a flow rate of the fluid introduced through the inflow path on the inflow path and the outflow path of the fluid formed by combining the inflow connector and the outflow connector and to inject the high speed fluid toward the outflow path side; .
그리고, 상기 유출로는, 상기 가속부분 측과 대면하는 부위에 반경이 확장된 마찰공간을 가짐으로써, 상기 가속부분에서 분사된 유체가 상기 마찰공간에서 와류에 의한 마찰들을 발생시킬 수 있다.The outflow path has a friction space whose radius is extended at a portion facing the acceleration portion side, so that the fluid ejected from the acceleration portion can generate friction due to vortex in the friction space.
또한, 상기 가속부분은, 내부에 상기 유출로보다 작은 직경의 가속로가 형성될 수 있다.Further, the acceleration part may have an acceleration path of a smaller diameter than the outflow path formed therein.
그리고, 상기 가속부분은, 상기 가속로의 끝단에는 유로의 반경이 확장된 구조의 확장 가속로가 형성될 수 있다.In the acceleration portion, an extended acceleration passage having a structure in which the radius of the passage is extended may be formed at the end of the acceleration passage.
또한, 상기 유출로는, 상기 가속로의 직경보다 작은 직경으로 형성될 수 있다.Further, the outflow path may be formed to have a diameter smaller than the diameter of the acceleration path.
그리고, 상기 유출커넥터는, 내주면에 상기 유출로를 따라 돌출 또는 인입된 형상의 요철면으로 형성될 수 있다.The outflow connector may be formed as an uneven surface of a shape protruding or drawn along the outflow path on the inner circumferential surface.
또한, 상기 가속부분은, 상기 유출커넥터에 일체로 형성되거나, 각각 별개로 형성될 수 있다.Further, the acceleration portion may be formed integrally with the outlet connector, or may be formed separately from each other.
그리고, 상기 마찰공간에 상기 유출로를 가로지르는 방향으로 설치되며, 내부에 유체가 흐르는 방향으로 관통홀이 형성된 메쉬필터;를 더 포함할 수 있다.The mesh filter may further include a mesh filter installed in the friction space in a direction crossing the outflow path and having a through hole formed therein in a direction in which fluid flows.
또한, 상기 마찰공간에 유체의 유동에 따라 연동하는 구체 형상의 유동구슬;을 더 포함할 수 있다.Further, it may further include a spherical shaped flow ball interlocked with the flow of the fluid in the friction space.
그리고, 상기 유출커넥터는, 열전도도가 낮은 재질로 마련되거나, 내부에 상기 유출로를 따라 열전도도가 낮은 재질의 단열부재가 설치될 수 있다.The outflow connector may be made of a material having a low thermal conductivity or may be provided with a heat insulating member having a low thermal conductivity along the outflow path.
상술한 과제의 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.The solution of the above-mentioned problems is merely illustrative and should not be construed as limiting the present invention. In addition to the exemplary embodiments described above, there may be additional embodiments described in the drawings and the detailed description of the invention.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the present invention has the following effects.
첫째, 마찰공간 상에 체류하는 저속의 유체에 고속의 유체를 분사함으로써, 물 분자간의 형태 마찰력을 높임은 물론, 발생하는 와류에 의해 관벽의 경계층에서의 표면 마찰력을 높여 별도의 가열원 없이도 관로 내 유체의 가열 효과를 얻을 수 있다.First, by injecting a high-speed fluid to a low-speed fluid staying in the friction space, it is possible to increase the frictional force between the water molecules and increase the surface frictional force at the boundary layer of the pipe wall by the generated vortex, The heating effect of the fluid can be obtained.
둘째, 보일러와 같은 가열원을 통해 수온을 상승시키는 것과 달리 유체의 운동 에너지를 열 에너지로 변환시켜 온수를 생성함으로써, 예열 과정을 거치지 않고서도 보다 즉각적으로 수온을 상승시킬 수 있음은 물론, 온수를 지속적 또는 단속적으로 생성할 수 있어 에너지의 낭비적인 요소를 크게 경감할 수 있는 효과를 포함한다.Second, unlike raising the water temperature through a heating source such as a boiler, the kinetic energy of the fluid is converted into thermal energy to generate hot water, so that the water temperature can be raised more promptly without preheating, It can be generated continuously or intermittently, and it can greatly reduce the wasteful energy of the energy.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
도 1은 특허문헌 (0001)의 고압세척기의 구성을 나타내는 정단면도이다.1 is a front sectional view showing the structure of a high-pressure washer of Patent Document (0001).
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 커넥터의 전체 구성을 나타내는 분해 사시도이다.2 is an exploded perspective view showing the entire construction of a piping connector according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 커넥터의 결합 구조를 나타내는 분해 단면도이다.3 is an exploded cross-sectional view illustrating a coupling structure of a piping connector according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 커넥터의 와류 형성 원리를 나타내는 도면이다.4 is a view showing a principle of vortex formation of a piping connector according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가속로 대비 유출로의 직경이 작아질 때의 와류 형성 원리를 나타내는 도면이다.5 is a view showing the principle of vortex formation when the diameter of the outflow path relative to the acceleration path is reduced according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가속부분에 형성된 가속로의 구조 변화에 의한 와류 발생 원리를 나타내는 도면이다.6 is a view showing a principle of generating a vortex due to a structural change of an acceleration path formed in an acceleration part according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰공간의 구조 변화에 의한 와류 발생 원리를 나타내는 도면이다.7 is a view showing the principle of generating a vortex due to a structural change of a friction space according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유출커넥터 내주면의 형상 변화에 의한 와류 발생 원리를 나타내는 도면이다.8 is a view showing the principle of generating a vortex due to a change in the shape of the inner circumferential surface of the outflow connector according to the embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 메쉬필터와 유동구슬의 구성이 부가된 배관 커넥터의 구성을 나타내는 도면이다. 9 is a view showing the construction of a pipe connector to which a mesh filter and a flow ball structure according to another embodiment of the present invention is attached.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단열부재가 설치된 배관 커넥터의 구성을 나타내는 도면이다.10 is a view showing the construction of a piping connector provided with a heat insulating member according to another embodiment of the present invention.
[부호의 설명][Description of Symbols]
100 : 배관 커넥터100: Piping connector
110 : 유입커넥터110: inlet connector
111 : 가속부분 수용홈111: Acceleration part receiving groove
111a : 가속부분 끼움홈111a: Acceleration part fitting groove
112 : 유입체결홈112: inlet tightening groove
113 : 오링압착홈113: O-ring crimping groove
IR : 유입로IR: Inflow path
120 : 가속부분120: acceleration part
121 : 지지턱121: Support jaw
122 : 끼움턱122: inserting jaw
AR : 가속로AR: with acceleration
EAR : 확장 가속로EAR: Extended Acceleration
130 : 유출커넥터130: Outflow connector
131 : 마찰공간131: Friction space
132 : 가속부분 고정턱132: Accelerated partial securing jaw
133 : 유출체결부133:
134 : 오링수용홈134: O-ring receiving groove
136 : 유출체결홈136: Outflow tightening groove
137 : 요철면137: uneven surface
OR : 유출로OR: outflow route
140 : 니플140: Nipple
150 : 오링150: O ring
200 : 배관 커넥터200: Piping connector
210 : 메쉬필터210: Mesh filter
211 : 관통홀211: Through hole
212 : 유출홈212: spill home
220 : 유동구슬220: Flowed beads
300 : 배관 커넥터300: Piping connector
310 : 단열부재310:
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지되어진 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.The preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which the technical parts already known will be omitted or compressed for simplicity of explanation.
우선, 본 발명의 배관 커넥터가 수행하는 와류에 의한 수온 상승 기능과 증진된 혼합 과정을 설명하기에 앞서 배관 커넥터를 구성하는 전체 구성요소들에 대해 설명하기로 한다.First, all components constituting the piping connector will be described before explaining the water temperature raising function and the enhanced mixing process performed by the piping connector of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 커넥터의 전체 구성을 나타내는 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 커넥터의 결합 구조를 나타내는 분해 단면도이다.FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating an entire configuration of a piping connector according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an exploded cross-sectional view illustrating a coupling structure of a piping connector according to an embodiment of the present invention.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 배관 커넥터(100)는 관로의 직경 변화를 통해, 저속의 유체 속에 고속의 유체를 유체의 흐름을 따라 분사함으로써, 물 분자간의 형태 마찰력을 높임은 물론, 유체의 정상 유선을 교란시키고 경계층이 분리되도록 하여 유체를 관로 내에서 와류 운동하게 한다. 이로 인해, 관로 내에는 상당한 양의 형태 마찰력과 표면 마찰력이 형성되어 유체의 수온을 순간적으로 상승시킬 수 있다.As shown in FIGS. 2 and 3, the
본 발명의 배관 커넥터(100)는 상술한 기능을 수행하기 위하여, 유입커넥터(110), 가속부분(120), 유출커넥터(130), 니플(140), 및 오링(150)의 구성을 포함한다.The
유입커넥터(110)는 내부에 유체의 유입로(IR)가 형성되며, 일단이 유체의 공급 경로를 형성하는 배관 또는 호스에 연결되어 유체를 공급받는 것으로, 가속부분 수용홈(111), 유입체결홈(112) 및 오링압착홈(113)의 구성을 포함한다.The
가속부분 수용홈(111)은 유입커넥터(110)가 일단을 통해 유체를 공급받을 때, 그 타단에 유로의 길이방향을 따라 인입된 형상으로 마련되어, 수용홈 내부에 후술될 가속부분(120)이 유체의 이동 경로방향으로 수용되도록 한다.The accelerating
이때, 가속부분 수용홈(111)에는 후술될 가속부분 고정턱(132)을 수용하는 가속부분 끼움홈(111a)이 형성될 수 있다.At this time, the acceleration
그리고, 유입체결홈(112)은 내측으로 암나사산이 형성되어, 후술될 유출커넥터(130)의 유출체결부(133)와 나사결합됨으로써, 유입커넥터(110)와 유출커넥터(130)가 견고히 결합될 수 있도록 한다.The
또한, 오링압착홈(113)은 유입커넥터(110)와 유출커넥터(130)와의 결합부분의 수밀을 위해 마련되는 후술될 오링(150)을 수용하는 것으로, 오링(150)의 형상에 대응되는 형상으로 마련된다.The O-ring
가속부분(120)은 유입커넥터(110)의 타단, 즉, 가속부분 수용홈(111)에 안착되어 내부에 유입로(IR)의 직경이 축소된 가속로(AR)가 형성되며, 유입로(IR)를 통해 공급된 유체의 유속을 급격히 상승시켜 유출로(OR)로 분사시키는 것으로, 지지력을 형성하기 위한, 지지턱(121) 및 끼움턱(122)의 구성을 포함한다.The
지지턱(121)은 가속부분(120) 본체의 측면에서 가속로(AR)를 가로지르는 방향으로 연장형성되어 유입커넥터(110)와 유출커넥터(130)이 결합될 때, 가속부분 수용홈(111)과 가속부분 고정턱(132)에 수용 및 고정됨으로써, 수압에 의한 가속로(AR) 방향의 하중을 지지한다.The
또한, 끼움턱(122)은 가속부분(120) 본체에서 가속로(AR) 방향으로 연장형성되어 상술한 가속부분 끼움홈(111a)에 안착됨으로써, 수압에 의한 가속로(AR)를 가로지르는 방향의 하중을 지지한다.The
이때, 지지턱(121) 및 끼움턱(122)의 모서리 부분은 라운딩 처리되어 가속부분(120)이 유입커넥터(110)에 끼워지는 과정을 용이하게 할 수 있음은 물론이다.It is a matter of course that the corner portions of the supporting
여기서, 상술한 유입커넥터(110)와 가속부분(120)의 구성은 도면에 도시한 바와 같이, 각각 별도로 마련되어 끼워져 사용될 수 있으나, 일체화되어 제작될 수 있음은 물론이며, 이 또한 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 것임은 자명하다.As shown in the drawing, the
유출커넥터(130)는 내부에 유체의 유출로(OR)가 형성되며, 일단이 상술한 유입커넥터(110)의 타단과 결합되어 가속부분(120)에 의해 분사되는 유체의 유출로(OR)를 안내하는 것은 물론, 유출되는 유체의 마찰 구조를 형성하여 저속의 유체 속에 가속부분(120)에서 분사되는 고속의 유체가 분사될 수 있게 한다. The outflow connector OR is formed in the
이를 위해, 유출커넥터(130)는 마찰공간(131), 가속부분 고정턱(132), 유출체결부(133), 오링수용홈(134) 및 유출체결홈(136)의 구성을 포함한다.To this end, the
마찰공간(131)은 가속부분(120) 측과 대면하는 부위에 유출로(OR)보다 반경이 확장되어 형성된 공간을 의미하며, 마찰공간(131) 내 체류에 의해 저속화된 유체에 가속부분(120)에 의해 고속화된 유체가 분사될 때, 그 속도차에 의한 유체의 와류 운동이 형성되도록 한다.The
가속부분 고정턱(132)은 유출커넥터(130)의 일단으로부터 연장형성되어 상술한 가속부분(120)의 지지턱(121)을 가압하여 가속부분(120)의 지지턱(121)이 유입커넥터(110)와 유출커넥터(130) 사이에서 고정되도록 한다.The accelerating
유출체결부(133)는 유출커넥터(130)의 일단으로부터 연장형성되며 외주연부에 수나사산이 형성되어 상술한 유입체결홈(112)과 나사결합됨으로써, 유입커넥터(110)와 유출커넥터(130)가 결합되도록 한다.The
오링수용홈(134)은 유출커넥터(130) 일단의 측면에 인입된 형상으로 마련되어 후술될 오링(150)을 수용한다. The O-
유출체결홈(136)은 유출커넥터(130)의 타단에 유출로(OR) 방향을 따라 인입된 형상으로 마련되어, 후술될 니플(140)이 결합될 수 있도록 나사산이 형성된다.The outflow connection groove 136 is provided at the other end of the
니플(140)은 길이방향 양단에 수나사산이 절삭되어 있는 관이음으로, 유출커넥터(130)와 배관 또는 호스를 연결하기 위해 마련된다.The
오링(150)은 합성수지 재질로 마련되며, 상술한 오링압착홈(113)과 오링수용홈(134)에 끼워져 유입커넥터(110)와 유출커넥터(130) 사이의 누수 경로를 수밀한다. The O-
본 발명의 배관 커넥터(100)에 사용되는 오링(150)과 관련된 수밀링들은 복수의 누수 경로에 설치되어 사용될 수 있으며, 그 구성은 익히 공지된 기술로 상세한 설명은 생략하기로 한다.The water mills related to the O-
아래에서는, 본 발명의 배관 커넥터의 와류 유동에 의한 형태 마찰 및 표면 마찰 생성 원리를 설명한다.In the following, the shape friction and surface friction generation principle by the vortical flow of the piping connector of the present invention will be described.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 커넥터의 와류 형성 원리를 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가속로 대비 유출로의 직경이 작아질 때의 와류 형성 원리를 나타내는 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가속부분에 형성된 가속로의 구조 변화에 의한 와류 발생 원리를 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰공간의 구조 변화에 의한 와류 발생 원리를 나타내는 도면이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유출커넥터 내주면의 형상 변화에 의한 와류 발생 원리를 나타내는 도면이다.FIG. 4 is a view showing a principle of forming a vortex flow in a pipe connector according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a view showing a vortex formation principle when a diameter of an outflow passage is reduced according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a view showing a principle of vortex generation due to a structural change of an acceleration path formed in an acceleration part according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a view showing a structural change of a friction space according to an embodiment of the present invention FIG. 8 is a view showing the principle of generating a vortex due to a change in the shape of the inner circumferential surface of the outflow connector according to the embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 배관 커넥터(100)는 마찰공간(131) 내 체류에 의해 저속화된 유체에 가속부분(120)을 통해 고속화된 유체가 분사됨으로써, 물 분자간의 형태 마찰력을 증가시켜 수온을 상승시킴은 물론, 유체가 흐르는 경로를 확장시키고 유체의 정상 유선의 교란을 통해 경계층이 분리되도록 하여 유체가 와류 유동하도록 함으로써, 상당한 형태 마찰력 및 표면 마찰력을 발생시켜 유체의 수온을 순간적으로 상승시킬 수 있다.As shown in FIG. 4, the
구체적으로, 유출커넥터(130)가 형성하는 유출로(OR)는 수평한 관로를 형성하므로, 유체의 밀도가 일정하고 완전히 발달된 정상상태의 흐름이라 가정할 수 있다. 이때, 흐르는 유체는 일정한 점도를 가지며, 점도가 있으므로 마찰력이 작용한다.Specifically, since the outflow route OR formed by the
곧은 관에서는 유체와 관로 표면 간의 표면 마찰이 발생하지만, 흐름의 반향이나 유속이 변하면 이로 인한 마찰이 추가로 발생한다. 이러한, 흐름의 반향이나 유속의 변화로 발생하는 마찰을 형태 마찰이라 하며, 그 영향은 정확하게 계산할 수 없으므로, 실험 자료에 의존할 수밖에 없다.In a straight tube, surface friction occurs between the fluid and the channel surface, but additional friction is generated as the flow rate or flow rate changes. Such friction, which is caused by flow echoes or changes in flow velocity, is called shape friction, and its influence can not be calculated accurately, so it relies on experimental data.
본 발명의 일 실시예와 같이 유로의 단면이 급격히 확대되는 경우, 팽창 제트(가속부분(120)의 끝단)와 유로 사이의 공간에는 경계층 분리(관벽에서의 분리)의 특성인 와류 운동을 하는 유체가 차므로, 이 공간에서 상당한 양의 형태 마찰이 발생한다.In the case where the cross section of the flow path is rapidly enlarged as in the embodiment of the present invention, the space between the expansion jet (the end of the acceleration part 120) and the flow path is filled with a fluid A considerable amount of shape friction occurs in this space.
단면의 급격한 확대로 인한 마찰손실 hfe는 작은 유로에서 속도수두(velocity head)에 비례하여 나타난다. The frictional loss h fe due to the rapid expansion of the cross section appears in proportion to the velocity head in the small flow path.
Ke : 확대손실계수(expansion loss coefficient) Ke: expansion loss coefficient
Va : 작은 유로에서의 평균 유속 Va: Average flow rate in the small passage
계는 도 4에 도시 된 바와 같이, 수평환 확장관에서 단면 A-A`와 B-B` 사이의 큰 유로의 내면에 있는 유체만이며, 일반적인 흐름 조건은 난류이다.As shown in FIG. 4, only the fluid on the inner surface of the large flow path between the cross-sections A-A 'and B-B' in the horizontal ring extension pipe, and the general flow condition is turbulent flow.
관이 수평이므로 중력은 없고, 관이 비교적 짧고 관 벽에서는 속도 구배가 거의 없으므로 관벽 마찰(표면 마찰)은 무시할 수 있다. Bernoullli 식에서 마찰 손실(hf)은 표면 마찰과 와류에 의한 형태 마찰을 모두 포함한다. 그러므로, 이 경우에는 형태 마찰에 의한 압력강하가 전부인 것으로 생각한다. 이 경우에 운동량 수지에서는 형태 마찰을 구분할 수 없다. 형태 마찰의 영향이 압력과 유체의 운동량 변화에 포함되어 있으나 이를 구분할 수 없다. 마찰에 의한 기계적 에너지의 손실(hf )이 압력강하에서 이를 구분하는데 도움을 주고, 유체 운동량 손실의 척도가 된다.Since the tube is horizontal, there is no gravity, the tube is relatively short, and there is little velocity gradient in the tube wall, so that the wall friction (surface friction) is negligible. The friction loss (h f ) in the Bernoulli equation includes both surface friction and shape friction due to eddy currents. Therefore, in this case, it is considered that the pressure drop due to the shape friction is all. In this case, shape friction can not be distinguished in the momentum balance. The influence of shape friction is included in the change of pressure and fluid momentum, but it can not be distinguished. The loss of mechanical energy due to friction (h f ) helps to distinguish it from the pressure drop and is a measure of fluid momentum loss.
도 5를 참조하면, 유로의 단면이 급격히 축소되는 경우, 유체는 흐름이 예리한 모서리를 지나 안쪽으로 관 벽에 부착되어 관벽을 따라 흐를 수 없으므로 관벽에 붙어있지 못 하고 관벽에서 이탈한다. 제트가 형성되어 작은 단면의 정체 유체 속으로 흘러들어 간다. 제트는 처음에 수축되었다가 다시 팽창하여 작은 단면에 차게 되며, 수축점(C-C`) 하류에서는 정상적인 속도분포가 다시 회복된다.Referring to FIG. 5, when the cross-section of the flow path is sharply reduced, the fluid is not attached to the wall because it can not flow along the wall due to the flow attached to the wall through the sharp edge. A jet is formed and flows into a small cross-sectional stagnant fluid. The jet initially contracts and then expands again to fill the small cross section, and the normal velocity distribution is restored again at the contraction point (C-C).
급속한 축소로 인한 마찰 손실 역시 작은 유로의 속도수두에 비례한다.The friction loss due to the rapid reduction is also proportional to the velocity head of the small flow path.
Kc = 축소손실계수(contraction loss coefficient)는 이론적으로 추정할 수 없다. 실험에 의하면 층류일 때는 < 0.1 이며, 무시할 수 있고, 난류일 경우, Kc = contraction loss coefficient can not be estimated theoretically. According to the experiment, laminar flow is <0.1 and can be neglected,
라 할 수 있다..
도 4 및 도 5에서 설명한 내용을 종합하면, 유로의 단면이 확장되거나 축소될 경우 모두, 유체의 정상 유선이 교란되고 경계층이 분리되어 유체가 와류 유동됨으로써, 형태 마찰력이 발생할 수 있으며, 이와 함께, 유로가 확장되거나 축소되는 부분에 마찰공간(131)이 별도로 형성됨으로써, 마찰공간(131) 내에서의 유체의 와류 운동에 의한 상당한 양의 형태 마찰력이 부가되어, 관내 유동하는 유체에 순간적인 수온 상승을 기대할 수 있다. 4 and 5, when the cross-section of the flow path is expanded or contracted, the normal flow line of the fluid is disturbed, the boundary layer is separated, and the fluid is vortically flowed, so that the shape frictional force can be generated. Since a
나아가, 앞서 설명한 바와 같이, 유로의 단면이 확장되는 구조에서는 유출경로의 끝단이 개방된 경우, 가속부분(120)에 의해 분사되는 유체가 마찰공간(131)에서 체류하지 못하고 바로 유출커넥터(130)의 유출로(OR)를 따라 유출될 수 있으므로, 일반 노즐과 같이 유출로(OR)의 끝단이 개방된 상태로 사용되는 것 보다 본 발명의 배관 커넥터(100)와 같이, 유출 경로의 끝단이 개방되지 않은 커넥터 상태로 사용되어야 기대하는 수온 상승효과를 얻을 수 있을 것으로 보인다.Further, as described above, when the end of the outflow path is opened in the structure in which the cross section of the flow path extends, the fluid injected by the
한편, 유로의 단면이 축소되는 구조에서는 가속부분(120)에 의해 분사되는 유체가 마찰공간(131)에서 체류하여 목적한 수온 상승효과를 기대할 수 있으므로, 일반 노즐과 같은 형태로 사용할 수 있다. 예를 들어, 세척기의 세척건에 본 발명의 배관 커넥터(100)의 구성을 부가하여 상용적으로 사용되는 노즐로도 사용할 수 있음은 물론이다.On the other hand, in the structure in which the cross section of the flow path is reduced, the fluid injected by the
한편, 도 6을 참조하면, 가속로(AR)의 끝단의 단면을 확장된 형상으로 구성됨으로써, 유체의 정상 유선을 더욱 교란시킴은 물론, 마찰공간(131)을 더욱 확장시켜 유체의 와류 운동을 가속화시킬 수 있으며, 이를 통해 향상된 수온 상승효과를 기대하게 할 수 있다.6, the cross section of the end of the acceleration passage AR is formed in an expanded shape, thereby further disturbing the normal flow line of the fluid, and further expanding the
구체적으로, 가속로(AR)의 끝단에는 단면의 직경이 확장된 확장 가속로(EAR)가 형성되며, 이때, 확장 가속로(EAR)의 직경은 유출로(OR)의 직경에 대응되도록 함으로써, 가속로(AR)를 통해 분사된 유체의 물줄기가 유출로(OR)로 쉬이 유입될 수 있도록 하여, 유체의 흐름을 거스르지 않으면서, 마찰공간(131)을 확장시켜 유체의 와류 유동에 의한 보다 증진된 형태 마찰력과 표면 마찰력이 형성되도록 한다.More specifically, an extended acceleration path EAR is formed at the end of the acceleration path AR, the diameter of which is enlarged. At this time, by making the diameter of the extended acceleration path EAR correspond to the diameter of the outflow path OR, The water stream injected through the acceleration path AR can be introduced into the outflow path OR to expand the
또한, 도 7을 참조하면, 마찰공간(131)의 형상 및 구조가 달리 형성되어 와류 유동에 의한 부가적인 수온 상승효과를 기대하게 할 수 있다. Referring to FIG. 7, the shape and structure of the
구체적으로, 마찰공간(131)의 구조가 유출로(OR)를 따라 길게 연장형성되어 가속부분(120)에 의해 분사되는 유체의 대류 또는 체류에 의한 형태 마찰력을 증가시켜 수온 상승효과를 부가할 수 있으며, 이때, 마찰공간(131)의 길이는 가속부분(120)에 의해 분사되는 유체의 분사압을 고려하여 설정되는 것이 바람직하다.Specifically, the structure of the
이와 더불어, 마찰공간(131)의 형상이 유체가 대류할 때 발생하는 사각지대가 제거되도록 마련되어 원활한 와류 유동(고속 회전)을 구현함으로써, 역시 형태 마찰력 증가를 통한 수온 상승효과를 기대할 수 있음은 물론이다. In addition, since the shape of the
여기서, 마찰공간(131)의 형상은 유체 간의 발생하는 형태 마찰력의 크기와 유체와 마찰공간(131) 내주면 간의 표면 마찰력의 크기에 따라 설정되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 유체와 마찰공간(131) 내주면의 표면 마찰력이 유체 간의 발생하는 형태 마찰력보다 크게 형성 될 수 있다면, 마찰공간(131)의 사각지대를 고려하지 않고 확장하는 것이 바람직하며, 표면 마찰력이 형태 마찰력보다 크게 형성될 수 있다면, 그와 반대로 사각지대를 경감하는 것이 바람직하다.The shape of the
아울러, 도 8을 참조 하면, 마찰공간(131)과 유출로(OR)의 내주면은 경로 내 유체의 표면 마찰을 증가시키고, 경계층을 분리시켜 유체의 와류 유동을 가속화시킬 수 있는 요철면(137)이 형성될 수 있다.8, the inner circumferential surfaces of the
구체적으로, 수온 상승을 위한 와류 유동을 발생시키는 유출커넥터(130)의 내주면에는 유체의 흐름을 따라 일정 간격으로 돌출 또는 인입된 형상의 돌기 또는 요입홈이 형성되어 유출커넥터(130)의 내주면을 따라 흐르는 유체의 표면 마찰력을 증가시키는 것은 물론, 유체가 내주면의 경계층으로부터 분리되도록 하여 와류 유동에 의한 수온 상승효과를 기대할 수 있다.Specifically, protrusions or recesses are formed in the inner circumferential surface of the
아래에서는, 본 발명의 배관 커넥터의 기본 구성과 함께 유체의 심화된 와류 유동을 부가할 수 있는 추가적인 구성에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a further configuration capable of adding a deep eddy flow of the fluid together with the basic structure of the piping connector of the present invention will be described.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 메쉬필터와 유동구슬의 구성이 부가된 배관 커넥터의 구성을 나타내는 도면이다. 9 is a view showing the construction of a pipe connector to which a mesh filter and a flow ball structure according to another embodiment of the present invention is attached.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에서의 배관 커넥터(200)는 마찰공간(131)에 메쉬필터(210)의 구성과 유동구슬(220)의 구성이 부가되어 사용될 수 있다.9, the
메쉬필터(210)는 다수의 공극, 즉, 관통홀(211)이 형성된 원판 형상으로 마련되어 유출커넥터(130)의 마찰공간(131) 내 유출로(OR)의 전단에 설치됨으로써, 가속부분(120)에 의해 분사되는 유체가 메쉬필터(210)에 부딪쳐 관통홀(211)을 따라 유동하도록 함으로써, 역시 유체의 정상 유선을 교란시키고, 경계층이 분리되도록 하여 유체의 와류 유동을 한층 심화시킬 수 있다.The
여기서, 메쉬필터(210)는 일정 강도를 갖는 합성수지 재질 또는 금속 재질로 마련되며, 유로 내에 설치되는 것을 고려하여 스테인리스 강(SUS)으로 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 관통홀(211)의 크기는 가속부분(120)의 직경에 근접한 직경 또는 넓은 직경으로 형성되며, 관통홀(211)의 첨단이 유선 형태로 형성되도록 하여 유체의 흐름을 거스르지 않도록 하는 것이 바람직하다.Here, the
한편, 유출커넥터(130)의 마찰공간(131)에는 유동구슬(220)의 구성이 마련되어 마찰공간(131) 내 유체의 와류 유동을 가속화시켜 그에 따른 수온 상승효과를 기대할 수 있다.In the meantime, the structure of the
구체적으로, 유로 내에 설치되는 것을 고려하여 스테인리스 강으로 마련되는 유동구슬(220)은 유출로(OR)보다 큰 직경으로 형성되어 마찰공간(131)에서 유체의 와류 또는 대류에 의해 함께 유동함으로써, 유체의 정상 유선을 교란시키고 유로 표면으로부터의 경계층이 분리되도록 할 수 있다.Specifically, in consideration of being installed in the flow passage, the
이때, 마찰공간(131)은 유동구슬(220)이 유체 흐름의 사각지대로 이동하여 정체되는 것을 경감하기 위해, 유체의 대류 경로를 제외한 나머지 사각지대를 제거하는 것이 바람직하며, 유체의 흐름에 의해 유동구슬(220)이 메쉬필터(210)의 관통홀(211)을 막아 유체의 흐름이 정체되는 것을 경감하기 위해, 관통홀(211) 부분에는 유체의 흐름을 따라 인입된 형상으로 마련되는 복수개의 유출홈(212)이 형성될 수 있음은 물론이다.At this time, it is preferable to remove the remaining blind spots excluding the convection path of the fluid in order to alleviate the stagnation of the
이하에서는, 본 발명의 배관 커넥터에 의해 발생하는 와류 유동에 의한 수온 상승효과를 설명한다.Hereinafter, the effect of increasing the water temperature by the vortical flow generated by the piping connector of the present invention will be described.
일반적으로 차량과 같은 대상물의 세척을 위해 마련되는 고압의 세척기는 보일러를 통해 사용되는 온도까지 가열된 온수를 양수기를 통해 공급하여 노즐에 해당하는 세척건을 통해 분사함으로써, 고압의 온수를 이용한 세척 과정을 진행한다.In general, a high-pressure washer for cleaning objects such as a vehicle supplies hot water heated to a temperature used by a boiler through a water purifier and injects the water through a cleaning gun corresponding to the nozzle, .
본 발명의 배관 커넥터(100)가 구비된 고압의 세척기는 양수기와 세척건 사이의 관로에 설치되어 공급되는 온수의 온도를 상승시킬 수 있어, 보일러에서 가열되어 양수기로 제공되는 온수의 온도를 일정 수준 낮은 온도로 제공할 수 있다.The high-pressure washer equipped with the
상기 표 1을 살펴보면, 배관 커넥터(100)가 설치되지 않은 고압 세척기의 경우, 20℃로 공급되는 세척액의 수온이 발열체인 양수기를 통해 31℃로 상승하였다가 유출될 때에는 26℃의 온도로 분사된다.Referring to Table 1, in the case of the high-pressure washer without the
그러나, 본 발명의 배관 커넥터(100)가 양수기와 세척건 사이에 설치되어 사용되는 경우, 양수기를 통해 31℃로 상승하였던 세척액이 33℃의 수온으로 세척건을 통해 분사되는 것으로 측정되었다.However, when the
또한, 유수량은 4ℓ를 기준으로 배관 커넥터가 설치된 경우나 설치되지 않은 경우 모두 30초로 동일하였다.In addition, the flow rate was equal to 30 seconds in the case where the piping connector was installed or not installed, based on 4 liter.
따라서, 배관 커넥터(100)가 설치된 경우, 유수량의 손실 없이 약 7℃ 정도의 온도 상승효과를 보이는 것을 알 수 있다. 유수량은 공급되는 온수의 입구 반경과 출구 반경이 동일하므로, 배관 커넥터(100)의 설치 유무와 상관없이 동일한 것으로 보인다.Therefore, when the
상기 표 1의 결과 값은 도 3에 도시된 배관 커넥터(100)의 기본 구조만으로 측정된 수온 상승 값으로, 도 5 내지 도 8에 도시된 배관 커넥터(100)와 같이 와류 발생 구조를 달리한다거나, 도 9에 도시된 바와 같이, 메쉬필터(210) 및 유동구슬(220)의 구성을 부가한다면, 그 온도의 상승 폭은 더욱 향상될 것임은 자명하다.The result of Table 1 is a water temperature rise value measured only by the basic structure of the
한편, 본 발명의 배관 커넥터(100)의 구조의 변화 또는 추가적인 구성을 통해 온도 상승 효과를 기대하는 것과 별개로, 배관 커넥터(100)에 단열 기능을 부가하여 상승된 수온의 손실을 경감함으로써, 분사되어 사용되는 유체의 온도를 상승시킬 수 있다.On the other hand, apart from the expectation of a temperature increase effect through a change in the structure of the
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단열부재가 설치되는 구조를 나타내는 도면이다.10 is a view showing a structure in which a heat insulating member according to another embodiment of the present invention is installed.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 배관 커넥터(300)의 유출커넥터(130) 내부에 열전도도가 낮은 단열부재(310)를 부가적으로 설치하여, 마찰공간(131) 및 유출로(OR)에서 상승된 수온에서 전도되는 열의 외부 방열을 경감할 수 있다.10, a
여기서, 또 다른 실시예에서의 배관 커넥터(300)는 단열부재(310)의 구성을 유출커넥터(130)의 내부에 설치하였으나, 유출커넥터(130) 자체를 열전도도가 낮은 단열 재질로 사용할 수 있음은 물론이다.Here, in the
이에 의해, 마찰공간 상에 체류하는 저속의 유체에 고속의 유체를 분사함으로써, 물 분자간의 형태 마찰력을 높임은 물론, 발생하는 와류에 의해 관벽의 경계층에서의 표면 마찰력을 높여 별도의 가열원 없이도 관로 내 유체의 가열 효과를 얻을 수 있으며, 보일러와 같은 가열원을 통해 수온을 상승시키는 것과 달리 유체의 운동 에너지를 열 에너지로 변환시켜 온수를 생성함으로써, 예열 과정을 거치지 않고서도 보다 즉각적으로 수온을 상승시킬 수 있음은 물론, 온수를 지속적 또는 단속적으로 생성할 수 있어 에너지의 낭비적인 요소를 크게 경감할 수 있는 효과를 포함한다.As a result, by spraying the high-speed fluid to the low-speed fluid staying in the friction space, the shape frictional force between the water molecules is increased, and the surface frictional force in the boundary layer of the pipe wall is increased by the generated eddy current, The heating effect of the fluid can be obtained and the temperature of the fluid is increased by converting the kinetic energy of the fluid into heat energy to generate the hot water instead of raising the water temperature through the heating source such as the boiler, In addition, the hot water can be generated continuously or intermittently, thereby significantly reducing the wasteful energy.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 균등개념으로 이해되어져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. And the scope of the present invention should be understood as the scope of the following claims and their equivalents.
Claims (10)
Applications Claiming Priority (4)
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| KR20170175254 | 2017-12-19 | ||
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| KR10-2017-0179944 | 2017-12-26 |
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Citations (5)
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-
2017
- 2017-12-28 WO PCT/KR2017/015624 patent/WO2019124619A1/en not_active Ceased
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