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공기냉각장치 Vortex Tube의 원리


Vortex tube 는 프랑스의 물리학자 Georges Ranque 에 의해 1930년에 발견되었습니다.


vortex_0.jpg




보텍스튜브는 보통의 압축공기(Compressed Air : 3 ~ 10 kg/cm2)가 배관을 통해 공급되면 일차로 vortex(와류) 회전실에 투입되어 토네이도처럼 축에 대한 회전 유체 와류를 발생시킵니다. 

회전 공기는 1,000,000 RPM에 도달하게 되는데 이 회전공기(1차 보텍스)는 온기 출구쪽으로 향하다가 일부는 조절밸브에 의해 온기 출구로 배출(30 ~ 90 ℃)되고 나머지 공기는 조절 밸브에서 회송되어 2차 보텍스를 형성하면서 냉기 출구 쪽으로 가게 됩니다. 

이때 2차 보텍스의 흐름은 1차 보텍스 흐름의 안쪽에 있는 보다 낮은 압력의 지역을 통과하면서 열량을 잃고 냉기 출구쪽으로 향하게 됩니다. 
회전하는 두개의 공기 흐름이 바깥 흐름의 공기의 온도를 상승시키고 내부 흐름의 온도는 더욱 내려가게 됩니다. 
냉각용으로 이 Air를 사용하게 되죠.

첨부된 동영상을 보시면 쉽게 이해하실 수 있으실 겁니다.
 
설치해서 사용했을때 몇가지 문제점이 발견되었습니다.
첫째. 이건 뭐... Instrument Air 와 Air Regulator 를 사용하면 해결되는 문제인데 응축수가 발생할 수 있습니다.
두번째. 이게 좀 문제인데... 저희는 뜨거운 밸브 포지셔너의 냉각에 사용했었는데... 들어오는 에어라인이 뜨거우니 압축공기 자체가 뜨거워서 냉각효율이 그렇게 좋지 못했습니다.
아래에 파텍의 보텍스튜브에 관해 링크를 해놓겠습니다. 참조하시기 바랍니다.
 
http://www.partech.co.kr/03_process/pro_jumi1_1.htm


 

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첨부 2

  1. tube.swf
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  2. vortex_0.jpg
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