KR101111135B1

KR101111135B1 - 유체 유로 변환장치

Info

Publication number: KR101111135B1
Application number: KR1020110120966A
Authority: KR
Inventors: 황순찬; 박무룡; 박준영; 윤의수; 최범석; 유일수; 서정민
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2011-11-18
Filing date: 2011-11-18
Publication date: 2012-02-20

Abstract

본 발명은 유체 유로 변환장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 유체 유로 변환장치는 유체 공급부로부터 배출되는 유체를 서로 다른 복수개의 저장소 중 어느 하나에 선택적으로 제공하기 위한 유로 변환장치에 있어서, 상기 복수개의 저장소에 각각 대응되는 복수개의 유동로가 마련되되, 왕복 이송됨으로써 상기 복수개의 유동로 중 어느 하나와 상기 유체 공급부가 선택적으로 연통되어 상기 유체공급부로부터 제공되는 유체를 상기 유체공급부와 연통되는 유동로에 대응되는 저장소 내로 배출시키는 변환부; 상기 복수개의 유동로 중 어느 하나가 상기 유체 공급부와 선택적으로 연통되도록 상기 변환부를 왕복 이송시키는 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 유체 손실없이 유체의 유로를 신속하고 정확하게 변환할 수 있는 유체 유로 변환장치가 제공된다.

Description

유체 유로 변환장치{APPARATUS FOR DIVERTING FLUID FLOW PATH}

본 발명은 유체 유로 변환장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원하는 경로를 이탈하여 손실되는 양 없이 정확하고 신속하게 유체의 유로를 변경할 수 있는 유체 유로 변환장치에 관한 것이다.

에너지원 고갈의 대안으로 원자력 발전에 대한 관심이 날로 높아지고 있다. 이중 가압경수로형 원자력 발전소는 평균 2 내지 5% 정도의 저농축 우라늄을 핵연료로 사용하고 1차계통, 즉, 원자로 냉각재 계통은 완전히 폐쇄된 회로로서 원자로 냉각제 펌프(RCP:Reactor Coolant Pump)에 의하여 강제 순환되고 있다.

이러한 원자로 냉각제 펌프의 성능은 입력압과 토출압, 유량을 측정하여 평가한다. 다만, 원자로 냉각제 펌프 내의 유체는 고온, 고압의 상태로 유동하므로, 상온, 상압 상태에서 작동하도록 설계된 일반적인 유량계를 이용하여 원자로 냉각제 펌프를 유동하는 유체의 유량을 측정하는 경우, 그 결과를 신뢰하기 어려운 문제가 있다.

따라서, 유량계가 정확한 결과를 나타내도록 검교정하기 위한 시스템을 구성할 필요가 있다. 특히, 이러한 유량계 검교정 시스템을 구현하기 위해서는 유체의 유로를 원하는 방향으로 전환할 수 있는 장치가 필요하며, 필요한 때에 누수없이 신속하고 정확한 유로전환이 요구된다.

도 1은 종래의 유로전환장치의 일례를 도시한 것이고, 도 2는 도 1의 종래의 유로전환장치의 작동 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 유로전환장치(10)는 제1유동로(11)와 제2유동로(12)가 형성되되, 공압 실린더 등을 통하여 회동패널(13)이 회동하여 제1유동로(11) 또는 제2유동로(12) 중 어느 하나를 밀폐함으로써 밀폐되지 않은 쪽으로 유체가 유동하도록 하였다.

그러나, 이러한 종래의 유로전환장치(10)에 의하면, 회동패널(13)에 의하여 내벽이 완전히 밀폐되지 않아 원하지 않는 방향으로 유체가 누수됨으로써 감지하지 못하는 유체의 유량 손실이 발생되는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 의도하지 않는 누수를 방지하고 원하는 방향으로 유로를 신속하고 정확하게 변환할 수 있는 유체 유로 변환장치를 제공함에 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 유체 공급부로부터 배출되는 유체를 서로 다른 복수개의 저장소 중 어느 하나에 선택적으로 제공하기 위한 유로 변환장치에 있어서, 상기 복수개의 저장소에 각각 대응되는 복수개의 유동로가 마련되되, 왕복 이송됨으로써 상기 복수개의 유동로 중 어느 하나와 상기 유체 공급부가 선택적으로 연통되어 상기 유체공급부로부터 제공되는 유체를 상기 유체공급부와 연통되는 유동로에 대응되는 저장소 내로 배출시키는 변환부; 상기 복수개의 유동로 중 어느 하나가 상기 유체 공급부와 선택적으로 연통되도록 상기 변환부를 왕복 이송시키는 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 유로 변환장치에 의해 달성된다.

또한, 상기 변환부는 내부가 복수개의 이송로로 구획되는 몸체부; 상기 복수개의 이송로를 상기 복수개의 저장소 중 어느 하나 측으로 연장하는 연장부;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 저장소는 경계 격벽을 중심으로 한 쌍이 서로 이웃하게 위치하고, 상기 유체 공급부는 상기 경계 격벽의 상측에 마련되되, 상기 몸체부는 상기 유체 공급부의 단부와 연통된 상태로 상기 경계 격벽을 따라 왕복 이동함으로써 상기 유체 공급부와 상기 복수개의 유동로 중 어느 하나가 선택적으로 연통될 수 있다.

또한, 상기 몸체부는 상기 몸체부의 내부가 복수개의 유동로로 구획하도록 상기 변환부의 이송경로와 수직인 방향을 따라 장착되는 구획부재를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 몸체부는 상기 유동로 내의 유체가 외부로 역류하는 것을 방지하도록 내벽면으로부터 연장되어 하방으로 경사를 형성하며 돌출되는 역류방지부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 변환부를 왕복 이동시킴으로써 유체의 유로를 신속하고 정확하게 변환시킬 수 있는 유체 유로 전환장치가 제공된다.

또한, 구획부재를 통하여 이웃하는 수용공간 내의 유체가 서로 이동하지 않도록 함으로써 누수를 방지하여, 검출되지 않는 유체의 손실을 최소화할 수 있다.

또한, 역류방지부재를 이용하여 유체의 최초 진입시에 외부로 역류되는 것을 방지하여, 유로 변환시 유체 손실을 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 유루변환장치의 일례를 도시한 것이고,
도 2는 도 1의 종래의 유로변환장치의 작동 단면도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유체 유로 변환장치의 사시도이고,
도 4는 도 3의 유체 유로 변환장치의 측면도이고,
도 5는 도 3의 유체 유로 변환장치의 몸체부의 분해 사시도이고,
도 6은 도 3의 유체 유로 변환장치의 평면도이고,
도 7은 도 3의 유체 유로 변환장치의 작동도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 유체 유로 변환장치(100)에 대하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유체 유로 변환장치의 사시도이고, 도 4는 도 3의 유체 유로 변환장치의 측면도이고, 도 6은 도 3의 유체 유로 변환장치의 평면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 유체 유로 변환장치(100)는 복수개의 저장소(R) 중 필요한 저장소(R)에 선택적으로 유체를 공급하기 위한 장치이다. 한편, 본 실시예의 유체 유로 변환장치(100)로부터 공급되는 유체는 한 쌍의 저장소(R) 중 어느 하나에 선택적으로 제공되며, 저장소(R)는 지면으로부터 내부로 함몰되어 유체를 수용하기 위한 공간으로서, 한 쌍이 경계 격벽(W)을 중심으로 서로 이웃하게 배치되는 것으로 예를 들어 설명한다.

다만, 본 실시예에 따른 유체 유로 변환장치(100)가 설치되어 구동되는 저장소(R)의 구성, 배치, 형상, 갯수는 상술한 내용에 제한되는 것은 아니다.

한편, 본 실시예에서 후술하는 구동부(130)가 위치하는 변환부(110) 측의 단부를 후면이라 정의하고, 후면의 반대편 단부를 정면으로 정의하면, 상술한 한 쌍의 저장소(R) 중 변환부(110)의 우측에 위치하는 저장소를 제1저장소(R1)로 정의하고, 변환부(110)의 좌측에 위치하는 저장소를 제2저장소(R2)라 정의한다.

도 3, 도 4 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 유체 유로 변환장치(100)는 유체 공급부(110)와 변환부(120)와 구동부(130)를 포함한다.

상기 유체 공급부(110)는 단부가 후술하는 변환부(120) 상에 장착되어 외부로부터 공급되는 유체를 후술하는 변환부(120)에 제공하기 위한 배관 형태의 부재로서, 단부가 한 쌍의 저장소(R1, R2) 간의 경계 격벽(W)의 상측에 위치하며 하방을 향하도록 배치된다.

도 5는 도 3의 유체 유로 변환장치의 몸체부의 분해 사시도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 변환부(120)는 유체 공급부(110)로부터 공급되는 유체를 제공받아 한 쌍의 저장소 중 원하는 저장소(R1, R2) 내로 배출되도록 유체의 유로를 변환하는 부재로서, 몸체부(121)와 연장부(127)와 이동부재(128)를 포함한다.

상기 몸체부(121)는 직접적으로 접촉되는 유체 공급부(110)로부터 유체를 유입하는 부재로서, 본체부(122)와 구획부재(123)와 본체부(122)의 상면의 개방공간을 덮어주는 덮개부(124)와 밀폐부재(125)와 역류방지부재(126)를 포함한다.

상기 본체부(122)는 상술한 한 쌍의 저장소(R1, R2)의 경계 격벽(W) 상에서 경계 격벽을 따라 길게 배치되고, 상면은 개방되되, 내부에 소정의 공간을 형성하도록 박스형태로 구성된다. 본체부(122)는 저장소(R1, R2)의 경계 격벽(W)을 따라 길게 마련되는 것이므로, 상술한 본체부(122)의 배치에 의하면 한 쌍의 저장소(R1, R2)는 본체부의 양측에 각각 위치하게 된다.

한편, 본체부(122)의 우측면은 후술하는 구획부재(123)를 중심으로 전방부가 개방되어 연장부(127)와 연결되고, 본체부(122)의 좌측면은 구획부재(123)를 중심으로 후방부가 개방됨으로써 후술하는 연장부(127)와 연결된다. 따라서, 본체부(122)의 양측면은 서로 엇갈리는 형태로 일부만 개구되어, 개구된 공간이 연장부(127)와 연결된다.

또한, 본체부(122)의 하면은 공급되는 유체가 연장부(127) 측으로 유동할 수 있도록 연장부(127)가 형성되는 방향을 따라서 하방으로 경사를 형성한다.

상기 구획부재(123)는 본체부(122) 내부 공간의 중심에 장착되는 판형상의 부재로서, 본체부(122)의 길이방향과 수직을 이루며 내부 중심에 장착된다. 본체부(122) 내부의 공간은 구획부재(123)를 중심으로 격리됨으로써 상호간의 유체 전달이 방지되는 전방 유동로와 후방 유동로로 구획되며, 전방 유동로를 제1유동로(S1)라 정의하고, 후방 유동로를 제2유동로(S2)로 정의한다.

한편, 제1유동로(S1) 또는 제2유동로(S2) 내에 진입한 유체가 진입 직후에 역류하여 의도하지 않게 외부로 방출되는 것이 방지되도록 판형상의 역류방지부재(126)가 본체부(122)의 내벽면, 즉, 제1유동로(S1)의 상측 내벽면과 제2유동로(S2)의 상측 내벽면으로부터 돌출되어 하방으로 경사지게 형성된다.

상기 덮개부(124)는 개방된 본체부(122)의 상면에 장착되어 본체부(122) 내부의 제1유동로(S1) 및 제2유동로(S2)를 외부로부터 차단하는 부재이다. 덮개부(124)는 판상으로서, 덮개부(124)에는 유체 공급부(110)가 장착되어 이동되는 경로로서 관통로가 길이방향을 따라 형성된다.

한편, 상술한 유체 공급부(110)의 단부는 덮개부의 관통로 내에 수용되므로, 위치가 고정된 유체 공급부(110)를 중심으로 몸체부(121)는 관통로를 따라 이동한다. 즉, 몸체부(121)를 기준으로 설명하면, 몸체부(121)의 왕복 이동시에 유체 공급부(110)는 관통로를 따라 왕복 이송되는 것이다.

상기 밀폐부재(125)는 유체 공급부(110)가 차지하는 면적 이외의 관통로 영역을 차단하여 외부로 유체가 이탈하는 것을 방지하기 위한 부재이다. 즉, 관통로는 유체 공급부의 이동경로로서 유체 공급부(110)의 단부의 면적보다 넓은 면적으로 형성되는 것이므로, 유체 공급부(110) 외의 면적을 통하여 유체가 외부로 빠져나가는 것을 방지하기 위하여 유체 공급로(110)를 따라 이동 가능한 형태의 판상의 밀폐부재(126)가 유체 공급부(110)와 관통로 사이에 형성될 수 있는 미세공간을 밀폐하게 된다.

상기 연장부(127)는 본체부(122)로부터 양측으로 연장되어 본체부(122) 내에 공급되는 유체를 저장소(R1, R2)에 최종 전달하는 부재이다. 즉, 연장부(127)는 본체부(122)로부터 형성되는 제1유동로(S1) 및 제2유동로(S2)를 양측으로 연장하게 된다.

이를 상세히 설명하면, 연장부(127) 중 어느 하나는 본체부(122)의 개방된 우측면으로부터 우측으로 연장됨으로써 내측에 유체가 유동할 수 있는 공간인 제1유동로(S1)를 연장하며, 다른 하나의 연장부(127)는 본체부(122)의 개방된 좌측면으로부터 좌측으로 연장되어 내부에 유체가 유동할 수 있는 공간인 제2유동로(S2)를 연장한다.

이때, 내부에 제1유동로(S1)를 형성하는 연장부(127)의 하단부는 제1저장소(R1)를 향하여 개방되고, 내부에 제2유동로(S2)를 형성하는 연장부(127)의 하단부는 제2저장소(R2)를 향하여 개방된다. 즉, 각 유동로(S1, S2)를 형성하는 연장부(127)는 서로 다른 저장소(R1, R2) 내에 유체를 배출하도록 서로 다른 방향으로 연장된다.

상기 이동부재(128)는 이웃하는 저장소(R1, R2) 사이의 경계 격벽(W) 상에 장착되는 가이드 레일(128a)과, 본체부(122)의 하방에 회동가능하게 장착되어 가이드 레일(128a) 상에서 이동하는 회전롤러(128b)를 포함한다. 즉, 가이드 레일(128a)과 회전롤러(128b)로 인하여 몸체부(121)가 전후진 왕복 이동이 가능하게 된다.

상기 구동부는 상술한 변환부(120)가 왕복 이송되도록 구동력을 인가하는 부재로서, 본 실시예에서는 공압 실린더를 이용하여 변환부(120)를 이송시키나, 이에 제한되는 것은 아니다.

지금부터는 상술한 유체 유로 변환장치(100)의 일실시예의 작동에 대하여 설명한다.

도 7은 도 3의 유체 유로 변환장치의 작동도이다.

도 7(a)에 도시된 바와 같이, 먼저, 유체 공급부(110)의 단부가 제1유동로(S1) 상에 위치하는 경우에는, 유체 공급부(110)로부터 제공되는 유체가 제1유동로(S1) 내에 공급된다. 이때, 제1유동로(S1)의 내벽면 상에 하방으로 돌출되는 역류방지부재(126)에 의하여 상방으로의 유체 역류현상을 방지할 수 있다.

또한, 밀폐부재(125)가 덮개부(124)와 유체 공급부(110) 사이에 형성될 수 있는 미세한 공간을 밀폐하여, 유체가 외부로 배출되는 것을 방지한다.

제1유동로(S1) 내에 유입된 유체는 연장부(127)의 내부를 따라 유동하되, 제1유동로(S1)의 하단부에서 하방으로 토출됨으로써 제1저장소(R1)에 최종 공급된다.

한편, 유체가 배출되는 저장소를 제1저장소(R1)에서 제2저장소(R2)로 변경하는 경우를 도 7(b)를 참조하여 설명한다.

상술한 과정에 의하여, 제1저장소(R1)에 지속적으로 유체가 공급되는 동안, 구동부(130)를 작동시키면 유체 공급부(110)가 덮개부(124)의 관통로에 수용된 채로 변환부(120)가 후방으로 이동한다. 이로 인하여 유체 공급부(110)는 제1유동로(S1)의 상측에서부터 제2유동로(S2)의 상측에 위치하게 되고, 유체 공급부(110)로부터 지속적으로 공급되는 유체는 제2유동로(S2) 내로 제공된다.

이때, 제2유동로(S2)에 공급되는 유체는 구획부재(123)에 의하여 제1유동로(S1)에 침투하지 못하고, 제2유동로(S2)를 따라 유동하다 최종적으로 제2저장소(R2)로 배출된다.

한편, 유체가 다시 제1저장소(R1) 내로 공급되도록 유체의 유로를 변환하기 위해서 구동부(130)를 작동시키면, 변환부(120)는 전방으로 이동하고, 변환부(120)를 거친 유체는 다시 제1저장소(R1) 내로 배출된다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

100 : 본 발명의 일실시예에 따른 유체 유로 변환장치
110 : 유체 공급부 120 : 변환부
130 : 구동부 R1 : 제1저장소
R2 : 제2저장소 S1 : 제1유동로
S2 : 제2유동로

Claims

유체 공급부로부터 배출되는 유체를 서로 다른 복수개의 저장소 중 어느 하나에 선택적으로 제공하기 위한 유로 변환장치에 있어서,
상기 복수개의 저장소에 각각 대응되는 복수개의 유동로가 마련되되, 왕복 이송됨으로써 상기 복수개의 유동로 중 어느 하나와 상기 유체 공급부가 선택적으로 연통되어 상기 유체공급부로부터 제공되는 유체를 상기 유체공급부와 연통되는 유동로에 대응되는 저장소 내로 배출시키는 변환부;
상기 복수개의 유동로 중 어느 하나가 상기 유체 공급부와 선택적으로 연통되도록 상기 변환부를 왕복 이송시키는 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 유로 변환장치.
제1항에 있어서,
상기 변환부는 내부가 복수개의 이송로로 구획되는 몸체부; 상기 복수개의 이송로를 상기 복수개의 저장소 중 어느 하나 측으로 연장하는 연장부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 유로 변환장치.
제2항에 있어서,
상기 저장소는 경계 격벽을 중심으로 한 쌍이 서로 이웃하게 위치하고,
상기 유체 공급부는 상기 경계 격벽의 상측에 마련되되,
상기 몸체부는 상기 유체 공급부의 단부와 연통된 상태로 상기 경계 격벽을 따라 왕복 이동함으로써 상기 유체 공급부와 상기 복수개의 유동로 중 어느 하나가 선택적으로 연통되는 것을 특징으로 하는 유체 유로 변환장치.
제3항에 있어서,
상기 몸체부는 상기 몸체부의 내부가 복수개의 유동로로 구획하도록 상기 변환부의 이송경로와 수직인 방향을 따라 장착되는 구획부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 유로 변환장치.
제4항에 있어서,
상기 몸체부는 상기 유동로 내의 유체가 외부로 역류하는 것을 방지하도록 내벽면으로부터 연장되어 하방으로 경사를 형성하며 돌출되는 역류방지부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 유로 변환장치.