KR102364734B1 - 컨트롤 밸브 및 이를 포함하는 칠러 시스템 - Google Patents

Abstract

전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 개시의 다양한 실시예에 따른 극저온 유체의 공급량을 제어하는 컨트롤밸브가 개시된다. 상기 컨트롤밸브는, 동력전달부재를 이동시키는 구동부재, 내부에 상기 동력전달부재가 이동 가능한 수용공간이 형성되는 제1바디부, 내부에 형성된 유로를 개폐하는 개폐부재를 수용하는 제2바디부를 포함하고, 상기 개체부재는 상기 동력전달부재와 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.

Description

컨트롤 밸브 및 이를 포함하는 칠러 시스템{CONTROL VALVE AND CHILLER SYSTEM INCLUDING THE SAME}

본 개시는 칠러 시스템에 구비된 컨트롤 밸브에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 산업용 설비(예컨대, 반도체 제조 설비, 레이저, 사출기, 의료기기 및 화학 공정설비 등)의 열 부하를 냉각시켜 안정적인 공정을 수행하도록 하는 냉각 장치에 구비된 컨트롤 밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 칠러 시스템(chiller system)은 냉수 또는 냉매를 공조기나 냉동기 등의 냉각 수요처로 공급하는 냉각장치 또는 냉동장치로서, 냉각부, 열교환기, 유체순환장치, 냉각타겟 및 유체 이동관을 포함할 수 있다. 예컨대, 냉각부, 열교환기, 유체순환장치 및 냉각타겟은 유체 이동관을 통해 상호 연결되어 있을 수 있으며, 연결된 유체 이동관을 통해 열전달 효율이 좋은 냉각 유체(예컨대, coolant)가 순환됨에 따라 냉각타겟에 저온을 공급하여 냉각시킬 수 있다.

자세히 설명하면, 칠러 시스템에 포함된 열교환기는, 냉각부의 압축, 응축, 팽창 및 증발 과정을 통해 발생하는 기화열에 기초한 열 교환을 통해 저온의 냉각 유체를 확보하여 유체순환장치로 전달시킬 수 있다. 여기서, 유체순환장치는, 열교환기 및 냉각타겟 각각에 냉각 유체를 순환시키는 역할을 수행한다.

구체적으로, 유체순환장치는 열교환기로 냉각 유체를 공급할 수 있으며, 열교환기에서 수행되는 냉각부와의 열 교환 과정을 통해 획득된 저온의 냉각 유체를 전달받을 수 있다. 유체순환장치가 열교환기로부터 전달받은 저온의 냉각 유체는 냉각타겟을 저온으로 유지시키기 위해 공급되며, 냉각타겟에서의 열 교환 후 다시 유체순환장치로 돌아오게 된다.

이 경우, 냉각타겟에 공급되는 저온의 냉각유체는 순환 과정에서 냉각타겟과의 열 교환을 통해 온도가 상승되게 된다. 즉, 냉각타겟을 순환하여 유체순환장치로 돌아온 냉각 유체의 온도는 냉각타겟을 지속적으로 냉각시키기 위한 적정한 온도가 아닌 비교적 고온일 수 있다. 이에 따라, 유체순환장치는 냉각 유체가 냉각타겟을 저온으로 유지시키기 위한 적정한 온도를 유지하도록, 열교환기로부터 전달된 냉각 유체(즉, 저온의 냉각 유체)와 냉각타겟을 순환하고 돌아온 냉각 유체(즉, 비교적 고온의 냉각 유체)를 열교환시킬 수 있다.

다시 말해, 유체순환장치는 냉각 유체를 열교환기 및 냉각타겟 각각으로 공급하여 순환시키고, 순환되어 돌아온 양 방향의 냉각 유체를 믹싱할 수 있다. 이를 위해, 유체순환장치는, 냉각 유체를 열교환기로 순환시키는 내부순환과 냉각타겟으로 순환시키는 외부순환 각각을 수행하기 위한 2개의 펌프를 구비할 수 있다. 예컨대, 유체순환장치는, 내부 순환 펌프 및 위부 순환 펌프 2개의 펌프를 포함할 수 있으며, 각 펌프를 통해 각 순환 사이클 별로 외부순환과 내부순환을 수행할 수 있다.

다만, 종래의 유체순환장치는, 내부순환 및 외부순환을 위한 2개의 펌프를 구비하여야 하므로, 구비 사이즈가 방대해질 수 있다. 또한, 2개의 펌프를 별도로 운용함에 따라, 에너지 효율 측면에서 효율적이지 못할 수 있다.

또한, 냉각 타겟을 냉각시켜 안정적인 공정을 수행(즉, 냉각 타겟이 특정 온도 범위 내에서 동작할 수 있도록)하도록 하기 위해, 유체순환장치는 일정한 온도 및 압력을 가진 냉각 유체를 냉각부로 공급하여야 하나, 냉각 유체의 온도 및 압력 편차를 일정하게 제어하는데 어려움이 있다.

대한민국 공개특허 10-2018-0121606호

본 개시가 해결하고자 하는 과제는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 냉각 타겟에 공급되는 유체의 온도를 효율적으로 제어하는 컨트롤 밸브가 포함된 칠러 시스템을 제공할 수 있다.

본 개시가 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 개시의 다양한 실시예에 따른 극저온 유체의 공급량을 제어하는 컨트롤밸브가 개시된다. 상기 컨트롤밸브는, 동력전달부재를 이동시키는 구동부재, 내부에 상기 동력전달부재가 이동 가능한 수용공간이 형성되는 제1바디부, 내부에 형성된 유로를 개폐하는 개폐부재를 수용하는 제2바디부를 포함하고, 상기 개체부재는 상기 동력전달부재와 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.

대안적인 실시예에서, 상기 구동부재는 측정된 유체의 온도가 설정된 값 이상일 경우 작동되는 것을 특징으로 할 수 있다.

대안적인 실시예에서, 상기 제1바디부의 내부에는 상기 동력전달부재의 길이방향을 따라 상기 동력전달부재의 외주면을 감싸도록 제1열차단부재가 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.

대안적인 실시예에서, 상기 제2바디부는, 상기 제2바디부의 일면으로부터 상기 제1바디부 방향으로 돌출되어 구비되는 고정핀, 상기 유체가 이동 가능한 유로를 형성하는 유로형성공간, 상기 제2바디부의 일면에 홀의 형상을 통해 구비되며 상기 유로형성공간과 연결되는 유체유입홀 및 상기 유로형성공간으로부터 상기 제2바디부의 외주면 둘레를 따라 형성되는 유체배출홀을 포함할 수 있다.

대안적인 실시예에서, 상기 개폐부재는, 상기 동력전달부재로부터 인가된 힘에 기초하여 상기 유로형성공간을 통한 유로의 개폐를 허용할 수 있다.

대안적인 실시예에서, 상기 개폐부재는, 상기 제2바디부의 내측 일부와 접촉 가능하게 구비되는 유체차단턱, 상기 개폐부재의 내측 길이방향에 형성되고 상기 제2바디부 내측에 형성된 고정핀이 관통되는 중심홀 및 상기 중심홀의 측면 방향으로 관통되는 하나 이상의 측면홀을 포함할 수 있다.

대안적인 실시예에서, 상기 제2바디부는, 상기 유로형성공간 및 상기 제1바디부 사이에 위치하며, 상기 동력전달부재의 외주면을 감싸도록 구비되는 제2열차단부재 및 상기 유체차단턱과의 접촉을 통해 상기 개폐부재를 지지하는 개폐부재지지면을 더 포함할 수 있다.

대안적인 실시예에서, 상기 개폐부재는, 상기 유체에 의한 열팽창 및 열수축이 최소화되며, 강도와 탄성이 우수한 엔지니어링 플라스틱(engineering plastic)을 통해 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 개시의 다른 일 실시예에서 칠러 시스템이 개시된다. 상기 칠러 시스템은, 상기 컨트롤밸브를 포함하며, 냉각타겟으로 유체를 공급하는 유체순환부, 유체를 공급받은 냉매와 열교환시키는 열교환기 및 상기 냉매를 상기 열교환기로 공급하는 냉각부를 포함하며, 상기 유체순환부에서 토출된 유체의 온도에 따라 토출된 유체의 적어도 일부가 상기 열교환기로 공급되는 것을 특징으로 할 수 있다.

대안적인 실시예에서, 상기 유체순환부는, 내부에 유체를 저장하는 순환탱크, 유체의 흐름을 발생시키는 펌프, 상기 펌프로부터 토출된 유체의 압력을 제어하는 릴리프밸브, 상기 순환탱크에 저장된 유체를 토출시키는 유체토출관 및 상기 순환탱크로 유체를 유입시키는 유체유입관을 포함할 수 있다.

본 개시의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 개시는 냉각 타겟에 공급되는 유체의 온도를 효율적으로 제어하는 컨트롤밸브가 포함된 칠러 시스템을 제공할 수 있다.

본 개시의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

다양한 양상들이 이제 도면들을 참조로 기재되며, 여기서 유사한 참조 번호들은 총괄적으로 유사한 구성요소들을 지칭하는데 이용된다. 이하의 실시예에서, 설명 목적을 위해, 다수의 특정 세부사항들이 하나 이상의 양상들의 총체적 이해를 제공하기 위해 제시된다. 그러나, 그러한 양상(들)이 이러한 구체적인 세부사항들 없이 실시될 수 있음은 명백할 것이다.
도 1은 본 개시의 일 실시예와 관련된 칠러 시스템의 전체적인 개략도를 도시한다.
도 2는 본 개시의 일 실시예와 관련된 칠러 시스템의 세부 블록 구성도를 예시적으로 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 관련된 유체순환부의 전체 사시도를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 관련된 측면에서 바라본 유체순환부를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 관련된 펌프의 개략도를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 관련된 펌프의 전개도를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 관련된 펌프의 사시도를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 관련된 펌프를 통해 유체의 이동 과정을 설명하기 위한 예시도를 도시한다.
도 9는 본 개시의 일 실시예와 관련된 릴리프밸브를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 본 개시의 실시예와 관련된 컨트롤밸브를 예시적으로 도시한 예시도이다.
도 11은 본 개시의 실시예와 관련된 컨트롤밸브의 사시도를 예시적으로 도시한 예시도이다.

다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나 이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 감지될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다. 구체적으로, 본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.

이하, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않는다.

비록 제 1, 제 2 등이 다양한 소자나 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자나 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자나 구성요소를 다른 소자나 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 소자나 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2 소자나 구성요소 일 수도 있음은 물론이다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는 A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나 이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 달리 특정되지 않거나 단수 형태를 지시하는 것으로 문맥상 명확하지 않은 경우에, 본 명세서와 청구범위에서 단수는 일반적으로 "하나 또는 그 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 “직접 연결되어” 있다거나 “직접 접속되어” 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

이하의 설명에서 사용되는 구성 요소에 대한 접미사 “모듈” 및 “부”는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

구성 요소(elements) 또는 층이 다른 구성 요소 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 구성 요소 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 구성 요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 구성 요소가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 구성 요소 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소 또는 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다.

예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성 요소를 뒤집을 경우, 다른 구성 요소의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성 요소는 다른 구성 요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성 요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

본 개시의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 개시를 설명하는데 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.

그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시예들은 본 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 개시의 일 실시예와 관련된 칠러 시스템의 전체적인 개략도를 도시한다.

본 개시의 칠러시스템(1)은, 냉수 또는 냉매를 공조기나 냉동기 등의 냉각타겟(10)으로 공급하는 냉각장치 또는 냉동장치를 의미할 수 있다. 이러한 칠러시스템(1)은 냉각부(300)와 열 교환을 수행하는 열교환기(200)를 통해 저온의 유체를 확보할 수 있으며, 확보된 유체를 냉각타겟(10)으로 공급하여 냉각타겟(10)을 냉각시킬 수 있다.

여기서 냉각타겟(10)은, 저온을 필요로하는 산업용 설비를 의미할 수 있으며, 예를 들어, 반도체 제조 설비, 레이저, 사출기, 의료기기 및 화학 공정 설비 등을 포함할 수 있다. 전술한 냉각타겟에 관련한 산업용 설비에 대한 구체적인 기재는 예시일 뿐, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.

본 개시의 일 실시예에 따른 칠러시스템(1)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 냉각타겟(10), 유체순환부(100), 열교환기(200) 및 냉각부(300)를 포함할 수 있다. 도 1에서 도시되는 컴포넌트들은 예시적인 것으로, 추가적인 컴포넌트들이 존재하거나 또는 도 1에서 도시되는 컴포넌트들 중 일부는 생략될 수 있다. 본 개시의 실시예들에 따른 냉각타겟(10), 유체순환부(100), 열교환기(200) 및 냉각부(300)는 유체 이동을 위한 이동관을 통해 상호 연결되거나, 또는 이동관과 미리 정해진 이격 거리를 갖도록 구비될 수 있다. 즉, 각 컴포넌트들을 연결하는 이동관을 통해 유체가 순환됨에 따라 냉각타겟를 저온으로 유지시킬 수 있다.

칠러시스템(1)에 포함된 냉각부(300)는, 열교환기(200)와의 열 교환을 통해 열교환기(200)를 순환하는 유체를 저온으로 유지시킬 수 있다. 구체적으로, 냉각부(300)는 열교환기(200)와 인접하게 배치되어 구비될 수 있다. 이 경우, 냉각부(300)는 주변의 열을 흡수하는 기화열을 야기시켜 열교환기(200) 내부를 관통하는 냉매관(210)을 저온으로 유지시킬 수 있다.

자세히 설명하면, 냉각부(300)는 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 포함할 수 있다. 또한, 냉각부(300)는 냉각 유체(예컨대, 냉매)가 이동하는 이동관을 포함할 수 있으며, 해당 이동관은 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 상호 연결시킬 수 있다. 이동관을 통해 냉각 유체는 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 순환할 수 있다.

한편, 냉각부(300)는 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 기본 구성으로 하는 냉각사이클을 2개 이상 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1냉각사이클에서 냉각된 냉매와 제2냉각사이클을 순환하는 냉매를 서로 열교환시켜 제2냉각사이클에서 팽창밸브를 통해 토출된 냉매의 온도를 최저치로 낮출 수 있다.

열교환기(200)는 냉각부(300)의 냉각사이클을 통해 생성된 저온의 냉매와 유체순환부(100) 내의 유체가 서로 열교환을 수행할 수 있는 공간을 제공하며, 상기 냉매와 열교환을 마친 유체는 다시 유체순환부(100)로 유입된 후에 적어도 일부가 냉각타겟(10)으로 공급된다. 여기서, 냉각부(300)를 순환하는 냉각 유체와 유체순환부(100)로 공급 또는 전달되는 유체는 서로 상이한 유체를 의미하는 것일 수 있다. 냉각 유체와 유체는 서로 상이한 이동관을 통해 냉각부(300)와 열교환기(200) 각각을 순환하는 것일 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 냉각부(300)는 냉각 유체를 압축시키는 압축기를 포함할 수 있다. 압축기는 저온, 저압의 냉각 유체를 가압하여 냉각 유체를 고온, 고압 상태로 유지시킬 수 있다. 예컨대, 압축기는, 냉각 유체를 압축하는 임펠러와 임펠러에 연결된 회전축 및 회전축을 회전시키는 모터를 포함하여 구비될 수 있다.

또한, 냉각부(300)는 압축기에서 압축된 냉각 유체에서 열을 토출하여 냉각 유체를 응축하는 응축기를 포함할 수 있다. 응축기는, 내부에 냉각 유체가 응축될 수 있는 응축공간을 포함할 수 있으며, 압축기에서 전달받은 고온, 고압의 냉각 유체를 응축(또는 액화)시킬 수 있다. 예컨대, 응축기는, 압축기로부터 전달받은 고온, 고압의 기체에 외부에서 흡입된 공기를 공급하여 액화시킬 수 있다. 이 경우, 열이 발생됨에 따라 더운 공기가 토출될 수 있다.

또한, 냉각부(300)는 응축기를 통해 응축된 냉매를 팽창시키도록 형성된 팽창밸브를 포함할 수 있다. 냉각 유체는 냉각부(300)를 순환하는 과정에서 용적이 변화되는데, 이러한 용적 변화를 흡수하여 냉각 작용이 원활하게 수행될 수 있도록 팽창밸브가 구비될 수 있다. 냉각 유체는 좁은 팽창밸브를 통과하는 과정에서 모세관 현상에 의해 속도가 커지고 압력이 낮아질 수 있다. 이러한 팽창밸브는, 예를 들어, 수축과 팽창이 가능하도록 열에 강한 합성수지로 형성될 수 있다.

또한, 냉각부(300)는 팽창밸브로부터 전달된 저압의 액체 상태의 냉각 유체를 증발시키는 증발기를 포함할 수 있다. 증발기는, 저압의 액체 상태의 냉각 유체에 더운 공기를 공급하여 기화시킬 수 있다. 즉, 냉각 유체는 팽창밸브를 통과하는 과정에서 저압의 액체 상태가 되며, 증발기가 발생시키는 열에 의해 압력이 낮은 냉각 유체가 쉽게 기화될 수 있다. 열을 흡수하는 기화열에 의해 주위의 공기는 차가워지게 될 수 있다. 완전히 증발된 기체 상태의 냉각 유체는 다시 압축기로 들어가 냉각부의 냉각 시스템의 순환이 계속될 수 있다.

이러한 냉각부(300)의 증발기에 해당하는 부분은 도 2에 도시된 바와 같이, 열교환기(200)의 내측을 관통하는 냉매관(210)에 해당할 수 있다. 즉, 열교환기(200)는 냉각부(300)에서 생성된 저온의 냉매가 흐르는 냉매관(210)과 유체순환부(100)로부터 토출되는 유체를 공급하는 공급관(예컨대, 제2공급관)을 간접 접촉시킴으로써, 유체순환부(100)로부터 공급되어 열교환기(200)를 순환하는 유체를 일정 온도 이하의 저온으로 유지시킬 수 있다. 구체적으로, 냉매관(210)은 유체순환부(100)와 연결된 제2공급관(174)과 인접하게 구비될 수 있으며, 열교환을 통해 제2공급관(174) 내측을 순환하는 유체를 저온으로 유지지킬 수 있다.

본 개시의 열교환기(200)는, 전술한 바와 같이, 유체순환부(100)를 통해 토출된 유체를 일정 온도 이하의 저온으로 냉각시킬 수 있다. 유체순환부(100)는 제2공급관(174)을 통해 유체순환부(100) 내측의 유체 중 적어도 일부를 열교환기(200)로 공급 또는 전달할 수 있다. 유체순환부(100)로부터 열교환기(200)로 전달되는 유체는, 냉각타겟(10)과의 열 교환 과정에서 상대적 고온으로 변환된 유체일 수 있다.

또한 열교환기(200)는 유체순환부(100)로부터 전달된 유체를 냉매관(210)과 열교환시켜 유체를 설정된 온도 이하의 저온으로 변환하여 유체순환부(100)로 재전달할 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 유체순환부(100)는, 순환탱크(110), 펌프(120), 릴리프밸브(130), 컨트롤밸브(140), 유체토출관(170) 및 유체유입관을 포함할 수 있다. 유체순환부(100)는 유체를 열교환기(200) 및 냉각타겟(10) 각각으로 공급하여 순환시키고, 순환되어 돌아온 양 방향의 유체를 순환탱크(110) 내부에서 믹싱할 수 있다. 이 경우, 열교환기(200) 및 냉각타겟(10) 각각을 순환하고 돌아온 양 방향의 유체를 믹싱하는 것은, 유체가 냉각타겟을 저온으로 유지시키기 위한 적정한 온도를 유지하도록 하기 위함이다.

유체의 흐름을 간략히 살펴보면, 열교환기(200)에서 냉각부(300)로부터 공급된 냉매와 열교환을 마친 유체는 컨트롤밸브(140)를 통해 순환탱크(110) 내측으로 유입된다. 순환탱크(110) 내측에 채워진 유체는 펌프(120)의 작용에 의해 필터(160) 및 릴리프밸브(130)를 차례로 지나친다. 펌프(120)를 통과한 유체의 압력이 설정된 수치 이상일 경우 일부 유체는 릴리프밸브(130)를 통해 다시 순환탱크(110) 내부로 배출된다. 나머지 유체는 온도센서(172) 및 분지부(171)를 지나 일부는 냉각타겟(10)으로 흐르고 일부는 열교환기(200)로 흐른다. 온도센서(172)에서 측정되는 유체의 온도에 따라 분지부(171) 개방 및 컨트롤밸브(140)의 작동 여부가 결정된다. 냉각타겟(10) 및 열교환기(200)에서 각각 열교환을 완료한 유체는 순환탱크(110) 내로 유입되어 서로 섞인다.

유체순환부(100)에 대한 구조적 특징 및 해당 구조적 특징을 통해 발생하는 효과에 대한 구체적인 설명은 이하의 도 3 내지 도 10를 참조하여 후술하도록 한다.

도 3은 본 개시의 일 실시예에 관련된 유체순환부의 전체 사시도를 예시적으로 나타낸 도면이다. 도 4는 본 개시의 일 실시예에 관련된 측면에서 바라본 유체순환부를 예시적으로 나타낸 도면이다. 도 5는 본 개시의 일 실시예에 관련된 펌프의 개략도를 예시적으로 나타낸 도면이다. 도 6은 본 개시의 일 실시예에 관련된 펌프의 전개도를 예시적으로 나타낸 도면이다. 도 7은 본 개시의 일 실시예에 관련된 펌프의 사시도를 예시적으로 나타낸 도면이다. 도 8은 본 개시의 일 실시예에 관련된 펌프를 통해 유체의 이동 과정을 설명하기 위한 예시도를 도시한다. 도 9은 본 개시의 일 실시예와 관련된 릴리프밸브를 예시적으로 나타낸 도면이다. 도 10은 본 개시의 실시예와 관련된 컨트롤밸브를 예시적으로 도시한 예시도이다.

구체적으로, 유체순환부(100)는 내부에 유체를 저장하는 순환탱크(110), 유체의 흐름을 발생시키는 펌프(120), 펌프(120)로부터 토출된 유체의 압력을 제어하는 릴리프밸브(130), 열교환기(200)로부터 순환탱크(110)로 공급되는 유체량을 제어하는 컨트롤밸브(140), 순환탱크(110)에 저장된 유체를 토출시키는 유체토출관(170) 및 순환탱크(110)로 유체를 유입시키는 유체유입관을 포함할 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 유체순환부(100)는 내부에 유체를 저장하는 순환탱크(110)를 포함할 수 있다. 순환탱크(110)는 열교환기(200) 및 냉각타겟(10) 각각을 순환하고 돌아온 유체들이 저장되는 저장공간을 의미할 수 있다. 예컨대, 열교환기(200)를 순환하는 유체는, 냉매관(210)과의 열 교환을 통해 저온의 유체로 변환되어 순환탱크(110)로 돌아올 수 있으며, 냉각타겟(10)을 순환하는 유체는, 냉각타겟(10)과의 열 교환을 통해 고온의 유체로 변환되어 순환탱크(110)로 돌아올 수 있다. 유체순환부(100)는 유체가 냉각타겟(10)을 저온으로 유지시키기 위한 적정한 온도를 유지하도록 하기 위하여, 열교환기(200) 및 냉각타겟(10) 각각을 순환한 유체를 믹싱하여 순환탱크(110)에 저장될 수 있다.

구체적인 예를 들어, 반도체 제조 설비에 관련한 냉각타겟(10)이 공정을 적정하게 수행하기 위한 온도는 -50℃일 수 있다. 이 경우, 냉각타겟(10)으로 -60℃의 유체가 공급될 수 있다. 다만, -50℃로 냉각타겟(10) 유지시키기 위한 순환 과정에서 타겟과의 열 교환이 발생하게 되며, 이에 따라, 순환되어 돌아오는 유체는 -40℃의 온도로 변화될 수 있다. 즉, 공정 과정의 냉각타겟(10)과의 열 교환을 통해 유체의 온도가 상승될 수 있다.

이 경우, 유체순환부(100)는 냉각타겟(10)을 순환하고 돌아온 유체(예컨대, -40℃)와 열교환기(200)를 통해 순환하여 돌아온 유체(예컨대, -70℃)를 믹싱할 수 있다. 즉, 냉각타겟(10)을 순환하는 과정에서 상승된 온도를 가지는 유체는, 열 교환기를 순환하고 돌아온 저온의 유체와 믹싱됨에 따라 저온으로 변화될 수 있다. 믹싱되어 다시 저온으로 변화된 유체는 냉각타겟(10) 및/또는 열교환기(200) 각각을 다시 순환하게 되며, 상기의 과정을 반복함에 따라, 냉각타겟(10)을 반도체 설비 공정에 적정한 저온으로 유지시킬 수 있다. 이를 위해, 순환탱크(110)에는 열교환기(200) 및 냉각타겟(10) 각각에 연결되는 유체토출관 및 유체유입관이 연결되어 구비될 수 있다.

한편, 만약 순환탱크(110) 내측에 믹싱된 유체의 온도가 목표 온도에 비해 낮을 경우 순환탱크(110) 내측으로 삽입되는 히터(150)를 작동시켜 유체의 온도를 목표 온도까지 상승시킬 수 있다.

유체토출관(170)은 순환탱크(110)에서 열교환기(200) 및 냉각타겟(10) 각각으로 유체를 토출 또는 공급하는 연결관을 의미할 수 있다. 유체토출관은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 순환탱크(110)로부터 토출된 유체를 냉각타겟(10)으로 전달하는 제1공급관(173) 및 순환탱크(110)로부터 토출된 유체를 열교환기(200)로 전달하는 제2공급관(174)을 포함할 수 있다.

유체유입관은 열교환기(200) 및 냉각타겟(10) 각각을 순환하여 순환탱크(110)로 유체를 전달하는 연결관을 의미할 수 있다. 유체유입관은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 냉각타겟(10)을 순환한 유체를 순환탱크(110)로 전달하는 제1유입관(181) 및 열교환기(200)를 순환한 유체를 순환탱크(110)로 전달하는 제2유입관(182)을 포함할 수 있다.

추가적인 실시예에서, 순환탱크(110)는 외부로부터 유체가 공급되는 유체리필관(111)을 포함할 수 있다. 유체리필관(111)은 유체의 양을 리필(refill)시키기 위하여 구비되는 관일 수 있다. 예컨대, 본 개시의 칠러시스템(1)을 순환하는 유체는, 순환 과정에서 배관 내 압력 손실 또는 장시간의 미세한 누설 등에 의해 유체의 양이 다소 감소될 수 있다. 유체의 양의 감소는 냉각 타겟에 저온의 열 전달 효율의 저하를 야기시킬 수 있다. 이 경우, 유체리필관(111)을 통해 순환탱크(110)에 유체를 적정한의 유체 양을 유지하도록 할 수 있다.

또한, 순환탱크(110)는 내부 유체의 수위를 조정하는 수위조절관(112)을 포함할 수 있다. 수위조절관(112)은 순환탱크(110)의 하부측에 위치한 하부탱크(190)와 연결된 이동관을 의미하며, 순환탱크(110) 내부에 일정 수위 이상의 유체가 공급되어 오버플로우(overflow)되는 경우, 하부탱크(190)로 유체를 배출시키는 역할을 한다. 예컨대, 수위조절관(112)은 내부가 중공인 원통 형상으로 구비될 수 있으며, 순환탱크(110) 내에서 미리 정해진 높이를 갖도록 구비될 수 있다. 즉, 유체의 수위가 일정 높이를 초과하는 경우, 초과된 유체는 수위조절관(112)으로 유입될 수 있다.

다시 말해, 수위조절관(112)으로 유입된 유체는, 하부탱크로 향하는 것을 특징으로 할 수 있다. 이에 따라, 유체리필관(111)을 통해 유체를 보충하는 과정에서, 유체의 과공급에도 순환탱크(110)에 일정 기준 이상의 유체 양이 저장 또는 보관되는 것을 방지하여 시스템의 효율 저하를 예방하는 효과를 제공할 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 유체순환부(100)는 유체의 흐름을 발생시키는 펌프(120)를 포함할 수 있다. 본 개시의 칠러시스템(1)은 하나의 펌프를 포함하여 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.

보다 구체적인 예를 들어, 일반적인 유체순환부의 경우, 냉각타겟으로 유체를 순환시키기 위한 제1펌프 및 열교환기로 유체를 순환시키시 위한 제2펌프 즉 2개의 펌프를 포함하여 구비될 수 있다. 즉, 일반적인 칠러시스템의 경우, 순환 사이클 별로 각 펌프를 통해 유체의 순환을 유도하여 유체를 적정한 온도(즉, 냉각타겟을 저온으로 유지시키기 위한 적정한 온도)로 유지시킬 수 있다. 다만, 이 경우, 2개의 펌프를 구비하여야 하므로, 유체순환부의 구비 사이즈가 방대해질 수 있다. 또한, 2개의 펌프를 운용함에 따라, 에너지 효율 측면에서 효율적이지 못할 수 있다.

이에 따라, 본 개시의 유체순환부(100)는 하나의 펌프(120)를 포함하도록 설계되어 운용 효율 및 구비 효율을 향상시키는 것을 특징으로 할 수 있다. 본 개시의 펌프(120)에 대한 보다 구체적인 설명은 도 5 내지 도 8을 참조하여 이하에서 후술하도록 한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 펌프(120)는 모터하우징(121), 제1하우징(122), 및 제2하우징(123)을 포함할 수 있다. 펌프(120)에 포함된 제1하우징(122)은 흡입력을 발생시키고, 발생된 흡입력을 통한 유체의 이동을 허용할 수 있다.

보다 자세히 설명하면, 펌프(120)는 구동력을 인가하는 모터를 수용하는 모터하우징(121)을 포함할 수 있다. 모터하우징(121)의 내부에는 모터가 구비될 수 있다. 모터는 전류가 흐르는 도체가 자기장 속에서 받는 힘을 이용하여 전기 에너지를 역학적 에너지로 바꾸는 장치를 의미하는 것으로, 발생된 역학적 에너지를 통해 회전축(123a)에 회전을 인가하는 것을 특징으로 할 수 있다. 모터하우징에 구비된 모터는 도 6에 도시된 바와 같이, 회전축(123a)과 커플링 연결될 수 있으며, 발생된 구동력(즉, 역학 에너지)을 통해 회전축을 회전시킬 수 있다.

또한, 펌프(120)는 모터하우징(121)과 연결되어 구비되는 제2하우징(123)을 포함할 수 있다. 펌프(120)의 제2하우징(123)은 모터에 연결된 회전축(123a)을 수용하기 위한 수용공간을 형성할 수 있다. 즉, 제2하우징(123)의 내부 수용공간에는 회전축(123a)이 위치할 수 있으며, 회전축(123a)과 커플링(122-1)을 통해 연결된 모터로부터 전달받은 구동력을 통해 해당 수용공간 상에서 회전축(123a)이 회전될 수 있다.

또한, 제2하우징(123)의 내부에는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 회전축(123a)의 외주면을 감싸도록 단열재(123b)가 구비될 수 있다. 즉, 단열재(123b)는 회전축(123a)이 구비된 수용공간 상에 해당 회전축(123a)의 외주면을 감싸도록 구비될 수 있다. 이러한 단열재(123b)는 모터하우징(121)과 제1하우징(122) 사이의 열 교환을 차단시키기 위한 것일 수 있다.

구체적으로, 본 개시의 칠러시스템(1)은 냉각타겟(10)을 극저온으로 유지시키기 위한 냉각 시스템일 수 있다. 즉, 본 개시에서 순환의 대상이 되는 유체는 극저온으로 유지되어야 할 수 있다. 다만, 펌프(120)의 모터하우징(121)에 구비된 모터가 구동력을 발생시키는 과정에서 열이 발생되며, 해당 모터에서 발생하는 열을 통해 극저온의 유체의 온도가 상승될 우려가 있다. 예컨대, -60℃의 극저온의 냉각 유체가 펌프를 통해 열교환기 또는 냉각타겟 방향으로 배출되는 과정에서, 펌프 내부의 모터 발열에 의해 -45℃로 상승될 수 있다. 냉각 유체의 온도 상승에 따라, 산업용 설비(예컨대, 반도체 제조 설비, 레이저, 사출기, 의료기기 및 화학 공정설비 등)의 열 부하를 효율적으로 냉각시킬 수 없으며, 결과적으로 공정의 효율을 저하시킬 수 있다. 전술한 극저온 유체에 대한 구체적인 수치적 기재는 예시일 뿐, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.

즉, 본 개시의 펌프(120)는, 모터가 구비된 모터하우징(121)과 유체의 흐름이 발생하는 제1하우징(122) 사이에 위치하는 제2하우징(123)의 내부에 단열재(123b)를 구비함으로써, 모터하우징(121)과 제1하우징(122) 간에 발생될 수 있는 열 교환을 차단할 수 있다. 다시 말해, 제2하우징(123)의 내부에 단열재(123b)를 구비함으로써, 펌프(120)의 구동력에 의해 제2하우징(123)을 이동하는 극저온의 유체가 모터하우징(121)에서 발생되는 모터 발열에 의하여 온도가 상승되지 않도록 할 수 있다.

따라서, 구동력을 발생시키는 모터의 구비 공간과 극저온의 유체가 이동하는 유체 이동 공간이 나뉘어져 구비되는 펌프(120)의 구조적 특징 및 각 공간을 연결하는 제2하우징(123)에 단열재(123b)를 구비하여 유체의 온도 상승 영향을 최소화하는 펌프(120)의 구조적 특징을 통해 유체의 흐름을 발생시키는 과정에서 유체의 온도 상승을 방지하는 효과를 제공할 수 있다. 즉, 펌프(120)는 온도변화에 따른 체적 변화량을 최소화하는 구조를 가짐으로, 넓은 온도 대역(즉, 극저온에서 고온까지)의 유체 순환에 대응하여, 내구성 및 정밀도를 확보하는 효과를 제공할 수 있다.

또한, 펌프(120)는 제2하우징(123)과 모터하우징(121) 사이에 구비되는 제1샤프트실(123c)을 포함할 수 있다. 또한, 펌프(120)는 제1하우징(122)과 제2하우징(123) 사이에 구비되는 제2샤프트실(123d)을 포함할 수 있다. 제1샤프트실(123c) 및 제2샤프트실(123d)은, 회전축(123a)의 회전 시, 각 구조물의 사이로 유체가 이동되는 것을 방지하기 위한 것일 수 있다. 구체적으로, 모터의 구동력을 통해 회전축(123a)이 회전되는 경우, 제1샤프트실(123c)은 제2하우징(123)에서 모터하우징(121)으로 유체가 이동되는 것을 방지하며, 제2샤프트실(123d)은 제1하우징(122)에서 제2하우징(123)으로 유체가 이동되는 것을 방지할 수 있다. 이 경우, 각 샤프트실은 탄성력을 가진 고무 재질로 구비될 수 있으며, 링 형상을 가질 수 있다. 각 샤프트실의 내측홀에는 회전축(123a)이 관통되어 끼워질 수 있으며, 회전축(123a)이 관통된 각 샤프트실이 압착되어 각 하우징 사이에 구비됨에 따라, 각 샤프트실을 통해 유체의 이동이 차단될 수 있다. 즉, 펌프(120)는 각 하우징 사이에 2개의 샤프트실을 구비하여, 유체 또는 기체의 누설을 2중으로 차단함으로써, 유체의 온도 변화를 최소화하며, 유체순환부에서의 유체 이동 효율 및 장치의 기대 수명을 향상시키는 효과를 제공할 수 있다.

또한, 펌프(120)는 제2하우징(123)과 연결되어 구비되는 제1하우징(122)을 포함할 수 있다. 이 경우, 각 하우징(즉, 제1하우징 및 제2하우징)의 적어도 일부는 관통되도록 형성되며, 관통된 공간을 통해 제2하우징(123)에 구비된 회전축(123a)과 제1하우징(122)에 구비된 헬리컬기어(122b-1)가 연결될 수 있다. 이 경우, 제2하우징(123)에 구비되는 헬리컬기어(122b-1)는 복수 개일 수 있으며, 복수 개의 기어 중 하나의 기어가 회전축(123a)과 연결될 수 있다. 즉, 복수 개의 기어 중 적어도 하나는, 모터와 회전 중심축을 공유하도록 커플링 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.

보다 구체적으로, 제1하우징(122)은 제2하우징(123)의 일단에 연결되며 유체의 흐름을 발생시키는 헬리컬기어(122b-1)가 구비될 수 있다. 헬리컬기어(122b-1)는, 둘 이상의 기어 간의 상호 회전을 통해 야기되는 흡입력을 통해 유체의 흐름을 발생시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

이러한 헬리컬기어(122b-1)는, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제1기어(122b-1a) 및 제1기어(122b-1)에 대응되는 형상을 가진 제2기어(122b-1b)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 헬리컬기어(122b-1)에 포함된 둘 이상의 기어 중 적어도 하나의 기어는 회전축(123a)과 연결될 수 있다.

구체적인 예를 들어, 헬리컬기어(122b-1) 중 제1기어(122b-1a)는 회전축(123a)과 연결될 수 있다. 즉, 회전축(123a)은 제1기어(122b-1a)의 일단에 연결되어 모터를 통해 발생하는 회전력을 제1기어(122b-1a)에 전달할 수 있다. 다시 말해, 모터의 구동력에 의해 회전축(123a)이 회전하게 되며, 이에 따라, 회전축(123a)에 연결된 제1기어(122b-1a)의 회전이 야기된다.

이 경우, 제1기어(122b-1a)와 대응되는 형상(즉, 맞물린 형상)을 통해 구비된 제2기어(122b-1b)가 회전하게 되며, 이에 따라, 각 기어 간의 상호 회전을 통해 야기되는 흡입력으로 유체의 흐름을 발생시킬 수 있다. 예컨대, 제1기어(122b-1a)는 홈과 돌출부를 갖도록 구비될 수 있으며, 제2기어(122b-1b)의 홈 및 돌출부 각각에 맞물려 회전하는 것을 특징으로 할 수 있다.

즉, 모터는 회전축(123a)에 회전력을 인가하며, 회전축(123a)이 회전되는 경우, 해당 회전축(123a)에 연결된 제1기어(122b-1a)가 회전될 수 있다. 또한, 제1기어(122b-1a)의 회전은 해당 제1기어(122b-1a)와 맞물려 구비된 제2기어(122b-1b)의 회전을 야기시킬 수 있다. 이러한 기계적인 메커니즘을 통해 유체의 흐름이 발생될 수 있다. 즉, 헬리컬기어(122b-1)의 상호 회전을 통해 발생되는 흡입력으로 인해 제1하우징(122)의 일방향에 위치한 유체가 투입홀(122-1)로 투입되며, 제1관(122-2), 두 개의 헬리컬기어(122b-1) 및 제2관(122-3)을 거쳐 배출홀(122-4)을 통해 배출될 수 있다.

자세히 설명하면, 제1하우징(122)은 상부하우징(122a), 기어하우징(122b) 및 하부하우징(122c) 간의 결합 또는 고정을 통해 형성될 수 있다. 도 6을 참조하면, 상부하우징(122a)의 하부 방향에 기어하우징(122b)이 위치하며, 기어하우징(122b)의 하부 방향에 하부하우징(122c)이 위치됨에 따라 제1하우징(122)이 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 각 하우징의 일 위치에는 하나 이상의 관통홀(예컨대, 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 각 하우징 각각에, 서로 대응되는 위치에 형성된 4개의 홀)이 형성될 수 있으며, 각 관통홀에 대응하는 축(예컨대, 결합축 또는 고정축)이 각 하우징에 형성된 관통홀을 관통하여 구비됨에 따라 각 하우징이 고정 또는 결합될 수 있다.

즉, 제1하우징(122)은, 3개의 하우징의 결합을 통해 형성될 수 있다. 이는, 제1하우징(122)의 내부 공간을 각 구간 별로 상이한 지름의 홀을 형성하도록 구비하는 과정에서 제작 공정 상의 편의성을 제공할 수 있다. 예를 들어, 구간 별로 홀의 지름의 크기를 상이하게 하여 하우징을 제작하고자 하는 경우, 공정 상의 어려움이 존재할 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상부하우징(122a)과 하부하우징(122c) 사이에 위치하는 기어하우징(122b)은, 헬리컬기어(122b-1)가 위치됨에 따라, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 타 하우징 보다 큰 지름의 내부 공간을 포함하도록 형성되어야 하며, 이는 제작 공정 상의 어려움을 야기시킬 수 있다.

본 개시는 서로 상이한 지름의 통해 형성되는 내부 홀을 포함하도록 3개의 하우징을 형성하고, 3개의 하우징 간의 결합을 통해 제1하우징(122)을 형성하므로, 하나의 하우징 내부에 상이한 지름의 홀이 형성되도록 할 수 있다. 즉, 각 구간 별로 상이한 지름의 홀이 형성되도록 하우징을 제조하는데 있어, 공정 상의 편의성을 제공하는 효과가 있다. 다시 말해, 제조 공정 상의 간편화를 도모할 수 있다.

상부하우징(122a)은 회전축(123a)의 일단이 관통되는 홀을 형성할 수 있다. 구체적으로, 상부하우징(122a)은 회전축(123a)을 통해 관통되는 제1홀(122a-1)을 포함할 수 있다. 모터에 연결된 회전축(123a)은, 상부하우징(122a)에 형성된 제1홀(122a-1)을 관통하여 기어하우징(122b)에 구비된 헬리컬기어(122b-1)에 연결될 수 있다. 이 경우, 회전축(123a)은 제1홀(122a-1)을 관통하여 제1기어(122b-1a)의 제1중심홀(122b-1a')에 삽입되어 고정될 수 있다. 또한, 상부하우징(122a)은 헬리컬기어(122b-1)에 포함된 제2기어(122b-1b)의 제2중심홀(122b-1b')에 대응하는 위치에 형성된 제2홀(122a-2)을 포함할 수 있다. 예컨대, 제2중심홀(122b-1b') 및 제2홀(122a-2)에 대응하는 직경을 가진 제2기어고정축(122-1a)을 통해 제2중심홀(122b-1b') 및 제2홀(122a-2)이 관통됨에 따라 제2기어(122b-1b)가 고정될 수 있다. 이에 따라, 헬리컬기어(122b-1)의 상호 회전을 통해 흡입력을 발생시키는 과정에서 제2기어(122b-1b)가 뒤틀리는 등 기어의 이탈을 방지할 수 있으므로, 장치의 운용 효율이 향상될 수 있다.

기어하우징(122b)은 헬리컬기어(122b-1)가 구비되는 수용공간을 형성할 수 있다. 다시 말해, 기어하우징(122b)이 형성하는 수용공간 상에 흡입력을 발생시키는 헬리컬기어(122b-1)가 구비될 수 있다. 기어하우징(122b)에 구비된 헬리컬기어(122b-1)는 회전축(123a)의 일단과 연결될 수 있다. 구체적으로, 헬리컬기어(122b-1)의 제1기어(122b-1a)의 제1중심홀(122b-1a')에 회전축(123a)의 일단이 끼움 결합될 수 있다. 이 경우, 제1중심홀(122b-1a')에 끼워지는 회전축(123a)의 일단에는 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 돌출부재(123a-1)가 구비될 수 있다. 돌출부재(123a-1)는 회전축(123a)이 제1기어(122b-1a)의 제1중심홀(122b-1a')에 끼움 결합되는 경우, 제1중심홀(122b-1a') 내에서 공회전되는 것을 방지하기 위해 구비되는 것일 수 있다. 제1기어(122b-1a)의 일단 외측에는 돌출부재(123a-1)가 끼워지는 삽입홈(123a-2)이 형성될 수 있다. 삽입홈(123a-2)은 돌출부재(123a-1)에 대응하는 형상을 갖도록 구비될 수 있다. 실시예에 따르면, 제1기어(122b-1a)의 제1중심홀(122b-1a')의 내측에는 회전축(123a)의 돌출부재(123a-1)가 안착되는 안착부가 구비될 수 있다. 즉, 회전축(123a)이 일단이 제1중심홀(122b-1a')에 끼워지는 경우, 회전축(123a)의 삽입홈(123a-2)과 중심홀(122b-1a')의 안착부 사이에 돌출부재(123a-1)가 위치하여 각 구성을 고정시킬 수 있으므로, 회전축(123a)이 제1기어(122b-1a)의 내부에서 공회전되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 기어하우징(122b)은 유체의 이동을 허용하는 유체이동공간을 형성할 수 있다. 구체적으로, 도 8을 참조하면, 기어하우징(122b)은 제1기어(122b-1a)와 제2기어(122b-1b)가 맞물리는 일 위치에 제1유체이동공간(122b-2) 및 제2유체이동공간(122b-3)을 포함하여 구비될 수 있다. 즉, 제1기어(122b-1a)와 제2기어(122b-1b)가 상호 회전을 통해 흡입력을 발생시키는 경우, 유체가 제1유체이동공간(122b-2)을 통해 유입되며 제2유체이동공간(122b-3)을 통해 배출될 수 있다. 이러한 구조적 특징을 통해 유체를 일 방향으로 이동시킬 수 있게 된다. 이 경우, 제1유체이동공간(122b-2)은, 하부하우징(122c)의 제1관(122-2)과 연결되며, 제2유체이동공간(122b-3)은 제2관(122-3)과 연결되어 구비될 수 있다.

하부하우징(122c)은 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 회전축(123a) 및 제2기어고정축(122-1a) 각각이 관통되는 제1축고정홀(122c-1) 및 제2축고정홀(122c-2)을 포함할 수 있다. 다시 말해, 모터에 연결된 회전축(123a)은, 상부하우징(122a)의 제1홀(122a-1), 제1기어(122b-1a)의 제1중심홀(122b-1a') 및 하부하우징(122c)의 제1축고정홀(122c-1)을 차례로 관통하도록 구비될 수 있다. 또한, 제2기어고정축(122-1a)은, 상부하우징(122a)의 제2홀(122a-2), 제2기어(122b-1b)의 제2중심홀(122b-1b') 및 하부하우징(122c)의 제2축고정홀(122c-2)을 차례로 관통하도록 구비될 수 있다. 즉, 헬리컬기어(122b-1)는, 축(즉, 회전축 및 제2기어고정축)을 통해 관통되며, 각 축이 상부하우징(122a) 및 하부하우징(122c) 각각에 형성된 홀에 지지됨에 따라, 기어하우징(122b) 내에서 고정될 수 있다.

또한, 하부하우징(122c)은 유체가 이동하는 통로를 형성할 수 있다. 구체적으로, 하부하우징(122c)은, 투입홀(122-1), 제1관(122-2), 제2관(122-3) 및 배출홀(122-4)을 더 포함할 수 있다. 투입홀(122-1)은 유체가 투입되는 홀이며, 배출홀(122-4)은 유체가 배출되는 홀을 의미할 수 있다. 제1관(122-2)은 투입홀(122-1)과 기어하우징(예컨대, 제1유체이동공간)을 연결하는 연결관을 의미할 수 있으며, 제2관(122-3)은 배출홀(122-4)과 기어하우징(예컨대, 제2유체이동공간)을 연결하는 연결관을 의미할 수 있다.

일 실시예에서, 제1관(122-2) 및 제2관(122-3) 각각의 내측은, 유체에 의한 열팽창 및 열수축을 최소화하기 위한 부싱(bushing)으로 구비될 수 있다. 이러한 부싱은, 자기윤활성을 보유하여 향상된 마찰내구성을 갖는 재질을 통해 구비될 수 있다. 이에 따라, 지속적인 축의 회전에 대한 높은 내구성을 가지며, 극저온에서 지속적인 활용이 가능해지는 등 운용 효율을 향상시키는 효과를 가진다. 펌프(120)를 통해 발생되는 흡입력을 통해, 유체는 투입홀(122-1)로 투입되어 배출홀(122-4)을 통해 배출 또는 토출될 수 있다.

전술한 바와 같이, 유체는 제1하우징(122) 내부에서만 이동(즉, 하부하우징과 기어하우징 내에서만 이동)됨에 따라, 기어의 구동을 위한 모터 및 회전축(123a)이 위치한 제2하우징(123) 또는 모터하우징(121)에는 유체가 전달되지 않을 수 있다. 즉, 기어와 해당 기어에 회전력을 인가하는 모터가 분리되어 구비됨으로써, 유체를 통한 에너지 소모 비율이 현저히 감소될 수 있다. 이는, 모터를 통해 발생되는 회전력의 저항을 최소화하여 에너지 효율을 향상시키는 효과를 가질 수 있다.

실시예에서, 투입홀(122-1)은 순환탱크(110) 방향에 구비되며, 배출홀(122-4)은 유체토출관(170) 방향(즉, 냉각타겟 및 열교환부 방향)에 구비될 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 펌프(120)는 헬리컬기어(122b-1) 간의 상호 회전을 통한 흡입력으로 유체의 흐름을 발생시킬 수 있다. 여기서 유체의 흐름은, 순환탱크(110)로부터 유체토출관(170)으로 이동하는 유체의 흐름을 의미할 수 있다.

자세히 설명하면, 유체순환부(100)는 순환탱크(110)에 저장된 유체를 토출시키는 유체토출관을 포함할 수 있다. 즉, 펌프(120)는 순환탱크(110)와 유체토출관 사이에 구비되어, 순환탱크(110)에 위치한 유체를 유체토출관으로 토출시키는 역할을 수행할 수 있다. 다시 말해, 펌프(120)의 투입홀(122-1)은 순환탱크(110)와 연결되며, 배출홀(122-4)은 유체토출관(170)과 연결될 수 있다.

유체토출관(170)은 순환탱크(110)로부터 토출된 유체를, 열교환기(200) 및 냉각타겟(10) 각각으로 공급하기 위한 연결관일 수 있다. 유체토출관은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 순환탱크(110)로부터 토출된 유체를 냉각타겟(10)으로 전달하는 제1공급관(173) 및 순환탱크(110)로부터 토출된 유체를 열교환기(200)로 전달하는 제2공급관(174)을 포함할 수 있다. 또한, 유체토출관은 순환탱크(110)로부터 토출된 유체가 나뉘는 분지부(171)를 포함할 수 있다. 유체토출관은, 분지부(171)를 기준으로 제1공급관(173) 및 제2공급관(174)으로 나뉠 수 있다.

즉, 펌프(120)를 통해 순환탱크(110)로부터 토출된 유체는, 분지부(171)를 거쳐 제1공급관(173) 및 제2공급관(174) 각각으로 전달되어 냉각타겟(10) 및 열교환기(200) 각각으로 공급될 수 있다. 다시 말해, 본 개시의 유체순환부(100)는 하나의 펌프(120)를 통해 냉각타겟(10) 및 열교환기(200) 각각으로 유체를 전달할 수 있다.

이에 따라, 하나의 펌프(120)에서 양방향(즉, 냉각타겟 방향 및 열교환기 방향)으로의 유체 전달을 가능하게 하여 에너지 효율을 극대화시킴과 동시에 장치의 구비 사이즈 최소화하여 공간(dimension) 효율을 향상시키는 등, 칠러시스템의 효율성을 극대화시키는 효과를 제공할 수 있다.

한편, 본 개시는 펌프를 한 개만 사용하더라도 유체의 온도 및 압력을 일정하게 유지시킬 수 있는 효과가 있다. 순환탱크(110) 외부로 토출되는 유체의 압력을 일정하게 유지시키기 위해 릴리프밸브(130)가 설치되며 온도를 일정하게 유지시키기 위해 온도센서(172)를 활용한 컨트롤밸브(140) 및 분지부(171) 제어가 가능하며(유체온도 냉각방향) 히터(150)를 활용하여 유체의 온도를 상승시킬 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 펌프(120)는, 투입홀(122-1) 및 배출홀(122-4)의 하단에 접촉하여 구비되며, 투입홀(122-1) 및 배출홀(122-4) 각각에 연결되는 연결관을 가이드하기 위한 두 개의 가이드홀(122d-1)이 구비된 가이드오링(122d)을 더 포함할 수 있다. 가이드오링(122d)은 두 개의 가이드홀(122d-1)을 포함할 수 있으며, 투입홀(122-1)과 배출홀(122-4) 각각에 연결되는 각 연결관을 통해 각 가이드홀(122d-1)에 관통되도록 구비될 수 있다.

펌프(120)의 투입홀(122-1)은 연결관을 통해 순환탱크(110)와 연결되며, 배출홀(122-4)은 유체토출관(170)을 통해 냉각타겟(10) 또는 열교환기(200)와 연결될 수 있다. 즉, 투입홀(122-1) 및 배출홀(122-4) 각각은 유체를 이동을 위한 연결관 각각과 연결되어 구비될 수 있다. 여기서, 가이드오링(122d)은 제2하우징(123)의 하단 즉, 투입홀(122-1) 및 배출홀(122-4)에 결속되도록 구비될 수 있다. 또한, 가이드오링(122d)은 투입홀(122-1)과 연결되는 연결관 및 배출홀(122-4)과 연결되는 연결관 각각이 관통되어지는 두 개의 가이드홀(122d-1)을 포함할 수 있다. 여기서, 가이드오링(122d)의 가이드홀(122d-1)은 투입홀(122-1) 및 배출홀(122-4) 각각의 직경 보다 큰 직경을 가질 수 있다. 이에 따라, 가이드오링(122d)이 투입홀(122-1)과 배출홀(122-4)의 하단에 결속하여 구비되는 경우, 각 홀보다 큰 직경을 갖는 가이드홀(122d-1)을 통해 각 연결관을 각 홀에 연결하는 과정(즉, 체결 과정)에서 각 연결관을 가이드함으로써, 편의성을 제공할 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 유체순환부(100)는 순환탱크(110)로 유체를 유입시키는 유체유입관을 포함할 수 있다. 유체유입관은, 펌프(120)를 통해 유체토출관으로 토출되어 냉각타겟(10) 및 열교환기(200) 각각을 순환한 유체가 순환탱크(110)로 돌아올 수 있도록 연결하는 관을 의미할 수 있다. 일 실시예에서, 제1유입관(181)은 제1공급관(173)과 연결되며, 제2유입관(182)은 제2공급관(174)과 연결될 수 있다. 즉, 유체유입관은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 냉각타겟(10)과 연결되는 제1유입관(181) 및 열교환기(200)와 연결되는 제2유입관(182)을 포함할 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 유체순환부(100)는 펌프(120)로부터 토출된 유체의 압력을 제어하는 릴리프밸브(130)를 포함할 수 있다. 릴리프밸브(130)는 온도센서(172)와 펌프(120) 사이에 구비되고 설정된 압력 이상의 유체를 순환탱크(110) 내부로 배출시키는 것을 특징으로 할 수 있다. 구체적으로, 릴리프밸브(130)는 펌프(120)와 분지부(171) 사이에 구비되어 분지부(171)로 전달되는 유체를 일정한 압력을 갖도록 유지시키기 위한 것이다. 릴리프밸브(130)에 대한 보다 구체적인 설명은 도 9를 참조하여 이하에서 후술하도록 한다.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 릴리프밸브(130)는 펌프(120)와 분지부(171) 사이에 구비될 수 있다. 즉, 펌프(120)를 통해 토출된 유체는 릴리프밸브(130)를 지나 분지부(171)로 전달될 수 있다. 이 경우, 릴리프밸브(130)는 펌프(120)에서 분지부(171)로 전달되는 유체의 압력을 제어할 수 있다.

구체적으로, 릴리프밸브(130)는 도 9에 도시된 바와 같이, 압력배출홀(131), 압력차단막(132), 압력배출통로(133), 릴리프스프링(134) 및 지지면(135)을 포함할 수 있다. 본 개시에서 분지부(171)로 전달되는 유체는 일정한 온도 및 압력을 가지는 것이 중요할 수 있다. 예컨대, 분지부로 전달되는 유체의 압력이 비교적 높은 경우, 유체를 이동시키는 관들이 가압함으로써 누설을 야기시켜 장치의 운용 효율을 저감시킬 우려가 있다. 이에 따라, 릴리프밸브(130)는 미리 정해진 압력 이상의 유체를 분지부(171) 방향으로 전달하는 것이 아닌, 순환탱크(110)로 재순환시킬 수 있다.

자세히 설명하면, 릴리프밸브(130)의 압력배출홀(131)은 유체가 이동하는 방향에 관련하여 구비되는 것일 수 있다. 예컨대, 도 9을 기준으로 압력배출홀(131)의 왼쪽 방향으로 유체가 이동할 수 있다. 이 경우, 미리 정해진 기준치 이상의 유체의 압력이 발생되는 경우, 압력배출홀(131)을 통해 투입된 유체가 압력차단막(132)을 밀어 압력배출통로(133)를 형성하고, 형성된 압력배출통로(133)를 통해 유체가 배출되어, 순환탱크(110)로 재순환될 수 있다. 여기서 미리 정해진 기준치 이상의 압력은, 도 9에 도시된 바와 같이, 지지면(135)과 압력차단막(132) 사이에 구비된 릴리프스프링(134)의 탄성력에 기반한 것일 수 있다. 예컨대, 유체의 압력이 커지는 경우, 압력차단막(132)에 압력이 가해지며, 릴리프스프링(134)이 눌려 압력배출통로(133)가 확보되고, 확보된 압력배출통로(133)를 통해 유체가 배출되어 순환탱크(110)로 되돌아갈 수 있다. 이 경우, 압력배출통로(133)를 통해 유체가 배출됨에 따라 유체의 압력이 낮아지게 되며, 이에 따라, 릴리프스프링(134)이 복원되어 확보된 압력배출통로(133)가 막힐 수 있다.

즉, 상술한 바와 같은 릴리프밸브(130)의 구조적 특징을 통해 미리 정해진 압력 이상의 유체가 전달되지 않도록 예방함으로써, 시스템의 안정성을 확보할 수 있다. 또한, 릴리프스프링(134)을 통해 일정치 이상의 압력을 제한할 수 있으므로, 릴리프스프링(134)의 교체만으로도 압력 제한 설정을 용이하게 변경할 수 있어 편의성을 제공할 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 유체순환부(100)는 열교환기(200)로부터 순환탱크(110)로 공급되는 유체량을 제어하는 컨트롤밸브(140)를 포함할 수 있다. 컨트롤밸브(140)는 열교환기(200)와 순환탱크(110) 사이에 구비되어 열교환기(200)로부터 순환탱크(110)로 공급되는 저온의 유체의 유체량을 제어할 수 있다. 여기서, 유체량의 제어는, 순환탱크(110) 내부에 믹싱된 유체를 적정한 온도로 유지시키기 위한 것일 수 있다.

예를 들어, 냉각타겟(10)이 공정에 적합한 온도보다 상승된 경우, 순환탱크(110) 내부에 저장된 유체의 온도를 하강시키기 위해서(즉, 냉각타겟으로 공급되는 유체의 온도를 하강시키기 위해서) 컨트롤밸브(140)는 열교환기(200)로부터 순환탱크(110)로 공급되는 유체량을 늘릴 수 있다. 이와 반대로, 냉각타겟(10)이 공정에 적합한 온도보다 하강된 경우, 순환탱크(110) 내부에 저장된 유체의 온도를 상승시키기 위해서(즉, 냉각타겟으로 공급되는 유체의 온도를 상승시키기 위해서) 컨트롤밸브(140)는 열교환기(200)로부터 순환탱크(110)로 공급되는 유체량을 줄이고 히터(150)를 작동시킬 수 있다. 본 개시의 열교환기(200)로부터 순환탱크(110)로 공급되는 유체량을 결정하는 컨트롤밸브(140)에 대한 구체적인 설명은, 도 10 및 11을 참조하여 이하에서 후술하도록 한다.

도 10에 도시된 바와 같이, 컨트롤밸브(140)는 구동부재(141), 제1바디부(142) 및 제2바디부(143)를 포함할 수 있다. 도 10에서 도시되는 컴포넌트들은 예시적인 것으로, 추가적인 컴포넌트들이 컨트롤밸브에 포함되거나 또는 도 10에서 도시되는 컴포넌트들 중 일부는 컨트롤밸브에서 생략될 수 있다

본 개시의 일 실시예에 따르면, 컨트롤밸브(140)는 컨트롤밸브(140)의 동작을 제어하는 구동부재(141)를 포함할 수 있다. 구동부재(141)는 컨트롤밸브(140)의 on/off 동작을 제어할 수 있다. 구동부재(141)는 측정된 유체의 온도가 설정된 값 이상일 경우 작동되는 것을 특징으로 할 수 있다. 일 실시예에서, 구동부재(141)는 온도에 관련한 신호(또는 전류)에 기반하여 전자 코일의 전자력을 발생시킴으로써, 밸브의 개폐를 제어하는 솔레노이드 밸브(Solenoid Valve)를 포함할 수 있다. 다만, 구동부재는 이에 제한되지 않으며, 동력전달부재에 동력을 공급할 수 있는 다양한 동력 전달 구성을 더 포함할 수 있다.

예컨대, 구동부재(141)는, 온도센서(172)로부터 수신한 전류 신호에 기반하여 전자 코일의 전자력을 사용하여 자동적으로 밸브를 개폐시킴에 따라, 컨트롤밸브(140)의 작동을 제어할 수 있다. 구동부재(141)는 온도센서에서 측정된 센싱값에 기초하여 동력전달부재(142a)가 수직운동을 수행하도록 해당 동력전달부재(142a)에 힘을 인가할 수 있다.

컨트롤밸브(140)의 동력전달부재(142a)는 구동부재(141)의 제어 동작에 기반하여 상/하 운동을 통해 유로의 개폐작용을 수행하여 열교환기(200)로부터 순환탱크(110)로 공급되는 저온의 유체의 유체량을 제어할 수 있다. 예컨대, 제2유입관(182)으로부터 순환탱크(110)로 유입되는 유체는, 컨트롤밸브(140)의 유로 개폐 동작에 기반하여 설정된 양만큼 유입되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 컨트롤밸브(140)는 동력전달부재(142a)의 길이 방향을 따라 해당 동력전달부재(142a)를 수용하기 위한 수용공간을 형성하는 제1바디부(142)를 포함할 수 있다. 제1바디부(142)는, 내부에 동력전달부재(142a)가 이동 가능한 수용공간을 형성할 수 있다. 구체적으로, 제1바디부(142)는 구동부재(141)의 제어에 기초하여 동력전달부재(142a)의 수직 운동을 허용하는 수용공간을 포함할 수 있으며, 적어도 일면은 구동부재(141)와 동력전달부재(142a)의 연결을 위해 개방되어 있을 수 있다. 또한, 제1바디부(142)의 내부 즉, 수용공간에는, 동력전달부재(142a)의 길이방향을 따라 동력전달부재(142a)의 외주면을 감싸도록 제1열차단부재(142b)가 구비될 수 있다. 제1열차단부재(142b)는 동력전달부재(142a)의 외주면 둘레를 따라 구비될 수 있다. 제1열차단부재(142b)는, 중심부가 통공된 원기둥 형상을 통해 구비되며, 동력전달부재(142a)의 외주면을 감싸는 형태로, 제1바디부(142)의 수용공간 내부에 구비될 수 있다.

본 개시의 칠러시스템(1)은 냉각타겟(10)을 극저온으로 유지시키기 위한 냉각 시스템일 수 있다. 칠러시스템(1)을 순환하는 저온의 유체는 컨트롤밸브(140)를 거쳐 순환탱크(110)로 공급되는 과정에서 고온의 영향을 받아 온도 상승이 야기될 수 있으며, 이는, 저온의 유체 공급의 효율 저하시킬 수 있다. 또한, 극저온의 유체가 컨트롤밸브(140)의 구동부재(141)와 인접하여 이동됨에 따라, 극저온 영향에 따른 장치(예컨대, 구동부재)의 고장을 야기시킬 수 있다. 이를 예방하기 위하여 제1바디부(142)의 내부 수용공간의 일부에 제1열차단부재(142b)를 구비할 수 있다. 이에 따라, 극저온 유체의 전달 또는 공급 과정에서 발생될 수 있는 효율 저하를 방지하는 효과를 가진다.

즉, 극저온의 유체가 이동하는 제2바디부(143)에 관련한 일 위치에 제1열차단부재(142b)를 구비함으로써, 외부 또는 구동부재(141)로부터의 고온 전달 영향을 최소화시킴으로써, 극저온 유체의 온도를 지속적으로 저온으로 유지시킬 수 있다. 이는 결과적으로, 칠러시스템(1)을 통한 저온의 유체 공급 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 제1열차단부재(142b)를 통해 제2바디부(143)와 구동부재(141) 간의 열 교환을 차단하여 구동부재(141)가 극저온의 유체의 영향을 받지 않도록 함으로써, 장치의 기대 수명을 향상시키는 효과를 제공할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제1바디부(142)의 일단에는 제2바디부(143)가 연결되어 구비될 수 있다. 이 경우, 각 바디부의 적어도 일부는 관통되도록 형성되며, 관통된 공간을 통해 제1바디부(142)에 구비된 동력전달부재(142a)와 제2바디부(143)에 구비된 개폐부재(144)가 연결될 수 있다. 즉, 동력전달부재(142a)와 개폐부재(144)의 연결을 위해 제1바디부(142)의 하면과 제2바디부(143)의 상면 각각은 개방되어 구비될 수 있다.

일 실시예에서, 제1바디부(142)는 상, 하 또는 수직 운동을 수행하는 동력전달부재(142a)를 가이드하기 위한 가이드부재(142c)를 포함할 수 있다. 가이드부재(142c)는 도 11에 도시된 바와 같이, 동력전달부재(142a)의 일단(예컨대, 개폐부재에 관련한 일단)의 외면 적어도 일부와 인접하게 구비될 수 있다. 예컨대, 동력전달부재(142a)는 미리 정해진 길이를 통해 구비되며, 구동부재(141)에 의해 수직운동을 수행할 수 있다. 동력전달부재(142a)가 구동부재(141)에 의해 상측 또는 하측 방향으로 이동하는 경우(도 11을 기준으로 좌측 또는 우측 방향), 해당 동력전달부재(142a)는 제2바디부(143)가 형성하는 내부 수용공간 상에서 뒤틀릴 수 있다. 동력전달부재(142a)가 제2바디부(143)의 내측에서 뒤틀리는 경우, 개폐부재(144)에 적정한 힘을 전달할 수 없으며, 이는 컨트롤밸브(140)의 전반적인 유로 개폐 동작이 적정하게 수행되지 못하게 한다. 즉, 동력전달부재(142a)가 개폐부재(144)에 올바른 힘을 전달하도록 제1바디부(142)의 일 영역(예컨대, 제2하우징과 연결되는 영역)에는 동력전달부재(142a)를 가이드 하는 가이드부재(142c)가 형성될 수 있다. 이러한 가이드부재(142c)를 통해 동력전달부재(142a)가 바디부 내에서 틀어지는 것이 방지됨에 따라, 개폐부재(144)에 적정한 힘을 전달할 수 있다. 따라서, 가이드부재(142c)를 통한 가이드를 통해 구동부재(141)로부터 인가되는 힘의 전달 효율이 향상되며, 동력전달부재(142a)의 뒤틀림에 따른 고장을 방지하여 장치의 기대 수명을 향상시키는 효과를 제공할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 동력전달부재(142a)는 구동부재(141)의 제어 동작에 기반한 수직운동을 수행할 수 있다. 예를 들어, 구동부재(141)가 온도센서(172)로부터 특정 위치의 유체의 온도가 미리 정해진 온도 이상으로 상승하였다는 전류 신호(즉, 사전 결정된 임계치 이상의 전류 신호)를 수신하는 경우, 구동부재(141)는 동력전달부재(142a)의 수직운동을 야기시킬 수 있다. 예컨대, 도 11을 기준으로 제2바디부(143) 방향으로 동력전달부재(142a)가 이동할 수 있다. 동력전달부재(142a)가 제2바디부(143) 방향(즉, 도 11에서의 오른쪽 방향)으로 이동되는 경우, 해당 동력전달부재(142a)의 일단에 연결된 개폐부재(144)에 힘이 인가됨에 따라, 순환탱크(110)로의 유체의 이동을 허용할 수 있다.

컨트롤밸브(140)는 동력전달부재(142a)의 일단과 연결되며 유체를 토출하기 위한 통로를 형성하는 제2바디부(143)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2바디부(143)는 내부에 형성된 유로를 개폐하는 개폐부재(144)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 제2바디부(143)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 고정핀(143a), 유로형성공간(143b), 개폐부재(144), 유체유입홀(143c), 유체배출홀(143d), 개폐부재지지면(143e), 스프링지지면(143f) 및 제2열차단부재(143g)를 포함할 수 있다.

고정핀(143a)은 제2바디부(143)의 일면으로부 제1바디부(142) 방향으로 돌출되어 구비될 수 있다. 예컨대, 고정핀(143a)은 개폐부재(144)를 고정시키기 위하여 제2바디부(143)의 일단에 돌출 구비될 수 있다. 실시예에 따르면, 개폐부재(144)의 적어도 일부에 고정핀(143a)이 관통하여 끼워질 수 있다. 즉, 고정핀(143a)은 개폐부재(144)의 적어도 일부를 관통하여 삽입될 수 있다.

유로형성공간(143b)은 유체가 이동 가능한 유로를 형성할 수 있다. 구체적으로, 유로형성공간(143b)은 고정핀(143a)을 기준으로 하는 개폐부재(144)의 이동에 따라 유로를 형성할 수 있다. 유체유입홀(143c)은 제2바디부(143)의 일면에 홀의 형상을 통해 구비되며, 유로형성공간(143b)과 연결될 수 있다. 유체배출홀(143d)은 유로형성공간(143b)으로부터 제2바디부(143)의 외주면 둘레를 따라 형성될 수 있다.

개폐부재(144)의 이동(예컨대, 수직운동)을 통해 유로형성공간(143b) 상에 유로가 확보되는 경우, 유체유입홀(143c)을 통해 유체가 유입되며, 유체배출홀(143d)을 통해 유체가 배출될 수 있다. 다시 말해, 유로형성공간(143b)이 확보되지 않은 경우에는 유체배출홀(143d)을 통해 유체가 배출될 수 없다.

개폐부재(144)는 동력전달부재(142a)의 일단에 연결되어 동력전달부재(142a)와 동일 방향으로 수직운동함에 따라 유로형성공간(143b)은 유로를 형성할 수 있다. 즉, 개폐부재(144)는 동력전달부재(142a)로부터 전달받은 힘에 기초하여 유로형성공간(143b)을 통한 유로의 개폐를 허용할 수 있다.

개폐부재(144)는 도 11에 도시된 바와 같이, 유체차단턱(144a), 측면홀(144b), 중심홀(144c) 및 개폐부재스프링(144d)을 포함할 수 있다. 이러한 개폐부재(144)는, 유체에 의한 열팽창 및 열수축이 최소화되며, 강도와 탄성이 우수한 엔지니어링 플라스틱을 통해 구비될 수 있다. 엔지니어링 플라스틱 재질로 구비된 개폐부재는, 자기윤활성을 보유하여 향상된 마찰내구성을 가지며, 내마모성, 내충격성 및 부식성 우수함에 따라, 지속적인 충격에 변형이 최소화될 수 있다. 예컨대, 개폐부재(144)는 폴리아미드(PA, polyamide), 폴리카보네이트(PC, polycarbonate), 폴리에스테르(PET, polyester), 폴리아세탈(polyacetal) 및 변성폴리프로필렌산화물(M-PPO) 중 적어도 하나의 재질을 통해 구비될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 개폐부재는 열차단 효율이 좋으며, 충격의 흡수성이 높은 다양한 엔지니어링 플라스틱 재질을 통해 구비될 수 있다.

개폐부재(144)는 단턱 형상을 통해 제2바디부(143)의 내측 일부와 접촉 가능하게 구비되는 유체차단턱(144a)을 포함할 수 있다. 실시예에 따르면, 개폐부재(144)의 유체차단턱(144a)은 제2바디부(143)의 개폐부재지지면(143e)과 접촉 가능하게 구비될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 개폐부재(144)와 개폐부재지지면(143e)이 접촉되는 경우, 유로형성공간(143b) 상에 유로가 확보되지 않아, 유체유입홀(143c)을 통한 유체의 유입 및 유체배출홀(143d)을 통한 유체의 배출이 허용되지 않는다. 다시 말해, 개폐부재(144)와 개폐부재지지면(143e)이 접촉되지 않는 경우, 유로형성공간 상에 유로가 확보됨에 따라, 유체유입홀(143c)을 통해 유체가 유입되어 유체배출홀(143d)을 통해 배출될 수 있다. 즉, 개폐부재(144)와 개폐부재지지면(143e)이 접촉되는 경우는 유체의 이동이 허용되지 않는 폐쇄 상태일 수 있으며, 개폐부재(144)와 개폐부재지지면(143e)이 비접촉상태인 경우, 유체의 이동이 허용되는 개방 상태일 수 있다.

또한, 개폐부재(144)는, 개폐부재(144)의 내측 길이방향에 형성되고, 제2바디부(143) 내측에 형성된 고정핀(143a)이 관통되는 중심홀(144c)을 포함할 수 있다. 또한, 개폐부재(144)는 중심홀(144c)의 측면 방향으로 관통되는 하나 이상의 측면홀(144b)을 포함할 수 있다. 실시예에서, 하나 이상의 측면홀(144b)은 유체차단턱(144a)의 하부 방향에 위치하며, 개폐부재(144)의 길이방향에 형성된 중심홀(144c)과 수직으로 연결될 수 있다. 또한, 개폐부재(144)는 개폐부재(144)의 적어도 일부의 외주면을 감싸도록 구비되는 개폐부재스프링(144d)을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 중심홀(144c)은 고정핀(143a)이 끼워지는 홀일 수 있다. 측면홀(144b)은, 개폐부재(144)를 길이방향에 대응하는 수직방향으로 관통하여 형성되는 것으로, 해당 개폐부재(144)의 내부로 유입되는 유체를 방출하기 위한 홀일 수 있다. 예컨대, 개폐부재(144)의 상하(또는 좌우) 이동 과정에서 개폐부재(144)의 내부(예컨대, 중심홀)로 유체가 유입될 수 있으며, 이는, 유로 형성을 위한 상하 동작의 오류를 야기시킬 수 있다. 이에 따라, 개폐부재(144)의 내부로 침투되는 유체의 방출을 위한 측면홀(144b)을 구비하여 장치의 안정성을 향상시킬 수 있다.

구동부재(141)의 제어 동작에 의해 동력전달부재(142a)가 제2바디부(143) 방향으로 이동되는 경우, 해당 동력전달부재(142a)에 연결된 개폐부재(144)가 동일 방향으로 밀려 유로형성공간(143b) 상에 유로가 확보될 수 있다. 즉, 구동부재(141)의 제어 신호에 기초하여 동력전달부재(142a)가 이동하며, 해당 동력전달부재(142a)에 연결된 개폐부재(144)의 유체차단턱(144a)이 동일 방향으로 이동하여 유로형성공간(143b) 상에 유로가 확보되고, 확보된 유로를 통해 유체가 이동이 허용될 수 있다. 즉, 개폐부재(144)의 이동에 따라 유체의 이동을 위한 유로가 확보되는 경우, 유체는, 유체투입홀(143c), 유로형성공간(143b) 그리고 유체배출홀(143d)을 순서대로 거쳐 배출될 수 있다. 일 실시예에서, 유체투입홀(143c)의 구비 방향은 열교환기(200) 방향이며 유체배출홀(143d)의 구비 방향은 순환탱크(110) 방향일 수 있다. 다시 말해, 개폐부재(144)의 이동에 의해 유로형성공간(143b) 상에 유로가 확보되는 경우, 유체투입홀(143c)을 통해 투입되는 유체는, 유체배출홀(143d)을 거쳐 순환탱크(110)로 배출될 수 있다.

개폐부재(144)는 제2바디부(143)와 개폐부재(144)의 사이에 구비되어 개폐부재(144)에 복원력을 인가하는 개폐부재스프링(144d)을 포함할 수 있다. 개폐부재스프링(144d)은 개폐부재(144)의 외주면을 감싸도록 구비되며, 적어도 일부가 제2바디부(143)에 의해 지지될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2바디부(143)는 개폐부재(144)의 개폐부재스프링(144d)을 지지하기 위한 스프링지지면(143f)이 구비될 수 있다. 예컨대, 스프링지지면(143f)은 도 11에 도시된 바와 같이, 개폐부재스프링(144d)이 지지될 수 있도록 내부로 돌출된 단턱 형상을 통해 구비될 수 있다.

일 실시예에서, 구동부재(141)의 제어에 따른 유로의 개방 동작 이후, 유체의 적정 온도를 유지함이 관측됨에 따라, 동력전달부재(142a)에 인가되는 힘이 사라지는 경우(즉, 구동부재를 통해 인가되는 힘이 사라지는 경우), 개폐부재(144)와 제2바디부(143) 사이에 구비된 개폐부재스프링(144d)의 복원력을 통해 개폐부재(144)가 동력전달부재(142a) 방향으로 이동될 수 있다. 이에 따라, 개폐부재(144)의 유체차단턱(144a)과 제2바디부(143)의 개폐부재지지면(143e)이 접촉되어 유로가 폐쇄됨에 따라 유체의 흐름이 차단되게 된다.

일 실시예에 따르면, 제2바디부(143)는, 유로형성공간(143b) 및 제1바디부(142) 사이에 위치하며, 동력전달부재(142a)의 외주면을 감싸도록 구비되는 제2열차단부재(143g)를 포함할 수 있다. 제2열차단부재(143g)는 각 바디부 사이로 유체가 이동하거나 또는 해당 유체가 외부와 열교환하는 것을 방지하기 위한 것일 수 있다. 예컨대, 제2열차단부재(143g)는 도 11에 도시된 바와 같이, 동력전달부재(142a)와 제2바디부(143) 사이에 구비되어 유체가 제1바디부(142) 방향으로 이동하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 해당 제2열차단부재(143g)는 외부와의 열 교환을 차단함으로써, 제2바디부(143)의 내부에서 이동하는 유체가 지속적으로 극저온을 유지하도록 할 수 있다. 즉, 제1열차단부재(142b) 외에 제2열차단부재(143g)를 추가적으로 구비함으로써, 유체 또는 기체의 누설을 2중으로 차단하여, 유체의 온도 변화를 최소화하며, 이에 따라, 유체 이동 효율 및 장치의 기대 수명을 향상시키는 효과를 제공할 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 유체토출관(170)은 토출된 유체의 온도를 측정하는 온도센서(172)를 포함할 수 있다. 온도센서(172)는 유체토출관(170)에 구비되어 토출된 유체의 온도를 측정할 수 있다. 토출된 유체의 온도를 측정하는 것은, 순환탱크(110)로부터 토출된 유체의 온도가 냉각타겟(10)을 냉각시키기 적정한 온도인지 감지하기 위한 것일 수 있다. 이에 따라, 본 개시의 유체순환부(100)는 온도센서(172)에서 측정된 값에 따라 컨트롤밸브(140)의 작동이 제어되는 것을 특징으로 할 수 있다.

전술한 바와 같이, 컨트롤밸브(140)는, 순환탱크(110)로 공급되는 저온의 유체량의 결정 또는 제어함으로써, 칠러시스템(1)의 효율성을 보다 향상시킬 수 있다. 자세히 설명하면, 냉각타겟(10)으로 공급된 유체는, 냉각타겟(10)의 순환 과정에서 순환탱크(110)에서 토출된 유체보다 온도가 높아질 수 있다. 이에 따라, 컨트롤밸브(140)는 온도센서(172)의 측정 온도에 기초하여, 처음보다 온도가 상승한 경우, 열교환기(200)에서 순환탱크(110)로 공급되는 저온의 유체량을 증가시켜 순환탱크(110)에 저장된 유체를 보다 저온으로 변화시킬 수 있다. 이에 따라, 균일한 냉각도를 통해 냉각타겟(10)을 냉각시킬 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 유체순환부(100)는 순환탱크(110) 내부의 유체 온도를 제어하는 히터(150)를 포함할 수 있다. 예컨대, 히터(150)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 순환탱크(110)의 내부에 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다. 이를 위해, 순환탱크(110)의 적어도 일부에는 히터(150)를 고정시키기 위한 히터안착부(114)가 구비될 수 있다. 즉, 히터안착부(114)를 통해 히터(150)는 순환탱크(110)의 내부에 안착될 수 있다.

본 개시의 히터(150)는 온도센서(172)에서 측정된 유체의 온도에 기초하여 동작될 수 있다. 즉, 히터(150)는 냉각타겟(10)으로 공급되는 유체의 온도에 기초하여 순환탱크(110) 내부에 저장된 유체의 온도를 조정하는 것을 특징으로 할 수 있다. 예를 들어, 유체토출관(170)에 위치한 온도센서(172)에서 측정된 유체의 온도가 과도하게 낮은 경우, 히터가 동작하여 순환탱크(110)에 저장된 유체의 온도를 상승시킬 수 있다. 이에 따라, 균일한 냉각도를 통해 냉각타겟(10)을 냉각시킬 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 유체순환부(100)는 펌프(120)의 전단에 구비되어 유체를 필터링하는 필터(160)를 포함할 수 있다. 필터(160)는 순환탱크(110)의 내부에 구비될 수 있으며, 펌프(120)로 이동되는 유체를 필터링하는 역할을 수행하여 장치의 안정성을 향상시키는 효과를 제공할 수 있다. 이러한 필터(160)는 예컨대, 활용되는 유체의 동점도나 성질에 따라 mesh 변경될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 개시의 유체순환부(100)는 극저온 구현 및 온도제어에 필요한 핵심 컴포넌트들(예컨대, 필터, 펌프, 온도센서, 릴리프밸브, 컨트롤밸브 및 히터)를 순환탱크(110)에 구비 가능하도록 구현하여 장치의 구비 사이즈를 최소화할 수 있다. 이와 더불어, 하나의 펌프를 통해 냉각타겟(10) 및 열교환기(200)로의 순환을 동시에 수행함으로써, 에너지 효율을 극대화시킴과 동시에 장치의 구비 사이즈 최소화하여 dimension 효율을 향상시키는 등, 순환 시스템의 효율성을 극대화시키는 효과를 제공할 수 있다. 뿐만 아니라, 유체의 순환 동선을 최적화하여 에너지 효율을 절감 및 구비 비용 절감을 효과를 제공할 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 유체순환부(100)는 순환탱크(110)로 유체를 보충하는 하부탱크(190)를 더 포함할 수 있다. 하부탱크(190)는 순환탱크(110)의 하부측에 위치할 수 있으며, 순환탱크(110)에 저장된 유체가 부족한 경우, 이를 보충하기 위하여 추가적인 유체를 저장하는 저장고 역할을 수행할 수 있다.

실시예에 따르면, 순환탱크(110) 및 하부탱크(190) 각각에는 유체의 수위를 확인하기 위한 수위확인부(113) 및 수위확인관(193) 각각이 존재할 수 있다. 예컨대, 수위확인부(113)를 통한 수위 확인을 통해, 리필펌프(191)를 동작시켜 순환탱크(110)로 유체를 보충시킬 수 있다. 구체적으로, 리필펌프(191)가 동작되는 경우, 하부탱크(190)에 저장된 유체는 펌프연결관(192) 리필펌프(191) 및 상부공급관(194)을 거쳐 순환탱크(110)로 공급될 수 있다. 즉, 하부탱크(190)와 리필펌프(191) 및 이를 연결하는 관들(즉, 펌프연결관 및 상부공급관)을 통해 순환탱크(110)의 유체 보충이 신속하고 용이하게 이루어져 작업의 편의성이 향상될 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 유체순환부(100)는 복수 개로 구비되고, 각각의 유체순환부로부터 토출되는 유체는 열교환기(200) 내에 구비된 냉매관(210)과 동시에 열교환하는 것을 특징으로 할 수 있다. 구체적인 예를 들어, 본 개시의 유체순환부(100)는 3개로 구비될 수 있으며, 3개의 유체순환부(100)는 하나의 냉매관(210)과 동시에 열교환하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 개시의 실시예를 설명하였지만, 본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 개시가 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

본 개시에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 개시의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.

제시된 프로세스들에 있는 단계들의 특정한 순서 또는 계층 구조는 예시적인 접근들의 일례임을 이해하도록 한다. 설계 우선순위들에 기반하여, 본 개시의 범위 내에서 프로세스들에 있는 단계들의 특정한 순서 또는 계층 구조가 재배열될 수 있다는 것을 이해하도록 한다. 첨부된 방법 청구항들은 샘플 순서로 다양한 단계들의 엘리먼트들을 제공하지만 제시된 특정한 순서 또는 계층 구조에 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

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

1: 칠러시스템 10: 냉각타겟
100: 유체순환부 110: 순환탱크
111: 유체리필관 112: 수위조절관
113: 수위확인부 114: 히터안착부
120: 펌프 121: 모터하우징
121a: 모터 122: 제1하우징
122a: 상부하우징 122a-1: 제1홀
122a-2: 제2홀 122b: 기어하우징
122b-1: 헬리컬기어
122b-1a: 제1기어 122b-1a': 제1중심홀
122b-1b: 제2기어 122b-1b': 제2중심홀
122b-2: 제1유체이동공간122b-3: 제2유체이동공간
122c: 하부하우징 122-1: 투입홀
122-2: 제1관 122-3: 제2관
122-4: 배출홀 122d: 가이드오링
122d-1: 가이드홀 123: 제2하우징
123-1: 커플링 123a: 회전축
123a-1: 돌출부재 123a-2: 삽입홈
123b: 단열재 123c: 제1샤프트실
123d: 제2샤프트실 130: 릴리프밸브
131: 압력배출홀 132: 압력차단막
133: 압력배출통로 134: 릴리프스프링
135: 지지면 140: 컨트롤밸브
141: 구동부재 142: 제1바디부
142a: 동력전달부재 142b: 제1열차단부재
142c: 가이더부재 143: 제2바디부
143a: 고정핀 143b: 유로형성공간
143c: 유체유입홀 143d: 유체배출홀
143e: 개폐부재지지면143f: 스프링지지면
143g: 제2열차단부재 144: 개폐부재
144a: 유체차단턱 144b: 측면홀
144c: 중심홀 144d: 개폐부재스프링
150: 히터 160: 필터
170: 유체토출관 171: 분지부
172: 온도센서 173: 제1공급관
174: 제2공급관 181: 제1유입관
182: 제2유입관 190: 하부탱크
191: 리필펌프 192: 펌프연결관
193: 수위확인관 194: 상부공급관
200: 열교환기 210: 냉매관
300: 냉각부

Claims (11)

1. 동력전달부재를 이동시키는 구동부재;
   내부에 상기 동력전달부재가 이동 가능한 수용공간이 형성되는 제1바디부;
   내부에 형성된 유로를 개폐하는 개폐부재를 수용하는 제2바디부;
   를 포함하고,
   상기 개폐부재는 상기 동력전달부재와 연결되는 것을 특징으로 하며,
   상기 제2바디부는,
   상기 제2바디부의 일면으로부터 상기 제1바디부 방향으로 돌출되어 구비되는 고정핀;
   유체가 이동 가능한 유로를 형성하는 유로형성공간;
   상기 제2바디부에 구비되며 상기 유로형성공간과 연결되는 유체유입홀; 및
   상기 유로형성공간의 둘레를 따라 형성되는 유체배출홀;
   을 포함하는,
   극저온 유체의 공급량을 제어하는 컨트롤 밸브.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 구동부재는 측정된 유체의 온도가 설정된 값 이상일 경우 작동되는 것을 특징으로 하는,
   극저온 유체의 공급량을 제어하는 컨트롤 밸브.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1바디부의 내부에는 상기 동력전달부재의 길이방향을 따라 상기 동력전달부재의 외주면을 감싸도록 제1열차단부재가 구비되는 것을 특징으로 하는,
   극저온 유체의 공급량을 제어하는 컨트롤 밸브.
   
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 개폐부재는,
   상기 동력전달부재로부터 인가된 힘에 기초하여 상기 유로형성공간을 통한 유로의 개폐를 허용하는,
   극저온 유체의 공급량을 제어하는 컨트롤 밸브.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 개폐부재는,
   상기 제2바디부의 내측 일부와 접촉 가능하게 구비되는 유체차단턱;
   상기 개폐부재의 내측 길이방향에 형성되고 상기 제2바디부 내측에 형성된 고정핀이 관통되는 중심홀; 및
   상기 중심홀의 측면 방향으로 관통되는 하나 이상의 측면홀;
   을 포함하는,
   극저온 유체의 공급량을 제어하는 컨트롤 밸브.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 제2바디부는,
   상기 유로형성공간 및 상기 제1바디부 사이에 위치하며, 상기 동력전달부재의 외주면을 감싸도록 구비되는 제2열차단부재; 및
   상기 유체차단턱과의 접촉을 통해 상기 개폐부재를 지지하는 개폐부재지지면;
   을 더 포함하는,
   극저온 유체의 공급량을 제어하는 컨트롤 밸브.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 개폐부재는,
   상기 유체에 의한 열팽창 및 열수축이 최소화되며, 강도와 탄성이 우수한 엔지니어링 플라스틱(engineering plastic)을 통해 구비되는 것을 특징으로 하는,
   극저온 유체의 공급량을 제어하는 컨트롤 밸브.
   
9. 제1항의 컨트롤밸브를 포함하며, 냉각타겟으로 유체를 공급하는 유체순환부;
   유체를 공급받은 냉매와 열교환시키는 열교환기; 및
   상기 냉매를 상기 열교환기로 공급하는 냉각부;
   를 포함하며,
   상기 유체순환부에서 토출된 유체의 온도에 따라 토출된 유체의 적어도 일부가 상기 열교환기로 공급되는 것을 특징으로 하는,
   칠러시스템.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 유체순환부는,
    내부에 유체를 저장하는 순환탱크;
    유체의 흐름을 발생시키는 펌프;
    상기 펌프로부터 토출된 유체의 압력을 제어하는 릴리프밸브;
    상기 순환탱크에 저장된 유체를 토출시키는 유체토출관; 및
    상기 순환탱크로 유체를 유입시키는 유체유입관;
    을 포함하는,
    칠러시스템.
11. 동력전달부재를 이동시키는 구동부재;
    내부에 상기 동력전달부재가 이동 가능한 수용공간이 형성되는 제1바디부;
    내부에 형성된 유로를 개폐하는 개폐부재를 수용하는 제2바디부;
    를 포함하고,
    상기 개폐부재는 상기 동력전달부재와 연결되고,
    상기 제2바디부는,
    상기 제2바디부의 일면으로부터 상기 제1바디부 방향으로 돌출되어 구비되는 고정핀;
    유체가 이동 가능한 유로를 형성하는 유로형성공간;
    을 포함하며,
    상기 개폐부재는,
    상기 제2바디부의 내측 일부와 접촉 가능하게 구비되는 유체차단턱;
    상기 개폐부재의 내측 길이방향에 형성되고 상기 고정핀이 관통되는 중심홀; 및
    상기 중심홀의 측면 방향으로 관통되는 하나 이상의 측면홀;
    을 포함하는,
    극저온 유체의 공급량을 제어하는 컨트롤 밸브.

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