KR101651041B1 - 극저온 기체 및 액체 공급 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

극저온 액체 및 극저온 기체를 공급하는 극저온 유체 상분리기가 제공된다. 상기 극저온 유체 상분리기는 극저온 유체를 포함하는 단열 용기, 상기 단열 용기의 내부 유량을 감지하는 유량 센서와 상기 단열 용기의 내부 압력을 감지하는 압력 센서를 포함하고, 상기 내부 유량 및 상기 내부 압력을 이용하여 상기 극저온 유체가 방출되는 설정 압력을 조절하는 제어부, 상기 극저온 유체 중 액체를 상기 설정 압력으로 방출하는 액체 공급부 및 상기 극저온 유체 중 기체를 상기 설정 압력으로 방출하는 기체 공급부를 포함할 수 있다.

Description

극저온 기체 및 액체 공급 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SUPPLYING CRYOGENIC GAS AND LIQUID}
극저온 유체 상분리기에 연관되며, 보다 구체적으로는 극저온 기체 및 액체를 공급하도록 구성되는 극저온 유체 상분리기 및 그 공급 방법에 연관된다.
우주 환경은 고진공 환경으로서 태양 복사열에 의한 극고온 및 극저온이 반복되는 가혹한 환경이다. 이러한 우주 환경은 지구 환경과는 상이하게 다르기 때문에 우주에서 임무를 수행하는 위성체의 작동 시험을 위해서는 보다 정확한 우주 환경 모사 장치를 필요로 한다. 이를 위해서 -196℃의 극저온 상태를 구현하는 액화질소와 같은 극저온 냉매가 이용될 수 있다.
위와 같이 극저온 유체를 제공하기 위해서 극저온 유체 상분리기가 널리 이용되고 있다. 다만, 종래의 극저온 유체 상분리기는 단열 용기 내에서 존재하는 극저온 액체의 압력을 목표 압력까지 낮추고, 원하는 유량으로 극저온 액체를 공급하는 방식으로 동작한다. 따라서, 극저온 액체 중 일부가 기화되는 경우에는 기화된 가스를 외부로 배출하여 버리는 방식으로 동작하고 단지 극저온 액체 만을 공급할 수 있다는 한계점이 존재했다.
극저온 유체를 제공하는 상분리기에 있어서, 설정 압력에 상응하는 극저온 액체 및 극저온 기체를 제공하는 장치가 제공된다. 보다 구체적으로는, 상분리기의 내부 유량 및 내부 압력을 감지하여 설정 압력을 조절하고, 적어도 두 개의 배기관을 배치하여 상기 설정 압력에 상응하는 기체 및 액체를 각각 제공하는 상분리기가 제공된다. 예시적으로, 그러나 한정되지 않은 몇 개의 측면들은 아래에서 서술된다.
일측에 따르면, 설정 압력에 상응하는 액체 및 기체 각각을 공급하는 극저온 유체 상분리기가 제공된다. 상기 극저온 유체 상분리기는 극저온 유체를 포함하는 단열 용기, 상기 단열 용기의 내부 유량을 감지하는 유량 센서와 상기 단열 용기의 내부 압력을 감지하는 압력 센서를 포함하고, 상기 내부 유량 및 상기 내부 압력을 이용하여 상기 극저온 유체가 방출되는 설정 압력을 조절하는 제어부, 상기 극저온 유체 중 액체를 상기 설정 압력으로 방출하는 액체 공급부 및 상기 극저온 유체 중 기체를 상기 설정 압력으로 방출하는 기체 공급부를 포함할 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 제어부는 적어도 하나의 배관을 포함하고, 상기 적어도 하나의 배관을 이용하여 상기 기체를 방출하여 상기 설정 압력을 감압할 수 있다. 다른 일실시예에 따르면, 상기 제어부는 적어도 하나의 배관을 포함하고, 상기 적어도 하나의 배관을 이용하여 상기 기체 및 상기 액체 중 어느 하나를 유입하여 상기 설정 압력을 증압할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제어부는 상온의 상기 기체를 유입하여 상기 설정 압력을 증압할 수 있다. 더하여, 상기 제어부는 극저온의 상기 액체를 유입하여 상기 설정 압력을 증압할 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 액체 공급부는 상기 방출될 액체를 유입하기 위한 배관을 포함하고, 상기 배관의 입구는 제1 유량에 대응하는 상기 단열 용기 내의 제1 높이에 위치하는 것을 특징으로 할 수 있다. 다른 일실시예에 따르면, 상기 기체 공급부는 상기 방출될 기체를 유입하기 위한 배관을 포함하고, 상기 배관의 입구는 제2 유량에 대응하는 상기 단열 용기 내의 제2 높이에 위치하는 것을 특징으로 할 수 있다.
다른 일측에 따르면, 단열 용기 내의 서로 다른 높이에 적어도 두 개의 배출부를 설치하여, 서로 다른 상태를 갖는 극저온 유체를 공급하는 극저온 유체 상분리기가 제공된다. 상기 극저온 유체 상분리기는 극저온 유체를 포함하는 단열 용기, 상기 단열 용기 내의 제1 높이에 대응하는 상기 극저온 유체를 방출하는 제1 배출부, 상기 단열 용기 내의 제2 높이에 대응하는 상기 극저온 유체를 방출하는 제2 배출부 및 기설정된 조건에 따라 상기 단열 용기 내의 압력을 제어하여 상기 제1 배출부 및 상기 제2 배출부에 의해 배출되는 상기 극저온 유체의 물질 상태를 결정하는 제어부를 포함할 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 단열 용기는 외부 배슬, 흡착체 및 내부 배슬을 포함하고, 상기 흡착체는 상기 외부 배슬과 상기 내부 배슬 사이의 공간에 배치되어 외부 기체와 상기 극저온 유체의 열교환을 차단할 수 있다. 더하여, 상기 흡착체는 몰레큘러 시브로 구현되는 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
다른 일실시예에 따르면, 상기 제어부는 적어도 하나의 배관을 포함하고, 상기 적어도 하나의 배관을 이용하여 상기 극저온 유체 중 기체를 방출하여 상기 압력을 감압할 수 있다. 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제어부는 적어도 하나의 배관을 포함하고, 상기 적어도 하나의 배관을 이용하여 상기 극저온 유체를 유입하여 상기 압력을 증압할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 극저온 유체의 공급 방법이 제공된다. 상기 극저온 유체의 공급 방법은 극저온 유체를 포함하는 단열 용기의 내부 유량을 감지하는 단계, 상기 단열 용기의 내부 압력을 감지하는 단계, 상기 내부 유량 및 상기 내부 압력에 따라, 상기 극저온 유체가 공급될 설정 압력을 조절하는 단계 및 상기 설정 압력에 대응하는 상기 단열 용기의 제1 위치에 존재하는 상기 극저온 유체 중 기체를 외부로 공급하는 단계를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 상기 극저온 유체의 공급 방법은 상기 설정 압력에 대응하는 상기 단열 용기의 제2 위치에 존재하는 상기 극저온 유체 중 액체를 외부로 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 제어부의 블록도이다.
도 2는 일실시예에 따른 단열 용기의 예시도이다.
도 3은 일실시예에 따른 극저온 유체 상분리기의 블록도이다.
도 4는 다른 일실시예에 따른 극저온 유체 상분리기의 블록도이다.
도 5는 일실시예에 따른 극저온 유체 상분리기의 예시도이다.
도 6은 일실시예에 따른 극저온 유체의 공급 방법의 흐름도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 이러한 실시예들에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다. 아래 설명에서 사용되는 용어는, 연관되는 기술 분야에서 일반적이고 보편적인 것으로 선택되었으나, 기술의 발달 및/또는 변화, 관례, 기술자의 선호 등에 따라 다른 용어가 있을 수 있다. 따라서, 아래 설명에서 사용되는 용어는 기술적 사상을 한정하는 것으로 이해되어서는 안 되며, 실시예들을 설명하기 위한 예시적 용어로 이해되어야 한다.
또한 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 설명 부분에서 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 아래 설명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 이해되어야 한다.
도 1은 일실시예에 따른 제어부의 블록도이다. 본 발명에 따른 제어부(100)는 단열 용기의 내부 압력을 제어하고, 공급되는 극저온 기체 및 액체의 설정 압력을 조절할 수 있다. 일실시예로서, 제어부(100)는 유량 센서(110), 압력 센서(120) 및 적어도 하나의 배출부(130)를 포함할 수 있다.
유량 센서(100)는 단열 용기의 내부 유량을 감지할 수 있다. 보다 구체적으로, 유량 센서(100)는 상기 단열 용기 내부에 존재하는 극저온 액체의 수위(water level)을 측정할 수 있다. 일실시예로서, 유량 센서(100)는 극저온 액체의 수면에 존재하는 진동자의 진동을 이용하여 유량을 감지하는 진동식 레벨 센서(vibrating level sensor)일 수 있다.
다른 일실시예로서, 유량 센서(100)는 단열 용기 상부에 배치되어 초음파 펄스를 발사하고, 상기 극저온 액체의 수면에서 반사되어 돌아오는 반사파를 이용하여 상기 극저온 액체의 수위를 측정할 수 있다. 또 다른 일실시예로서, 유량 센서(100)는 단열 용기 내의 극저온 액체의 부피에 따라 변하는 정전 용량을 이용하는 센서일 수 있다. 보다 구체적으로, 유량 센서(100)는 극저온 액체의 부피에 따라 변하는 LC 회로의 공진주파수를 측정하여 극저온 액체의 수위를 계산하는 정전용량형 레벨 센서(capacitive level sensor)일 수 있다.
압력 센서(120)는 단열 용기의 내부 압력을 감지할 수 있다. 압력 센서(120)는 단열 용기의 내부 압력을 절대압(absolute pressure), 게이지압(gauge pressure) 및 차압(different pressure) 중 어느 하나의 형태로 측정할 수 있다.
일실시예로서, 압력 센서(120)는 반도체 확산형 소자를 이용하여 구현될 수 있다. 보다 구체적으로, 압력 센서(120)는 피에조 저항 효과를 이용하여 구현될 수 있다. 피에조 저항 효과는 외부 압력 변화에 대응하여 반도체 결정 내의 에너지 구조가 변화하고, 그에 따라 캐리어 수 역시도 변하여 반도체의 고유 저항 값이 변화하는 현상을 말한다. 따라서, 압력 센서(120)는 압력 변화에 대응하여 순방향 또는 역방향으로 전류의 흐름이 변하는 다이오드를 삽입한 회로를 이용하여 구현될 수 있다. 더하여, 압력 센서(120)는 스트레인형 반도체 압력계 또는 용량형 반도체 압력계 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 다만, 위에 기재된 압력 센서(120)는 예시적 기재일 뿐이고 본 발명의 권리범위를 한정하거나 제한하도록 해석되어서는 안될 것이다.
적어도 하나의 배출부(130)는 유량 센서(110)에 의해 감지된 내부 유량 및 압력 센서(120)에 의해 감지된 내부 압력을 이용하여 극저온 유체가 공급되기 위한 설정 압력을 조절할 수 있다. 일실시예로서, 제1 배출부는 적어도 하나의 배관을 포함하고, 상기 적어도 하나의 배관을 이용하여 단열 용기 내부에 존재하는 극저온 기체를 방출하고, 설정 압력을 감압할 수 있다. 다른 일실시예로서, 제2 배출부는 적어도 하나의 배관을 포함하고, 상기 유량 센서(110)에 의해 감지된 내부 유량이 설정 값을 초과한 경우에, 상기 적어도 하나의 배관을 이용하여 상온의 기체를 유입하고, 설정 압력을 증압할 수 있다. 또 다른 일실시예로서, 제2 배출부는 상기 유량 센서(110)에 의해 감지된 내부 유량이 설정 값 이하인 경우에, 상기 적어도 하나의 배관을 이용하여 극저온의 액체를 유입하여 상기 유량과 압력을 모두 증가시킬 수 있다.
도 2는 일실시예에 따른 단열 용기의 예시도이다. 단열 용기는 액화천연가스, 액체 아르곤, 액체 질소, 액체 산소 또는 액체 수소와 같은 극저온 액체의 열교환을 차단할 수 있다. 단열 용기는 외부 배슬(210) 및 내부 배슬(220)로 구성되는 이중 구조로서 구현될 수 있다. 더하여, 단열 용기는 용기 내부로의 열 누설 또는 감압증발(flash vaporization)과 같은 액체의 손실을 최소화 하기 위해 외부 배슬(210) 및 내부 배슬(220) 사이에 절연 물질(230)을 추가로 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 절연 물질(230)은 다층단열(multilayer insulation) 구조로 구현될 수 있다. 절연 물질(230)은 알루미늄박, 무기 섬유 및 유기 섬유 중 적어도 하나로 구현될 수 있다. 보다 구체적으로, 절연 물질(230)은 외부 배슬(210) 및 내부 배슬(220) 사이 공간을 다수 층으로 구성하여 극저온 유체의 열교환을 차단하여 종래 발명과 대비할 때 우수한 단열성을 기대할 수 있도록 할 수 있다.
더하여, 단열 용기는 외부 배슬(210)과 내부 배슬(220) 사이에 배치되는 흡착제(240)를 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 흡착제(240)는 몰레큘러 시브(molecular sieve)로서 구현될 수 있다. 몰레큘러 시브는 외부 배슬(210) 및 내부 배슬(220) 사이에 존재하는 다른 기체들을 흡수하여 단열 용기 내부에 존재하는 극저온 액체의 열교환을 차단할 수 있다.
도 3은 일실시예에 따른 극저온 유체 상분리기의 블록도이다. 극저온 유체 상분리기(300)는 단열 용기(310), 제어부(320), 액체 공급부(330) 및 기체 공급부(340)를 포함할 수 있다. 단열 용기(310)는 극저온 유체를 저장하고, 외부 물질과의 열교환을 차단하고, 일정한 온도를 유지하여 상기 극저온 유체가 사용자에게 공급될 수 있도록 한다.
제어부(320)는 단열 용기(310)의 내부 유량을 감지하는 유량 센서와 단열 용기(310)의 내부 압력을 감지하는 압력 센서를 포함할 수 있다. 제어부(320)는 감지된 내부 유량 및 내부 압력을 이용하여 극저온 유체가 방출되는 설정 압력을 조절할 수 있다. 제어부(320)는 적어도 하나의 배관을 포함할 수 있다. 또한, 제어부(320)는 상기 적어도 하나의 배관을 통한 기체의 유입과 방출을 제어하는 뉴매틱 밸브를 포함할 수 있다. 일실시예로서, 제어부(320)는 상기 적어도 하나의 배관을 이용하여 단열 용기(310) 내의 극저온 유체 중 기체를 방출하여 단열 용기(310)의 내부 압력을 감압하고, 상기 설정 압력 또한 감압할 수 있다. 다른 일실시예로서, 제어부(320)는 상기 적어도 하나의 배관을 이용하여 극저온 유체를 유입하여 단열 용기(310)의 내부 압력을 증압하고, 상기 설정 압력 또한 증압할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부(320)는 단열 용기(310) 내의 극저온 액체의 높이가 설정 값 이하인 경우에는, 상기 적어도 하나의 배관을 이용하여 극저온 액체를 공급하여 극저온 액체의 부피와 압력을 모두 증가시킬 수 있다. 또 다른 일실시예로서, 제어부(320)는 단열 용기(310) 내의 극저온 액체의 높이가 설정 값보다 높은 경우에는, 상기 적어도 하나의 배관을 이용하여 상온의 기체를 공급하여 단열 용기(310) 내의 극저온 액체를 기화 시키면서 내부 압력 및 설정 압력을 증압할 수 있다.
액체 공급부(330)는 극저온 유체 중 액체를 상기 설정 압력으로 방출할 수 있다. 액체 공급부(330)는 외부로 방출될 극저온 액체를 단열 용기(310)로부터 유입하기 위한 적어도 하나의 제1 배관을 포함할 수 있다.
기체 공급부(340)는 극저온 유체 중 기체를 상기 설정 압력으로 방출할 수 있다. 기체 공급부(340)는 외부로 방출될 극저온 기체를 단열 용기(310)로부터 유입하기 위한 적어도 하나의 제2 배관을 포함할 수 있다.
액체 공급부(330)의 제1 배관의 입구와 기체 공급부(340)의 제2 배관의 입구는 단열 용기(310) 내에서 서로 다른 높이에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 배관 및 제2 배관 각각이 존재하는 단열 용기(310) 내의 높이에 따라 극저온 유체 상분리기(300)가 공급할 수 있는 극저온 기체 및 극저온 액체 각각의 최대 용적이 결정될 수 있다.
예시적으로, 단열 용기(310)의 전체 높이가 1m이고, 액체 공급부(330)의 제1 배관의 입구는 0.3m 높이에 설치되고, 기체 공급부(340)의 제2 배관의 입구는 0.7m 높이에 설치된 경우를 가정하자. 이 경우에, 극저온 유체 상분리기(300)를 이용하여 극저온 액체 및 기체가 동시에 사용자에게 공급되기 위해서는 극저온 유체 상분리기(300)의 전체 용적의 30%이상 70%이하 범위를 차지하는 극저온 액체가 사용자에게 공급될 수 있고, 마찬가지로 극저온 유체 상분리기(300)의 전체 용적의 30% 이상 70%이하 범위를 차지하는 극저온 기체가 사용자에게 공급될 수 있을 것이다.
도 4는 다른 일실시예에 따른 극저온 유체 상분리기의 블록도이다. 극저온 유체 상분리기(400)는 단열 용기(410), 제어부(420), 제1 배출부(430) 및 제2 배출부(440) 를 포함할 수 있다. 다만, 도 3에서 설명된 극저온 유체 상분리기(300)와 다르게 극저온 유체 상분리기(400)의 제1 배출부(430) 및 제2 배출부(440)를 통하여 방출되는 극저온 유체의 물질 상태는 고정되어 있는 것이 아니다. 다시 말하면, 제1 배출부(430) 및 제2 배출부(440) 모두가 서로 같은 상태인 극저온 액체 및 극저온 기체 중 어느 하나를 방출할 수 있고, 더하여 제1 배출부(430) 및 제2 배출부(440)가 서로 다르게 극저온 액체 및 극저온 기체 각각을 방출할 수도 있다.
단열 용기(410)는 극저온 유체를 포함한다. 도 3에서 설명된 단열 용기(310)에 대한 설명은 도 4의 단열 용기(410)에도 적용될 수 있다. 제1 배출부(430)는 단열 용기(410) 내의 제1 높이에 대응하는 극저온 유체를 방출할 수 있다. 더하여, 제2 배출부(440)는 단열 용기(410) 내의 제2 높이에 대응하는 극저온 유체를 방출할 수 있다. 제어부(420)는 기설정된 조건에 따라 단열 용기 내의 압력을 제어할 수 있다. 더하여, 제어부(420)는 제1 배출부(430) 및 제2 배출부(440) 각각에 의해 배출되는 극저온 유체의 물질 상태를 결정할 수 있다.
보다 구체적으로, 제어부(420)는 압력 센서 및 유량 센서를 포함할 수 있다. 또한 제어부(420)는 압력 센서 및 유량 센서 각각에 의해 센싱된 데이터를 이용하여 단열 용기(410) 내의 밸브를 조절할 수 있다. 상기 밸브의 조절은 제어부(420)에 포함되는 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 다만, 제어부(420)의 압력 센서 및 유량 센서와 적어도 하나의 프로세서는 서로 이격 되어 설치될 수 있다. 이와 같은 경우에, 압력 센서 및 유량 센서와 적어도 하나의 프로세서는 통신 인터페이스를 이용하여 상호 간의 데이터를 송수신할 수 있다. 상기 통신 인터페이스는 WLAN(Wireless LAN), WiFi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등의 무선 인터넷 인터페이스와 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication) 등의 근거리 통신 인터페이스를 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 통신 인터페이스는 외부와 통신을 수행할 수 있는 모든 인터페이스(예를 들어, 유선 인터페이스)를 나타낼 수 있다.
도 5는 일실시예에 따른 극저온 유체 상분리기의 예시도이다. 극저온 유체 상분리기(500)는 단열 용기(510), 압력 센서(520), 유량 센서(530), 기체 공급부(540), 액체 공급부(550) 및 적어도 하나의 배관(561, 562, 563)을 포함할 수 있다. 단열 용기(510)는 사용자에게 공급되는 극저온 유체를 포함할 수 있다. 본 실시예에 따를 때, 도 5에 도시된 것과 같이 단열 용기(510)의 전체 용적의 70%에 상응하는 극저온 액체가 존재하고 단열 용기(510)의 전체 용적의 30%에 상응하는 극저온 기체가 존재한다.
압력 센서(520)는 단열 용기(510)의 내부 압력을 측정할 수 있다. 보다 구체적으로 압력 센서(520)는 단열 용기(510)에 존재하는 극저온 기체의 내부 압력을 측정할 수 있다. 유량 센서(530)는 단열 용기(510) 내에 존재하는 극저온 기체와 극저온 액체의 비율을 계산할 수 있다. 보다 구체적으로, 유량 센서(530)는 극저온 액체가 존재하는 표면의 높이를 감지하고, 상기 높이를 이용하여 극저온 액체의 용적을 계산할 수 있다.
기체 공급부(540)는 사용자에게 극저온 기체를 공급할 수 있다. 도 5를 참조하면, 기체 공급부(540)의 배관의 입구(541)는 단열 용기(510)의 전체 용적의 90%에 상응하는 높이에 존재한다. 따라서, 기체 공급부(540)를 통하여 사용자에게 극저온 기체를 공급하려면 적어도 단열 용기(510)의 10% 용적 이상의 극저온 기체가 존재하여야 한다. 따라서, 상기 극저온 기체의 압력은 적어도 하나의 배관(561, 562, 563)에 의해 조절되어 사용자에게 지속적으로 극저온 기체가 공급되도록 할 수 있다. 보다 구체적으로 제2 배관(562)을 통하여 상온의 기체가 투입되고 단열 용기(510)의 극저온 기체 부피가 조절될 수 있다.
마찬가지로, 액체 공급부(550)는 사용자에게 극저온 액체를 공급할 수 있다. 도 5를 참조하면, 액체 공급부(550)의 배관의 입구(551)는 단열 용기의 전체 용적의 30%에 상응하는 높이에 존재한다. 따라서, 액체 공급부(550)를 통하여 사용자에게 극저온 액체를 공급하려면 적어도 단열 용기(510)의 30% 용적 이상의 극저온 액체가 존재하여야 한다. 따라서, 제1 배관(561)을 통하여 극저온 액체가 유입될 수 있다. 또한, 제3 배관(563)을 통하여 극저온 기체가 외부로 방출될 수 있다.
도 6은 일실시예에 따른 극저온 유체의 공급 방법의 흐름도이다. 극저온 유체의 공급 방법(600)은 단열 용기의 내부 유량을 감지하는 단계(610), 상기 단열 용기의 내부 압력을 감지하는 단계(620), 상기 내부 유량 및 상기 내부 압력에 따라 상기 극저온 유체가 공급될 설정 압력을 조절하는 단계(630) 및 설정 압력에 대응하고, 상기 단열 용기의 제1 위치에 존재하는 상기 극저온 유체 중 기체를 외부로 공급하는 단계(640)를 포함할 수 있다. 더하여, 극저온 유체의 공급 방법(600)은 상기 설정 압력에 대응하고, 상기 단열 용기의 제2 위치에 존재하는 상기 극저온 유체 중 액체를 외부로 공급하는 단계(650)를 더 포함할 수 있다.
단계(610) 및 단계(620)을 수행하는 것에는 앞서 도 3 및 도 4에서 설명된 유량 센서 및 압력 센서에 대한 설명이 적용될 수 있다.
상기 제1 위치 및 상기 제2 위치는 극저온 유체가 공급되는 조건 또는 상기 공급 방법(600)이 사용되는 시뮬레이팅 실험 환경에 따라 설정될 수 있다. 예시적으로, 제1 위치는 단열 용기의 전체 용적의 40%를 나타내는 높이이고, 제2 위치는 단열 요기의 전체 용적의 80%를 나타내는 높이일 수 있다. 위에서 설명한 제1 위치 및 제2 위치의 조합은 본 발명을 설명하기 위한 실시예 일뿐, 본 발명의 권리범위를 제한하거나 한정하는 것이 아니고 다양한 변경이 가능하다는 것은 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게는 자명한 사실일 것이다.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 컨트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (13)

  1. 극저온 유체를 포함하는 단열 용기;
    상기 단열 용기의 내부 유량을 감지하는 유량 센서와 상기 단열 용기의 내부 압력을 감지하는 압력 센서를 포함하고, 상기 내부 유량 및 상기 내부 압력을 이용하여 상기 극저온 유체가 방출되는 설정 압력을 조절하는 제어부;
    상기 극저온 유체 중 제1 상태에 대응하는 제1 유체를 상기 설정 압력으로 방출하는 제1 공급부; 및
    상기 극저온 유체 중 제2 상태에 대응하는 제2 유체를 상기 설정 압력으로 방출하는 제2 공급부
    를 포함하고,
    적어도 하나의 배관을 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 압력 센서에 의해 감지된 내부 압력에 따라 상기 적어도 하나의 배관을 이용하여 상온의 기체를 유입하여 상기 설정 압력을 증압하거나 또는 상기 적어도 하나의 배관을 이용하여 상기 극저온 유체 중 기체를 방출하여 상기 내부 압력을 감압하고,
    상기 제어부는 상기 유량 센서에 의해 감지된 내부 유량이 설정 값 이하인 경우에, 상기 적어도 하나의 배관을 이용하여 극저온의 유체를 유입하고,
    상기 제1 공급부는 상기 제1 유체를 유입하기 위한 제1 배관을 포함하고, 상기 제2 공급부는 상기 제2 유체를 유입하기 위한 제2 배관을 포함하고,
    상기 제1 상태 및 상기 제2 상태 각각은 액체 및 기체 중 어느 하나를 나타내고, 상기 내부 유량의 설정 값은 미리 지정된 상기 제1 상태 및 상기 제2 상태와 상기 제1 배관 및 상기 제2 배관 각각이 존재하는 높이에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 극저온 유체 상분리기.
  2. 삭제
  3. 삭제
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  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 공급부의 상기 제1 배관의 입구는 제1 유량에 대응하는 상기 단열 용기 내의 제1 높이에 위치하는 것을 특징으로 하는 극저온 유체 상분리기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 공급부의 상기 제2 배관의 입구는 제2 유량에 대응하는 상기 단열 용기 내의 제2 높이에 위치하는 것을 특징으로 하는 극저온 유체 상분리기.
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