(57)【要約】【課題】  本発明は、空気が冷気と熱気に分離される過程で本体が加熱される問題点を解決することができるボルテックスチューブの構造を提供する。【解決手段】  本体と；前記本体の後方に結合され、圧縮空気が流入される流入部と；前記本体の内部に設置される中空管状の空気循環チャンバーと；前記本体の内周面と前記空気循環チャンバーの外周面との間の空間に形成され、前記流入部を通じて流入される空気が前方に移動する移動通路と；前記空気循環チャンバーの前方に結合され、前記移動通路を通じて流入される空気を空気循環チャンバーの内部で回転させるボルテックス発生部と；前記本体の前方に結合され、前記空気循環チャンバーから冷却空気が排出される冷却空気排出部と；前記空気循環チャンバーの後方に結合され、前記空気循環チャンバーから高温空気を排出させる高温空気排出部と；を含む。【選択図】  図３
2014066508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と；
前記本体の後方に結合され、圧縮空気が流入される流入部と；
前記本体の内部に設置される中空管状の空気循環チャンバーと；
前記本体の内周面と前記空気循環チャンバーの外周面との間の空間に形成され、前記流入部を通じて流入される空気が前方に移動されるようにする移動通路と；
前記空気循環チャンバーの前方に結合され、前記移動通路を通じて流入される空気を空気循環チャンバーの内部で回転させるボルテックス発生部と；
前記本体の前方に結合され、前記空気循環チャンバーから冷却空気が排出される冷却空気排出部と；
前記空気循環チャンバーの後方に結合され、前記空気循環チャンバーから高温空気を排出させる高温空気排出部と；を含むことを特徴とする、ボルテックスチューブ。
【請求項２】
前記空気循環チャンバーの前方側外周面には、一定の角度で分割された位置に突起が突設され、前記突起の間で圧縮空気が移動することを特徴とする、請求項１に記載のボルテックスチューブ。
【請求項３】
前記移動通路を通じて流入される圧縮空気は前記空気循環チャンバーの外周面を冷却させることを特徴とする、請求項１に記載のボルテックスチューブ。
【請求項４】
前記高温空気排出部は、排出される空気量を調節するためのバルブを備えることを特徴とする、請求項１に記載のボルテックスチューブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はボルテックスチューブに係り、より詳しくはボルテックスチューブの内部空気流入の流れを改善したボルテックスチューブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ボルテックスチューブ（Ｖｏｒｔｅｘ Ｔｕｂｅ）は産業現場の多くの箇所での局所的冷却問題に対する解決策として使われており、産業現場で使われる一般的な圧縮空気（コンプレッサー）を駆動エネルギー源として使用する。
【０００３】
また、ボルテックスチューブは、機械的駆動部なしで冷気と熱気の流れを同時に形成し、ボルテックスチューブは費用が安くて信頼性が高いし、維持保守の必要性が全然ない冷却装置であり、高温の産業現場である熔接、溶湯などの製造工程に用いられている。
このようなボルテックスチューブに係わる先行技術としては、大韓民国特許庁に出願された特許文献１及び特許文献２などがある。
【０００４】
図１は従来のボルテックスチューブの構造を示す断面図である。
図１に示すように、従来のボルテックスチューブは、圧縮空気の注入のための圧縮空気注入部１５が形成された本体１０と、前記本体１０に結合されて冷気と熱気を発生させるボルテックス発生器１４と、前記ボルテックス発生器１４に結合される空気循環チューブ１２と、前記本体１０に結合されるカバー１３と、前記カバー１３に結合される調節バルブ１６及びキャップ１７とからなる。
【０００５】
従来のボルテックスチューブは、注入口１５から供給された圧縮空気がボルテックス発生器１４と空気循環チューブ１２を経って冷気と熱気に分離され、熱気は空気循環チューブ１２の一側に配置された調節バルブ１６との隙間を通じて外部に排出され、冷気は前方の噴射口を通じて噴射される構造のもので、熱気の排出が円滑になされるほどその効率が高くなる。
【０００６】
図２はボルテックスチューブの内部流動を示す概念図である。
図２に示すように、ボルテックス理論について説明すれば、圧縮空気がボルテックスチューブに供給されれば、この空気はノズルを通じてボルテックス回転室の内側面に接しながらチューブの長手方向に対して垂直に噴射される。
【０００７】
このように噴射された空気はつむじ風のような渦流を形成し、チューブの内側壁面に沿って回りながらチューブの端部側に移動する。この際、チューブの端部に付いたバルブを少し開けば、熱くなった空気が一部外部に排出され、排出されなかった残りの空気は再び方向を転換してチューブの中心部に沿って小さなボルテックスを形成したままで逆流する。２次に形成された内部のボルテックスは熱を失って冷却したままでチューブの反対側端部に排出される。
【０００８】
すなわち、従来のボルテックスチューブは、外部で回転する熱気が本体そのもの温度を上昇させて使用者がやけどを負う問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】大韓民国特許出願第１０−２００７−００２５２３７号明細書
【特許文献２】大韓民国特許出願第１０−２００８−０００５４６１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、空気が冷気と熱気に分離される過程で本体が加熱される問題点を解決することができるボルテックスチューブの構造を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明によるボルテックスチューブは、本体と；前記本体の後方に結合され、圧縮空気が流入される流入部と；前記本体の内部に設置される中空管状の空気循環チャンバーと；前記本体の内周面と前記空気循環チャンバーの外周面との間の空間に形成され、前記流入部を通じて流入される空気が前方に移動する移動通路と；前記空気循環チャンバーの前方に結合され、前記移動通路を通じて流入される空気を空気循環チャンバーの内部で回転させるボルテックス発生部と；前記本体の前方に結合され、前記空気循環チャンバーから冷却空気が排出される冷却空気排出部と；前記空気循環チャンバーの後方に結合され、前記空気循環チャンバーから高温空気を排出させる高温空気排出部と；を含むことを特徴とする。
【００１２】
そして、前記空気循環チャンバーの前方側外周面には、一定の角度で分割された位置に突起が突設され、前記突起の間で圧縮空気が移動することができる。
また、前記移動通路を通じて流入する圧縮空気は前記空気循環チャンバーの外周面を冷却させることができる。
また、前記高温空気排出部は、排出される空気量を調節するためのバルブを備えることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によるボルテックスチューブは、流入部を本体の後方に設置し、本体と空気循環チャンバーの間に圧縮空気を流入させることで、熱くなった空気が本体に熱を伝達することを遮断する構造を提供するので、空気の分離過程で本体が加熱される問題点を解決することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来のボルテックスチューブを示す断面図である。
【図２】ボルテックスチューブの内部流動を示す概念図である。
【図３】本発明の好適な一実施例によるボルテックスチューブを示す分解斜視図である。
【図４】本発明の好適な一実施例によるボルテックス発生部を示す概念図である。
【図５】本発明の好適な一実施例によるボルテックスチューブの断面図である。
【図６】本発明の好適な一実施例によるボルテックスチューブの内部流動を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面に基づいて本発明の好適な一実施例を詳細に説明する。
図３は本発明の好適な一実施例によるボルテックスチューブを示す分解斜視図である。
【００１６】
図３に示すように、本発明によるボルテックスチューブは、本体１０、流入部２０、移動通路１２、冷却空気排出部３０、高温空気排出部４０、ボルテックス発生部５０及び空気循環チャンバー６０を含んでなる。
【００１７】
前記本体１０は、ボルテックスチューブの基本的な骨格をなすフレームの役目をし、中空管の形態である。
そして、前記流入部２０は、圧縮空気が貯蔵された圧縮タンク（コンプレッサー）に連結され、これを通じて圧縮空気が流入する。
【００１８】
また、ボルテックス発生部５０は、前記移動通路１２を通じて前記流入部２０から流入する圧縮空気を空気循環チャンバー６０の内部にボルテックス状に回転するようにする役目をし、より詳しくは、図４は本発明の好適な一実施例によるボルテックス発生部を示す概念図である。
【００１９】
図４に示すように、ボルテックス発生部５０は外周面から内周面側に一定の傾斜で形成された多数の回転誘導通路５２を通じて圧縮空気を回転させる役目をする。
また、前記ボルテックス発生部５０の中心は、空気循環チャンバー６０で冷却された空気が前方に排出されるように貫通されている。
【００２０】
そして、空気循環チャンバー６０は、前記流入部２０を通じて流入する空気の移動通路１２が形成されるように、前記本体１０の内部に設置される。前記空気循環チャンバー６０は中空管の形態で、一側は開口してボルテックス発生部５０に密着し、後方は高温空気排出部４０に連結される。
すなわち、空気循環チャンバー６０の外周面と本体１０の内周面が一定の間隔で結合され、その空間によって移動通路１２が形成されるものである。
このような移動通路１２は基本的に空気移動通路の役目をするが、空気循環チャンバー６０を冷却させる役目もする。
【００２１】
最後に、冷却空気排出部３０と高温空気排出部４０は前記本体１０の前後方にそれぞれ結合されることで、前記空気循環チャンバー６０から冷却空気及び高温空気が排出される。
【００２２】
ここで、前記高温空気排出部４０は、圧縮空気が流入する流入部２０と干渉しないように、一側に偏向した形に前記空気循環チャンバー６０に結合されることが好ましい。
そして、前記空気循環チャンバー６０の前方側外周面には一定の角度で分割された位置に突起６２が突設され、前記突起６２の間に圧縮空気が移動する。
【００２３】
前記突起６２によって圧縮空気の流れが層流化され、層流化された空気はボルテックス発生部５０で一定の角速度で回転するので、空気循環チャンバー６０の内部での熱交換効率を高めることができる。
本発明によるボルテックスチューブの作動状態について詳細に説明する。
図５は本発明の好適な一実施例によるボルテックスチューブの断面図である。
【００２４】
図５に示すように、前記高温空気排出部４０は、排出される空気量を調節するためのバルブ４２が設置され、前記バルブ４２を通じて排出される空気量によって冷却空気排出部３０を通じて排出される冷却空気の温度を調節することができる。
【００２５】
本発明によるボルテックスチューブは、本体１０と空気循環チャンバー６０の間に移動通路１２が形成され、前記移動通路１２を通じて圧縮空気が流入されるので、熱交換過程で高温空気によって本体が加熱される問題点を根本的に解決したものである。
【００２６】
図６は本発明の好適な一実施例によるボルテックスチューブの内部流動を示す断面図である。
図６に示すように、本発明によるボルテックスチューブは、流入部２０を通じて圧縮空気が流入すれば、移動通路１２を通じて前方に圧縮空気が移動する。
移動した圧縮空気はボルテックス発生部５０によって回転し、空気循環チャンバー６０の内部で回転しながら後方に移動する。
【００２７】
前記空気循環チャンバー６０の内部から後方に移動する空気の一部は高温空気排出部を通じて外部に排出され、一部の空気は空気循環チャンバー６０の中心を通じて前方に排出され、冷却空気排出部２０を通じて外部に排出される。
【００２８】
すなわち、空気循環チャンバー６０の内部で高温の空気が移動し、移動通路１２の外部に位置する本体１０には熱が伝達されないので、本体が加熱される問題点を解決することができるものである。
【００２９】
以上のように、本発明はボルテックスチューブを提供することを主な技術的思想とし、図面を参照して先に説明した実施例はただ一実施例に過ぎないので、本発明の真正な範囲は特許請求範囲によって決定されなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、空気が冷気と熱気に分離される過程で本体が加熱される問題点を解決することができるボルテックスチューブの構造に適用可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１０    本体
２０    流入部
１２    移動通路
３０    冷却空気排出部
４０    高温空気排出部
５０    ボルテックス発生部
５２    回転誘導通路
６０    空気循環チャンバー
６２    突起
【図１】
2014066508.tif 000003
【図２】
2014066508.tif 000004
【図３】
2014066508.tif 000005
【図４】
2014066508.tif 000006
【図５】
2014066508.tif 000007
【図６】
2014066508.tif 000008