KR102126139B1 - 2상 유체 분배기 - Google Patents

Abstract

2상 유체 분배기가 개시된다. 상기 2상 유체 분배기는 유체수용공간을 갖는 유체수용부; 상기 유체수용공간으로 유체를 주입하는 유체주입부; 일 방향으로 배열되게 상기 유체수용부로부터 분기되어 상기 유체수용공간에 수용된 유체를 일정양씩 상기 유체수용공간의 외측으로 배출하는 다수의 분지관; 및 상기 다수의 분지관을 균등 분배한 단위묶음 각각에 일 대 일 연결되는 다수의 합류관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

2상 유체 분배기{TWE-PHASE FLUID DISTRIBUTOR}

본 발명은 2상 유체 분배기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액상 및 기체상을 포함하는 유체를 분배하여 공급하기 위한 2상 유체 분배기에 관한 것이다.

여러 시스템에서, 예를 들어, 냉방 및 난방을 위한 열교환기를 포함하는 공기조화기와 같은 시스템에서 유체의 순환을 위해 유체는 다수의 라인으로 나뉘어질 필요가 있다.

액상 및 기상을 포함하는 냉매 등의 유체를 분배하는 유체분배기는 인입유로로부터 인입된 유체를 다수개의 분배관을 통해 분배시킨다.

도 1은 종래의 일반적인 유체분배기를 도시한다. 도 1을 참조하면, 종래의 유체분배기는 다수의 분지관(1)을 유체진행방향을 따라 배열하여 유체를 분지시키는 구조를 이루고 있다.

이러한 종래의 유체분배기에서 액상 및 기상을 포함하는 유체를 분배하는 경우 상류 측으로부터 하류 측으로 갈수록 기체 상의 비율이 감소하여 각각의 분지관(1)에서 유체의 비율이 다르게 분배되는 문제가 있으며, 이에 따라 여러 시스템에서 유량의 분배가 균일하지 못한 문제가 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 2상 유체를 분지하는 분지관을 통해 분배 공급되는 2상 유체가 합류관에서 서로 근접한 기체의 농도를 가진 서로 근접한 유체 비율로 분배 공급될 수 있도록 한 2상 유체 분배기를 제공하는데 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 2상 유체 분배기는 유체수용공간을 갖는 유체수용부; 상기 유체수용공간으로 유체를 주입하는 유체주입부; 일 방향으로 배열되게 상기 유체수용부로부터 분기되어 상기 유체수용공간에 수용된 유체를 일정양씩 상기 유체수용공간의 외측으로 배출하는 다수의 분지관; 및 상기 다수의 분지관을 균등 분배한 단위묶음 각각에 일 대 일 연결되는 다수의 합류관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 다수의 분지관 및 다수의 합류관은 상기 유체수용공간 내에서의 유체진행방향에 수직한 방향으로 연장될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 분지관은 상기 합류관의 총 개수의 2배 이상의 개수로 구비될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 단위묶음은 상기 분지관의 배열 방향에 따른 순차에서 상기 합류관의 총 개수와 동일한 분지관의 개수로 묶인 각각의 그룹에서 선택되는 하나의 분지관의 모음일 수 있다.

일 실시예에서, 상기 각각의 합류관으로 유입된 유체 내의 기체 농도가 서로 근접한 값을 나타내도록 상기 각각의 그룹마다 분지관이 선택되어 상기 합류관에 연결될 수 있다.

본 발명에 따른 2상 유체 분배기에 의하면, 2상 유체를 분지하는 분지관을 통해 분배 공급되는 2상 유체가 합류관에서 서로 근접한 기체의 농도를 가진 서로 근접한 유체 비율로 분배 공급될 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래의 일반적인 유체분배기를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 2상 유체 분배기의 구성을 나타낸 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 2상 유체 분배기에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 2상 유체 분배기의 구성을 나타낸 단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 2상 유체 분배기는 유체수용부(110), 유체주입부(120), 다수의 분지관(130) 및 다수의 합류관(140)을 포함한다.

유체수용부(110)는 유체수용공간(111)을 갖는다. 유체수용부(110)는 단면 형상이 원 또는 다각형 형상일 수 있다. 일 예로, 유체수용부(110)는 상면(110a), 상면(110a)과 일정 거리 이격되는 하면(110b), 상면(110a) 및 하면(110b)을 연결하는 측면(110c)을 포함하는 원통 형상으로 구비될 수 있다.

유체주입부(120)는 유체수용부(110)의 일면에 연결되어 유체수용공간(111)으로 유체를 주입한다. 일 예로, 유체주입부(120)는 유체수용부(110)의 원통 형상의 상면(110a)에 연결될 수 있다. 이때, 유체진행방향은 원통 형상의 상면(110a)으로부터 하면(110b)을 향해 진행되는 방향일 수 있다.

다수의 분지관(130)은 일 방향으로 배열되게 유체수용부(110)로부터 분기되어 유체수용공간(111)에 수용된 유체를 일정양씩 유체수용공간(111)의 외측으로 배출한다. 다수의 분지관(130)은 유체진행방향에 수직한 방향으로 연장되며, 유체수용부(110)의 높이 방향을 따라 배열된다.

다수의 합류관(140)은 다수의 분지관을 균등 분배한 단위묶음 각각에 일 대 일 연결된다. 다수의 합류관(140)은 유체의 공급이 요구되는 장치에 연결되어 유체를 공급할 수 있다.

상기 다수의 분지관(130)은 상기 다수의 합류관(140)의 총 개수의 2배 이상의 개수로 구비될 수 있고, 상기 단위묶음은 상기 분지관의 배열 방향에 따른 순차에서 상기 합류관의 총 개수와 동일한 분지관의 개수로 묶인 각각의 그룹에서 선택되는 하나의 분지관의 모음일 수 있다.

일 실시예로, 합류관(140)은 총 3개일 수 있고, 다수의 분지관(130)은 합류관(140)의 총 개수의 3배의 개수인 총 9개일 수 있다. 이러한 경우, 다수의 분지관(130) 배열 중 순차적으로 첫번째부터 세번째까지 위치하는 분지관(130)이 묶인 제1 그룹(10), 이어서 네번째부터 여섯번째까지 위치하는 분지관(130)이 묶인 제2 그룹(20), 이어서 일곱번째부터 아홉번째까지 위치하는 분지관(130)이 묶인 제3 그룹(30) 중 각각의 그룹(10, 20, 30)마다 선택된 어느 하나의 분지관(130)들이 하나의 합류관(140)에 연결되는 다수의 분지관(130)의 단위묶음을 구성할 수 있다.

이때, 각각의 합류관(140)으로 유입된 유체 내의 기체 농도가 서로 근접한 값을 나타내도록 각 그룹(10, 20, 30)마다 분지관(130)이 선택되어 각각의 합류관(140)에 연결된다. 이 과정은, 예를 들어, 어느 하나의 그룹에서 하나의 분지관을 선택하여 합류관(140)에 연결하고, 나머지 두 개의 그룹 각각에 포함된 분지관 각각을 합류관(140)에 교대로 연결하면서 각각의 합류관(140)으로 유입된 유체 내의 기체 농도를 측정 및 확인하는 과정을 통해 확정될 수 있다.

일 예로, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 그룹(10)의 제1 분지관(131), 제2 그룹(20)의 제4 분지관(135), 제3 그룹(30)의 제9 분지관(130)을 단위묶음으로 하여 제1 합류관(141)에 연결하고; 제1 그룹(10)의 제2 분지관(132), 제2 그룹(20)의 제6 분지관(136), 제3 그룹(30)의 제7 분지관(137)을 단위묶음으로 하여 제2 합류관(142)에 연결하고; 제1 그룹(10)의 제3 분지관(133), 제2 그룹(20)의 제4 분지관(134), 제3 그룹(30)의 제8 분지관(138)을 단위묶음으로 하여 제3 합류관(143)에 연결할 수 있다.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 2상 유체 분배기를 이용하면 각각의 합류관(140)을 통해 배출되는 각각의 유체의 유량이 서로 근접한 비율로 배출될 수 있다.

즉, 액상과 기체상을 포함하는 유체가 일 방향으로 진행할 때 하류측을 향해 갈수록 기체의 농도는 점차 감소하게 되는데, 기체 농도가 다른 상류, 하류, 상류 및 하류의 사이의 각각의 위치에서 유체를 분지한 후 이를 합류시키면 각각의 유체의 합류부의 위치에서 기체의 농도가 근접한 값을 나타낼 수 있다. 이는, 상기 분지관(130) 및 합류관(140)의 연결 구조에 의해 달성된다.

따라서, 다수의 분지관(130) 각각에서 기체상이 불균일하게 분배되더라도 각각의 합류관(140)에 합류된 유체의 유량은 서로 근접한 기체의 농도를 가진 서로 근접한 유체 비율을 가질 수 있다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

1. 유체수용공간을 갖는 유체수용부;
   상기 유체수용부의 상면에 구비되어 상기 유체수용공간으로 유체를 주입하는 유체주입부;
   상기 유체수용부 내로 주입되는 유체의 진행 방향을 따라 배열되고, 상기 유체의 진행 방향에 수직한 방향으로 연장되고, 상기 유체수용부로부터 분기되어 상기 유체수용공간에 수용된 유체를 일정양씩 상기 유체수용공간의 외측으로 배출하는 다수의 분지관; 및
   상기 유체의 진행 방향에 수직한 방향으로 연장되고, 상기 다수의 분지관을 균등 분배한 단위묶음 각각에 일 대 일 연결되는 다수의 합류관을 포함하고,
   상기 분지관은 상기 합류관의 총 개수의 2배 이상의 개수로 구비되고,
   상기 단위묶음은 상기 분지관의 배열 방향에 따른 순차에서 상기 합류관의 총 개수와 동일한 분지관의 개수로 묶인 각각의 그룹에서 선택되는 하나의 분지관의 모임이고,
   각각의 합류관으로 유체가 유입될 때 어느 하나의 합류관의 유체 내의 기체 농도와 나머지 합류관의 유체 내의 기체 농도가 근접한 값을 나타내도록 상기 각각의 그룹마다 분지관이 선택되어 상기 합류관에 연결되는 것을 특징으로 하는,
   2상 유체 분배기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제

Images