KR101130760B1

KR101130760B1 - 유체주입장치

Info

Publication number: KR101130760B1
Application number: KR1020090044111A
Authority: KR
Inventors: 이상철
Original assignee: 아이스파이프 주식회사
Priority date: 2009-05-20
Filing date: 2009-05-20
Publication date: 2012-03-28
Also published as: KR20100125085A

Abstract

유체주입장치가 개시된다. 유체주입공이 형성된 유체주입 대상물에 유체를 주입하고, 유체주입공을 밀봉하는 유체주입장치로서, 유체주입공과 연통되는 유체주입구가 마련된 유체주입라인, 유체주입라인과 연통되어 있으며 유체주입라인에 유체를 공급하는 유체공급라인, 유체주입라인과 연통되어 있으며 적어도 하나의 밀봉부재를 수용하는 밀봉부재수용부, 밀봉부재를 유체주입공 측으로 가압하여 압입하는 가압부를 포함하는 유체주입장치는, 유체주입장치에 공급되는 유체의 양과 유체주입 대상물에 주입되는 유체의 양 사이의 오차를 최소화하여 유체주입 대상물에 정량의 유체를 주입할 수 있다.

유체주입, 밀봉부재, 유체주입공

Description

유체주입장치{Apparatus for injecting fluid}

본 발명은 유체주입장치에 관한 것이다. 보다 상세히, 유체주입공이 형성된 유체주입 대상물에 유체를 주입하고, 유체주입공을 밀봉하는 유체주입장치에 관한 것이다.

일반적으로, 유체를 사용하여 작동하는 장치에서 유체의 정량 주입은 중요하다. 특히, 히트파이프의 경우에는, 파이프에 주입되는 유체 별로 주입량이 정밀하게 조절되어야 한다. 히트파이프의 열전달 성능은 유체 주입량에 크게 좌우되기 때문이다.

또한, 유체 주입량과 더불어 공기의 혼입여부도 중요하다. 소량의 공기라도 파이프에 혼입되면 히트파이프의 열전달 성능을 크게 저하시켜, 전체 쿨러의 성능을 크게 떨어지게 한다.

그런데, 종래기술은 유체의 정량주입과 공기의 혼입을 조절하는데 한계가 있다. 종래에는 파이프 등에 유체를 주입한 후에 핀치오프(pinch off)방식으로 파이프를 밀봉한다.

핀치오프 방식은, 히트파이프 등에 연결된 유체주입관을 통하여 유체를 주입하고, 유체주입관의 일부를 눌러서 유체의 누설을 1차로 방지한다. 그리고, 유체를 주입하는 장치와 연결된 유체주입관을 절단한 후에 단부를 용접하여 밀봉을 완성하였다.

이러한 핀치오프 방식은, 절단된 유체주입관에 남게 되는 유체의 양만큼 주입량의 오차를 발생시킨다. 또한, 유체주입관을 눌러 1차로 누설을 방지한다 하여도, 이 후의 주입관 절단 및 용접과정에서 공기가 혼입되는 것을 방지할 수는 없는 문제가 있다.

본 발명은 유체주입 대상물에 적량의 유체를 주입할 수 있는 유체주입장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 유체주입과정에서 공기의 혼입을 방지할 수 있는 유체주입장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 유체주입공이 형성된 유체주입 대상물에 유체를 주입하고, 상기 유체주입공을 밀봉하는 유체주입장치로서, 상기 유체주입공과 연통되는 유체주입구가 마련된 유체주입라인, 상기 유체주입라인과 연통되어 있으 며, 상기 유체주입라인에 유체를 공급하는 유체공급라인, 상기 유체주입라인과 연통되어 있으며, 적어도 하나의 밀봉부재를 수용하는 밀봉부재수용부, 밀봉부재를 상기 유체주입공 측으로 가압하여 압입하는 가압부를 포함하는 유체주입장치가 제공된다.

상기 밀봉부재수용부는, 상기 유체주입라인 상에서 상기 유체공급라인 합지점의 후방에 형성될 수 있다.

상기 유체주입라인과 연통되어 있으며, 상기 유체주입공을 통하여 상기 유체주입 대상물 내부의 공기를 배출하는 진공형성라인을 더 포함할 수 있다.

상기 가압부는, 상기 밀봉부재를 가압하도록 이동가능하게 형성된 가압피스톤과, 상기 가압피스톤의 이동을 조절하는 가압조절부재를 포함할 수 있다.

상기 유체주입 대상물을 상기 유체주입구 측으로 가압하는 밀착부를 더 포함할 수 있다.

상기 유체주입라인 및 상기 유체공급라인에 잔존하는 유체를 가열하여 기화시키는 가열부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 유체주입장치에 의하여 압입된 적어도 하나의 밀봉부재가 용접 또는 접착에 의해 상기 유체주입공에 대해 결합된 것을 특징으로 하는 유체주입 대상물이 제공된다.

본 발명은 유체주입장치에 공급되는 유체의 양과 유체주입 대상물에 주입되 는 유체의 양 사이의 오차를 최소화하여, 유체주입 대상물에 정량의 유체를 주입할 수 있다.

또한, 본 발명은 유체의 주입과정 및 밀봉과정이 기밀(氣密)이 유지된 상태에서 이루어지게 함으로써, 공기의 혼입을 방지할 수 있다.

이하에서 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체주입장치를 나타낸 사시도이고, 도 3과 도 4는 도 2에 도시된 유체주입장치의 단면(Ⅲ-Ⅲ, Ⅳ-Ⅳ)을 나타낸 단면도이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체주입장치는, 히트파이프 등과 같이 유체주입공(2)이 형성된 유체주입 대상물(1, 도 1 참조)에 유체를 주입하고 유체주입공(2)을 밀봉하는 장치로서, 유체주입라인(10), 유체공급라인(20), 밀봉부재수용부(40) 및 가압부(60)를 포함한다.

유체주입라인(10)은 유체주입 대상물(1)에 유체를 주입하는 부분이다. 이를 위해, 유체주입라인(10)에는 유체주입 대상물(1)의 유체주입공(2)과 연통되는 유체주입구(12)가 마련되어 있으며, 후술할 유체공급라인(20)과도 연통된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 유체주입라인(10)은 몸체부(50)에 형성되어 있다. 구체적으로, 몸체부(50)를 길이방향으로 관통하는 홀의 형태로 유체 주입라인(10)이 형성되어 있으며, 유체주입 대상물(1)을 향하는 관통홀의 개구가 유체주입구(12)가 된다.

유체공급라인(20)은 유체주입 대상물(1)에 주입될 유체를 유체주입라인(10)에 공급하는 부분으로, 상술한 유체주입라인(10)과 연통되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 유체공급라인(20)은 유체주입라인(10)으로 공급되는 유체의 양을 조절하기 위하여 유체공급밸브(22)를 포함할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 몸체부(50)에 유체주입라인(10)과 연통되는 홀을 형성하고, 홀에 유체공급밸브(22)를 연결하여 유체공급라인(20)을 형성하였다.

밀봉부재수용부(40)는, 유체주입 대상물(1)에 유체가 주입된 후에 유체주입 대상물(1)의 유체주입공(2)에 압입될, 밀봉부재(5)가 수용되는 부분이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 밀봉부재수용부(40)는 밀봉부재(5)가 유체주입구(12)를 통하여 유체주입공(2)에 압입될 수 있도록 유체주입라인(10)과 연통되어 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 밀봉부재수용부(40)가, 유체주입라인(10) 상에서 유체공급라인(20) 합지점의 후방에 형성되어 있다. 구체적으로, 유체주입라인(10)을 따라 밀봉부재수용부(40), 유체공급라인(20)의 합지점 및 유체주입구(12)가 순차적으로 배치된다. 이에 따라, 유체공급라인(20)에서 공급된 유체가 유체주입구(12)를 통하여 유체주입 대상물(1)에 주입되고, 이 후에 밀봉부재수 용부(40)에 수용된 밀봉부재(5)가 유체주입구(12)를 통하여 유체주입 대상물(1)의 유체주입공(2)에 압입되어 밀봉되는 과정이 연속적으로 이루어질 수 있다. 따라서, 본 실시예의 유체주입장치는, 유체를 유체주입 대상물(1)에 주입한 후에 기밀(氣密)이 유지된 상태에서 곧바로 밀봉이 이루어지게 함으로써, 공기 등이 유체주입공(2)으로 혼입되는 것을 방지한다.

또한, 유체주입구(12)를 통하여 유체주입 대상물(1)의 유체주입공(2)에 압입되는 밀봉부재(5)는 유체주입라인(10)에 잔존하던 유체를 유체주입 대상물(1)에 밀어 넣는 역할도 할 수 있다. 이에 따라, 유체주입 대상물(1)에 정량의 유체를 공급할 수 있다.

상술한 본 실시예에서는 유체주입라인(10)을 따라 밀봉부재수용부(40), 유체공급라인(20)의 합지점 및 유체주입구(12)가 순차적으로 형성되는 구조를 제시하였다. 그러나 이에 한정되지는 않으며, 밀봉부재수용부(40)와 유체공급라인(20)의 합지점이 동일한 지점에 형성되어 있어서 유체공급이 이루어진 후에 별도의 공급라인에 의해 밀봉부재(5)가 합지점에 공급되는 구조 등과 같이 당업자가 변형할 수 있는 다양한 형태로 실시될 수 있다.

가압부(60)는, 유체주입 대상물(1)에 유체가 주입된 후에, 밀봉부재(5)를 유체주입공(2)에 압입시키는 부분이다. 이를 위해, 도 2에 도시된 바와 같이, 가압부(60)는 몸체부(50)에 이동가능하게 삽입된 가압피스톤(62)과, 가압피스톤(62)의 이동을 조절하는 가압조절부재(64)를 포함할 수 있다.

본 실시예의 가압피스톤(62)은, 유체주입라인(10)을 따라 왕복이동이 가능하여 밀봉부재(5)를 유체주입공(2)으로 가압할 수 있는 니들(63)을 포함한다. 그리고, 가압조절부재(64)는 가압피스톤(62)과 결합되고 몸체부(50)에 나사결합되어 있어서, 가압조절부재(64)의 회전을 통하여 가압피스톤(62)을 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 유체주입 후에 가압조절부재(64)를 회전시켜서, 가압피스톤(62)의 니들이 밀봉부재(5)를 유체주입공(2)으로 가압하도록 할 수 있다.

그리고, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 가압부(60)는 가압피스톤(62)와 몸체부(50) 사이에 유체의 누출을 방지하는 가압부실링부재(66)를 포함할 수 있다. 가압부실링부재(66)는 가압피스톤(62)와 몸체부(50) 사이로 개재되어 유체가 누출되거나 공기가 유입되는 것을 방지한다. 따라서, 가압부실링부재(66)는 유체주입라인(10)의 기밀(氣密)을 유지하는 역할을 한다.

상술한 본 실시예에서는 가압피스톤(62)을 이용한 가압부(60)를 제시하였다. 그러나, 이에 한정되지는 않으며, 가압부(60)는 밀봉부재(5)를 유체주입공(2)으로 가압할 수 있는 다양한 수단을 포함한다.

또한, 본 실시예에서는 유체주입라인(10), 유체공급라인(20) 및 밀봉부재수용부(40)가 몸체부(50)에 홀의 형태로 형성되는 구조를 제시하였으나 이에 한정되지는 않으며, 별도로 형성되는 배관 등과 같이 당업자가 변형할 수 있는 다양한 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유체주입장치는, 유체를 주입하기 전에 유체주 입 대상물(1) 내부에 있는 공기를 제거하기 위하여, 유체주입라인(10)과 연통되어 있으며 유체주입공(2)을 통하여 유체주입 대상물(1) 내부의 공기를 배출하는 진공형성라인(30)을 더 포함할 수 있다.

여기서, 도 2에 도시된 바와 같이, 진공형성라인(30)은 유체주입라인(10)에서 배출되는 공기의 흐름을 조절하는 진공밸브(32)를 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 몸체부(50)에 유체주입라인(10)과 연통되는 홀을 형성하고, 홀에 진공밸브(32)를 연결하여 진공형성라인(30)을 형성하였다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유체주입장치는, 유체주입 대상물(1)의 유체주입공(2)과 유체주입라인(10)의 기밀이 유지되도록, 유체주입 대상물(1)을 유체주입구(12)가 형성된 몸체부(50)로 가압하여 밀착시키는 밀착부(70)를 더 포함할 수 있다. 이를 위해, 도 3에 도시된 바와 같이, 밀착부(70)는 유체주입 대상물(1)을 몸체부(50) 측으로 가압할 수 있는 밀착부재(72)와 밀착부재(72)의 이동을 조절하는 밀착조절부재(74)를 포함할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 유체주입장치는 유체주입 대상물(1)과 몸체부(50) 사이에 유체의 누출을 방지하는 밀착부실링부재(76)를 포함할 수 있다. 밀착부실링부재(76)는, 유체주입 대상물(1)과 몸체부(50) 사이로 유체가 누출되거나 공기가 유입되는 것을 방지하도록 유체주입 대상물(1)과 몸체부(50) 사이에 개재되어, 유체주입라인(10)의 기밀(氣密)을 유지하는 역할을 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유체주입장치는, 유체주입라인(10) 및 유체공급라인(20)에 잔존하는 유체를 가열하여 기화시키는 가열부(80)를 더 포함할 수 있다.

유체주입라인(10)을 통하여 유체주입 대상물(1)에 주입되는 유체는 일부가 유체주입라인(10) 및 유체공급라인(20)에 잔존될 수 있다. 상술한 밀봉부재(5)에 의하여 유체주입라인(10)에 잔존하는 유체의 대부분은 유체주입 대상물(1)에 주입되나, 일부의 유체는 유체공급라인(20)에 계속 남아 있으며 유체주입라인(10)에도 벽면에 점착된 유체가 남아 있을 수도 있다.

유체가 기체일 경우, 유체주입라인(10) 및 유체공급라인(20)에 잔존하는 유체에 의한 주입량 오차는 미미하며, 오차 폭도 거의 일정하여 반복 사용을 통해서 유체공급량을 보정하면 원하는 양의 유체를 유체주입 대상물(1)에 주입할 수 있다.

그러나, 액상의 유체가 유체주입라인(10) 또는 유체공급라인(20)에 남아 있을 경우에는, 액상의 유체가 기체상태로 변하면 수천 배로 부피가 증가하므로 주입되지 않은 유체의 양이 많아진다. 그리고, 주입량의 오차 폭도 매우 커지게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 가열부(80)를 포함하여 잔존하는 액상의 유체를 기화시킨다. 가열부(80)는 몸체부(50)를 가열하여 몸체부(50)에 형성된 유체주입라인(10) 또는 유체공급라인(20)에 잔존하는 액상의 유체를 기화시킨다. 이에 따라, 잔존하는 유체는 기체뿐이어서 주입량의 오차가 최소화된다. 그리고, 주입량의 오차는 일정하게 되어 공급량을 보정하기에 용이해진다.

여기서, 진공형성라인(30)이 형성된 경우에는, 가열부(80)는 진공형성라 인(30)에 잔존하는 액상의 유체도 기화시킬 수 있다.

이상에서는 본 발명의 일 실시에에 따른 유체주입장치에서, 유체주입과 밀봉을 위한 구성을 중심으로 살펴보았다. 이하에서는 본 발명의 일 실시에에 따른 유체주입장치에 의한 밀봉부재(5)와 유체주입 대상물(1)의 결합에 대하여 살펴본다.

도 5 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체주입장치에 의해 압입된 밀봉부재(5, 6)가 결합된 유체주입 대상물(1)을 나타낸 단면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 유체주입장치의 가압부(60)에 의하여 밀봉부재(5)는 유체주입 대상물(1)의 유체주입공(2)으로 삽입된다. 그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 유체주입공(2)에 삽입된 밀봉부재(5)는 더욱 가압되어 유체주입공(2)에 압입된다.

여기서, 유체주입공(2)에 삽입되는 밀봉부재(5)의 형태에는 제한이 없으나, 본 실시예에서는 유체주입공(2)에 삽입이 용이한 구형의 밀봉부재(5)를 사용한다. 또한, 밀봉부재(5)로는 금속과 비금속에 제한 없이 다양한 재질이 사용될 수 있다. 본 실시예에서는 유체주입공(2)에 삽입된 밀봉부재(5)가 유체주입공(2)의 형상에 맞추어 변형되고 후술할 용접이 잘 이루어지도록, 구리, 납, 알루미늄 등 금속재질의 밀봉부재(5)가 사용된다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 레이저 용접기 등과 같은 용접유니트(미도시)에 의하여, 밀봉부재(5)를 유체주입 대상물(1)에 용접하여 용접부(5a)를 형성시킬 수 있다. 이에 따라, 유체주입 대상물(1) 내부에 압력이 상승하는 경우에도 유 체가 누출되는 것을 방지하는 견고한 밀봉을 형성할 수 있다.

또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 다중 밀봉을 형성함으로써 밀봉을 견고하게 형성할 수 있다. 상술한 밀봉부재수용부(40)에 복수의 밀봉부재(5)가 수용될 수 있으며, 복수의 밀봉부재(5)는 순차적으로 유체주입공(2)에 압입됨으로써, 다중 밀봉을 형성할 수 있다.

이 경우에, 더욱 견고한 밀봉을 형성하기 위하여, 압입된 복수의 밀봉부재(5) 사이에 접착제(7)를 개재(도 9 참조)하거나, 추가로 압입된 밀봉부재(6)를 유체주입 대상물(1)에 용접(도 10 참조)하여 용접부(6a)를 형성할 수 있다.

이와 반대로, 고압으로 인한 유체주입 대상물(1)의 손상이 방지되도록, 밀봉부재(5)가 소정의 압력에서 분리되도록 할 수도 있다. 유체주입 대상물(1) 내부에 고압이 형성될 경우에는 밀봉부재(5)가 유체주입공(2)에서 빠지도록 밀봉부재(5)와 유체주입 대상물(1)의 결합의 정도를 조절하여 유체주입 대상물(1)의 파손을 방지할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.

도 1은 유체주입공이 형성된 유체주입 대상물을 나타낸 사시도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체주입장치를 나타낸 사시도.

도 3과 도 4는 도 2에 도시된 유체주입장치의 단면(Ⅲ-Ⅲ, Ⅳ-Ⅳ)을 나타낸 단면도.

도 5 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체주입장치에 의해 압입된 밀봉부재가 결합된 유체주입 대상물을 나타낸 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 유체주입 대상물 2: 유체주입공

5, 6: 밀봉부재 5a, 6a: 용접부

7: 접착제 10: 유체주입라인

12: 유체주입구 20: 유체공급라인

22: 유체공급밸브 30: 진공형성라인

32: 진공밸브 40: 밀봉부재수용부

50: 몸체부 60: 가압부

62: 가압피스톤 64: 가압조절부재

66: 가압부실링부재 70: 밀착부

72: 밀착부재 74: 밀착조절부재

76: 밀착부실링부재 80: 가열부

Claims

유체주입공이 형성된 유체주입 대상물에 유체를 주입하고, 상기 유체주입공을 밀봉하는 유체주입장치로서,

몸체부에 관통하는 홀형태로 형성되어 있으며, 상기 유체주입공과 연통되는 유체주입구가 마련된 유체주입라인;

상기 몸체부에 상기 유체주입라인과 연통되는 홀형태로 형성되어 있으며, 상기 유체주입라인에 유체를 공급하는 유체공급라인;

상기 유체공급라인 합지점의 후방에 상기 유체주입라인과 연통되어 있으며, 적어도 하나의 밀봉부재를 수용하는 밀봉부재수용부; 및

밀봉부재를 상기 유체주입공 측으로 가압하여 압입하는 가압부를 포함하는 유체주입장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 유체주입라인과 연통되어 있으며, 상기 유체주입공을 통하여 상기 유체 주입 대상물 내부의 공기를 배출하는 진공형성라인을 더 포함하는 유체주입장치.
제1항 또는 제3항에 있어서,

상기 가압부는,

상기 밀봉부재를 가압하도록, 이동가능하게 형성된 가압피스톤과,

상기 가압피스톤의 이동을 조절하는 가압조절부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체주입장치.
제1항 또는 제3항에 있어서,

상기 유체주입 대상물을 상기 유체주입구 측으로 가압하는 밀착부를 더 포함하는 유체주입장치.
제1항 또는 제3항에 있어서,

상기 유체주입라인 및 상기 유체공급라인에 잔존하는 유체를 가열하여 기화시키는 가열부를 더 포함하는 유체주입장치.
삭제